KR100869371B1 - 폐 발포폴리스티렌 감용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐 발포폴리스티렌 감용방법에 관한 것으로, 폐 발포폴리스티렌을 수거하여 용해되기 적합한 크기인 입도가 0.2~0.5 cm의 크기로 파쇄시키는 파쇄단계와, 상기 파쇄단계에서 용해에 적합한 입도로 파쇄한 상태로 파쇄된 폐 발포폴리스티렌과 오렌지오일을 1 : 2~5의 체적 비율이 되도록 투입하여 폐 발포 폴리스티렌을 용해하여 액상의 용해액을 형성하는 용해단계와, 상기 용해단계에서 오렌지오일을 투입하여 형성된 용해액을 3~5분 동안 정치하여 용해액 내부에 이물질을 침하하여 여과하는 여과단계와, 상기 여과단계에서 폐 발포폴리스티렌이 오렌지오일로 용해되어 침하 여과된 용융액과 에테르류, 알코올류 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 침전제를 1 : 1~5의 체적 비율이 되도록 투입시키면 백색교질형태로 변태되면서 침전한 상태로 진공여과하는 침전 및 진공여과단계와, 상기 침전 및 진공 여과단계에서 침전한 상태로 진공 여과된 용융액과 에테르류, 알코올류 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 침전제를 1 : 1~5의 체적 비율이 되도록 2차로 투입시켜 2차로 침전한 상태로 진공여과하는 2차 침전 및 진공여과단계와, 상기 2차 침전 및 진공여과단계에서 2차로 침전 후에 진공여과한 용융액과 물을 1 : 1의 체적 비율로 투입하여 3~5분 동안 추출한 상태로 정치하여 용융액에 용융된 오렌지오일과 분리하는 추출분리단계와, 상기 추출분리단계에서 추출분리된 용융액에 오렌지오일을 회수하는 오일 회수단계와, 상기 오일 회수단계에서 오렌지오일을 회수한 용융액을 감압증류하여 용융액에 압력과 증류에 의해 내부에 침전제와 물이 회수하도록 분리하는 감압증류분리단계와, 상기 감압증류분리단계에서 침전제와 물을 감압증류하여 분리 회수한 상태로 폴리스티렌의 감용을 완료하는 감용완료단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

발포폴리스티렌, 감용, 오렌지오일, 침전제

Description

폐 발포폴리스티렌 감용방법 {method for Reducing Volume of Wasted expanded polystyrene}

본 발명은 발포폴리스티렌 감용방법에 관한 것이다.

일반적으로, 발포폴리스티렌(發泡─, expanded polystyrene)은 폴리스티렌을 발포제(發泡劑)의 작용으로 팽창시킨 것으로 거품폴리스티렌·스티로폼(styrofoam)·발포스티렌·스티로폴 등 여러 이름으로 불리며, 영문 머리글자를 따서 EPS로 약칭하기도 한다. 희고 가벼우며, 내수성(耐水性)·단열성·방음성·완충성 등이 우수하여 널리 사용된다.

폴리스티렌은 널리 사용되는 플라스틱으로, 스티렌의 중합체(重合體)이다. 무색투명한 열가소성 물질로, 100℃ 이상에서 부드러워지고 185℃ 정도가 되면 점성의 액체가 되며, 산·알칼리·기름·알코올 등에 강한 성질을 가지고 있다. 발포폴리스티렌은 이 폴리스티렌 수지에 펜탄이나 부탄 등 탄화수소가스를 주입시킨 뒤 이를 증기로 부풀린 발포제품으로, 체적의 98%가 공기이고, 나머지 2%가 수지인 자원 절약형 소재이다.

상기 발포폴리스티렌의 제조 공정은 스티렌에 펜탄·부탄가스 등의 발포제를 주입해 물로 중합한 뒤, 소정의 분자량이 될 때까지 가열한다. 이어 얻어진 발포폴리스티렌의 구상 입자인 비드(bead)를 세척 건조시키고 폐수를 처리한 후 선별하면 완제품이 된다.

