KR101306580B1 - Manufacturing method of recycled low melting polyester using waste low melting polyester - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐 저융점 폴리에스테르(WLMPET ; waste low melting polyester)를 해중합촉매로서 에틸렌글리콜을 이용하여 해중합하여 중간체로서 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 생성시키고, 생성된 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 다시 축중합시켜 신생의 저융점 폴리에스테르의 동일 또는 유사한 물성을 갖는 재생 저융점 폴리에스테르(RLMPET ; recycled low melting polyester)를 수득하도록 하는 폐 저융점 폴리에스테르를 이용한 재생 저융점 폴리에스테르의 제조방법에 관한 것으로서, 폐 저융점 폴리에스테르를 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)로 해중합한 후, 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 축중합시켜 재생 저융점 폴리에스테르를 제조하는 재생 저융점 폴리에스테르의 제조방법에 있어서, (1) 폐 저융점 폴리에스테르를 촉매 겸 용매로서의 에틸렌글리콜(EG ; ethylene glycol)과 혼합하여 제1혼합물을 수득하는 혼합단계; (2) 상기 제1혼합물 중의 폐 저융점 폴리에스테르를 용융시키는 용융단계; (3) 용융된 상기 제1혼합물을 해중합시켜 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 생성시키는 해중합단계; 및 (4) 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 축중합시키는 축중합단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention depolymerized waste low melting polyester (WLMPET) using ethylene glycol as a depolymerization catalyst to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET) as an intermediate, and produced bis-2. Waste low-melting polyesters are subjected to polycondensation of hydroxyethyl terephthalate (BHET) to yield recycled low melting polyesters (RLMPET) with the same or similar properties of the new low melting polyesters. The present invention relates to a method for producing a regenerated low-melting polyester used, wherein the waste low-melting polyester is depolymerized with bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET), and then the bis-2-hydroxyethyl terephthalate is condensed. In the method for producing a regenerated low melting polyester for producing a regenerated low melting polyester, (1) the waste low melting polyester Mixing step of mixing and; (ethylene glycol EG) to give a first mixture President and ethylene glycol as solvent; (2) a melting step of melting the waste low melting polyester in the first mixture; (3) depolymerization of the molten first mixture to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET); And (4) condensation polymerization step of condensation polymerization of the bis-2-hydroxyethyl terephthalate.
Description
본 발명은 폐 저융점 폴리에스테르(WLMPET ; waste low melting polyester)를 해중합촉매로서 에틸렌글리콜을 이용하여 해중합하여 중간체로서 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 생성시키고, 생성된 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 다시 축중합시켜 신생의 저융점 폴리에스테르의 동일 또는 유사한 물성을 갖는 재생 저융점 폴리에스테르(RLMPET ; recycled low melting polyester)를 수득하도록 하는 폐 저융점 폴리에스테르를 이용한 재생 저융점 폴리에스테르의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention depolymerized waste low melting polyester (WLMPET) using ethylene glycol as a depolymerization catalyst to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET) as an intermediate, and produced bis-2. Waste low-melting polyesters are subjected to polycondensation of hydroxyethyl terephthalate (BHET) to yield recycled low melting polyesters (RLMPET) with the same or similar properties of the new low melting polyesters. It relates to a method for producing a regenerated low melting polyester used.
소득이 증가하고, 생활수준이 향상됨에 따라 발생하는 폐기물의 양은 증가일로에 있으며, 이들은 심각한 환경오염을 야기하고 있다. 특히 폐합성수지는 생활쓰레기의 약 15%정도이나, 발포성형이나 중공성형된 것이 많아 훨씬 더 많은 부피를 차지하고 있으며, 소각하면 각종 유해기체가 발생하여 스모그의 원인이 되고, 매립하여도 잘 분해되지 않는 단점이 있다.As incomes rise and living standards rise, the amount of waste generated increases, causing serious environmental pollution. In particular, waste synthetic resins account for about 15% of household waste, but many of them are foam-molded or hollow-molded, and they occupy even more volume. There are disadvantages.
환경을 고려한 정책의 일환으로 광분해성 수지나 생분해성 수지와 같은 분해성 수지의 사용이 점차 늘어나는 추세에 있다. 그러나 광분해성 수지는 땅에 매립될 경우 그 분해효과를 볼 수 없으며, 생분해성 수지는 일반 합성수지보다 5 내지 10배나 비싸기 때문에 범용화에 어려움을 지니고 있으며, 현재 개발된 분해성 수지는 일반 합성수지보다 물성이나 특성이 좋지않아 산업상으로 사용하는데에 한계가 있었다.As part of environmentally-friendly policies, the use of degradable resins such as photodegradable resins and biodegradable resins is gradually increasing. However, photodegradable resins do not show the degrading effect when they are buried in the ground, and biodegradable resins have difficulty in generalization because they are 5 to 10 times more expensive than ordinary synthetic resins. This was not good and there was a limit to using it industrially.
따라서 환경호보와 자원의 재활용이라는 측면에서 분해성 수지의 사용보다는 폐합성수지의 재활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 선진 외국의 경우, 이미 장기적인 계획하에서 폐기물로부터 유용자원의 회수와 재활용에 대한 연구가 여러 방면으로 추진되고 있다. 국내에서도 환경오염에 대한 여론이 대두되기 시작하면서, 폐자원의 경제적인 회수 및 재활용 방안계획이 수립되기에 이르렀고, 이와 관련된 연구가 진척되고 있는 실정이다.Therefore, in terms of environmental protection and recycling of resources, there is increasing interest in recycling waste synthetic resins rather than using degradable resins. In the case of advanced foreign countries, studies on recovery and recycling of useful resources from wastes under long-term planning have been pursued in many ways. In Korea, public awareness of environmental pollution has begun to emerge, and an economic recovery and recycling plan has been established, and related research is progressing.
일반 합성수지 중에서 폴리에스테르는 섬유, 필름, 식품용기 등에서 가장 폭 넓게 많이 사용되고 있는 합성수지로서, 상기한 물품들 즉, 섬유, 필름, 식품용기 등을 제조하는 과정 중에 발생하는 폐 폴리에스테르나 사용 후 버려지는 음료수 병과 같은 폐 폴리에스테르 등의 폐기물의 재활용이 큰 관심사로 대두되고 있다.Among general synthetic resins, polyester is the most widely used synthetic resin in fibers, films, food containers, etc., and waste polyester generated during the manufacture of the above-mentioned articles, ie, fibers, films, food containers, etc. The recycling of waste such as waste polyester such as drinking water bottles is a big concern.
