KR20220170372A - 폐플라스틱 재생 공정 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐플라스틱 재생 공정 및 이를 포함하는 재생 플라스틱의 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 폐플라스틱 재생 공정에 관한 것이며, 더욱 구체적으로 재결정 및 흡착 정제를 이용한 폐플라스틱의 화학적 재생 공정에 관한 것이다.
본 출원은 2021년 06월 22일 한국 특허청에 제출된 한국특허출원 제10-2021-0080482호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 본 명세서에 포함된다.
플라스틱은 가공이 쉽고 물리적 및 화학적 성질 변화가 용이하여 현대 사회에서 널리 사용되고 있다. 사용 후에 폐기되는 폐플라스틱을 처리하기 위하여는 매립하거나 소각하는 방법이 많이 이용되고 있으나, 플라스틱은 자연적 분해가 어렵기 때문에 매립하는 경우에는 수질 및 토양 오염의 환경 문제를 일으킬 수 있고, 소각하는 경우에는 대기 오염의 환경 문제를 일으킬 수 있다.
이러한 환경 문제를 해결하기 위하여 폐플라스틱을 가공 및 정제하거나 변형하여 재생하기 위한 많은 연구가 진행되었고, 일부 재생 방법은 실제로 활용되고 있다. 그러나, 이를 통해 재생된 플라스틱은 단가가 높으며, 플라스틱의 순도도 크게 향상되지 못한다는 단점이 있어, 활용도가 높을 수 없었다. 또한, 재생된 플라스틱의 경우 다양한 색을 가진 폐플라스틱이 혼합되어 가공 및 정제되기 때문에 목적하는 물리적 및 화학적 성질을 특정하기 어렵고, 색상 구현이 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 재생된 플라스틱의 순도를 크게 높이면서도 목적하는 색상을 구현할 수 있는 폐플라스틱의 재생 공정에 대한 연구가 지속적으로 필요한 실정이다.
본 발명은 종래 폐플라스틱의 재생 공정의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 화학적 정제법을 이용하여 재생된 플라스틱의 순도를 크게 높일 수 있는 폐플라스틱 재생 공정을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시상태는 폐플라스틱을 유기용매에 용해시켜 제1 용액을 제조하는 단계;
상기 제1 용액에 흡착제를 첨가하는 단계;
상기 제1 용액의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을 60 중량부 이상 첨가하여 플라스틱을 재결정하는 단계; 및
재결정된 플라스틱을 회수하는 단계를 포함하는 폐플라스틱의 재생 공정을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 실시상태는 상기 폐플라스틱의 재생 공정을 포함하는 재생 플라스틱의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 폐플라스틱 재생 공정은 재결정 및 흡착제를 이용한 화학적 정제법을 이용하여 재생된 플라스틱의 순도를 크게 높일 수 있다. 또한, 무색의 재생된 플라스틱을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 폐플라스틱 재생 공정에 따르면, 유기 용매를 투입하는 횟수를 1회로 하여, 기존의 2회 투입하는 것보다 공정이 단축되는 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 폐플라스틱 재생 공정에 따르면, 투입되는 흡착제의 종류를 다양화하고 함량을 조절하여 최적의 흡착 조건을 설정할 수 있음으로써, 기존 폴리카보네이트 고유의 성질을 유지하면서 폐플라스틱이 가지는 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다.
이하에서 구체적인 실시상태들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는 폐플라스틱을 유기용매에 용해시켜 제1 용액을 제조하는 단계;
상기 제1 용액에 흡착제를 첨가하는 단계;
상기 제1 용액의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을 60 중량부 이상 첨가하여 플라스틱을 재결정하는 단계; 및
재결정된 플라스틱을 회수하는 단계를 포함하는 폐플라스틱의 재생 공정을 제공한다.
본 발명은 기계적 플라스틱 재생법과 같이 폐플라스틱의 물리적 변화에 따른 재활용이 아닌, 폐플라스틱의 화학 반응을 이용한 화학적 폐플라스틱 재생법이다.
구체적으로 본 발명은 흡착제를 이용한 흡착 정제 방법 및 플라스틱의 재결정을 적용함으로써, 종래의 화학적 플라스틱 재생법보다 플라스틱의 순도가 높으며, 무색의 재생된 플라스틱을 얻을 수 있는 것을 이점으로 한다. 상기 무색의 재생된 플라스틱이란, 안료 또는 염료를 포함하지 않는 재생된 플라스틱을 의미한다. 더욱 구체적으로 "무색"의 재생된 플라스틱은 후술하는 분광색도계의 측정 값에 의해 구체적으로 설명하고자 한다.
