KR102425240B1 - Eco-friendly Recycling Method of Waste Polystyrene - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐 폴리스티렌의 재생 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 친환경 용제 및 물을 사용하여 폐 폴리스티렌을 용해 및 침전시킨 후 추가 발포제의 사용 없이 발포를 수행함으로써, 환경오염을 방지하는 동시에 폴리스티렌 자체의 물성을 변화시키지 않고, 고품질의 폴리스티렌으로 재생시킬 수 있으며, 용제의 회수율이 높아서 산업적으로 유용하게 폐 폴리스티렌을 처리하고, 폴리스티렌을 재생시킬 수 있는 폐 폴리스티렌의 재생 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a recycling method of waste polystyrene, and more particularly, by dissolving and precipitating waste polystyrene using an eco-friendly solvent and water, and then performing foaming without the use of an additional blowing agent, thereby preventing environmental pollution and reducing polystyrene itself. The present invention relates to a method for recycling waste polystyrene that can be recycled into high-quality polystyrene without changing physical properties, and can be industrially usefully treated and regenerated polystyrene because of a high solvent recovery rate.
Description
본 발명은 친환경적인 폐 폴리스티렌의 재생 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 친환경 용제 및 물을 사용하여 폐 폴리스티렌을 재생함으로써, 환경오염과 화재의 발생을 방지하는 동시에 폴리스티렌 자체의 물성을 변화시키지 않고, 고품질의 폴리스티렌으로 재생시킬 수 있는 폐 폴리스티렌의 재생 방법 또는 공정에 관한 것이다.The present invention relates to an eco-friendly recycling method of waste polystyrene, and more particularly, by recycling waste polystyrene using an eco-friendly solvent and water, while preventing environmental pollution and fire, and without changing the physical properties of polystyrene itself, It relates to a method or process for recycling waste polystyrene that can be recycled into high-quality polystyrene.
폴리스티렌(polystyrene)은 벤젠과에틸렌으로부터 에틸벤젠을 합성하고, 탈수소한 것을 중합하여 만들어진 고분자 화합물로서, 양호한 유동성과 우수한 기계적 강도 및 우수한 내열성을 가지고 있어 가공이 용이하고 작업성이 우수한 장점이 있어 컵라면 용기부터 시작해서, 가전제품의 외장 등 다양한 용도로 사용된다. 또한 이를 발포하여 발포 폴리스티렌으로도 많이 사용되는데, 이는 폴리스티렌 수지에 펜테인이나 뷰테인과 같은 탄화수소가스를 주입하고, 이를 증기로 부풀린 발포성 플라스틱 제품으로서, 제조사의 상품명인 '스티로폼(styrofoam)'이나 '스티로폴(Styropor)'로 더 잘 알려져 있으며, 각 산업분야에서 포장재나 단열재, 완충재, 방음재 등으로 광범위하게 사용되고 있다.Polystyrene is a high molecular compound made by synthesizing ethylbenzene from benzene and ethylene and polymerizing dehydrogenation. It is used for various purposes, from containers to exteriors of home appliances. It is also widely used as expanded polystyrene by foaming it, which is a foamable plastic product in which hydrocarbon gas such as pentane or butane is injected into polystyrene resin and inflated with steam. Better known as 'Styropor', it is widely used as a packaging material, insulation material, cushioning material, and soundproofing material in each industrial field.
최근 산업이 발달하면서 이러한 폴리스티렌 수지는 우리나라에서만 연간 수천톤 이상의 폐 폴리스티렌이 발생하고 있으며, 이들 중 절반가량은 재활용되지만, 나머지 절반가량은 매립 또는 소각 처리되고 있어서 여러 가지 환경 문제를 야기하고 있는 실정이다.With the recent development of industry, more than several thousand tons of waste polystyrene is generated annually in Korea alone, and about half of these are recycled, but the other half is landfilled or incinerated, causing various environmental problems. .
따라서 폐 폴리스티렌의 재활용률을 높이려는 노력이 다방면으로 시도되고 있으나, 아직 회수율이 높지 않은 실정이다. 특히, 폐 발포 폴리스티렌은 부피가 매우 커서 이를 수거 및 운송하는데 많은 비용이 소요되는 어려움이 있기 때문에 우선 폐 발포 폴리스티렌의 용적을 줄이고 재활용 효율을 향상시키기 위한 감용화(減容化; volume reduction) 기술이 다양하게 개발되고 있다.Therefore, efforts to increase the recycling rate of waste polystyrene have been attempted in various ways, but the recovery rate is not yet high. In particular, since waste expanded polystyrene has a very large volume and it is difficult to collect and transport it, it is difficult to reduce the volume of waste expanded polystyrene and improve recycling efficiency. are being developed in various ways.
대표적인 감용화 방법으로는 화학약품을 용제로 이용하여 폐 발포 폴리스티렌을 용융시키는 방법과, 폐 발포 폴리스티렌에 열을 가하여 압출에 의해 물리적으로 용적을 축소시키는 감용방법이 사용되고 있다.As a typical solution reduction method, a method of melting waste expanded polystyrene using a chemical as a solvent, and a method of reducing the volume physically by extrusion by applying heat to the waste expanded polystyrene are used.
일 예로, 한국공개특허 제2000-59032호에는 폐 발포 폴리스티렌을 가열 용융시켜 그 용적을 줄이는 감용방법에 개시된 바 있다. 이러한 감용방법은 가열에 의한 가스의 발생으로 악취가 심하고, 가열시 발생되는 유독성 가스에 의해 대기를 오염시키며, 용융열을 지속적으로 가열하고 압출하는 것으로 지속적인 가열에 의한 에너지 사용에 따른 비용이 증대하며, 열에 의해 감용되는 수지의 물성이 저하되고, 폐 발포 폴리스티렌에 부착된 이물질의 제거가 용이하지 않아 건축용 폐자재나 어촌의 부자와 같이, 이물질이 고착화된 상태의 폐 폴리스티렌을 사용하지 못하는 문제점이 있었다.As an example, Korean Patent Application Laid-Open No. 2000-59032 discloses a method for reducing the volume of waste expanded polystyrene by heating and melting it. This reduction method produces a strong odor due to the generation of gas by heating, pollutes the atmosphere by toxic gas generated during heating, and continuously heats and extrudes the heat of fusion, increasing the cost of energy use by continuous heating. , the physical properties of the resin reduced by heat deteriorated, and it was not easy to remove foreign substances attached to the waste expanded polystyrene, so there was a problem in that it was impossible to use waste polystyrene in a state in which foreign substances were fixed, such as waste materials for construction or rich people in fishing villages. .
또한, 한국등록실용신안 제20-21594호에서는 기계적인 수단으로 폐 발포 폴리스티렌을 압착하여 감용하는 방법이 개시된바 있으나, 이 방법은 발포 폴리스티렌 재료의 강고한 특성으로 인하여 감용 효율이 낮고, 많은 에너지가 소모되는 문제점이 있었다.In addition, Korea Utility Model Registration No. 20-21594 discloses a method of compressing and reducing waste expanded polystyrene by mechanical means, but this method has low reduction efficiency due to the strong characteristics of expanded polystyrene material and consumes a lot of energy. There was a problem with consumption.
그리고, 화학약품인 용제를 이용한 감용방법은 폐 발포 폴리스티렌을 용융하도록 톨루엔, 아세톤, 염화메틸과 같은 용액을 사용하여 액상화시키고, 상기 액상화된 물질을 메탄올 등과 같은 알코올을 사용하여 침전시키는 것으로, 가열 방법에 비해 유독성 가스가 발생되는 것은 방지되지만, 용제 및 침전제 자체가 유해물질이며, 석유제 용액의 가연성으로 인해 화재가 발생될 위험이 높을 뿐만 아니라, 용제의 증발에 의한 환경오염이나 용제의 손실, 감용 후에 용제의 추출에 따른 폐 발포 폴리스티렌의 물성이 변화하여 재활용에 따른 사용범위가 축소되는 문제점이 있었다.And, the method for reducing the volume using a solvent, which is a chemical, is to liquefy the waste expanded polystyrene using a solution such as toluene, acetone, or methyl chloride to melt, and to precipitate the liquefied material using alcohol such as methanol, heating method Although the generation of toxic gas is prevented, the solvent and precipitant itself are harmful substances, and the risk of fire is high due to the flammability of petroleum solutions, as well as environmental pollution due to evaporation of solvents, loss of solvents, and reduction of use Later, there was a problem in that the physical properties of the waste expanded polystyrene were changed due to the extraction of the solvent, so that the range of use according to recycling was reduced.