고체화된 폴리에스테르는 열에 불안정하기 때문에 용융점 이상의 온도에서 녹인 후 다시 사용한다는 것은 거의 불가능하므로, 이보다 낮은 온도에서 폐물을 회수해야 한다. 폐 폴리에스테르를 회수하는 방법으로는 폐 폴리에스테르를 촉매 등을 사용하여 해중합을 통해 원료가 되는 테레프탈산(terephthalic acid: TPA), 디메틸테레프탈레이트(Dimethly terephthalate: DMT) 및 에틸렌글리콜(ethlyene glycol:EG)을 회수하는 방법과 중간생성물인 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(bis-2-hydroxyethyl terephthalate: BHET)를 제조하는 방법 등이 있다.Solidified polyesters are thermally unstable, so it is almost impossible to reuse them after melting at temperatures above the melting point, so wastes must be recovered at lower temperatures. Waste polyesters are recovered by terephthalic acid (TPA), dimethyl terephthalate (DMT) and ethylene glycol (ethlyene glycol: EG), which are used as raw materials through depolymerization. And a method for preparing an intermediate product bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET).
이러한 방법들 중 테레프탈산, 디메틸테레프탈레이트 및 에틸렌글리콜을 회수하는 방법은 폐 폴리에스테르를 해중합하여 테레프탈산, 디메틸테레프탈레이트 및 에틸렌글리콜을 회수하는데, 공정이 복잡하며 생산시간이 오래 걸리고, 회수된 테레프탈산, 디메틸테레프탈레이트 및 에틸렌글리콜을 이용하여 재생 폴리에스테르를 생산하는 방법은 중간생성물인 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트로 재생 폴리에스테르를 생산하는 방법에 비해 절차가 복잡하고, 생산시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 따라서 중간생성물인 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 회수하는 재생 폴리에스테르를 생산하는 방법이 개발되고 있으나, 회수된 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트로 제조되는 재생 폴리에스테르는 회수된 테레프탈산, 디메틸테레프탈레이트 및 에틸렌글리콜로 제조되는 재생 폴리에스테르보다 물성이나 색상이 떨어지는 문제점이 있었다.Among these methods, the method of recovering terephthalic acid, dimethyl terephthalate and ethylene glycol recovers terephthalic acid, dimethyl terephthalate and ethylene glycol by depolymerizing waste polyester, which is complicated and takes a long time to produce The method of producing recycled polyester using terephthalate and ethylene glycol has a disadvantage in that the procedure is complicated and takes a long time, compared to the method of producing recycled polyester with an intermediate product bis-2-hydroxyethyl terephthalate. have. Therefore, a method for producing regenerated polyester recovering the intermediate bis-2-hydroxyethyl terephthalate has been developed, but the regenerated polyester prepared from the recovered bis-2-hydroxyethyl terephthalate is recovered terephthalic acid, There was a problem that the physical properties or color is lower than the recycled polyester made of dimethyl terephthalate and ethylene glycol.
한편, 일반적인 합성섬유, 특히 폴리에스테르섬유는 융점이 높아 용도가 제한되는 경우가 적지 않다. 특히 섬유 등의 접착용도에 있어서 심지 등의 용도나 테이프상의 직물 사이에 삽입하여 가압접착하게 되는 접착제로 사용되는 경우에는 가열에 의해 섬유 직물 자체가 열열화되는 일이 있고, 고주파미싱 같은 특수한 장비를 사용해야만 하는 번거로움이 있기 때문에, 이러한 특수 장비를 이용하지 않고도 통상의 간단한 가열 프레스에 의해 용이하게 접착하는 것이 요망되고 있다.On the other hand, general synthetic fibers, in particular polyester fibers have a high melting point is rarely limited in use. In particular, when the fiber fabric itself is used as a wick or the like, and is used as an adhesive that is interposed between a tape-like fabric and press-bonded, the textile fabric itself may be thermally deteriorated by heating, and special equipment such as a high frequency sewing machine may be used. Because of the hassle that must be used, it is desired to adhere easily by a conventional simple hot press without using such special equipment.
종래의 저융점 폴리에스테르 단섬유는 매트리스, 자동차용 내장재 또는 각종 부직포 패팅 용도로 제조시 사용되는 상호 섬유구조물에 있어 이종의 섬유를 접착하는 목적으로 핫멜트(Hot Melt)형 바인더 섬유가 폭넓게 사용되어 왔다.Conventional low melting polyester short fibers have been widely used as hot melt binder fibers for the purpose of bonding different types of fibers in mutual fiber structures used in manufacturing mattresses, interior materials for automobiles, or various nonwoven fabrics. .
따라서, 폴리에스테르(Polyester)계 수지에 있어서 저융점화한 것의 요구가 높고,바인더(binder) 섬유나 접착제 등에 사용되고 있다. 이와 같은 용도에는, 일반적으로 공중합한 폴리에스테르(Polyester)가 사용되고 있다. Therefore, the demand for low melting point in polyester resin is high and it is used for binder fiber, an adhesive agent, etc. Generally, copolymerized polyester is used for such a use.
예를 들어, 일본 공개특허 평10-298271호에서는 결정성과 내열성을 높이기 위해 중합 제조과정에서 테레프탈산 대신에 아디핀산(Adipic Acid)을 사용하고, 에틸렌글리콜 대신에 디올(Diol)성분으로 1,4-부탄디올(BD)을 사용하여 접착성을 높여 주고 고온에서도 섬유의 강도 저하가 적은 섬유를 제공하고 있으나, 아디핀산(Adipic Acid)을 이용하여 제조되는 저융점 폴리에스테르는 융점이 150℃이하의 저융점 폴리에스테르를 제조하기 어려워 더 낮은 융점의 저융점 폴리에스테르를 제조할 수 없는 문제점이 있었다.For example, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 10-298271 uses adipic acid instead of terephthalic acid in the polymerization manufacturing process to improve crystallinity and heat resistance, and uses 1,4- as a diol component instead of ethylene glycol. Butanediol (BD) improves adhesiveness and provides fibers with low fiber strength even at high temperatures, but low melting point polyesters made using adipic acid have a melting point of less than 150 ° C. There was a problem in that it is difficult to prepare a polyester so that low melting point polyester of lower melting point cannot be prepared.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 버려지는 폐 폴리에스테르, 특히 폴리에스테르 제품을 생산하는 생산라인에서 원료의 불량 및 재단이나 기타 제조과정 중에 발생하는 폐 저융점 폴리에스테르를 수거하여 해중합을 통해 양질의 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 회수하고, 회수된 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 이용하여 축중합반응을 통하여 신생의 저융점 폴리에스테르의 동일 또는 유사한 물성을 갖는 재생 저융점 폴리에스테르를 수득하도록 하는 폐 저융점 폴리에스테르를 이용한 재생 저융점 폴리에스테르의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been invented to solve the above problems, and the waste polyester is discarded, in particular, the waste low-melting point polyester during the production or cutting or other manufacturing process in the production line for producing a polyester product is collected To recover good quality bis-2-hydroxyethyl terephthalate through depolymerization, and use the recovered bis-2-hydroxyethyl terephthalate to obtain the same or similar physical properties It is an object of the present invention to provide a method for producing regenerated low melting polyester using waste low melting polyester to obtain a regenerated low melting polyester having.
