KR101306581B1 - Manufacturing method of regenerated polyester using waste polyester and regenerated polyester obtained therefrom - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐폴리에스테르를 해중합촉매로서 에틸렌글리콜을 이용하여 해중합하여 중간체로서 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 생성시키고, 생성된 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 다시 축합시켜 신생의 폴리에스테르의 동일 또는 유사한 물성을 갖는 재생된 폴리에스테르를 수득함에 있어서 수득되는 폴리에스테르를 개질시키기 위한 개질제를 첨가하고, 축합시켜 개질 폴리에스테르를 수득하도록 하는 폐폴리에스테르를 이용한 개질 폴리에스테르의 제조방법에 관한 것으로서, 폐폴리에스테르를 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)로 해중합한 후, 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 중축합시켜 폴리에스테르를 제조하는 폴리에스테르의 제조방법에 있어서, (1) 폐폴리에스테르를 촉매 겸 용매로서의 에틸렌글리콜(EG ; ethylene glycol)과 혼합하여 제1혼합물을 수득하는 혼합단계; (2) 상기 제1혼합물 중의 폐폴리에스테르를 용융시키는 용융단계; (3) 용융된 상기 제1혼합물을 해중합시켜 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 생성시키는 해중합단계; 및 (4) 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트에 개질제를 총 폴리에스테르 중량(100중량부) 기준 1 내지 25중량부의 양으로 혼합시키고, 중축합시키는 중축합단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention depolymerizes waste polyester using ethylene glycol as a depolymerization catalyst to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET) as an intermediate, and generates bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET). Modification with waste polyester to add a modifying agent for modifying the polyester obtained in condensation again to obtain a regenerated polyester having the same or similar physical properties of the new polyester, and to condense to obtain a modified polyester. A method for producing a polyester, comprising depolymerizing waste polyester with bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET), and then polycondensing the bis-2-hydroxyethyl terephthalate to produce a polyester. (1) Ethylene Glycol as Catalyst and Solvent in the Production Process of Ester Call; mixing step of mixing the (EG ethylene glycol) to give a first mixture; (2) a melting step of melting the waste polyester in the first mixture; (3) depolymerization of the molten first mixture to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET); And (4) a polycondensation step of mixing and modifying the bis-2-hydroxyethyl terephthalate in an amount of 1 to 25 parts by weight based on the total polyester weight (100 parts by weight), and polycondensing the bis-2-hydroxyethyl terephthalate. It is done.

Description

폐폴리에스테르를 이용한 개질 폴리에스테르의 제조방법 및 그로부터 수득되는 개질 폴리에스테르 {MANUFACTURING METHOD OF REGENERATED POLYESTER USING WASTE POLYESTER AND REGENERATED POLYESTER OBTAINED THEREFROM}Manufacturing Method of Modified Polyester Using Waste Polyester and Modified Polyester Obtained Therefrom {MANUFACTURING METHOD OF REGENERATED POLYESTER USING WASTE POLYESTER AND REGENERATED POLYESTER OBTAINED THEREFROM}

본 발명은 폐폴리에스테르를 해중합촉매로서 에틸렌글리콜을 이용하여 해중합하여 중간체로서 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 생성시키고, 생성된 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 다시 축합시켜 신생의 폴리에스테르의 동일 또는 유사한 물성을 갖는 재생된 폴리에스테르를 수득함에 있어서 수득되는 폴리에스테르를 개질시키기 위한 개질제를 첨가하고, 축합시켜 개질 폴리에스테르를 수득하도록 하는 폐폴리에스테르를 이용한 개질 폴리에스테르의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention depolymerizes waste polyester using ethylene glycol as a depolymerization catalyst to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET) as an intermediate, and generates bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET). Modification with waste polyester to add a modifying agent for modifying the polyester obtained in condensation again to obtain a regenerated polyester having the same or similar physical properties of the new polyester, and to condense to obtain a modified polyester. It relates to a method for producing a polyester.

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 much more volume.Incineration generates various harmful gases, which cause smog, and they do not decompose even when landfilled. 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 폐폴리에스테르나 사용 후 버려지는 음료수 병과 같은 폐폴리에스테르 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 manufacturing 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. 폐폴리에스테르를 회수하는 방법으로는 폐폴리에스테르를 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. The waste polyester is recovered by terephthalic acid (TPA), dimethyl terephthalate (DMT) and ethylene glycol (ethlyene glycol: EG), which are raw materials through depolymerization using waste polyester as a catalyst. And a method for preparing an intermediate product bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET).

이러한 방법들 중 테레프탈산, 디메틸테레프탈레이트 및 에틸렌글리콜을 회수하는 방법은 폐폴리에스테르를 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, and recovers terephthalic acid, dimethyl. 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.

