KR102350652B1 - Method for recycling acryl scrap - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아크릴 스크랩 재활용 방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 아크릴 스크랩 재활용 방법은 아크릴계 스크랩을 800℃ 이상에서 열분해하여 기화 분해물을 분리하는 단계; 상기 기화 분해물을 액화하여 분해액을 제조하는 단계; 및 상기 분해액을 증류하여 아크릴 모노머를 수득하는 단계;를 포함한다.The present invention relates to a method for recycling acrylic scrap. In one embodiment, the acrylic scrap recycling method comprises the steps of: pyrolyzing acrylic scrap at 800° C. or higher to separate vaporized decomposition products; preparing a decomposition solution by liquefying the vaporized decomposition product; and distilling the decomposition solution to obtain an acrylic monomer.

Description

아크릴 스크랩 재활용 방법 {METHOD FOR RECYCLING ACRYL SCRAP}How to recycle acrylic scrap {METHOD FOR RECYCLING ACRYL SCRAP}

본 발명은 아크릴 스크랩 재활용 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recycling acrylic scrap.

산업 전반에 걸쳐 아크릴계 소재가 다양하게 활용되고 있다. 이러한 아크릴계 소재로는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 등이 있으며, PMMA는 메틸메타아크릴레이트(MMA)를 주원료로 하여 제조되는 합성 수지로서 내후성, 내스크래치성 및 착색성이 우수하여 차량, 광학제품, 전자부품 등 산업 전반에 사용되고 있다. 상기 메틸메타아크릴레이트(MMA)는 C4-잔사유에서 추출한 이소부틸렌을 기상에서 산화시켜 메타아크릴산(MAA)을 제조한 다음, 알코올을 이용하여 에스테르화 반응하여 제조되고 있다.Acrylic materials are being used in various ways throughout the industry. Examples of such acrylic materials include polymethyl methacrylate (PMMA), and PMMA is a synthetic resin manufactured using methyl methacrylate (MMA) as a main raw material. It is used in all industries including electronic parts. The methyl methacrylate (MMA) is produced by oxidizing isobutylene extracted from C 4 -resid in a gas phase to prepare methacrylic acid (MAA), and then performing an esterification reaction using alcohol.

한편 시트(sheet) 등의 형태의 아크릴계 소재를 이용하여 제품을 제조 후 남은 아크릴계 소재를 스크랩(scrap)이라 하는데, 종래 아크릴계 스크랩은 별도의 재활용 없이 폐기되고 있었다. 이러한 아크릴계 스크랩은 LCD TV 등 광학표시장치의 도광판, 자동차, 간판 및 인조대리석 생산 등, 산업 전반에서 발생하고, 그 발생량 또한 증가하고 있다. 따라서 이로 인한 폐기 처리 비용 증가 및 환경 오염 등의 문제가 심화되는 실정이다.On the other hand, the acrylic material remaining after manufacturing a product using an acrylic material in the form of a sheet or the like is called scrap, and conventional acrylic scrap has been discarded without separate recycling. These acrylic scraps are generated throughout the industry, such as light guide plates for optical display devices such as LCD TVs, automobiles, signs, and artificial marble production, and the amount of acrylic scrap is also increasing. Accordingly, problems such as an increase in waste disposal cost and environmental pollution are exacerbated.

최근에 원유 가격 증가 및 석유관련 제품의 원가가 상승하여 국내 산업전반에 악영향을 미치고 있으며, 석유관련 제품 중의 하나인 아크릴 또한 그 영향을 받고 있다. 따라서, 종래 폐기처분되는 아크릴계 스크랩을 재활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.Recently, an increase in crude oil prices and an increase in the cost of petroleum-related products have adversely affected the overall domestic industry, and acrylic, one of the petroleum-related products, is also affected. Therefore, research is being actively conducted to recycle acrylic scraps that are conventionally disposed of.

이러한 아크릴계 스크랩을 재활용하기 위한 종래의 기술은 아크릴계 스크랩을 수거, 소집 및 파쇄하여 용융시킨 후, 펠렛화하고 압출 성형하여 재활용하는 기술이 있다. 그러나 이러한 방법으로 재활용된 아크릴 소재는, 아크릴 성분 이외의 착색제 및 기타 성분이 포함되어 있기 때문에, 황변이 발생하거나, 색상이 변색되어 그 활용도가 낮은 문제점이 있었다.A conventional technique for recycling such acryl-based scrap is a technique for collecting, collecting, crushing and melting the acrylic scrap, then pelletizing and extruding the acrylic scrap for recycling. However, since the acrylic material recycled in this way contains colorants and other components other than the acrylic component, there is a problem that yellowing occurs or the color is discolored, so that the usefulness thereof is low.

