KR20220104886A - Extraction agent for removing impurities expressing color from monomers of polymer resins containing ester functional groups and purification method of monomers using the same - Google Patents

Extraction agent for removing impurities expressing color from monomers of polymer resins containing ester functional groups and purification method of monomers using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20220104886A
KR20220104886A KR1020210007240A KR20210007240A KR20220104886A KR 20220104886 A KR20220104886 A KR 20220104886A KR 1020210007240 A KR1020210007240 A KR 1020210007240A KR 20210007240 A KR20210007240 A KR 20210007240A KR 20220104886 A KR20220104886 A KR 20220104886A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
monomer
ester functional
functional group
polymer resin
group
Prior art date
Application number
KR1020210007240A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102525747B1 (en
Inventor
조정모
여홍란
홍도영
Original Assignee
한국화학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국화학연구원 filed Critical 한국화학연구원
Priority to KR1020210007240A priority Critical patent/KR102525747B1/en
Priority to CN202180044094.0A priority patent/CN115734981A/en
Priority to US18/011,733 priority patent/US20230312451A1/en
Priority to PCT/KR2021/007965 priority patent/WO2021261939A1/en
Priority to JP2022579891A priority patent/JP7539503B2/en
Priority to EP21827959.4A priority patent/EP4155342A1/en
Publication of KR20220104886A publication Critical patent/KR20220104886A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102525747B1 publication Critical patent/KR102525747B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0288Applications, solvents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for purifying a polymer resin monomer comprising an ester functional group in which a compound represented by following chemical formula 1 or a mixture including the same is brought into contact with a monomer of a polymer resin including an ester functional group or a reaction mixture including a decomposed low molecular weight material to remove foreign substances including pigments or dyes from the polymer having an ester functional group or the decomposed low molecular weight reaction mixture.

Description

에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하기 위한 추출제 및 이를 이용한 단량체의 정제방법{Extraction agent for removing impurities expressing color from monomers of polymer resins containing ester functional groups and purification method of monomers using the same}Extraction agent for removing impurities expressing color from monomers of polymer resins containing ester functional groups and purification method of monomers using the same}

본 발명은 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하기 위한 추출제 및 이를 이용한 단량체의 정제방법에 관한 것이다.The present invention relates to an extractant for removing a foreign substance expressing color from a monomer of a polymer resin containing an ester functional group, and a method for purifying the monomer using the same.

보다 상세하게는, 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체 중에서 색을 발현하는 이물질이 함유될 수 있으며, 특히, 염료나 안료가 포함되어 있어 색상을 띄는 중합된 형태의 폴리에스테르 수지로부터 화학적 해중합 반응에 의해 얻어지는 단량체, 저분자 반응화합물 등에 상기 색상을 띄는 불순물이 일부 포함되면, 이로부터 제조되는 재생 수지의 공정상 또는 제품상 품질에 악영향을 줄 수 있으며, 제조 과정 중 염색 공정에서 목적하는 색상이 발현되지 않거나 염료의 균일한 분산 제어가 안 되는 등 여러 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 방향족 고리에 최소 하나 이상의 알킬기가 링커를 통해 연결되고, 상기 링커는 최소 하나 이상의 산소를 갖는 소수성 유기화합물을 첨가하여 상기 단량체 등으로부터 색상을 띄는 화합물을 액-액 상분리를 통해 선택적으로 분리하는 기술을 제공한다.More specifically, a foreign material that expresses color may be contained in the monomer of the polymer resin containing an ester functional group, and in particular, a dye or pigment is included in the polymerized form of the polyester resin to exhibit color in the chemical depolymerization reaction. If some of the above-mentioned impurities are included in the monomers and low molecular weight reaction compounds obtained by Otherwise, various problems may occur, such as not controlling the uniform dispersion of the dye. Therefore, in the present invention, at least one alkyl group is connected to the aromatic ring through a linker, and the linker is selected by adding a hydrophobic organic compound having at least one oxygen to the monomer and the like through liquid-liquid phase separation. technology to separate

현대사회에서 인공 합성섬유 및 플라스틱의 사용량이 점차 증가함에 따라 소비 후 배출되는 폐플라스틱의 재활용 기술에 대해 관심이 고조되고 있다. 특히, 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 소재는 해중합 반응(Depolymerization)을 통해 해당 소재의 재합성에 사용될 수 있는 형태 또는 다른 목적의 소재에 응용될 수 있는 고부가 원료 형태로 해중합이 가능하며, 이로부터 다양한 화학적 반응경로에 기초한 단량체 제조기술이 개발되고 있다. 화학적 분해를 통해 생성된 단량체는 이론적으로 초기 고분자 합성에 투입되는 원료와 동등한 성질 또는 고분자 중합에 활용될 수 있는 순도로 제조될 수 있으나, 사용 후 배출되는 폐고분자 소재는 다양한 형태의 이물질을 함유하고 있으며 이는 최종 제품의 품질을 저하시키는 가장 큰 원인을 제공할 수 있다. As the use of artificial synthetic fibers and plastics is gradually increasing in modern society, interest in recycling technologies for waste plastics discharged after consumption is increasing. In particular, a polymer material containing an ester functional group can be depolymerized in a form that can be used for resynthesis of the material through depolymerization or a high value-added raw material that can be applied to materials for other purposes. Monomer production technology based on the reaction route is being developed. The monomers generated through chemical decomposition can theoretically be manufactured with properties equivalent to those of raw materials used for initial polymer synthesis or with a purity that can be used for polymer polymerization, but the waste polymer materials discharged after use contain various types of foreign substances and And this can be the biggest cause of lowering the quality of the final product.

특히, 염료나 안료와 같이 고분자 기질로 직접 침투를 유도하는 색소 화합물은 탈색을 방지하기 위한 물질의 설계뿐만 아니라 일련의 물리적, 화학적 전·후처리 및 염색 공정들을 통해 제품이 제조되기 때문에, 단순한 세척이나 세정과정을 통해 제거가 어려우며 해중합 반응의 생성물, 즉 테레프탈산 구조를 포함하는 저분자 화합물에서도 이들 화합물을 화학적으로 분리하거나 고립하는 것이 용이하지 않다.In particular, dye compounds that induce direct penetration into the polymer matrix, such as dyes or pigments, are manufactured through a series of physical and chemical pre- and post-treatment and dyeing processes as well as designing materials to prevent discoloration, so simple cleaning However, it is difficult to remove through the washing process, and it is not easy to chemically separate or isolate these compounds even from the products of depolymerization, that is, low molecular weight compounds containing a terephthalic acid structure.

안료는 용매에 분말입자 상태로 분산하여 사용하는, 물이나 기름에 용해되지 않는 특성을 갖는 색소이고, 염료는 대부분의 용매에 균일하게 녹을 수 있는 형태로 입자 크기가 매우 작거나 분자 형태일 수 있다. 안료는 대부분 페인트나 프린팅 방식으로 고분자 수지에 응용되어지며, 염료는 착색과정을 통해 사용되며 대부분 섬유나 피혁 등을 염색하기 위해 주로 사용된다. 염료는 다시 식물, 동물, 또는 광물에서 얻어지는 천연염료나 인공적으로 합성되는 인조염료로 분류된다. 인조염료는 직접성염료, 매염성염료, 환원성염료, 발색성염료, 분산성염료, 반응성염료 등을 예로 들 수 있으며, 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 소재에 주로 응용되는 염료의 경우 화학적 구조에 따른 분류에 의해 아조계와 안트라퀴논계의 분산염료가 가장 대표적으로 사용된다.Pigments are pigments that are dispersed in a solvent in the form of powder particles and are not soluble in water or oil, and dyes can be uniformly soluble in most solvents and have a very small particle size or molecular form. . Pigments are mostly applied to polymer resins through paint or printing methods, and dyes are used through a coloring process, and are mostly used to dye fibers or leather. Dyes are further classified into natural dyes obtained from plants, animals, or minerals, or artificial dyes synthesized artificially. Examples of artificial dyes include direct dyes, mordant dyes, reducing dyes, chromogenic dyes, dispersible dyes, reactive dyes, and the like. Azo-based and anthraquinone-based disperse dyes are most commonly used.

에스테르 작용기를 포함하는 고분자의 해중합 반응물을 정제하여 고부가 단량체를 수득함에 있어서, 색소를 제거한 고순도 단량체를 획득하기 위한 선행 기술로서는 활성탄과 같은 흡착제를 사용하는 흡착 방법, 여과나 증류와 같은 물리적 분리 방법, 산화, 환원, 가수분해, 전기분해 등과 같은 화학적 방법 등이 응용되고 있다. 그러나, 미량의 색소 화합물이라도 색상이 발현되며 고분자 단량체들과 착물을 형성하는 착색 특성으로 인해 효과가 매우 단편적인 경우가 많으며, 분리 과정에 응용되는 소재 및 에너지 비용이 과다할 수 있어서 경제성 확보가 매우 어려운 것들이 대부분이다.In obtaining a high-addition monomer by purifying a depolymerization reaction product of a polymer containing an ester functional group, as a prior art for obtaining a high-purity monomer from which a dye has been removed, an adsorption method using an adsorbent such as activated carbon, a physical separation method such as filtration or distillation, Chemical methods such as oxidation, reduction, hydrolysis, and electrolysis are applied. However, even a trace amount of a pigment compound is colored, and the effect is often very fragmentary due to the coloring characteristic of forming a complex with polymer monomers. Most of the things are difficult.

관련 선행기술로는 일본등록특허 제4537288호에서는 염료 추출 공정, 고액 분리 공정, 해중합반응 공정, 에스테르 교환 반응 공정, 유효성분 회수 공정을 포함한 염료 착색된 폴리에스테르 섬유에서 테레프탈산 디메틸과 알킬렌 글리콜을 제조 하는 방법이 공지되어 있다. 위 특허에서는 염착된 폴리에스테르 섬유에서 염료를 추출하기 위한 추출 용제로서 자일렌 및 알킬렌 글리콜을 이용하며, 당해 폴리에스테르의 유리 전이점 온도 이상 220℃ 이하에서 염료를 추출 제거하는 것으로서, 해중합 전에 미리 염료를 추출한 뒤에, 염료가 추출된 폴리에스테르 섬유를 해중합 촉매의 존재 하 알킬렌 글리콜과 일부 해중합반응액을 추가 투입해 해중합 반응을 일으켜 비스-ω-하이드록시알킬 테레프탈레이트(BHAT)를 포함한 해중합 용액을 얻는 공정이 개시되어 있다. 그러나, 해중합 전에 염료를 추출하는 것은 비경제적이며 추출 효율이 낮기 때문에 바람직하지 않다.As a related prior art, Japanese Patent No. 4537288 discloses the manufacture of dimethyl terephthalate and alkylene glycol from dye-colored polyester fibers including a dye extraction process, a solid-liquid separation process, a depolymerization process, a transesterification process, and an active ingredient recovery process. How to do it is known. In the above patent, xylene and alkylene glycol are used as extraction solvents for extracting the dye from the dyed polyester fiber, and the dye is extracted and removed at 220° C. or higher above the glass transition point of the polyester. After the dye is extracted, the polyester fiber from which the dye is extracted is additionally added with alkylene glycol and a partial depolymerization reaction solution in the presence of a depolymerization catalyst to cause a depolymerization reaction and a depolymerization solution containing bis-ω-hydroxyalkyl terephthalate (BHAT) A process for obtaining is disclosed. However, it is undesirable to extract the dye before depolymerization because it is uneconomical and the extraction efficiency is low.

또한, 한국등록특허 제10-1142329호에서는 폴리에스테르의 해중합에 의해 얻어진 올리고머 용액을 이온교환수지에 접촉시켜 올리고머 용액 내 촉매를 제거하는 단계 및 상기 촉매를 제거한 올리고머 용액을 활성탄, 활성백토, 규조토 등의 탈색제에 통과시켜 올리고머 용액 내 유색 물질을 탈색제에 흡착시켜 제거하는 기술을 공지하고 있다. 그러나 상기 특허에서는 탈색제의 사용량이 과다할 수 있어 경제적이지 않다.In addition, in Korea Patent No. 10-1142329, the step of contacting the oligomer solution obtained by depolymerization of polyester with an ion exchange resin to remove the catalyst in the oligomer solution, and the oligomer solution from which the catalyst has been removed is treated with activated carbon, activated clay, diatomaceous earth, etc. A technique for removing the colored material in the oligomer solution by adsorbing it to the bleaching agent is known. However, in the above patent, the amount of the bleaching agent used may be excessive, which is not economical.

상기 언급한 문제를 해결하기 위해서 에스테르 작용기를 포함하는 유색 고분자의 해중합으로부터 발생하거나 또는 제품의 정제과정에서 발생하는 테레프탈레이트 유도물로부터 색상을 띄는 염료 또는 안료를 효과적으로 제거할 수 있으면서 과다한 에너지가 소모되지 않도록 하는 물질 또는 공정의 개발이 필요하다.In order to solve the above-mentioned problems, it is possible to effectively remove colored dyes or pigments from terephthalate derivatives generated from depolymerization of colored polymers containing ester functional groups or from the purification process of products, and excessive energy is not consumed. It is necessary to develop a material or process that prevents it.