또한, 일반적인 해중합방법은 폐폴리에스테르와 에틸렌글리콜을 혼합하여 용융하여 해중합을 실시하나, 상기 에틸렌글리콜을 촉매 겸 용제로 사용하는 종래의 해중합은 해중합에 사용된 원래의 폐폴리에스테르의 물성과 동일 또는 유사한 정도로 수득되어 물성의 면에서 크게 향상되지 않은 일반적인 폴리에스테르를 제공하는 것에 불과하며, 따라서 이러한 해중합 후 다시 축합을 통해 수득되는 폴리에스테르를 원하는 물성을 갖도록 개질시킬 수 있는 기술이 요구되고 있다.In addition, in general, the depolymerization is performed by mixing and melting waste polyester and ethylene glycol to perform depolymerization, but the conventional depolymerization using ethylene glycol as a catalyst and solvent is the same as that of the original waste polyester used for depolymerization or It is merely to provide a general polyester that is obtained to a similar degree and not greatly improved in terms of physical properties, and therefore, there is a need for a technique capable of modifying a polyester obtained through condensation after such depolymerization to have a desired physical property.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 버려지는 폐폴리에스테르를 수거하여 해중합을 통해 폐폴리에스테르에서 양질의 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 회수하고, 회수된 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 이용하여 중축합반응을 통하여 폴리에스테르를 생산토록 함에 있어서, 수득되는 폴리에스테르를 개질시키기 위한 개질제를 첨가하고, 축합시켜 개질 폴리에스테르를 수득하도록 하는 폐폴리에스테르를 이용한 개질 폴리에스테르의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been invented to solve the above problems, by collecting the discarded waste polyester to recover the good bis-2-hydroxyethyl terephthalate from the waste polyester through depolymerization, recovered Bis-2 Modification with waste polyester to produce a polyester through polycondensation reaction using hydroxyethyl terephthalate, adding a modifying agent for modifying the obtained polyester, and condensing to obtain a modified polyester. It is an object to provide a method for producing a polyester.

또한, 일반적인 제조방법에 의해 제조되는 신생 폴리에스테르와 물성에 차이가 없으며, 저융점 및 염색성 등에 있어서 우수한 효과를 갖는 개질 폴리에스테르를 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is also an object of the present invention to provide a modified polyester having a good effect in terms of low melting point, dyeing property, etc., with the newly produced polyester produced by a general manufacturing method.

본 발명의 하나의 구체예에 따르면, 폐폴리에스테르를 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)로 해중합한 후, 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 중축합시켜 폴리에스테르를 제조하는 폴리에스테르의 제조방법에 있어서, (1) 폐폴리에스테르를 촉매 겸 용매로서의 에틸렌글리콜(EG ; ethylene glycol)과 혼합하여 제1혼합물을 수득하는 혼합단계; (2) 상기 제1혼합물 중의 폐폴리에스테르를 용융시키는 용융단계; (3) 용융된 상기 제1혼합물을 해중합시켜 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 생성시키는 해중합단계; 및 (4) 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트에 개질제를 총 폴리에스테르 중량(100중량부) 기준 1 내지 25중량부의 양으로 혼합시키고, 중축합시키는 중축합단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 폐폴리에스테르를 이용한 개질 폴리에스테르의 제조방법이 제공된다.According to one embodiment of the present invention, depolymerized waste polyester with bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET), and then polycondensation of the bis-2-hydroxyethyl terephthalate to prepare a polyester. A method for producing a polyester, the method comprising: (1) mixing a waste polyester with ethylene glycol (EG) as a catalyst and a solvent to obtain a first mixture; (2) a melting step of melting the waste polyester in the first mixture; (3) depolymerization of the molten first mixture to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET); And (4) a polycondensation step of mixing and modifying the bis-2-hydroxyethyl terephthalate in an amount of 1 to 25 parts by weight based on the total polyester weight (100 parts by weight), and polycondensing the bis-2-hydroxyethyl terephthalate. Provided is a method for producing a modified polyester using waste polyester.

상기 개질제는 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜(PEG), 디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염(DMS), 이소프탈산(IPA) 또는 이들 중 2이상의 혼합물이 될 수 있다.The modifier may preferably be polyethylene glycol (PEG), dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt (DMS), isophthalic acid (IPA) or a mixture of two or more thereof.

상기 중축합단계는 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 진공상태에서 30 내지 90rpm으로 교반하면서 60 내지 240분간 245 내지 290℃의 온도범위로 가열하는 것으로 이루어질 수 있다.The polycondensation step may be performed by heating the bis-2-hydroxyethyl terephthalate at 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 개질 폴리에스테르의 제조방법에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 개질 폴리에스테르가 제공된다.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a modified polyester, characterized in that it is prepared according to the method for producing a modified polyester.