이런, 발포폴리스티렌은 희고 가벼우며, 내수성(耐水性)·단열성·방음성·완충성 등이 우수하기 때문에 주로 컵이나 그릇, 접시, 조개 모양의 용기, 육류 포장용기, 달걀 포장용기, 전자제품이나 기타 부서지기 쉬운 물품의 운송용 포장재, 나뭇결 무늬를 넣은 건축재료, 장식용 가구, 농수산물 상자 등으로 널리 사용된다. 이 밖에 식육 냉동창고의 벽재, 냉동 파이프의 외장(外裝), 조립식 주택의 벽이나 천장 재료, 텔레비전의 무대장치나 인공눈[人工雪] 등으로도 사용된다.

발포제로 쓰이는 펜탄 가스는 그대로 내버려 둘 경우 약간의 스모그를 발생시킬 수 있다. 그러나 오존층을 파괴하는 염소 원자를 함유하지 않고, 또 낮은 고도에서 급속히 분해되기 때문에 상공의 오존층에는 전혀 영향을 미치지 않는다. 제조업체들은 펜탄으로 인한 스모그 발생을 없애기 위해 첨단 기술을 이용하여 배출되는 펜탄 가스를 처리하고 있으므로, 지구 온난화, 온실효과, 산성비의 원인이 되는 가스 방출을 줄여주며, 재활용이 가능하며, 땅에 묻어도 메탄가스가 발생하지 않아 지하수를 오염시키지 않는다.

상기 발포폴리스티렌은 단열성, 경량성, 완충성, 성형성 등의 물성이 우수하고, 가격 또한 저렴하여 가전용품의 포장재, 농수산물의 수송용 상자, 주택의 단열재, 일회용 용기에 이르기까지 광범위하게 사용된다.

이러한, 발포폴리스티렌은 체적의 98%가 공기이고, 나머지 2%가 수지로써, 경량이나 부피가 크다. 따라서, 이를 재활용 하기 위해서는 이송 및 운반에 따른 물류비용이 많이 소요되므로, 그 재활용 가치가 떨어진다. 발포폴리스티렌 제품이 다량으로 사용되는 것으 그 특성이 우수한 이유도 있으나, 주된 이유는 발포에 따른 용적에 비해 수지량이 감소됨에 따라 가격이 저렴하기 때문이다, 따라서, 폐 발포폴리스티렌의 폐재를 회수하여 상업적으로 사용할 수 있기 위해서는 먼저 물류비용을 절감해야 한다.

이와 같이, 물류비용을 축소하면서 재활용 효율을 향상시키도록 폐 발포폴리스티렌의 용적을 축소시키는 감용장치와 감용방법이 제안되고 있다.

대표적인 감용방법으로서, 화학약품을 용제로 이용하여 폐 발포폴리스티렌을 용융시키는 방법과, 폐 발포폴리스티렌에 열을 가하여 압출에 의해 물리적으로 용적을 축소시키는 감용방법이 사용되고 있다.

이런, 가열 방식의 감열방법으로는 발포폴리스티렌을 가열 용융시킴으로서 그 용적을 줄이는 감용방법을 대한민국 공개특허공보 제2000-59032호에 개시된 바, 이러한 감용방법을 사용하기 위해서는 용융장치와 용융된 발포폴리스티렌을 압출할 수 있는 압출기를 구비하여 가열에 의한 가스의 발생으로 악취가 심하고, 가열시 발생되는 유독성 가스에 의해 대기를 오염시키며, 용융열을 지속적으로 가열하고 압출하는 것으로 지속적인 가열에 의한 에너지 사용에 따른 비용이 증대하며, 열에 의해 감용되는 수지의 물성이 저하되고, 폐 발포폴리스티렌에 부착된 이물질의 제거가 용이하지 않아 건축용 폐자재나 어촌의 부자와 같이, 이물질이 고착화 된 상태의 폐 발포폴리스티렌을 사용하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 기계적인 수단으로 폐 발포폴리스티렌을 압착하여 용적을 줄이는 감용방법이 대한민국 등록실용신안 공보 제20-21594호에 개시된 바, 이 방법은 폐 발포폴리스티렌 재료의 강고한 특성으로 인하여 감용효율이 낮고, 많은 에너지가 소모되는 문제점이 있었다.

