KR102766544B1 - Removal of PET and PVC recycling methods for recycling waste tarpaulin - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유를 포함하는 PVC 타포린을 재활용하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 글리콜 분해반응을 통해 PVC 타포린에 직조되어 있는 PET 섬유를 BHET류로 분해하며, 상기 분해된 BHET류 화합물은 글리콜에 용해된 상태로 존재한다. 글리콜 분해반응 후 분해물의 분리공정을 거쳐 PVC 조성이 포함된 고형물을 회수하고, 또한, BHET류가 용해된 글리콜 화합물에 냉각 침전을 적용해 분해물인 BHET류를 분리할 수 있다.The present invention relates to a method for recycling PVC tarpaulin containing polyethylene terephthalate (PET) fibers.
In the present invention, PET fibers woven into PVC tarpaulin are decomposed into BHET compounds through a glycol decomposition reaction, and the decomposed BHET compounds exist in a state dissolved in glycol. After the glycol decomposition reaction, a solid containing a PVC composition is recovered through a separation process of the decomposed product, and further, the BHET compounds, which are decomposed products, can be separated by applying cooling precipitation to the glycol compound in which the BHET compounds are dissolved.
Description
본 발명은 PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린을 효과적으로 재활용하기 위하여, PET를 PVC 타포린으로부터 분리하여 PVC 조성을 가지는 타포린 분해물과 PET 조성을 각각 재활용하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for effectively recycling PVC tarpaulin containing PET fibers by separating PET from PVC tarpaulin and recycling tarpaulin decomposition products having a PVC composition and PET composition, respectively.
또한, 본 발명은 PVC 타포린을 재활용하기 위하여, PET 섬유를 화학적인 방법으로 BHET류 형태로 저분자화하여 PVC 조성과 분리하고, 타포린 분해물과 BHET류를 회수하여 PVC 타포린의 PVC 조성과 PET 조성을 각각 재활용하는 방법에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a method for recycling PVC tarpaulin, in which PET fibers are chemically degraded into BHET types to separate them from the PVC composition, and the tarpaulin decomposition products and BHET types are recovered to recycle the PVC composition and PET composition of the PVC tarpaulin, respectively.
또한, 본 발명은 회수된 타포린 분해물을 일정 함량비로 첨가하여 새로운 재활용 PVC 시트를 제조하는 방법에 관한 것이다. In addition, the present invention relates to a method for manufacturing a new recycled PVC sheet by adding recovered tarpaulin decomposition material at a certain content ratio.
현재 플라스틱은 건축, 농업, 광고뿐만 아니라 일상 생활용품까지 다양한 용도로 사용되고 있으며 그 사용량은 점점 더 늘어나고 있다. 플라스틱 사용량이 증가함에 따라 플라스틱 폐기물 관리에 관한 관심 또한 증가하고 있으며, 일부 국가에서는 재활용을 법적으로 의무화하여 재활용이 불가능한 플라스틱의 사용을 금지하는 사례가 보고되고 있다. 이렇듯 플라스틱을 재활용하는 것은 환경 보호 측면에서 바람직하며, 지속 가능함을 추구하는 사회의 요구도 충족시킬 수 있다.Plastics are currently used for a variety of purposes, including construction, agriculture, advertising, and even daily necessities, and their use is increasing. As plastic use increases, interest in plastic waste management is also increasing, and some countries have legally mandated recycling, banning the use of plastics that cannot be recycled. In this way, recycling plastics is desirable in terms of environmental protection, and can also meet the demands of a society that pursues sustainability.
현재 폴리염화비닐(PVC)은 건축, 농업, 광고 등의 산업 소재와 일상 생활용품 등 다양한 용도로 사용되고 있다. Currently, polyvinyl chloride (PVC) is used for a variety of purposes, including industrial materials for construction, agriculture, advertising, and daily necessities.