본 발명에 따르면, 폐폴리에스테르를 해중합촉매로서 에틸렌글리콜을 이용하여 해중합하여 중간체로서 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 생성시키고, 생성된 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 다시 중축합시켜 신생의 폴리에스테르의 동일 또는 유사한 물성을 갖는 재생된 폴리에스테르를 수득함에 있어서 수득되는 폴리에스테르를 개질시키기 위한 개질제를 첨가하고, 중축합시켜 개질 폴리에스테르를 수득하도록 하는 폐폴리에스테르를 이용한 개질 폴리에스테르의 제조방법을 제공하며, 또한 그로부터 수득되는 개질 폴리에스테르를 제공하는 효과가 있다.According to the present invention, depolymerized waste polyester using ethylene glycol as depolymerization catalyst to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET) as an intermediate, and the resulting bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET). ) Polycondensation again to obtain a recycled polyester having the same or similar physical properties of the new polyester, adding a modifier for modifying the polyester obtained and polycondensing to obtain a modified polyester. It provides a process for producing a modified polyester using an ester, and also has the effect of providing a modified polyester obtained therefrom.

또한, 폐기가 어렵던 폐폴리에스테르를 재활용함으로써 자원을 절약하고 환경을 보호하는 효과가 있다.
In addition, by recycling waste 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. 가글리콜분해법은 일괄 또는 연속공정으로 할 수 있으며, 가메탄올분해법이나 가수분해법보다 저렴하며, 재용융사출법보다 더 많은 용도에 응용이 가능하다. 따라서, 본 발명은 에틸렌글리콜을 이용하여 가글리콜분해법으로 폐폴리에스테르를 해중합하여 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(bis-2-hydroxyethyl terephthalate: BHET)을 회수하고, 다시 중축합을 통해 폴리에스테르를 수득함에 있어 개질제의 첨가 및 중축합을 통하여 개질된 폴리에스테르를 수득하는 방법에 관한 것이다.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. 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. Therefore, the present invention recovers bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET) by depolymerizing waste polyester by glycolysis using ethylene glycol, followed by polycondensation. It relates to a method of obtaining a modified polyester through the addition of a modifier and polycondensation in obtaining.

본 발명에 따른 개질 폴리에스테르의 제조방법은, 폐폴리에스테르를 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)로 해중합한 후, 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 중축합시켜 폴리에스테르를 제조하는 폴리에스테르의 제조방법에 있어서, (1) 폐폴리에스테르를 촉매 겸 용매로서의 에틸렌글리콜(EG ; ethylene glycol)과 혼합하여 제1혼합물을 수득하는 혼합단계; (2) 상기 제1혼합물 중의 폐폴리에스테르를 용융시키는 용융단계; (3) 용융된 상기 제1혼합물을 해중합시켜 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 생성시키는 해중합단계; 및 (4) 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트에 개질제를 총 폴리에스테르 중량 기준 1 내지 25중량부의 양으로 혼합시키고, 중축합시키는 중축합단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In the method for producing a modified polyester according to the present invention, after depolymerizing waste polyester with bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET), the bis-2-hydroxyethyl terephthalate is polycondensed to obtain a polyester. A method for producing a polyester, comprising: (1) mixing a waste polyester with ethylene glycol (EG; ethylene glycol) as a catalyst and a solvent to obtain a first mixture; (2) a melting step of melting the waste polyester in the first mixture; (3) depolymerization of the molten first mixture to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET); And (4) a polycondensation step of mixing and modifying the bis-2-hydroxyethyl terephthalate in an amount of 1 to 25 parts by weight based on the total polyester weight, and polycondensing the bis-2-hydroxyethyl terephthalate.

상기 (1)의 혼합단계는 폐폴리에스테르를 촉매 겸 용매로서의 에틸렌글리콜(EG ; ethylene glycol)과 혼합하여 제1혼합물을 수득하는 것으로 이루어진다. 상기 폐폴리에스테르는 수거된 폐폴리에스테르에서 금속성분, 상이한 성분의 합성수지 등을 제거하고, 분쇄기 등을 이용하여 1 내지 20㎜의 범위의 크기의 플레이크(flake) 형상으로 분쇄한 것이며, 보다 바람직하게는 상기 폐폴리에스테르는 용융되기 쉽도록 1 내지 5㎜의 범위의 크기로 잘게 분쇄한 것이 될 수 있으나, 본 발명은 상기한 바와 같은 플레이크 형상이나 상기한 바의 크기의 범위로 제한되는 것은 아니다.The mixing step of (1) consists of mixing the waste polyester with ethylene glycol (EG; ethylene glycol) as a catalyst and solvent to obtain a first mixture. The waste polyester is a metal component, a synthetic resin of different components, etc. is removed from the collected waste polyester, and the waste polyester is pulverized into a flake shape having a size in the range of 1 to 20 mm using a pulverizer. The waste polyester may be finely pulverized to a size in the range of 1 to 5 mm to be easily melted, but the present invention is not limited to the flake shape as described above or the range of the size of the bar.

