KR100543898B1 - 초임계 유체를 이용하여 폐 중합체로부터 이물 오염물을 제거하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 폐중합체로부터 이물 오염물을 제거하는 방법은 (1) 오염물을 함유하는 폐중합체를 용융시키고; (2) 상기 용융된 유동성 폐중합체를 탈기영역으로 도입시켜 수분 및 잔류 모노머를 제거하고; (3) 상기 탈기 영역을 거친 유동성 폐중합체를 압력밀봉부위를 거쳐 처리영역에 도입시켜 초임계 상태의 용매화 유체와 접촉시키고; (4) 상기 처리영역을 거쳐 점도가 저하된 유동성 폐중합체를 미세 제거망에 통과시키고; 그리고 (5) 상기 미세 제거망을 거쳐 이물 오염물이 제거된 유동성 폐중합체를 외부로 토출시키는 단계로 이루어진다.

폐중합체, 초임계 유체, 오염물, 압출기, 미세제거망

Description

초임계 유체를 이용하여 폐 중합체로부터 이물 오염물을 제거하는 방법{Black Spot Removal from Waste Plastics Using Supercritical Fluids}

제1도는 초임계 유체를 이용하여 폐 중합체로부터 이물 오염물을 제거하는 과정을 개략적으로 나타낸 본 발명의 공정도이다.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

1 : 호퍼 2 : 탈기 부위

3 : 압력밀봉부위 4 : 초임계 유체 주입구

5 : 제거망 6 : 출구

7 : 펌프 8 : 조절 밸브

발명의 분야

본 발명은 폐 중합체의 용융 재가공 처리 시에 초임계 유체 및 제거망을 이용하여 폐 중합체로부터 이물 오염물을 감소시키거나 제거하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 용융 중합체 물질로부터 탄화 유기계 및 무기계 물질로 이루어진 각종 이물 오염물을 초임계 유체 및 제거망을 이용해 연속 공정 상에서 물성의 저하 없이 제거하는 방법에 관한 것이다.

발명의 배경

최근 들어 플라스틱 업계는 새로운 플라스틱 재료의 제조에 재생 플라스틱을 사용하는 것에 대해 관심을 집중하고 있다. 재생 플라스틱 사용의 목적은 발생 폐기물의 양을 감소시키고, 자원을 효율적으로 사용하고자 하는 공공의 요구에 부응하는 것과 부수적으로 새로운 플라스틱 재료의 제조 비용의 절감을 위한 것이다.

플라스틱 업계에는 재생 플라스틱이 순수 재료에 대한 경제적인 대체물의 역할을 할 수 있는 것으로 인식되어 왔다. 그러나, 대부분의 개발 과제는 광범위한 분야에서 순수 재료에 대한 대체물로서 사용되는 재생 플라스틱을 처리하는 적절하고 경제적인 수단을 고안하는 데에 있다. 즉 순수한 물질에 대한 대체물로서 사용하기 위한 재생 플라스틱의 처리를 위한 상업적으로 충분하면서 경제적인 수단을 개발할 필요가 여전히 남아있다. 현재 개발된 대부분의 재생 플라스틱의 처리 방법은 플라스틱의 중합에서 발생하는 유기물, 사용 중 발생한 유기물 등의 감소/제거를 다루고 있다.

중합 발생 유기물의 경우 원천적으로 초기 중합반응 공정에서 제거되지 않은 유기물을 추가로 제거하는 데에는 많은 시간과 경비가 소요되게 된다. 이러한 경우 특수 목적 (식품 관련)을 제외하고는 이러한 공정을 거치지 않고 사용되게 된다. 특히 이러한 플라스틱을 재생할 경우, 중합 시 발생했거나 사용 중에 발생한 유기물을 제거하는 것은 기술적으로 어려울 뿐만 아니라 경제성을 확보하기도 힘들게 된다.

사용 중에 발생한 이물의 경우 이를 새로운 제품으로 재생산 할 때 외관 품질 및 물리적 특성 저하의 원인이 되므로 물성 저하를 유발하지 않는 상태에서 효과적으로 이물을 제거하는 것은 재생 플라스틱을 사용하는 공정에 있어 매우 중요한 의미를 가지게 되다. 그러나 이러한 이물을 완벽하고 경제적으로 감소/제거하기란 매우 어려운 일이다.