이에, 한국공개특허 제2003-0032486호에는 석유계 용액에 증류수를 혼합하여 화재에 위험성을 감소하였으나, 유해물질인 용제를 사용함에 따라 용제의 유해성과 추출에 의한 물성변화에 따라 재사용에 제약이 발생하는 문제점이 있었다.Accordingly, in Korean Patent Laid-Open No. 2003-0032486, distilled water was mixed with a petroleum solution to reduce the risk of fire, but the use of a solvent, which is a toxic substance, limits reuse due to the toxicity of the solvent and changes in physical properties by extraction. there was a problem with
본 발명의 주된 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 작업장에서 유해한 가스 등의 발생을 원천적으로 차단할 수 있으며, 화재의 발생을 방지하는 동시에 폴리스티렌 자체의 물성을 변화시키지 않고, 고품질의 폴리스티렌으로 재생시킬 수 있으며, 용제 및 침전제의 회수율이 높아서 산업적으로 유용하게 폐 폴리스티렌을 처리하고, 폴리스티렌을 폼 형상으로 재생시킬 수 있는 폐 폴리스티렌의 재생 방법을 제공하는데 있다.The main object of the present invention is to solve the above problems, and it is possible to fundamentally block the generation of harmful gases, etc. in the workplace, and at the same time prevent the occurrence of a fire and at the same time do not change the physical properties of polystyrene itself, and regenerate it into high-quality polystyrene An object of the present invention is to provide a recycling method of waste polystyrene that can be industrially usefully treated with a high recovery rate of a solvent and a precipitant, and can regenerate polystyrene into a foam shape.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예는, (a) 폐 폴리스티렌에 메틸테트라하이드로퓨란을 첨가시켜 폴리스티렌이 용해된 혼합물을 수득하는 단계; (b) 상기 폴리스티렌이 용해된 혼합물에 물을 첨가하여 폴리스티렌이 침전된 침전물을 수득하는 단계; 및 (c) 상기 침전물을 여과시켜 폴리스티렌을 혼합물로부터 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 폴리스티렌의 재생 방법을 제공한다. In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention comprises the steps of: (a) adding methyltetrahydrofuran to waste polystyrene to obtain a mixture in which polystyrene is dissolved; (b) adding water to the polystyrene-dissolved mixture to obtain a polystyrene-precipitated precipitate; and (c) separating the polystyrene from the mixture by filtering the precipitate.
상기 (b) 단계에서 폐 폴리스티렌과 메틸테트라하이드로퓨란 및 물의 질량의 전체 합에서 폐 폴리스티렌 : 메틸테트라하이드로퓨란 : 물의 질량비는 5 wt% ~ 20wt% : 5 wt% ~ 30 wt% : 50 wt% ~ 90wt%이며, 폐 폴리스티렌의 함량이 5 wt% 이상 7 wt% 미만 구간에서는 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.05 ~ 0.30이고, 폐 폴리스티렌의 함량이 7wt% 초과 10wt% 이하 구간에서는 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.10 ~ 0.32이며, 폐 폴리스티렌의 함량이 10 wt% 초과 15 wt% 이하 구간에서는 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.15 ~ 0.44이고, 폐 폴리스티렌의 함량이 15 wt% 초과 20 wt% 이하 구간에서는 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.26 ~ 0.50의 범위임을 특징으로 할 수 있다.The mass ratio of waste polystyrene: methyltetrahydrofuran: water in the total sum of the masses of waste polystyrene, methyltetrahydrofuran and water in step (b) is 5 wt% to 20 wt%: 5 wt% to 30 wt%: 50 wt% to 90wt%, in the section where the content of waste polystyrene is 5 wt% or more and less than 7 wt%, the mass ratio of methyltetrahydrofuran/water is 0.05 to 0.30, and in the section where the content of waste polystyrene exceeds 7wt% and less than 10wt%, methyltetrahydrofuran/ The mass ratio of water is 0.10 to 0.32, and in the section where the content of waste polystyrene exceeds 10 wt% and less than 15 wt%, the mass ratio of methyltetrahydrofuran/water is 0.15 to 0.44, and the content of waste polystyrene exceeds 15 wt% and less than 20 wt% in the section It can be characterized in that the mass ratio of methyltetrahydrofuran/water is in the range of 0.26 to 0.50.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 폐 폴리스티렌의 재생 방법은 (c) 단계 이후에 (c) 단계에서 폴리스티렌이 분리된 여과액을 증류시켜 메틸테트라하이드로퓨란 및 물을 각각 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 증류는 50 ℃ ~ 80 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the method for recycling waste polystyrene further comprises recovering methyltetrahydrofuran and water by distilling the filtrate from which polystyrene is separated in step (c) after step (c), respectively. It may be characterized in that, the distillation may be characterized in that it is carried out at 50 ℃ ~ 80 ℃.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 폐 폴리스티렌의 재생 방법은 (c) 단계에서 분리된 폴리스티렌 침전물을 진공 발포시켜 폴리스티렌을 수득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 진공 발포는 0.0 MPa ~ 0.1 MPa 압력하에서 80 ℃ ~ 120 ℃로 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the method for recycling waste polystyrene may further include vacuum foaming the polystyrene precipitate separated in step (c) to obtain polystyrene, wherein the vacuum foaming is 0.0 It may be characterized in that it is carried out at 80 ℃ ~ 120 ℃ under a pressure of MPa ~ 0.1 MPa.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 (a) 단계 및 (b) 단계는 상온 상압하에서 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the steps (a) and (b) may be characterized in that they are performed at room temperature and under normal pressure.
본 발명의 다른 구현예는, (ⅰ) 폐 폴리스티렌에 테트라하이드로퓨란, 메틸테트라하이드로퓨란 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 용제를 첨가시켜 폴리스티렌이 용해된 혼합물을 수득하는 단계; (ⅱ) 상기 폴리스티렌이 용해된 혼합물에 물을 첨가하여 폴리스티렌이 침전된 침전물을 수득하는 단계; (ⅲ) 상기 침전물을 여과시켜 폴리스티렌을 혼합물로부터 분리하는 단계; 및 (ⅳ) 상기 (ⅲ) 단계에서 분리된 폴리스티렌 침전물을 진공 발포시켜 폴리스티렌을 수득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 폴리스티렌의 재생 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention, (i) adding a solvent selected from the group consisting of tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran and mixtures thereof to waste polystyrene to obtain a polystyrene dissolved mixture; (ii) adding water to the polystyrene-dissolved mixture to obtain a polystyrene-precipitated precipitate; (iii) filtering the precipitate to separate polystyrene from the mixture; and (iv) vacuum foaming the polystyrene precipitate separated in step (iii) to obtain polystyrene.
본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 상기 용제는 테트라하이드로퓨란이고, 상기 (ⅱ) 단계에서 폐 폴리스티렌과 테트라하이드로퓨란 및 물의 질량의 전체 합에서 폐 폴리스티렌 : 테트라하이드로퓨란 : 물의 질량비는 5 ~ 30wt% : 5 ~ 40 wt% : 35 ~ 90wt% 이며, 폐 폴리스티렌의 비율이 5wt% 이상 7wt% 이하 구간에서의 테트라하이드로퓨란/물의 질량비는 0.05 ~ 0.33이고, 7wt% 초과 10wt% 이하 구간에서는 0.10 ~ 0.55이며, 10wt% 초과 15wt% 이하 구간에서는 0.15 ~ 0.78이고, 15wt% 초과 20wt% 이하 구간에서는 0.26 ~ 1.0이며, 20wt% 초과 25wt% 이하 구간에서는 0.45 ~ 1.05이고, 25wt% 초과 30wt% 이하 구간에서는 0.70 ~ 1.25의 범위일 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the solvent is tetrahydrofuran, and the mass ratio of waste polystyrene: tetrahydrofuran: water in the total sum of the masses of waste polystyrene, tetrahydrofuran, and water in step (ii) is 5 to 30 wt% : 5 to 40 wt%: 35 to 90 wt%, and the mass ratio of tetrahydrofuran/water in the section where the ratio of waste polystyrene is 5 wt% or more and 7 wt% or less is 0.05 to 0.33, and 0.10 to 0.55 in the section exceeding 7 wt% and less than 10 wt% is 0.15 to 0.78 in the section exceeding 10 wt% and less than or equal to 15 wt%, 0.26 to 1.0 in the section exceeding 15 wt% and less than or equal to 20 wt%, and 0.45 to 1.05 in the section exceeding 20 wt% and less than or equal to 25 wt%, and 0.70 in the section exceeding 25 wt% and less than or equal to 30 wt% It may be in the range of ~ 1.25.