본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1048268호(2011.07.08. 공고, 발명의 명칭: 폐아크릴계 수지의 재활용 방법)에 개시되어 있다.Background art related to the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-1048268 (published on Jul. 8, 2011, title of the invention: recycling method of waste acrylic resin).

본 발명의 하나의 목적은 재활용된 아크릴 소재의 순도가 높으며, 기계적 물성이 우수한 아크릴 스크랩 재활용 방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method for recycling acrylic scrap having high purity of recycled acrylic material and excellent mechanical properties.

본 발명의 다른 목적은 재활용된 아크릴 소재의 황변 및 색상 변화를 방지할 수 있는 아크릴 스크랩 재활용 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an acrylic scrap recycling method capable of preventing yellowing and color change of the recycled acrylic material.

본 발명의 또 다른 목적은 생산성, 경제성 및 친환경성이 우수한 아크릴 스크랩 재활용 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for recycling acrylic scrap having excellent productivity, economy, and eco-friendliness.

본 발명의 하나의 관점은 아크릴 스크랩 재활용 방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 아크릴 스크랩 재활용 방법은 아크릴계 스크랩을 800℃ 이상에서 열분해하여 기화 분해물을 분리하는 단계; 상기 기화 분해물을 액화하여 분해액을 제조하는 단계; 및 상기 분해액을 증류하여 아크릴 모노머를 수득하는 단계;를 포함한다.One aspect of the present invention relates to a method for recycling acrylic scrap. In one embodiment, the acrylic scrap recycling method comprises the steps of: pyrolyzing acrylic scrap at 800° C. or higher to separate vaporized decomposition products; preparing a decomposition solution by liquefying the vaporized decomposition product; and distilling the decomposition solution to obtain an acrylic monomer.

한 구체예에서 상기 열분해는 800~1100℃에서 수행될 수 있다.In one embodiment, the thermal decomposition may be carried out at 800 ~ 1100 ℃.

한 구체예에서 상기 아크릴 모노머를 수득하는 단계 이후, 상기 아크릴 모노머, 물, 착색제 및 반응개시제를 포함하는 제1 조성물을 중합하여 중합물을 제조하는 단계; 및 상기 중합물을 성형하여 성형체를 제조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, after obtaining the acrylic monomer, preparing a polymer by polymerizing a first composition comprising the acrylic monomer, water, a colorant and a reaction initiator; and manufacturing the molded article by molding the polymer.

한 구체예에서 상기 제1 조성물은 상기 아크릴 모노머 100 중량부, 물 10~200 중량부, 착색제 1~30 중량부 및 반응개시제 0.1~30 중량부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first composition may include 100 parts by weight of the acrylic monomer, 10 to 200 parts by weight of water, 1 to 30 parts by weight of a colorant, and 0.1 to 30 parts by weight of a reaction initiator.

한 구체예에서 상기 중합은 상기 제1 조성물을 반응기 내부에서 75~90℃에서 1차 중합하여 1차 생성물을 제조하고; 상기 1차 생성물을 95~110℃에서 2차 중합하여 2차 생성물을 제조하고; 상기 2차 생성물을 냉각하고; 그리고 상기 냉각된 2차 생성물을 탈수 및 건조하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.In one embodiment, the polymerization is to prepare a primary product by primary polymerization of the first composition in a reactor at 75 ~ 90 ℃; Secondary polymerization of the primary product at 95 ~ 110 ℃ to prepare a secondary product; cooling the secondary product; And dehydrating and drying the cooled secondary product; may be made to include.

본 발명의 아크릴 스크랩 재활용 방법에 따라 제조된, 재생 아크릴 소재는 순도가 높으며, 기계적 물성이 우수하고, 황변 및 색상 변화를 방지할 수 있으며 생산성 및 경제성이 우수하고, 폐기물로 인한 환경오염을 방지하여 친환경성이 우수할 수 있다.The recycled acrylic material manufactured according to the acrylic scrap recycling method of the present invention has high purity, excellent mechanical properties, can prevent yellowing and color change, has excellent productivity and economy, and prevents environmental pollution due to waste. Eco-friendliness may be excellent.

도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 아크릴 스크랩 재활용 방법을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예의 아크릴 스크랩 재활용 공정을 나타낸 사진이다.
도 3은 실시예의 아크릴 모노머를 중합하여 제조된 중합물을 나타낸 사진이다.
1 shows a method for recycling acrylic scrap according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a photograph showing the acrylic scrap recycling process of the embodiment.
3 is a photograph showing a polymer prepared by polymerizing the acrylic monomer of Example.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.And the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user or operator, and the definition should be made based on the content throughout this specification describing the present invention.

본 명세서에서 용어 "(메타)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타크릴을 의미할 수 있다.As used herein, the term “(meth)acryl” may refer to acryl and/or methacryl.

