KR101964361B1 - Manufacturing method of oriented polymer paint composition using wasted polyethylene terephthalate, and paint composition manufactured by the method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폐 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 이용한 배향중합체 도료의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 배향중합체 도료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배향중합체인 폐 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 용기를 가열하지 않고 그대로 이용하여 관능기가 형성된 배향중합 구조의 파상 미립자를 제조하고, 이를 이용하여 우수한 물성의 도료를 제조하는 폐 PET를 이용한 배향중합체 도료의 제조방법 및 그 방법에 의한 도료에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an oriented polymer coating material using waste polyethylene terephthalate and an oriented polymer coating material produced by the method. More particularly, the present invention relates to a method for producing an oriented polymer coating material using waste polyethylene terephthalate (PET) To a method for producing an oriented polymer coating material using waste PET for producing a waxy fine particle having an orientation polymerization structure in which a functional group is formed and using the same to produce a coating material having excellent physical properties and a coating material by the method.
현대 사회에서 각광받는 소재 중 하나가 PET 용기이다. 상기 PET 용기는 1회용 커피 용기, 음료수병, 생수병, 맥주병 등으로 다양하게 대량 사용되고 있다. 그 이유는 상기 PET 용기는 PET를 용융 상태에서 분자를 한 방향으로 정렬시켜 제조된 배향중합체로써, 질기고 강한 “강휘성”의 성질을 가지므로 원료 사용량이 적어도 물성이 우수하기 때문이다. 또한, 원가는 저렴하고, 무게가 가벼우며, 외관은 투명하고 수려하며, 무독성 재료이기 때문이다.One of the materials popular in modern society is PET container. The PET container is widely used in a large amount for disposable coffee containers, beverage bottles, bottled water bottles, beer bottles, and the like. The reason for this is that the PET container is an orientation polymer produced by aligning PET molecules in one direction in a molten state, and has a property of strong and strong " ferrofural " In addition, the cost is low, the weight is light, and the appearance is transparent, beautiful, and non-toxic.
그러나 상기 PET 용기는 많은 환경 문제를 일으키는데, 일단 폐기되면 큰 부피를 차지하고, 대기 및 생물학적 물질에 대한 내성이 커 매우 느리게 분해되기 때문이다. 따라서, 상기 PET는 현재 오염 물질로 분류되고 있다.However, the PET container causes a lot of environmental problems, because once discarded it takes up a large volume and is very resistant to atmospheric and biological materials and decomposes very slowly. Therefore, the PET is currently classified as a pollutant.
이러한 생태학적 문제 및 경제적 문제를 해소하기 위해, 종래부터 다양한 기술과 공정에 의해 PET 용기를 재활용하는 방법이 연구되어 왔으나, 재활용으로 인한 경제적 이점이 없는 방법이 대부분이었다. In order to solve such ecological problems and economic problems, a method of recycling PET containers by various techniques and processes has been studied, but most of them have no economic advantage due to recycling.
상기 재활용 방법의 일례로서 폐 PET 용기를 재생섬유로 제조하는 방법이 있다. 이 방법은 폐 PET 용기를 가열, 용융하여 섬유 상으로 제조하는 방법인데, 이 방법은 폐 PET의 용융으로 인해 PET 용기가 갖는 배향중합체로서의 우수한 물성이 소멸되므로, 재생섬유의 물성 향상을 위하여 용융-배향-냉각-연신 등의 추가 재공정을 거쳐 재생섬유로 사용되어 왔다.As an example of the above recycling method, there is a method of producing a waste PET container from regenerated fiber. This method is a method of producing a waste PET container by heating and melting it to produce a fiber. In this method, excellent physical properties as an orientation polymer of a PET container are lost due to melting of waste PET. Therefore, Has been used as a regenerated fiber after further re-processing such as orientation-cooling-drawing.
또한, 상기 폐 PET 용기를 분쇄하고 이를 그대로 도료용 첨가제로 사용하는 방법도 제안되었다. 그러나 도료에 첨가될 경우 도료용 전색제(수지)와의 결합력이 낮아 재료 간 분리 및 파손 현상이 나타난다는 문제가 있었다.Also, a method has been proposed in which the waste PET container is pulverized and used as it is as an additive for paints. However, when it is added to the coating material, there is a problem that the bonding force with the vehicle material (resin) is low and separation and breakage phenomenon occurs between the materials.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 폐 PET의 재활용 방법이 갖는 제반문제점을 해소하기 위하여, 배향중합체로서 우수한 물성을 갖는 폐 PET를 가열 및 용융의 과정 없이 그대로 도료로 제조함으로써, 우수한 물성을 갖는 폐 PET를 이용한 배향중합체 도료의 제조방법, 그 방법에 의해 제조된 배향중합체 도료를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a waste PET which has good physical properties as an orientation polymer and which can be used as a paint without any heating and melting process, in order to overcome all the problems of the conventional recycling method of waste PET, And to provide an oriented polymer coating material produced by the method.
본 발명의 또 다른 목적은 폐 PET 입자가 관능성을 갖도록 함으로써, 도료용 전색제와의 결합력이 우수하여 재료 간 분리-파손 현상이 없는 고품질의 폐 PET를 이용한 배향중합체 도료의 제조방법, 그 방법에 의해 제조된 배향중합체 도료를 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a method for producing an oriented polymer coating material using waste PET of high quality free from separation-breakage phenomenon between materials, To provide an oriented polymer coating material.
본 발명에 따른 폐 PET를 이용한 배향중합체 도료의 제조방법은, 폐 PET를 편상 입자로 분쇄하는 단계와, 상기 분쇄된 편상 입자를 세정하는 단계와, 상기 세정된 편상 입자를 파상 미립자로 제조하는 단계와, 상기 제조된 파상 미립자에 관능제와 침투제를 혼합하고, 30~150℃에서 10분~24시간 반응시켜 관능성의 파상 미립자를 제조하는 단계와, 상기 제조된 관능성의 파상 미립자에 전색제를 혼합하여 도료를 제조하는 단계를 포함하되, 상기 관능제는 수성 이소시아네이트 그룹 관능기, 수성 아민 그룹 관능기, 이소시아네이트 그룹 관능기, 아민 그룹 관능기, 하이드록시 그룹 관능기 및 실란 그룹 관능기 중 하나 이상의 관능기를 포함하는 것임을 특징으로 한다.The method for producing an oriented polymer coating material using waste PET according to the present invention comprises the steps of: pulverizing waste PET into flake particles; washing the flake particles; pulverizing the washed flake particles into wave microparticles Mixing the functional surfactant with a penetrating agent, and reacting the resulting particulate surfactant with the penetrating agent at 30 to 150 ° C. for 10 minutes to 24 hours to produce functional wavy fine particles; and mixing the prepared wavy fine particles with the vehicle, Wherein the functional agent comprises at least one functional group selected from the group consisting of an aqueous isocyanate group functional group, an aqueous amine group functional group, an isocyanate group functional group, an amine group functional group, a hydroxy group functional group and a silane group functional group .
상기 폐 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 편상 입자로 분쇄하는 단계는, 상기 폐 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 10~20mm의 입자 크기로 분쇄하는 것이고, 상기 분쇄된 편상 입자를 세정하는 단계는, 상기 분쇄된 편상 입자를 50~90℃의 세척수로 1차 세정하되, 상기 1차 세정시 발생된 폐수를 고도산화처리(AOPs, Advanced Oxidation Process)하는 과정과, 상기 1차 세정된 편상 입자를 70~95℃의 세척수로 2차 세정하되, 상기 2차 세정시 발생된 폐수를 3단 필터링하는 과정과, 상기 2차 세정된 편상 입자를 80~100℃의 세척수로 3차 세정하되, 상기 3차 세정시 발생된 폐수를 2단 필터링하는 과정을 포함하되, 상기 고도산화처리, 3단 필터링 및 2단 필터링된 폐수를 세척수로 재이용하는 것이고, 상기 세정된 편상 입자를 파상 미립자로 제조하는 단계는, 상기 세정된 편상 입자를 두께가 1~3mm인 칼날이 구비된 회전분쇄기에 투입하고, 2,000~100,000rpm으로 회전시켜 입자 크기가 1~600㎛인 파상 미립자를 제조하는 것임을 특징으로 한다. Wherein the step of pulverizing the waste polyethylene terephthalate with the flake particle comprises pulverizing the waste polyethylene terephthalate to a particle size of 10 to 20 mm and the step of washing the pulverized flake particle is a step of pulverizing the pulverized flake particle, (AOPs, Advanced Oxidation Process) of the wastewater generated during the first rinsing, and washing the first washed rinsed particles with water at a temperature of 70 to 95 캜 for a second time And washing the wastewater generated during the secondary cleaning with a washing water having a temperature of 80 to 100 ° C. The wastewater generated during the tertiary cleaning is subjected to secondary washing Wherein the step of preparing the washed flakes as wavy particulates comprises the steps of: subjecting the cleaned flakes to high-temperature oxidation, three-stage filtering and two-stage filtered wastewater as wash water, To the 1 ~ 3mm of the blade is put into a mill equipped with rotating, and by rotating a 2,000 ~ 100,000rpm characterized in that for producing a wave of fine particles having a particle size 1 ~ 600㎛.