그리고, 화학약품인 용제를 이용한 감용방법은 폐 발포폴리스티렌을 용융하도록 톨루엔, 아세톤, 염화메틸과 같은 용액을 사용하여 액상화 시키는 것으로, 가열 방법에 비해 유독성 가스가 발생되는 것은 방지되지만 용제 자체가 유해물질이며, 작업 시에 석유제 용액의 가연성으로 인해 화재가 발생될 위험이 높을 뿐만 아니라, 감용 후에 용제의 추출에 따른 폐 발포폴리스티렌의 물성이 변화하여 재활용에 따른 사용범위가 축소되는 문제점이 있었다.

이에, 석유계용액에 증류수를 혼합하여 감용하는 한국공개특허 제2003-32486호에 개시된 바, 폐 발포폴리스티렌의 용제에 증류수를 혼합시켜 화재에 위험성을 감소하였으나, 유해물질인 용제를 사용함에 따라 용제의 한 유해성과 추출에 의한 물성변화에 따라 재사용에 제약이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 감용하도록 폐 발포 스티렌의 수지가 용융된 용제를 추출하기 위해서는 증류 방식을 통하여 추출함으로써, 휘발성의 석유계 용제가 증류 시에 휘발되어 회수되지 못함으로써, 자원이 낭비되는 문제점이 있었다.

이와 같은, 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명의 주목적은 폐 발포폴리스티렌을 용융시키는 용제를 천연소재인 오렌지오일을 사용하여 용융함으로써, 환경오염과 화재의 발생을 방지하고, 침전 및 진공여과를 이차로 실시한 상태로 물을 넣어 오렌지오일을 회수하도록 추출하고, 감압증류로 침전제를 회수함으로써, 사용되는 용제와 침전제를 회수 분리하여 재생되는 폴리스티렌에 독성이 없어 재사용효율을 증대시키며, 용제와 침전제의 회수율이 높아 자원을 절약하고 환경오염을 최소화하는데 있다.

이와 같은, 목적을 달성하고자 안출된 본 발명의 폐 발포폴리스티렌 감용방법은 폐 발포폴리스티렌을 수거하여 용해되기 적합한 크기인 입도가 0.2~0.5 cm의 크기로 파쇄시키는 파쇄단계와, 상기 파쇄단계에서 용해에 적합한 입도로 파쇄한 상태로 파쇄된 폐 발포폴리스티렌과 오렌지오일을 1 : 2~5의 체적 비율이 되도록 투입하여 폐 발포 폴리스티렌을 용해하여 액상의 용해액을 형성하는 용해단계와, 상기 용해단계에서 오렌지오일을 투입하여 형성된 용해액을 3~5분 동안 정치하여 용해액 내부에 이물질을 침하하여 여과하는 여과단계와, 상기 여과단계에서 폐 발포폴리스티렌이 오렌지오일로 용해되어 침하 여과된 용융액과 에테르류, 알코올류 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 침전제를 1 : 1~5의 체적 비율이 되도록 투입시키면 백색교질형태로 변태되면서 침전한 상태로 진공여과하는 침전 및 진공여과단계와, 상기 침전 및 진공 여과단계에서 침전한 상태로 진공 여과된 용융액과 에테르류, 알코올류 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 침전제를 1 : 1~5의 체적 비율이 되도록 2차로 투입시켜 2차로 침전한 상태로 진공여과하는 2차 침전 및 진공여과단계와, 상기 2차 침전 및 진공여과단계에서 2차로 침전 후에 진공여과한 용융액과 물을 1 : 1의 체적 비율로 투입하여 3~5분 동안 추출한 상태로 정치하여 용융액에 용융된 오렌지오일과 분리하는 추출분리단계와, 상기 추출분리단계에서 추출분리된 용융액에 오렌지오일을 회수하는 오일 회수단계와, 상기 오일 회수단계에서 오렌지오일을 회수한 용융액을 감압증류하여 용융액에 압력과 증류에 의해 내부에 침전제와 물이 회수하도록 분리하는 감압증류분리단계와, 상기 감압증류분리단계에서 침전제와 물을 감압증류하여 분리 회수한 상태로 폴리스티렌의 감용을 완료하는 감용완료단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 구성된 본 발명의 폐 발포폴리스티렌 감용방법은 폐 발포폴리스티렌을 용융시키는 용제를 천연소재인 오렌지오일을 사용하여 용융함으로써, 환경오염과 화재의 발생을 방지하고, 침전 및 진공여과를 이차로 실시한 상태로 물을 넣어 오렌지오일을 회수하도록 추출하고, 감압증류로 침전제를 회수함으로써, 사용되는 용제와 침전제를 회수 분리하여 재생되는 폴리스티렌에 독성이 없어 재사용효율을 증대시키며, 용제와 침전제의 회수율이 높아 자원을 절약하고 환경오염을 최소화하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 폐 발포폴리스티렌의 감용방법은 폐 발포폴리스티렌을 천연 소재의 오렌지오일과 독성이 없는 에테르류, 알코올류를 사용하여 감용함에 따라 환경오염을 최소화 하고, 회수율이 좋아 자원을 절약하면서 순환사용이 가능함에 따라 생산비를 축소시키며, 가열공정이 축소되어 생산 시에 원가가 절감되면서 양질의 폴리스틸렌을 감용하여 생산성을 증대시키는 효과를 제공한다.