아크릴 스크랩 재활용 방법How to Recycle Acrylic Scrap

본 발명의 하나의 관점은 아크릴 스크랩 재활용 방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 아크릴 스크랩 재활용 방법을 나타낸 것이다.One aspect of the present invention relates to a method for recycling acrylic scrap. 1 shows a method for recycling acrylic scrap according to an embodiment of the present invention.

상기 도 1을 참조하면 상기 아크릴 스크랩 재활용 방법은 (S10) 열분해 단계; (S20) 액화단계; 및 (S30) 증류단계;를 포함한다. 좀 더 구체적으로 상기 아크릴 스크랩 재활용 방법은 (S10) 아크릴계 스크랩을 800℃ 이상에서 열분해하여 기화 분해물을 분리하는 단계; (S20) 상기 기화 분해물을 액화하여 분해액을 제조하는 단계; 및 (S30) 상기 분해액을 증류하여 아크릴 모노머를 수득하는 단계;를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the method for recycling acrylic scrap includes (S10) thermal decomposition; (S20) liquefaction step; and (S30) a distillation step. More specifically, the acrylic scrap recycling method includes the steps of (S10) pyrolyzing acrylic scrap at 800° C. or higher to separate vaporized decomposition products; (S20) preparing a decomposition solution by liquefying the vaporized decomposition product; and (S30) distilling the decomposition solution to obtain an acrylic monomer.

이하, 본 발명의 아크릴 스크랩 재활용 방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the acrylic scrap recycling method of the present invention will be described in detail step by step.

(S10) 열분해 단계 (S10) pyrolysis step

상기 단계는 아크릴계 스크랩을 800℃ 이상에서 열분해하여 기화 분해물을 분리하는 단계이다.The step is a step of separating the vaporized decomposition product by thermally decomposing the acrylic scrap at 800° C. or higher.

한 구체예에서 상기 아크릴계 스크랩은 메틸메타크릴레이트 단위를 포함하는 중합체일 수 있다. 예를 들면, 60~100 중량%의 메틸메타크릴레이트 및 0~40 중량%의 알킬(메타)아크릴레이트의 중합체를 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 아크릴계 스크랩은 상기 중합체 100 중량부에 대하여, 물성 개량제, 안정제 및 착색제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 다른 예를 들면 상기 아크릴계 스크랩은 폴리메틸메타크릴레이트를 포함할 수 있다.In one embodiment, the acrylic scrap may be a polymer including a methyl methacrylate unit. For example, it may include a polymer of 60 to 100% by weight of methyl methacrylate and 0 to 40% by weight of an alkyl (meth)acrylate. For example, the acrylic scrap may further include additives such as a physical property improving agent, a stabilizer, and a colorant based on 100 parts by weight of the polymer. As another example, the acrylic scrap may include polymethyl methacrylate.

한 구체예에서 상기 아크릴계 스크랩은 0.01~20mm 크기로 파쇄한 파쇄물의 형태로 열분해할 수 있다. 상기 "크기"는 상기 파쇄물의 "최대 길이"를 의미할 수 있다.In one embodiment, the acrylic scrap may be pyrolyzed in the form of a crushed product crushed to a size of 0.01 to 20 mm. The "size" may mean the "maximum length" of the crushed material.

상기 열분해는 800℃ 이상의 온도에서 실시된다. 상기 열분해를 800℃ 미만의 온도로 실시하는 경우, 아크릴계 스크랩의 열분해가 제대로 이루어지지 못하여 아크릴계 모노머의 수율이 저하되며, 제조된 아크릴계 성형체의 기계적 강도가 저하되거나 표면에 황변현상 등 색상이 변색될 수 있다. 예를 들면 상기 열분해는 850~1100℃에서 수행될 수 있다. 예를 들면 상기 열분해는 850~1100℃에서 1시간 내지 15시간 동안 수행될 수 있다.The pyrolysis is carried out at a temperature of 800 °C or higher. When the thermal decomposition is carried out at a temperature of less than 800 ° C., the thermal decomposition of the acrylic scrap is not performed properly, and the yield of the acrylic monomer is lowered, the mechanical strength of the manufactured acrylic molded article is lowered, or the color such as yellowing on the surface may be discolored. have. For example, the thermal decomposition may be performed at 850 to 1100 °C. For example, the thermal decomposition may be performed at 850 to 1100° C. for 1 hour to 15 hours.