일본등록특허 제4537288호(2010.06.25. 등록)Japanese Patent No. 4537288 (registered on June 25, 2010) 한국등록특허 제10-1142329호(2012.04.26 등록)Korean Patent Registration No. 10-1142329 (Registered on April 26, 2012)

본 발명에서는 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체에 첨가하여 상기 단량체에 존재하는 색을 발현하는 이물질을 선택적으로 추출하여 제거할 수 있는 추출제 및 이를 이용하여 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체를 정제하는 정제방법을 제공하고자 한다.In the present invention, an extractant capable of selectively extracting and removing foreign substances expressing a color present in the monomer by adding it to a monomer of a polymer resin containing an ester functional group, and a monomer of a polymer resin containing an ester functional group using the same An object of the present invention is to provide a purification method for purification.

또한, 본 발명에서는 상기 고분자 수지의 단량체가 해중합 반응으로부터 생성되는 반응물이나 정제과정에서 발생하는 단량체 혼합물로부터 중합 이전의 것과 동일한 품질의 단량체가 수득될 수 있도록, 해중합 반응에 사용된 동일 공정에서 원위치(in-situ)로 정제를 수행하거나 하나 이상의 후처리 공정을 추가로 두어 제품을 정제하는 방법을 제공하고자 한다.In addition, in the present invention, the monomer of the polymer resin is in situ ( An object of the present invention is to provide a method for purifying a product by performing purification in-situ or by additionally adding one or more post-treatment processes.

또한, 본 발명은 소량의 첨가제를 가하여 반복적인 추출 공정을 연속적으로 적용함으로써, 제품의 순도를 조절할 수 있는 상기 고분자 수지의 고순도 단량체 또는 유도 화합물의 제조 방법을 제공하고자 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a method for producing a high-purity monomer or derivative compound of the polymer resin capable of controlling the purity of a product by continuously applying a repeated extraction process by adding a small amount of additive.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하기 위한 추출제로서, 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하기 위한 추출제를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is an extractant for removing a foreign substance expressing color from a monomer of a polymer resin containing an ester functional group, and an ester functional group comprising a compound represented by the following Chemical Formula 1 It provides an extractant for removing foreign substances expressing color from a monomer of a polymer resin comprising a.

Figure pat00001
[화학식 1]
Figure pat00001
[Formula 1]

상기 화학식 1에서, 상기 치환기 R1은 수소, 하이드록시기, 알데히드기, 카르복실기, C1-C6의 알킬기, C4-C6의 시클로알킬기 및 C6-C12의 아릴기 중에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 n은 0 내지 5 중에서 어느 하나의 정수이며, 상기 n이 2 이상인 경우에는 R1은 각각 동일하거나 상이하며, 상기 치환기 R2는 C1-C10의 알킬기이고, 상기 m은 1 내지 6 중에서 어느 하나의 정수이며, 상기 m이 2 이상인 경우에는 -O-R2는 각각 동일하거나 상이하다.In Formula 1, the substituent R 1 is any one selected from hydrogen, a hydroxyl group, an aldehyde group, a carboxyl group, a C 1 -C 6 alkyl group, a C 4 -C 6 cycloalkyl group, and a C 6 -C 12 aryl group , wherein n is an integer from 0 to 5, and when n is 2 or more, R 1 is the same or different, and the substituent R 2 is a C 1 -C 10 alkyl group, and m is 1 to It is an integer of any one of 6, and when m is 2 or more, -OR 2 is the same or different.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 메톡시 벤젠, 1,2-디메톡시벤젠, 1,3-디메톡시벤젠, 1,4-디메톡시벤젠, 1,2,3-트리메톡시벤젠, 1,2,4-트리메톡시벤젠, 1,3,5-트리메톡시벤젠, 1,2,3,4-테트라메톡시벤젠, 1,2,3,5-테트라메톡시벤젠, 1,2,4,5-테트라메톡시벤젠, 2-메톡시페놀, 1,3-디메톡시-2-하이드록시벤젠, 4-하이드록시-3,5-디메톡시벤조익산, 3-(4-하이드록시-3,5-디메톡시페닐)프로프-2-에날, 4-하이드록시-3,5-디메톡시벤잘데하이드, 4-하이드록시-3,5-디메톡시아세토페논, 3-(4-하이드록시-3,5-디메톡시페닐프로프-2-에노익 산, 4-에닐-2,6-디메톡시페놀, 4-하이드록시-3-메톡시벤잘데하이드, 3-하이드록시-4-메톡시벤잘데하이드, 2-하이드록시-3-메톡시벤잘데하이드, 2-하이드록시-5-메톡시벤잘데하이드, 2-하이드록시-4-메톡시벤잘데하이드, 3,4-디하이드록시벤잘데하이드, 1-메톡시-4-[(E)-프로프-1-에닐]벤젠, 1-브로모-4-메톡시벤젠, 2-터트-부틸-4-메톡시페놀, 에톡시벤젠, 페놀, 1,3,5-트리클로로-2-메톡시벤젠, 1,3,5-트리브로모-2-메톡시벤젠, 4-(프로프-2-엔-1-일)페놀, 1-메톡시-4(프로프-2-엔-1-일)벤젠, 5-(프로프-2-엔-1-일)-2H-1,3-벤조다이옥솔, 4-메톡시-2-[(E)-프로프-1-일]페놀, 2-메톡시-4-(프로프-1-엔-일)페놀로 이루어진 군에서 선택된 것 중 하나 또는 그 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the compound represented by Formula 1 is methoxy benzene, 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, 1,4-dimethoxybenzene, 1,2,3 -Trimethoxybenzene, 1,2,4-trimethoxybenzene, 1,3,5-trimethoxybenzene, 1,2,3,4-tetramethoxybenzene, 1,2,3,5-tetra Methoxybenzene, 1,2,4,5-tetramethoxybenzene, 2-methoxyphenol, 1,3-dimethoxy-2-hydroxybenzene, 4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzoic acid, 3-(4-hydroxyl-3,5-dimethoxyphenyl)prop-2-enal, 4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzaldehyde, 4-hydroxy-3,5-dimethoxyaceto Phenone, 3-(4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenylprop-2-enoic acid, 4-enyl-2,6-dimethoxyphenol, 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde , 3-hydroxy-4-methoxybenzaldehyde, 2-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde, 2-hydroxy-5-methoxybenzaldehyde, 2-hydroxy-4-methoxybene Zaldehyde, 3,4-dihydroxybenzaldehyde, 1-methoxy-4-[(E)-prop-1-enyl]benzene, 1-bromo-4-methoxybenzene, 2-tert- Butyl-4-methoxyphenol, ethoxybenzene, phenol, 1,3,5-trichloro-2-methoxybenzene, 1,3,5-tribromo-2-methoxybenzene, 4- (prop -2-en-1-yl)phenol, 1-methoxy-4 (prop-2-en-1-yl)benzene, 5-(prop-2-en-1-yl)-2H-1, selected from the group consisting of 3-benzodioxole, 4-methoxy-2-[(E)-prop-1-yl]phenol, 2-methoxy-4-(prop-1-en-yl)phenol may be one or more of these.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체는, 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 해중합 반응으로부터 얻어진 것임을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the monomer of the polymer resin including the ester functional group may be characterized in that it is obtained from depolymerization of the polymer resin including the ester functional group.

또한, 본 발명은 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 이물질을 제거하여 고순도의 단량체를 생성하기 위한 정제 방법으로서, 1) 색을 발현하는 이물질이 포함된 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체에 상기의 화학식 1로 표시되는 화합물을 가하고 혼합하는 단계; 2) 상기 1) 단계에서의 혼합액을 정치하여 액-액 상분리를 유도하는 단계; 3) 상기 상 분리된 액-액 층을 윗 상의 유기용액 층과, 아랫 상의 수용액 층으로 분리 배출하는 단계;를 포함하는 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하여 고순도의 단량체를 생성하기 위한 정제 방법을 제공한다. In addition, the present invention is a purification method for producing a high-purity monomer by removing foreign substances from a monomer of a polymer resin containing an ester functional group. adding and mixing the compound represented by Formula 1 above; 2) inducing liquid-liquid phase separation by standing still the mixed solution in step 1); 3) separating and discharging the phase-separated liquid-liquid layer into the upper organic solution layer and the lower aqueous solution layer; A purification method for producing a monomer of

본 발명의 정제 방법의 다른 일 실시예에 있어서, 상기 1) 단계에서, 화학식 1로 표시되는 화합물외에, 물 또는 화학식 1로 표시되는 화합물과 섞이지 않은 친수성 액을 상기 색을 발현하는 이물질을 포함하는 단량체에 가하는 것을 특징으로 할 수 있다.In another embodiment of the purification method of the present invention, in step 1), in addition to the compound represented by Formula 1, water or a hydrophilic liquid immiscible with the compound represented by Formula 1 containing foreign substances expressing the color It may be characterized in that it is added to the monomer.

본 발명의 정제 방법의 다른 일 실시예에 있어서, 상기 단량체는, 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지를 해중합하여 얻어진 해중합반응 후 혼합물이거나, 상기 해중합 반응 후 혼합물을 부분적으로 정제한 것임을 특징으로 할 수 있다.In another embodiment of the purification method of the present invention, the monomer is a mixture after depolymerization obtained by depolymerizing a polymer resin containing an ester functional group, or a partially purified mixture after the depolymerization reaction. It may be characterized. .

또한, 본 발명에 따른 정제 방법에서, 상기 분리된 수용액층에 화학식 1로 표시되는 화합물을 추가로 더 가하여, 색을 발현하는 이물질을 더 추출하는 단계;를 1회 이상 반복 실시할 수 있으며, 분리된 유기용액층에, 물 또는 화학식 1로 표시되는 화합물과 섞이지 않은 친수성 액을 추가로 더 가하여 혼합한 뒤, 다시 상분리를 실시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, in the purification method according to the present invention, further adding the compound represented by Chemical Formula 1 to the separated aqueous solution layer to further extract foreign substances that express color; may be repeated one or more times, and separated The method may further include adding water or a hydrophilic liquid immiscible with the compound represented by Formula 1 to the organic solution layer and mixing, followed by performing phase separation again.

본 발명에 따른 정제 방법에서, 상기 분리된 수용액상으로부터 재결정화를 통해 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체를 회수할 수 있다.In the purification method according to the present invention, the monomer of the polymer resin including the ester functional group may be recovered from the separated aqueous phase through recrystallization.

또한 본 발명은 a) 에스테르 작용기를 포함하는 유색의 고분자 수지에 상기 화학식 1의 화합물을 첨가하는 단계; b) 상기 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지를 해중합하는 단계; c) 상기 해중합 반응으로부터 얻어진 해중합 반응 혼합물에 물 또는 화학식 1로 표시되는 화합물과 섞이지 않은 친수성 용액을 가하고 혼합하는 단계; d) 상기 c) 단계에서의 혼합액을 정치하여 액-액 상분리를 유도하는 단계; e) 상기 상 분리된 액-액 층을 윗 상의 유기용액 층과, 아랫 상의 수용액 층으로 분리 배출하는 단계;를 포함하는 에스테르 작용기를 포함하는 유색 고분자 수지의 해중합에 의해 얻어진 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하여 고순도의 단량체를 생성하기 위한 정제 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of: a) adding the compound of Formula 1 to a colored polymer resin containing an ester functional group; b) depolymerizing the polymer resin including the ester functional group; c) adding and mixing water or a hydrophilic solution immiscible with the compound represented by Formula 1 to the depolymerization reaction mixture obtained from the depolymerization reaction; d) inducing liquid-liquid phase separation by standing still the mixed solution in step c); e) separating and discharging the phase-separated liquid-liquid layer into an upper organic solution layer and a lower aqueous solution layer; Provided is a purification method for removing foreign substances to produce a high-purity monomer.

또한 본 발명의 또 다른 일 실시예에 있어서, 상기 e)단계에서 분리 배출되는 유기용액 층으로부터 증류를 통해 유기용제를 회수하고 이를 재활용하는 것을 특징으로 할 수 있다.Also, in another embodiment of the present invention, it may be characterized in that the organic solvent is recovered through distillation from the organic solution layer separated and discharged in step e) and recycled.

본 발명에 따르면, 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체를 고순도로 정제하는 것이 가능하다.According to the present invention, it is possible to purify the monomer of the polymer resin including the ester functional group with high purity.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 고분자 수지의 단량체는 에스테르 작용기를 포함하는 유색 고분자 수지의 해중합에 의해 얻어진 것으로서, 상기 고분자 수지의 제조 이전의 품질과 동등한 정도의 해중합 단량체, 또는 부가 단량체(예. BHET)를 고수율, 고순도로 생산이 가능하다. In addition, according to the present invention, the monomer of the polymer resin is obtained by depolymerization of a colored polymer resin containing an ester functional group, and is a depolymerized monomer or an addition monomer (eg, BHET) having the same quality as before the production of the polymer resin. ) can be produced with high yield and high purity.

본 발명에 따른 추출제는 해중합 반응에 직접 참여하지 않기 때문에, 해중합 반응에 의한 단량체의 정제에 사용될 경우, 해중합 반응 이전 또는 이후 단계에 첨가하여 사용될 수 있어 사용 편의성이 높다.Since the extractant according to the present invention does not directly participate in the depolymerization reaction, when used for the purification of the monomer by the depolymerization reaction, it can be added before or after the depolymerization reaction, and thus the ease of use is high.