이러한 이물을 제거하는 일반적인 기존의 방법에는 폐 플라스틱을 용매에 용해시켜 이물을 여과하는 방법과 압출 공정에서 여과 장치를 통과시키는 방법이 있다. 전자의 경우 이물의 제거에는 효과적일 수 있으나 이물 제거 후 용매의 회수 및 제품 생산 공정까지 여러 공정 (침전-침전물회수-용융)이 삽입되게 되며 용매의 회수가 적절치 못할 경우 다량의 유기물을 함유하게 되어 그 용도에 제한을 가하게 된다. 후자인 압출 공정에서 이물을 제거하는 경우는 전자의 경우와는 달리 공정이 단순화되는 장점이 있으나 다량의 이물을 함유하거나 용융 점도가 높은 수지의 경우 여과 장치를 통과 시 압출기 내압이 급격히 증가하여 안전 문제를 일으킬 수 있다.

또한 압력의 증가를 억제하기 위해 토출 속도를 감소시켜 체류시간이 증가하거나 수지의 온도를 높게 할 경우 재생 플라스틱의 물성이 저하되는 결과를 초래하게 된다.

따라서, 사용 시 발생한 이물을 효과적이며 경제적으로 제거하는 적절한 수단을 개발하게 되면 산업에 유리해 질 것이다. 불순물 및 오염물의 제거 및 추출을 위한 여러 가지 수단이 당해 기술분야에 공지되어 있다.

한가지 예로 추출용 용제 또는 용매화 유체로서 초임계 상태 또는 거의 초임계 상태의 유체를 사용하여 매우 다양한 플라스틱 중합체로부터 불순물 및 오염물을 제거하는 것은 잘 알려져 있다. 유기 용매와 비교하여 이산화탄소와 같은 초임계 유체로 오염물을 추출하는 방법은 비용이 저렴하며, 작동이 용이하다는 장점을 가지며, 가장 중요하게는 유기 용매 폐기물과 관련된 처리로 인한 문제를 해소시키는 것이다.

대한민국 등록특허 제351785호에 의하면, 사용 중에 물질과 접촉하여 생성된 불순물을 함유하는 폐 플라스틱으로부터 유기 불순물은 초임계 유체를 이용한 압출을 통해 저순도까지 처리될 수 있다는 것을 개시하고 있다. 이 발명은 고밀도의 폴리에틸렌 (HDPE)으로부터 원하지 않는 오염물을 제거하는데 특히 유용하다. 압출기에서 통상의 재용융에 의해 HDPE를 재처리 하게 되면 환경 및 장치를 가동시키는 사람에게 해로울 수 있으며, 재처리된 HDPE로부터 실질적으로 제거되지 않으면, 재생 HDPE가 많은 분야, 예를 들어 사람이 소비하도록 의도된 식품용 용기에서 사용되는 것을 억제할 휘발성의 오염물 가스를 발생시킬 수도 있다. 그러나 상기 방법은 순수한 중합체 및 재생 중합체 둘 모두로부터 원하지 않는 유기 오염물을 효과 적으로 제거하는데 사용될 수 있으나 사용 중에 발생하는 유기 오염물을 제외한 이물 오염물 등은 제거가 어렵게 된다.

대한민국 특허공개 제2003-0064814호는 재료의 가공 방법에 관한 것으로 이 발명은 초임계 및 근-초임계 유체 기법을 이용하여 발포를 유발하지 않으면서 수지 및 수지 함유 제조물을 가공함으로써 용융 점도 및/또는 용융 온도를 감소시키는 장점을 제공한다. 특히 이러한 장점은 PVC, PC, PTFE, UHMWPE 및 다량 충전된 유기 또는 무기계의 충전재를 함유하는 폴리머들과 같은 가공하기 힘든 재료들에 바람직하다. 상기 발명은 전단 압력 및 가공 온도를 보다 낮게 설정할 수 있기 때문에 전단 및 열에 민감한 재료들 역시 이 방법을 이용함으로써 분해의 위험을 줄이면서 가공할 수 있다. 하지만 상기 방법은 재료의 가공에 국한되어 있다.