(S20) 액화단계(S20) liquefaction step

상기 단계는 상기 기화 분해물을 액화하여 분해액을 제조하는 단계이다. 상기 액화는 통상적인 방법으로 실시할 수 있다. 예를 들면, 상기 기화 분해물을 회수한 다음, 냉수와 냉각 응축기 등을 이용하여 상기 기화 분해물을 액화하여 분해액을 제조할 수 있다.The step is a step of preparing a decomposition solution by liquefying the vaporized decomposition product. The liquefaction may be carried out by a conventional method. For example, after recovering the vaporized decomposition product, the decomposition liquid may be prepared by liquefying the vaporized decomposition product using cold water and a cooling condenser.

(S30) 증류단계(S30) distillation step

상기 단계는 상기 분해액을 증류하여 아크릴 모노머를 수득하는 단계이다. 예를 들면 상기 증류는 상기 분해액을 가열하여, 아크릴 모노머를 기화하여 회수할 수 있다. 상기 증류시 아크릴 모노머의 순도가 증가하며, 제조된 아크릴계 성형체의 기계적 물성이 우수하고, 황변 등 색상 변색을 방지할 수 있다.The step is a step of distilling the decomposition solution to obtain an acrylic monomer. For example, the distillation can be recovered by heating the decomposition solution to vaporize the acrylic monomer. During the distillation, the purity of the acrylic monomer is increased, the mechanical properties of the prepared acrylic molded article are excellent, and color discoloration such as yellowing can be prevented.

한 구체예에서 상기 증류는 85~100℃의 온도에서 실시할 수 있다. 상기 조건에서 아크릴 모노머가 물과 용이하게 분리될 수 있다. 상기 기화된 아크릴 모노머는, 통상의 방법으로 냉각하여 액화하여 수득할 수 있다. 한 구체예에서 상기 증류는 감압 조건에서 실시할 수 있다. 상기 조건에서 아크릴 모노머의 순도가 증가할 수 있다.In one embodiment, the distillation may be carried out at a temperature of 85 to 100 °C. Under the above conditions, the acrylic monomer can be easily separated from water. The vaporized acrylic monomer can be obtained by cooling and liquefying it in a conventional manner. In one embodiment, the distillation may be carried out under reduced pressure conditions. Under the above conditions, the purity of the acrylic monomer may increase.

한 구체예에서 상기 아크릴 모노머는 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the acrylic monomer may include methyl methacrylate.

상기 도 1을 참조하면, 상기 아크릴 스크랩 재활용 방법은 상기 증류 단계(S30) 이후, (S40) 중합단계; 및 (S50) 성형단계;를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the acrylic scrap recycling method includes: after the distillation step (S30), (S40) a polymerization step; and (S50) forming step; may further include.

(S40) 중합단계 (S40) polymerization step

상기 아크릴 모노머, 물, 착색제 및 반응개시제를 포함하는 제1 조성물을 중합하여 중합물을 제조하는 단계이다.This is a step of preparing a polymer by polymerizing the first composition including the acrylic monomer, water, a colorant, and a reaction initiator.

한 구체예에서 상기 제1 조성물은 상기 아크릴 모노머 100 중량부, 물 10~200 중량부, 착색제 1~30 중량부 및 반응개시제 0.1~30 중량부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first composition may include 100 parts by weight of the acrylic monomer, 10 to 200 parts by weight of water, 1 to 30 parts by weight of a colorant, and 0.1 to 30 parts by weight of a reaction initiator.

상기 물은 상기 아크릴 모노머 100 중량부에 대하여 10~200 중량부 포함될 수 있다. 상기 조건에서 중합 반응이 용이하게 발생할 수 있다. 예를 들면, 상기 물은 순수를 사용할 수 있다.The water may be included in an amount of 10 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic monomer. The polymerization reaction can easily occur under the above conditions. For example, pure water may be used as the water.

상기 착색제는 상기 중합물의 황변 현상을 방지하기 위해 포함될 수 있다. 한 구체예에서 상기 착색제는 피코시아닌(phycocyanin)계 안료(ice colorant), 프탈로시아닌(phthalocyanine)계 안료, 아조계(azo) 안료, 안트라퀴논(anthraquinone)계 안료, 페릴렌(perylene)계 안료, 인디고(indigo)계 안료, 디옥사진(dioxazine)계 안료, 퀴나크리돈(quinacridone)계 안료, 이소인돌린(isoindolyline)계 안료, 이소인돌리논(isoindolinone)계 안료, 카본 블랙(carbon black) 안료, 체질 안료(Extender Pigment), 산화티탄계 안료, 산화철계 안료 및 스피넬(spinel) 안료 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The colorant may be included to prevent yellowing of the polymer. In one embodiment, the colorant is a phycocyanin-based pigment (ice colorant), a phthalocyanine-based pigment, an azo-based pigment, an anthraquinone-based pigment, a perylene-based pigment, Indigo pigment, dioxazine pigment, quinacridone pigment, isoindolyline pigment, isoindolinone pigment, carbon black pigment , may include at least one of an extender pigment, a titanium oxide-based pigment, an iron oxide-based pigment, and a spinel pigment.

