KR20240038482A - 폐 폴리메틸메타크릴레이트로부터 재생 메틸메타크릴레이트 회수방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 재생 MMA 제조방법은 고체불순물 필터링단계와 흡착제 또는 흡착컬럼을 사용하여 잔류첨가제를 제거하는 단계를 포함하는 것으로서, 우수한 재생 MMA 수득율을 구현할 뿐 아니라, 제조된 재생 MMA가 고순도를 가질 수 있다.
Description
본 발명은 폐PMMA로부터 우수한 재생 MMA 회수율을 가진 재생 MMA 제조방법과 이에 따른 우수한 순도를 가진 재생 MMA를 제공하는 것이다.
폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)는 우수한 투명성, 착색성 및 가공성 등을 구현하여 인조대리석, 자동차 외장제, 광학필름, 광학시트 또는 조명커버 등 다양한 산업분야에 사용되어 왔다. PMMA가 사용되는 분야는 점차 증가하고 있고, 폐PMMA으로 인한 해양오염 및 토양오염 문제와 폐PMMA를 처리과정에서 발생되는 대기오염 문제가 대두되고 있다.
상기 폐PMMA의 환경오염문제를 해결하고자, 폐PMMA 재활용 기술은 산업규모가 점차 증가하고 있고, 다양한 분야에 적용가능한 수준의 재생 메틸메타크릴레이트(MMA)를 제조하는 기술이 필요한 실정이다.
종래의 폐PMMA로부터 재생 MMA를 제조하는 방법은 뱃지분해로 방식, 압출기 방식 또는 열매체분해 방식 등으로 400 ℃ 이상 고열로 폐PMMA 해중합하여, 재생 MMA를 수득하는 방법이 주를 이루고 있다.
하지만, 상기 폐PMMA으로부터 재생 MMA 제조방법은 폐PMMA에 포함된 잔류첨가제 및 고체불순물을 완벽하게 제거하지 못하여, 잔류첨가제 및 고체불순물이 잔류한 폐PMMA는 여전히 재생 MMA 회수율이 좋지 못할 뿐 아니라, 이로부터 제조된 재생 MMA의 낮은 순도로 그 사용에 제한이 있었다.
따라서 종래의 재생 MMA 제조방법으로부터 제조된 재생 MMA는 부산물의 함량이 높아 순도가 좋지 못하여 산업적 활용이 좋지 못하였다.
또한 종래의 재생 MMA 제조방법은 낮은 순도의 재생 MMA 문제를 해결하고자, 정제공정을 필수적으로 포함하여야 하고, 회수율이 매우 좋지 못하여, 신재 MMA보다 비용적인 측면에서 경쟁력이 좋지 못하였다.
그러므로 종래의 재생 MMA 제조방법의 불순물을 완벽하게 제거하지 못하는 문제를 해결하여, 높은 재생 MMA 회수율 및 높은 순도의 재생 MMA를 제조할 수 있는 새로운 재생 MMA를 생산하는 기술개발이 필요하다.
일 구현예로는 종래의 재생 MMA 제조방법이 가진 낮은 폐PMMA의 불순물 제거율 문제를 해결하고자, 폐PMMA를 용해하는 단계, 필터링 단계, 흡착단계 및 건조단계의 물리적 공정단계를 포함하여, 보다 현저하게 분순물을 제거할 수 있는 재생 MMA 제조방법을 제공하는 것이다.
일 구현예로서, 상기 재생 MMA 제조방법은 폐PMMA로부터 재생 MMA의 회수율이 80 % 이상, 90 % 이상, 좋게는 95 % 이상을 구현하고자 하는 것이다.
일 구현예로서, 상기 재생 MMA 제조방법은 제조된 재생 MMA 순도가 90 중량 % 이상, 95 중량% 이상, 좋게는 99 중량% 이상을 구현하고자 하는 것이다.
본 발명의 재생 MMA를 제조하는 방법은 폐PMMA를 용해하는 단계, 고체 불순물을 제거하는 필터링 단계, 흡착단계, 건조단계 및 해중합 단계를 포함한다.
일 구현예로서, 상기 폐PMMA를 용해하는 단계는 용매가 아세톤, 톨루엔, 페놀, 자일렌, 메틸에틸케톤, 나이트로 메탄 및 에틸 아세테이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
일 구현예로서, 상기 고체불순물을 제거하는 필터링 단계는 용액을 정치하여 중력 분리하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
일 구현예로서, 상기 흡착단계는 필터링 단계 이후의 용액을 흡착제가 충진된 흡착컬럼을 통과 또는 흡착제 투입하고 흡착제를 다시 필터링 하는 것일 수 있다.