이에 본 발명자는 상기의 문제점을 극복하기 위하여, 폐 중합체의 용융 재가공 처리시 연속 공정인 압출기에 초임계 유체를 주입하고 미세한 제거망을 설치함으로써 각종 이물 오염물을 연속 공정 상에서 물성의 저하 없이 효과적으로 제거하는 방법을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 순수 중합체 및 재생 중합체 모두에서 원하지 않는 이물 오염물을 효과적으로 제거하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 폐중합체로부터 오염물을 제거함에 있어서, 환경 친화적으로 제거하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 폐중합체로부터 오염물을 제거함에 있어서, 중합체 자체의 물성의 저하 없이 제거하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 용융 점도가 높은 열가소성 수지의 경우에 있어서도 안전적일 뿐만 아니라, 경제적으로 오염물을 제거할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기에 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

본 발명의 폐중합체로부터 이물 오염물을 제거한는 방법은 (1) 오염물을 함유하는 폐중합체를 용융시키고; (2) 상기 용융된 유동성 폐중합체를 탈기영역으로 도입시켜 수분 및 잔류 모노머를 제거하고; (3) 상기 탈기 영역을 거친 유동성 폐중합체를 압력밀봉부위를 거쳐 처리영역에 도입시켜 초임계 상태의 용매화 유체와 접촉시키고, (4) 상기 처리영역을 거쳐 점도가 저하된 유동성 폐중합체를 미세 제거망에 통과시키고; 그리고 (5) 상기 미세 제거망을 거쳐 이물 오염물이 제거된 유동성 폐중합체를 외부로 토출시키는 단계로 이루어진다. 이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

본 발명은 중합체가 실질적으로 용융되는 처리 환경이 형성되어 있는 처리 영역을 통해 유동하는 용융된 플라스틱 중합체 또는 실질적으로는 용융된 중합체로 부터 바람직하지 않은 이물 오염물을 연속적으로 제거하는 방법에 관한 것이다.

제1도는 초임계 유체를 이용하여 폐 중합체로부터 이물 오염물을 제거하는 과정을 개략적으로 나타낸 본 발명의 공정도이다.

정제시키려는 중합체(예를 들어 폴리카보네이트 등)는 분말 또는 칩 형태로 호퍼(1)로부터 압출기 내로 전달되며, 중합체가 용융되어 압출기 중앙 부위로 전달된다.

본 발명에서 사용될 수 있는 폐중합체는 매우 다양한 중합체, 압출기 동작 환경 하에서 편리하게 설정될 수 있는 온도 및 압력에서 용융되는 중합체로, 약 150℃부터 400℃의 온도에서 정제하기 위해 사용될 수 있으며, 압출 공정에서 가공이 가능한 모든 중합체를 포함한다.

상기 중합체의 예로는 폴리카보네이트 계, 폴리올레핀 계, 폴리스타이렌 계 및 폴리에스터 계와 나일론 계가 있다.

본 발명의 실시에 사용될 수 있는 압출기의 한가지 예로는 에스엠 플라텍사의 TEK30이 있다. 압출기의 기계적 세부 사항 및 이것의 조작은, 압출기가 중합체 물질과 초임계 유체 사이의 접촉을 최대화하여 원하지 않은 이물 오염물을 제거하기 위해 조작된다는 것을 제외하고는 본 발명의 일부를 구성하지 않는다.

상기 용융된 유동성 폐중합체는 탈기영역(2)으로 도입되어 수분 및 잔류 모노머가 제거된다.

상기 탈기영역(2)을 거친 유동성 폐중합체는 압력밀봉부위(3)를 거쳐 처리영역에 도입되며, 처리영역에서 초임계 상태의 용매화 유체와 접촉된다.

즉, 처리 영역에서는 용융 중합체의 점도를 감소시키기 위한 초임계 유체 내지는 초임계 유체에 가까운 유체가 주입되어, 처리 영역 내에 있는 용융된 중합체와 긴밀하게 접촉함으로써 용융 중합체의 점도를 저하시키게 되는 것이다.