또한, 상기 추출제로 인하여 이물질과 첨가제 사이의 수소 결합력, 이종 화합물의 방향족 고리 간 π-겹침 등과 같은 비공유 상호인력이 조절됨으로써 해중합된 저분자 화합물과 친화력을 낮출 수 있어, 유리된 색소 화합물은 유기상에, 제품인 테레프탈레이트 화합물은 친수성을 갖는 아래 상에 높은 농도로 분포하게 되므로 물리적인 상분리를 통해 제품을 고순도로 정제할 수 있으며, 해중합 반응공정과 직접적으로 연계하거나 연속된 흐름을 통한 공정 구현이 가능하기 때문에 에너지 소비량을 줄일 수 있는 장점을 갖고 있다.In addition, due to the extractant, it is possible to lower the affinity with the depolymerized low-molecular compound by controlling the non-covalent mutual attraction such as the hydrogen bonding force between the foreign material and the additive and the π-overlapping between the aromatic rings of the heterogeneous compound. Since the product, terephthalate compound, is distributed at a high concentration in the hydrophilic lower phase, the product can be purified with high purity through physical phase separation. It has the advantage of reducing energy consumption.

본 발명은 기존 분리공정에 비해 완화된 운전조건이 적용 가능하고, 에너지 손실량이 최소화될 수 있으며, 친환경 소재들로 구성된 화합물이 각각의 공정에 적용되고, 사용된 추출제 및 반응 생성물은 별도의 분리공정을 통해 회수 및 재사용될 수 있어서 환경 친화적이며 경제적인 정제공정의 구현이 가능하다. In the present invention, relaxed operating conditions can be applied compared to the existing separation process, the amount of energy loss can be minimized, a compound composed of eco-friendly materials is applied to each process, and the extractant and reaction product used are separately separated Since it can be recovered and reused through the process, it is possible to implement an environmentally friendly and economical purification process.

또한, 본 발명의 추출제 및 정제 방법은 복잡한 공정단위가 요구되지 않고, 단순 반복적인 상분리 방법을 사용하면 해중합 제품의 순도를 높일 수 있어 다양한 형태나 방법에 의해 고순도 고수율의 정제기술에 응용이 가능하다.In addition, the extractant and purification method of the present invention do not require a complex process unit, and by using a simple and repetitive phase separation method, the purity of the depolymerized product can be increased, so that it can be applied to high-purity, high-yield purification technology by various forms or methods. It is possible.

또한, 본 발명에 따른 기술로 해중합 및 정제된 단량체는 중합에 의해 플라스틱이나 수지 제품의 원료로 재사용됨에 있어서도 품질과 용도 제한이 크지 않아 완벽한 화학적 재순환 기술 구현이 가능하다.In addition, even when the depolymerized and purified monomers are reused as raw materials for plastics or resin products by polymerization, the quality and use are not limited, so a perfect chemical recycling technology can be realized.

도 1은 본 발명에 따른 추출제의 일종인 아니솔과 친수성 용매(물 또는 에틸렌글리콜)로 구성된 이성분계 화합물의 열역학적 상평형 상태를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일부 비교예 및 실시예들의 유색 폐 PET 고분자의 해중합 및 제품 정제과정에서 추출된 유기안료와 정제된 해중합 단량체 제품의 1H NMR 스펙트럼이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예의 유색 폴리에스테르 섬유의 해중합 및 제품 정제과정에서 추출된 유기염료와 정제된 해중합 단량체 제품의 1H NMR 스펙트럼이다.
1 shows a thermodynamic phase equilibrium state of a binary compound composed of anisole, which is a kind of extractant according to the present invention, and a hydrophilic solvent (water or ethylene glycol).
2 is a 1 H NMR spectrum of organic pigments and purified depolymerized monomer products extracted during depolymerization and product purification of colored waste PET polymers in some Comparative Examples and Examples of the present invention.
3 is a 1 H NMR spectrum of an organic dye and a purified depolymerized monomer product extracted during depolymerization and product purification of colored polyester fibers according to some examples of the present invention.

다른 식으로 정의하지 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 명명법은 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 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this 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 발명은 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 안료나 염료 등의 색을 띄는 이물질을 제거하기 위한 추출제로서, 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 추출제를 제공한다. 화학식 1로 표시되는 화합물은 방향족 고리에 최소 하나 이상의 알킬기가 링커를 통해 연결되어 있으며, 상기 링커는 최소 하나 이상의 산소를 가진다. The present invention provides an extractant comprising a compound represented by the following formula (1) as an extractant for removing colored foreign substances such as pigments or dyes from a monomer of a polymer resin containing an ester functional group . In the compound represented by Formula 1, at least one alkyl group is connected to the aromatic ring through a linker, and the linker has at least one oxygen.

Figure pat00002
[화학식 1]
Figure pat00002
[Formula 1]

상기 화학식 1에서, R1은 수소, 하이드록시기, 알데히드기, 카르복실기, C1-C6의 알킬기, C4-C6의 시클로알킬기 및 C6-C12의 아릴기 중에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 n은 0 내지 5 중에서 어느 하나의 정수이며, 상기 n이 2 이상인 경우에는 R1은 각각 동일하거나 상이하며, R2는 C1-C10의 알킬기이고, 상기 m은 1 내지 6 중에서 어느 하나의 정수이며, 상기 m이 2 이상인 경우에는 -O-R2는 각각 동일하거나 상이하다.In Formula 1, R 1 is any one selected from hydrogen, a hydroxyl group, an aldehyde group, a carboxyl group, a C 1 -C 6 alkyl group, a C 4 -C 6 cycloalkyl group, and a C 6 -C 12 aryl group, Wherein n is an integer from 0 to 5, and when n is 2 or more, R 1 are the same or different, R 2 is a C 1 -C 10 alkyl group, and m is any one of 1 to 6 is an integer, and when m is 2 or more, -OR 2 is the same or different.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 메톡시 벤젠, 1,2-디메톡시벤젠, 1,3-디메톡시벤젠, 1,4-디메톡시벤젠, 1,2,3-트리메톡시벤젠, 1,2,4-트리메톡시벤젠, 1,3,5-트리메톡시벤젠, 1,2,3,4-테트라메톡시벤젠, 1,2,3,5-테트라메톡시벤젠, 1,2,4,5-테트라메톡시벤젠, 2-메톡시페놀, 1,3-디메톡시-2-하이드록시벤젠, 4-하이드록시-3,5-디메톡시벤조익 산, 3-(4-하이드록시-3,5-디메톡시페닐)프로프-2-에날, 4-하이드록시-3,5-디메톡시벤잘데하이드, 4-하이드록시-3,5-디메톡시아세토페논, 3-(4-하이드록시-3,5-디메톡시페닐프로프-2-에노익 산, 4-에닐-2,6-디메톡시페놀, 4-하이드록시-3-메톡시벤잘데하이드, 3-하이드록시-4-메톡시벤잘데하이드, 2-하이드록시-3-메톡시벤잘데하이드, 2-하이드록시-5-메톡시벤잘데하이드, 2-하이드록시-4-메톡시벤잘데하이드, 3,4-디하이드록시벤잘데하이드, 1-메톡시-4-[(E)-프로프-1-에닐]벤젠, 1-브로모-4-메톡시벤젠, 2-터트-부틸-4-메톡시페놀, 에톡시벤젠, 페놀, 1,3,5-트리클로로-2-메톡시벤젠, 1,3,5-트리브로모-2-메톡시벤젠, 4-(프로프-2-엔-1-일)페놀, 1-메톡시-4(프로프-2-엔-1-일)벤젠, 5-(프로프-2-엔-1-일)-2H-1,3-벤조다이옥솔, 4-메톡시-2-[(E)-프로프-1-일]페놀, 2-메톡시-4-(프로프-1-엔-일)페놀 등 천연에서 얻어지거나 합성된 화합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the compound represented by Formula 1 is methoxy benzene, 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, 1,4-dimethoxybenzene, 1,2,3 -Trimethoxybenzene, 1,2,4-trimethoxybenzene, 1,3,5-trimethoxybenzene, 1,2,3,4-tetramethoxybenzene, 1,2,3,5-tetra Methoxybenzene, 1,2,4,5-tetramethoxybenzene, 2-methoxyphenol, 1,3-dimethoxy-2-hydroxybenzene, 4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzoic acid , 3- (4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl) prop-2-enal, 4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzaldehyde, 4-hydroxy-3,5-dimethoxy Acetophenone, 3-(4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenylprop-2-enoic acid, 4-enyl-2,6-dimethoxyphenol, 4-hydroxy-3-methoxybenzalde Hyde, 3-hydroxy-4-methoxybenzaldehyde, 2-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde, 2-hydroxy-5-methoxybenzaldehyde, 2-hydroxy-4-methoxy Benzaldehyde, 3,4-dihydroxybenzaldehyde, 1-methoxy-4-[(E)-prop-1-enyl]benzene, 1-bromo-4-methoxybenzene, 2-tert -Butyl-4-methoxyphenol, ethoxybenzene, phenol, 1,3,5-trichloro-2-methoxybenzene, 1,3,5-tribromo-2-methoxybenzene, 4- (pro P-2-en-1-yl)phenol, 1-methoxy-4 (prop-2-en-1-yl)benzene, 5-(prop-2-en-1-yl)-2H-1 Obtained from nature, such as ,3-benzodioxole, 4-methoxy-2-[(E)-prop-1-yl]phenol, 2-methoxy-4-(prop-1-en-yl)phenol, etc. It may be one or more selected from the group consisting of synthetic or synthetic compounds.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체는, 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 해중합 반응으로부터 얻어진 것일 수 있으며, 특히, 상기 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지는 유색 고분자 수지일 수 있는데, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 해중합 반응에 첨가하였을 때 에스테르 작용기를 포함하는 고분자의 해중합에 반응물로 직접 참여하지 않으나, 해중합 반응성 및 제품 선택성과 관련한 성능을 저온 반응에서도 유지할 수 있는 특성을 갖고 있어 해중합 반응 전의 고분자 수지와 혼합된 다음 해중합을 실시하는 형태로 사용될 수도 있다.In addition, in one embodiment of the present invention, the monomer of the polymer resin including the ester functional group may be obtained from a depolymerization reaction of the polymer resin including the ester functional group. In particular, the polymer resin including the ester functional group is It may be a colored polymer resin, and when the compound represented by Formula 1 is added to the depolymerization reaction, it does not directly participate as a reactant in the depolymerization of a polymer containing an ester functional group, but maintains the performance related to the depolymerization reactivity and product selectivity even at a low temperature reaction. It can be used in the form of performing depolymerization after being mixed with the polymer resin before depolymerization.

본 발명에 따른 추출제는 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 띄는 안료, 염료 등의 이물질을 제거하는 추출제로서 유용하며, 여기서 에스테르 작용기를 포함하는 고분자는 단독 혹은 혼합 폐플라스틱의 형태, 예컨대 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이의 조합이 상기 에스테르 작용기를 포함하는 고분자와 혼합된 형태일 수 있다. 위에 예시로 열거된 상기 에스테르 작용기를 포함하는 고분자와 혼합되는 다른 고분자는 단순 예시일 뿐 위 나열된 것에 한정되지 않는다.The extractant according to the present invention is useful as an extractant for removing foreign substances such as pigments and dyes from a monomer of a polymer resin containing an ester functional group, wherein the polymer containing an ester functional group is used alone or in the form of a mixed waste plastic For example, polyethylene, high-density polyethylene, low-density polyethylene, polypropylene, or a combination thereof may be in a mixed form with the polymer including the ester functional group. Other polymers to be mixed with the polymer containing the ester functional group listed as examples above are merely examples and are not limited to those listed above.

또한 본 발명은 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 이물질을 제거하여 고순도의 단량체를 생성하기 위한 정제 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a purification method for producing a high-purity monomer by removing foreign substances from a monomer of a polymer resin containing an ester functional group.

상기 정제 방법은 1) 색을 띄는 이물질이 포함된 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체에 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 가하고 혼합하는 단계; 2) 상기 1) 단계에서의 혼합액을 정치하여 액-액 상분리를 유도하는 단계; 3) 상기 상 분리된 액-액 층을 윗 상의 유기용액 층과, 아랫 상의 수용액 층으로 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The purification method includes the steps of 1) adding and mixing the compound represented by Formula 1 to a monomer of a polymer resin including an ester functional group containing a colored foreign substance; 2) inducing liquid-liquid phase separation by standing still the mixed solution in step 1); 3) separating the phase-separated liquid-liquid layer into an upper organic solution layer and a lower aqueous solution layer;

상기 1) 단계는 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체에서 이물질을 추출하기 위한 추출제를 가하고, 이를 혼합하여 추출제에 이물질이 더 많이 분배 되도록 하는 단계이다.Step 1) is a step of adding an extractant for extracting foreign substances from the monomer of the polymer resin including an ester functional group, and mixing it to distribute more foreign substances to the extractant.