일 구현예로서, 상기 흡착제는 활성탄, 제올라이트, 벤토나이트, 카올라이트 및 활성백토에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것일 수 있다.
일 구현예로서, 상기 건조단계는 흡착단계 이후의 용액을 건조 또는 비용매를 투입하여 재생 PMMA를 석출하고, 석출된 재생 PMMA를 가열 건조하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
일 구현예로서, 상기 비용매는 n-헥산, 물 및 메탄올에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것일 수 있다.
일 구현예로서, 상기 해중합 단계는 300 내지 500 ℃에서 회분신 반응기 또는 연속식 반응기에서 열분해 되는 것일 수 있다.
일 구현예로서, 상기 MMA 제조방법은 폐PMMA부터 회수되는 MMA 회수율이 90 중량% 이상일 수 있다.
본 발명은 폐PMMA를 상기 MMA 제조방법으로 회수된 재생 MMA를 제공한다.
일 구현예로서, 상기 재생 MMA는 순도가 95 중량% 이상일 수 있다.
일 구현예로서, 상기 재생 MMA 제조방법은 폐PMMA를 연속적으로 재활용할 수 있어, 폐PMMA로 인한 대기오염, 해양오염 및 토양오염 등의 환경오염을 억제할 수 있다.
일 구현예로서, 상기 재생 MMA 제조방법은 물리적 공정과 화학적 공정을 혼합하여, 우수하게 폐PMMA의 불순물을 제거하여, 불순물의 부산물 함량이 낮은 재생 MMA를 제조할 수 있다.
따라서, 상기 재생 MMA 제조방법은 폐PMMA에 포함된 불순물을 현저하게 제거하여 우수한 재생 MMA 회수율 및 이로부터 제조된 재생 MMA가 우수한 순도를 가질 수 있음으로써, 신재 MMA를 대체 가능한 수준의 재생 MMA를 제조할 수 있어 종래의 재생 MMA 제조방법보다 현저한 이점을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 재생 MMA 제조방법을 모식화한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 재생 MMA 제조방법, 이로부터 제조된 재생 MMA에 대하여 상세히 설명한다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 수치 범위는 하한치와 상한치와 그 범위 내에서의 모든 값, 정의되는 범위의 형태와 폭에서 논리적으로 유도되는 증분, 이중 한정된 모든 값 및 서로 다른 형태로 한정된 수치 범위의 상한 및 하한의 모든 가능한 조합을 포함한다. 본 발명의 명세서에서 특별한 정의가 없는 한 실험 오차 또는 값의 반올림으로 인해 발생할 가능성이 있는 수치범위 외의 값 역시 정의된 수치범위에 포함된다.
본 명세서의 용어, "포함한다"는 "구비한다", "함유한다", "가진다" 또는 "특징으로 한다" 등의 표현과 등가의 의미를 가지는 개방형 기재이며, 추가로 열거되어 있지 않은 요소, 재료 또는 공정을 배제하지 않는다.
종래의 폐PMMA로부터 재생 MMA를 제조하는 방법은 폐PMMA에 포함된 불순물 제거율이 낮아, 제조된 재생 MMA가 상기 불순물에 유래된 부산물이 다량 함유되어 그 사용이 제한됨으로써, 신재 MMA를 대체할 수준의 순도를 가지지 못하였고, 재생 MMA 회수율도 좋지 못하여 신재 MMA보다 경제적인 측면도 좋지 못하였다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여, 많은 실험을 실시한 결과, 일 구현예는 폐PMMA를 용해하는 단계, 고체불순물을 제거하는 필터링 단계, 흡착단계, 건조 단계, 해중합 단계를 포함하는 재생 MMA 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 재생 MMA 제조방법은 상기 각 단계를 포함하여 우수한 재생 MMA 회수율을 가질 수 있다.
즉, 일 구현예로서, 상기 재생 MMA 제조방법은 폐PMMA로부터 수득되는 MMA 회수율이 80 %이상, 90 %이상, 구체적으로는 93 %이상, 95 %이상, 더욱 구체적으로는 96 내지 99 %일 수 있다.
또한 필요에 의해 상기 폐PMMA를 용해하는 단계, 필터링 단계, 흡착단계 및 건조단계의 물리적 공정단계를 2회 이상 함으로써, 기계적 물성, 황색도 등의 광학적 물성이 우수하여 신재와 동등할 정도의 재생 PMMA계 중합체를 얻을 수 있다.