상기 압력 밀봉부위는 초임계 및 초임계에 가까운 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.

처리 환경은, 중합체가 처리 영역의 내부에서, 즉, 압출기 내에서 용이하게 운반될 수 있을 정도로 중합체를 유동상태로 유지시키도록 조성된다. 바람직하게는, 처리 환경은 중합체가 유동성 용융 상태로 유지되고 압출기 스크류에 의해 처리 영역을 통해 용이하게 운반되어 미세 제거망을 통과할 수 있을 정도의 점도를 갖도록 선택되며, 처리 영역의 온도 및 압력은 처리되는 중합체에 따라 조절된다.

중합체 물질이 폴리카보네이트(PC)인 경우 처리 영역은 약 200℃에서 270℃ 사이의 온도 및 약 100 Bar에서 약 250 Bar 사이의 압력으로 유지하는 것이 바람직하다.

상기 초임계 상태의 용매화 유체는 처리 영역의 밀봉 부위 직후 부위(4)에서 유입되는데, 이 때의 초임계 유체는 이산화탄소이다.

처리 영역에서는 하나 이상의 입구가 이산화탄소 등의 초임계 유체를 주입하기 위해 제공된다. 초임계 유체 입구는 용융 중합체의 특성과 처리 영역의 상태에 따라 처리 영역 내에서 이동될 수 있으며, 초임계 유체가 배럴의 둘레로 도입될 수도 있다.

도 1에 제시된 바와 같이, 초임계 유체인 이산화탄소는 적합한 용기로부터 배출되어 펌프(8)에 의해 주입구(4)로 투입되는데, 주입되는 이산화탄소는 30℃의 온도 및 200 Bar의 압력을 갖는다. 조절 밸브 (9)는 입구를 통해 처리 영역으로 유입되는 이산화탄소의 유량을 조절하며, 이산화탄소가 처리 영역을 통해 유동하는 용융된 PC와 긴밀하게 접촉하여 혼합되고 용융 중합체의 점도는 감소된다.

상기 초임계 용매화 유체는 정제시키려는 용융 중합체의 점도를 충분히 저하시킬 수 있도록 처리 환경에서 초임계 상태이거나 거의 초임계 상태여야 한다.

일반적으로, 초임계 용매화 유체는, 처리하려는 중합체가 분해되지 않을 정도로 충분히 온화한 처리 환경 상태에서 초임계 특성을 나타내는 공지된 초임계 유체이다.

본 발명의 방법에 사용될 수 있는 초임계 유체의 예로는 이산화탄소, 일산화탄소, 이산화황 이산화질소, 아산화질소, 메탄, 에탄, 프로판 기체, 에틸렌, 프로필렌, 질소 및 이들의 혼합물이 있다. 경제성, 무독성 및 바람직한 초임계 한계로 인해 바람직한 유체는 임계 온도가 31℃, 임계 압력이 73 Bar인 이산화 탄소이다. 초임계 이산화 탄소는 처리 상태에서 대부분의 용융 중합체의 고유 점도를 낮추는 바람직한 효과를 가지며, 이는 초임계 이산화탄소와 중합체 물질의 접촉을 증가시켜 이물 오염물 분리 효율을 증가시킨다. 바람직한 초임계 한계를 갖는 그 밖의 유체는 당 분야의 기술 수준에 속하는 것으로 간주된다.

점도가 저하된 용융 중합체는 처리 영역을 지나 미세 제거망을 통과하게 되는데(이 때, 통상적으로 일반 용융 수지가 이를 통과시에는 과다한 압력 상승으로 용융 수지가 역류되거나 제거망이 파손되어 이물 오염물의 효율적인 제거가 되지 않는다), 본 발명에서는 용융 수지가 초임계나 초임계에 가까운 상태의 유체와 접촉되므로 점도 저하로 인한 압력 저하로 인해 역류나 제거망의 파손 없이 효과적으로 이물 오염물을 제거할 수 있게 된다.