상기 관능제는, 수용성 디이소시아네이트 프리폴리머, 수용성 아민 수지 프리폴리머, 디이소시아네이트 프리폴리머, 아민 수지 프리폴리머, 폴리에테르 폴리올(Polyether Polyol), 폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol), 폴리에테르 디올(Polyether Diol), 폴리에스테르 디올(Polyester Diol), 아크릴 폴리올(Acryl Polyol), 폴리카보네이트 디올(Poly carbonate Diol), 실란올(Silanol), 비닐계 실란, 아미노산계 실란, 에폭시계 실란 및 메타크릴옥시계 실란 중 1종 이상의 것이고, 상기 침투제는, 사이클로헥실 아세테이트(Cyclohexyl acetate), 디프로필렌 글라이콜 디메틸(Dipropylene glycol dimethyl), 프로필렌 글라이콜 디아세테이트( Propylene glycol diacetate), 디프로필렌 글라이콜 메틸-n-프로필 에테르( Dipropylene glycol methyl-n-propyl ether), 디(프로필렌글라이콜) 메틸에테르 아세테이트(Di(propylene glycol) methylether acetate), 1,4-부탄디올 디아세테이트(1,4-butanediol diacetate), 1,3-부틸렌 글라이콜 디아세테이트(1,3-butylene glycol diacetate), 1,6-헥산디올 디아세테이트(1,6-hexanediol diacetate) 및 텍사놀(TEXANOL) 중 1종 이상의 것이며, 상기 제조된 파상 미립자 100중량부에 대해 관능제 0.1~100중량부와 침투제 0.1~10중량부를 혼합하는 것을 특징으로 한다.The functional agent may be at least one selected from the group consisting of a water-soluble diisocyanate prepolymer, a water-soluble amine resin prepolymer, a diisocyanate prepolymer, an amine resin prepolymer, a polyether polyol, a polyester polyol, a polyether diol, At least one of a polyester diol, an acryl polyol, a polycarbonate diol, a silanol, a vinyl silane, an amino acid silane, an epoxy silane and a methacryloxy silane, The penetrating agent may be selected from the group consisting of cyclohexyl acetate, dipropylene glycol dimethyl, propylene glycol diacetate, dipropylene glycol-n-propyl ether methyl-n-propyl ether, di (propylene glycol) methyl ether acetate, methylene acetate, 1,4-butanediol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,6-hexanediol diacetate 1,6-hexanediol diacetate and TEXANOL, and 0.1 to 100 parts by weight of the functional agent and 0.1 to 10 parts by weight of the penetrating agent are mixed with 100 parts by weight of the prepared wavy fine particles.
상기 전색제는, 수성 전색제, 유성 전색제, UV 강도 60mW/㎠~2000mW/㎠ 범위에서 경화하는 광경화 수지, 용착형 분체 수지 중 1종 이상의 것으로, 상기 수성 전색제는, 폴리아크릴 에멀젼, 폴리에스테르 에멀젼, 에폭시 에멀젼, 폴리이소시아네이트 에멀젼, 폴리아민수지 에멀젼, 폴리우레탄 에멀젼, 초산비닐 에멀젼, SBR 라텍스, NBR 라텍스 및 NR 라텍스 중 1종 이상의 것이고, 상기 유성 전색제는, 폴리우레탄, 폴리아크릴, PMMA(폴리메틸메타아크릴), 폴리에스테르, 폴리에폭시, 폴리아민, 폴리멜라민, 폴리이소시아네이트, 폴리실록산 수지 및 불소 수지 중 1종 이상의 것이며, 상기 광경화 수지는, 상기 아크릴 광경화 액상수지, 우레탄아크릴 광경화 액상수지, 에폭시아크릴 광경화 액상수지, 폴리에스테르아크릴 광경화 액상수지, 폴리에테르아크릴 광경화 액상수지 및 측쇄 아크로일형 아크릴 광경화 액상수지 중 1종 이상의 것이고, 상기 용착형 분체 수지는, 에폭시 분체 수지, 폴리우레탄 분체 수지, 폴리에스테르 분체 수지, 폴리아크릴 분체 수지, 멜라민 분체 수지 중 1종 이상의 것이며, 상기 제조된 관능성의 파상 미립자 100중량부에 대하여 전색제를 30~500중량부로 혼합하는 것임을 특징으로 한다.Wherein the colorant is at least one selected from the group consisting of an aqueous vehicle, an oily vehicle, a photocurable resin that is cured at a UV intensity in the range of 60 mW / cm 2 to 2000 mW / cm 2, and a fused powder resin. The aqueous vehicle may be a polyacryl emulsion, At least one of an epoxy emulsion, a polyisocyanate emulsion, a polyamine resin emulsion, a polyurethane emulsion, a vinyl acetate emulsion, an SBR latex, an NBR latex and an NR latex, and the oily vehicle is at least one selected from the group consisting of polyurethane, polyacrylic, PMMA ), A polyester, a polyepoxy, a polyamine, a polymelamine, a polyisocyanate, a polysiloxane resin and a fluorine resin, wherein the photocurable resin is at least one selected from the group consisting of an acrylic photocurable liquid resin, a urethane acrylic photocurable liquid resin, Acrylic resin, photo-curable liquid resin, polyester acrylate photo-curable liquid phase And the side walled acrylate type acrylic photocurable liquid resin, wherein the fusible powder resin is at least one of an epoxy powder resin, a polyurethane powder resin, a polyester powder resin, a polyacrylic powder resin and a melamine powder resin , And 30 to 500 parts by weight of the vehicle is mixed with 100 parts by weight of the above-prepared functional particulate ultrafine particles.
그리고 본 발명에 의한 폐 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 이용한 배향중합체 도료은 상기한 방법을 통해 제조되는 것을 특징으로 한다. The oriented polymer coating material using the waste polyethylene terephthalate according to the present invention is characterized in that it is produced through the above-mentioned method.
본 발명에 따른 폐 PET를 이용한 배향중합체 도료의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 배향중합체 도료에 의하면, PET 용기의 배향구조를 훼손 없이 도료로 그대로 수평 이동시킴으로써, 새로운 PET 원료를 활용하는 것보다 더 우수한 성능을 갖는 배향중합체 도료를 제조할 수 있어, 재료 및 성능의 재활용이라는 새로운 개념의 갖는 높은 경제적 부가가치를 형성시킨다는 장점이 있다.According to the method for producing an oriented polymer coating material using the waste PET according to the present invention and the oriented polymer coating material produced by the method, the orientation structure of the PET container can be horizontally moved as it is without being damaged, There is an advantage that an oriented polymer coating material having superior performance can be produced and a high economic added value having a new concept of material and performance recycling is formed.
도 1은 본 발명에 의한 폐 PET를 이용한 배향중합체 도료의 제조공정도.
도 2는 본 발명에 의한 폐 PET 파상 미립자의 전자현미경 사진.
도 3은 본 발명에 의한 관능성 페 PET 파상 미림자를 개략적으로 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process for producing an oriented polymer coating material using waste PET according to the present invention. FIG.
2 is an electron micrograph of the pulverized PET wave microparticles according to the present invention.
3 is a schematic representation of a functional PET PET emitter according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 폐 PET를 이용한 배향중합체 도료의 제조방법 및 그 방법에 의한 도료의 가장 큰 특징은 폐 PET를 가열 및 용융의 과정 없이 그대로 재이용하여 배향중합체로서의 우수한 물성을 도료에 그대로 수평 이동시킨다는 데 있다. 아울러, 폐 PET 입자가 관능성을 갖도록 하여 도료용 전색제와의 결합력을 높임으로써, 재료 간 분리 및 파손 현상이 없는 고품질의 도료를 제공한다는 데 있다.The greatest feature of the method of producing an oriented polymer coating material using waste PET according to the present invention and the coating material by the method is that waste PET is reused as it is without heating and melting process to horizontally move the excellent physical properties as an orientation polymer have. Further, it is intended to provide a high-quality paint which does not cause segregation and breakage of materials by enhancing the bonding force between the waste PET particles and the vehicle material.
먼저, 본 발명에 의한 배향중합체 도료란, 배향중합체인 폐 PET를 가열 및 용융하지 않아 폐 PET의 배향구조를 그대로 포함하는 상태로 도료로 제조된 것을 의미함을 밝혀둔다.Firstly, the oriented polymer coating according to the present invention means that the waste PET which is an orientation polymer is not heated and melted, and is made of a paint containing the orientation structure of the waste PET as it is.