일 구현예로서, 상기 폐PMMA를 용해하는 단계는 폐PMMA를 분쇄하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 구현예로서, 상기 고체불순물을 제거하는 필터링 단계는 상기 용액을 정치하여 중력 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 구현예로서, 상기 흡착단계는 흡착제가 충진된 흡착컬럼을 통과시켜 염색제나 색상을 가지는 유기 화합물을 흡착할 수 있고, 상기 필터링 단계 후, 흡착제를 투입하여 흡착하고 다시 필터링하여 색상의 물질을 제거하는 것일 수도 있다.
일 구현예에서, 상기 건조단계는 용매를 가열 또는 진공 증류하여 용매를 제거하고 재생 PMMA 수지를 얻는 단계일 수 있다.
일 구현예에서 상기 건조단계는 그 전에 상기 흡착제를 지난 PMMA 용액에 비용매를 투입하여 재생 PMMA를 석출하는 단계 후, 상기 재생 PMMA에 포함되어 있는 용매 및/또는 비용매를 가열건조 또는 증류 건조하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 일 구현예에 따르는 재생 MMA 제조방법은 상기 폐PMMA를 용해하는 단계, 고체불순물을 제거하는 필터링 단계, 흡착단계 및 건조 단계의 물리적인 공정단계를 포함하여, 폐PMMA에 포함된 불순물을 완전 또는 현저히 제거할 수 있어, 불순물의 분산물 함량이 적은 재생 MMA를 제조할 수 있다.
일 구현예로서, 상기 해중합 단계는 건조단계 후, 석출된 재생 PMMA를 가열하여 해중합하고, 해중합되어 기화된 재생 MMA를 냉각 또는 응축하는 단계를 더 포함하여 재생 MMA를 수득할 수 있다.
이하 폐PMMA를 사용한 재생 MMA 제조방법을 보다 상세히 설명한다.
일 구현예로서, 상기 용해 단계에 설명하면, 상기 용해단계는 PMMA 수지를 용해하는 어떤 용매를 사용도 제한하지 않는다.
상기 용매는 PMMA 용해도가 10g/kg 이상인 용매가 좋을 수 있으나, 비제한적인 일예로서, 아세톤, 톨루엔, 페놀, 자일렌, 메틸에틸케톤, 나이트로 메탄 및 에틸 아세테이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 좋게는 PMMA와 용해성이 우수한 아세톤을 단독으로 사용할 수 있으나, 당업자가 인식 가능한 것이라면 제한없이 사용할 수 있다.
일 구현예로서, 상기 용해단계는 용매에 폐PMMA를 용해한 용액의 농도가 10 내지 100 g/L, 30 내지 80 g/L, 좋게는 50 내지 70 g/L일 수 있다.
상기 범위의 농도를 가진 용액은 상기 필터링 단계 및 흡착단계에서 보다 작업성이 좋은 점도를 제공할 뿐 아니라, 상기 건조단계의 공정시간을 단축할 수 있다.
일 구현예로서, 상기 용해단계는 분쇄단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 분쇄단계는 세척 및 탈수한 폐PMMA를 분쇄하는 것이며, 분쇄된 폐PMMA의 입자 크키를 한정하는 것은 아니나, 입자크기가 미세할수록 용매에 대한 용해성이 우수할 수 있어 선호될 수 있다.
일 구현예로서, 상기 필터링 단계에 대하여 설명하면, 상기 필터링 단계는 폐PMMA가 용해된 용액을 정치하여 중력에 의한 침전 후, 필터링하고, 상등액에 대한 미세입자를 필터링 하는 것일 수 있다.
상기 필터링 단계는 용액 상에서 분쇄된 폐PMM에 포함된 금속불순물, 충진제 또는 세락믹 입자 등의 밀도가 높은 고체불순물이 침전하여 분리되고, 이를 1 내지 50 ㎛의 기공을 가진 분리막으로 필터링하여 제거할 수 있다.
이 후, 상기 필터링한 용액의 상등액을 다시 필터링하여, 상등액에 포함된 미세 입자를 제거할 수 있으며, 상기 상등액을 필터링 하는 필터 멤브레인은 0.1 내지 50 ㎛ 기공크기를 가진 것일 수 있다.
상기 필터링 단계에서, 사용한 필터 멤브레인은 금속메쉬, 다공성 분리막 또는 나노섬유 분리막일 수 있으나, 고체불순물 제거가 가능한 것이라면, 이를 제한하는 것은 아니다.