더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 폐플라스틱의 재생 공정은 상기 제1 용액에 흡착제를 첨가하여 흡착 정제 과정을 1차적으로 수행하고, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을 상기 제1 용액의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 60 중량부 이상 첨가하여 플라스틱을 재결정하는 단계를 거침으로써, 순도가 매우 향상된 플라스틱을 얻을 수 있다.
이때, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을 상기 제1 용액의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 전술한 범위로 포함되는 경우, 상기 폐플라스틱으로부터 산화방지제 또는 열 안정제와 같은 첨가물을 효과적으로 제거할 수 있으며, 높은 수율로 재결정된 플라스틱을 얻을 수 있고, 60 중량부 미만으로 포함하는 경우, 재결정이 불가능하거나, 낮은 수율과 함께 재결정된 플라스틱에 불순물이 대량 함유될 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 폐플라스틱의 재생 공정은 흡착단계에서의 흡착제의 종류를 다양화하고 각 종류별 비율을 조절하여 최적의 흡착조건을 설정하여 기존 폴리카보네이트 고유의 성질을 유지하면서 폐플라스틱이 가지는 불순물 혹은 그외 안정제 및 색소 등을 제거하여 순수한 폴리카보네이트를 재생시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 플라스틱이란 가소성이 있고 가열에 의해 연화하며 임의의 형태로 성형할 수 있는 유기 고분자 물질을 총칭한다.
상기 플라스틱은 예컨대, 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리스티렌(PS) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 폐플라스틱은 플라스틱을 사용한 후 발생하는 폐기물을 의미하며, 상기 폐기물은 공업용, 상업용 또는 가정용 폐기물일 수 있으며, 어느 예시에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 폐플라스틱은 폐폴리카보네이트일 수 있다.
본 명세서에서, 상기 폐플라스틱의 재생 공정에 따라 재생된 플라스틱은 '재생 플라스틱' 또는 '재생된 플라스틱'으로 일컫는다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 폐폴리카보네이트의 중량평균 분자량은 40,000 g/mol 내지 60,000 g/mol일 수 있다. 상기 중량평균 분자량(Mw)는 겔투과크로마토그래피를 이용하여 측정할 수 있다. 구체적으로, 상기 중량평균 분자량은 THF-GPC의 기기를 이용하여, PLgel Mixed B x 2의 컬럼, 테트라하이드로퓨란(THF)의 용매, 1.0 mL/min의 유속, 40℃의 온도에서 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 폐폴리카보네이트의 다분산지수(PDI)는 1.7 내지 3일 수 있다. 구체적으로 상기 폐폴리카보네이트의 다분산지수는 1.8 내지 3일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 폐폴리카보네이트의 용융흐름지수(MFR, Melt Flow Rate)는 6 내지 30일 수 있다. 구체적으로 상기 폐폴리카보네이트의 용융흐름지수(MFR, Melt Flow Rate)는 10 내지 28일 수 있다.
상기 용융흐름지수는 ASTM D1238-94A / ISO 1133법으로, Toyoseki MFR의 기기를 이용하여, 300℃에서 1.2kg의 추를 사용하여 측정하였다.
본 발명의 폐폴리카보네이트가 전술한 중량평균 분자량, 다분산지수 및 용융흐름지수 중 적어도 하나를 만족하는 경우, 본 발명에 따른 폐플라스틱의 재생 공정에 적절히 채용될 수 있는 폐플라스틱이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 재결정된 플라스틱은 폴리카보네이트이다.
상기 폴리카보네이트는 카보네이트 결합, 즉 탄산에스테르 결합을 주사슬에 포함하는 중합체를 의미한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기용매는 시클릭에테르계 용매, 선형 또는 환형 카보네이트계 용매 또는 1개 이상의 할로겐을 포함하는 탄소수 1 내지 8의 탄화수소 용매이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 시클릭에테르계 용매는 테트라하이드로퓨란일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 선형 카보네이트계 용매는 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 디프로필카보네이트(DPC), 에틸프로필카보네이트(EPC), 에틸메틸카보네이트(EMC) 또는 메틸프로필카보네이트(MPC)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 환형 카보네이트계 용매는 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 1,2-부틸렌카보네이트(BC), 2,3-부틸렌카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트(VC), 비닐에틸렌카보네이트 또는 플루오르에틸렌카보네이트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 상기 환형 카보네이트계 용매는 프로필렌카보네이트일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 1개 이상의 할로겐을 포함하는 탄소수 1 내지 8의 탄화수소 용매는 메틸렌클로라이드 또는 에틸렌클로라이드일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 용매는 테트라하이드로퓨란, 프로필렌카보네이트, 메틸렌카보네이트 및 에틸렌클로라이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 용매는 테트라하이드로퓨란이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 용매는 프로필렌카보네이트이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 용매는 메틸렌카보네이트이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 용매는 에틸렌클로라이드이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 용매는 메틸렌클로라이드이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 상기 폐플라스틱은 10 중량부 내지 20 중량부로 포함되며, 상기 유기용매는 80 중량부 내지 90 중량부로 포함된다.