본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 상기 용제는 메틸테트라하이드로퓨란이고, 상기 (ⅱ) 단계에서 폐 폴리스티렌과 메틸테트라하이드로퓨란 및 물의 질량의 전체 합에서 폐 폴리스티렌 : 메틸테트라하이드로퓨란 : 물의 질량비는 5 ~ 20wt% : 5 ~ 30 wt% : 50 ~ 90wt% 이며, 폐 폴리스티렌의 함량이 5 wt% 이상 7 wt% 미만 구간에서는 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.05 ~ 0.30이고, 폐 폴리스티렌의 함량이 7 wt% 초과 10 wt% 이하 구간에서는 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.10 ~ 0.32이며, 폐 폴리스티렌의 함량이 10 wt% 초과 15 wt% 이하 구간에서는 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.15 ~ 0.44이고, 폐 폴리스티렌의 함량이 15 wt% 초과 20 wt% 이하 구간에서는 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.26 ~ 0.50인 것을 특징으로 할 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the solvent is methyltetrahydrofuran, and the mass ratio of waste polystyrene: methyltetrahydrofuran: water in the total sum of the masses of waste polystyrene, methyltetrahydrofuran and water in step (ii) is 5 ~ 20 wt%: 5 ~ 30 wt%: 50 ~ 90 wt%, in the section where the content of waste polystyrene is 5 wt% or more and less than 7 wt%, the mass ratio of methyltetrahydrofuran/water is 0.05 to 0.30, and the content of waste polystyrene is 7 The mass ratio of methyltetrahydrofuran/water is 0.10 to 0.32 in the section exceeding 10 wt% and less than 10 wt%, and the mass ratio of methyltetrahydrofuran/water is 0.15 to 0.44 in the section in which the content of waste polystyrene exceeds 10 wt% and less than or equal to 15 wt%, In the section where the content of waste polystyrene exceeds 15 wt% and less than 20 wt%, it may be characterized in that the mass ratio of methyltetrahydrofuran/water is 0.26 to 0.50.
본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 상기 (ⅳ) 단계의 진공 발포는 0.0 MPa ~ 0.1 MPa 압력하에서 80 ℃ ~ 120 ℃로 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the vacuum foaming of step (iv) may be characterized in that it is performed at 80 °C to 120 °C under a pressure of 0.0 MPa to 0.1 MPa.
본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 상기 폐 폴리스티렌의 재생 방법은 (ⅲ) 단계 이후에 (ⅲ) 단계에서 폴리스티렌이 분리된 여과액을 증류시켜 용제 및 물을 각각 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 증류는 50 ℃ ~ 80 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the method for recycling waste polystyrene further comprises recovering a solvent and water by distilling the filtrate from which polystyrene is separated in step (iii) after step (iii), respectively. It can be, and the distillation may be characterized in that it is carried out at 50 ℃ ~ 80 ℃.
본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 상기 (ⅰ), (ⅱ) 단계는 상온 상압하에서 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the steps (i) and (ii) may be characterized in that they are performed at room temperature and under normal pressure.
본 발명에 따르면, 친환경 용제 및 물을 사용하여 폐 폴리스티렌을 재생시킴으로써, 독성 유기용제의 사용에 의한 환경오염을 방지하는 동시에 폴리스티렌 자체의 물성을 변화시키지 않고, 고품질의 폴리스티렌으로 재생시킬 수 있으며, 용제 및 물의 회수율이 높아서 산업적으로 유용하게 폐 폴리스티렌을 처리하고, 폴리스티렌을 폼(foam) 형상으로 재생시킬 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, by regenerating waste polystyrene using an eco-friendly solvent and water, it is possible to prevent environmental pollution caused by the use of toxic organic solvents, and at the same time, without changing the physical properties of polystyrene itself, it can be regenerated into high-quality polystyrene, solvent And since the recovery rate of water is high, there is an effect of industrially usefully treating waste polystyrene, and regenerating polystyrene into a foam shape.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 폴리스티렌의 재생 방법을 나타내는 개략적인 공정도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐 폴리스티렌의 재생 방법을 나타내는 개략적인 공정도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에서 수득된 침전물을 촬영한 사진으로, (a)는 비교예 5의 침전물이고, (b)는 실시예 4의 침전물이며, (c)는 실시예 1의 침전물이고, (d)는 실시예 5의 침전물이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 재생된 폴리스티렌의 GPC 측정 결과 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에서 재생된 폴리스티렌의 열 중량분석 결과그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에서 재생된 폴리스티렌의 발포 압력에 따른 부피 팽창율 결과 그래프이다. 1 is a schematic process diagram showing a method for recycling waste polystyrene according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic process diagram showing a recycling method of waste polystyrene according to another embodiment of the present invention.
3 is a photograph taken of the precipitates obtained in Examples and Comparative Examples of the present invention, (a) is the precipitate of Comparative Example 5, (b) is the precipitate of Example 4, (c) is Example 1 of the precipitate, and (d) is the precipitate of Example 5.
4 is a graph of the GPC measurement result of polystyrene regenerated in an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the results of thermogravimetric analysis of polystyrene regenerated in Example 1 of the present invention.
6 is a graph showing the result of the volume expansion rate according to the foaming pressure of the polystyrene regenerated in Example 1 of the present invention.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is those well known and commonly used in the art.
본원 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
본 명세서에 기재된 '폐 폴리스티렌'은 각종 산업분야에서 사용된 후의 폐기된 모든 폴리스티렌을 포함하는 의미로, 이들의 형상, 용도 등에 상관 없이 적용될 수 있다.As used herein, 'waste polystyrene' includes all polystyrene discarded after being used in various industrial fields, and may be applied regardless of their shape, use, and the like.
본 명세서에 기재된 '상온'은 평상의 대기 중의 온도로 20 ± 10 ℃일 수 있고, '상압'은 평상의 대기 중의 압력을 의미한다.As used herein, 'room temperature' is the normal atmospheric temperature and may be 20 ± 10 °C, and 'normal pressure' means normal atmospheric pressure.
본 명세서에 기재된 "구비한다", "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 수치, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재함을 지칭하는 것이고, 언급되지 않은 다른 특징, 수치, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재하거나 부가될 수 있는 가능성을 배제하지 않는다.As used herein, terms such as “comprises”, “comprises” or “has” refer to the presence of, and refer to, a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification. It does not exclude the possibility that other features, figures, steps, acts, components, parts, or combinations thereof may exist or may be added, unless otherwise noted.
본 발명은 일 관점에서, (a) 폐 폴리스티렌에 메틸테트라하이드로퓨란을 첨가시켜 폴리스티렌이 용해된 혼합물을 수득하는 단계; (b) 상기 폴리스티렌이 용해된 혼합물에 물을 첨가하여 폴리스티렌이 침전된 침전물을 수득하는 단계; 및 (c) 상기 침전물을 여과시켜 폴리스티렌을 혼합물로부터 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 폴리스티렌의 재생 방법에 관한 것이다.In one aspect, the present invention comprises the steps of: (a) adding methyltetrahydrofuran to waste polystyrene to obtain a mixture in which polystyrene is dissolved; (b) adding water to the polystyrene-dissolved mixture to obtain a polystyrene-precipitated precipitate; and (c) separating the polystyrene from the mixture by filtering the precipitate.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 폴리스티렌의 재생 방법은 바이오매스 유래 친환경 용제인 메틸테트라하이드로퓨란을 사용하여 폐 폴리스티렌을 용해시키고, 이후 침전시 물을 이용하여 침전시킴으로써, 안전 문제나 환경오염 문제에서 자유로운 동시에 폴리스티렌 자체의 물성을 변화시키지 않고, 고품질의 폴리스티렌으로 재생시킬 수 있으며, 메틸테트라하이드로퓨란과 물의 회수율이 높아서 산업적으로 유용하게 폐 폴리스티렌을 처리할 수 있다.More specifically, in the recycling method of waste polystyrene according to an embodiment of the present invention, waste polystyrene is dissolved using methyltetrahydrofuran, an eco-friendly solvent derived from biomass, and then precipitated using water during precipitation. It is free from environmental pollution problems and can be regenerated into high-quality polystyrene without changing the physical properties of polystyrene itself, and the recovery rate of methyltetrahydrofuran and water is high, so waste polystyrene can be effectively treated industrially.
이하 본 발명에 따른 폐 폴리스티렌의 재생 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a method for recycling waste polystyrene according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 폴리스티렌의 재생 방법을 나타내는 개략적인 공정도이며, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐 폴리스티렌의 재생 방법을 나타내는 개략적인 공정도이다. 1 is a schematic process diagram illustrating a method for recycling waste polystyrene according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic process diagram illustrating a method for recycling waste polystyrene according to another embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 일 실시예에 따른 폐 폴리스티렌의 재생 방법은 먼저 상온 상압하에서 폐 폴리스티렌에 메틸테트라하이드로퓨란을 첨가하고, 교반시켜 폴리스티렌이 용해된 혼합물을 수득한다[(a) 단계]. Referring to FIG. 1 , in the method of recycling waste polystyrene according to an embodiment of the present invention, methyltetrahydrofuran is first added to waste polystyrene at room temperature and under normal pressure, and stirred to obtain a polystyrene-dissolved mixture [step (a)) ].
본 발명에 있어서, 상기 메틸테트라하이드로퓨란(methyltetrahydrofuran)은 폐 폴리스티렌을 용해시키는 용제로 사용된다. In the present invention, the methyltetrahydrofuran (methyltetrahydrofuran) is used as a solvent for dissolving waste polystyrene.