아울러, 본 발명의 폐 발포폴리스티렌의 감용방법은 감용된 폴리스티렌이 발포 작업에 사용되는 원료의 표준 성능에 부합되는 성능을 가지도록 물성의 변화없이 감용이 가능함으로써, 재활용효율을 증대시키는 효과를 제공한다.

이와 같이, 구성된 본 발명의 폐 발포폴리스티렌 감용방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 살펴보면 다음과 같다.

제1도는 폐 발포폴리스티렌 감용방법을 나타내는 공정도이다.

제1도 에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 폐 발포폴리스티넬 감용방법은 폐 발포폴리스티렌을 수거하여 용해되기 적합한 크기인 입도가 0.2~0.5 cm의 크기로 파쇄시키는 파쇄단계(S1)에서 용해되기 적당한 크기인 0.2~0.5 cm 입도의 크기로 파쇄한다.

이렇게, 파쇄단계(S1)에서 용해에 적합한 입도로 파쇄한 상태로 파쇄된 폐 발포폴리스티렌과 오렌지오일을 1 : 2~5의 체적 비율이 되도록 투입하여 폐 발포 폴리스티렌을 용해하여 액상의 용해액을 형성하는 용해단계(S2)에서 오렌지오일을 투입하여 용해시킨다.

이때, 오렌지오일은 협의로는 오렌지의 과피에 존재하는 오일 세포를 압착에 의해 파괴함으로써, 추출되는 오일을 의미하지만, 광의로는 밀감속 여러 종의 식물의 과피를 압착하여 얻어진 오일을 통칭하는 의미로 사용되기도 한다. 본 발명의 오렌지오일은 광의의 오렌지오일을 의미하며, 여기에는 레몬, 밀감 등과 같은 종의 오일 등도 포함된다.

상기 오렌지오일은 시트랄(citral), 리모넨(limonen) 등의 성분을 함유하고 있으며, 이러한 성분들은 페인트나 기름 성분의 오염제거능력이 우수하여 세제 또는 섬유유연제 등으로 적용되고 있다. 또한, 오렌지오일은 폴리스티렌을 빠른 시간에 완전히 녹이는 용해성이 높음에 따라 폐 발포폴리스티렌을 감용화 함에 있어 오렌지오일을 투입하면 빠른 시간에 용해되어 액화시켜 감용효율을 향상시키고, 천연과즙을 주원료로 하여 화재를 방지하고 환경오염을 최소화 한다.

이러한, 오렌지오일을 파쇄된 폐 발포폴리스티렌에 1 : 2의 체적 비율 미만으로 투입하면 용해에 따른 많은 시간이 소요되고, 1 : 5의 체적 비율을 초과하면 급속히 용해되면서 물성이 변형됨에 따라 체적 비율을 1 : 2~5로 사용하는 것이 적합하다.