상기 착색제는 상기 아크릴 모노머 100 중량부에 대하여 1~30 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 상기 중합물을 이용한 성형체 제조시, 황변 또는 변색을 용이하게 방지할 수 있다.The colorant may be included in an amount of 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic monomer. When included in the above range, yellowing or discoloration can be easily prevented when manufacturing a molded article using the polymer.

한 구체예에서 상기 반응개시제는 과황산암모늄(ammonium persulfate), 과황산칼륨(potassium persulfate), 차아황산나트륨(sodium hydrosulfite), 과황산나트륨(sodium persulfate) 및 황산수소나트륨(sodium hydrogen sulfate) 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 종류의 반응개시제를 포함시 중합이 용이하게 이루어져, 아크릴 성형체의 기계적 물성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the reaction initiator includes at least one of ammonium persulfate, potassium persulfate, sodium hydrosulfite, sodium persulfate and sodium hydrogen sulfate. can do. When the above type of reaction initiator is included, polymerization is facilitated, and the mechanical properties of the acrylic molded body may be excellent.

한 구체예에서 상기 반응개시제는 상기 아크릴 모노머 100 중량부에 대하여 0.1~30 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 중합이 용이하게 이루어질 수 있다.In one embodiment, the reaction initiator may be included in an amount of 0.1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic monomer. When included in the above range, polymerization can be easily accomplished.

한 구체예에서 상기 제1 조성물은 상기 아크릴 모노머 100 중량부에 대하여 첨가제 1~30 중량부를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the first composition may further include 1 to 30 parts by weight of an additive based on 100 parts by weight of the acrylic monomer.

한 구체예에서 상기 첨가제는 분산제, 사슬 이동제 및 안정제 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the additive may include at least one of a dispersant, a chain transfer agent, and a stabilizer.

한 구체예에서 상기 사슬 이동제는 머캅토 프로필 트리에톡시실란, γ-머캅토프로필, 트리메톡시 실란, 머캅토메틸 메틸 디메톡시실란 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the chain transfer agent may include at least one of mercaptopropyl triethoxysilane, γ-mercaptopropyl, trimethoxy silane, and mercaptomethyl methyl dimethoxysilane.

한 구체예에서 상기 분산제는 메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐피롤리돈 폴리아크릴 아미드, 폴리스티렌 술폰산염의 유기물, 인산 칼슘, 탄산칼슘, 글리세린 지방산 에스테르, 솔비탄 지방산 에스테르 및 프로필렌 글리콜 지방산 에스테르 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 분산제를 사용시 중합물의 분산성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the dispersing agent is methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone polyacrylamide, organic material of polystyrene sulfonate, calcium phosphate, carbonic acid It may include at least one of calcium, glycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, and propylene glycol fatty acid ester. When the dispersing agent is used, the dispersibility of the polymer may be excellent.

한 구체예에서 상기 안정제는 콜로이드 화합물 및 무기염 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 콜로이드 화합물은 젤라틴, 녹말, 카르복시 메틸 셀룰로오스 및 폴리비닐알코올 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 무기염은 황산바륨(BaSO4), 황산칼슘(CaSO4), 탄산마그네슘(MgCO3), 규조토 및 벤토나이트 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the stabilizer may include at least one of a colloidal compound and an inorganic salt. The colloidal compound may include at least one of gelatin, starch, carboxymethyl cellulose and polyvinyl alcohol. The inorganic salt may include at least one of barium sulfate (BaSO 4 ), calcium sulfate (CaSO 4 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ), diatomaceous earth, and bentonite.

한 구체예에서 상기 중합시 상기 제1 조성물을 반응기 내부에서 75~90℃에서 1차 중합하여 1차 생성물을 제조하고; 상기 1차 생성물을 95~110℃에서 2차 중합하여 2차 생성물을 제조하고; 상기 2차 생성물을 냉각하고; 그리고 상기 냉각된 2차 생성물을 탈수 및 건조하는 단계;를 포함하여 중합물을 제조할 수 있다.In one embodiment, during the polymerization, the first composition is first polymerized at 75-90° C. in a reactor to prepare a primary product; Secondary polymerization of the primary product at 95 ~ 110 ℃ to prepare a secondary product; cooling the secondary product; And a step of dehydrating and drying the cooled secondary product; including; a polymer can be prepared.

한 구체예에서 상기 1차 중합하기 이전에, 질소(N2) 퍼징을 통하여 상기 제1 조성물이 투입되는 반응기 내부의 산소를 제거하여 실시할 수 있다. 상기 조건에서 중합 진행시 부산물 생성을 최소화할 수 있다.In one embodiment, prior to the primary polymerization, nitrogen (N 2 ) It may be carried out by removing oxygen in the reactor to which the first composition is introduced through purging. In the case of polymerization under the above conditions, the generation of by-products can be minimized.