상기 1) 단계에서의 추출 분배 온도는 일반적인 에스테르 작용기를 포함하는 고분자의 해중합 반응온도 혹은 그보다 저온인 영역에서 친수성 용매를 가하지 않고도 상분리를 유도한 후 추출 과정을 실시할 수 있으나, 상기 화학식 1로 표시되는 물질과 매우 제한적인 용해도를 갖는 물을 과량으로 가하게 되면 상분리 경계가 더 명확하게 발생하며, 해중합 제품 및 이물질의 극단적인 비대칭적 분배를 유도하여 단량체를 고순도로 회수할 수 있다.The extraction and distribution temperature in step 1) can be performed after inducing phase separation without adding a hydrophilic solvent in a region lower than or at the depolymerization reaction temperature of a polymer containing a general ester functional group, but the extraction process can be carried out as shown in Formula 1 If an excessive amount of water, which has a very limited solubility, is added, the phase separation boundary occurs more clearly, and it induces an extremely asymmetric distribution of the depolymerized product and foreign substances, so that the monomer can be recovered in high purity.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 염료나 안료 등 색상을 발현하는 유기물에 대해서도 상대적으로 높은 친화성을 갖는 물질이므로, 상기 1)단계에서 염료나 안료 등 색상을 발현하는 이물질은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 대부분인 유기상으로 이동되며, 다른 소수성 화합물들과 단량체 제품은 대부분 친수성 상으로 물질전달이 일어날 수 있다.Since the compound represented by the formula (1) is a material having a relatively high affinity for organic substances that express color, such as dyes or pigments, foreign substances that express color such as dyes or pigments in step 1) are represented by the formula (1) Most of the compounds are transferred to the organic phase, and other hydrophobic compounds and monomeric products are mostly capable of mass transfer into the hydrophilic phase.

상기 1) 단계에서의 추출 분배시의 온도 범위는 25~150℃의 범위에서 일어날 수 있다.The temperature range during extraction and distribution in step 1) may occur in the range of 25 ~ 150 ℃.

본 발명에 따르는 액-액 추출에 따라 진행되는 염료나 안료 등의 이물질 제거 및 단량체 정제과정은 물을 사용하는 것이 가장 경제적일 수 있으나, 첨가제와 열역학적으로 불안정한 상을 유도할 수 있는 친수성 물질이 사용될 수 있으며, 이는 별도의 용매 첨가 없이 반응물로 사용된 다가 알코올 존재 하에서도 수행될 수 있다.The removal of foreign substances such as dyes or pigments and the purification of monomers, which are carried out according to the liquid-liquid extraction according to the present invention, may be most economical to use water, but additives and hydrophilic substances that can induce a thermodynamically unstable phase may be used. This can be carried out even in the presence of a polyhydric alcohol used as a reactant without the addition of a separate solvent.

상기 2) 단계는 혼합에 의해 이물질 등의 비대칭적인 분배가 일어난 뒤의 혼합액을 액-액 상분리가 일어나도록 하는 단계이다.Step 2) is a step of allowing the liquid-liquid phase separation of the mixed solution after the asymmetric distribution of foreign substances or the like occurs by mixing.

상기 액-액 상분리의 유도는 데칸터 등의 공지의 수단을 사용하여 연속적 혹은 배치식으로 수행할 수 있으며, 서로 열역학적 혼화성이 충분히 낮아 상분리가 일어나도록 하는 조성 및 온도가 사용될 수 있다. 상기 상분리가 일어나도록 하는 조성 및 온도는 통상의 기술자가 용이하게 선정할 수 있는 것이므로, 자세한 기재는 생략한다.Induction of the liquid-liquid phase separation can be performed continuously or batchwise using a known means such as a decanter, and a composition and a temperature that cause the phase separation to occur because the thermodynamic miscibility is sufficiently low with each other may be used. Since the composition and temperature for causing the phase separation to occur can be easily selected by a person skilled in the art, detailed description thereof will be omitted.

예시로서, 도 1에는, 본 발명에 따른 추출제의 하나인 아니솔과 친수성 용매(물 또는 에틸렌글리콜)로 구성된 이성분계 화합물의 열역학적 상평형 상태를 구분하기 위해 결정한 온도별 용해도 곡선 상에서, 본 발명의 일 실시예에 따라 수행된 해중합의 반응조건과 추출이 이루어진 정제조건을 도식화하여 나타내었다. 여기서, x축은 유기 추출제인 아니솔의 조성을 몰분율로 나타낸 것이고, y축은 반응 또는 정제 온도를 나타낸 것이다. 상기 도 1에서의 도표를 참고하여 상분리를 위한 적절한 조성 및 온도를 선정할 수 있다. As an example, in FIG. 1, on the solubility curve for each temperature determined to distinguish the thermodynamic phase equilibrium state of the binary compound composed of anisole, which is one of the extractants according to the present invention, and a hydrophilic solvent (water or ethylene glycol), the present invention Reaction conditions for depolymerization performed according to an example of , and purification conditions for extraction are schematically shown. Here, the x-axis represents the composition of the organic extractant anisole in mole fraction, and the y-axis represents the reaction or purification temperature. An appropriate composition and temperature for phase separation may be selected with reference to the diagram in FIG. 1 .

상기 3) 단계는 상분리된 액-액 층 중의 유기상(유기용액층) 및 수상(수용액층)을 각각 분리 배출하는 단계이다. 분리는 통상적인 수단을 사용하여 실시하며, 분리 후의 유기상 및 수상은 개별적으로 후처리를 통하여 목적하는 제품의 회수율을 더 높일 수 있다.Step 3) is a step of separating and discharging the organic phase (organic solution layer) and the aqueous phase (aqueous solution layer) in the phase-separated liquid-liquid layer, respectively. Separation is carried out using conventional means, and the organic phase and aqueous phase after separation are individually post-treated to further increase the recovery rate of the desired product.

본 발명의 정제 방법에서의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 3) 단계에서 일차적으로 분리된 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 대다수를 구성하는 유기용액 층(또는 유기상)에 물 등의 친수성 용매를 추가하여 유기상에 잔류하는 소량 단량체를 재분배함에 따라 역추출을 수행하고 이로부터 단량체 제품을 추가적으로 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.In another embodiment of the purification method of the present invention, a hydrophilic solvent such as water is added to the organic solution layer (or organic phase) in which the compound represented by Formula 1 primarily separated in step 3) constitutes the majority. to redistribute a small amount of the monomer remaining in the organic phase, and may further include the step of performing back extraction and additionally recovering the monomer product therefrom.

또한 본 발명에 따르는 상기 액-액 추출에 의해 분리, 배출되는 유기상으로부터 상기 화학식 1로 표현되는 첨가물을 회수함과 동시에 염료 및 안료를 분리하기 위해 기-액 분리를 사용하는 증류와 같은 방법이 포함될 수 있다.In addition, methods such as distillation using gas-liquid separation to separate dyes and pigments while recovering the additive represented by Formula 1 from the organic phase separated and discharged by the liquid-liquid extraction according to the present invention are included. can

분리 배출된 수용액 층에 농축된 단량체 제품은 결정화를 통해 제품 대부분을 회수할 수 있으며, 정제된 목적 생성물 내 잔존할 수 있는 극미량의 첨가제는 50~150℃에서 가열 건조, 바람직하게는 진공상태 하 가열 건조를 통해 쉽고 완벽하게 제거할 수도 있다.The monomer product concentrated in the separated and discharged aqueous solution layer can be recovered most of the product through crystallization, and trace amounts of additives that may remain in the purified target product are dried by heating at 50~150°C, preferably heated under vacuum. It can also be easily and completely removed by drying.

본 발명에 따른 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체 정제과정은 일부 이물질을 물리적으로 여과하여 분리 제거하는 과정을 추가하거나 병행하여 수행할 수 있다.The monomer purification process of the polymer resin including the ester functional group according to the present invention may be performed in parallel or by adding a process of physically filtering and separating and removing some foreign substances.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 1) 단계에서의 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체는 상기 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지를 해중합하여 얻어진 해중합 반응 혼합물 혹은 이들로부터 얻어지는 유도 화합물일 수 있으며, 이들 해중합 반응 혼합물은 반응 후 정제 등을 거치지 않은 상태이거나, 일부 정제를 거친 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the monomer of the polymer resin containing the ester functional group in step 1) may be a depolymerization reaction mixture obtained by depolymerizing the polymer resin containing the ester functional group or a derivative obtained therefrom. These depolymerization reaction mixtures may be in a state that has not undergone purification or the like after the reaction, or may have been partially purified.

이와 같이 상기 본 발명에서 1) 단계에서의 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체가, 상기 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지를 해중합하여 얻어진 해중합 반응 혼합물 혹은 이들로부터 얻어지는 유도 화합물일 경우, 상기 추출제를 가하는 것은 해중합 반응공정의 이전 단계 또는 이후의 단계에서 이루어질 수 있다. As described above, when the monomer of the polymer resin containing the ester functional group in step 1) in the present invention is a depolymerization reaction mixture obtained by depolymerizing the polymer resin containing the ester functional group or a derivative compound obtained therefrom, the extractant is The addition may be carried out at a stage before or after the depolymerization process.

에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지는 해중합 반응을 통해 단량체, 이량체나 올리고머와 같은 저분자 화합물 등으로 분해가 일어날 수 있으며, 가능한 해중합 반응경로로써 가수분해(hydrolysis), 글라이콜리시스(glycolysis), 메탄올리시스(methanolysis), 암모놀리시스(ammonolysis) 등이 있을 수 있으며, 이들을 조합한 복합 공정이 활용될 수 있다.Polymer resins containing ester functional groups can be decomposed into low molecular weight compounds such as monomers, dimers, and oligomers through depolymerization, and as possible depolymerization pathways, hydrolysis, glycolysis, methanolysis There may be methanolysis, ammonolysis, and the like, and a complex process combining them may be used.

구체적으로, 상기 추출제를 해중합 반응 공정 이전 단계에 첨가하여 해중합 반응 혼합물 중 색을 발현하는 이물질을 제거하고, 에스테르 작용기를 포함하는 유색 고분자 수지의 해중합으로부터 얻어진 단량체를 고순도로 정제하는 방법은, a) 에스테르 작용기를 포함하는 유색의 고분자 수지에 상기 화학식 1의 화합물을 첨가하는 단계; b) 상기 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지를 해중합하는 단계; c) 상기 해중합 반응으로부터 얻어진 해중합 반응 혼합물에 물 또는 화학식 1로 표시되는 화합물과 섞이지 않은 친수성 용액을 가하고 혼합하는 단계; d) 상기 c) 단계에서의 혼합액을 정치하여 액-액 상분리를 유도하는 단계; e) 상기 상 분리된 액-액 층을 윗 상의 유기용액 층과, 아랫 상의 수용액 층으로 분리 배출하는 단계;를 포함할 수 있다. Specifically, the method of adding the extractant to the step prior to the depolymerization process to remove foreign substances that express color in the depolymerization reaction mixture, and purifying the monomer obtained from the depolymerization of a colored polymer resin containing an ester functional group with high purity, a ) adding the compound of Formula 1 to a colored polymer resin containing an ester functional group; b) depolymerizing the polymer resin including the ester functional group; c) adding and mixing water or a hydrophilic solution immiscible with the compound represented by Formula 1 to the depolymerization reaction mixture obtained from the depolymerization reaction; d) inducing liquid-liquid phase separation by standing still the mixed solution in step c); e) separating and discharging the phase-separated liquid-liquid layer into an upper organic solution layer and a lower aqueous solution layer.

상기 본 발명에 따른 에스테르 작용기를 포함하는 유색 고분자 수지의 해중합 단량체의 정제과정은 해중합 반응 혼합물로부터 미반응 고분자 물질이나 일부 이물질을 물리적으로 여과하여 분리 제거하는 과정을 추가하거나 병행하여 수행할 수 있다.The purification process of the depolymerized monomer of the colored polymer resin including the ester functional group according to the present invention may be performed in parallel or by adding the process of physically filtering unreacted polymer material or some foreign material from the depolymerization reaction mixture to separate and remove it.

본 발명에 따른 에스테르 작용기를 포함하는 고분자의 해중합은 촉매 존재하 또는 무촉매하 알코올, 물 또는 수산화물의 부가 및 이에 따른 교환 에스테르화 반응경로를 따라 해중합되는 것일 수 있다.The depolymerization of the polymer containing an ester functional group according to the present invention may be performed in the presence or without a catalyst by addition of alcohol, water, or hydroxide and by following an exchange esterification reaction route.

이하, 실시예, 비교예 및 실험예를 통하여 본 발명 과정의 세부사항을 설명하고자 한다. 이는 본 발명에 관련된 대표적 예시로서, 이것만으로 본 발명의 적용 범위를 제한할 수 없음을 밝히는 바이다.Hereinafter, details of the process of the present invention will be described through Examples, Comparative Examples and Experimental Examples. This is a representative example related to the present invention, and it is to be understood that this alone cannot limit the scope of application of the present invention.