또한, 일반적인 제조방법에 의해 제조되는 신생 저융점 폴리에스테르와 물성에 차이가 없는 재생 저융점 폴리에스테르를 제공하는 것을 목적으로 한다.
Another object of the present invention is to provide a newly produced low melting point polyester produced by a general manufacturing method and a regenerated low melting point polyester having no difference in physical properties.
본 발명의 하나의 구체예에 따르면, 폐 저융점 폴리에스테르를 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)로 해중합한 후, 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 축중합시켜 재생 저융점 폴리에스테르를 제조하는 재생 저융점 폴리에스테르의 제조방법에 있어서, (1) 폐 저융점 폴리에스테르를 촉매 겸 용매로서의 에틸렌글리콜(EG ; ethylene glycol)과 혼합하여 제1혼합물을 수득하는 혼합단계; (2) 상기 제1혼합물 중의 폐 저융점 폴리에스테르를 용융시키는 용융단계; (3) 용융된 상기 제1혼합물을 해중합시켜 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 생성시키는 해중합단계; 및 (4) 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 축중합시키는 축중합단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 폐 저융점 폴리에스테르를 이용한 재생 저융점 폴리에스테르의 제조방법이 제공된다.According to one embodiment of the invention, the depolymerized waste low-melting polyester with bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET), and then polycondensing the bis-2-hydroxyethyl terephthalate to regenerate low melting point A method for producing a regenerated low melting point polyester for producing a polyester, comprising: (1) a mixing step of mixing a waste low melting point polyester with ethylene glycol (EG) as a catalyst and a solvent to obtain a first mixture; (2) a melting step of melting the waste low melting polyester in the first mixture; (3) depolymerization of the molten first mixture to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET); And (4) a condensation polymerization step of condensation polymerization of the bis-2-hydroxyethyl terephthalate. Provided is a method for producing a recycled low melting polyester using waste low melting polyester.
상기 혼합단계에서 상기 제1혼합물은 상기 폐 저융점 폴리에스테르와 에틸렌글리콜(EG)을 몰비로 1.0 : 0.1 내지 2.0으로 혼합되어 이루어질 수 있다.In the mixing step, the first mixture may be made by mixing the waste low melting point polyester and ethylene glycol (EG) in a molar ratio of 1.0: 0.1 to 2.0.
상기 해중합단계는 용융된 상기 제1혼합물을 2.0 내지 2.5㎏/㎠의 압력 하의 질소가스 분위기 중에서 용융된 상기 제1혼합물을 30 내지 70rpm의 속도로 교반하면서 50 내지 119분 동안 225 내지 260℃의 온도범위로 가열시키는 것으로 이루어질 수 있다.The depolymerization step is a temperature of 225 to 260 ° C. for 50 to 119 minutes while stirring the molten first mixture in a nitrogen gas atmosphere under a pressure of 2.0 to 2.5 kg / cm 2 at a speed of 30 to 70 rpm. Heating to a range.
상기 축중합단계는 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 진공상태에서 30 내지 90rpm으로 교반하면서 60 내지 240분간 245 내지 290℃의 온도범위로 가열하는 것으로 이루어질 수 있다.The condensation polymerization step may be performed by heating the bis-2-hydroxyethyl terephthalate to a temperature range of 245 to 290 ° C. for 60 to 240 minutes while stirring at 30 to 90 rpm in a vacuum state.
본 발명의 다른 하나의 구체예에 따르면, 상기의 재생 저융점 폴리에스테르의 제조방법에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 재생 저융점 폴리에스테르가 제공된다.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a regenerated low melting polyester, which is prepared according to the method for producing a regenerated low melting polyester.
본 발명에 따르면, 폴리에스테르 제품을 생산하는 생산라인에서 원료의 불량 및 재단이나 기타 제조과정 중에 발생하는 폐 저융점 폴리에스테르를 수거하여 해중합을 통해 양질의 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 회수하고, 회수된 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 이용하여 축중합반응을 통하여 신생의 저융점 폴리에스테르의 동일 또는 유사한 물성을 갖는 재생 저융점 폴리에스테르를 제조할 수 있으며, 상기 재생 저융점 폴리에스테르는 일반적인 신생의 저융점 폴리에스테르에 뒤지지 않는 뛰어난 물성을 가지고 있어 다양한 산업분야에서 사용될 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, high-quality bis-2-hydroxyethyl terephthalate is recovered through depolymerization by collecting waste low melting point polyester generated in the production line for producing polyester products and during the cutting or other manufacturing process. And by using the recovered bis-2-hydroxyethyl terephthalate, it is possible to prepare a regenerated low melting point polyester having the same or similar physical properties of the new low melting point polyester through a condensation polymerization reaction, the regenerated low melting point poly Ester has excellent physical properties that are inferior to general new low melting point polyester, and thus can be used in various industrial fields.
또한, 폐기가 어렵던 폐 저융점 폴리에스테르를 재활용함으로써 자원을 절약하고 환경을 보호하는 효과가 있다.
In addition, by recycling waste low-melting polyester, which was difficult to dispose, there is an effect of saving resources and protecting the environment.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.The terms " about ", " substantially ", etc. used to the extent that they are used herein are intended to be taken to mean an approximation to or in the numerical value of the manufacturing and material tolerances inherent in the meanings mentioned, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure.
폴리에스테르를 화학적으로 재활용할 수 있는 방법으로는 물을 이용하여 단량체나 올리고머상으로 환원하는 가수분해(hydrolysis)법, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol : EG)이나 프로필렌글리콜(Propylene glycol : PG)과 같은 글리콜을 이용하는 가글리콜분해(glycolysis)법, 메탄올을 이용하는 가메탄올 분해(methanolysis)법 등이 있다.Chemically recyclable polyesters include hydrolysis, which uses water to reduce monomers or oligomers, glycols such as ethylene glycol (EG) and propylene glycol (PG). And glycolysis using methanol, methanolysis using methanol, and the like.
가글리콜분해법은 일괄 또는 연속공정으로 할 수 있으며, 가메탄올분해법이나 가수분해법보다 저렴하며, 재용융사출법보다 더 많은 용도에 응용이 가능하다.Glycol glycolysis can be carried out in a batch or continuous process, is less expensive than methanolysis or hydrolysis, and can be applied to more applications than remelt injection.