상기와 같이, 용해단계(S2)에서 오렌지오일을 투입하여 형성된 용해액을 3~5분 동안 정치하여 용해액 내부에 이물질을 침하하여 여과하는 여과단계(S3)로 3~5분 정도 정치하여 용해된 용액을 이물질이 가라앉도록 침하한 상태에서 여과과정을 통하여 이물질을 제거시킨다.

이렇게, 여과단계(S3)에서 폐 발포폴리스티렌이 오렌지오일로 용해되어 침하 여과된 용융액과 에테르류, 알코올류 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 침전제를 1 : 1~5의 체적 비율이 되도록 투입시키면 백색교질형태로 변태되면서 침전한 상태로 진공여과하는 침전 및 진공여과단계(S4)로 침전제를 투여한 상태에서 침전하여 진공 여과 시킨다.

이때, 침전제로 무수에탄올, 무수메탄올, 이소프로필알코올, 부탄올 또는 n-부틸알콜 등의 에테르류, 알코올류 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용하여 추출이 용이하도록 백색교질상태로 변태하여 고순도의 폴리스티렌 수지가 되도록 침전제를 투입한 상태로 진공상태에서 여과를 실시한다.

상기 침전제는 용해된 용제에 1 : 1의 체적 비율 미만으로 투입하면 침전이 잘 이루어지지 않고, 1 : 5의 체적 비율을 초과하면 용해된 폴리스티렌 수지물질이 같이 침전되어 진공 여과 시에 폴리스티렌도 여과 됨에 따라 용제와 침전제의 체적 비율을 1 : 1~5로 투입하는 것이 적합하다.

상기와 같이, 침전 및 진공 여과단계(S4)에서 침전한 상태로 진공 여과된 용융액과 에테르류, 알코올류 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 침전제를 1 : 1~5의 체적 비율이 되도록 2차로 투입시켜 2차로 침전한 상태로 진공여과하는 2차 침전 및 진공여과단계(S5)를 거쳐서 일차로 침전하여 진공여과한 용제를 2차로 침전제를 투입시켜 침전 및 진공여과 과정을 수행한다.

이렇게, 2차 침전 및 진공여과단계(S5)에서 2차로 침전 후에 진공여과한 용융액과 물을 1 : 1의 체적 비율로 투입하여 3~5분 동안 추출한 상태로 정치하여 용융액에 용융된 오렌지오일과 분리하는 추출분리단계(S6)로 용융액과 오렌지오일을 추출 분리시킨다.

상기와 같이, 추출분리단계(S6)에서 추출분리된 용융액에 오렌지오일을 회수하는 오일 회수단계(S7)에서 추출분리된 오렌지오일을 회수한다.

이렇게, 오일 회수단계(S7)에서 오렌지오일을 회수한 용융액을 감압증류하여 용융액에 압력과 증류에 의해 내부에 침전제와 물이 회수하도록 분리하는 감압증류분리단계(S8)로 오렌지오일을 회수한 용융액을 감압증류하여 침전제와 물을 분리하여 회수한다.

상기와 같이, 감압증류분리단계(S8)에서 침전제와 물을 감압증류하여 분리 회수한 상태로 폴리스티렌의 감용을 완료하는 감용완료단계(S9)로 폴리스티렌의 감용을 완료한다.

이와 같이, 구성된 본 발명의 폐 발포폴리스티넬 감용방법에 다양한 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

<실시예 1>

먼저, 폐 발포폴리스티렌을 0.5 cm의 입도로 분쇄한 중량 3 g에 오렌지오일 10 ㎖를 투입한 상태로 용해를 실시하고, 완전 용해 후에 3분 동안 정치하여 침하하여 여과하며, 여과된 용융액에 무수에탄올 50 ㎖를 투입하여 침전을 진행하고, 완전 침전 후에 진공여과를 거친 용융액에 2차로 무수에탄올 50 ㎖를 투입하여 2차 침전을 진행하며, 완전하게 침전된 후에 진공여과를 수행한다.

이렇게, 2차로 침전 및 여과단계를 거친 용융액에 110 ㎖의 물을 넣어 5분 동안 추출한 상태로 정치하여 분리하면 9.6 ㎖의 오렌지오일을 오일회수단계에서 회수하고, 오렌지오일이 회수된 용융액을 감압증류분리단계를 거쳐서 물과 에탄올 을 회수한다.