상기 메틸테트라하이드로퓨란은 힐데브란트 용해도 파라미터(Hildebrand Solubility parameter, HSP)가 16.9 MPa1/2로, 폴리스티렌에 대한 용해도가 높은 반면, 다른 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 합성수지에는 용해도가 낮고, 발화되지 않는 동시에 기화점이 높으며, 바이오매스로 제조되어 매우 친환경적이다. 이외에 폴리스티렌의 용제로는 테트라하이드로퓨란, 톨루엔 등이 있을 수 있으나, 이들은 인체에 대한 독성이 강하므로 환경적인 관점에서 문제가 있을 수 있다. 또한, 테트라하이드로퓨란은 휘발속도가 빨라 침전물의 처리시 작업장내의 환경에 악영향을 미칠 수 있으며, 추후 침전제와의 상용성이 높아 분리가 쉽지 않은 문제가 있으며, 톨루엔의 경우 침전제인 물과의 상용성이 낮음에도 불구하고, 침전제를 과량으로 사용하여도 용해된 폴리스티렌의 침전이 잘 일어나지 않는다. 반면에 메틸테트라하이드로퓨란은 바이오매스로부터 유래된 물질로 친환경적이며, 휘발속도 및 침전제인 물에 대하여 용해도가 낮아 사용후 용제의 분리 회수가 용이하다.The methyltetrahydrofuran has a Hildebrand Solubility parameter (HSP) of 16.9 MPa 1/2 , which has high solubility in polystyrene, but has low solubility in other synthetic resins such as polypropylene and polyethylene, and does not ignite and vaporize at the same time It has a high point and is very eco-friendly as it is manufactured from biomass. In addition, tetrahydrofuran, toluene, etc. may be used as solvents for polystyrene, but these are highly toxic to the human body, so there may be problems from an environmental point of view. In addition, tetrahydrofuran has a high volatilization rate, which may adversely affect the environment in the workplace when treating sediments, and has a problem that it is not easy to separate due to its high compatibility with a precipitant in the future. In spite of this low level, the precipitation of dissolved polystyrene hardly occurs even when an excessive amount of the precipitating agent is used. On the other hand, methyltetrahydrofuran is an eco-friendly material derived from biomass, and has low volatility and solubility in water as a precipitant, making it easy to separate and recover the solvent after use.
이에, 본 발명에서는 메틸테트라하이드로퓨란을 이용하여 폐 폴리스티렌을 용해시킴으로써, 상온 상압하에서도 폴리스티렌을 빠른 시간내에 완전히 용해시켜 감용 효율을 향상시킬 수 있고, 기화점이 높아 용제 수거과정에서도 자연 증발에 의한 환경오염, 용제의 손실 등을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 용제 회수 등 작업 과정의 용이성을 높일 수 있다.Therefore, in the present invention, by dissolving waste polystyrene using methyltetrahydrofuran, polystyrene can be completely dissolved in a short time even at room temperature and normal pressure, thereby improving the water volume reduction efficiency. Contamination, loss of solvent, etc. can be prevented, and the easiness of a work process such as solvent recovery can be improved.
이와 같이 메틸테트라하이드로퓨란이 첨가된 혼합물은 폐 폴리스티렌이 용해되도록 상온 상압에서 교반시킬 수 있다. 이때, 폐 폴리스티렌이 용제에 완전히 용해되면, 일시 정치시켜 폐 폴리스티렌에 함유되어 있는 폴리스티렌 이외의 난연제, 바인더, 코팅제 등의 이물질을 침강시키고, 상기 침강된 이물질을 여과시켜 혼합물로부터 제거시킬 수 있다. As such, the mixture to which methyltetrahydrofuran is added may be stirred at room temperature and atmospheric pressure so that waste polystyrene is dissolved. At this time, when the waste polystyrene is completely dissolved in the solvent, it is temporarily left to settle foreign substances such as flame retardants, binders, and coating agents other than polystyrene contained in the waste polystyrene, and the sedimented foreign substances can be removed from the mixture by filtering.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 폴리스티렌의 재생 방법은 상기 (a) 단계 이전에 폐 폴리스티렌을 세척 등의 방법으로 폐 폴리스티렌에 부착되어 있는 비닐, 종이, 나무 조각, 음식 찌꺼기, 작은 돌멩이 등의 불순물을 제거하고, 폐 폴리스티렌을 용해에 적합한 크기로 분쇄하는 단계를 더 포함할 수 있다. On the other hand, in the recycling method of waste polystyrene according to an embodiment of the present invention, vinyl, paper, wood chips, food waste, small stones, etc. attached to waste polystyrene by washing the waste polystyrene before step (a), etc. The method may further include removing impurities from the waste polystyrene and pulverizing the waste polystyrene to a size suitable for dissolution.
이때, 분쇄되는 폐 폴리스티렌은 용해되기 적합한 크기인 평균 입도가 1.0 cm ~ 10 cm 의 크기로 분쇄시킬 수 있다.In this case, the pulverized waste polystyrene may be pulverized to have an average particle size of 1.0 cm to 10 cm, which is a suitable size for dissolution.
이후 폐 폴리스티렌이 용해된 혼합물은 상온 상압하에서 물을 첨가시켜 폴리스티렌이 침전된 침전물을 수득한다[(b) 단계].Thereafter, the mixture in which waste polystyrene is dissolved is obtained by adding water at room temperature and under normal pressure to obtain a polystyrene precipitated precipitate [step (b)].
상기 물은 폐 폴리스티렌이 용해된 혼합물에서 폴리스티렌만을 침전시키는 역할로, 정제수이면 제한 없이 사용 가능하다.The water serves to precipitate only polystyrene in a mixture in which waste polystyrene is dissolved, and may be used without limitation as long as it is purified water.
본 발명에 있어서, 상기 물을 침전제로 적용함으로써, 종래 알코올 등의 침전제에 비해 인체에 무해하고, 환경친화적인 동시에 가격 측면에서 바람직할 뿐만 아니라, 폴리스티렌의 회수 이후 용제로부터 용이하게 분리 회수할 수 있는 이점이 있다. In the present invention, by applying the water as a precipitant, it is harmless to the human body, environmentally friendly, and preferable in terms of price, as well as being easily separated from the solvent after recovery of polystyrene compared to conventional precipitants such as alcohol. There is an advantage.
상기 폐 폴리스티렌, 메틸테트라하이드로퓨란 및 물의 질량의 전체 합에서 폐 폴리스티렌의 비율은 5 wt% ~ 20 wt% 범위로 할 수 있다. 폐 폴리스티렌의 비율이 5 wt% 미만이면, 용제 및 침전제의 회수에 과다한 에너지가 사용되며, 20 wt%를 초과시 폐 폴리스티렌이 용해가 불충분할 수 있다.The proportion of waste polystyrene in the total sum of the masses of waste polystyrene, methyltetrahydrofuran and water may be in the range of 5 wt% to 20 wt%. When the proportion of waste polystyrene is less than 5 wt%, excessive energy is used for recovery of the solvent and precipitant, and when it exceeds 20 wt%, the dissolution of waste polystyrene may be insufficient.
또한, 상기 메틸테트라하이드로퓨란의 비율은 5 wt% ~ 30 wt%일 수 있다. 메틸테트라하이드로퓨란의 비율이 5 wt% 미만이면, 폐 폴리스티렌의 용해가 불충분할 수 있으며, 30 wt%를 초과시에는 물을 추가하여도 폐 폴리스티렌의 침전이 일어나지 않을 수 있다.In addition, the ratio of the methyltetrahydrofuran may be 5 wt% to 30 wt%. If the proportion of methyltetrahydrofuran is less than 5 wt%, dissolution of waste polystyrene may be insufficient, and when it exceeds 30 wt%, precipitation of waste polystyrene may not occur even if water is added.
상기 물의 비율은 50 wt% ~ 90 wt% 일 수 있다. 물의 비율이 50 wt% 미만이면 침전이 발생하지 않을 수 있으며, 90 wt%를 초과하면 추후 용제와 침전제의 회수 및 분리에 과다한 에너지가 사용될 수 있다.The proportion of the water may be 50 wt% to 90 wt%. If the proportion of water is less than 50 wt%, precipitation may not occur, and if it exceeds 90 wt%, excessive energy may be used for the recovery and separation of the solvent and the precipitant in the future.