따라서, 본 발명은 에틸렌글리콜을 이용하여 가글리콜분해법으로 폐 저융점 폴리에스테르를 해중합하여 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(bis-2-hydroxyethyl terephthalate: BHET)을 회수하고, 다시 축중합을 통해 재생 저융점 폴리에스테르를 얻는 방법에 관한 것이다.
Therefore, the present invention recovers bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET) by depolymerizing waste low melting point polyester by glycolysis using ethylene glycol, and then condensation polymerization. A method for obtaining a regenerated low melting polyester.
본 발명에 따른 폐 저융점 폴리에스테르를 이용한 재생 저융점 폴리에스테르의 제조방법은, 폐 저융점 폴리에스테르를 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)로 해중합한 후, 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 축중합시켜 재생 저융점 폴리에스테르를 제조하는 재생 저융점 폴리에스테르의 제조방법에 있어서, (1) 폐 저융점 폴리에스테르를 촉매 겸 용매로서의 에틸렌글리콜(EG ; ethylene glycol)과 혼합하여 제1혼합물을 수득하는 혼합단계; (2) 상기 제1혼합물 중의 폐 저융점 폴리에스테르를 용융시키는 용융단계; (3) 용융된 상기 제1혼합물을 해중합시켜 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 생성시키는 해중합단계; 및 (4) 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 축중합시키는 축중합단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In the method for producing regenerated low melting polyester using waste low melting polyester according to the present invention, after depolymerizing the waste low melting polyester with bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET), the bis-2-hydrate In the method for producing a regenerated low melting polyester, which is polycondensation of oxyethyl terephthalate to produce a regenerated low melting polyester, (1) mixing a waste low melting polyester with ethylene glycol (EG; ethylene glycol) as a catalyst and a solvent Mixing to obtain a first mixture; (2) a melting step of melting the waste low melting polyester in the first mixture; (3) depolymerization of the molten first mixture to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET); And (4) condensation polymerization step of condensation polymerization of the bis-2-hydroxyethyl terephthalate.
상기 (1)의 혼합단계는 폐 저융점 폴리에스테르를 촉매 겸 용매로서의 에틸렌글리콜과 혼합하여 제1혼합물을 수득하는 것으로 이루어진다. 상기 폐 저융점 폴리에스테르는 수거된 폐 저융점 폴리에스테르에서 금속성분, 상이한 성분의 합성수지 등을 제거하고, 분쇄기 등을 이용하여 1 내지 20㎜의 범위의 크기로 분쇄한 것이며, 보다 바람직하게는 상기 저융점 폐 폴리에스테르는 용융되기 쉽도록 1 내지 5㎜의 범위의 크기로 잘게 분쇄한 것이 될 수 있으나, 본 발명은 상기한 바와 같은 형상이나 상기한 바의 크기의 범위로 제한되는 것은 아니다.The mixing step of (1) consists of mixing the waste low melting polyester with ethylene glycol as a catalyst and solvent to obtain a first mixture. The waste low melting point polyester is a metal waste, a synthetic resin of different components, etc. is removed from the collected waste low melting point polyester, and pulverized to a size in the range of 1 to 20 mm using a pulverizer. The low melting point waste polyester may be finely ground to a size in the range of 1 to 5 mm to be easily melted, but the present invention is not limited to the shape as described above or the range of the size as described above.
상기 (2)의 용융단계는 상기 제1혼합물 중의 폐 저융점 폴리에스테르가 상기한 바의 촉매 겸 용매로서의 에틸렌글리콜과 잘 반응하도록 하여 해중합이 촉진되도록 하는 것으로 이루어진다.The melting step of (2) consists of allowing the waste low melting point polyester in the first mixture to react well with ethylene glycol as a catalyst and solvent as described above to promote depolymerization.
상기 (3)의 해중합단계는 용융된 상기 제1혼합물을 해중합시켜 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 생성시키는 것으로 이루어진다.The depolymerization step of (3) consists of depolymerizing the molten first mixture to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET).
상기한 해중합단계에서 상기 에틸렌글리콜은 폐 저융점 폴리에스테르와 에스테르 교환반응에 의한 해중합으로 저융점 폴리에스테르를 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트로 분해시킨다. 본 발명의 해중합의 반응속도는 온도, 촉매, 공급원료의 세분상태 및 글리콜의 양에 의존한다. 또한 최종 단량체의 조성은 분해반응 시간과 해중합 후 지속시간에 의해 결정된다. 글리콜의 양이 적으면 높은 온도와 더 많은 반응시간을 필요로하며 더 높은 분자량의 올리고머가 된다.In the depolymerization step, the ethylene glycol decomposes the low melting polyester into bis-2-hydroxyethyl terephthalate by depolymerization by transesterification with the waste low melting polyester. The reaction rate of the depolymerization of the present invention depends on the temperature, catalyst, feedstock granularity and the amount of glycol. The composition of the final monomer is determined by the decomposition reaction time and the duration after depolymerization. Lower amounts of glycol require higher temperatures and longer reaction times, resulting in higher molecular weight oligomers.
상기 해중합은 특히 상기 폐 저융점 폴리에스테르와 에틸렌글리콜(EG)을 몰비 1.0 : 0.1 내지 2.0으로 혼합하여서 이루어지는 제1혼합물을 질소(N2)가스를 이용하여 1.5 내지 2.5㎏/㎠로 가압하고, 210 내지 240℃에서 10 내지 50rpm의 속도로 교반하면서 3 내지 4시간 동안 용융시킨 후, 질소가스를 이용하여 2.0 내지 2.5㎏/㎠로 가압하고, 225 내지 260℃에서 30 내지 70rpm의 속도로 교반하면서 50 내지 119분, 바람직하게는 100 내지 140분 동안 해중합시키는 공정이다.In the depolymerization, the first mixture formed by mixing the waste low melting point polyester and ethylene glycol (EG) in a molar ratio of 1.0: 0.1 to 2.0 is pressurized to 1.5 to 2.5 kg / cm 2 using nitrogen (N 2 ) gas, Melt for 3 to 4 hours while stirring at 210 to 240 ℃ at a rate of 10 to 50 rpm, pressurized to 2.0 to 2.5 kg / ㎠ using nitrogen gas, while stirring at a speed of 30 to 70 rpm at 225 to 260 ℃ Depolymerization for 50 to 119 minutes, preferably 100 to 140 minutes.