이때, 오렌지오일의 회수율을 96 %, 에탄올의 회수율을 97.5 %, 물의 회수율을 98.6 %로 폐 발포폴리스티렌의 감용에 사용된 용제의 회수율을 향상시켜 자원을 절약하고, 감용 시 발생되는 오염물질을 최소화 하여 환경오염을 축소하면서 고순도의 폴리스티렌을 생산한다.

<실시예 2>

먼저, 폐 발포폴리스티렌을 0.2 cm의 입도로 분쇄한 중량 3 g에 오렌지오일 10 ㎖를 투입한 상태로 용해를 실시하고, 완전 용해 후에 3분 동안 정치하여 침하하여 여과하며, 여과된 용융액에 무수메탄올 50 ㎖를 투입하여 침전을 진행하고, 완전 침전 후에 진공여과를 거친 용융액에 2차로 무수메탄올 50 ㎖를 투입하여 2차 침전을 진행하며, 완전하게 침전된 후에 진공여과를 수행한다.

이렇게, 2차로 침전 및 여과단계를 거친 용융액에 110 ㎖의 물을 넣어 5분 동안 추출한 상태로 정치하여 분리하면 9.5 ㎖의 오렌지오일을 오일회수단계에서 회수하고, 오렌지오일이 회수된 용융액을 감압증류분리단계를 거쳐서 물과 에탄올을 회수한다.

이때, 오렌지오일의 회수율을 95 %, 메탄올의 회수율을 98.5 %, 물의 회수율을 98.9 %로 폐 발포폴리스티렌의 감용에 사용된 용제의 회수율을 향상시켜 자원을 절약하고, 감용 시 발생되는 오염물질을 최소화 하여 환경오염을 축소하면서 고순도의 폴리스티렌을 생산한다.

<실시예 3>

먼저, 폐 발포폴리스티렌을 0.2 cm의 입도로 분쇄한 중량 3 g에 오렌지오일 10 ㎖를 투입한 상태로 용해를 실시하고, 완전 용해 후에 3분 동안 정치하여 침하하여 여과하며, 여과된 용융액에 이소프로필알코올 50 ㎖를 투입하여 침전을 진행하고, 완전 침전 후에 진공여과를 거친 용융액에 2차로 이소프로필알코올 50 ㎖를 투입하여 2차 침전을 진행하며, 완전하게 침전된 후에 진공여과를 수행한다.

이렇게, 2차로 침전 및 여과단계를 거친 용융액에 110 ㎖의 물을 넣어 5분 동안 추출한 상태로 정치하여 분리하면 9.4 ㎖의 오렌지오일을 오일회수단계에서 회수하고, 오렌지오일이 회수된 용융액을 감압증류분리단계를 거쳐서 물과 에탄올을 회수한다.

이때, 오렌지오일의 회수율을 94 %, 이소프로필알코올의 회수율을 97.5 %, 물의 회수율을 98.4 %로 폐 발포폴리스티렌의 감용에 사용된 용제의 회수율을 향상시켜 자원을 절약하고, 감용 시 발생되는 오염물질을 최소화 하여 환경오염을 축소하면서 고순도의 폴리스티렌을 생산한다.

<실시예 4>

먼저, 폐 발포폴리스티렌을 0.2 cm의 입도로 분쇄한 중량 3 g에 오렌지오일 10 ㎖를 투입한 상태로 용해를 실시하고, 완전 용해 후에 3분 동안 정치하여 침하하여 여과하며, 여과된 용융액에 부탄올 또는 n-부틸알콜 50 ㎖를 투입하여 침전을 진행하고, 완전 침전 후에 진공여과를 거친 용융액에 2차로 부탄올 또는 n-부틸알콜 50 ㎖를 투입하여 2차 침전을 진행하며, 완전하게 침전된 후에 진공여과를 수행한다.