구체적으로, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 상기 폐플라스틱은 13 중량부 내지 20 중량부로 포함되며, 상기 유기용매는 83 중량부 내지 90 중량부로 포함된다.
더욱 구체적으로, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 상기 폐플라스틱은 14 중량부 내지 16 중량부로 포함되며, 상기 유기용매는 84 중량부 내지 86 중량부로 포함된다.
상기 폐플라스틱 및 상기 유기용매가 전술한 범위로 상기 제1 용액에 포함되는 경우, 상기 폐플라스틱의 석출이 일어나지 않고 상기 제1 용액이 적절히 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 폐플라스틱을 유기용매에 용해시켜 제1 용액을 제조하는 단계는 상기 폐플라스틱을 1 시간 내지 3 시간 동안 유기용매에 용해시키는 것이다.
구체적으로 상기 폐플라스틱을 1시간 30분 내지 2시간 30분 동안, 바람직하게는 2시간 동안 유기용매에 용해시킨다.
이와 같이 상기 폐플라스틱을 1 시간 내지 3 시간 동안 유기용매에 용해시키는 경우, 상기 폐플라스틱이 상기 유기용매 표면에서 부풀어올라 녹아나가지 않고 유기용매에 잘 용해되어 상기 제1 용액이 적절히 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 폐플라스틱을 유기용매에 용해시켜 제1 용액을 제조하는 단계는 상온에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 15℃ 내지 25℃의 온도에서 수행될 수 있다. 이와 같이 15℃ 내지 25℃의 온도에서 폐플라스틱을 유기용매에 용해시키는 경우, 상기 유기용매의 기화되는 정도가 낮아 용액의 농도를 크게 변화시키지 않고 목적하는 제1 용액을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 용액을 제조하는 단계 이후에, 용해가 완료된 제1 용액을 여과하는 단계를 더 포함한다.
상기 용해가 완료된 제1 용액을 여과하는 단계는 최대 직경이 0.45 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하인 망목 구조를 포함하는 필터를 이용하여 제1 용액에 포함된 불용성 첨가제 및 폐플라스틱이 다양한 목적에 사용됨에 있어 수박되는 기타 불용성 불순물 및 기타 고분자 등을 여과하는 것이다.
상기 필터는 전술한 범위의 최대 직경을 만족하며 상기 유기 용매에 용해되지 않는 범위에서 제한 없이 채용될 수 있다. 예컨대, 상기 필터는 최대 직경이 0.45㎛인 STERLITECH의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)일 수 있다.
상기 필터가 전술한 범위의 최대 직경을 만족하는 경우, 용해가 완료된 제1 용액 내 불용성 첨가제 및 폐플라스틱이 다양한 목적에 사용됨에 있어 수반되는 기타 불용성 불순물 및 기타 고분자 등을 효과적으로 여과할 수 있다.
본 발명에서는 상기 용해가 완료된 제1 용액을 여과하는 단계 이후에 후술하는 바와 같이 흡착제를 첨가한다.
전술한 여과하는 단계를 거친 제1 용액에는 첨가물이 잔류할 수 있으므로, 흡착제를 이용하여 흡착 정제 과정을 수행함으로써, 폐플라스틱을 고순도의 플라스틱으로 재생시킬 수 있다.
상기 첨가물이란, 플라스틱 제조시 첨가되는 고분자 화합물 외의 유·무기 염료 또는 안료, 열안정제, 산화방지제, 자외선 안정제, 난연제, 대전방지제, 충격보강제, 가소제 또는 활제 등을 의미하는 것으로, 이에 한정되지 아니하며, 당 기술분야에서 사용되는 플라스틱 제조를 위한 첨가제를 모두 의미할 수 있다.
상기 산화방지제는 예컨대, Irgafos 산화방지제일 수 있고, 상기 열안정제는 예컨대, Tinuvin 열안정제일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서 상기 제1 용액에 흡착제를 첨가하는 단계는 상기 제1 용액에 흡착제를 첨가하여 1 내지 3 시간 동안 교반하는 단계일 수 있다. 구체적으로 1시간 30분 내지 2시간 30분 동안, 바람직하게는 2시간 동안 교반한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 용액에 흡착제를 첨가하여 1 내지 3 시간 동안 교반하는 단계는 상온에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 15℃ 내지 25℃의 온도에서 수행될 수 있다. 이와 같이 15℃ 내지 25℃의 온도에서 상기 용액을 교반하는 경우, 상기 유기용매의 기화되는 정도가 낮아 용액의 농도를 크게 변화시키지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 용액에 흡착제를 첨가하는 단계 이후에, 흡착제를 제거하는 단계를 더 포함한다.