상기 폐 저융점 폴리에스테르와 에틸렌글리콜의 혼합비는 상기 폐 저융점 폴리에스테르 1몰에 대하여 에틸렌글리콜이 0.1몰 미만으로 혼합되는 경우, 반응시간이 너무 길어지는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 2.0몰을 초과하는 경우, 제한된 내용적을 갖는 반응용기 내에 상대적으로 해중합에 투여되는 폐 저융점 폴리에스테르의 양이 감소되어 생산성이 저하되고, 동일량의 폐 저융점 폴리에스테르의 해중합을 위하여 상대적으로 과다한 에너지가 소요되는 문제점이 있을 수 있다.The mixing ratio of the waste low-melting polyester and ethylene glycol may have a problem that the reaction time is too long when ethylene glycol is mixed with less than 0.1 mol with respect to 1 mol of the waste low-melting polyester, on the contrary, exceeds 2.0 mol In this case, the amount of waste low-melting polyester administered to the depolymerization in the reaction container having a limited volume is reduced, resulting in low productivity, and relatively excessive energy is required for the depolymerization of the same amount of waste low-melting polyester. There may be a problem.
상기 혼합된 폐 저융점 폴리에스테르와 에틸렌글리콜(EG)은 질소(N2)가스를 이용하여 1.5 내지 2.5㎏/㎠로 가압하면서 지속적인 가열에 의해 210℃정도에서 폐 저융점 폴리에스테르가 용융이 시작되며 온도가 지속적으로 상승하다가 230 내지 240℃정도까지 상승하면 온도상승이 둔화되면서 용융이 활발히 진행된다. 용융이 어느 정도 진행이 이루어지면 10 내지 50rpm으로 교반하여 일부분에 열에너지가 한곳에 집중되어 화합물이 탄화되는 것을 방지하도록 한다.The mixed waste low melting point polyester and ethylene glycol (EG) are pressurized to 1.5 to 2.5 kg / cm 2 using nitrogen (N 2 ) gas and the low melting point polyester starts melting at about 210 ° C. by continuous heating. When the temperature is continuously increased to 230 to 240 ° C., the temperature rise is slowed and the melting proceeds actively. When the melting proceeds to some extent, the mixture is stirred at 10 to 50 rpm to prevent the carbonization of the compound by concentrating thermal energy in one place.
상기 폐 저융점 폴리에스테르와 에틸렌글리콜(EG)의 용융시간은 약 3 내지 4시간이 지난 후, 용융이 완료되며, 상기 폐 저융점 폴리에스테르의 용융이 완료된 후, 질소가스를 이용하여 2.0 내지 2.5㎏/㎠로 가압하고, 교반 속도를 20 내지 60rpm으로 상승시키고, 온도를 225 내지 260℃까지 상승시켜 상기 에틸렌글리콜의 촉매 하에서 폐 저융점 폴리에스테르가 에틸렌글리콜에 의한 에스테르 교환반응을 통한 해중합을 촉진시켜 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트가 생성되도록 한다.After the melting time of the waste low melting polyester and ethylene glycol (EG) is about 3 to 4 hours, the melting is completed, after the melting of the waste low melting polyester is completed, using nitrogen gas 2.0 to 2.5 Pressurized at kg / cm 2, the stirring speed was raised to 20 to 60 rpm, and the temperature was raised to 225 to 260 ° C. to promote depolymerization of the waste low melting polyesters through the transesterification reaction of ethylene glycol under the catalyst of ethylene glycol. To produce bis-2-hydroxyethylterephthalate.
상기 해중합과정은 약 50 내지 119분의 시간의 범위 이내에서 에스테르 교환반응이 완료되어 폐 폴리에스테르는 없어지고, 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트만이 남게 된다. 상기 해중합과정은 255℃에서 56rpm으로 60 내지 90분간 진행하는 것이 가장 바람직하다.In the depolymerization process, the transesterification reaction is completed within a time range of about 50 to 119 minutes, so that the waste polyester is lost and only bis-2-hydroxyethyl terephthalate remains. The depolymerization process is most preferably performed for 60 to 90 minutes at 56 rpm at 255 ℃.
상기 해중합단계 이후에 상기 해중합단계에서 생성되는 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 여과하여 이물질을 제거하는 필터링단계가 더 포함될 수 있다. 상기 필터링 공정은 상기 해중합공정으로 생성되는 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 필터를 통과시켜 선별과정에서 제거되지 못한 이물질을 제거하여 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트 정제하는 과정으로 필터링 공정 후 실시되는 축중합공정에서 재생 저융점 폴리에스테르의 생산성 및 불량율을 낮추기 위한 공정이다. 상기 필터링 공정에서 필터는 약 300 내지 1500메쉬(mesh)의 필터를 사용하는 것이 바람직하며, 필터링 공정시간을 단축하기 위해 1.5 내지 3.0㎏/㎠로 가압할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 당업자라면 폐 저융점 폴리에스테르의 공급원 및 폐 저융점 폴리에스테르의 오염도 등을 고려하여 적절한 필터의 선택 및 적절한 가압의 정도를 선택할 수 있음은 이해될 수 있는 것이다.After the depolymerization step, a bis-2-hydroxyethyl terephthalate produced in the depolymerization step may be further filtered to remove the foreign matter. The filtering process is a process of removing bis-2-hydroxyethyl terephthalate generated by the depolymerization process through a filter to remove bis-2-hydroxyethyl terephthalate and removing bis-2-hydroxyethyl terephthalate after the filtering process. It is a process for reducing the productivity and the defective rate of the regenerated low melting polyester in the polycondensation step carried out. In the filtering process, the filter preferably uses a filter of about 300 to 1500 mesh, and may be pressurized to 1.5 to 3.0 kg / cm 2 to shorten the filtering process time, but the present invention is not limited thereto. It will be appreciated by those skilled in the art that the selection of an appropriate filter and the appropriate degree of pressurization can be selected in view of the source of the waste low melting point polyester and the degree of contamination of the waste low melting point polyester.
상기한 바의 본 발명에 따른 상기의 해중합방법에 의하여 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트가 수득될 수 있으며, 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트는 다시 폴리에스테르로 축중합되어 시켜 재생 저융점 폴리에스테르를 수득할 수 있게 된다.Bis-2-hydroxyethyl terephthalate can be obtained by the above depolymerization method according to the present invention as described above, and the bis-2-hydroxyethyl terephthalate is condensation-polymerized with polyester again to reduce regeneration. Melting point polyester can be obtained.