상기 (2)의 용융단계는 상기 제1혼합물 중의 폐폴리에스테르가 상기한 바의 촉매 겸 용매로서의 에틸렌글리콜과 잘 반응하도록 하여 해중합이 촉진되도록 하는 것으로 이루어진다.The melting step of (2) consists of allowing the waste 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. 상기한 해중합단계에서 상기 에틸렌글리콜은 폐폴리에스테르와 에스테르 교환반응에 의한 해중합으로 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. 상기 해중합은 특히 상기 폐폴리에스테르와 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 100 내지 180분 동안 해중합시키는 공정이다. 상기 폐폴리에스테르와 에틸렌글리콜의 혼합비는 상기 폐폴리에스테르 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 폐폴리에스테르의 양이 감소되어 생산성이 저하되고, 동일량의 폐폴리에스테르의 해중합을 위하여 상대적으로 과다한 에너지가 소요되는 문제점이 있을 수 있다. 상기 혼합된 폐폴리에스테르와 에틸렌글리콜은 가열에 의해 210℃정도에서 폐폴리에스테르가 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. 상기 폐폴리에스테르와 에틸렌글리콜의 용융시간은 약 3 내지 4시간이 지난 후, 용융이 완료되며, 상기 폐폴리에스테르의 용융이 완료된 후, 질소가스를 이용하여 2.0 내지 2.5㎏/㎠로 가압하고, 교반 속도를 20 내지 60rpm으로 상승시키고, 온도를 225 내지 260℃까지 상승시켜 폐폴리에스테르가 에틸렌글리콜에 의한 에스테르 교환반응을 통한 해중합을 촉진시켜 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트가 생성되도록 한다.The depolymerization step of (3) consists of depolymerizing the molten first mixture to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET). In the depolymerization step, the ethylene glycol decomposes the polyester into bis-2-hydroxyethyl terephthalate by depolymerization by a transesterification reaction with the waste polyester. The reaction rate of the depolymerization of the present invention depends on the temperature, catalyst, feedstock granularity and the amount of glycol. The final monomer composition is also 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. In the depolymerization, in particular, the first mixture obtained by mixing the waste 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, and 210 to Melt for 3 to 4 hours while stirring at 240 ℃ 10 to 50 rpm, pressurized to 2.0 to 2.5 kg / ㎠ using nitrogen gas, 100 to 100 with stirring at a rate of 30 to 70 rpm at 225 to 260 ℃ Depolymerization for 180 minutes. The mixing ratio of the waste 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 mole with respect to 1 mole of the waste polyester, on the contrary, when it exceeds 2.0 moles, The amount of waste polyester administered to the depolymerization in the reaction vessel having an inner volume is reduced to reduce the productivity, there may be a problem that a relatively excessive energy is required for the depolymerization of the same amount of waste polyester. In the mixed waste polyester and ethylene glycol, the melted polyester starts to melt at about 210 ° C. by heating, and when the temperature is continuously increased to 230 to 240 ° C., the melting increases as the temperature rises. 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. After the melting time of the waste polyester and ethylene glycol is about 3 to 4 hours, the melting is completed, after the melting of the waste polyester is completed, pressurized to 2.0 to 2.5kg / ㎠ using nitrogen gas, The stirring speed is raised to 20 to 60 rpm and the temperature is raised to 225 to 260 ° C. so that the waste polyester promotes depolymerization through transesterification with ethylene glycol to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate.

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 중축합공정에서 재생폴리에스테르의 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 폐폴리에스테르의 공급원 및 폐폴리에스테르의 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 a recycled polyester in the polycondensation process performed. 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 understood by those skilled in the art that the selection of an appropriate filter and the appropriate degree of pressurization can be selected in consideration of the source of waste polyester and the degree of contamination of the waste polyester.

또한, 상기 (4)의 중축합단계는 상기 해중합단계에서 수득되는 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트에 개질제를 첨가하되, 총 폴리에스테르 중량 기준 1 내지 25중량부의 양으로 혼합시키고, 이를 중축합시키는 것으로 이루어진다. 상기 중축합공정은 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트로 폴리에스테르를 생성하는 공정으로 일반적인 폴리에스테르의 제조공정과 동일 또는 유사하게 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 진공상태에서 30 내지 90rpm으로 교반하면서 60 내지 240분간 245 내지 290℃의 온도범위로 가열하는 것으로 이루어질 수 있다. 특히, 본 발명에서는 상기의 중축합단계에서 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트에 개질제를 혼합시키고, 중축합시키는 것으로 이루어짐을 특징으로 한다. 상기 진공상태는 중축합공정이 시작되고 온도가 상승함에 따라 단계적으로 실시하여 약 285℃에서 1.5mbar 이하가 되도록 조절될 수 있다. 상기 중축합공정에서는 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 중축합촉매로서의 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. 또한, 상기 중축합단계에서는 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. 또한, 상기 중축합단계에서는 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트 총량을 기준으로 0.01 내지 3중량%의 양의 소광제로서 이산화티탄(TiO2) 또는 이산화규소(SiO2)가 더 첨가될 수 있다.In addition, in the polycondensation step (4), a modifier is added to the bis-2-hydroxyethyl terephthalate obtained in the depolymerization step, but mixed in an amount of 1 to 25 parts by weight based on the total polyester weight, and polycondensation thereof. It consists of. The polycondensation step is a step of producing a polyester with the bis-2-hydroxyethyl terephthalate, and the bis-2-hydroxyethyl terephthalate in a vacuum to 30 to the same or similar to the process for producing a general polyester It may consist of heating to a temperature range of 245 to 290 ° C for 60 to 240 minutes while stirring at 90 rpm. In particular, the present invention is characterized in that in the polycondensation step, the bis-2-hydroxyethyl terephthalate is mixed with a modifier and polycondensed. The vacuum state may be adjusted to be about 1.5 mbar or less at about 285 ° C. by performing the step as the polycondensation process starts and the temperature rises. In the polycondensation process, antimony oxide (Sb 2 O 3 ), titanium oxide, dibutyl tin dilaurate and the like 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. In addition, the polycondensation 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. In the polycondensation 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. have.