상기 흡착제를 제거하는 단계는 최대 직경이 0.45 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하인 망목 구조를 포함하는 필터를 이용하여 흡착제를 제거하는 것이다.
상기 필터는 전술한 범위의 최대 직경을 만족하며 상기 유기 용매에 용해되지 않는 범위에서 제한 없이 채용될 수 있다. 예컨대, 상기 필터는 최대 직경이 0.45㎛인 STERLITECH의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)일 수 있다.
상기 필터가 전술한 범위의 최대 직경을 만족하는 경우, 효과적으로 상기 흡착제를 제거할 수 있다.
상기 망목 구조란, 필터를 형성하는 골격 구조를 의미한다.
상기 망목 구조의 모양은 특별히 제한되지 않으며, 상기 최대 직경을 만족한다면 제한 없이 채용될 수 있다.
상기 최대 직경이란, 상기 망목 구조 각각을 이루는 도형의 중심을 지나는 직선으로 도형의 둘레 위의 두 점을 이은 선분 중 가장 긴 선분을 의미한다. 상기 도형의 중심은 무게중심을 의미할 수 있다.
상기 흡착제를 제거하는 단계를 수행함에 따라, 상기 제1 용액에 포함된 폐 플라스틱에 잔류하는 첨가물을 1차적으로 제거할 수 있고, 이에 따라 재생되는 플라스틱의 순도를 더 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 활성탄; 염산, 황산 또는 인산을 전처리한 활성탄; 산성백토; 규조토; 제올라이트; 실리카겔; 알루미나; 마그네슘실리케이트(MgO3Si) 또는 이온교환수지이거나 이들의 조합이다.
상기 흡착제가 산 용액으로 전처리된 흡착제인 경우 극성으로 개질되어 첨가물을 흡착시킬 수 있고, 상기 흡착제가 수산화기(-OH), 카르복실산기(-COOH) 등의 치환기를 포함하는 경우에도 첨가물의 극성을 띄는 치환기를 흡착시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 활성탄일 수 있다. 상기 활성탄은 덕산과학의 Activated charcoal powder(Cas no. 7440-44-0)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 활성탄은 염산, 황산 또는 인산을 전처리한 활성탄일 수 있다.
상기 전처리란 상기 염산, 황산 또는 인산이 포함된 산 용액에 활성탄을 접촉시킨 후, 증류수로 세척하여 활성탄의 표면을 개질하는 것을 의미한다. 상기 산 용액에 활성탄을 접촉시키는 방법은 산 용액에 활성탄을 침지하거나 산 용액을 활성탄에 흘려 보내줄 수 있다. 구체적으로, 염산, 황산 또는 인산을 전처리한 활성탄은 시그마 알드리치(Sigma-aldrich)사로부터 입수한 염산을 전처리한 C4386 또는 황산 및 인산을 전처리한 C5510일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 활성탄은 입도 크기가 100 mesh 이하인 것이다. 구체적으로 상기 활성탄은 입도 크기가 4 mesh 이상 100 mesh 이하일 수 있다. 더욱 구체적으로 상기 활성탄은 입도 크기가 4 mesh 이상 12 mesh 이하, 12 mesh 이상 20 mesh 이하 또는 20 mesh 이상 40 mesh 이하일 수 있다. 상기 활성탄이 전술한 입도 크기를 만족하는 경우, 첨가물을 효과적으로 흡착시킬 수 있다. 상기 입도 크기가 100 mesh 이하인 활성탄은 시그마 알드리치(Sigma-aldrich)사 또는 대정시약으로부터 입수한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 산성백토일 수 있다. 상기 산성백토는 덕산약품공업 Cas no. 68333-91-5일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 규조토일 수 있다. 상기 규조토는 시그마 알드리치(Sigma-aldrich)사 Celite®545 Cas no. 68855-54-9일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 제올라이트일 수 있다. 상기 제올라이트는 Zeolyst사 CBV 5524G Cas no. 1318-02-1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 실리카겔일 수 있다. 상기 실리카겔은 Merck사 silica gel 60 Cas no.7631-86-9일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 알루미나일 수 있다. 상기 알루미나는 Baker사 Aluminium oxide, basic powder Cas no. 1344-28-1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 마그네슘실리케이트(MgO3Si, Florisil) 일 수 있다. 상기 마그네슘실리케이트는 시그마 알드리치(Sigma-aldrich)사 Florisil® Cas no. 1343-88-0일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 이온교환수지일 수 있다. 상기 이온교환수지는 시그마 알드리치 Amberlite IRC120H, Cas no. 39389-20-3일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 활성탄; 염산, 황산 또는 인산을 전처리한 활성탄; 산성백토; 규조토; 제올라이트; 실리카겔; 알루미나; 마그네슘실리케이트(MgO3Si) 및 이온교환수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 2 이상의 조합일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 활성탄; 산성백토; 실리카겔; 알루미나 및 마그네슘실리케이트(MgO3Si)로 이루어진 군으로부터 선택되는 2 이상의 조합일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 활성탄; 산성백토; 실리카겔; 알루미나 및 마그네슘실리케이트(MgO3Si)로 이루어진 군으로부터 선택되는 3 이상의 조합일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 활성탄; 산성백토 및 마그네슘실리케이트(MgO3Si)을 포함할 수 있다.