상기 (4)의 축중합단계는 상기 해중합단계에서 수득되는 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 축중합시키는 것으로 이루어진다. 상기 축중합공정은 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트로 저융점 폴리에스테르를 생성하는 공정으로 일반적인 폴리에스테르의 제조공정과 동일 또는 유사하게 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 진공상태(1토르(Torr) 이하)에서 에틸렌글리콜(EG)과 혼합(혼합비(몰비)는 원료 PET : EG = 1 : 0.25)한 혼합물을 30 내지 90rpm으로 교반하면서 60 내지 240분간 245 내지 290℃의 온도범위로 가열하는 것으로 이루어질 수 있다. 이때, 저융점 폴리에스테르의 생성은 상기 해중합단계에서 사용된 원료로서의 폐폴리에스테르가 저융점 폴리에스테르로서 폴리에스테르의 융점을 낮추고 결정화를 방지하기 위한 성분들, 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜 등이 이미 내포되어 있기 때문에, 이러한 폴리에틸렌글리콜 등의 첨가제들의 존재에 의하여 재생 폴리에스테르 역시 저융점의 재생 폴리에스테르, 즉 재생 저융점 폴리에스테르로 수득되게 된다.The condensation polymerization step of (4) comprises condensation polymerization of bis-2-hydroxyethyl terephthalate obtained in the depolymerization step. The polycondensation step is to produce a low melting point polyester with the bis-2-hydroxyethyl terephthalate. The bis-2-hydroxyethyl terephthalate may be vacuumed in the same or similar manner to a general polyester manufacturing step. 1 torr or less) mixed with ethylene glycol (EG) (mixing ratio (molar ratio) is a raw material PET: EG = 1: 0.25) while stirring the mixture at 30 to 90 rpm at a temperature range of 245 to 290 ℃ for 60 to 240 minutes It may consist of heating. At this time, the production of low-melting polyester is the waste polyester used as the raw material used in the depolymerization step as low-melting polyester to lower the melting point of the polyester and prevent the crystallization, for example, polyethylene glycol, etc. Due to the presence of such additives as polyethylene glycol, the regenerated polyester is also obtained as a low melting regenerated polyester, that is, a regenerated low melting point polyester.
상기 진공상태는 축중합공정이 시작되고 온도가 상승함에 따라 단계적으로 실시하여 약 285℃에서 1.5mbar 이하가 되도록 조절될 수 있다.The vacuum may be controlled to be 1.5 mbar or less at about 285 ° C. by stepwise as the condensation polymerization process starts and the temperature rises.
상기 축중합공정에서는 축합촉매로서 산화안티몬(Sb2O3), 산화티타늄 및 디부틸틴디라우레이트 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 산화안티몬이 사용될 수 있다. 상기 산화안티몬은 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트 총량을 기준으로 하여 50 내지 600ppm의 양으로 사용될 수 있다. 상기 축중합촉매로서의 상기 산화안티몬의 사용량이 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트 총량을 기준으로 하여 50ppm 미만으로 사용되는 경우, 반응속도가 현저하게 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 600ppm을 초과하는 경우, 반응속도가 너무 빨라져 분자량 분포가 넓어지고, 또한 방사 시 이물로 작용하여 팩압을 상승시키는 등의 문제점이 있을 수 있다.In the condensation polymerization process, antimony oxide (Sb 2 O 3 ), titanium oxide, dibutyl tin dilaurate, etc. may be used as the condensation catalyst, and antimony oxide may be preferably used. The antimony oxide may be used in an amount of 50 to 600 ppm based on the total amount of bis-2-hydroxyethyl terephthalate. When the amount of the antimony oxide used as the polycondensation catalyst is less than 50 ppm based on the total amount of bis-2-hydroxyethyl terephthalate, there may be a problem that the reaction rate is significantly lowered, on the contrary, exceeds 600 ppm. In this case, the reaction rate is too fast to increase the molecular weight distribution, and also may cause problems such as increasing the pack pressure by acting as a foreign material during spinning.
또한, 상기 축중합단계에서는 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트에 열안정제를 첨가하여 수행될 수 있다. 상기 열안정제로는 바람직하게는 인산(H3PO4)이 사용될 수 있다. 상기 열안정제는 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트의 열적 안정성을 위해 첨가된다. 상기 인산은 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트 총량을 기준으로 하여 100 내지 400ppm의 양으로 사용될 수 있다. 상기 열안정제로서의 상기 인산의 사용량이 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트 총량을 기준으로 하여 100ppm 미만으로 사용되는 경우, 최종 생성된 중합체의 내열성이 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 400ppm을 초과하는 경우, 방사 시 이물로 작용하여 팩압을 상승시키고, 촉매의 반응활성을 저하시키는 문제점이 있을 수 있다.In addition, the condensation polymerization step may be performed by adding a thermal stabilizer to the bis-2-hydroxyethyl terephthalate. As the heat stabilizer, phosphoric acid (H 3 PO 4 ) may be preferably used. The thermal stabilizer is added for the thermal stability of the bis-2-hydroxyethyl terephthalate. The phosphoric acid may be used in an amount of 100 to 400 ppm based on the total amount of bis-2-hydroxyethyl terephthalate. When the amount of the phosphoric acid used as the thermal stabilizer is less than 100 ppm based on the total amount of bis-2-hydroxyethyl terephthalate, there may be a problem that the heat resistance of the final polymer is lowered, and in contrast, it exceeds 400 ppm. In this case, there may be a problem that acts as a foreign material during spinning to increase the pack pressure, and lower the reaction activity of the catalyst.
상기 축중합단계에서는 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트 총량을 기준으로 0.01 내지 3중량%의 양의 소광제로서 이산화티탄(TiO2) 또는 이산화규소(SiO2)가 더 첨가될 수 있다.In the condensation polymerization step, titanium dioxide (TiO 2 ) or silicon dioxide (SiO 2 ) may be further added as a quencher in an amount of 0.01 to 3% by weight based on the total amount of bis-2-hydroxyethyl terephthalate.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 축중합단계 이후에 칩제조단계 등과 같은 후처리단계가 더 포함될 수 있다. 상기 칩제조단계는 상기 축중합공정으로 제조되는 재생 폴리에스테르를 사용하기 용이하도록 칩으로 제조하는 공정으로 칩의 크기는 사용되는 산업분야에 따라 다양한 크기로 생산될 수 있는 것으로서, 이러한 칩의 제조 및 칩의 크기 및 형상의 조절 등은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다.According to the present invention, after the condensation polymerization step, a post-processing step such as a chip manufacturing step may be further included. The chip manufacturing step is a process of manufacturing a chip to facilitate the use of the recycled polyester produced by the polycondensation process, the size of the chip can be produced in a variety of sizes depending on the industrial field used, the production and Control of the size and shape of the chip, etc. will be readily understood by those skilled in the art.