한 구체예에서 상기 1차 중합은 75~90℃에서 1~10 시간 동안 실시할 수 있다. 상기 조건에서 1차 중합시 1차 생성물의 기계적 물성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the primary polymerization may be carried out at 75-90° C. for 1 to 10 hours. In the case of primary polymerization under the above conditions, mechanical properties of the primary product may be excellent.

한 구체예에서 상기 2차 중합은 95~110℃에서 10분 내지 3시간 동안 실시할 수 있다. 상기 조건에서 2차 중합시 2차 생성물의 기계적 물성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the secondary polymerization may be carried out at 95 ~ 110 ℃ for 10 minutes to 3 hours. In the case of secondary polymerization under the above conditions, mechanical properties of the secondary product may be excellent.

한 구체예에서 상기 탈수시 상기 2차 생성물의 함수량을 7 중량%까지 조절할 수 있다. 상기 조건에서 상기 중합물의 성형시 성형성이 우수할 수 있다. 예를 들면 탈수시 상기 2차 생성물의 함수량은 7~10 중량% 일 수 있다.In one embodiment, during the dehydration, the water content of the secondary product may be adjusted to 7% by weight. When molding the polymer under the above conditions, the moldability may be excellent. For example, the water content of the secondary product during dehydration may be 7 to 10% by weight.

한 구체예에서 상기 건조는 유동층 건조기를 이용하여 실시할 수 있다. 한 구체예에서 상기 건조는 상기 2차 생성물의 함수량을 0.5 중량%까지 조절할 수 있다. 상기 조건에서 상기 중합물의 성형시 성형성이 용이할 수 있다. 예를 들면 상기 건조시 생성된 중합물의 함수량은 0.5~1.5 중량%일 수 있다.In one embodiment, the drying may be performed using a fluidized bed dryer. In one embodiment, the drying may control the water content of the secondary product to 0.5% by weight. Formability may be easy when molding the polymer under the above conditions. For example, the water content of the polymer produced during drying may be 0.5 to 1.5 wt%.

한 구체예에서 상기 중합물은 비드(bead) 형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 중합물은 1톤 단위로 폴리염화비닐(PVC) 백에 포장되어 판매될 수 있다.In one embodiment, the polymer may be in the form of a bead, but is not limited thereto. For example, the polymer may be packaged and sold in a polyvinyl chloride (PVC) bag in units of 1 ton.

본 발명의 한 구체예에서, 상기 제1 조성물의 중합 과정에서 생성되는 폐수는, 필터를 거쳐 여과되어 상기 제1 조성물의 물(순수) 대신 사용할 수 있다. 상기와 같이 물을 재활용하여 사용시 폐수 방출을 방지하여 친환경성이 우수할 수 있다.In one embodiment of the present invention, wastewater generated in the polymerization process of the first composition may be filtered through a filter and used instead of water (pure water) of the first composition. As described above, by recycling water to prevent the discharge of wastewater when used, it can be excellent in eco-friendliness.

(S50) 성형단계(S50) forming step

상기 단계는 상기 중합물을 성형하여 성형체를 제조하는 단계이다. 예를 들면 상기 성형은, 상기 중합물을 압출기에 투입하여 압출 후 수냉 커팅 등의 방법으로 펠렛화하고, 상기 펠렛화된 중합물을 사출 등의 방법으로 소정의 형태의 성형체를 제조할 수 있다.The step is a step of preparing a molded article by molding the polymer. For example, in the molding, the polymer is put into an extruder, and after extrusion, it is pelletized by a method such as water cooling cutting, and the pelletized polymer is injected into a molded body of a predetermined shape by a method such as injection.

종래 아크릴 모노머를 이용한 아크릴(PMMA) 성형체 제조 공정(노멀 캐스팅)은, 아크릴계 모노머를 1차 중합하여 중합물을 제조하고, 유리 재질의 성형틀에 상기 중합물을 주입 후 물을 이용하여 수직 방향으로 경화하고 건조 및 마스킹 하여 제조하였다. 그러나, 상기와 같은 수작업은 15인 이상의 인력이 투입되어 월130~150톤을 생산하는 것에 불과하여 생산량이 낮고 인건비가 높아 생산에 어려움이 있었으며, 물을 이용하여 경화하는 경우 두께 품질이 불량하여 품질이 저하되는 문제가 있었다.In the conventional acrylic (PMMA) molded body manufacturing process (normal casting) using an acrylic monomer, a polymer is prepared by primary polymerization of an acrylic monomer, and the polymer is injected into a mold made of glass and then cured in the vertical direction using water. It was prepared by drying and masking. However, the manual work as described above requires more than 15 people to produce 130-150 tons per month, so production is low and labor costs are high, making it difficult to produce. There was a problem with this degradation.