본 발명에 의한 폐 PET를 이용한 배향중합체 도료의 제조방법은, 폐 PET를 편상 입자로 분쇄하는 단계와, 상기 분쇄된 편상 입자를 세정하는 단계와, 상기 세정된 편상 입자를 파상 미립자로 제조하는 단계와, 상기 제조된 파상 미립자에 관능제와 침투제를 혼합하고, 30~150℃에서 10분~24시간 반응시켜 관능성의 파상 미립자를 제조하는 단계와, 상기 제조된 관능성의 파상 미립자에 전색제를 혼합하여 도료를 제조하는 단계를 포함하되, 상기 관능제는 수성 이소시아네이트 그룹 관능기, 수성 아민 그룹 관능기, 이소시아네이트 그룹 관능기, 아민 그룹 관능기, 하이드록시 그룹 관능기 및 실란 그룹 관능기 중 하나 이상의 관능기를 포함하는 것임을 특징으로 한다.A method for producing an oriented polymer coating material using waste PET according to the present invention comprises the steps of: pulverizing waste PET into flake particles; washing the flake particles; washing the flakes with the wavy fine particles Mixing the functional surfactant with a penetrating agent, and reacting the resulting particulate surfactant with the penetrating agent at 30 to 150 ° C. for 10 minutes to 24 hours to produce functional wavy fine particles; and mixing the prepared wavy fine particles with the vehicle, Wherein the functional agent comprises at least one functional group selected from the group consisting of an aqueous isocyanate group functional group, an aqueous amine group functional group, an isocyanate group functional group, an amine group functional group, a hydroxy group functional group and a silane group functional group .
이하, 첨부된 도 1을 참조하여 이를 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the steps will be described in detail with reference to FIG. 1 attached hereto.
폐 PET를 Waste PET 편상Piece 입자로 분쇄하는 단계. Pulverizing into particles.
먼저, 폐 PET, 즉 폐 PET 용기류를 수집하고, 이를 편상의 입자로 분쇄한다. 이때, 상기 편상의 PET 입자는 그 크기가 10~20mm 정도이면 족한바, 상기 폐 PET를 분쇄하는 방법은 공지된 방법에 의하는 정도면 족하다. First, waste PET, that is, waste PET containers, is collected and crushed into flake-like particles. At this time, the size of the PET particles on the flakes may be about 10 to 20 mm, and the method of pulverizing the waste PET may be sufficient by a known method.
상기 분쇄된 The pulverized 편상Piece 입자를 세정하는 단계. Cleaning the particles.
다음으로, 상기 분쇄된 편상 입자를 물로 깨끗이 세정한다.Next, the crushed fleece particles are cleaned with water.
이때, 상기 세정 방법을 제한하지는 않으나, 가장 바람직하게는 페수의 배출이 없는 환경친화적인 세정 방법을 이용하는 것이다.At this time, although the cleaning method is not limited, most preferably, an environmentally friendly cleaning method which does not discharge waste water is used.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 분쇄된 편상 입자를 50~90℃의 세척수로 1차 세정하고, 상기 1차 세정된 편상 입자를 70~95℃의 세척수로 2차 세정하며, 상기 2차 세정된 편상 입자를 80~100℃의 세척수로 3차 세정하여 이물질이 없는 편상 입자를 제조하되, 상기 1차 세정시 사용된 폐수를 고도산화처리(AOPs, Advanced Oxidation Process)하고, 상기 2차 세정시 사용된 폐수를 3단 필터링하며, 상기 3차 세정시 사용된 폐수를 2단 필터링하여, 상기 고도산화처리, 3단 필터링 및 2단 필터링된 폐수를 세척수로 재이용함으로써, 폐수의 배출을 없애는 것이다.More specifically, the ground particles are first washed with washing water at 50 to 90 ° C., the primary washed particles are subjected to secondary washing with washing water at 70 to 95 ° C., and the secondary washed The flaky particles are subjected to tertiary cleaning with washing water at 80 to 100 DEG C to produce flake-like particles having no foreign substance. The wastewater used in the primary cleaning is subjected to advanced oxidation treatment (AOPs) Stage wastewater is subjected to three-stage filtering, and the wastewater used in the third wastewater is subjected to two-stage filtering to eliminate waste water discharge by reusing the advanced oxidation treatment, three-stage filtering and two-stage filtered wastewater as washing water.
여기서, 상기 폐수를 고도산화처리하는 방법은, 강력한 산화력을 가지는 OH라디칼을 반응기 중에 생성시켜 이 라디칼이 폐수 내 함유되어 있는 유기화합물을 CO2나 H2O 또는 HCl 등의 무해한 화합물로 분해시키는 기술을 의미하는 것으로, 폐수 처리 분야에서 이미 충분히 공지되었으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하며, 공지된 방법에 의하여 산화처리하는 정도면 족하다. 본 발명에서는 상기 1차 세정 후 발생하는 폐수를 고도산화처리하면 약 5ppm 정도의 고체 폐기물만이 배출된다.Here, the method of performing the high-level oxidation treatment of the wastewater is a technique of generating an OH radical having strong oxidizing power in the reactor and decomposing the organic compound contained in the wastewater into a harmless compound such as CO 2 , H 2 O or HCl Since it has been sufficiently well known in the field of wastewater treatment, a detailed description thereof is omitted, and oxidation treatment by a known method is sufficient. According to the present invention, when the wastewater generated after the first rinsing is highly oxidized, only about 5 ppm of solid waste is discharged.
그리고 상기 폐수를 3단 필터링하는 방법은, 40~60㎛ 정도의 눈 크기 필터로 1차 필터링하고, 4~6㎛ 정도의 눈 크기 필터로 2차 필터링한 후, 최종적으로 0.5~1.5㎛ 정도의 눈 크기 필터로 3차 필터링하는 방법이다.The three-stage filtering of the wastewater is performed by primary filtering with an eye size filter of about 40 to 60 μm, secondary filtering with an eye size filter of about 4 to 6 μm, And a third-order filtering with an eye size filter.
또한, 상기 폐수를 2단 필터링하는 방법은, 4~6㎛ 정도의 눈 크기 필터로 1차 필터링한 후, 0.5~1.5㎛ 정도의 눈 크기 필터로 2차 필터링하는 방법이다.The two-stage filtering of the wastewater is a first filtering with an eye size filter of about 4 to 6 mu m, followed by a second filtering with an eye size filter of about 0.5 to 1.5 mu m.
즉, 이러한 방법을 통해 상기 편상 입자를 세정하면, 세정수의 반복 재사용이 가능하면서도 폐수가 전혀 발생하지 않아 환경친화적이라는 장점을 갖는다. That is, if the flaky particles are cleaned by such a method, the washing water can be repeatedly reused, but no wastewater is generated at all, which is environment-friendly.
상기 remind 세정된Washed 편상Piece 입자를 파상 미립자로 제조하는 단계. A step of producing the particles as wavy fine particles.
세정이 완료되면, 상기 세정된 편상 입자를 30~180℃의 온도에서 건조하고, 이를 파상 미립자로 제조한다.When the cleaning is completed, the washed flakes are dried at a temperature of 30 to 180 ° C to prepare a wavy fine particle.
상기 파상(Fracture) 미립자란 도 2와 같이, 입자 표면에 파상이 형성된 미립자 상태를 의미하는 것으로, 상기 파상 미립자는 도료로의 사용시 도료용 전색제(Vehicle)와의 엉킴 현상으로 결합력을 증가시켜 건조 도막의 내 파손성 등의 물성을 증대시키는 역할을 한다. 즉, 상기 편상 입자를 상기 파상 미립자로 제조하는 이유는, 배향중합체인 폐 PET는 내화학성이 강하여 단순 혼합시 도료의 전색제, 가교제 등과의 결합력이 낮아 건조 도막에서 재료 간 박리가 일어나거나 쉽게 파손되는 현상이 있었는바, 파상을 통해 이를 보완하기 위한 것이다. As used herein, the term " fracture fine particles " refers to a fine particle state in which a wavy pattern is formed on the surface of a particle, as shown in Fig. 2. The wavy fine particles are tangled with a vehicle for a paint when used as a paint, And enhances physical properties such as fracture resistance. That is, the reason why the particulate particulate is made of the particulate particulate material is that the waste PET, which is an orientation polymer, has a strong chemical resistance, so that when the particulate particulate material is simplely mixed, the binding force with the vehicle and the crosslinking agent is low, There was a phenomenon to compensate for this phenomenon.