원료 1 (안료가 포함된 폐PET 필름)Raw material 1 (waste PET film containing pigment)

소비 후 배출된 폐플라스틱 용기로부터 구성 고분자가 PET인 유색 라벨지만을 회수하여 주요 구성 색상별로 구분하고, 한 면의 크기가 0.5mm 이하가 되도록 절단하여 원료1로 준비하였다.Only colored labels whose constituent polymers are PET were recovered from the waste plastic containers discharged after consumption, classified by main constituent colors, and cut to a size of 0.5 mm or less on one side to prepare raw material 1.

원료 2 (염료가 포함된 폴리에스테르 섬유)Raw material 2 (polyester fiber with dye)

안트라퀴논계 분산염료를 사용하여 염색 가공된 폴리에스테르 원단을 절단하여 1cm2 이하의 면적을 갖도록 하여 섬유 원료로 준비하였다.The polyester fabric dyed using anthraquinone-based disperse dye was cut to have an area of 1 cm 2 or less to prepare a fiber raw material.

실험예 1: 해중합 반응 단계 (반응 전 첨가제 투입 없는 경우)Experimental Example 1: Depolymerization reaction step (when no additives are added before reaction)

에스테르 작용기를 포함하는 고분자 원료 약 10 g과 이가 알코올 극성 용매인 에틸렌글리콜 약 38.8 g을 3-neck 플라스크에 투입하고 대기압에서 환류 냉각기를 장착한 후 자석 교반기를 사용하여 교반을 시작하였다. 반응혼합물이 197℃ 또는 환류 온도에 도달하면 아세트산 아연 촉매 약 0.46 g을 추가하여 촉매 반응을 개시하였으며, 2시간 동안 지속적으로 교반하되 반응 온도는 ±1℃ 범위 내에서 일정하게 유지하면서 한쪽 끝이 대기압에 노출된 응축기를 사용하여 반응을 실시하였다. 반응이 종료된 시점에서 반응혼합물의 미량을 취하여 정량을 위한 시료로 준비하였다. 해중합된 단량체 및 이량체에 대한 반응 수율은 각각의 표준시료로 검량된 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC with C18 column, UV detector (μ=254nm))를 사용하여 측정하였다. HPLC 분석을 위한 이동상으로는 메탄올:물의 부피비로 70:30인 혼합용액을 사용하였으며 총 유량은 0.7 ml/min로 유지하였다. 반응 혼합물의 나머지 다수 용액은 셀룰로오스 아세테이트 여과지(기공크기: 0.45μm)를 사용하여 여과를 실시하였다. 여과지에 남은 미반응 고분자는 분리한 후 완벽하게 건조하여 정량하였다.About 10 g of a polymer raw material containing an ester functional group and about 38.8 g of ethylene glycol, a dihydric alcohol polar solvent, were put into a 3-neck flask, a reflux condenser was installed at atmospheric pressure, and stirring was started using a magnetic stirrer. When the reaction mixture reached 197° C. or reflux temperature, about 0.46 g of a zinc acetate catalyst was added to initiate a catalytic reaction, and the reaction temperature was kept constant within ±1° C. while stirring continuously for 2 hours. The reaction was carried out using a condenser exposed to . At the time when the reaction was completed, a trace amount of the reaction mixture was taken and prepared as a sample for quantification. Reaction yields for depolymerized monomers and dimers were measured using high-performance liquid chromatography (HPLC with C18 column, UV detector (μ=254 nm)) calibrated with each standard sample. As a mobile phase for HPLC analysis, a mixed solution of 70:30 by volume of methanol:water was used, and the total flow rate was maintained at 0.7 ml/min. The remaining majority solutions of the reaction mixture were filtered using cellulose acetate filter paper (pore size: 0.45 μm). After separation, the unreacted polymer remaining on the filter paper was completely dried and quantified.

실험예 2: 해중합 반응 단계 (반응 전 첨가제 투입 하는 경우)Experimental Example 2: Depolymerization reaction step (when additives are added before reaction)

해중합 반응 시작 전에 아니솔(메톡시벤젠) 약 22.5 g을 유색 고분자 원료 및 에틸렌글리콜과 함께 3-neck 플라스크에 투입한 것과 반응혼합물이 153℃ 또는 환류 온도에 도달하면 아세트산 칼륨 촉매 약 0.20 g을 추가하여 촉매 반응을 개시한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법을 적용하였다.Before the start of the depolymerization reaction, about 22.5 g of anisole (methoxybenzene) was put into a 3-neck flask along with the colored polymer raw material and ethylene glycol, and when the reaction mixture reached 153°C or reflux temperature, about 0.20 g of potassium acetate catalyst was added. The same method as in Experimental Example 1 was applied except that the catalytic reaction was started.

실험예 3: 액-액 추출 단계Experimental Example 3: Liquid-liquid extraction step

반응 종료 후 여과로부터 얻은 여과액에 95 내지 100℃의 증류수 약 200 g을 가하였다. 이후 75℃로 유지되는 용기로 옮겨 교반을 실시하였으며, 1시간 후 교반을 멈춘 후 상분리가 일어나면 아래 수용액 층을 취하고, 이를 상온에 방치하여 온도를 낮추었다.After completion of the reaction, about 200 g of distilled water at 95 to 100° C. was added to the filtrate obtained from filtration. After that, stirring was carried out by moving to a container maintained at 75° C., and after stopping stirring after 1 hour, when phase separation occurred, the lower aqueous layer was taken, and the temperature was lowered by leaving it at room temperature.

실험예 4: 액-액 역추출 단계Experimental Example 4: Liquid-liquid back extraction step

실험예 3과 같은 액-액 추출 단계에서 분리된 유기층에 95 내지 100℃의 증류수 약 200 g을 가한 후, 75℃로 유지되는 용기로 옮겨 교반을 실시하였으며, 1시간 후 교반을 멈추어 상분리가 일어나면 아래 수용액층을 취하고, 이를 상온에 방치하여 온도를 낮추었다.After adding about 200 g of distilled water of 95 to 100 ° C to the organic layer separated in the liquid-liquid extraction step as in Experimental Example 3, it was moved to a container maintained at 75 ° C. The lower aqueous layer was taken, and the temperature was lowered by leaving it at room temperature.

실험예 5: 해중합 제품화 단계Experimental Example 5: Depolymerization commercialization step

온도가 4℃로 유지되는 저장고에 단량체가 포함된 반응 혼합용액 또는 실험예 3 또는 실험예 4에서 추출된 수용액상을 12시간 동안 방치한 후, 결정화된 고체상은 물리적 여과 방법을 사용하여 다량의 수분을 제거한 후 고형분으로 취하였다. 이를 다시 온도가 60℃로 유지되는 진공 건조기로 옮겨 12시간 이상 진공 건조한 후 해중합 제품으로 수득하였다.After leaving the reaction mixture solution containing the monomer or the aqueous phase extracted in Experimental Example 3 or Experimental Example 4 for 12 hours in a storage where the temperature is maintained at 4°C, the crystallized solid phase is subjected to physical filtration using a physical filtration method. After removal, it was taken as a solid. This was again transferred to a vacuum dryer in which the temperature was maintained at 60° C. and vacuum dried for more than 12 hours to obtain a depolymerized product.

실험예 6: 유기용매 및 색소 회수 단계Experimental Example 6: Organic solvent and dye recovery step

실험예 3 또는 실험예4에서 수용액층이 분리되고 남은 윗상(유기층)을 단증류기를 사용하여 아니솔을 증기상으로 분리, 응축하여 액상으로 얻었으며, 안료가 다수 포함된 잔류분은 점성이 있는 반고체상 제품으로 얻을 수 있었다. 얻어진 제품 각각을 정밀도가 ±0.1 mg인 고정밀 저울을 사용하여 정량하였다.In Experimental Example 3 or Experimental Example 4, the upper phase (organic layer) remaining after the aqueous layer was separated was separated and condensed in a liquid phase by separating and condensing anisole into a vapor phase using a single distiller. It could be obtained as a semi-solid product. Each of the obtained products was quantified using a high-precision balance with an accuracy of ±0.1 mg.

비교예 1:Comparative Example 1:

원료 1을 실험예 1에 따라 해중합을 실시하고, 실험예 5의 방법에 따라 단량체 제품을 수득하였다.Raw material 1 was subjected to depolymerization according to Experimental Example 1, and a monomer product was obtained according to the method of Experimental Example 5.

비교예 2:Comparative Example 2:

원료 1을 실험예 2에 따라 해중합을 실시하고, 실험예 5의 방법에 따라 단량체 제품을 수득하였다.Raw material 1 was subjected to depolymerization according to Experimental Example 2, and a monomer product was obtained according to the method of Experimental Example 5.

실시예 1:Example 1:

원료 1을 실험예 2에 따라 해중합을 실시하고, 실험예 3의 액-액 추출을 실시한 후 수용액상을 취하여 실험예 5의 방법에 따라 단량체 제품을 수득하였다.Raw material 1 was depolymerized according to Experimental Example 2, and after liquid-liquid extraction of Experimental Example 3 was performed, an aqueous phase was taken to obtain a monomer product according to the method of Experimental Example 5.

실시예 2:Example 2:

실시예 1의 방법과 동일하게 수행하되, 실험예 3의 방법에 따른 액-액 추출 과정을 통해 반응 혼합물로부터 유기층이 분리된 수용액층에 아니솔 약 22.5g을 추가로 가한 후 실험예 3의 액-액 추출 단계를 1회 더 반복 수행하고 수용액상을 취하여 실험예 5의 방법에 따라 단량체를 수득하였다. The same procedure as in Example 1 was performed except that about 22.5 g of anisole was additionally added to the aqueous solution layer in which the organic layer was separated from the reaction mixture through the liquid-liquid extraction process according to the method of Experimental Example 3, and then the solution of Experimental Example 3 - The liquid extraction step was repeated once more, and an aqueous phase was taken to obtain a monomer according to the method of Experimental Example 5.

실시예 3:Example 3:

비교예 1로부터 얻어진 해중합 제품에 아니솔 약 22.5g과 95 내지 100℃의 증류수 약 200 g을 가하여 실험예 3의 액-액 추출을 실시한 후 수용액상을 취하여 실험예 5의 방법에 따라 단량체 제품을 수득하였다.About 22.5 g of anisole and about 200 g of distilled water at 95 to 100° C. were added to the depolymerized product obtained in Comparative Example 1, liquid-liquid extraction of Experimental Example 3 was performed, and the aqueous phase was taken to prepare a monomer product according to the method of Experimental Example 5. obtained.

실시예 4:Example 4:

실시예 2의 방법을 따라 얻어진 실험예 3의 액-액 추출과정에서 분리된 유기층을 원료로 사용하여 실험예 4의 액-액 역추출 단계를 수행한 후 수용액상을 취하여 실험예 5의 방법에 따라 단량체 제품을 수득하였다.Using the organic layer separated in the liquid-liquid extraction process of Experimental Example 3 obtained according to the method of Example 2 as a raw material, the liquid-liquid reverse extraction step of Experimental Example 4 was performed, and then the aqueous phase was taken to the method of Experimental Example 5. Thus, a monomer product was obtained.

비교예 3:Comparative Example 3:

원료 2를 사용한 것을 제외하고는 비교예 2와 동일한 방법에 의해 단량체 제품을 수득하였다.A monomer product was obtained in the same manner as in Comparative Example 2, except that Raw Material 2 was used.

실시예 5:Example 5:

원료 2를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법에 의해 단량체 제품을 수득하였다.A monomer product was obtained in the same manner as in Example 2, except that Raw Material 2 was used.

실시예 6:Example 6:

실시예 5의 방법을 따라 얻어진 액-액 추출의 반복 과정에서 분리된 유기층을 원료로 사용하여 실험예 4의 액-액 역추출 단계를 수행한 후 수용액상을 취하여 실험예 5의 방법에 따라 단량체 제품을 수득하였다.After performing the liquid-liquid reverse extraction step of Experimental Example 4 using the organic layer separated in the repeating process of liquid-liquid extraction obtained according to the method of Example 5 as a raw material, the aqueous phase was taken and the monomer according to the method of Experimental Example 5 The product was obtained.

실시예 7:Example 7:

실시예 5의 방법(원료 2를 사용)과 동일하게 수행하되, 실험예 3의 방법에 따른 액-액 추출 과정을 통해 반응 혼합물로부터 유기층이 분리된 수용액층에 아니솔 약 22.5g을 추가로 가한 후 실험예 3의 액-액 추출하는 단계를 총 4회 반복 수행한 후 수용액상을 취하여 실험예 5의 방법에 따라 단량체 제품을 수득하였다.It was carried out in the same manner as in Example 5 (using raw material 2), but about 22.5 g of anisole was additionally added to the aqueous solution layer in which the organic layer was separated from the reaction mixture through the liquid-liquid extraction process according to the method of Experimental Example 3 After the liquid-liquid extraction of Experimental Example 3 was repeated a total of 4 times, an aqueous phase was taken to obtain a monomer product according to the method of Experimental Example 5.