반면, 본 발명의 아크릴 스크랩 재활용 방법에 따라 아크릴 성형체를 제조시 순도가 높으며, 기계적 물성이 우수하고, 황변 및 색상 변화를 방지할 수 있으며 공정 자동화로 인해 생산성 및 경제성이 우수하고, 폐기물로 인한 환경오염을 방지하여 친환경성이 우수할 수 있다.On the other hand, according to the acrylic scrap recycling method of the present invention, when manufacturing an acrylic molded body, the purity is high, mechanical properties are excellent, yellowing and color change can be prevented, productivity and economy are excellent due to process automation, and the environment caused by waste By preventing pollution, it can be excellent in eco-friendliness.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments of the present invention. However, this is presented as a preferred example of the present invention and cannot be construed as limiting the present invention in any sense. Content not described here will be omitted because it can be technically inferred sufficiently by a person skilled in the art.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

실시예Example

(1) 아크릴 모노머 제조: 도 2(a)와 같은 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하는 아크릴계 스크랩을 회수하여, 1mm의 크기로 분쇄하여 분쇄물을 제조하였다. 도 2(b)와 같이 분쇄물을 용해로에 투입하고, 850~1100℃의 온도에서 8시간 동안 열분해하여 기화 분리물을 분리하였다. 상기 기화 분리물은 상기 용해로의 일 측에 구비된 배관을 통해 회수하였으며, 상기 기화 분해물을 액화하여 분해액을 제조하였다. 그 다음에, 도 2(c)와 같이 상기 분해액을 감압 증류하여 약 2kg의 아크릴 모노머를 수득하였다.(1) Preparation of acrylic monomer: As shown in FIG. 2(a), acrylic scrap including polymethyl methacrylate was recovered and pulverized to a size of 1 mm to prepare a pulverized product. As shown in FIG. 2(b), the pulverized product was put into a melting furnace, and the vaporized separated product was separated by thermal decomposition at a temperature of 850 to 1100° C. for 8 hours. The vaporized separation product was recovered through a pipe provided on one side of the melting furnace, and the vaporized decomposition product was liquefied to prepare a decomposition solution. Then, as shown in FIG. 2(c), the decomposition solution was distilled under reduced pressure to obtain about 2 kg of an acrylic monomer.

(2) 성형체 제조: 상기 아크릴 모노머 100 중량부, 물(순수) 50~200 중량부, 착색제 1~5 중량부 및 반응개시제 0.5~5 중량부를 포함하는 제1 조성물을 준비하였다. 도 3(a)와 같은 스테인레스 재질의 반응기에 질소(N2) 퍼징을 통하여 상기 제1 조성물이 투입되는 반응기 내부의 산소를 제거하고 예열한 다음, 상기 제1 조성물을 투입하고 82~83℃에서 3시간 동안 반응하여 1차 중합하여 1차 생성물을 제조하고, 상기 1차 생성물을 105℃에서 30분 동안 2차 중합하여 2차 생성물을 제조하였다. 그 다음에 상기 2차 생성물을 탈수 라인으로 이송하여 함수율 7 중량%로 탈수한 다음, 도 3(b)와 같이 건조 라인으로 이송하고 건조하여 함수율 0.5 중량% 이하로 탈수하여, 도 3(c)와 같은 비드(bead) 형태의 중합물을 제조하였다. 그 다음에 상기 중합물을 이축 압출기에 넣고 압출한 다음, 수냉 커팅하여 펠렛화 하고, 이를 사출 성형하여 시트(sheet) 형태의 아크릴 성형체를 제조하였다.(2) Preparation of molded article: A first composition comprising 100 parts by weight of the acrylic monomer, 50 to 200 parts by weight of water (pure water), 1 to 5 parts by weight of a colorant, and 0.5 to 5 parts by weight of a reaction initiator was prepared. In a stainless steel reactor as shown in Fig. 3(a), nitrogen (N 2 ) is purged to remove oxygen inside the reactor to which the first composition is introduced and preheated, and then the first composition is added and at 82 to 83 ° C. Reacted for 3 hours to prepare a primary product by primary polymerization, and secondary polymerization of the primary product at 105° C. for 30 minutes to prepare a secondary product. Then, the secondary product is transferred to a dehydration line and dehydrated to a moisture content of 7% by weight, and then transferred to a drying line as shown in FIG. 3(b) and dried to a moisture content of 0.5% by weight or less, FIG. 3(c) Polymers in the form of beads were prepared, such as Then, the polymer was put into a twin-screw extruder and extruded, and then cut into pellets by water cooling, and then injection molded to prepare an acrylic molded body in the form of a sheet.