폐 폴리스티렌의 함량이 5 wt% 이상, 7 wt% 이하 구간에서의 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비는 0.05 ~ 0.35 이고, 폐 폴리스티렌의 함량이 7wt% 초과 10wt% 이하 구간에서는 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.10 ~ 0.32이며, 폐 폴리스티렌의 함량이 10wt% 초과 15wt% 이하 구간에서는 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.15 ~ 0.44이고, 폐 폴리스티렌의 함량이 15wt% 초과 20wt% 이하 구간에서는 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.26 ~ 0.50의 범위일 수 있다. 본 발명에 따른 침전을 위해서는 폐 폴리스티렌의 비율이 작을수록 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 작아져야만 침전이 일어난다.The mass ratio of methyltetrahydrofuran/water in the section where the content of waste polystyrene is 5 wt% or more and 7 wt% or less is 0.05 to 0.35, and the mass ratio of methyltetrahydrofuran/water in the section where the content of waste polystyrene exceeds 7 wt% and less than 10 wt% is 0.10 to 0.32, and the mass ratio of methyltetrahydrofuran/water is 0.15 to 0.44 in the section where the content of waste polystyrene exceeds 10 wt% and 15 wt% or less, and the content of waste polystyrene exceeds 15 wt% and 20 wt% or less In the section, methyltetrahydrofuran/ The mass ratio of water may be in the range of 0.26 to 0.50. For precipitation according to the present invention, the smaller the ratio of waste polystyrene, the smaller the mass ratio of methyltetrahydrofuran/water is required for precipitation to occur.
전술된 바와 같이 물의 첨가로 메틸테트라하이드로퓨란에 의해 폴리스티렌이 용해된 용해물에 폴리스티렌이 침전되면, 상기 침전물을 여과시켜 메틸테트라하이드로퓨란 및 물이 함유된 혼합물로부터 폴리스티렌을 분리 및 회수한다[(c) 단계].As described above, when polystyrene is precipitated in a lysate in which polystyrene is dissolved by methyltetrahydrofuran by addition of water as described above, the precipitate is filtered to separate and recover polystyrene from a mixture containing methyltetrahydrofuran and water [(c) ) step].
상기 여과는 당업계에서 통상적으로 적용하고 있는 방식이면 제한 없이 적용할 수 있고, 바람직하게는 분별 깔대기, 필터 방식, 흔들체 방식, 원심분리 방식 등일 수 있다.The filtration may be applied without limitation as long as it is a method commonly applied in the art, and may preferably be a separatory funnel, a filter method, a shaker method, a centrifugal separation method, and the like.
이후, 상기 침전물로부터 폴리스티렌이 분리 및 회수되면, 분리된 폴리스티렌을 상압이나 진공에서 건조시켜 폴리스티렌 잉곳(ingot)을 수득할 수 있다.Thereafter, when polystyrene is separated and recovered from the precipitate, the separated polystyrene is dried under normal pressure or vacuum to obtain a polystyrene ingot.
또한, 상기 (c) 단계에서 폴리스티렌이 분리되고 남은 메틸테트라하이드로퓨란 및 물이 함유된 혼합물은 재사용할 목적으로 증류시켜 물과 메틸테트라하이드로퓨란을 각각 분리 회수할 수 있다. In addition, the mixture containing methyltetrahydrofuran and water remaining after the polystyrene is separated in step (c) may be distilled for reuse to separate and recover water and methyltetrahydrofuran.
상기 증류는 통상의 증류기를 사용하여 진공 또는 상압에서 50 ℃ ~ 80 ℃로 수행할 수 있다. The distillation may be performed at 50° C. to 80° C. under vacuum or atmospheric pressure using a conventional distiller.
본 발명은 다른 관점에서, (ⅰ) 폐 폴리스티렌에 테트라하이드로퓨란, 메틸테트라하이드로퓨란 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 용제를 첨가시켜 폴리스티렌이 용해된 혼합물을 수득하는 단계; (ⅱ) 상기 폴리스티렌이 용해된 혼합물에 물을 첨가하여 폴리스티렌이 침전된 침전물을 수득하는 단계; (ⅲ) 상기 침전물을 여과시켜 폴리스티렌을 혼합물로부터 분리하는 단계; 및 (ⅳ) 상기 (ⅲ) 단계에서 분리된 폴리스티렌 침전물을 진공 발포시켜 폴리스티렌을 수득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 폴리스티렌의 재생 방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention provides a method comprising: (i) adding a solvent selected from the group consisting of tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, and mixtures thereof to waste polystyrene to obtain a mixture in which polystyrene is dissolved; (ii) adding water to the polystyrene-dissolved mixture to obtain a polystyrene-precipitated precipitate; (iii) filtering the precipitate to separate polystyrene from the mixture; and (iv) vacuum foaming the polystyrene precipitate separated in step (iii) to obtain polystyrene.
보다 구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐 폴리스티렌의 재생 방법은 테트라하이드로퓨란 및/또는 메틸테트라하이드로퓨란을 포함하는 용제와 물을 사용하여 폐 폴리스티렌을 각각 용해 및 침전시킨 후, 추가 발포제의 사용 없이 진공 발포시킴으로써, 환경오염과 화재의 발생을 방지하는 동시에 폴리스티렌 자체의 물성을 변화시키지 않고, 고품질의 폴리스티렌으로 재생시킬 수 있으며, 용제의 회수율이 높아서 산업적으로 유용하게 폐 폴리스티렌을 처리할 수 있다. 또한, 재생에 의해 생성된 폴리스티렌을 다시 폴리스티렌으로 사용하는 경우에는 별도로 발포제를 사용하지 않고, 재생단계에서 바로 발포하여 폼(foam) 형상으로 재생시킬 수 있으므로, 공정을 단순화 할 수 있으며, 비용측면에서도 훨씬 유리한 장점이 있다.More specifically, in the recycling method of waste polystyrene according to another embodiment of the present invention, after dissolving and precipitating waste polystyrene using a solvent and water containing tetrahydrofuran and/or methyltetrahydrofuran, respectively, an additional blowing agent is used. By vacuum foaming without use, it is possible to prevent environmental pollution and fire, and at the same time, without changing the physical properties of polystyrene itself, it can be regenerated into high-quality polystyrene, and the recovery rate of solvent is high, so waste polystyrene can be effectively treated industrially. . In addition, when polystyrene produced by regeneration is used again as polystyrene, it is possible to regenerate the polystyrene in the form of foam by directly foaming it in the regeneration step without using a separate foaming agent, so the process can be simplified, and in terms of cost. There are far more advantages.
도 2를 참조하면, 본 발명에 다른 실시예에 따른 폐 폴리스티렌의 재생 방법은 먼저 상온 상압하에서 폐 폴리스티렌에 용제를 첨가하고, 교반시켜 폴리스티렌이 용해된 혼합물을 수득한다[(ⅰ) 단계]. Referring to FIG. 2 , in the method of recycling waste polystyrene according to another embodiment of the present invention, a solvent is first added to waste polystyrene at room temperature and under normal pressure and stirred to obtain a mixture in which polystyrene is dissolved [step (i)].
상기 용제는 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran), 메틸테트라하이드로퓨란(methyltetrahydrofuran) 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택될 수 있다. The solvent may be selected from the group consisting of tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, and mixtures thereof.
본 발명에 따른 상기 실시예에서는 감용과 동시에 발포까지 하나의 과정에서 진행하며, 과정을 포함하여 용제의 회수는 폐순환계에서 이루어진다. 따라서, 용제로 테트라하이드로퓨란을 사용하여도 용제 휘발에 의한 작업장의 환경 문제 및 용제 회수율 저하의 문제를 방지할 수 있으며, 오히려 테트라하이드로퓨란의 휘발성으로 인하여 후술되는 폴리스티렌의 발포를 용이하게 수행할 수 있다는 장점이 있다.In the above embodiment according to the present invention, the reduction and simultaneous foaming are performed in one process, and the recovery of the solvent, including the process, is made in the closed circulation system. Therefore, even when tetrahydrofuran is used as a solvent, it is possible to prevent environmental problems in the workplace and a decrease in solvent recovery rate due to solvent volatilization. There is an advantage that
이에 본 발명에서는 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran), 메틸테트라하이드로퓨란(methyltetrahydrofuran) 및 이들의 혼합물을 이용하여 폐 폴리스티렌을 용해 및 발포시킴으로써, 상온 상압하에서도 폴리스티렌을 빠른 시간내에 완전히 용해시켜 감용 효율을 향상시킬 수 있고, 추가 발포제 없이 발포를 수행할 수 있어 고품질의 폴리스티렌 폼으로 재생시킬 수 있다. Therefore, in the present invention, by dissolving and foaming waste polystyrene using tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, and a mixture thereof, polystyrene is completely dissolved in a short time even at room temperature and normal pressure to improve the reduction efficiency. and foaming can be performed without an additional blowing agent, so that it can be regenerated into high-quality polystyrene foam.