[안료가 포함된 폐PET 필름으로부터 고순도 단량체 제조][Preparation of high-purity monomer from waste PET film containing pigment]

핵자기공명 분광기(nuclear magnetic resonance, 모델명: Bruker Avance II 500 MHz)를 사용하여 정제된 단량체의 구조적 특성을 확인하였으며, 측정된 시료의 질량값과 특성 피크들의 상대 면적비로부터 해중합 제품 내 색을 발현하는 유기 이물질의 잔류량을 추산하였다. 정제된 단량체의 경우는 20 mg을, 유기 이물질의 경우는 10 mg을 DMSO-d 6 용매 0.7 ml에 각각 희석한 시료들이 측정에 사용되었다.The structural characteristics of the purified monomer were confirmed using nuclear magnetic resonance (model name: Bruker Avance II 500 MHz). The residual amount of organic foreign matter was estimated. Samples in which 20 mg of purified monomer and 10 mg of organic foreign matter were diluted in 0.7 ml of DMSO- d 6 solvent were used for measurement.

에스테르 작용기를 포함하는 고분자를 원료로 하는 글라이콜리시스 (glycolysis) 반응으로부터 수득될 수 있는 bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET) 단량체와 유색 PET필름으로부터 회수 농축된 안료(실험예 6에 따라 제조)에 대한 NMR 스펙트럼을 도 2에 나타내었다. 실시예 2 내지 실시예 4의 과정을 통해 제조된 해중합 제품은 99.9% 이상 고순도로 정제된 BHET 단량체에 해당하였으며, 이를 희석하여 측정한 1H NMR 스펙트럼에서는 다수의 선행문헌에서 보고된 특성 피크 기준값들과 매우 유사하게 관찰되었다.A bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET) monomer obtained from a glycolysis reaction using a polymer containing an ester functional group as a raw material and a concentrated pigment recovered from a colored PET film (prepared according to Experimental Example 6) ), the NMR spectrum is shown in FIG. 2 . The depolymerized products prepared through the process of Examples 2 to 4 corresponded to BHET monomers purified to a high purity of 99.9% or more. was observed to be very similar to

1H-NMR (500 MHz, DMSO-d 6) δ (ppm): 8.13 (s, 4H), 4.96 (t, 2H), 4.32 (t, 4H), 3.72 (q, 4H) 1 H-NMR (500 MHz, DMSO- d 6 ) δ (ppm): 8.13 ( s , 4H), 4.96 ( t , 2H), 4.32 ( t , 4H), 3.72 ( q , 4H)

보고된 것과 같이 4.96 ppm 부근에서 최말단 그룹인 하이드록실기에 포함된 수소에 기인하는 특성 피크가 인접한 에틸렌 그룹의 수소에 의한 상호작용에 의해 삼중선(triplet)으로 관찰되며, 3.72 ppm 부근에서는 하이드록실기에 인접한 에틸렌 작용기에 직접 결합된 수소(도 1에 나타낸 BHET 화학식의 3과 4에 해당)에 의해 특징 지어지는 사중선(quartet) 형태의 피크들이 왜곡 없이 관찰되었다.As reported, a characteristic peak attributable to hydrogen contained in the hydroxyl group, which is the terminal group, near 4.96 ppm is observed as a triplet due to the interaction of adjacent ethylene groups with hydrogen, and near 3.72 ppm, the hydrogen Quartet-shaped peaks characterized by hydrogen directly bonded to the ethylene functional group adjacent to the hydroxyl group (corresponding to 3 and 4 of the BHET formula shown in FIG. 1) were observed without distortion.

유색 PET 필름으로부터 추출된 색소 포함 유기 이물질에 대한 NMR 스펙트럼(도 1의 위쪽 스펙트럼)은 매우 복잡하며, 고분자 해중합 제품을 정제함에 있어서 통상의 물리적 여과법만을 적용하면 유기물 일부가 제거 가능하나 색상을 띄는 유기 혼합물은 제거가 용이하지 않음을 알 수 있다. 특히, 화학적 이동(chemical shift) 값이 0.94와 4.69 ppm으로 특성 지어지는 유기 화합물들은 미량만 포함되었음에도 불구하고 시작원료인 유색 PET 필름과 유사한 발색 특성을 갖고 있었으며, 본 발명에 따르는 추출법을 사용함으로써 고분자 해중합 단량체 제품(BHET)의 고순도 정제가 가능하였다. The NMR spectrum (upper spectrum in Fig. 1) of organic foreign matter containing pigment extracted from colored PET film is very complex, and when only normal physical filtration is applied to purify polymer depolymerization products, some organic matter can be removed, but colored organic matter It can be seen that the mixture is not easy to remove. In particular, organic compounds with chemical shift values of 0.94 and 4.69 ppm had color development properties similar to those of the colored PET film as the starting material, even though only trace amounts were included. High-purity purification of the depolymerized monomer product (BHET) was possible.

NMR 스펙트럼에 사용된 시료(유기 이물질 및 정제된 BHET)들의 질량값을 특성피크의 적분값들과 비교하여 이물질 함량을 계산하였으며, 각각 화학적 이동값을 기준으로 하는 추산 이물질 함량을 표 1(유색 폐PET 해중합 반응 및 정제를 거친 단량체 제품의 특성)에 제시하였다.The foreign material content was calculated by comparing the mass values of the samples (organic foreign matter and purified BHET) used in the NMR spectrum with the integral values of the characteristic peaks, and the estimated foreign material content based on the chemical shift value is shown in Table 1 (colored lungs). Characteristics of monomer products subjected to PET depolymerization and purification).

해중합 제품의 수율은 초기 원료로 투입한 고분자 내 반복단위의 몰수 전체를 100으로 하고, 각 공정으로부터 얻어진 해중합 제품을 HPLC로 정량한 제품의 양에 대한 몰수의 비(%)로 계산하였다. 안료가 포함되어 색상을 띄고 있는 폐PET 필름을 원료로 사용하고 비교예 1 및 실시예 1 내지 실시예 4에 따라 회수된 해중합 단량체 제품의 양을 표 1에 BHET 몰수율(%)로서 나열하였다. 추출의 과정이 2회 이상 반복함에 따라 이물질의 함량은 매우 낮게 관찰되었으나 제품의 정제과정 중 유실되는 단량체의 질량이 증가함에 따라 최종 제품의 수율은 감소하였다.The yield of the depolymerized product was calculated as the ratio (%) of the number of moles to the amount of product quantified by HPLC for the depolymerized product obtained from each process, with the total number of moles of repeating units in the polymer input as the initial raw material being 100. The amount of depolymerized monomer products recovered according to Comparative Example 1 and Examples 1 to 4 using a waste PET film containing a pigment and having a color as a raw material is listed in Table 1 as BHET molar yield (%). As the extraction process was repeated two or more times, the content of foreign substances was observed to be very low, but as the mass of the monomer lost during the purification process of the product increased, the yield of the final product decreased.

구분division 원료Raw material 해중합
촉매a
depolymerization
catalyst a
정제
방법
refine
Way
제품
색상
product
colour
BHET
몰수율
(%)b
BHET
forfeiture
(%) b
이물질 (wt.%)c Foreign matter (wt.%) c
피크1
(0.94ppm)
peak 1
(0.94ppm)
피크2
(4.69ppm)
Peak 2
(4.69ppm)
비교예 1Comparative Example 1 PET필름
(노란색)
PET film
(yellow)
Zn(OAc)2 Zn(OAc) 2 여과percolation 짙은 노란색dark yellow 80.380.3 0.70.7 1.91.9
비교예 2Comparative Example 2 PET필름
(녹색)
PET film
(green)
K(OAc)K(OAc) 여과percolation 짙은 녹색dark green 79.279.2 2.12.1 0.40.4
실시예 1Example 1 PET필름
(녹색)
PET film
(green)
K(OAc)K(OAc) 여과,
추출
percolation,
extraction
옅은 녹색을
띤 백색
pale green
pale white
76.876.8 0.30.3 0.20.2
실시예 2Example 2 PET필름
(녹색)
PET film
(green)
K(OAc)K(OAc) 여과,
추출 2회
percolation,
2 extractions
백색White 74.374.3 -- --
실시예 3Example 3 저순도BHET
(노란색)
low purity BHET
(yellow)
K(OAc)K(OAc) 여과,
추출
percolation,
extraction
백색White 75.475.4 -- --
실시예 4Example 4 유기상 반응 혼합물(녹색)organic phase reaction mixture (green) K(OAc)K(OAc) 역추출 back extraction 백색White 1.71.7 -- -- a. Zn(OAc)2: 아세트산 아연, KOAc: 아세트산 칼륨
b. 시작 PET 반복단위 몰수 대비 수득된 BHET 제품 몰수로 환산한 수율 (%)
c. 1H-NMR 특성피크(δ = 0.94, 4.69 ppm) 적분값으로부터 환산한 이물질 농도
a. Zn(OAc) 2 : Zinc acetate, KOAc : Potassium acetate
b. Yield (%) converted to the number of moles of the obtained BHET product compared to the number of moles of the starting PET repeating unit
c. 1 H-NMR characteristic peak (δ = 0.94, 4.69 ppm) Concentration of foreign substances converted from the integral value

[염료가 포함된 폴리에스테르 섬유로부터 고순도 단량체 제조][Production of high-purity monomers from polyester fibers containing dyes]

용매에 분산시킨 후 입자나 분말 상태로 착색을 하는 안료와 달리, 용매에 용해된 상태로 사용되는 염료는 주로 섬유 물질이나 가죽 등을 염색하는데 주로 쓰이는 색소이다. 특히, 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 섬유, 예로서 폴리에스테르와 같은 섬유 물질을 착색하기 위해서는, 방향족 고리를 최소 한 개 이상을 포함하는 유기화합물 형태의 염료가 착색에 일반적으로 사용된다. Unlike pigments, which are dispersed in a solvent and then colored in the form of particles or powder, dyes used in a dissolved state are mainly used for dyeing textile materials or leather. In particular, in order to color a fiber material such as a polymer fiber containing an ester functional group, for example polyester, a dye in the form of an organic compound containing at least one aromatic ring is generally used for coloring.

상기 염료로는 고분자 섬유로부터 탈색을 방지하기 위해 섬유를 구성하는 테레프탈레이트 작용기와 매우 높은 친화력을 갖고 있는 물질이 색소로 사용되며, 물리적 및 화학적으로 섬유에 균일하게 분산되도록 하는 특성을 가져야 하는데, 이로 인해 해중합이 진행되더라도 해중합에 의해 생성되는 단량체 또는 저분자 화합물과의 높은 상호작용 때문에 고순도의 제품의 분리 및 정제가 용이하지 않을 수 있다. 따라서, 제품인 단량체 또는 저분자 화합물과의 혼화성이 일부 존재하나 유기성 염료와 강한 친화력을 갖는 용매를 다수로 공급하고, 여기에 과잉의 친수성 용매가 가해지면 비대칭적인 용질(염료)의 분배를 유도할 수 있으며, 고순도 제품의 회수가 가능하다.As the dye, a material having a very high affinity with the terephthalate functional group constituting the fiber is used as a dye in order to prevent discoloration from the polymer fiber, and it should have a property to be uniformly dispersed in the fiber physically and chemically, Due to this, even if depolymerization proceeds, it may not be easy to separate and purify a high-purity product due to high interaction with monomers or low-molecular compounds produced by depolymerization. Therefore, although some miscibility with the product monomer or low-molecular compound exists, a large number of solvents with strong affinity with organic dyes are supplied, and when an excess of hydrophilic solvent is added to this, asymmetrical solute (dye) distribution can be induced. and recovery of high-purity products is possible.

도 3에는 유색 폴리에스테르 섬유를 원료로 사용하여 해중합을 수행하고, 반응으로부터 얻은 BHET 단량체와 실험예 6에 따라 회수 농축된 염료에 대한 NMR 스펙트럼을 나타내었다. 3 shows the NMR spectrum of the BHET monomer obtained from the reaction and the dye recovered and concentrated according to Experimental Example 6 after depolymerization was performed using the colored polyester fiber as a raw material.

실시예 5 내지 실시예 7의 방법을 따라 제조된 제품 일부를 시료로 하여 얻은 1H NMR 스펙트럼들은 앞서 안료를 포함한 원료를 적용하는 실시예 1 내지 실시예 4로부터 얻은 스펙트럼들과 마찬가지로 주요 피크들이 BHET 단량체 구조 특성을 나타내는 고유의 화학적 이동 값들에서 명확하게 관찰되었다. 그러나, 추출 회수를 제한하거나 역추출을 통해 제품을 추가 회수하면 해중합 제품의 전체 수율은 높일 수 있는 반면, BHET 단량체의 순도가 99%에 못미치는 수준으로 제한되었으며, 염료 고유의 색상이 포함되어 이물질 제거가 효과적으로 진행되지 않음을 알 수 있다. 본 발명의 구체적인 실험예들에 따라 제조된 단량체 제품들을 관찰한 결과, 유기염료는 질량비로 1% 이하 미량만 잔류하더라도 제품의 색소 이물질이 함유되어 있음을 육안으로 쉽게 판별 가능하였다. 1 H NMR spectra obtained by using a part of the product prepared according to the method of Examples 5 to 7 as a sample are the same as the spectra obtained from Examples 1 to 4 in which a raw material including a pigment is applied, the main peaks are BHET It was clearly observed in the intrinsic chemical shift values indicative of the monomer structural properties. However, if the extraction recovery is limited or the product is additionally recovered through back extraction, the overall yield of the depolymerized product can be increased, while the purity of the BHET monomer is limited to less than 99%, and the inherent color of the dye contains foreign substances. It can be seen that the removal does not proceed effectively. As a result of observing the monomer products manufactured according to the specific experimental examples of the present invention, it was possible to easily determine with the naked eye that the organic dye contained a pigment foreign material even if only a trace amount of 1% or less by mass remained.