상기 개질제는 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜(PEG), 디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염(DMS), 이소프탈산(IPA) 또는 이들 중 2이상의 혼합물이 될 수 있다. 여기에서 상기 개질제로는 폴리에틸렌글리콜(PEG)이 단독으로 첨가되거나 또는 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 DMS(디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염(Dimethyl-5-Sulfoisophthalate Sodium Salt)와 함께 첨가될 수 있다. 상기 DMS는 하기의 화학식 1로 표현된다.The modifier may preferably be polyethylene glycol (PEG), dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt (DMS), isophthalic acid (IPA) or a mixture of two or more thereof. Herein, the modifier may be polyethylene glycol (PEG) alone or may be added together with polyethylene glycol (PEG) and DMS (Dimethyl-5-Sulfoisophthalate Sodium Salt). The DMS is represented by the following Chemical Formula 1.

Figure 112011040469492-pat00001
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상기 폴리에틸렌글리콜을 단독으로 첨가할 경우에는 재생되는 총 PET 중량을 기준으로 PEG 1 내지 10중량%가 첨가될 수 있고, 폴리에틸렌글리콜 및 DMS를 함께 첨가할 경우에는 총 PET 중량을 기준으로 PEG 1 내지 10중량% 및 DMS 1 내지 10중량%가 첨가될 수 있다. 상기 개질제로서의 PEG 단독 또는 PEG 및 DMS를 첨가함으로써 PET의 염착성을 높여 PET의 염착성을 개선시킬 수 있다. 염착성의 개선과 관련하여서는 상기 DMS 중의 술폰산기(SO3-)에 양이온염료가 결합하여 우수한 발색특성을 나타내며, 또한, 폴리에틸렌글리콜은 분자쇄 사슬을 유연하게 하여 염색이 용이하도록 하는 것으로 여겨진다. 또한, 상기 개질제로서 상기 PEG와 함께 이소프탈산(IPA) 함께 첨가될 수 있다. 상기 폴리에틸렌글리콜 및 IPA를 함께 첨가할 경우에는 총 PET 중량을 기준으로 PEG 1 내지 10중량% 및 IPA 1 내지 10중량%가 첨가될 수 있다. 상기 개질제로서의 PEG 및 IPA를 첨가함으로써 PET의 용융점을 낮춰 저융점의 특정을 갖는 개질 PET의 제조를 가능하게 한다.When the polyethylene glycol alone is added, PEG 1 to 10% by weight may be added based on the total weight of PET to be regenerated, and when polyethylene glycol and DMS are added together, PEG 1 to 10 is based on the total PET weight. Weight percent and 1 to 10 weight percent of DMS can be added. By adding PEG alone or PEG and DMS as the modifier, the dyeing property of PET can be increased to improve the dyeing property of PET. In connection with the improvement of the dyeing property, the cationic dye is bonded to the sulfonic acid group (SO 3- ) in the DMS, and exhibits excellent color development. In addition, polyethylene glycol is believed to make the molecular chain chain flexible to facilitate dyeing. In addition, isophthalic acid (IPA) may be added together with the PEG as the modifier. When the polyethylene glycol and IPA are added together, 1 to 10% by weight of PEG and 1 to 10% by weight of IPA may be added based on the total PET weight. By adding PEG and IPA as the modifier, the melting point of PET is lowered to prepare modified PET having a lower melting point. Make it possible.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 중축합단계 이후에 칩제조단계 등과 같은 후처리단계가 더 포함될 수 있다. 상기 칩제조단계는 상기 중축합공정으로 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.Further, according to the present invention, a post-processing step such as a chip manufacturing step may be further included after the polycondensation step. The chip manufacturing step is a step of manufacturing a recycled polyester produced by the polycondensation process so as to be easy to use. The size of the chip can be produced in various sizes according to the industry in which it is used. Adjustment of the size and shape of the chip and the like can be easily understood by those skilled in the art.

상기한 바의 본 발명에 따른 폐폴리에스테르를 이용한 개질 폴리에스테르의 제조방법에 따르면, 중축합단계에서 첨가되는 개질제들의 종류 및 투입량에 따라 저융점의 특성, 염색성의 향상 기타 물성이 개선된 개질 폴리에스테르가 제공되는 효과가 있다.According to the method for producing a modified polyester using waste polyester according to the present invention as described above, according to the type and the amount of the modifiers added in the polycondensation step, the low-melting point properties, the dyeability improved other properties of the modified poly There is an effect that an ester is provided.