처리 영역 이후 제거망을 설치하는 것은 본 발명에 있어서 중요하며, 이는 중합체 물질로부터 원하지 않는 이물 오염물의 제거를 용이하게 한다.

바람직하게는, 원하지 않는 이물 오염물의 제거는 단축이나 쌍축 압출기의 배럴내에 형성된 처리 영역에서 초임계나 초임계에 가까운 상태의 유체와 접촉 후 혼합되어 압출기의 선단에 있는 브레이커플레이트에 위치한 제거망을 통과할 때 제거된다.

상기 제거망은 초임계 및 초임계에 가까운 상태를 유지하기 위해 압력을 조성시킬 수 있다.

또한 상기 제거망은 초임계 및 초임계에 가까운 상태를 유지하기 위한 압력을 조성시킬 수 있고 조성된 압력을 견딜 수 있도록 다양한 메쉬 크기(Mesh size)를 갖는 제거망의 조합으로 이루어진다.

상기 오염물은 사용하는 제거망의 메쉬 크기(Mesh size) 이상의 크기를 갖는 탄화된 유기계 물질 및 무기계 물질로 이루어진다.

점도가 저하된 초임계 및 초임계에 가까운 유체를 함유한 용융 수지는 미세 제거망을 통과한 후 이물 오염물이 제거된 상태로 처리 영역 외부로 토출된다. 이 때 초임계 유체인 이산화탄소의 일부는 휘발되고 약 24시간 경과 후 완전히 제거된다. 토출되는 PC 수지의 온도는 250℃ 내지 300℃ 사이이다. 상기 중합체는 처리 영역에서 약 1 내지 5분의 체류시간을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법은 중합체로부터 원하지 않는 이물 오염물을 효율적으로 제거하기 위한 매우 효율적인 연속 공정을 제공한다. 본 발명의 방법에 의해 편리하게 제거되는 주요 이물 오염물은 중합체의 사용 중에 유입되는 유기계 물질을 제외한 무기계 및 탄화 유기물 등이다. 본 발명은 중합체의 재생 공정의 정제 단계로서 원하지 않는 이물 오염물을 제거하는 것에 관한 것으로 중요한 상업적 가치를 갖는 것으로 밝혀졌다.

본 발명의 방법에 의해 이물 오염물이 제거된 재생 수지를 컴파운딩 공정의 원료로 사용할 경우 탁월한 외관 품질뿐만 아니라 감소되지 않은 가공 전 원래 수지의 물성까지 얻을 수 있으며 이는 시장에서의 처리된 물질의 가치를 증대시키게 된다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허 청구 범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예

컴팩트디스크 (CD)의 파쇄품을 입수하고 물로 세척을 하여 1차적으로 수 mm 이상 크기의 이물 오염물을 제거하고 100℃에서 건조하였다. 또한 비교를 위하여 컴팩트디스크의 사출 시 사용되는 정품 PC를 입수하여 입수한 파쇄품과 동일한 조건에서 평가하였다.

상기 PC 시료를 에스엠 플라텍의 TEK30 코로테이팅-인터메쉬드 쌍축 압출기를 사용하여 용융압출하였다. 압출기는 직경이 30 mm이며, 10개의 가열 영역을 갖는 것을 사용하였다. 처리 영역의 길이는 직경 대비 10이었으며 처리 영역내의 온도는 240℃ 내지 270℃의 온도로 조절되었다. 쌍축 압출기로 유입된 중합체의 질량 유량은 50 kg/hr이었고, 스크루 속도는 200 rpm이었다. 스크류는 도 1에 제시된 바와 같이 처리 영역 부위의 압력 밀봉 부위에 해당하는 곳을 중립니딩디스크 및 역니딩디스크의 적절한 배열을 통해 초임계 상태가 유지되도록 조합하였다.

초임계 유체로서 이산화탄소를 사용하였지만 질소도 함께 사용하여 초임계 유체의 농도와 종류에 따른 효율을 비교하였다. 200 atm으로 가압되어 초임계상태가 유지되고 있는 이산화탄소 유체를 처리 영역으로 주입하고 압력을 미세 제거망 직전의 위치에서 측정하였다. 이때, 초임계 이산화탄소는 약 5 wt% 정도가 되도록 주입하였으며 비교를 위해 초임계 이산화탄소의 주입이 이루어지지 않은 경우에 대해서도 평가를 시행하였다.