일 구현예로서, 상기 흡착단계에 대해 설명하면, 상기 흡착단계는 흡착제가 충진된 흡착컬럼을 통과 또는 상기 필터링 단계 후, 용액에 흡착제를 투입하고 흡착제를 다시 필터링 하는 것일 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 흡착제는 활성탄, 제올라이트, 벤토나이트, 카올라이트 및 활성백토에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것일 수 있다.
보다 좋게 흡착제는 활성탄을 포함 또는 단독으로 사용하는 것일 수 있으며, 상기 활성탄이 다른 흡착제 보다 다량의 기공을 가지고, 잔류첨가제에 대한 현저한 흡착성을 가질 수 있어 선호될 수 있다.
상기 흡착단계에서 흡착컬럼을 사용하는 방법은 필터링 단계 후, 용액이 전량 통과하지 못할 수 있으나, 흡착제를 다시 필터링하는 단계를 제외할 수 있어 선호될 수 있다.
상기 흡착컬럼은 카트리지 내부에 흡착제가 충진된 것일 수 있으며, 흡착컬럼 내부에 흡착제가 1개 이상의 층으로 적층된 구조일 수 있고, 흡착컬럼 내부에 멤브레인을 더 포함하는 것일 수 있으나 이를 제한하는 것은 아니다.
상기 흡착단계에서, 필터 단계 후, 용액에 흡착제를 투입하는 것은 이를 제한하는 것은 아니나, 0.1 내지 5 g/L 농도로 첨가되는 것일 수 있다.
상기 농도로 흡착제를 투입하는 흡착 단계는 용액의 잔류첨가제 제거율이 우수할 수 있고, 보다 쉽게 다시 흡착제를 필터링할 수 있어 선호될 수 있다.
일 구현에 따른, 상기 건조 단계에 대하여 설명하면, 상기 건조단계는 흡착단계 후, 용액을 가열 또는 진공 증류하여 재생 PMMA를 수득할 수 있다.
상기 건조 단계에서 가열은 30 내지 200 ℃, 좋게는 60 내지 150 ℃ 온도에서 흡착단계 후 용액을 스프레이 분사하여 가열한 것일 수 있으며, 용매건조 시간이 매우 짧은 장점을 가질 수 있다.
상기 범위의 온도로 용액을 건조하는 단계는 용매의 증발이 가능한 온도를 가하는 것으로써, 종래의 화학적 재생 PMMA 제조방법보다 낮은 온도를 사용하여, 제조된 재생 PMMA 물성을 저해하지 않을 수 있다.
또 다른 일 구현에 따른, 상기 건조단계는 흡착단계 이후의 용액을 비용매에 투입하고, 이를 필터링하여 석출된 재생 PMMA를 회수하고, 이를 진공 건조하여 비용매 또는/및 용매를 제거한 재생 PMMA를 수득할 수 있다.
상기 비용매를 사용한 건조단계는 상기 건조 또는 진공증류를 사용한 건조 단계보다 보다 낮은 함량의 불순물이 포함된 재생 PMMA를 수득할 수 있다.
상기 비용매를 사용한 건조단계는 상기 건조 또는 진공증류를 사용한 건조 단계보다 보다 낮은 함량의 불순물이 포함된 재생 PMMA를 수득할 수 있다.
일 구현예로서, 상기 비용매는 n-헥산, 물, 메탄올 및 에탄올에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것일 수 있으며, 좋게는 물을 단독으로 사용하는 것이 좋을 수 있으나, 상기 용매와 혼화성이 우수하고, 폐PMMA를 용해하지 않으면 제한없이 사용할 수 있다.
일 구현예로서, 상기 진공건조는 30 내지 200 ℃, 50 내지 150 ℃, 좋게는 50 내지 100 ℃이하인 것이 상기 범위의 온도의 진공건조는 재생 PMMA의 열적물성 저하를 방지할 수 있어 선호될 수 있으나, 비용매 또는/및 용매를 제거 가능한 온도이면 이를 제한하는 것은 아니다.
상기 진공건조 시간은 1 시간 이상, 좋게는 1 내지 5 시간일 수 있으나, 비용매 또는/및 용매를 제거가 가능한 것이라면 이를 제한하는 것은 아니다.
즉, 건조단계는 흡착단계 이후의 용액을 건조 또는 진공 증류하여 용매이 증발된 재생 PMMA를 수득할 수 있으며, 흡착단계 후 용액을 비용매에 투입하여 석출된 재생 PMMA를 진공 건조하여 재생 PMMA를 수득할 수 있다.