상기 흡착제에 2 종 이상의 재료가 포함되는 경우, 각 재료를 물리적으로 혼합하여 사용하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 활성탄; 산성백토 및 마그네슘실리케이트(MgO3Si)로 이루어지는 것일 수 있다.
상기 흡착제가 활성탄, 산성백토 및 마그네슘실리케이트(MgO3Si)를 포함하는 경우, 활성탄 및 산성백토에 의해 필터링을 마친 제1 용액에 용해된 플라스틱을 제외한 불순물을 흡착을 통해 제거할 수 있으며, 마그네슘실리케이트(MgO3Si)에 의해 플라스틱의 산화된 부분에 대하여 선택적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 8 중량부 이하로 포함될 수 있다.
구체적으로 상기 흡착제는 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 7 중량부로 포함될 수 있다.
더욱 구체적으로 상기 흡착제는 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 6 중량부 이하로 포함할 수 있다.
상기 흡착제가 전술한 범위로 상기 제1 용액에 포함되는 경우, 상기 제1 용액에 잔류하는 첨가물들을 효과적으로 제거할 수 있음과 동시에, 공정성도 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 활성탄이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 8 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 활성탄이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 6 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 활성탄이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 5 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 활성탄이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 4 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 산성백토이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 8 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 산성백토이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 6 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 산성백토이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 5 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 산성백토이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 4 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 산성백토이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 3 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 규조토이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 8 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 규조토이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 6 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 규조토이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 5 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 규조토이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 4 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 제올라이트이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 8 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 제올라이트이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 6 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 제올라이트이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 5 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 제올라이트이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 4 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 실리카겔이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 8 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 실리카겔이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 6 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 실리카겔이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 5 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 실리카겔이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 4 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 알루미나이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 8 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 알루미나이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 6 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 알루미나이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 5 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 알루미나이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 4 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 알루미나이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 2 중량부 이상 4 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 마그네슘실리케이트(MgO3Si)이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 8 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 마그네슘실리케이트(MgO3Si)이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 6 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 마그네슘실리케이트(MgO3Si)이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 5 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 마그네슘실리케이트(MgO3Si)이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 4 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 마그네슘실리케이트(MgO3Si)이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 2 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 이온교환수지이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 8 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 이온교환수지이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 6 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 이온교환수지이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 5 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 이온교환수지이고, 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 4 중량부 이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 상기 활성탄을 0.5 중량부 내지 3 중량부 포함하고, 산성백토를 0.5 중량부 내지 4 중량부 포함하고, 마그네슘실리케이트(MgO3Si)를 0.5 중량부 내지 2 중량부로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 상기 활성탄을 1 중량부 내지 3 중량부를 포함하고, 산성백토를 1 중량부 내지 4 중량부를 포함하고, 마그네슘실리케이트(MgO3Si)를 0.5 중량부 내지 1 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 상기 활성탄을 1 중량부 내지 2 중량부를 포함하고, 산성백토를 1 중량부 내지 3 중량부를 포함하고, 마그네슘실리케이트(MgO3Si)를 0.5 중량부 내지 1 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 상기 활성탄을 2 중량부를 포함하고, 산성백토를 3 중량부를 포함하고, 마그네슘실리케이트(MgO3Si)를 1 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 상기 활성탄을 1.5 중량부를 포함하고, 산성백토를 2 중량부를 포함하고, 마그네슘실리케이트(MgO3Si)를 0.5 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 흡착제는 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 상기 활성탄을 1 중량부를 포함하고, 산성백토를 1 중량부를 포함하고, 마그네슘실리케이트(MgO3Si)를 0.5 중량부를 포함할 수 있다.