사용한 제거망은 #300과 #1200 이었다. 두가지 제거망 모두 브레이커플레이트 쪽으로부터 #20-#150-#300(혹은 #1200)-#20의 조합으로 제작된 Set를 사용하였다.

각 실시예에서 압출기 처리영역의 끝인 브레이커플레이트 즉, 제거망 직전의 압력을 기록하였으며 제거망의 파손이 일어나기 직전의 압력과 제거망의 파손이 일어나는 (급격한 압력의 감소가 이루어지는) 시간을 측정하였다.

각 실시예에서 수거된 압출물의 펠렛에 대한 이물 오염물에 대한 분석은 압 출기 출구로 토출된 용융 수지는 수조에 냉각시킨 후 펠렛화 시켜 24시간 경과 후 분석을 행하였다.

10g의 펠렛을 압축하여 수백 마이크로미터 두께의 시트를 만든 후 육안으로 관찰하여 1마이크로미터 이상 1mm 이하의 이물 오염물의 개수를 측정하고, Izod 충격은 ASTM D256 규정에 의거하여 분석하였으며 유동 지수의 측정은 220℃, 10KG의 조건에서 측정하였다. 각 샘플에 대해 10회 측정하였다.

실시예 1.

초임계 이산화탄소의 중량비가 5wt%가 되도록 유량을 조절하여 주입하고 배럴의 최고 온도를 270℃로 설정하여 대조군1, 2와 처리군1, 2, 3 총 5종에 대해 평가를 시행하였으며 그 결과는 표 1과 같다. 대조군1은 정품 PC를 사용하여 #300 제거망 조합을 사용하고, 대조군2는 정품 PC를 사용하여 #1200 제거망 조합을 사용하였다. 처리군 1은 컴팩트디스크 파쇄품 PC를 사용하여 #300 제거망 조합을 사용하고, 처리군 2는 컴팩트디스크 파쇄품 PC를 사용하여 #1200 제거망 조합을 사용하였다. 처리군 3은 초임계 이산화탄소를 질소로 대체하여 처리군 2와 동일한 조건을 사용하였다.

	압력 (Bar)	망파손시간 (분)	이물 (점수)	유동지수 (g/min)	1/8" IZOD (J/m)
대조군1	65	미파손	5	33	21
대조군2	210	195	2	34	22
처리군1	95	미파손	27	36	20
처리군2	210	58	7	37	18
처리군3	200	50	8	37	20

비교실시예 1

초임계 이산화탄소를 투입하지 않고 대조군1, 2와 처리군1, 2 총 4종에 대해 배럴의 최고 온도를 270℃로 설정하여 평가를 시행하였으며 그 결과는 표 2와 같다. 대조군1은 정품 PC를 사용하여 #300 제거망 조합을 사용하고, 대조군2는 정품 PC를 사용하여 #1200 제거망 조합을 사용하였다. 처리군 1은 컴팩트디스크 파쇄품 PC를 사용하여 #300 제거망 조합을 사용하고, 처리군 2는 컴팩트디스크 파쇄품 PC를 사용하여 #1200 제거망 조합을 사용하였다.

	압력 (Bar)	망파손시간 (분)	이물 (개수/10g)	유동지수 (g/min)	1/8" IZOD (J/m)
대조군1	90	미파손	3	33	20
대조군2	205	110	2	32	21
처리군1	200	245	29	38	10
처리군2	205	33	9	37	13

실시예 2

초임계 이산화탄소의 중량비가 5wt%가 되도록 유량을 조절하여 주입하고 배럴의 최고 온도를 240℃로 설정하여 대조군1, 2와 처리군1, 2 총 4종에 대해 평가 를 시행하였으며 그 결과는 표 2와 같다. 대조군1은 정품 PC를 사용하여 #300 제거망 조합을 사용하고, 대조군2는 정품 PC를 사용하여 #1200 제거망 조합을 사용하였다. 처리군 1은 컴팩트디스크 파쇄품 PC를 사용하여 #300 제거망 조합을 사용하고, 처리군2는 컴팩트디스크 파쇄품 PC를 사용하여 #1200 제거망 조합을 사용하였다.