일 구현예로서, 상기 해중합 단계는 수득된 재생 PMMA를 회분식 반응기 또는 연속식 반응기에서 고온 처리하여 해중합하는 것일 수 있다.
상기 해중합 단계에서 해중합 온도는 300 내지 500 ℃일 수 있으나, 이를 제한하는 것은 아니다.
상기 해중합 단계는 부산물 함량이 적은 재생 MMA를 얻는 측면에서는 회분식 반응기를 사용하는 것이 바람직할 수 있으며, 상기 보다 현저한 공정속도를 구현하는 측면에서는 연속식 반응기를 사용하는 것이 바람직할 수 있으나, 각 공정의 환경에 따라 회분식 또는 연속식 반응기를 선택할 수 있어, 이를 제한하지는 않는다.
이하 상기 재생 MMA 제조방법으로 제조된 재생 MMA에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 상기 재생 MMA 제조방법은 상술한 각 단계를 포함하여 폐PMMA에 포함된 고체불순물 및 잔류첨가제를 현저히 제거한 재생 PMMA를 해중합 단계로 재생 MMA를 제조하여, 종래의 재생 MMA 제조방법보다 현저한 순도를 가진 재생 MMA를 수득할 수 있다.
일 구현예로서, 상기 재생 MMA는 순도가 95 중량% 이상일 수 있으며, 구체적으로는 97 중량% 이상, 더욱 구체적으로는 98 내지 99 중량%일 수 있다.
상기 범위의 순도를 가진 재생 MMA는 신재 MMA가 사용되는 산업분야를 대체 가능할 수 있다. 또한 상기 재생 MMA는 종래의 재생 MMA 제조방법으로 수득된 재생 MMA가 순도가 낮아 정제공정 필수적인 문제를 해결할 수 있음으로써, 경제적인 측면에서 보다 현저할 수 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 재생 MMA 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 재생 MMA에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. 또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 또한, 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
[측정방법]
1.재생 MMA 순도 측정
GC/MS(Agilent 8890, Agilent 5977B)를 사용하여 미량의 불순물 물질의 정성 분석을 진행하였다. GC/FID(Agilent 8890)를 사용하여 정량 분석을 진행하여 MMA 및 불순물의 중량%를 측정하였다. 정량 분석 시 사이클로 헥산을 internal standard로 활용하여 정확한 중량%이 측정되도록 하였다.
2.재생 MMA 회수율 측정
하기 실시예에서 수득되는 재생 MMA 회수율 측정하고자 LX 하우시스사에서 취득된 인테리어 제품(PMMA 30.0 중량%)분쇄한 폐PMMA를 사용하였다. 이후, 제조된 재생 MMA Oil의 질량과 순도(중량%)를 측정하고 하기 식으로 계산하여 재생 MMA 회수율 구하였다.
[실시예 1]
분쇄된 폐PMMA 60 Kg을 아세톤 1000L에 첨가하여, 상온에서 충분히 용해하고, 용해된 폐PMMA 용액을 기공크기가 1㎛인 멤브레인으로 필터링 하였다. 이후, 필터링 된 폐PMMA 용액에 활성탄 2 kg을 넣어서 10 분간 교반 하였고, 활성탄이 포함된 폐PMMA 용액을 기공크기가 0.45 ㎛인 멤브레인으로 필터링하여, 활성탄을 제거하였다. 활성탄이 제거된 폐PMMA 용액을 70 ℃ 온도에서 Spray-drying하여 용매를 건조하여 재생 PMMA를 회수하였다. 회수된 재생 PMMA를 400 ℃의 회분식 반응기에 2 시간 동안 열 분해하고, 얻어진 가스를 25 ℃까지 응축시켜 무색 투명한 재생 MMA를 수득하였다.
그 후 수득된 재생 MMA를 상기 측정방법으로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 흡착제를 투입하는 대신에 폐PMMA 용액을 활성탄에 충진된 흡착컬럼에 통과시킨 것을 제외하고는 동일 하게 재생 MMA를 수득하였다.
그 후 수득된 재생 MMA를 상기 측정방법으로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 3]
상기 실시예 1과 동일하게 활성탄이 제거된 폐PMMA 용액을 10 L 상온의 수조에 적가하여, 비용매 폐PMMA 수지를 회수하였다. 상기 석출된 수지를 필터링하고, 물 및 용매를 건조하여 재생 PMMA를 회수하였다. 이후 회수된 재생 PMMA를 상기 실시예와 동일하게 열분해하여 재생 MMA를 수득하였다.