상기 파상 미립자를 제조하는 구체적인 방법은, 상기 세정된 편상 입자를 두께가 1~3mm인 칼날이 구비된 회전분쇄기에 투입하고, 2,000~100,000rpm으로 회전시켜 파상 분쇄(Fracture Crushing)함으로써, 입자 크기가 1~600㎛인 파상 미립자를 제조하는 것이다. 즉, 상기한 공정을 통해 두께가 1~3mm인 칼날이 편상 입자의 표면을 반복 회전 타격하게 되는데, 날이 두꺼워 편상 입자를 쉽게 절단하지 못하고, 편상 입자 표면을 두들기면서 상처를 내어 보푸라기 등의 파상(Fracture)을 형성시키고, 결국, 고속 회전력을 통한 파쇄력으로 상기 편상 입자를 파상 분쇄하는 것이다.A specific method for producing the particulate particulate material is such that the cleaned particulate material is put into a rotary mill equipped with a blade having a thickness of 1 to 3 mm and rotated at 2,000 to 100,000 rpm to perform fracture crushing, To produce wavy fine particles having a particle diameter of 1 to 600 mu m. That is, through the above-described process, the blade having a thickness of 1 to 3 mm is hit repeatedly on the surface of the flaky particles. However, since the blades are thick, the flaky particles can not be cut easily, (Fracture) is formed, and finally, the crushed particles are pulverized by crushing force through a high rotational force.
상기 제조된 파상 미립자에 To the produced wavy fine particles 관능제와Functional agent 침투제를Penetrator 혼합하고, 30~150℃에서 10분~24시간 반응시켜 관능성의 파상 미립자를 제조하는 단계. Mixing and reacting at 30 to 150 ° C for 10 minutes to 24 hours to produce functional wavy fine particles.
상기 제조된 파상 미립자에 관능제와 침투제를 혼합하고, 이를 30~150℃에서 10분~24시간 반응시켜 관능성의 파상 미립자를 제조한다. The functional fine particles are prepared by mixing the functional fine particles with the functional agent and the penetrating agent and reacting the resultant at 30 to 150 ° C for 10 minutes to 24 hours.
여기서, 상기 관능제는 상기 파상 미립자에 관능성을 부여하는 것으로, 수성 이소시아네이트 그룹 관능기, 수성 아민 그룹 관능기, 이소시아네이트 그룹 관능기, 아민 그룹 관능기, 하이드록시 그룹 관능기 및 실란 그룹 관능기 중 하나 이상의 관능기를 포함하는 것이면 족하다. Here, the functional agent is one which imparts functionality to the particulate wax and contains at least one functional group selected from an aqueous isocyanate group functional group, an aqueous amine group functional group, an isocyanate group functional group, an amine group functional group, a hydroxy group functional group and a silane group functional group It is enough.
보다 구체적으로, 수성의 이소시아네이트 그룹 관능기를 갖는 관능제로는 수용성 디이소시아네이트 프리폴리머를 사용할 수 있으며, 수성의 아민 그룹 관능기를 갖는 관능제로는 수용성 아민 수지 프리폴리머를 사용할 수 있다. 이때, 상기 수용성 디이소시아네이트 프리폴리머는 고형분 5~80%, NCO% 3.5~35 정도면 족하고, 상기 수용성 아민 수지 프리폴리머는 TAV(Total Amine Value(0.1N-HCl Method), mg KOH/g)가 57~350 정도면 족하나, 이를 반드시 제한하는 것은 아니다.More specifically, a water-soluble diisocyanate prepolymer can be used as the functional agent having an aqueous isocyanate group functional group, and as the functional agent having an aqueous amine group functional group, a water-soluble amine resin prepolymer can be used. In this case, the water-soluble diisocyanate prepolymer may suitably have a solid content of 5 to 80% and an NCO content of 3.5 to 35, and the water-soluble amine resin prepolymer satisfies TAV (Total Amine Value (0.1 N-HCl Method) 350, but this is not necessarily a limitation.
또한, 이소시아네이트 그룹 관능기를 갖는 관능제로는 디이소시아네이트 프리폴리머를, 아민 그룹 관능기를 갖는 관능제로는 아민 수지 프리폴리머를 사용할 수 있다. 이때, 상기 디이소시아네이트 프리폴리머는 고형분 10~100%, NCO% 3.5~55 정도면 족하고, 상기 아민 수지 프리폴리머는 TAV(Total Amine Value(0.1N-HCl Method), mg KOH/g) 110~350 정도면 족하나 이를 반드시 제한하는 것은 아니다.As the functional group having an isocyanate group functional group, a diisocyanate prepolymer may be used. As the functional group having an amine group functional group, an amine resin prepolymer may be used. At this time, the diisocyanate prepolymer may have a solids content of 10 to 100% and an NCO content of 3.5 to 55, and the amine resin prepolymer may have a total amine value (TNA) (0.1 N-HCl Method) This is not necessarily the case.
그리고 하이드록시 그룹 관능기를 갖는 관능제로는 수산기가 110~830(mg KOH/g)인 폴리에테르 폴리올(Polyether Polyol), 폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol), 폴리에테르 디올(Polyether Diol), 폴리에스테르 디올(Polyester Diol), 아크릴폴리올(Acryl Polyol), 폴리카보네이트 디올(Poly carbonate Diol) 중 1종 이상을 사용할 수 있다. Examples of the functional group having a hydroxy group functional group include a polyether polyol, a polyester polyol, a polyether diol and a polyester diol having a hydroxyl value of 110 to 830 (mg KOH / g) Polyester diol, acrylic polyol, and polycarbonate diol may be used.
또한, 실란 그룹 관능기를 갖는 관능제로는 실란올(Silanol), 비닐계 실란, 아미노산계 실란, 에폭시계 실란 및 메타크릴옥시계 실란 중 1종 이상을 사용할 수 있는데, 상기 비닐계 실란으로는 Vinyltrimethoxysilane 또는 Vinyltriethoxysilane, 상기 아미노산계 실란으로 N-(2-aminoethyl)3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)3-aminopropyltrimethoxysilane 또는 N-(2-aminoethyl)3-aminopropyltriethoxysilane, 상기 에폭시계 실란으로는 2-(3,4 epoxycyclohexyl)-ethyltrimethoxysilane, 3-Glycidoxypropyl trimethoxy 또는 3-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 상기 메타크릴옥시계 실란으로 3-Methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-Methacryloxypropylmethyldiethoxy 또는 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane을 사용할 수 있다.As the functional agent having a silane group functional group, at least one of silanol, vinyl silane, amino acid silane, epoxy silane and methacryloxy silane can be used. As the vinyl silane, Vinyltrimethoxysilane or Vinyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane or N- 3-Methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-Methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-Methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-Methacryloxypropylmethyldiethoxysilane may be used as the methacryloylglycidylsilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxy or 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane.
그리고 상기 침투제는 견고한 파상 미립자의 표면을 가열과 함께 연화시켜, 관능기가 파상 미립자 내로 원활하게 침투하여 결합할 수 있도록 보조하는 역할을 하는 것으로, 사이클로헥실 아세테이트(Cyclohexyl acetate), 디프로필렌 글라이콜 디메틸(Dipropylene glycol dimethyl), 프로필렌 글라이콜 디아세테이트( Propylene glycol diacetate), 디프로필렌 글라이콜 메틸-n-프로필 에테르( Dipropylene glycol methyl-n-propyl ether), 디(프로필렌글라이콜) 메틸에테르 아세테이트(Di(propylene glycol) methylether acetate), 1,4-부탄디올 디아세테이트(1,4-butanediol diacetate), 1,3-부틸렌 글라이콜 디아세테이트(1,3-butylene glycol diacetate), 1,6-헥산디올 디아세테이트(1,6-hexanediol diacetate) 및 텍사놀(TEXANOL) 중 1종 이상의 것을 사용함이 바람직하다.The penetrating agent serves to soften the surface of the solid wavy particulate together with the heating to help the functional group penetrate smoothly into the wavy fine particle and to bind the solid wavy particulate. The wetting agent may be selected from the group consisting of cyclohexyl acetate, dipropylene glycol dimethyl Dipropylene glycol dimethylacetate, propylene glycol diacetate, dipropylene glycol methyl-n-propyl ether, di (propylene glycol) methyl ether acetate Propylene glycol methylether acetate, 1,4-butanediol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,6-hexanediol diacetate, (1,6-hexanediol diacetate) and TEXANOL (preferably TEXANOL).
즉, 이 단계에서 상기 파상 미립자에 관능제와 침투제를 혼합한 후, 30~150℃에서 10분~24시간 반응시키면, 파상 미립자가 침투제에 의하여 연화되고, 상기 관능제가 용이하게 파상 미립자 표면에 침투, 결합함으로써, 도 3과 같이 파상 미립자의 표면에 관능기가 형성된다. 이때, 그 혼합비는 상기 제조된 파상 미립자 100중량부에 대해 관능제 0.1~100중량부와 침투제 0.1~10중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.That is, when the functional agent and the penetrating agent are mixed in the wavy fine particles at this stage and then reacted at 30 to 150 ° C for 10 minutes to 24 hours, the wavy fine particles are softened by the penetrating agent, and the functional agent easily penetrates the wavy fine particle surface , A functional group is formed on the surface of the particulate soap as shown in Fig. At this time, it is preferable that 0.1 to 100 parts by weight of the functional agent and 0.1 to 10 parts by weight of the penetrating agent are mixed with 100 parts by weight of the prepared wavy fine particles.