이하 본 발명의 재생 폴리에스테르 섬유를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 한정되는 것은 아니다.Examples of the method for producing the recycled polyester fiber of the present invention are shown below, but not limited thereto.

비교예Comparative example 1 One

폴리에스테르의 제조 시 폴리에스테르 1톤을 기준으로 하여 하기 표 1에 나타낸 개질제들을 첨가하고 하기 표 2에 나타낸 부재료들의 첨가 및 하기 표 3의 중합조건으로 중축합시켜 폴리에스테르를 제조하여 저융점 폴리에스테르를 제조하였다.In the preparation of polyester, a low melting point polyester was prepared by adding the modifiers shown in Table 1 below based on one ton of polyester and polycondensing under the addition of the subsidiary materials shown in Table 2 and the polymerization conditions of Table 3 below. Was prepared.

구분division 중량부Weight portion 투입량(㎏)Input (kg) 이소프탈산Isophthalic acid 20.220.2 256256 폴리에틸렌글리콜-4000Polyethylene Glycol-4000 0.70.7 8.78.7

에스테르화 반응온도Esterification temperature 235℃235 ℃ 에스테르화 반응압력Esterification reaction pressure 2㎏f/㎠2㎏f / ㎠ 에스테르화 반응시간Esterification reaction time 210분210 minutes 중축합 반응온도Polycondensation reaction temperature 270℃270 ℃ 중축합 반응압력Polycondensation reaction pressure 진공(1토르 이하)Vacuum (1 Torr or less) 중축합 반응시간Polycondensation reaction time 210분210 minutes

구분division 화학식The 투입량input 열안정제Heat stabilizer H3PO4 H 3 PO 4 150ppm150ppm 중축합반응촉매Polycondensation Reaction Catalyst Sb2O3 Sb 2 O 3 300ppm300ppm 소광제Matting agent TiO2 TiO 2 3000ppm3000 ppm

상기 표 3에서 상기에서 투입량은 PET 1톤 기준임.In Table 3 above, the input amount is based on 1 ton of PET.

상기에 따라 수득된 저융점 폴리에스테르의 물성 및 색상 실험으로서, 폴리에스테르칩의 색상을 ASTM의 E398-90과 E805-93의 방법에 L* 과 b*의 값을 측정하였고, 용융점(Tm) 및 부산물로서의 디에틸렌글리콜(DEG)의 함량 등을 통상적인 방법에 의해 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.As a physical property and color test of the low-melting polyester obtained according to the above, the color of the polyester chip was measured by the method of ASTM E398-90 and E805-93 and the values of L * and b *, melting point (Tm) and The content of diethylene glycol (DEG) as a by-product was measured by a conventional method, and the results are shown in Table 4 below.

실시예Example 1 One

수거된 통상의 폐폴리에스테르를 선별하여 평균크기가 2.5㎜ 크기가 되도록 하여 플레이크형태로 분쇄하고, 상기 분쇄된 상기 폐폴리에스테르와 에틸렌글리콜(EG)을 몰비 1.0:0.25로 혼합하고, 질소가스를 이용하여 2.0㎏/㎠로 가압하고, 약 235℃에서 18rpm의 속도로 교반하여 폐폴리에스테르 플레이크가 완전히 용융될 때까지 지속적으로 약 2시간 동안 가열시켰다. 상기 용융된 혼합물을 질소가스를 이용하여 2.5㎏/㎠로 가압하고 지속적으로 가열하여 255℃까지 상승시키고 56rpm의 속도로 교반시키면서 해중합시켜 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 올리고머 형태로 수득하였으며, 이를 필터를 통하여 이물질을 제거하고, 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)에 개질제로서 상기 비교예 1의 상기 표 1에 나타낸 개질제들을 첨가하고 상기 표 2에 나타낸 부재료들의 첨가하고 그리고 상기 표 3의 중합조건으로 중축합시켜 폴리에스테르를 제조하여 개질된 저융점 폴리에스테르를 수득하였다. 상기한 바에 따른 개질된 저융점 폴리에스테르의 물성 및 색상 실험으로서, 폴리에스테르칩의 색상을 ASTM의 E398-90과 E805-93의 방법에 L* 과 b*의 값을 측정하였고, 용융점(Tm) 및 부산물로서의 디에틸렌글리콜(DEG)의 함량 등을 통상적인 방법에 의해 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.The collected waste polyester is collected and ground to an average size of 2.5 mm, and pulverized into flakes. The pulverized waste polyester and ethylene glycol (EG) are mixed in a molar ratio of 1.0: 0.25, and nitrogen gas is mixed. Pressurized to 2.0 kg / cm 2, and stirred at a rate of 18 rpm at about 235 ° C. to continue heating for about 2 hours until the spent polyester flakes were completely melted. 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 foreign material was removed through a filter, and the bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET) was added to the bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET) as a modifier, and the modifiers shown in Table 1 of Comparative Example 1 were added and the subsidiary materials shown in Table 2 were added. Polycondensation was carried out under the polymerization conditions of Table 3 to prepare a polyester to obtain a modified low melting point polyester. As a physical property and color test of the modified low-melting point polyester according to the above, the color of the polyester chip was measured by the method of ASTM E398-90 and E805-93 and the values of L * and b *, and the melting point (Tm) And the content of diethylene glycol (DEG) as a by-product, etc. were measured by a conventional method, and the results are shown in Table 4 below.