앞서 예로 들었던 안료가 포함된 폐PET 원료의 해중합으로부터 수득한 반응물을 정제하여 얻은 고순도 단량체 제품(실시예 2 내지 실시예 4)과 동등한 품질의 BHET를 회수하기 위해서는 실시예 7에 묘사한 것과 같이 다수의 반복 추출과정이 필요함을 알 수 있다.In order to recover BHET of the same quality as the high-purity monomer product (Example 2 to Example 4) obtained by purifying the reactant obtained from the depolymerization of the waste PET material containing the pigment mentioned above, a number of the same as described in Example 7 It can be seen that an iterative extraction process of

표 2는 유색 폴리에스테르 원료를 사용하여 얻어진 해중합 반응 혼합물로부터 고순도의 단량체를 얻어내는 과정들을 보여주는 구체적인 예들이다. 화학식 1로 표시되는 화합물을 첨가하여 추출 정제과정(실험예 3)을 적용하면 색을 구성하는 유기성 분산염료를 효율적으로 제거 가능함을 알 수 있었다. 추출 정제과정을 2회 이상 반복하여 실시한 경우(실시예 5)와 2회 추출과정에서 발생하는 유기상을 이용하여 역추출을 실시한 경우(실시예 6)로부터 얻은 제품은 99.5% 이상의 순도를 갖고 있었으나, 미량의 염료 잔류량에 의해 옅은 적색을 띄는 분말이 제품으로 수득되었다. 추출 정제과정을 4회 이상 반복할 경우 최종 제품의 수율은 약 51%로 매우 낮았으나, 염료의 잔류량은 0.1% 이하 수준으로 검출되었으며, 고순도의 백색 BHET제품을 수득할 수 있었다.Table 2 is specific examples showing processes for obtaining a high-purity monomer from a depolymerization reaction mixture obtained using a colored polyester raw material. It was found that when the extraction and purification process (Experimental Example 3) was applied by adding the compound represented by Formula 1, the organic disperse dye constituting the color could be efficiently removed. The product obtained from the case where the extraction and purification process was repeated two or more times (Example 5) and the case where the reverse extraction was performed using the organic phase generated in the second extraction process (Example 6) had a purity of 99.5% or more, A powder with a pale red color was obtained as a product due to a trace amount of residual dye. When the extraction and purification process was repeated 4 or more times, the yield of the final product was very low, about 51%, but the residual amount of dye was detected at a level of 0.1% or less, and a high-purity white BHET product was obtained.

구분division 원료Raw material 해중합
촉매a
depolymerization
catalyst a
정제
방법
refine
Way
제품
색상
product
colour
BHET
수율
(%)b
BHET
transference number
(%) b
이물질 (wt.%)c Foreign matter (wt.%) c
피크1
(3.56ppm)
peak 1
(3.56ppm)
피크2
(4.52ppm)
Peak 2
(4.52ppm)
피크3
(8.06ppm)
peak 3
(8.06ppm)
비교예 3Comparative Example 3 폴리에스테르 섬유
(짙은 남색)
polyester fiber
(dark blue)
K(OAc)K(OAc) 여과percolation 짙은
적색
thick
Red
75.275.2 > 5.0> 5.0 > 6.2> 6.2 > 4.7> 4.7
실시예 5Example 5 폴리에스테르 섬유
(짙은 남색)
polyester fiber
(dark blue)
K(OAc)K(OAc) 여과,
추출 2회
percolation,
2 extractions
옅은
적색
pale
Red
68.268.2 0.370.37 0.240.24 0.160.16
실시예 6Example 6 유기상 반응혼합물
(검은색)
organic phase reaction mixture
(Black color)
K(OAc)K(OAc) 역추출back extraction 옅은
적색
pale
Red
4.34.3 0.390.39 0.260.26 0.170.17
실시예 7Example 7 폴리에스테르 섬유
(짙은 남색)
polyester fiber
(dark blue)
K(OAc)K(OAc) 여과,
추출 4회
percolation,
4 extractions
백색White 51.351.3 -- -- --
a. Zn(OAc)2: 아세트산 아연, KOAc: 아세트산 칼륨
b. 시작 PET 반복단위 몰수 대비 수득된 BHET 제품 몰수로 환산한 수율 (%)
c. 1H-NMR 특성피크(δ = 3.56, 4.52, 8.06 ppm) 적분값으로부터 환산한 이물질 농도
a. Zn(OAc) 2 : Zinc acetate, KOAc : Potassium acetate
b. Yield (%) converted to the number of moles of the obtained BHET product compared to the number of moles of the starting PET repeating unit
c. 1 H-NMR characteristic peak (δ = 3.56, 4.52, 8.06 ppm) Concentration of foreign substances converted from the integral value

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당 업계 통상의 지식을 갖춘 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구 항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above in detail a specific part of the content of the present invention, for those of ordinary skill in the art, this specific description is only a preferred embodiment, and it will be clear that the scope of the present invention is not limited thereby. . Accordingly, it is intended that the substantial scope of the invention be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (11)

에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하기 위한 추출제로서,
상기 추출제는 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하기 위한 추출제.
Figure pat00003
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
R1은 수소, 하이드록시기, 알데히드기, 카르복실기, C1-C6의 알킬기, C4-C6의 시클로알킬기 및 C6-C12의 아릴기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 n은 0 내지 5 중에서 어느 하나의 정수이며, 상기 n이 2 이상인 경우에는 R1은 각각 동일하거나 상이하며,
R2는 C1-C10의 알킬기이고,
상기 m은 1 내지 6 중에서 어느 하나의 정수이며, 상기 m이 2 이상인 경우에는 -O-R2는 각각 동일하거나 상이하다.)
As an extractant for removing foreign substances expressing color from a monomer of a polymer resin containing an ester functional group,
The extractant is an extractant for removing a foreign substance expressing a color from a monomer of a polymer resin comprising an ester functional group, characterized in that it comprises a compound represented by the following formula (1).
Figure pat00003
[Formula 1]
(In Formula 1,
R 1 is any one selected from hydrogen, a hydroxyl group, an aldehyde group, a carboxyl group, a C 1 -C 6 alkyl group, a C 4 -C 6 cycloalkyl group, and a C 6 -C 12 aryl group,
Wherein n is any one integer from 0 to 5, and when n is 2 or more, R 1 are the same or different,
R 2 is a C 1 -C 10 alkyl group,
Wherein m is an integer of any one of 1 to 6, and when m is 2 or more, -OR 2 is the same or different.)
제1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 메톡시 벤젠, 1,2-디메톡시벤젠, 1,3-디메톡시벤젠, 1,4-디메톡시벤젠, 1,2,3-트리메톡시벤젠, 1,2,4-트리메톡시벤젠, 1,3,5-트리메톡시벤젠, 1,2,3,4-테트라메톡시벤젠, 1,2,3,5-테트라메톡시벤젠, 1,2,4,5-테트라메톡시벤젠, 2-메톡시페놀, 1,3-디메톡시-2-하이드록시벤젠, 4-하이드록시-3,5-디메톡시벤조익 산, 3-(4-하이드록시-3,5-디메톡시페닐)프로프-2-에날, 4-하이드록시-3,5-디메톡시벤잘데하이드, 4-하이드록시-3,5-디메톡시아세토페논, 3-(4-하이드록시-3,5-디메톡시페닐프로프-2-에노익 산, 4-에닐-2,6-디메톡시페놀, 4-하이드록시-3-메톡시벤잘데하이드, 3-하이드록시-4-메톡시벤잘데하이드, 2-하이드록시-3-메톡시벤잘데하이드, 2-하이드록시-5-메톡시벤잘데하이드, 2-하이드록시-4-메톡시벤잘데하이드, 3,4-디하이드록시벤잘데하이드, 1-메톡시-4-[(E)-프로프-1-에닐]벤젠, 1-브로모-4-메톡시벤젠, 2-터트-부틸-4-메톡시페놀, 에톡시벤젠, 페놀, 1,3,5-트리클로로-2-메톡시벤젠, 1,3,5-트리브로모-2-메톡시벤젠, 4-(프로프-2-엔-1-일)페놀, 1-메톡시-4(프로프-2-엔-1-일)벤젠, 5-(프로프-2-엔-1-일)-2H-1,3-벤조다이옥솔, 4-메톡시-2-[(E)-프로프-1-일]페놀, 2-메톡시-4-(프로프-1-엔-일)페놀로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하기 위한 추출제.
According to claim 1,
The compound represented by Formula 1 is methoxy benzene, 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, 1,4-dimethoxybenzene, 1,2,3-trimethoxybenzene, 1,2 ,4-trimethoxybenzene, 1,3,5-trimethoxybenzene, 1,2,3,4-tetramethoxybenzene, 1,2,3,5-tetramethoxybenzene, 1,2,4 ,5-tetramethoxybenzene, 2-methoxyphenol, 1,3-dimethoxy-2-hydroxybenzene, 4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzoic acid, 3- (4-hydroxy- 3,5-dimethoxyphenyl) prop-2-enal, 4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzaldehyde, 4-hydroxy-3,5-dimethoxyacetophenone, 3-(4-hydro Roxy-3,5-dimethoxyphenylprop-2-enoic acid, 4-enyl-2,6-dimethoxyphenol, 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde, 3-hydroxy-4- Methoxybenzaldehyde, 2-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde, 2-hydroxy-5-methoxybenzaldehyde, 2-hydroxy-4-methoxybenzaldehyde, 3,4-di Hydroxybenzaldehyde, 1-methoxy-4-[(E)-prop-1-enyl]benzene, 1-bromo-4-methoxybenzene, 2-tert-butyl-4-methoxyphenol, Ethoxybenzene, phenol, 1,3,5-trichloro-2-methoxybenzene, 1,3,5-tribromo-2-methoxybenzene, 4- (prop-2-en-1-yl ) Phenol, 1-methoxy-4 (prop-2-en-1-yl) benzene, 5- (prop-2-en-1-yl) -2H-1,3-benzodioxole, 4- Ester, characterized in that at least one selected from the group consisting of methoxy-2-[(E)-prop-1-yl]phenol and 2-methoxy-4-(prop-1-en-yl)phenol An extractant for removing a foreign substance that expresses color from a monomer of a polymer resin containing a functional group.
제1항에 있어서,
상기 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체는, 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 해중합 반응으로부터 얻어진 것임을 특징으로 하는,
에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하기 위한 추출제.
According to claim 1,
The monomer of the polymer resin containing the ester functional group, characterized in that obtained from depolymerization of the polymer resin containing the ester functional group,
An extractant for removing foreign substances that express color from a monomer of a polymer resin containing an ester functional group.
에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 이물질을 제거하여 고순도의 단량체를 생성하기 위한 정제 방법에 있어서,
1) 색을 발현하는 이물질이 포함된 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체에 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물을 가하고 혼합하는 단계;
2) 상기 1) 단계에서의 혼합액을 정치하여 액-액 상분리를 유도하는 단계;
3) 상기 상 분리된 액-액 층을 윗 상의 유기용액 층과, 아랫 상의 수용액 층으로 분리 배출하는 단계;를 포함하는
에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하여 고순도의 단량체를 생성하기 위한 정제 방법.
Figure pat00004
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
R1은 수소, 하이드록시기, 알데히드기, 카르복실기, C1-C6의 알킬기, C4-C6의 시클로알킬기 및 C6-C12의 아릴기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 n은 0 내지 5 중에서 어느 하나의 정수이며, 상기 n이 2 이상인 경우에는 R1은 각각 동일하거나 상이하며,
R2는 C1-C10의 알킬기이고,
상기 m은 1 내지 6 중에서 어느 하나의 정수이며, 상기 m이 2 이상인 경우에는 -O-R2는 각각 동일하거나 상이하다.)
In the purification method for producing a high-purity monomer by removing foreign substances from a monomer of a polymer resin containing an ester functional group,
1) adding and mixing a compound represented by the following formula (1) to a monomer of a polymer resin including an ester functional group containing a color-expressing foreign substance;
2) inducing liquid-liquid phase separation by standing still the mixed solution in step 1);
3) separating and discharging the phase-separated liquid-liquid layer into an upper organic solution layer and a lower aqueous solution layer;
A purification method for producing a high-purity monomer by removing foreign substances that express color from a monomer of a polymer resin containing an ester functional group.
Figure pat00004
[Formula 1]
(In Formula 1,
R 1 is any one selected from hydrogen, a hydroxyl group, an aldehyde group, a carboxyl group, a C 1 -C 6 alkyl group, a C 4 -C 6 cycloalkyl group, and a C 6 -C 12 aryl group,
Wherein n is any one integer from 0 to 5, and when n is 2 or more, R 1 are the same or different,
R 2 is a C 1 -C 10 alkyl group,
Wherein m is an integer of any one of 1 to 6, and when m is 2 or more, -OR 2 is the same or different.)
제 4항에 있어서
상기 1) 단계에서, 화학식 1로 표시되는 화합물외에, 물 또는 화학식 1로 표시되는 화합물과 섞이지 않은 친수성 액을 상기 색을 발현하는 이물질을 포함하는 단량체에 가하는 것을 특징으로 하는,
에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하여 고순도의 단량체를 생성하기 위한 정제 방법.
5. The method of claim 4
In the step 1), in addition to the compound represented by Formula 1, water or a hydrophilic liquid immiscible with the compound represented by Formula 1 is added to the monomer containing the foreign material that expresses the color,
A purification method for producing a high-purity monomer by removing foreign substances that express color from a monomer of a polymer resin containing an ester functional group.
제 4항에 있어서,
상기 단량체는, 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지를 해중합하여 얻어진 해중합반응 후 혼합물이거나, 상기 해중합 반응 후 혼합물을 부분적으로 정제한 것임을 특징으로 하는,
에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하여 고순도의 단량체를 생성하기 위한 정제 방법.
5. The method of claim 4,
The monomer is a mixture after depolymerization obtained by depolymerizing a polymer resin containing an ester functional group, or a mixture obtained by partially purifying the mixture after the depolymerization reaction,
A purification method for producing a high-purity monomer by removing foreign substances that express color from a monomer of a polymer resin containing an ester functional group.
제 4항에 있어서,
상기 분리된 수용액층에 화학식 1로 표시되는 화합물을 추가로 더 가하여, 색을 발현하는 이물질을 더 추출하는 단계;를 1회 이상 반복 실시하는 것을 특징으로 하는,
에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하여 고순도의 단량체를 생성하기 위한 정제 방법.
5. The method of claim 4,
The step of further adding a compound represented by Formula 1 to the separated aqueous solution layer to further extract foreign substances that express color; characterized in that the repeated one or more times,
A purification method for producing a high-purity monomer by removing foreign substances that express color from a monomer of a polymer resin containing an ester functional group.
제 4항에 있어서,
상기 분리된 유기용액층에, 물 또는 화학식 1로 표시되는 화합물과 섞이지 않은 친수성 액을 추가로 더 가하여 혼합한 뒤, 다시 상분리를 실시하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하여 고순도의 단량체를 생성하기 위한 정제 방법.
5. The method of claim 4,
to the separated organic solution layer, further adding water or a hydrophilic liquid immiscible with the compound represented by Formula 1, mixing the mixture, and performing phase separation again; characterized in that it further comprises,
A purification method for producing a high-purity monomer by removing foreign substances that express color from a monomer of a polymer resin containing an ester functional group.
제 4항에 있어서,
분리된 수용액상으로부터 재결정화를 통해 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체를 회수하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지의 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하여 고순도의 단량체를 생성하기 위한 정제 방법.
5. The method of claim 4,
recovering a monomer of a polymer resin including an ester functional group through recrystallization from the separated aqueous phase; characterized in that it further comprises,
A purification method for producing a high-purity monomer by removing foreign substances that express color from a monomer of a polymer resin containing an ester functional group.
a) 에스테르 작용기를 포함하는 유색의 고분자 수지에 하기 화학식 1의 화합물을 첨가하는 단계;
b) 상기 에스테르 작용기를 포함하는 고분자 수지를 해중합하는 단계;
c) 상기 해중합 반응으로부터 얻어진 해중합 반응 혼합물에 물 또는 화학식 1로 표시되는 화합물과 섞이지 않은 친수성 용액을 가하고 혼합하는 단계;
d) 상기 c) 단계에서의 혼합액을 정치하여 액-액 상분리를 유도하는 단계;
e) 상기 상 분리된 액-액 층을 윗 상의 유기용액 층과, 아랫 상의 수용액 층으로 분리 배출하는 단계;를 포함하는
에스테르 작용기를 포함하는 유색 고분자 수지의 해중합에 의해 얻어진 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하여 고순도의 단량체를 생성하기 위한 정제 방법.
Figure pat00005
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
R1은 수소, 하이드록시기, 알데히드기, 카르복실기, C1-C6의 알킬기, C4-C6의 시클로알킬기 및 C6-C12의 아릴기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 n은 0 내지 5 중에서 어느 하나의 정수이며, 상기 n이 2 이상인 경우에는 R1은 각각 동일하거나 상이하며,
R2는 C1-C10의 알킬기이고,
상기 m은 1 내지 6 중에서 어느 하나의 정수이며, 상기 m이 2 이상인 경우에는 -O-R2는 각각 동일하거나 상이하다.)
a) adding a compound of Formula 1 to a colored polymer resin containing an ester functional group;
b) depolymerizing the polymer resin including the ester functional group;
c) adding and mixing water or a hydrophilic solution immiscible with the compound represented by Formula 1 to the depolymerization reaction mixture obtained from the depolymerization reaction;
d) inducing liquid-liquid phase separation by standing still the mixed solution in step c);
e) separating and discharging the phase-separated liquid-liquid layer into an upper organic solution layer and a lower aqueous solution layer;
A purification method for producing a high-purity monomer by removing foreign substances that express color from a monomer obtained by depolymerization of a colored polymer resin containing an ester functional group.
Figure pat00005
[Formula 1]
(In Formula 1,
R 1 is any one selected from hydrogen, a hydroxyl group, an aldehyde group, a carboxyl group, a C 1 -C 6 alkyl group, a C 4 -C 6 cycloalkyl group, and a C 6 -C 12 aryl group,
Wherein n is an integer from 0 to 5, and when n is 2 or more, R 1 are the same or different,
R 2 is a C 1 -C 10 alkyl group,
Wherein m is an integer of any one of 1 to 6, and when m is 2 or more, -OR 2 is the same or different.)
제 10항에 있어서
상기 e)단계에서 분리 배출되는 유기용액 층으로부터 증류를 통해 유기용제를 회수하고 이를 재활용하는 것을 특징으로 하는,
에스테르 작용기를 포함하는 유색 고분자 수지의 해중합에 의해 얻어진 단량체로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하여 고순도의 단량체를 생성하기 위한 정제 방법.
11. The method of claim 10
Characterized in that the organic solvent is recovered through distillation from the organic solution layer separated and discharged in step e) and recycled.
A purification method for producing a high-purity monomer by removing foreign substances that express color from a monomer obtained by depolymerization of a colored polymer resin containing an ester functional group.
KR1020210007240A 2020-06-26 2021-01-19 Extraction agent for removing impurities expressing color from monomers of polymer resins containing ester functional groups and purification method of monomers using the same KR102525747B1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210007240A KR102525747B1 (en) 2021-01-19 2021-01-19 Extraction agent for removing impurities expressing color from monomers of polymer resins containing ester functional groups and purification method of monomers using the same
CN202180044094.0A CN115734981A (en) 2020-06-26 2021-06-24 Method for efficient depolymerization of polymers comprising an ester function and purification method thereof
US18/011,733 US20230312451A1 (en) 2020-06-26 2021-06-24 Efficient depolymerization method of polymers comprising ester functional group, and purification method thereof
PCT/KR2021/007965 WO2021261939A1 (en) 2020-06-26 2021-06-24 Efficient depolymerization method of polymer comprising ester functional group, and purification method thereof
JP2022579891A JP7539503B2 (en) 2020-06-26 2021-06-24 Efficient method for depolymerizing polymers containing ester functional groups and method for purifying same
EP21827959.4A EP4155342A1 (en) 2020-06-26 2021-06-24 Efficient depolymerization method of polymer comprising ester functional group, and purification method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210007240A KR102525747B1 (en) 2021-01-19 2021-01-19 Extraction agent for removing impurities expressing color from monomers of polymer resins containing ester functional groups and purification method of monomers using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220104886A true KR20220104886A (en) 2022-07-26
KR102525747B1 KR102525747B1 (en) 2023-04-26