상기한 바의 본 발명에 따른 폐 저융점 폴리에스테르를 이용한 재생 저융점 폴리에스테르의 제조방법에 의하여 재생 저융점 폴리에스테르가 제공된다. 상기 재생 저융점 폴리에스테르는 고유점도(IV) 0.65 내지 0.70㎗/g, 연화점 140 내지 160℃의 물성을 가지며, 재생 저융점 폴리에스테르(칩의 형태)는 색상이 L*은 40 내지 60, b*는 3 내지 8이고, 그리고 수분율이 1wt% 이하인 뛰어난 물성의 폴리에스테르 제품을 만들 수 있다. 단, 재생 저융점 폴리에스테르의 고유점도와 관련하여서는 신재 저융점 폴리에스테르의 경우에서와 마찬가지로 중합의 진행 정도에 따라 임의로 조절할 수 있음은 당업자에게는 이해될 수 있는 것이다.
A regenerated low melting point polyester is provided by the method for producing a regenerated low melting point polyester using the waste low melting point polyester according to the present invention as described above. The regenerated low melting point polyester has physical properties of intrinsic viscosity (IV) of 0.65 to 0.70 dl / g and a softening point of 140 to 160 ° C., and the regenerated low melting point polyester (in the form of a chip) has a color of L * of 40 to 60, b * Is 3 to 8, and it is possible to make polyester products of excellent physical properties with moisture content of 1 wt% or less. However, it can be understood by those skilled in the art that the intrinsic viscosity of the regenerated low melting polyester can be arbitrarily adjusted according to the degree of polymerization as in the case of the new low melting polyester.
이하 본 발명의 재생 저융점 폴리에스테르 섬유를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 한정되는 것은 아니다.Examples of the method for producing the regenerated low melting polyester fibers of the present invention are shown below, but not limited thereto.
실시예Example 1 One
폐 저융점 폴리에스테르로는 합성된 폴리에스테르(PET) 1톤을 기준으로 할 때, 테레프탈산 598.0㎏(1몰), 이소프탈산 256.0㎏(1몰), 에틸렌글리콜 403.3㎏(2.72몰) 및 폴리에틸렌글리콜-4000 8.7㎏을 혼합한 반응혼합물을 약 230℃의 반응온도, 약 2㎏f/㎠의 반응압력 하에서 3.5시간(210분) 동안 에스테르화반응시킨 후, 에스테르화반응의 완료 후, 계속해서 약 270℃의 반응온도, 1토르(Torr) 미만의 진공 하에서 3.5시간(210분) 동안 축중합하여서 수득된 것을 사용하였다. 이때, 첨가제들로서는 최종 생산되는 PET 1톤 기준으로 하여 열안정제로서 인산(H3PO4)은 150ppm의 양으로, 축중합촉매로서 산화주석(Sb2O3)은 300ppm의 양으로, 그리고 보색제로서 아세트산코발트(Co(CH3CO2)2)는 15ppm의 양으로 각각 사용하였다.Waste low-melting polyesters include 598.0 kg (1 mole) of terephthalic acid, 256.0 kg (1 mole) of isophthalic acid, 403.3 kg (2.72 mole) of ethylene glycol and polyethylene glycol based on 1 ton of synthesized polyester (PET) The reaction mixture mixed with -4000 8.7 kg was subjected to esterification for 3.5 hours (210 minutes) at a reaction temperature of about 230 ° C. and a reaction pressure of about 2 kgf / cm 2. What was obtained by condensation polymerization for 3.5 hours (210 minutes) under a reaction temperature of 270 ° C. and a vacuum of less than 1 Torr was used. At this time, the additives include 150 ppm of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) as a thermal stabilizer on the basis of 1 ton of PET produced, tin oxide (Sb 2 O 3 ) as a condensation catalyst in an amount of 300 ppm, and complementary colors. Cobalt acetate (Co (CH 3 CO 2 ) 2 ) was used as an amount in an amount of 15 ppm, respectively.
상기 폐 저융점 폴리에스테르를 평균크기가 2.5㎜ 크기가 되도록 하여 분쇄하고, 상기 분쇄된 상기 폐 저융점 폴리에스테르와 에틸렌글리콜(EG)을 몰비 1.0:0.25로 혼합하고, 질소가스를 이용하여 2.0㎏/㎠로 가압하고, 약 235℃에서 18rpm의 속도로 교반하여 폐 저융점 폴리에스테르가 완전히 용융될 때까지 지속적으로 약 2시간 동안 가열시켰다. The waste low melting polyester is pulverized to have an average size of 2.5 mm, and the pulverized waste low melting polyester and ethylene glycol (EG) are mixed in a molar ratio of 1.0: 0.25, using 2.0 kg of nitrogen gas. Pressurized to / cm 2 and stirred at a speed of 18 rpm at about 235 ° C continuously heated for about 2 hours until the waste low melting polyester is completely melted.
상기 용융된 혼합물을 질소가스를 이용하여 2.5㎏/㎠로 가압하고 지속적으로 가열하여 255℃까지 상승시키고 56rpm의 속도로 교반시키면서 해중합시켜 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 올리고머 형태로 수득하였으며, 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 PET 1몰 기준으로 0.25몰의 에틸렌글리콜과 혼합하고, 진공상태에서 지속적으로 가열하여 약 280℃까지 상승시키고, 60rpm으로 교반하면서, 3.5시간(210분) 동안 축중합시켜 재생 저융점 폴리에스테르를 생성하고 이를 재생 저융점 폴리에스테르칩으로 제조하였다.
The molten mixture was pressurized to 2.5 kg / cm 2 using nitrogen gas, continuously heated to 255 ° C., and depolymerized with stirring at a speed of 56 rpm to obtain bis-2-hydroxyethyl terephthalate in oligomer form. The bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET) is mixed with 0.25 mol of ethylene glycol on the basis of 1 mol of PET, continuously heated in a vacuum to raise to about 280 ℃, stirring at 60 rpm, 3.5 hours ( 210 minutes) to polycondensation to produce a regenerated low melting polyester, which was produced as a regenerated low melting polyester chip.
수득된 재생 저융점 폴리에스테르와 신재로서의 저융점 폴리에스테르의 성분분석결과 및 물성분석결과들을 하기 표 1에 나타내었다. 여기에서, 성분분석은 핵자기공명분광분석법(NMR)으로 수행하였으며, 여기에서 이소프탈산은 PET 중합 시 첨가되는 이산(diacid)의 몰%로, 그리고 디에틸렌글리콜과 폴리에틸렌글리콜들은 각각 PET 총 중량을 기준으로 하여 중량%로 나타내었다. 또한, 물성 및 색상 실험은 다음과 같이 수행하였다.Table 1 shows the results of the component analysis and physical properties of the obtained regenerated low melting polyester and the low melting polyester as a new material. Here, the component analysis was carried out by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), where isophthalic acid is the mole percent of diacid added during PET polymerization, and diethylene glycol and polyethylene glycol respectively determine the total weight of PET. It is expressed in weight percent as a reference. In addition, physical and color experiments were performed as follows.