구분division 색조 LHue L 색조 bHue b DEGDEG TmTm 비교예 1Comparative Example 1 53.453.4 2.52.5 1.61.6 -- 실시예 1Example 1 49.349.3 3.83.8 1.91.9 -- * 상기 DEG 항목은 반응부산물로서 생성되는 디에틸렌글리콜의 함량을 의미함.
* 상기 DEG의 함량은 PET 총중량을 기준으로 하는 중량%임.
* The DEG item means the content of diethylene glycol produced as a reaction by-product.
* The content of DEG is a weight percent based on the total weight of PET.

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 폐폴리에스테르를 이용한 개질 폴리에스테르의 제조방법에 따라 수득되는 개질된 저융점 폴리에스테르는 신재의 저융점 폴리에스테르(비교예 1)와 비교하여 유의성이 있을 정도의 큰 차이가 없음을 확인할 수 있었다. 상기 표 4에서 용융점은 정확하게 측정되지 않아 구체적인 수치로 기록하지 않았으며, 가열에 따른 관측결과, 비교예 1 및 실시예 1 공히100 내지 140℃에서부터 연화되기 시작하다가 150 내지 170℃ 사이에서 급격히 그리고 완전히 액화되는 것을 관찰할 수 있어서, 비교예 1 및 실시예 1 공히 저융점 폴리에스테르의 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다.As shown in Table 4, the modified low-melting polyester obtained according to the method for producing a modified polyester using the waste polyester according to the present invention is significant compared to the low-melting polyester of the new material (Comparative Example 1) There was no significant difference. In Table 4, the melting point was not measured precisely and was not recorded as a specific value. As a result of the heating, the comparative examples 1 and 1 both began to soften from 100 to 140 ° C and rapidly and completely between 150 and 170 ° C. It was confirmed that the liquefaction was observed, and Comparative Example 1 and Example 1 both exhibited the characteristics of the low melting point polyester.

비교예Comparative example 2 2

폴리에스테르의 제조 시 폴리에스테르 1톤을 기준으로 하여 하기 표 5에 나타낸 개질제들을 첨가하고, 하기 표 6에 나타낸 부재료들을 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 수행하여 염색성이 향상된 개질 폴리에스테르를 제조하였다.Modified poly with improved dyeability by performing the same as in Comparative Example 1 except for adding the modifiers shown in Table 5, and the addition of the subsidiary materials shown in Table 6 on the basis of 1 ton polyester in the production of polyester Ester was prepared.

구분division 몰비Mole ratio 중량부Weight portion 투입량(㎏)Input (kg) DMSDMS 1.51.5 22 2222 폴리에틸렌글리콜-1000Polyethylene Glycol-1000 0.0140.014 0.820.82 99

구분division 화학식The 투입량input 열안정제Heat stabilizer H3PO4 H 3 PO 4 150ppm150ppm 중축합반응촉매Polycondensation Reaction Catalyst Sb2O3 Sb 2 O 3 300ppm300ppm 보색제Complement Co(CH3CO2)2 Co (CH 3 CO 2 ) 2 3000ppm3000 ppm * Co(CH3CO2)2 = 아세트산코발트* Co (CH 3 CO 2 ) 2 = cobalt acetate

상기에 따라 수득된 저융점 폴리에스테르의 물성 및 색상 실험으로서, 폴리에스테르칩의 색상을 ASTM의 E398-90과 E805-93의 방법에 L* 과 b*의 값을 측정하였고, 용융점(Tm) 및 부산물로서의 디에틸렌글리콜(DEG)의 함량 등을 통상적인 방법에 의해 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.As a physical property and color test of the low-melting polyester obtained according to the above, the color of the polyester chip was measured by the method of ASTM E398-90 and E805-93 and the values of L * and b *, melting point (Tm) and The content of diethylene glycol (DEG) as a by-product and the like were measured by a conventional method, and the results are shown in Table 7 below.

실시예Example 2 2

상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)에 개질제로서 상기 비교예 2의 상기 표 5에 나타낸 개질제들을 첨가하고 상기 표 6에 나타낸 부재료들을 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.As in Example 1, except that the modifiers shown in Table 5 of Comparative Example 2 and the subsidiary materials shown in Table 6 were added to the bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET) as a modifier. Was performed.