상기 흡착제를 제거하는 단계 이후, 상기 제1 용액에 상기 제1 용액의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물이 첨가되어, 제1 용액에 함유된 첨가물들을 2차적으로 제거하고, 폴리카보네이트가 고체화된다.
즉, 전술한 흡착제에 의해 첨가물들이 1차적으로 제거되고 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을 첨가하여 첨가물들을 2차적으로 제거함으로써, 폐플라스틱을 고순도의 플라스틱으로 재생시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 용액에 상기 제1 용액의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을 60 중량부 내지 100 중량부 첨가하는 것일 수 있다.
상기 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을, 100 중량부 초과로 포함하는 경우, 60 중량부 내지 100 중량부로 포함하는 것과 유사한 수율을 기대할 수 있으나, 그 효과가 미비하며 많은 용매 사용으로 인한 경제성 및 공정성에 불리하게 작용될 수 있다.
즉, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물의 첨가량의 범위를 60 중량부 내지 100 중량부로 첨가하는 것은, 경제성을 고려했을 때 우수한 효과를 낼 수 있는 최적의 첨가 조건으로 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 용액에 상기 제1 용액의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을 70 중량부 내지 90 중량부 첨가하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 용액에 상기 제1 용액의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을 80 중량부 내지 90 중량부 첨가하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 용액에 상기 제1 용액의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을 83 중량부 내지 87 중량부 첨가하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 용액에 상기 제1 용액의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을 85 중량부 첨가하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물은 알코올, 케톤, 에테르, 시클로알칸, 에스테르, 카르복실산 및 니트릴기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 탄화수소 화합물이다.
상기 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자는 상기 폴리카보네이트의 물질 내 결합 정도를 고려하여, 구체적으로 무극성 분산 결합(Dispersion force), 영구 쌍극자로 인한 극성결합(Dipole-dipole force), 수소결합(Hydrogen bonding force)으로부터 계산할 수 있다.
구체적으로 상기 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물은 알코올, 케톤, 에테르, 시클로알칸, 에스테르, 카르복실산 및 니트릴기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 탄소수 1 내지 10의 탄화수소 화합물이다.
더욱 구체적으로 상기 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물은 알코올, 케톤, 에스테르 및 니트릴기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 탄소수 1 내지 5의 탄화수소 화합물이다.
바람직하게 상기 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물은 에탄올, 아세톤, 에틸아세테이트 또는 아세토니트릴이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물은 에탄올이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물은 아세톤이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물은 에틸아세테이트이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물은 아세토니트릴이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 용액 총 중량에 대한 폐플라스틱의 중량 퍼센트는 20wt% 이하이고, 상기 제1 용액 총 중량에 대한 재결정된 플라스틱의 중량 퍼센트는 20wt% 이하이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 용액 총 중량에 대한 폐플라스틱의 중량 퍼센트는 15wt% 이하이고, 상기 제1 용액 총 중량에 대한 재결정된 플라스틱의 중량 퍼센트는 15wt% 이하이다.
상기 제1 용액 총 중량에 대한 폐플라스틱의 중량 퍼센트는 1 wt% 이상일 수 있다.
상기 제1 용액의 퍼센트 농도가 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 폐플라스틱 또는 재결정된 플라스틱이 용매에 충분히 녹아 포화 상태를 적절히 유지할 수 있다.
전술한 제1 용액에 상기 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을 첨가하는 단계 이후, 재결정된 폴리카보네이트를 회수하는 단계가 수행된다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 재결정된 폴리카보네이트를 회수하는 단계는 상기 재결정된 폴리카보네이트로부터 파우더(powder) 또는 그래뉼(granule) 타입으로 플라스틱을 석출시키는 단계; 및 석출된 것을 가공하여 재생된 플라스틱을 얻는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 석출 및 가공의 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당 기술분야에서 적용되는 방법이 적절히 채용될 수 있다.
본 발명의 폐플라스틱 재생 공정을 이용하여 재생된 플라스틱은 유·무기 염료 또는 안료의 첨가물을 포함하고 있지 않아 무색일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 순수 용매 상태의 디클로로메탄을 분광색도계로 측정된 dL, da, 유, y 값을 기준으로, 상기 폐플라스틱의 재생 공정에 따라 재생된 플라스틱을 용매 디클로로메탄에 5 wt%로 녹인 용액의 분광색도계로 측정된 dL, da, db, y 값은 하기 관계식을 만족한다.
[관계식]
상기 분광색도계는 X-rite Ci7600 Color Spectrophotometer일 수 있다.