* 물성 및 색상 실험* Property and color experiment
상기 실시예 1에 의해 제조된 재생 저융점 폴리에스테르칩을 유리전이온도(Tg), 연화점(℃) 등의 물성을 통상적인 방법에 의해 측정하였으며, 재생 폴리에스테르칩의 색상을 ASTM의 E398-90과 E805-93의 방법에 L* 과 b* 의 값을 측정하였다.The regenerated low melting polyester chip produced in Example 1 was measured by a conventional method such as glass transition temperature (Tg), softening point (℃), the color of the regenerated polyester chip is ASTM E398-90 The values of L * and b * were measured in the method of E805-93.
대조군으로 신생의 저융점 폴리에스테르 섬유용 칩(비교예 1)을 상기와 동일한 방법으로 물성 및 색상을 측정하였다.As a control, the physical properties and colors of the new low melting point polyester fiber chips (Comparative Example 1) were measured in the same manner as described above.
상기의 측정값들을 하기 표 1에 나타내었다.The measured values are shown in Table 1 below.
(℃)Tg
(℃)
(℃)Softening point
(℃)
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 성분분석결과에서 본 발명에 따른 재생 저융점 폴리에스테르(실시예 1)와 신재 저융점 폴리에스테르(비교예 1) 간에서 IPA, DEG, PEG의 함량에서 유의차는 없는 것으로 나타났다. 이들 성분들은 저융점 폴리에스테르의 제조에서 저융점 특성을 나타내는 주요 성분들로 인식되고 있는 것으로서, 이들 성분들에서의 함량에서 유의차가 없이 유사한 수준으로 나타나는 것에 비추어 본 발명에 따른 재생 저융점 폴리에스테르는 신재 저융점 폴리에스테르와 유사한 정도의 저융점 특성을 나타낸다고 여겨지며, 실제로 유리전이온도(Tg) 및 연화점(℃)의 측정결과들 역시 이를 뒷받침하고 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 색조의 실험결과에서도 큰 유의차를 발견할 수 없었다.As shown in Table 1, there is no significant difference in the content of IPA, DEG, PEG between the regenerated low melting polyester (Example 1) and the new low melting polyester (Comparative Example 1) according to the present invention in the component analysis results Appeared. These components are formulated as the main components exhibiting low melting point properties in the production of low melting point polyesters, and the regenerated low melting point polyester according to the present invention is characterized in that It is considered that it shows low melting point characteristics similar to that of new low-melting polyester, and the measurement results of glass transition temperature (Tg) and softening point (° C) also support this. Also, no significant difference was found in the experimental results of the color tone.
따라서, 폐 저융점 폴리에스테르를 사용하여 이를 일단 해중합시킨 후, 다시 축중합시켜 재생 저융점 폴리에스테르로 재생하여 신재와 차이 없이 사용할 수 있음을 확인할 수 있었다.
Therefore, it was confirmed that the waste low melting point polyester was depolymerized once, and then polycondensed again to be regenerated into a low melting point polyester to be used without difference from new materials.
본 발명은 저융점 폴리에스테르를 생산 및 가공하는 산업에서 이용될 수 있으며, 이러한 저융점 폴리에스테르를 사용하는 산업 등에서 이용될 수 있다.The present invention can be used in the industry of producing and processing low melting point polyester, and can be used in the industry using such low melting point polyester.
Claims (5)
(1) 폐 저융점 폴리에스테르를 촉매 겸 용매로서의 에틸렌글리콜(EG ; ethylene glycol)과 혼합하여 제1혼합물을 수득하는 혼합단계;
(2) 상기 제1혼합물 중의 폐 저융점 폴리에스테르를 용융시키는 용융단계;
(3) 용융된 상기 제1혼합물을 해중합시켜 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 생성시키는 해중합단계; 및
(4) 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 축중합시키는 축중합단계;
를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하되,
상기 혼합단계에서 상기 제1혼합물은 상기 폐 저융점 폴리에스테르와 에틸렌글리콜(EG)을 몰비로 1.0 : 0.1 내지 2.0으로 혼합하고,
상기 해중합단계가 용융된 상기 제1혼합물을 2.0 내지 2.5㎏/㎠의 압력 하의 질소가스 분위기 중에서 용융된 상기 제1혼합물을 30 내지 70rpm의 속도로 교반하면서 50 내지 119분 동안 225 내지 260℃의 온도범위로 가열시키는 것으로 이루어지며,
상기 축중합단계가 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 진공상태에서 30 내지 90rpm으로 교반하면서 60 내지 240분간 245 내지 290℃의 온도범위로 가열하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하고,
상기 제조방법으로 제조된 재생 저융점 폴리에스테르가 고유점도(IV) 0.65 내지 0.70㎗/g, 연화점 140 내지 160℃의 물성을 가지며, 재생 저융점 폴리에스테르(칩의 형태)는 색상이 L*은 40 내지 60, b*는 3 내지 8이고, 그리고 수분율이 1wt% 이하인 폐 저융점 폴리에스테르를 이용한 재생 저융점 폴리에스테르의 제조방법.
Regenerated low melting polyester which depolymerizes waste low melting point polyester with bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET), and then polycondenses the bis-2-hydroxyethyl terephthalate to produce regenerated low melting point polyester. In the manufacturing method of
(1) a mixing step of mixing the waste low melting polyester with ethylene glycol (EG) as a catalyst and a solvent to obtain a first mixture;
(2) a melting step of melting the waste low melting polyester in the first mixture;
(3) depolymerization of the molten first mixture to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET); And
(4) condensation polymerization step of condensation polymerization of the bis-2-hydroxyethyl terephthalate;
Characterized by made, including;
In the mixing step, the first mixture is mixed with the waste low melting point polyester and ethylene glycol (EG) in a molar ratio of 1.0: 0.1 to 2.0,
The temperature of 225 to 260 ° C. for 50 to 119 minutes while stirring the first mixture melted in the depolymerization step in a nitrogen gas atmosphere under a pressure of 2.0 to 2.5 kg / cm 2 at a speed of 30 to 70 rpm. Consisting of heating to the range,
Wherein the condensation polymerization step comprises heating the bis-2-hydroxyethyl terephthalate to a temperature range of 245 to 290 ° C. for 60 to 240 minutes while stirring at 30 to 90 rpm in a vacuum state,
The regenerated low melting polyester prepared by the manufacturing method has physical properties of intrinsic viscosity (IV) 0.65 to 0.70 dl / g, softening point 140 to 160 ° C, and the regenerated low melting polyester (form of chip) has a color of L * 40-60, b * is 3-8, and the manufacturing method of the regenerated low melting polyester using the waste low melting polyester whose moisture content is 1 wt% or less.
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