이와 같이 용제가 첨가된 혼합물은 완전히 폐 폴리스티렌이 용해되도록 상온 상압에서 교반시킬 수 있다. 이때, 폐 폴리스티렌이 용제에 완전히 용해되면, 일시 정치시켜 폐 폴리스티렌에 함유되어 있는 폴리스티렌 이외의 난연제, 바인더, 코팅제 등의 이물질을 침강시키고, 상기 침강된 이물질을 여과시켜 혼합물로부터 제거시킬 수 있다. The solvent-added mixture may be stirred at room temperature and pressure to completely dissolve waste polystyrene. At this time, when the waste polystyrene is completely dissolved in the solvent, it is temporarily left to settle foreign substances such as flame retardants, binders, and coating agents other than polystyrene contained in the waste polystyrene, and the sedimented foreign substances can be removed from the mixture by filtering.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐 폴리스티렌의 재생 방법은 상기 (i) 단계 이전에 폐 폴리스티렌을 세척 등의 방법으로 폐 폴리스티렌에 부착되어 있는 비닐, 종이, 나무 조각, 음식 찌꺼기, 작은 돌멩이 등의 불순물을 제거하고, 폐 폴리스티렌을 용해에 적합한 크기로 분쇄하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 분쇄되는 폐 폴리스티렌은 용해되기 적합한 크기인 평균 입도가 1.0 cm ~ 10 cm 의 크기로 분쇄시킬 수 있다.On the other hand, in the recycling method of waste polystyrene according to another embodiment of the present invention, vinyl, paper, wood chips, food scraps, small stones, etc. attached to waste polystyrene by washing the waste polystyrene before step (i), etc. The method may further include removing impurities from the waste polystyrene and pulverizing the waste polystyrene to a size suitable for dissolution. In this case, the pulverized waste polystyrene may be pulverized to have an average particle size of 1.0 cm to 10 cm, which is a suitable size for dissolution.
이후 폐 폴리스티렌이 용해된 혼합물은 상온 상압하에서 물을 첨가시켜 폴리스티렌이 침전된 침전물을 수득한다[(ⅱ) 단계].Thereafter, the mixture in which the waste polystyrene is dissolved is added to water at room temperature and under normal pressure to obtain a precipitate in which polystyrene is precipitated [step (ii)].
상기 물은 폐 폴리스티렌이 용해된 혼합물에서 폴리스티렌만을 침전시키는 역할로, 정제수이면 제한 없이 사용 가능하다.The water serves to precipitate only polystyrene in a mixture in which waste polystyrene is dissolved, and may be used without limitation as long as it is purified water.
본 발명에 있어서, 상기 물을 침전제로 적용함으로써, 종래 알코올 등의 침전제에 비해 인체에 무해하고, 환경친화적인 동시에 가격 측면에서 바람직할 뿐만 아니라, 폴리스티렌의 회수 이후, 용제와의 기화점 차이로 용제로부터 용이하게 분리 회수할 수 있는 이점이 있다. In the present invention, by applying the water as a precipitant, it is harmless to the human body, environmentally friendly, and preferable in terms of price, as well as a difference in vaporization point with the solvent after recovery of polystyrene compared to conventional precipitants such as alcohol. There is an advantage that can be easily separated and recovered from.
상기 (ⅱ) 단계에서 용제가 메틸테트라하이드로퓨란일 경우는 전술된 (ⅱ) 단계에서의 폐 폴리스티렌 : 메틸테트라하이드로퓨란 :물의 질량 비율은 5 wt% ~ 20 wt% : 5 wt% ~ 30 wt% : 50 wt% ~ 90wt% 일 수 있다. When the solvent in step (ii) is methyltetrahydrofuran, the mass ratio of waste polystyrene:methyltetrahydrofuran:water in step (ii) is 5 wt% to 20 wt%: 5 wt% to 30 wt% : It may be 50 wt% ~ 90 wt%.
상기 폐 폴리스티렌의 함량이 5 wt% 이상 내지 7 wt% 이하 구간에서의 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비는 0.05 ~ 0.30이고, 7 wt% 초과 10 wt% 이하 구간에서는 0.10 ~ 0.32이며, 10 wt% 초과 15 wt% 이하 구간에서는 0.15 ~ 0.44이고, 15 wt% 초과 20 wt% 이하 구간에서는 0.26 ~ 0.50의 범위일 수 있다. The mass ratio of methyltetrahydrofuran/water in the section in which the content of the waste polystyrene is 5 wt% or more to 7 wt% or less is 0.05 to 0.30, and in the section more than 7 wt% to 10 wt% or less, 0.10 to 0.32, more than 10 wt% It may be in the range of 0.15 to 0.44 in the range of 15 wt% or less, and may be in the range of 0.26 to 0.50 in the range of more than 15 wt% and less than 20 wt%.
상기 (ⅱ) 단계에서 용제가 테트라하이드로퓨란일 경우에는 폐 폴리스티렌과 테트라하이드로퓨란 및 물의 질량의 전체 합에서 폐 폴리스티렌 : 테트라하이드로퓨란 : 물의 질량비는 5 wt% ~ 30 wt% : 5 wt% ~ 40 wt% : 35 wt% ~ 90 wt% 일 수 있다.When the solvent is tetrahydrofuran in step (ii), the mass ratio of waste polystyrene: tetrahydrofuran: water in the total sum of the masses of waste polystyrene, tetrahydrofuran, and water is 5 wt% to 30 wt%: 5 wt% to 40 wt%: It may be 35 wt% to 90 wt%.
상기 폐 폴리스티렌의 함량이 5 wt% 이상 7 wt% 이하 구간에서의 테트라하이드로퓨란/물의 질량비는 0.05 ~ 0.33이고, 폐 폴리스티렌의 함량이 7 wt% 초과 10 wt% 이하 구간에서는 테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.10 ~ 0.55이며, 폐 폴리스티렌의 함량이 10 wt% 초과 15 wt% 이하 구간에서는 테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.15 ~ 0.78이고, 폐 폴리스티렌의 함량이 15 wt% 초과 20 wt% 이하 구간에서는 테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.26 ~ 1.0이며, 폐 폴리스티렌의 함량이 20 wt% 초과 2 5wt% 이하 구간에서는 테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.45 ~ 1.05이고, 폐 폴리스티렌의 함량이 25 wt% 초과 30 wt% 이하 구간에서는 테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.70 ~ 1.25 범위일 수 있다. The mass ratio of tetrahydrofuran/water in the section where the content of the waste polystyrene is 5 wt% or more and 7 wt% or less is 0.05 to 0.33, and the mass ratio of tetrahydrofuran/water in the section where the content of the waste polystyrene exceeds 7 wt% and 10 wt% or less is 0.10 to 0.55, the mass ratio of tetrahydrofuran/water is 0.15 to 0.78 in the section in which the content of waste polystyrene exceeds 10 wt% and less than 15 wt%, and in the section where the content of waste polystyrene exceeds 15 wt% and less than 20 wt%, tetrahydrofuran The mass ratio of furan/water is 0.26 to 1.0, the mass ratio of tetrahydrofuran/water is 0.45 to 1.05 in the section where the content of waste polystyrene exceeds 20 wt% and less than 2 5 wt%, and the content of waste polystyrene exceeds 25 wt% and less than 30 wt% In the section, the mass ratio of tetrahydrofuran/water may be in the range of 0.70 to 1.25.
전술된 바와 같이 물의 첨가로 용제에 의해 폴리스티렌이 용해된 용해물에 폴리스티렌이 침전되면, 상기 침전물을 여과시켜 용제 및 물이 함유된 혼합물로부터 폴리스티렌을 분리한다[(ⅲ) 단계].As described above, when polystyrene is precipitated in a melt in which polystyrene is dissolved by a solvent by the addition of water, the precipitate is filtered to separate polystyrene from the mixture containing the solvent and water [(iii) step].
상기 여과는 당업계에서 통상적으로 적용하고 있는 방식이면 제한 없이 적용할 수 있고, 바람직하게는 분별 깔대기, 필터 방식, 흔들체 방식, 원심분리 방식 등일 수 있다.The filtration may be applied without limitation as long as it is a method commonly applied in the art, and may preferably be a separatory funnel, a filter method, a shaker method, a centrifugal separation method, and the like.
이후, 상기 분리된 폴리스티렌 침전물을, 발포제의 첨가 없이 분리된 폴리스티렌으로 진공 발포시켜 발포된 폴리스티렌 폼을 수득한다[(ⅳ) 단계].Thereafter, the separated polystyrene precipitate is vacuum-foamed into separated polystyrene without addition of a blowing agent to obtain a foamed polystyrene foam [(iv) step].
상기 진공 발포는 통상의 진공 발포장치를 이용하여 0.0 MPa ~ 0.1 MPa의 압력하에서 80 ℃ ~ 120 ℃로 수행하는 것으로, 발포 단계에서 0.1 MPa를 초과할 경우에는 폴리스티렌 내부에 잔존해 있는 용제가 충분히 빠져나오지 않으므로 발포가 완전하지 않는 문제점이 발생될 수 있다.The vacuum foaming is performed at 80 °C to 120 °C under a pressure of 0.0 MPa to 0.1 MPa using a conventional vacuum foaming device. Since it does not come out, a problem that foaming is not complete may occur.