구체적으로 상기 관계식은 순수 용매 상태의 디클로로메탄을 분광색도계로 측정된 dL, da, db 값을 기준값(0)으로 설정한 후, 상기 재생된 플라스틱의 분광색도계 측정된 dL, da, db 값과의 차이를 의미한다. 상기 관계식에서 y는 황변도(yellow index)를 의미한다.
상기 순수 용매 상태의 디클로로메탄이란, 용질을 전혀 포함하지 않는 디클로로메탄을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 상기 분광색도계로 측정한 dL, da, db, y 값이 상기 관계식을 만족하는 경우, 특정 색을 나타내지 않는 무색을 의미할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 폐플라스틱의 재생 공정을 포함하는 재생 플라스틱의 제조방법을 제공한다.
상기 재생 플라스틱의 제조방법은 상기 폐플라스틱의 재생 공정 외에 재생 플라스틱을 제조하기 위하여 필요한 다른 공정이 추가적으로 채용될 수 있고, 이는 당 기술분야의 알려진 공정을 채용할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여, 본 발명을 더욱 상세하게 예시한다. 본 발명이 이들 실시예에 의하여 제한되은 아니며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예 1 내지 30.
상온에서 폐폴리카보네이트를 15 중량부를 하기 표 1의 유기용매 85 중량부에 넣고 2시간 동안 용해시켜 제1 용액 100 중량부를 제조하였다. 상기 폐폴리카보네이트로는 중량평균 분자량이 40,000 g/mol 내지 60,000 g/mol, 다분산지수(PDI)가 1.8 내지 3, 용융흐름지수(MFR)는 10 내지 28인 것을 사용하였다.
용해가 완료된 제1 용액을 최대 직경이 0.45㎛인 망목 구조를 포함하는 STERLITECH의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 필터를 이용하여 여과한 후, 흡착제로 하기 표 1의 활성탄을 첨가하고, 2시간 동안 교반하였다.
교반을 마치고, 최대 직경이 0.45㎛인 망목 구조를 포함하는 STERLITECH의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 필터를 이용하여 흡착제를 제거한 후, 하기 표 1의 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을 첨가하였고, 이후 재결정된 폴리카보네이트를 회수하였다.
비교예 1 내지 6.
폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물 및 흡착제를 하기 표 1에 따른 중량부로 첨가한 것을 제외하고는 전술한 실시예와 동일하게 진행하였다.
[표 1]
상기 표 1에서, 적용된 흡착제는 구체적으로 다음과 같다.
-활성탄: 덕산과학의 Activated charcoal powder(Cas no. 7440-44-0)
-산성백토: 덕산약품공업 Cas no. 68333-91-5
-마그네슘실리케이트: 시그마 알드리치(Sigma-aldrich)사 Florisil® Cas no. 1343-88-0
-실리카겔: Merck사 silica gel 60 Cas no.7631-86-9
-알루미나: Baker사 Aluminium oxide, basic powder Cas no. 1344-28-1
실험예.
재결정된 플라스틱을 파우더(powder) 타입으로 플라스틱을 석출시킨 후, 이를 압출기를 이용하여 펠렛으로 가공하여 재생된 플라스틱을 얻었다.
재생된 플라스틱의 색상을 아래와 같은 조건으로 측정하여, 하기 표 2에 기재하였다.
-재생된 플라스틱의 분광색도계 측정: X-rite Ci7600 Color Spectrophotometer를 이용하여 먼저 순수 용매 상태의 디클로로메탄을 측정용 큐벳에 넣어 측정된 dL, da, db, y 값을 기준값(0)으로 설정한 후, 재생된 플라스틱을 용매 디클로로메탄에 5 wt%로 녹인 용액을 측정용 큐벳에 넣어 측정된 dL, da, db 값과의 차이를 표기함.
[표 2]
상기 표 2에 따르면, 본 발명의 실시상태에 따른 실시예 1 내지 30의 경우, 재생된 플라스틱이 상기 표 2의 분광색도계 측정 결과값이 관계식을 만족함으로써, 무색인 것을 확인하여 유·무기 염료 또는 안료 등의 첨가물이 포함되지 않고 제거됨을 확인할 수 있었다.
또한, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을, 110 중량부, 120 중량부 사용한 실시예 27 내지 28의 경우, 분광색도계 측정 결과가 상기 관계식을 만족하나, 60 중량부 내지 100 중량부를 사용한 것에 비해 효과차이가 미비한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 흡착제를 첨가하지 않는 비교예 1의 경우, dL, db값이 관계식을 만족하지 않아 무색이 아니므로, 재생된 플라스틱에 첨가물 또는 불순물이 포함되어 있음을 확인하였다.