이 과정을 통해 형성된 관능기(Functional Group)들은 아크릴, 우레탄, 에폭시, 폴리에스터, 폴리카보네이트 등과 같은 대부분의 수지들과 반응결합하여 2~3 공중합체를 형성할 수 있다. 또한, 상기 관능제로서 모노머 상태의 것을 사용할 수도 있으나, 모노머 상태의 것은 독성이 강하고 취급이 불안정하며 설비가 고가이므로, 안정화가 형성된 관능성 소재인 폴리올, 디올, 프리폴리머, 올리고머, 폴리머, 에멀젼, 실란류 등을 사용하는 것이다.Functional groups formed through this process can react with most resins such as acrylic, urethane, epoxy, polyester, polycarbonate, etc. to form 2 to 3 copolymers. As the functional agent, a monomer may be used. In the monomer state, however, since the monomer is in a high toxicity, unstable handling, and expensive equipment, the functional material, such as polyol, diol, prepolymer, oligomer, polymer, emulsion, silane And the like.
상기 제조된 The above- 관능성의Sensual 파상 미립자에 전색제를 혼합하여 도료를 제조하는 단계. And a step of preparing a coating material by mixing the corrugating agent into the wavy fine particles.
그리고 상기 제조된 관능성의 파상 미립자에 도료용 전색제를 혼합하여 도료를 제조한다. 이때, 상기 도료용 전색제의 사용량은 상기 관능성의 파상 미립자 100중량부에 대해 도료용 전색제 30~500중량부를 혼합하는 것이다. 이하, 이 단계에서의 '중량부'는 상기 관능성의 파상 미립자 100중량부를 기준으로 한다.Then, the functional fine particulate material prepared above is mixed with a vehicle colorant to prepare a coating material. At this time, the amount of the vehicle-use vehicle is 30 to 500 parts by weight of the vehicle-form vehicle as 100 parts by weight of the functional fine particulate. Hereinafter, the " weight part " in this step is based on 100 parts by weight of the functional fine particulate.
본 발명에서는 관능성 파상 미립자의 관능기의 종류, 전색제의 종류에 따라, 수성 도료, 유성 도료, 광경화성 도료 및 분체 도료의 제조가 가능하다.In the present invention, it is possible to produce water-based paints, oil-based paints, photo-curable paints and powder paints depending on the type of the functional group of the functional fine particulate and the kind of the vehicle.
먼저, 수성의 도료를 제조하기 위해서는, 앞서 수성의 관능기를 갖는 관능성 파상 미립자를 선택하고, 고형분이 20~80%인 수성 전색제를 혼합한다. 이때, 상기 수성 전색제로는 폴리아크릴 에멀젼, 폴리에스테르 에멀젼, 에폭시 에멀젼(EEW(g/eq) 190~550), 폴리 이소시아네이트 에멀젼(NCO% 3.5~35). 폴리아민 수지 에멀젼(TAV(mgKOH/g) 57~350), 폴리우레탄 에멀젼, 초산비닐 에멀젼, SBR 라텍스, NBR 라텍스 및 NR 라텍스 중 1종 이상의 것을 선택함이 바람직하다. 그리고 필요에 따라 산화 티타늄, 탄산칼슘, 탈크, 실리카 중 1종 이상의 무기질 분말 0.01~300중량부 및 색소 0.01~20중량부를 첨가하고, 도료 첨가제로서 분산제 1~5중량부, 소포제 0.5~5%중량부, 항균제 0.1~5중량부, 침강방지제 1~5중량부 등을 더 첨가하고, 교반하여 수성의 도료를 제조할 수 있다. 아울러, 도료 첨가제로서 통상 사용되는 기타의 성분을 더 첨가할 수 있음은 당연하다.First, in order to prepare an aqueous coating material, the functional particulate material having an aqueous functional group is selected and an aqueous vehicle having a solid content of 20 to 80% is mixed. Examples of the aqueous vehicle include polyacryl emulsion, polyester emulsion, epoxy emulsion (EEW (g / eq) 190-550) and polyisocyanate emulsion (NCO 3.5-35%). It is preferable to select one or more of polyamine resin emulsion (TAV (mgKOH / g) 57 to 350), polyurethane emulsion, vinyl acetate emulsion, SBR latex, NBR latex and NR latex. If necessary, 0.01 to 300 parts by weight of at least one inorganic powder of titanium oxide, calcium carbonate, talc and silica and 0.01 to 20 parts by weight of a coloring matter are added. 1 to 5 parts by weight of a dispersant as a paint additive, 0.5 to 5% 0.1 to 5 parts by weight of an antimicrobial agent, 1 to 5 parts by weight of an anti-settling agent, and the like, followed by stirring to prepare an aqueous coating. In addition, it is of course possible to further add other components commonly used as a paint additive.
또한, 유성 도료를 제조하기 위해서는, 앞서 수성의 관능기를 제외한 나머지 중 하나 이상의 관능기를 갖는 파상 미립자를 선택하고, 고형분 20~100%의 유성 전색제로서 폴리우레탄, 폴리아크릴, PMMA(폴리메틸메타아크릴), 폴리에스테르, 폴리에폭시, 폴리아민, 폴리멜라민, 폴리이소시아네이트, 폴리실록산 수지 및 불소 수지 중 1종 이상을 선택하여 혼합한다. 그리고 필요에 따라 산화 티타늄, 탄산칼슘, 탈크, 실리카 중 1종 이상의 무기질 분말을 0.01~300중량부 및 색소 0.01~10중량부를 첨가하고, 도료 첨가제로서 소포제 0.5~5%중량부, 항균제 0.1~5중량부 등을 더 첨가하고, 교반하여 유성 도료를 제조할 수 있다. In order to produce the oil-based coating material, it is preferable that the particulate wax having at least one functional group other than the aqueous functional group is previously selected and polyurethane, polyacrylic, PMMA (polymethylmethacrylate) is used as the oily vehicle having a solid content of 20 to 100% , Polyesters, polyepoxies, polyamines, polymelamines, polyisocyanates, polysiloxane resins, and fluororesins are selected and mixed. If necessary, 0.01 to 300 parts by weight of at least one inorganic powder of titanium oxide, calcium carbonate, talc and silica and 0.01 to 10 parts by weight of a coloring matter are added, and 0.5 to 5% by weight of a defoaming agent, 0.1 to 5% And the like can be further added, and the mixture can be stirred to prepare a solvent-based coating material.
그리고 UV 광경화형 도료를 제조하기 위해서는, 앞서 수성의 관능기를 제외한 나머지 중 하나 이상의 관능기를 갖는 파상 미립자를 선택하고, 전색제로서 UV 강도 60mW/㎠~2000mW/㎠ 범위에서 경화하며, 고형분이 10~100%인 광경화 수지, 보다 구체적으로 아크릴 광경화 액상수지, 우레탄아크릴 광경화 액상수지, 에폭시아크릴 광경화 액상수지, 폴리에스테르아크릴 광경화 액상수지, 폴리에테르아크릴 광경화 액상수지 및 측쇄 아크로일형 아크릴 광경화 액상수지 중 1종 이상을 선택하여 혼합하여 UV 광경화형 도료를 제조할 수 있다. In order to prepare a UV photocurable coating material, wavy fine particles having at least one functional group other than an aqueous functional group are selected and cured at a UV intensity of 60 mW / cm 2 to 2000 mW / cm 2 as a vehicle as a vehicle, % Acrylic resins, more specifically acrylic photocurable liquid resins, urethane acrylic photocurable liquid resins, epoxy acrylic photocurable liquid resins, polyester acrylic photocurable liquid resins, polyether acrylic photocurable liquid resins and side chain acroyl acrylic spectra At least one of the liquid-phase resins may be selected and mixed to prepare a UV-curable paint.
또한, 분체 도료를 제조하기 위해서는, 앞서 수성의 관능기를 제외한 나머지 중 하나 이상의 관능기를 갖는 파상 미립자를 선택하고, 이를 건조하여 수분 함유량이 100ppm 이하가 되도록 한 후, 이에 용착형 분체 전색제, 보다 구체적으로 에폭시 분체 수지, 폴리우레탄 분체 수지, 폴리에스테르 분체 수지, 폴리아크릴 분체 수지, 멜라민 분체 수지 중 1종 이상의 용착형 분체 전색제를 선택하여 혼합하여 분체 도료를 제조할 수 있다. 이때, 용착형 분체 전색제는 평균 입자 크기가 50±30㎛(ASTM D 192)이고, 수분함유량(MOISTURE CONTENT)이 < 0.5%(CAN/CSA Z 245.2)이며, 불휘발분 99.5% 이상(CAN/CSA Z 245.2)일 수 있으나, 이를 제한하는 것은 아니다. In addition, in order to prepare the powder coating material, the wavy fine particles having at least one functional group other than the aqueous functional group are selected and dried to obtain a water content of 100 ppm or less, and then a fusion-type powder vehicle, A powder coating material can be prepared by mixing and mixing at least one of a powdery epoxy resin powder, a polyurethane powder resin, a polyester powder resin, a polyacrylic powder resin and a melamine powder resin. At this time, the fusible powdered vehicle has an average particle size of 50 ± 30 μm (ASTM D 192), a moisture content (MOISTURE CONTENT) of <0.5% (CAN / CSA Z 245.2) and a non-volatile content of 99.5% Z 245.2), but is not limited thereto.