	압력 (Bar)	망파손시간 (분)	이물 (점수)	유동지수 (g/min)	1/8" IZOD (J/m)
대조군1	110	미파손	4	31	28
대조군2	205	97	3	30	26
처리군1	200	220	37	33	19
처리군2	205	30	11	34	20

실시예 3 및 비교실시예 2

초임계 이산화탄소의 중량비가 5wt%가 되도록 유량을 조절하여 주입하고 배럴의 최고 온도를 240℃로 설정하였으며 #1200 제거망 조합을 사용하여 평가를 시행하였으며 그 결과는 표 2와 같다. 비교실시예 2는 컴팩트디스크 파쇄품에 대해 초임계 이산화탄소를 투입하지 않은 것이며, 실시예 3은 초임계 이산화탄소를 투입한 것이다.

1회 압출된 대조군의 펠렛을 압출기에 재투입하고 이로부터 압출된 펠렛을 다시 재투입하여 이물의 감소 정도와 물성의 변화를 측정하였다.

	재생 횟수	압력 (Bar)	망파손시간 (분)	이물 (점수)	유동지수 (g/min)	1/8" IZOD (J/m)
비교예 2	1	205	12	12	34	22
	2	200	18	5	39	13
	3	210	16	5	41	> 10
실시예 3	1	200	30	11	34	25
	2	200	77	6	36	23
	3	205	85	4	35	24

상기 표 1-4의 결과로부터, #1200 제거망을 사용하여 물성이 크게 달라지지 않는 가운데 이물이 감소함을 확인하였다. 또한 재생 회수가 증가함에 따라 이물은 감소하여 정품 PC와 동등한 수준에 다다른다는 사실을 확인할 수 있었다.

본 발명을 사용하게 되면 폐 중합체로부터 물성의 저하를 일으키지 않는 가운데 원하지 않는 이물 오염물의 제거를 병행할 수 있게 되며 또한 시장 경쟁력도 증가하게 된다.

본 발명은 폐 중합체의 용융 재가공 처리시 압출기에 초임계 유체를 주입하고 미세한 제거망을 설치함으로써 각종 이물 오염물을 연속 공정 상에서 물성의 저하 없이 효과적으로 제거하는 제거방법을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (6)

1. (1) 오염물을 함유하는 폐중합체를 용융시키고;

   (2) 상기 용융된 유동성 폐중합체를 탈기영역으로 도입시켜 수분 및 잔류 모노머를 제거하고;

   (3) 상기 탈기 영역을 거친 유동성 폐중합체를 압력밀봉부위를 거쳐 처리영역에 도입시켜 초임계 상태의 용매화 유체와 접촉시키고,

   (4) 상기 처리영역을 거쳐 점도가 저하된 유동성 폐중합체를 미세 제거망에 통과시키고; 그리고

   (5) 상기 미세 제거망을 거쳐 이물 오염물이 제거된 유동성 폐중합체를 외부로 토출시키는;

   단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐중합체로부터 이물 오염물을 제거하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 압력 밀봉부 및 제거망은 초임계 및 초임계에 가까운 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 폐중합체로부터 이물 오염물을 제거하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제거망은 초임계 및 초임계에 가까운 상태를 유지하기 위한 압력을 조성시킬 수 있고 조성된 압력을 견딜 수 있도록 #20∼#1200의 메쉬 크기(mesh size)를 갖는 제거망의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐중합체로부터 이물 오염물을 제거하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 오염물은 사용하는 제거망의 메쉬 크기(Mesh size) 이상의 크기를 갖는 탄화된 유기계 물질 및 무기계 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐중합체로부터 이물 오염물을 제거하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 용매화 유체는 이산화탄소, 질소 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폐중합체로부터 이물 오염물을 제거하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 용매화 유체는 처리영역내의 압력밀봉부위 직후 하나 이상의 입구에서 공급되는 것을 특징으로 하는 폐중합체로부터 이물 오염물을 제거하는 방법.

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