구분division 색조 LHue L 색조 bHue b DEGDEG Tm
(℃)
Tm
(℃)
비교예 2Comparative Example 2 71.571.5 4.94.9 33 241.0241.0 실시예 2Example 2 61.461.4 11.211.2 4.54.5 231.4231.4 * 상기 DEG 항목은 반응부산물로서 생성되는 디에틸렌글리콜의 함량을 의미함.
* 상기 DEG의 함량은 PET 총중량을 기준으로 하는 중량%임.
* The DEG item means the content of diethylene glycol produced as a reaction by-product.
* The content of DEG is a weight percent based on the total weight of PET.

상기 표 7에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 폐폴리에스테르를 이용한 개질 폴리에스테르의 제조방법에 따라 수득되는 염색성이 개선된 폴리에스테르는 신재의 폴리에스테르(비교예 2)와 비교하여 유의성이 있을 정도의 큰 차이가 없음을 확인할 수 있었다.
As shown in Table 7, the polyester having improved dyeability obtained by the method of preparing a modified polyester using waste polyester according to the present invention has a significant degree compared with a new polyester (Comparative Example 2). There was no significant difference.

폐폴리에스테르칩 제조방법으로 제조된 재생 폴리에스테르 칩의 물성이 실시예 칩과 큰 차이가 없음을 확인할 수 있다.It can be seen that the physical properties of the recycled polyester chip produced by the waste polyester chip manufacturing method is not significantly different from the example chip.

따라서, 통상의 폴리에틸렌글리콜의 해중합 후 재중합에 의한 재생 폴리에스테르의 제조 시 중축합단계에서 개질제들의 적절한 첨가에 의해 재생 폴리에스테르가 물성의 면에서 현저하게 개선된, 즉 개질제의 종류와 사용량에 따라 저융점 특성이나 개선된 염색성 등을 갖는 개질 폴리에스테르의 제조를 신재와 동일 또는 유사한 정도의 품질로 재생할 수 있음을 확인할 수 있었다.
Therefore, in the production of regenerated polyester by depolymerization after ordinary depolymerization of polyethylene glycol, the regenerated polyester is remarkably improved in terms of physical properties by appropriate addition of modifiers in the polycondensation step, that is, according to the type and amount of modifier used. It was confirmed that the production of modified polyesters having low melting point characteristics or improved dyeability and the like could be reproduced with the same or similar quality as new materials.

본 발명은 폴리에스테르를 생산 및 가공하는 산업에서 이용될 수 있으며, 이러한 폴리에스테르를 사용하는 섬유산업 등에서 이용될 수 있다.The present invention can be used in the industry of producing and processing polyester, and can be used in the textile industry and the like using such polyester.

Claims (4)

폐폴리에스테르를 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)로 해중합한 후, 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 중축합시켜 폴리에스테르를 제조하는 폴리에스테르의 제조방법에 있어서,
(1) 폐폴리에스테르를 촉매 겸 용매로서의 에틸렌글리콜(EG ; ethylene glycol)과 혼합하여 제1혼합물을 수득하는 혼합단계;
(2) 상기 제1혼합물 중의 폐폴리에스테르를 용융시키는 용융단계;
(3) 용융된 상기 제1혼합물을 해중합시켜 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)를 생성시키는 해중합단계; 및
(4) 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트에 개질제를 총 폴리에스테르 중량(100중량부) 기준 1 내지 25중량부의 양으로 혼합시키고, 중축합시키는 중축합단계;
를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하되,
상기 개질제가 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 디메틸-5-술포이소프탈레이트 소디움 염(DMS) 또는 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 이소프탈산(IPA)임을 특징으로 하는 폐폴리에스테르를 이용한 개질 폴리에스테르의 제조방법.
In the manufacturing method of the polyester which depolymerizes waste polyester with bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET), and then polycondenses the said bis-2-hydroxyethyl terephthalate to produce polyester,
(1) mixing the waste polyester with ethylene glycol (EG; ethylene glycol) as a catalyst and solvent to obtain a first mixture;
(2) a melting step of melting the waste polyester in the first mixture;
(3) depolymerization of the molten first mixture to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET); And
(4) a polycondensation step of mixing the bis-2-hydroxyethyl terephthalate in an amount of 1 to 25 parts by weight based on the total polyester weight (100 parts by weight) and polycondensing;
Characterized by made, including;
The modifier is polyethylene glycol (PEG) and dimethyl-5-sulfoisophthalate sodium salt (DMS) or polyethylene glycol (PEG) and isophthalic acid (IPA) method for producing a modified polyester using a waste polyester, characterized in that.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 중축합단계가 상기 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트를 진공상태에서 30 내지 90rpm으로 교반하면서 60 내지 240분간 245 내지 290℃의 온도범위로 가열하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 폐폴리에스테르를 이용한 개질 폴리에스테르의 제조방법.
The method of claim 1,
The polycondensation step using the waste polyester, characterized in that the bis-2-hydroxyethyl terephthalate is heated to a temperature range of 245 to 290 ℃ for 60 to 240 minutes while stirring at 30 to 90 rpm in a vacuum state Process for the preparation of modified polyesters.
삭제delete
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