또한, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을, 10 중량부, 20 중량부, 30 중량부 사용한 비교예 2 내지 4의 경우, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물의 첨가되는 양이 너무 적어, 폴리카보네이트의 재결정이 원활하지 않아 고체 수득이 불가하였다.
또한, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을, 40 중량부, 50 중량부 사용한 비교예 5 내지 6의 경우, dL 값이 관계식을 만족하지 않아 무색이 아니며 고체 수득 수율의 비교예 1 대비 절반 정도이므로 공정에 부적합 하며, 재생된 플라스틱에 첨가물 또는 불순물이 포함되어 있음을 확인하였다.
이로써, 본 발명에 따른 폐플라스틱의 재생 공정을 적용하는 경우, 순도가 우수한 재생된 플라스틱을 얻을 수 있음을 확인하였다.
Claims (15)
- 폐플라스틱을 유기용매에 용해시켜 제1 용액을 제조하는 단계;
상기 제1 용액에 흡착제를 첨가하는 단계;
상기 제1 용액의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물을 60 중량부 이상 첨가하여 플라스틱을 재결정하는 단계; 및
재결정된 플라스틱을 회수하는 단계를 포함하는 폐플라스틱의 재생 공정. - 청구항 1에 있어서, 상기 제1 용액을 제조하는 단계 이후에, 용해가 완료된 제1 용액을 여과하는 단계를 더 포함하는 것인 폐플라스틱의 재생 공정.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 용액에 흡착제를 첨가하는 단계 이후에, 상기 흡착제를 제거하는 단계를 더 포함하는 것인 폐플라스틱의 재생 공정.
- 청구항 1에 있어서, 상기 재결정된 플라스틱은 폴리카보네이트인 것인 폐플라스틱의 재생 공정.
- 청구항 1에 있어서, 상기 유기용매는 시클릭에테르계 용매, 선형 또는 환형 카보네이트계 용매 또는 1개 이상의 할로겐을 포함하는 탄소수 1 내지 8의 탄화수소 용매인 것인 폐플라스틱의 재생 공정.
- 청구항 1에 있어서, 상기 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물은 알코올, 케톤, 에테르, 시클로알칸, 에스테르, 카르복실산 및 니트릴기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 탄화수소 화합물인 것인 폐플라스틱의 재생 공정.
- 청구항 1에 있어서, 상기 흡착제는 활성탄; 염산, 황산 또는 인산을 전처리한 활성탄; 산성백토; 규조토; 제올라이트; 실리카겔; 알루미나; 마그네슘실리케이트(MgO3Si) 또는 이온교환수지이거나 이들의 조합인 것인 폐플라스틱의 재생 공정.
- 청구항 1에 있어서, 상기 흡착제는 활성탄, 산성백토 및 마그네슘실리케이트(MgO3Si)를 포함하는 것인 폐플라스틱의 재생 공정.
- 청구항 1에 있어서, 상기 흡착제는 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 0.5 중량부 이상 8 중량부 이하로 첨가하는 것인 폐플라스틱의 재생 공정.
- 청구항 8에 있어서, 상기 흡착제는 상기 제1 용액 총 중량 100 중량부를 기준으로, 상기 활성탄을 0.5 중량부 내지 3 중량부 포함하고, 산성백토를 0.5 중량부 내지 4 중량부 포함하고, 마그네슘실리케이트(MgO3Si)를 0.5 중량부 내지 2 중량부로 포함하는 것인 폐플라스틱의 재생 공정.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 용액의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 상기 폐플라스틱은 10 중량부 내지 20 중량부로 포함되며, 상기 유기용매는 80 중량부 내지 90 중량부로 포함되는 것인 폐플라스틱의 재생 공정.
- 청구항 1에 있어서, 상기 폴리카보네이트에 대한 한센 용해도 인자(HSP: Hansen Solubility Parameter)가 5 내지 14인 화합물은 상기 제1 용액의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 80 중량부 내지 90 중량부로 포함되는 것인 폐플라스틱의 재생 공정.
- 청구항 3에 있어서, 상기 흡착제를 제거하는 단계는 최대 직경이 0.45 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하인 망목 구조를 포함하는 필터를 이용하여 상기 흡착제를 제거하는 것인 폐플라스틱의 재생 공정.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 용액 총 중량에 대한 폐플라스틱의 중량 퍼센트는 20wt% 이하이고, 상기 제1 용액 총 중량에 대한 재결정된 플라스틱의 중량 퍼센트는 20wt% 이하인 것인 폐플라스틱의 재생 공정.
- 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항의 폐플라스틱의 재생 공정을 포함하는 재생 플라스틱의 제조방법.
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