상기 제1 조성물의 중합 과정에서 생성되는 폐수는, 필터를 거쳐 여과되어 상기 제1 조성물의 물(순수) 대신 사용하였다.Wastewater generated in the polymerization process of the first composition was filtered through a filter and used instead of water (pure water) of the first composition.

비교예 comparative example

상기 아크릴계 스크랩을 700℃의 온도에서 8시간 동안 열분해 한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한 방법으로 아크릴 성형체를 제조하였다.An acrylic molded body was manufactured in the same manner as in the above example, except that the acrylic scrap was pyrolyzed at a temperature of 700° C. for 8 hours.

상기 실시예 및 비교예 아크릴 성형체에 대하여, 하기와 같은 방법으로 물성을 평가하였다.The physical properties of the acrylic molded articles of Examples and Comparative Examples were evaluated in the following manner.

(1) 성형체 외관 평가(1) Appearance evaluation of molded body

실시예 및 비교예 성형체의 외관을 육안으로 관찰하여 황변 및 변색 발생 유무를 평가하여 하기와 같은 기준으로 판정하였다. (◎: 황변 및 변색이 발생하지 않음, △: 황색 또는 변색이 약간 발생, X: 황변 또는 변색이 매우 심하게 발생).Examples and Comparative Examples The appearance of the molded article was visually observed to evaluate whether yellowing and discoloration occurred, and it was determined according to the following criteria. (double-circle: yellowing or discoloration did not occur, △: yellowing or discoloration slightly occurred, X: yellowing or discoloration occurred very severely).

Figure 112020071711160-pat00001
Figure 112020071711160-pat00001

상기 표 1의 결과를 참조하면, 실시예를 통해 제조된 아크릴 성형체의 경우, 황변 등의 변색이 발생하지 않았다. 그러나, 본 발명의 열분해 온도를 벗어난 비교예 아크릴 성형체의 경우, 황변이 발생하여 외관 품질이 저하되는 것을 알 수 있었다.Referring to the results of Table 1, in the case of the acrylic molded article prepared in Examples, discoloration such as yellowing did not occur. However, in the case of the acrylic molded article of Comparative Example outside the thermal decomposition temperature of the present invention, it was found that yellowing occurred and the appearance quality was deteriorated.

이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Up to now, the present invention has been looked at focusing on examples. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in modified forms without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

Claims (5)

아크릴계 스크랩을 800℃ 이상에서 열분해하여 기화 분해물을 분리하는 단계;
상기 기화 분해물을 액화하여 분해액을 제조하는 단계;
상기 분해액을 증류하여 아크릴 모노머를 수득하는 단계;
상기 아크릴 모노머, 물, 착색제 및 반응개시제를 포함하는 제1 조성물을 중합하여 중합물을 제조하는 단계; 및
상기 중합물을 성형하여 성형체를 제조하는 단계;를 포함하는 아크릴 스크랩 재활용 방법이며,
상기 중합은, 상기 제1 조성물을 반응기 내부에서 75~90℃에서 1차 중합하여 1차 생성물을 제조하고; 상기 1차 생성물을 95~110℃에서 2차 중합하여 2차 생성물을 제조하고; 상기 2차 생성물을 냉각하고; 그리고 상기 냉각된 2차 생성물을 탈수 및 건조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아크릴 스크랩 재활용 방법.
Separating the vaporized decomposition product by thermally decomposing the acrylic scrap at 800° C. or higher;
preparing a decomposition solution by liquefying the vaporized decomposition product;
distilling the decomposition solution to obtain an acrylic monomer;
preparing a polymer by polymerizing a first composition including the acrylic monomer, water, a colorant, and a reaction initiator; and
It is an acrylic scrap recycling method comprising; manufacturing the molded body by molding the polymer;
The polymerization is, to prepare a primary product by primary polymerization of the first composition at 75 ~ 90 ℃ inside the reactor; Secondary polymerization of the primary product at 95 ~ 110 ℃ to prepare a secondary product; cooling the secondary product; and dehydrating and drying the cooled secondary product.
제1항에 있어서, 상기 열분해는 800~1100℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 아크릴 스크랩 재활용 방법.
The method of claim 1, wherein the pyrolysis is performed at 800 to 1100°C.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제1 조성물은 상기 아크릴 모노머 100 중량부, 물 10~200 중량부, 착색제 1~30 중량부 및 반응개시제 0.1~30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크릴 스크랩 재활용 방법.

The method of claim 1, wherein the first composition comprises 100 parts by weight of the acrylic monomer, 10 to 200 parts by weight of water, 1 to 30 parts by weight of a colorant, and 0.1 to 30 parts by weight of a reaction initiator.

삭제delete
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