그 후 수득된 재생 MMA를 상기 측정방법으로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서, 필터링된 폐PMMA 용액에 활성탄 첨가 및 활성탄 필터링하는 공정을 하지 않은 것을 제외하고는 동일하게 재생 MMA를 수득하였다.
그 후 수득된 재생 MMA를 상기 측정방법으로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
| MMA 제조방법 | 회수율(%) | 순도(중량%) | ||
| 전류첨가제 제거공정 |
재생 PMMA 회수방법 | |||
| 실시예 1 | 활성탄 첨가 | Spray-drying | 93 | 98 |
| 실시예 2 | 흡착컬럼 사용 | Spray-drying | 96 | 97 |
| 실시예 3 | 활성탄 첨가 | 비용매 | 90 | 98 |
| 비교예 1 | X | X | 80 | 80 |
상기 표 1에서, 실시예 1 내지 3은 재생 MMA 회수율이 90 % 이상을 구현하는 것을 확인하였으며, 비교예 1은 회수율이 실시예 보다 낮은 것을 확인하였다.
이는 실시예 1 내지 3에서 필터링 단계 및 흡착단계를 포함하여 재생 PMMA를 열분해 및 가스 냉각단계에서 잔류한 고체불순물 및 잔류첨가제가 각 공정 단계를 저해하지 않는 것을 시사한다.
상기 표 1에서 MMA 함량은 실시예 1 내지 3에서 95 이상이 나타났으며, 비교예 1은 MMA 함량이 실시예 보다 현저히 낮은 것을 확인하였다.
따라서, 종래의 재생 MMA 제조방법은 폐PMMA에 포함된 불순물은 해중합 단계에서 열분해 되어도 제조된 재생 MMA에 부산물로 잔류하고, 종래의 재생 MMA를 재중합하여 제조된 재생 PMMA계 중합체의 광학적 특성, 기계적 특성 및 열적특성을 모두 저해하는 결과를 초래한다.
본 발명의 재생 MMA 제조방법은 상기의 폐PMMA에 포함된 불순물을 물리적인 공정단계에서 현저히 제거하여 이를 방지할 수 있음으로써, 이로부터 높은 MMA 순도를 얻을 수 있으며 제조된 재생 MMA는 신재 MMA가 사용된 분야에 대체 가능할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 비교예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (11)
- 폐PMMA를 용해하는 단계;
고체 불순물을 제거하는 필터링 단계;
흡착단계;
건조단계; 및
해중합 단계;를 포함하는 재생 MMA 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 폐PMMA를 용해하는 단계;는 용매가 아세톤, 톨루엔, 페놀, 자일렌, 메틸에틸케톤, 나이트로 메탄 및 에틸 아세테이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 재생 MMA 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 고체불순물을 제거하는 필터링 단계;는 용액을 정치하여 중력 분리하는 단계를 더 포함하는 것인 재생 MMA 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 흡착단계;는 필터링 단계 이후의 용액을 흡착제가 충진된 흡착컬럼을 통과 또는 흡착제 투입하고 흡착제를 다시 필터링 하는 것인 재생 MMA 제조방법. - 제 4항에 있어서,
상기 흡착제는 활성탄, 제올라이트, 벤토나이트, 카올라이트 및 활성백토에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것인 재생 MMA 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 건조단계;는 흡착단계 이후의 용액을 건조 또는 비용매를 투입하여 재생 PMMA를 석출하고, 석출된 재생 PMMA를 가열 건조하는 단계를 더 포함하는 것인 재생 MMA 제조방법. - 제 6항에 있어서,
상기 비용매는 n-헥산, 물 및 메탄올에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것인 재생 MMA 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 해중합 단계;는 300 내지 500 ℃에서 회분식 반응기 또는 연속식 반응기에서 열분해 되는 것인 재생 MMA 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 재생 MMA 제조방법은 폐PMMA부터 회수되는 재생 MMA 회수율이 90 중량% 이상인 재생 MMA 제조방법. - 제 1항 내지 제 9항에서 선택되는 어느 한 항의 재생 MMA 재조방법으로 제조된 재생 MMA.
- 제 1항에 있어서,
상기 재생 MMA는 순도가 95 중량% 이상인 재생 MMA.
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|---|---|---|---|
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| US6469203B1 (en) | 1998-09-21 | 2002-10-22 | Metallgesellschaft Aktiengesellschaft | Method for depolymerizing polymethylmethacrylate |
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