또한, 진공 발포시의 온도가 80 ℃미만일 경우에는 폴리스티렌의 유리전이온도 보다 낮기 때문에 발포가 일어나기 어려운 문제점이 발생될 수 있고, 120 ℃를 초과할 경우에는 폴리스티렌의 구조가 붕괴되거나, 기화가 일어나면서 발포가 일어나지 않거나 회수율이 낮아지는 문제점이 발생될 수 있다.In addition, when the temperature at the time of vacuum foaming is less than 80 ℃, it is lower than the glass transition temperature of polystyrene, so foaming is difficult to occur, and when it exceeds 120 ℃, the structure of the polystyrene collapses or vaporization occurs. There may be problems in that foaming does not occur or the recovery rate is lowered.
한편, 진공 발포 전에 분리된 폴리스티렌에 발포 폴리스티렌의 물성을 변화시키지 않는 한도내에서 재생된 발포 폴리스티렌의 사용 용도에 맞추어 난연제 등 필요 첨가제를 혼합한 후 발포를 수행할 수 있다.Meanwhile, it is possible to perform foaming after mixing necessary additives such as a flame retardant according to the intended use of the regenerated expanded polystyrene within the limit of not changing the physical properties of the expanded polystyrene in the polystyrene separated before vacuum foaming.
상기 진공 발포된 발포 폴리스티렌은 잔류 용제 또는 침전제의 양이 1 중량% 이하로 유지시킴으로써, 발포 폴리스티렌의 재료 특성, 예를 들어 인장 강도, 내열성 등의 특성을 재생 후에도 최적치로 유지시킬 수 있다. In the vacuum-foamed expanded polystyrene, the amount of residual solvent or precipitant is maintained at 1 wt % or less, so that material properties of expanded polystyrene, for example, properties such as tensile strength and heat resistance, can be maintained at optimum values even after regeneration.
이와 같이 용제 및 물이 함유된 침전물로부터 폴리스티렌이 분리되면, 상기 폴리스티렌이 분리되고 남은 용제와 물의 혼합물을 재사용할 목적으로 증류시켜 용제 및 물을 각각 회수할 수 있다. When polystyrene is separated from the precipitate containing the solvent and water as described above, the solvent and water may be recovered by distilling the mixture of the solvent and water remaining after the polystyrene is separated for reuse.
상기 증류는 통상의 증류기를 사용하여 상압 또는 진공하에서 수행할 수 있으며, 바람직하게는 50 ℃ ~ 80 ℃로 수행할 수 있다. The distillation may be carried out under normal pressure or vacuum using a conventional distiller, and preferably at 50°C to 80°C.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are only examples to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
<실시예 1><Example 1>
분쇄된 폐 발포 폴리스티렌 5 g을 상온에서 개폐 가능한 반응기에 넣은 후, 여기에 2-메틸테트라하이드로퓨란 10 g를 첨가하고 5 분 동안 교반하여 폐 발포 폴리스티렌을 용해시켰다. 상기 폐 발포 폴리스티렌이 용해된 혼합물에 침전제로 물 30 g를 첨가시켜 폴리스티렌을 침전시키고, 분별깔대기를 이용하여 침전된 폴리스티렌을 여과시켰다. 이후 여과된 폴리스티렌을 진공발포장치를 이용하여 0.05 MPa 압력하에 100 ℃로 진공 발포시켜 발포된 폴리스티렌을 재생하였다. 또한, 폴리스티렌이 여과되고 남은 2-메틸테트라하이드로퓨란과 물의 혼합물은 증류하여 물과 2-메틸테트라하이드로퓨란을 각각 회수하였다. 5 g of the pulverized waste expanded polystyrene was put into a reactor that can be opened and closed at room temperature, 10 g of 2-methyltetrahydrofuran was added thereto, and stirred for 5 minutes to dissolve the waste expanded polystyrene. 30 g of water as a precipitant was added to the mixture in which the waste expanded polystyrene was dissolved to precipitate polystyrene, and the precipitated polystyrene was filtered using a separatory funnel. Thereafter, the filtered polystyrene was vacuum-foamed at 100° C. under a pressure of 0.05 MPa using a vacuum foaming device to regenerate the expanded polystyrene. In addition, a mixture of 2-methyltetrahydrofuran and water remaining after polystyrene was filtered was distilled to recover water and 2-methyltetrahydrofuran, respectively.
<실시예 2 내지 5><Examples 2 to 5>
실시예 1과 동일한 방법으로 폐 발포 폴리스티렌을 재생하고, 용제와 침전제를 각각 회수하되, 표 1에 기재된 조건으로 폐 발포 폴리스티렌을 재생하고, 용제와 침전제를 각각 회수하였다.In the same manner as in Example 1, the waste expanded polystyrene was regenerated, and the solvent and the precipitant were respectively recovered, but the waste expanded polystyrene was regenerated under the conditions described in Table 1, and the solvent and the precipitant were respectively recovered.
<비교예 1 내지 7><Comparative Examples 1 to 7>
실시예 1과 동일한 방법으로 폐 발포 폴리스티렌을 재생시키고, 용제와 침전제를 각각 회수하되, 표 1에 기재된 조건으로 폐 발포 폴리스티렌을 재생하고, 용제와 침전제를 각각 회수하였다. In the same manner as in Example 1, the waste expanded polystyrene was regenerated, and the solvent and the precipitant were respectively recovered, but the waste expanded polystyrene was regenerated under the conditions described in Table 1, and the solvent and the precipitant were respectively recovered.
[표 1][Table 1]
<실험예 1 : 폴리스티렌의 침전 및 발포여부 측정><Experimental Example 1: Measurement of polystyrene precipitation and foaming>
실시예 1 내지 5와 비교예 1 내지 7에서 수득된 폴리스티렌의 침전 및 발포여부를 측정하고, 그 결과 하기 표 2 및 도 3에 나타내었다.Precipitation and foaming of the polystyrene obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 7 were measured, and the results are shown in Tables 2 and 3 below.
[표 2][Table 2]
표 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 5의 경우 폴리스티렌이 침전과 발포가 이루어졌고, 발포 후 용제 및 침전제의 회수율이 각각 96 %인 것으로 나타난 반면, 비교예 1 내지 7의 경우에는 폴리스티렌의 침전과 발포가 발생되지 않았다. 특히, 비교예 1 및 2와 같이 용제로 톨루엔을 사용할 경우에는 과량의 침전제를 사용하여도 침전이 일어나지 않았고, 비교예 5와 같이 폐 폴리스티렌의 비율이 침전제 비율에 비해 소량일수록 과량의 침전제가 요구됨을 확인할 수 있었다.As shown in Tables 2 and 3, in the case of Examples 1 to 5, polystyrene was precipitated and foamed, and the recovery rates of the solvent and the precipitant after foaming were 96%, respectively, whereas in Comparative Examples 1 to 7, Precipitation and foaming of polystyrene did not occur. In particular, when toluene was used as a solvent as in Comparative Examples 1 and 2, no precipitation occurred even with an excess of precipitating agent, and as in Comparative Example 5, the smaller the ratio of waste polystyrene compared to the precipitating agent, the more an excess of precipitating agent is required. could check
<실험예 2 : 재생된 발포 폴리스티렌의 물성 측정><Experimental Example 2: Measurement of physical properties of regenerated expanded polystyrene>
실시예 1 및 실시예 3에서 재생된 발포 폴리스티렌 고분자 물성과 재생하기 전의 폐 발포 폴리스티렌의 고분자 물성을 컬럼이 HR 0.5, 1, 2, 3, 4, 4E, 5, 6 (THF)이고, 용리제(Eluent)가 Tetrahydrofuran (THF)이며, Detector가 RI detector인 GPC(Gel permeation chromatography, Waters Alliance e2695)를 이용하여 측정하여 그 결과를 도 4에 나타내었다. The polymer properties of the expanded polystyrene regenerated in Examples 1 and 3 and the polymer properties of the spent expanded polystyrene before regeneration, the column is HR 0.5, 1, 2, 3, 4, 4E, 5, 6 (THF), and the eluent (Eluent) is Tetrahydrofuran (THF), and the detector is an RI detector, GPC (Gel permeation chromatography, Waters Alliance e2695). The results are shown in FIG. 4 .
도 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 3에서 재생된 발포 폴리스티렌 고분자와 재생하기 전의 폐 폴리스티렌의 고분자 물성이 유사함을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 4 , it was confirmed that the polymer properties of the expanded polystyrene polymer regenerated in Examples 1 and 3 and the waste polystyrene prior to regeneration were similar.