이렇게, 2차로 침전 및 여과단계를 거친 용융액에 110 ㎖의 물을 넣어 5분 동안 추출한 상태로 정치하여 분리하면 9.5 ㎖의 오렌지오일을 오일회수단계에서 회수하고, 오렌지오일이 회수된 용융액을 감압증류분리단계를 거쳐서 물과 에탄올을 회수한다.

이때, 오렌지오일의 회수율을 94 %, 부탄올 또는 n-부틸알콜의 회수율을 97.8 %, 물의 회수율을 97.9 %로 폐 발포폴리스티렌의 감용에 사용된 용제의 회수율을 향상시켜 자원을 절약하고, 감용 시 발생되는 오염물질을 최소화 하여 환경오염을 축소하면서 고순도의 폴리스티렌을 생산한다.

이렇게, 감용된 폴리스티렌의 성능을 발포 생산되는 원료인 표준 폴리스티렌 원료와 비교한 것을 하기의 표 1에 의해 살펴보면 다음과 같다.

성능	표준폴리스티렌원료	본 발명으로 감용된 폴리스티렌
내열성 / ℃	80~87	85
건조후 중량손실 / %	0.1~0.2	0.1
인장강도 / Mpa	60.0 이상	63
굴곡강도 / Mpa	85.0~90.0	87.0
충격강도	20	20

상기 표 1에서 도시한 바와 같이, 감용된 폴리스티렌이 원료로 사용되는 폴리스티렌의 성능과 비교하여 우수한 성질을 가짐으로써, 재활용도를 향상시킨다.

따라서, 폐 발포폴리스티렌을 천연소재의 오렌지오일과 독성이 없는 에테르류, 알코올류를 사용하여 감용함에 따라 환경오염을 최소화 하고, 회수율이 좋아 자원을 절약하면서 순환사용이 가능함에 따라 생산비를 축소시키며, 가열공정이 축소되어 생산 시에 원가가 절감되면서 양질의 폴리스틸렌을 감용하여 생산성을 증대시킨다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 폐 발포 폴리스티렌 감용방법을 나타내는 공정도.

Claims (1)

1. 폐 발포폴리스티렌을 수거하여 용해되기 적합한 크기인 입도가 0.2~0.5 cm의 크기로 파쇄시키는 파쇄단계와,

   상기 파쇄단계에서 용해에 적합한 입도로 파쇄한 상태로 파쇄된 폐 발포폴리스티렌과 오렌지오일을 1 : 2~5의 체적 비율이 되도록 투입하여 폐 발포 폴리스티렌을 용해하여 액상의 용해액을 형성하는 용해단계와,

   상기 용해단계에서 오렌지오일을 투입하여 형성된 용해액을 3~5분 동안 정치하여 용해액 내부에 이물질을 침하하여 여과하는 여과단계와,

   상기 여과단계에서 폐 발포폴리스티렌이 오렌지오일로 용해되어 침하 여과된 용융액과 에테르류, 알코올류 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 침전제를 1 : 1~5의 체적 비율이 되도록 투입시키면 백색교질형태로 변태되면서 침전한 상태로 진공여과하는 침전 및 진공여과단계와,

   상기 침전 및 진공 여과단계에서 침전한 상태로 진공 여과된 용융액과 에테르류, 알코올류 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 침전제를 1 : 1~5의 체적 비율이 되도록 2차로 투입시켜 2차로 침전한 상태로 진공여과하는 2차 침전 및 진공여과단계와,

   상기 2차 침전 및 진공여과단계에서 2차로 침전 후에 진공여과한 용융액과 물을 1 : 1의 체적 비율로 투입하여 3~5분 동안 추출한 상태로 정치하여 용융액에 용융된 오렌지오일과 분리하는 추출분리단계와,

   상기 추출분리단계에서 추출분리된 용융액에 오렌지오일을 회수하는 오일 회수단계와,

   상기 오일 회수단계에서 오렌지오일을 회수한 용융액을 감압증류하여 용융액에 압력과 증류에 의해 내부에 침전제와 물이 회수하도록 분리하는 감압증류분리단계와,

   상기 감압증류분리단계에서 침전제와 물을 감압증류하여 분리 회수한 상태로 폴리스티렌의 감용을 완료하는 감용완료단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 폐 발포폴리스티렌 감용방법.

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