상기와 같은 제조방법을 통해 제조된 도료는 앞서 설명된 바와 같이, 배향중합체로서의 우수한 물성을 가지며, 전색제와의 결합력이 우수하여, 재료 간 분리 및 파손이 없다는 장점이 있다. 아울러, 폐자원을 효율적으로 재활용할 수 있다는 장점도 있다. As described above, the coating material prepared through the above-described method has excellent physical properties as an orientation polymer, has excellent bonding force with a vehicle, and has no merit of separation and breakage of materials. In addition, there is an advantage that waste resources can be efficiently recycled.
이하, 실시예로서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples.
(실시예 1)(Example 1)
100kg의 투명한 PET 용기를 평균 13.5mm 크기의 편상 입자로 분쇄하였다. 이어서 500리터 세정 탱크에 상기 편상 입자를 넣고 1단계 세정으로 80℃ 온수를 300kg 부은 후 회전 교반날로 30분간 교반하여 세정하고, 발생한 폐수는 고도산화처리(AOPs, Advanced Oxidation Process) 방법으로 정제하여 재사용하기 위하여 정제수 탱크에 저장하였다. 이어서 2단계 세정으로 90℃의 온수 300kg을 부은 후 회전 교반날로 30분간 교반하여 세정하고, 발생한 폐수는 3단 필터 정제하여 재사용하기 위하여 정제수 탱크에 저장하였다. 이때, 1단 필터의 눈 크기는 50㎛, 2단 필터의 눈 크기는 5㎛, 3단 필터의 눈 크기는 1㎛였다. 이어서 3단계 세정으로 90℃의 온수 300kg을 부은 후, 회전 교반날로 30분간 교반하여 세정하고, 발생한 폐수를 2단 필터 정제하여 재사용하기 위하여 정제수 탱크에 저장하였다. 이때, 1단 필터의 눈 크기는 5㎛, 2단 필터의 눈 크기는 1㎛였다. 100 kg of transparent PET containers were crushed into flake-shaped particles having an average size of 13.5 mm. Subsequently, the flakes were placed in a 500-liter washing tank, 300 kg of hot water at 80 ° C was removed by one-step washing, and the mixture was stirred for 30 minutes with a rotary stirring blade for cleaning. The resulting wastewater was purified by Advanced Oxidation Process (AOPs) And stored in a purified water tank. Subsequently, 300 kg of hot water at 90 ° C was poured in two-step washing, and the resultant was stirred with a rotary stirring blade for 30 minutes and washed. The resulting wastewater was purified by a three-stage filter and stored in a purified water tank for reuse. At this time, the eye size of the one-stage filter was 50 mu m, the eye size of the two-stage filter was 5 mu m, and the eye size of the three-stage filter was 1 mu m. Subsequently, 300 kg of hot water at 90 캜 was poured into the three-step washing, and the mixture was washed with a rotary stirring blade for 30 minutes with stirring. The resulting wastewater was purified by a two-stage filter and stored in a purified water tank for reuse. At this time, the eye size of the first filter was 5 mu m and the eye size of the second filter was 1 mu m.
그리고 이를 60~120℃의 온도에서 2시간 건조하여 91.5kg의 세정된 편상 입자를 제조하였다.Then, it was dried at a temperature of 60 to 120 ° C for 2 hours to prepare 91.5 kg of washed flake particles.
이어서 칼날의 두께가 1.5mm이며 회전속도가 15,000rpm인 회전 분쇄기에 상기 건조된 세정 편상 입자를 넣고, 파상 분쇄 (Fracture Crushing)하여 평균 입자 크기가 75㎛인 파상 미립자를 제조하였다. 첨부된 도 2는 제조된 파상 미립자의 광학 현미경 사진이다.Subsequently, the dried washed flake particles were put into a rotary mill having a blade thickness of 1.5 mm and a rotation speed of 15,000 rpm, followed by wave crushing to produce wave-like fine particles having an average particle size of 75 탆. FIG. 2 attached is an optical microscope photograph of the produced wavy fine particles.
다음으로, 상기 파상 미립자 10kg에 관능제로 수용성 디이소시아네이트 프리폴리머(고형분 43.5%, NCO% 5.5) 0.7kg를 첨가하고, 이에서 침투제로서 TEXANOL(C12H24O3) 0.05kg를 첨가하고 교반 후 밀봉하여, 90℃에서 3시간 반응시킴으로써 수성 NCO 그룹 관능성 파상 미립자를 제조하였다. Next, 0.7 kg of a water-soluble diisocyanate prepolymer (solid content: 43.5%, NCO% 5.5) was added to 10 kg of the particulate wax, 0.05 kg of TEXANOL (C 12 H 24 O 3 ) was added as a penetrating agent, , And reacted at 90 DEG C for 3 hours to prepare aqueous NCO group functional wavy fine particles.
이어서 상기 NCO 그룹 관능성 파상 미립자 10kg에 폴리아크릴 에멀젼(고형분 45%) 10kg을 첨가하고, 이어서 용제로서 증점수(HEC (Hydroxyethy Cellulose) 2중량% 첨가하여 증점시킨 물) 5kg을 첨가한 후, 산화 티타늄 0.055kg, 실리카 0.05kg, 녹색 안료 0.3kg을 첨가하였다. 그리고 폴리카르본산나트륨염계 분산제(제조사명:한국사노프코 제품명:SN-DISPERSANT 44S) 0.1kg과 실리카실리콘계 소포제(제조사명:한국사노프코 제품명:NOPCO 8034L) 0.1kg 및 Purified Hydrous Magnesium aluminum-silicate 침강방지제(제조사명:Active Minerals 제품명 S22) 0.1kg을 첨가한 후 교반하여 수성 도료를 제조하였다. Subsequently, 10 kg of a polyacryl emulsion (solid content 45%) was added to 10 kg of the NCO group functional surfactant fine particles, followed by adding 5 kg of water (viscosity increased by adding 2% by weight of HEC (Hydroxyethy cellulose) as a solvent) 0.055 kg of titanium, 0.05 kg of silica and 0.3 kg of green pigment. 0.1 kg of a polycarboxylic acid sodium salt-based dispersing agent (trade name: SN-DISPERSANT 44S, manufactured by KANPAN KOKO Co., Ltd.), 0.1 kg of a silica silicone antifoam agent (manufacturer name: NOPCO 8034L, (Trade name: Active Minerals, product name: S22) was added and stirred to prepare a water-based paint.
(실시예 2)(Example 2)
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 NCO 그룹 관능성 파상 미립자 10kg에 폴리우레탄 에멀젼(고형분 45%) 10kg을 첨가하고, 이어서 용제로서 증점수 (HEC (Hydroxyethy Cellulose) 2중량% 첨가하여 증점시킨 물) 5kg를 첨가하고, 산화 티타늄 0.115kg, 실리카 0.15kg, 청색 안료 0.3kg을 첨가하고, 폴리카르본산나트륨염계 분산제(제조사명:한국사노프코 제품명:SN-DISPERSANT 44S) 0.1kg과 실리카실리콘계 소포제(제조사명:한국사노프코 제품명:NOPCO 8034L) 0.1kg 및 Purified Hydrous Magnesium aluminum-silicate 침강방지제(제조사명:Active Minerals 제품명 S22) 0.1kg을 첨가한 후 교반하여 수성 도료를 제조하였다. 10 kg of a polyurethane emulsion (solid content 45%) was added to 10 kg of the NCO group functional wavy fine particles prepared in the same manner as in Example 1, and then water was added to the diluted water by adding 2% by weight of HEC (Hydroxyethy Cellulose) ), 0.115 kg of titanium oxide, 0.15 kg of silica and 0.3 kg of a blue pigment were added, and 0.1 kg of a polycarboxylic acid sodium salt type dispersant (manufacturer name: SN-DISPERSANT 44S) and a silicone silicone antifoaming agent 0.1kg of Purified Hydrous Magnesium aluminum-silicate anti-settling agent (trade name: Active Minerals, product name S22) was added and stirred to prepare a water-based paint.