이에, 본 발명에 따른 폐 폴리스티렌의 재생 방법은 테트라하이드로퓨란 및/또는 메틸테트라하이드로퓨란과 물을 사용하여 폐 폴리스티렌을 용해 및 침전시킨 후, 추가 발포제의 사용 없이 발포를 수행함으로써, 환경오염과 화재의 발생 없이 폴리스티렌 자체의 물성을 변화시키지 않고, 고품질의 발포 폴리스티렌으로 재생시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. Accordingly, in the recycling method of waste polystyrene according to the present invention, waste polystyrene is dissolved and precipitated using tetrahydrofuran and/or methyltetrahydrofuran and water, and then foaming is performed without the use of an additional blowing agent, thereby reducing environmental pollution and fire. It was confirmed that high-quality expanded polystyrene can be regenerated without changing the physical properties of polystyrene itself.
<실험예 3 : 재생된 발포 폴리스티렌의 열중량 측정><Experimental Example 3: Thermogravimetric measurement of regenerated expanded polystyrene>
실시예 1에서 침전 후에 여과된 발포스티렌 침전물의 열중량분석(TGA N-1000, SCINCO)을 측정하였고, 그 측정 결과를 도 5에 나타내었다.Thermogravimetric analysis (TGA N-1000, SCINCO) of the filtered expanded styrene precipitate after precipitation in Example 1 was measured, and the measurement results are shown in FIG. 5 .
도 5에 나타난 바와 같이, 100 ℃ 미만의 중량 감소는 잔류하는 용제에 의한 것이고, 100 ℃ 이상의 중량 감소는 잔류하는 물에 의한 것이며, 380 ℃ 부근에서의 중량감소는 폴리스티렌의 기화로 인한 결과로, 실시예 1에서 수득된 침전물에는 20 %의 용제 및 물이 포함되어 있음을 확인할 수 있었다. As shown in Fig. 5, the weight loss below 100 °C is due to the residual solvent, the weight loss above 100 °C is due to residual water, and the weight loss near 380 °C is due to the vaporization of polystyrene, It was confirmed that the precipitate obtained in Example 1 contained 20% of the solvent and water.
<실험예 4 : 본 발명에 따른 발포 효과의 측정><Experimental Example 4: Measurement of the foaming effect according to the present invention>
상기 실시예 1에서 침전 후에 수득된 폴리스티렌 침전물의 발포단계에서 발포 압력을 변화시키면서 폴리스티렌의 발포 압력에 따른 부피 팽창율을 측정하여 그 결과를 도 6에 나타내었다. 이때, 부피 팽창율은 water displacement method로 측정하였다. In the foaming step of the polystyrene precipitate obtained after precipitation in Example 1, the volume expansion rate according to the foaming pressure of the polystyrene was measured while changing the foaming pressure, and the results are shown in FIG. 6 . At this time, the volume expansion rate was measured by the water displacement method.
도 6에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 발포 과정에 의해서도 충분한 발포가 이루어지는 것을 확인 할 수 있다.As shown in FIG. 6 , it can be confirmed that sufficient foaming is achieved even by the foaming process according to the present invention.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings, and this is also the present invention. It is natural to fall within the scope of
Claims (10)
(ⅱ) 상기 폐 발포 폴리스티렌이 용해된 혼합물에 물을 첨가하여 폴리스티렌이 침전된 침전물을 수득하는 단계;
(ⅲ) 상기 침전물을 여과시켜 폴리스티렌을 혼합물로부터 분리하는 단계; 및
(ⅳ) 상기 (ⅲ) 단계에서 분리된 폴리스티렌 침전물을 0.0 MPa ~ 0.1 MPa 압력하에서 80 ℃ ~ 120 ℃ 로 발포시켜 발포 폴리스티렌을 수득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 발포 폴리스티렌의 재생 방법.
(i) adding a solvent selected from the group consisting of tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, and mixtures thereof to waste expanded polystyrene to obtain a mixture in which waste expanded polystyrene is dissolved;
(ii) adding water to the mixture in which the waste expanded polystyrene is dissolved to obtain a polystyrene precipitated precipitate;
(iii) filtering the precipitate to separate polystyrene from the mixture; and
(iv) foaming the polystyrene precipitate separated in step (iii) at 80° C. to 120° C. under a pressure of 0.0 MPa to 0.1 MPa to obtain expanded polystyrene;
상기 용제는 테트라하이드로퓨란이고,
상기 (ⅱ) 단계에서 폐 발포 폴리스티렌, 테트라하이드로퓨란 및 물의 질량의 전체 합에서 폐 발포 폴리스티렌 : 테트라하이드로퓨란 : 물의 질량비는 5 wt% ~ 30 wt% : 5 wt% ~ 40 wt% : 35 wt% ~ 90wt% 이며, 폐 발포 폴리스티렌의 함량이 5 wt% 이상 7 wt% 이하 구간에서의 테트라하이드로퓨란/물의 질량비는 0.05 ~ 0.33이고, 폐 발포 폴리스티렌의 함량이 7 wt% 초과 10 wt% 이하 구간에서는 테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.10 ~ 0.55이며, 폐 발포 폴리스티렌의 함량이 10 wt% 초과 15 wt% 이하 구간에서는 테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.15 ~ 0.78이고, 폐 발포 폴리스티렌의 함량이 15 wt% 초과 20 wt% 이하 구간에서는 테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.26 ~ 1.0이며, 폐 발포 폴리스티렌의 함량이 20 wt% 초과 25 wt% 이하 구간에서는 테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.45 ~ 1.05이고, 폐 발포 폴리스티렌의 함량이 25 wt% 초과 30 wt% 이하 구간에서는 테트라하이드로퓨란/물의 질량비 0.70 ~ 1.25인 것을 특징으로 하는 폐 발포 폴리스티렌의 재생 방법.
7. The method of claim 6,
The solvent is tetrahydrofuran,
In the total sum of the masses of waste expanded polystyrene, tetrahydrofuran and water in step (ii), the mass ratio of waste expanded polystyrene: tetrahydrofuran: water is 5 wt% to 30 wt%: 5 wt% to 40 wt%: 35 wt% ~ 90wt%, the mass ratio of tetrahydrofuran/water in the section in which the content of waste expanded polystyrene is 5 wt% or more and 7 wt% or less is 0.05 to 0.33, and in the section where the content of waste expanded polystyrene exceeds 7 wt% and 10 wt% or less The mass ratio of tetrahydrofuran/water is 0.10 to 0.55, the mass ratio of tetrahydrofuran/water is 0.15 to 0.78 in the section where the content of waste expanded polystyrene exceeds 10 wt% and 15 wt% or less, and the content of waste expanded polystyrene exceeds 15 wt% In the section of 20 wt% or less, the mass ratio of tetrahydrofuran/water is 0.26 to 1.0, and in the section where the content of waste expanded polystyrene is more than 20 wt% and less than 25 wt%, the mass ratio of tetrahydrofuran/water is 0.45 to 1.05, In the section where the content is more than 25 wt% and less than 30 wt%, the mass ratio of tetrahydrofuran/water is 0.70 to 1.25.
상기 용제는 메틸테트라하이드로퓨란이고,
상기 (ⅱ) 단계에서 폐 발포 폴리스티렌, 메틸테트라하이드로퓨란 및 물의 질량의 전체 합에서 폐 발포 폴리스티렌 : 메틸테트라하이드로퓨란 : 물의 질량비는 5 wt% ~ 20 wt% : 5 wt% ~ 30 wt% : 50 wt% ~ 90 wt% 이며, 폐 발포 폴리스티렌의 함량이 5 wt% 이상 7 wt% 미만 구간에서는 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.05 ~ 0.30이고, 폐 발포 폴리스티렌의 함량이 7 wt% 초과 10 wt% 이하 구간에서는 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.10 ~ 0.32이며, 폐 발포 폴리스티렌의 함량이 10 wt% 초과 15 wt% 이하 구간에서는 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.15 ~ 0.44이고, 폐 발포 폴리스티렌의 함량이 15 wt% 초과 20 wt% 이하 구간에서는 메틸테트라하이드로퓨란/물의 질량비가 0.26 ~ 0.50인 것을 특징으로 하는 폐 발포 폴리스티렌의 재생 방법.
7. The method of claim 6,
The solvent is methyltetrahydrofuran,
In the total sum of the mass of waste expanded polystyrene, methyltetrahydrofuran and water in step (ii), the mass ratio of waste expanded polystyrene: methyltetrahydrofuran: water is 5 wt% to 20 wt%: 5 wt% to 30 wt%: 50 It is wt% to 90 wt%, and in the section where the content of waste expanded polystyrene is 5 wt% or more and less than 7 wt%, the mass ratio of methyltetrahydrofuran/water is 0.05 to 0.30, and the content of waste expanded polystyrene exceeds 7 wt% and 10 wt% In the section below, the mass ratio of methyltetrahydrofuran/water is 0.10 to 0.32, and in the section where the content of waste expanded polystyrene exceeds 10 wt% and below 15 wt%, the mass ratio of methyltetrahydrofuran/water is 0.15 to 0.44, and the content of waste expanded polystyrene In this section of more than 15 wt% and less than 20 wt%, the mass ratio of methyltetrahydrofuran/water is 0.26 to 0.50.
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GRNT | Written decision to grant |