Family

ID=82609867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210007240A KR102525747B1 (en) 2020-06-26 2021-01-19 Extraction agent for removing impurities expressing color from monomers of polymer resins containing ester functional groups and purification method of monomers using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102525747B1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060148914A1 (en) * 2005-01-04 2006-07-06 Connor Daniel M Methods and compositions for decolorizing thermoplastics and articles made using such decolorized thermoplastics
JP2006232701A (en) * 2005-02-23 2006-09-07 Is:Kk Method for recovering ester monomer from polyester fiber waste
JP2007045874A (en) * 2005-08-08 2007-02-22 Teijin Fibers Ltd Method for recovering effective component from dyed polyester fiber
JP2008088096A (en) * 2006-09-29 2008-04-17 Nisuko:Kk Method for producing bis-(2-hydroxyethyl) terephthalate and method for producing polyethylene terephthalate
KR101142329B1 (en) 2010-01-05 2012-05-17 주식회사 휴비스 Method for Chemical Recycling Polyester and Thermalbonding Fiber Including the Polyester
WO2014047620A1 (en) * 2012-09-24 2014-03-27 RADCO Infusion Technologies, LLC Removal of color from thermoplastics
JP2020100842A (en) * 2014-07-24 2020-07-02 ウォーン アゲイン テクノロジーズ リミティド Recycling process
JPWO2020213032A1 (en) * 2019-04-15 2021-05-06 株式会社シンテック Manufacturing method of decolorized polyester, decolorized polyester and decolorizing agent

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060148914A1 (en) * 2005-01-04 2006-07-06 Connor Daniel M Methods and compositions for decolorizing thermoplastics and articles made using such decolorized thermoplastics
JP2006232701A (en) * 2005-02-23 2006-09-07 Is:Kk Method for recovering ester monomer from polyester fiber waste
JP2007045874A (en) * 2005-08-08 2007-02-22 Teijin Fibers Ltd Method for recovering effective component from dyed polyester fiber
JP4537288B2 (en) 2005-08-08 2010-09-01 帝人ファイバー株式会社 Method for recovering active ingredients from dyed polyester fiber
JP2008088096A (en) * 2006-09-29 2008-04-17 Nisuko:Kk Method for producing bis-(2-hydroxyethyl) terephthalate and method for producing polyethylene terephthalate
KR101142329B1 (en) 2010-01-05 2012-05-17 주식회사 휴비스 Method for Chemical Recycling Polyester and Thermalbonding Fiber Including the Polyester
WO2014047620A1 (en) * 2012-09-24 2014-03-27 RADCO Infusion Technologies, LLC Removal of color from thermoplastics
JP2020100842A (en) * 2014-07-24 2020-07-02 ウォーン アゲイン テクノロジーズ リミティド Recycling process
JPWO2020213032A1 (en) * 2019-04-15 2021-05-06 株式会社シンテック Manufacturing method of decolorized polyester, decolorized polyester and decolorizing agent

Also Published As

Publication number Publication date
KR102525747B1 (en) 2023-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6659919B1 (en) Method for producing bleached polyester, bleached polyester and bleaching agent
US6235948B1 (en) Process for the purification of 1,3-propanediol
JP2022523911A (en) A method for producing a terephthalic acid-based polyester that integrates a depolymerization method.
JP7177449B2 (en) Method for producing decolorized polyester, method for producing decolorant and recycled polyethylene terephthalate
CN102603583A (en) Method for preparing multi-sulfhydryl carboxylic ester
CA2724338C (en) Solid acid catalyst and method for preparing and using the same
KR20220000805A (en) Eco-friendly depolymerization method of polymers containing ester functional groups
US20230312451A1 (en) Efficient depolymerization method of polymers comprising ester functional group, and purification method thereof
KR102525747B1 (en) Extraction agent for removing impurities expressing color from monomers of polymer resins containing ester functional groups and purification method of monomers using the same
KR20160107175A (en) Method for producing cyclobutane tetracarboxylic acid derivative
KR20240003512A (en) Chemical Depolymerization of Polymer Containing Ester Bonds by a Mixed Organic Solvent
KR102418787B1 (en) A method for screening a polymer containing an ester group from a polymer mixture in which a polymer containing an ester group and another type of polymer are mixed
JP2005330444A (en) Method for recovering ester monomer from polyester fibers
KR102642767B1 (en) Eco-friendly decolorization and depolymerization of colored polymers containing ester functional groups
KR102522806B1 (en) Agent for decolorization of colored polymer resins containing ester functional groups and method for decolorization the same
Kamimura et al. Improved method for the formation of recycled resins from depolymerized products of waste fiber-reinforced plastics: simple and effective purification of recovered monomers by washing with water
JP2024156985A (en) Efficient method for depolymerizing polymers containing ester functional groups and method for purifying same
EP4317280A1 (en) Extractant and extraction method for removing color-expressing foreign substances from colored polymer containing ester functional group, and method for chemically selecting polymer containing ester functional group from colored polymer mixture
KR102661077B1 (en) Recycling method of waste polymer materials blended with polymer containing ester functional groups and polymer containing urethane functional groups
KR102664279B1 (en) Recycling method of mixed waste polymers
CN104591970B (en) 2,4-dimethyl-6-(1-methyl-pentadecyl) preparation method of phenol
CN113480406B (en) 1, 3-butanediol and preparation method thereof
CN114315624B (en) Synthesis and purification method of high-purity N-N-butoxy methacrylamide NBMA
JP2012524158A (en) Process for producing polytrimethylene glycol using ion exchange resin
SU761449A1 (en) Method of methanol isolation

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right