(실시예 3)(Example 3)
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 파상 미립자 10kg에 Hydroxyl group 관능제로서 폴리에테르 폴리올(수산기가(mg KOH/g) 335) 0.65kg을 첨가하고, 침투제로서 Cyclohexyl acetate 0.045kg을 첨가하고 교반 후 밀봉하여 93℃에서 2시간 반응시켜 Hydroxyl 그룹 관능성 파상 미립자를 제조하였다. 0.65 kg of a polyether polyol (hydroxyl group (mg KOH / g) 335) as a hydroxyl group functional agent was added to 10 kg of the waxy fine particles prepared in the same manner as in Example 1, 0.045 kg of cyclohexyl acetate was added as a penetrating agent, And the mixture was reacted at 93 ° C for 2 hours to prepare hydroxyl group functional surfactant microparticles.
그리고 상기 Hydroxyl 그룹 관능성 파상 미립자 10kg에 탄성 폴리우레탄(폴리올계 프리폴리머, 고형분 97.7%)의 전색제를 5kg 첨가하고, 산화 티타늄 0.15kg, 실리카 0.05kg, 산화철 적색 안료 0.5kg, 이어서 침강방지제(제조사명:Active Minerals 제품명 S22) 0.2kg, 실리콘계 소포제(제조사명:Shinetsu 제품명: KF69) 0.2kg을 첨가한 후 교반하여 탄성 폴리올 도료를 제조하였다.Then, 5 kg of an elastomeric polyurethane (polyol-based prepolymer, solid content 97.7%) as a vehicle was added to 10 kg of the hydroxyl group functional surfactant fine particles, and 0.15 kg of titanium oxide, 0.05 kg of silica, 0.5 kg of an iron oxide red pigment, : Active Minerals product name S22) and 0.2 kg of a silicone antifoaming agent (manufacturer name: Shinetsu product name: KF69) were added and stirred to prepare an elastic polyol paint.
(실시예 4)(Example 4)
상기의 실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 파상 미립자 10kg에 NCO 그룹 관능제로서 디이소시아네이트 프리폴리머(고형분 100%, NCO% 45) 0.5kg을 첨가하였다. 이어서 침투제로서 Di(propylene glycol) methylether acetate 0.05kg를 첨가, 혼합하고 밀봉하여, 91℃에서 4시간 반응시켜 NCO 그룹 관능성 파상 미립자를 제조하였다. To 10 kg of the wavy fine particles prepared in the same manner as in Example 1, 0.5 kg of a diisocyanate prepolymer (100% solid content, NCO% 45) as an NCO group functional agent was added. Next, 0.05 kg of di (propylene glycol) methylether acetate as a penetrating agent was added, mixed, sealed, and reacted at 91 ° C for 4 hours to prepare NCO group functional surfactant microspheres.
그리고 NCO 그룹 관능성 파상 미립자 10kg에 폴리이소시아네이트 프리폴리머(고형분 97%, NCO% 47)의 전색제를 17.5kg 첨가, 혼합하여 가교 도료를 제조하였다.Then, 17.5 kg of a polyisocyanate prepolymer (solid content: 97%, NCO: 47%) as a vehicle was added to 10 kg of NCO group functional surfactant microparticles and mixed to prepare a crosslinking paint.
(실시예 5)(Example 5)
상기의 실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 파상 미립자 10kg에 NCO 그룹 관능제로서 디이소시아네이트 프리폴리머 고형분 100%(고형분 100%, NCO% 45) 0.5kg을 첨가하였다. 이어서 침투제로서 Di(propylene glycol) methylether acetate 0.05kg를 첨가, 혼합하고 밀봉하여, 91℃에서 4시간 반응시켜 NCO 그룹 관능성 파상 미립자를 제조하였다. To 10 kg of the wavy fine particles prepared in the same manner as in Example 1, 0.5 kg of a diisocyanate prepolymer solid content 100% (solid content 100%, NCO 45%) was added as an NCO group functional agent. Next, 0.05 kg of di (propylene glycol) methylether acetate as a penetrating agent was added, mixed, sealed, and reacted at 91 ° C for 4 hours to prepare NCO group functional surfactant microspheres.
그리고 NCO Group 관능성 파상 미립자 10kg에 UV 강도 1250mW/㎠에서 경화하는 우레탄아크릴 광경화 수지(고형분 98.5%)의 전색제를 20kg 혼합하여 UV 광경화형 도료를 제조하였다. The UV curable coating material was prepared by mixing 20 kg of a urethane acrylic photocurable resin (98.5% solids) which is cured at a UV intensity of 1250 mW / cm 2 in 10 kg of NCO Group functional wavy particles.
(실시예 6)(Example 6)
상기의 실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 파상 미립자 10kg에 Amine 그룹관능제로서 아민 수지 프리폴리머(TAV(mgKOH/g) 275) 1kg 첨가하였다. 이어서 침투제로서 1,6-hexanediol diacetate 0.04kg을 첨가하고 혼합, 밀봉하여 79℃에서 6시간 반응시켜 Amine 그룹 관능성 파상 미립자를 제조하였다.1 kg of an amine resin prepolymer (TAV (mgKOH / g) 275) as an amine group functional agent was added to 10 kg of the waxy fine particles prepared in the same manner as in Example 1 above. Next, 0.04 kg of 1,6-hexanediol diacetate was added as a penetrating agent, mixed and sealed, and reacted at 79 ° C for 6 hours to prepare amine group functional surfactant microparticles.
그리고 상기 Amine 그룹 관능성 파상 미립자 10kg에 에폭시 분체 수지(제조사 조광페인트, 상품명:EY163(평균입자 : SIZE 50 ± 30㎛(ASTM D 192 ), 수분함유량(MOISTURE CONTENT):< 0.5%(CAN/CSA Z 245.2, 불휘발분 99.5% 이상(CAN/CSA Z 245.2))의 용착형 분체 전색제를 20kg 첨가하고 혼합하여 에폭시 분체 도료를 제조하였다.To 10 kg of the above-mentioned Amine group functional surfactant microparticles, an epoxy powder resin (trade name: EY163 (average particle size: SIZE 50 ± 30 μm (ASTM D 192), MOISTURE CONTENT: <0.5% Z 245.2, non-volatile content 99.5% or more (CAN / CSA Z 245.2)) was added and mixed to prepare an epoxy powder coating.
(비교예들)(Comparative Examples)
비교예들은 모두 실시예 1 내지 6과 동일하게 제조하되, 관능성 파상 미립자를 대신하여 폐 PET 미립자를 사용하였다. All of the comparative examples were prepared in the same manner as in Examples 1 to 6 except that waste PET fine particles were used instead of the functional wax fine particles.
폐 PET 미립자는, 폐 PET 용기를 평균 13.5mm 크기의 편상 입자로 분쇄하고, 이를 실시예 1과 동일한 방법으로 세정한 후, 60~120℃의 온도에서 2시간 건조하여 세정된 편상 입자를 제조하고, 이를 칼날의 두께가 0.5mm이며, 회전속도가 10,000rpm인 회전 분쇄기에 넣고, 분쇄하여 평균 입자 크기가 75㎛인 미립자를 제조하였다.The waste PET fine particles were prepared by crushing the waste PET container into flake-shaped particles having an average size of 13.5 mm, washing it in the same manner as in Example 1, and then drying it at a temperature of 60 to 120 ° C for 2 hours to prepare washed flake- , And this was put into a rotary mill having a blade thickness of 0.5 mm and a rotation speed of 10,000 rpm and pulverized to prepare fine particles having an average particle size of 75 탆.
(시험예 1)(Test Example 1)
그리고 상기 실시예 1 내지 6 및 비교예들의 물성을 측정하여 하기 표 1에 그 결과를 나타내었다.The physical properties of Examples 1 to 6 and Comparative Examples were measured, and the results are shown in Table 1 below.
KS M ISO 4624(2016)Adhesion (Mpa)
KS M ISO 4624 (2016)
ASTM D2793-93Impact resistance (Mpa)
ASTM D2793-93
ASTM D 4060-14Abrasion resistance (mg)
ASTM D 4060-14
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 6은 모두 비교예 1 내지 6에 비하여 부착성, 내충격성, 내마모성 등의 물성이 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.As can be seen from the above Table 1, Examples 1 to 6 of the present invention were all superior to Comparative Examples 1 to 6 in physical properties such as adhesion, impact resistance and abrasion resistance.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
Claims (5)
상기 분쇄된 편상 입자를 세정하는 단계와,
상기 세정된 편상 입자를 파상 미립자로 제조하는 단계와,
상기 제조된 파상 미립자에 관능제와 침투제를 혼합하고, 30~150℃에서 10분~24시간 반응시켜 관능성의 파상 미립자를 제조하는 단계와,
상기 제조된 관능성의 파상 미립자에 전색제를 혼합하여 도료를 제조하는 단계를 포함하되,
상기 관능제는 수성 이소시아네이트 그룹 관능기, 수성 아민 그룹 관능기, 이소시아네이트 그룹 관능기, 아민 그룹 관능기, 하이드록시 그룹 관능기 및 실란 그룹 관능기 중 하나 이상의 관능기를 포함하고,
상기 관능제는,
수용성 디이소시아네이트 프리폴리머, 수용성 아민 수지 프리폴리머, 디이소시아네이트 프리폴리머, 아민 수지 프리폴리머, 폴리에테르 폴리올(Polyether Polyol), 폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol), 폴리에테르 디올(Polyether Diol), 폴리에스테르 디올(Polyester Diol), 아크릴 폴리올(Acryl Polyol), 폴리카보네이트 디올(Poly carbonate Diol), 실란올(Silanol), 비닐계 실란, 아미노산계 실란, 에폭시계 실란 및 메타크릴옥시계 실란 중 1종 이상의 것이고,
상기 침투제는, 사이클로헥실 아세테이트(Cyclohexyl acetate), 디프로필렌 글라이콜 디메틸(Dipropylene glycol dimethyl), 프로필렌 글라이콜 디아세테이트( Propylene glycol diacetate), 디프로필렌 글라이콜 메틸-n-프로필 에테르( Dipropylene glycol methyl-n-propyl ether), 디(프로필렌글라이콜) 메틸에테르 아세테이트(Di(propylene glycol) methylether acetate), 1,4-부탄디올 디아세테이트(1,4-butanediol diacetate), 1,3-부틸렌 글라이콜 디아세테이트(1,3-butylene glycol diacetate), 1,6-헥산디올 디아세테이트(1,6-hexanediol diacetate) 및 텍사놀(TEXANOL) 중 1종 이상의 것이며,
상기 제조된 파상 미립자 100중량부에 대해 관능제 0.1~100중량부와 침투제 0.1~10중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 폐 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 이용한 배향중합체 도료의 제조방법.
Pulverizing waste polyethylene terephthalate (PET) into flake-like particles,
Cleaning the crushed fleece particles;
Preparing the washed flakes as wavy fine particles,
Mixing the functional agent and the penetrating agent in the prepared wavy fine particles and reacting the resulting wavy fine particles at 30 to 150 ° C for 10 minutes to 24 hours to produce functional wavy fine particles;
And a step of preparing a coating material by mixing the produced functional waving fine particles with a vehicle as a vehicle,
Wherein the functional agent comprises at least one functional group selected from the group consisting of an aqueous isocyanate group functional group, an aqueous amine group functional group, an isocyanate group functional group, an amine group functional group, a hydroxy group functional group and a silane group functional group,
The functional agent,
Soluble diisocyanate prepolymer, a water-soluble amine resin prepolymer, a diisocyanate prepolymer, an amine resin prepolymer, a polyether polyol, a polyester polyol, a polyether diol, a polyester diol, At least one of acrylic polyol, poly carbonate diol, silanol, vinyl silane, amino acid silane, epoxy silane and methacryloxy silane,
The penetrating agent may be selected from the group consisting of cyclohexyl acetate, dipropylene glycol dimethyl, propylene glycol diacetate, dipropylene glycol-n-propyl ether methyl-n-propyl ether, di (propylene glycol) methylether acetate, 1,4-butanediol diacetate, At least one selected from the group consisting of 1,3-butylene glycol diacetate, 1,6-hexanediol diacetate and TEXANOL,
Wherein 0.1 to 100 parts by weight of the functional agent and 0.1 to 10 parts by weight of the penetrating agent are mixed with 100 parts by weight of the prepared wavy particulate.
상기 폐 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 편상 입자로 분쇄하는 단계는,
상기 폐 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 10~20mm의 입자 크기로 분쇄하는 것이고,
상기 분쇄된 편상 입자를 세정하는 단계는,
상기 분쇄된 편상 입자를 50~90℃의 세척수로 1차 세정하되, 상기 1차 세정시 발생된 폐수를 고도산화처리(AOPs, Advanced Oxidation Process)하는 과정과,
상기 1차 세정된 편상 입자를 70~95℃의 세척수로 2차 세정하되, 상기 2차 세정시 발생된 폐수를 3단 필터링하는 과정과,
상기 2차 세정된 편상 입자를 80~100℃의 세척수로 3차 세정하되, 상기 3차 세정시 발생된 폐수를 2단 필터링하는 과정을 포함하되,
상기 고도산화처리, 3단 필터링 및 2단 필터링된 폐수를 세척수로 재이용하는 것이고,
상기 세정된 편상 입자를 파상 미립자로 제조하는 단계는,
상기 세정된 편상 입자를 두께가 1~3mm인 칼날이 구비된 회전분쇄기에 투입하고, 2,000~100,000rpm으로 회전시켜 입자 크기가 1~600㎛인 파상 미립자를 제조하는 것임을 특징으로 하는 폐 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 이용한 배향중합체 도료의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of pulverizing the waste polyethylene terephthalate into flake-
The pulverized polyethylene terephthalate is pulverized into a particle size of 10 to 20 mm,
The step of washing the ground particles comprises:
(AOPs, Advanced Oxidation Process) of the wastewater generated during the first cleaning by washing the ground particles with washing water at 50 to 90 ° C,
A third step of filtering the wastewater generated during the secondary cleaning by performing secondary washing with the washing water having a temperature of 70 to 95 DEG C,
Stage filtration of the wastewater generated during the third rinsing, wherein the second cleaning step includes a third step of rinsing the second cleaned flakes with washing water at 80 to 100 ° C,
The advanced oxidation treatment, the three-stage filtering and the two-stage filtered wastewater are reused as washing water,
The step of preparing the washed flakes as the particulate wax comprises:
The washed particulate particles are put into a rotary mill equipped with a blade having a thickness of 1 to 3 mm and rotated at 2,000 to 100,000 rpm to produce particulate particulate having a particle size of 1 to 600 占 퐉. And a method for producing an oriented polymer coating material using the same.
상기 전색제는,
수성 전색제, 유성 전색제, UV 강도 60mW/㎠~2000mW/㎠ 범위에서 경화하는 광경화 수지, 용착형 분체 수지 중 1종 이상의 것으로,
상기 수성 전색제는, 폴리아크릴 에멀젼, 폴리에스테르 에멀젼, 에폭시 에멀젼, 폴리이소시아네이트 에멀젼, 폴리아민수지 에멀젼, 폴리우레탄 에멀젼, 초산비닐 에멀젼, SBR 라텍스, NBR 라텍스 및 NR 라텍스 중 1종 이상의 것이고,
상기 유성 전색제는, 폴리우레탄, 폴리아크릴, PMMA(폴리메틸메타아크릴), 폴리에스테르, 폴리에폭시, 폴리아민, 폴리멜라민, 폴리이소시아네이트, 폴리실록산 수지 및 불소 수지 중 1종 이상의 것이며,
상기 광경화 수지는, 아크릴 광경화 액상수지, 우레탄아크릴 광경화 액상수지, 에폭시아크릴 광경화 액상수지, 폴리에스테르아크릴 광경화 액상수지, 폴리에테르아크릴 광경화 액상수지 및 측쇄 아크로일형 아크릴 광경화 액상수지 중 1종 이상의 것이고,
상기 용착형 분체 수지는, 에폭시 분체 수지, 폴리우레탄 분체 수지, 폴리에스테르 분체 수지, 폴리아크릴 분체 수지, 멜라민 분체 수지 중 1종 이상의 것이며,
상기 제조된 관능성의 파상 미립자 100중량부에 대하여 전색제를 30~500중량부로 혼합하는 것을 특징으로 하는 폐 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 이용한 배향중합체 도료의 제조방법.
The method according to claim 1,
The vehicle-
At least one of an aqueous vehicle, an oil-based vehicle, a photocurable resin which is cured at a UV intensity in the range of 60 mW / cm 2 to 2000 mW / cm 2,
The aqueous vehicle is at least one of polyacryl emulsion, polyester emulsion, epoxy emulsion, polyisocyanate emulsion, polyamine resin emulsion, polyurethane emulsion, vinyl acetate emulsion, SBR latex, NBR latex and NR latex,
The oily vehicle is one or more of polyurethane, polyacrylic, PMMA (polymethylmethacrylate), polyester, polyepoxy, polyamine, polymelamine, polyisocyanate, polysiloxane resin and fluorine resin,
The photocurable resin may be at least one selected from the group consisting of an acrylic photocurable liquid resin, a urethane acrylic photocurable liquid resin, an epoxy acrylic photocurable liquid resin, a polyester acrylic photocurable liquid resin, a polyether acrylic photocurable liquid resin and a side chain acroyl acrylic photocurable liquid resin , ≪ / RTI >
The fusible powder resin is at least one of an epoxy powder resin, a polyurethane powder resin, a polyester powder resin, a polyacrylic powder resin and a melamine powder resin,
A method for producing an oriented polymer coating material using waste polyethylene terephthalate according to claim 1, wherein 30 to 500 parts by weight of the vehicle is mixed with 100 parts by weight of the produced functional wavy fine particles.
An oriented polymer coating material using waste polyethylene terephthalate, which is produced by the method of any one of claims 1, 2 and 4.
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