특히, 본 발명의 원료가 되는 PVC 타포린은 골격이 되는 PET 원단을 PVC 원단으로 코팅한 형태의 복합 플라스틱 구조물이다. PVC 타포린은 강한 인장강도와 유연성, 방수성 등의 물성이 우수하여 천막, 광고용 배너, 농업용 컨테이너 등과 같은 다양한 분야에서 많은 효용성을 가지며 전 세계적으로 소비되고 있다. 하지만 폐 PVC 타포린은 대부분이 소각 또는 매립되고 있다. 그 이유는 PVC 이외에 직조된 PET 섬유와 혼합되어 존재하기 때문에 가공이 어렵고, 가공 후에도 남아있는 PET 섬유가 표면 결함과 물성 감소를 유발함으로써 상품의 가치를 저하시키는 요인이 되기 때문이다. 그러나 상기와 같이 폴리염화비닐을 소각 처리하는 경우에는 폴리염화비닐 자체 물질의 분해로 독성이 있는 염소가스가 생성되므로 환경오염 문제를 일으킨다. In particular, the PVC tarpaulin, which is the raw material of the present invention, is a composite plastic structure in which PET fabric as a skeleton is coated with PVC fabric. PVC tarpaulin has excellent physical properties such as high tensile strength, flexibility, and waterproofness, and thus has many uses in various fields such as tents, advertising banners, and agricultural containers, and is consumed worldwide. However, most of the waste PVC tarpaulin is incinerated or landfilled. This is because it is difficult to process because it exists mixed with woven PET fibers in addition to PVC, and the PET fibers remaining after processing cause surface defects and a decrease in physical properties, which lowers the value of the product. However, in the case of incineration of polyvinyl chloride as described above, toxic chlorine gas is generated due to the decomposition of the polyvinyl chloride itself, which causes an environmental pollution problem.
반면 PVC 타포린을 구성하는 각각의 조성은 단일 플라스틱 재활용 방법이 보고되어있다. 타포린의 주요 조성 중 PET는 단위체인 테레프탈산(terephthalic acid, TPA)과 에틸렌글리콜(ethylene glycol, EG)이 에스터 결합을 통해 교차로 중합된 폴리에스터(polyester)이다. PET는 고분자를 해중합하여 단량체 및 소재화하는 화학적 재활용 방법이 사용되고 있다. 해중합 반응은 사용하는 용매에 따라 다른데, 물을 사용했을 때 하이드롤리시스(hydrolysis), 아민(amine)을 사용했을 때 아미놀리시스(aminolysis), 알코올(alcohol)을 사용했을 때 알코올리시스(alcoholysis), 글라이콜(glycol)을 사용했을 때 글라이콜리시스(glycolysis)로 나뉜다. 그 중 글라이콜라이시스(글리콜 분해, glycolysis)는 초기 투자 비용이 적고 공정이 단순하며, 기존의 PET 생산 공장에 쉽게 적용할 수 있다는 장점이 있다. 글리콜 분해에서 EG를 용매로 사용하는 경우 단량체로 BHET가 생산되며, BHET는 EG에 용해되어 반응물의 액체 분획에 존재한다. 반응물에 존재하는 BHET는 회수하여 PET 생산 등에 재사용할 수 있다.On the other hand, each component that makes up PVC tarpaulin has a single plastic recycling method reported. PET, one of the main components of tarpaulin, is a polyester in which the monomers terephthalic acid (TPA) and ethylene glycol (EG) are cross-polymerized through ester bonds. PET is being recycled chemically by depolymerizing the polymer into monomers and materials. The depolymerization reaction varies depending on the solvent used, and is divided into hydrolysis when water is used, aminolysis when amines are used, alcohololysis when alcohols are used, and glycolysis when glycols are used. Among them, glycolysis has the advantages of low initial investment costs, a simple process, and easy application to existing PET production plants. When EG is used as a solvent in glycol decomposition, BHET is produced as a monomer, and BHET is dissolved in EG and exists in the liquid fraction of the reactant. BHET present in the reactant can be recovered and reused in PET production, etc.
타포린의 나머지 주요 조성인 PVC는 소수성이기 때문에 EG에 녹지 않아 반응물의 고체 분획에 존재한다. 일반적으로 폐 PVC는 분쇄 및 세척 후 다시 녹이고 성형하는 과정을 통해 재활용이 가능하다. 따라서 PVC 타포린을 분쇄한 후 물리적으로 PET 섬유를 제거하고 일정 함량비로 첨가하여 PVC 시트를 제조하는 기계적 재활용하는 방법이 수행되었으나 상기 기술의 문제는 분쇄와 물리적인 분리공정으로 PVC 타포린에서 PET 섬유가 완전하게 제거되지 않는다는 것이다. 완전하게 제거되지 않은 PET 섬유가 재활용 시트에 존재하기 때문에 상기 기술로 만든 재활용 시트 표면에 섬유가 돌출되고 시트 내부의 잔존 PET 섬유로 인해 물성이 감소하여 제한적인 영역에서 활용되었다.The remaining main component of tarpaulin, PVC, is hydrophobic and therefore does not dissolve in EG and exists in the solid fraction of the reactant. Generally, waste PVC can be recycled through a process of crushing, washing, and then melting and molding again. Therefore, a mechanical recycling method of crushing PVC tarpaulin, physically removing PET fibers, and adding them at a certain content ratio to manufacture PVC sheets has been performed. However, the problem with the above technology is that the PET fibers are not completely removed from the PVC tarpaulin by the crushing and physical separation processes. Since the PET fibers that are not completely removed exist in the recycled sheet, the fibers protrude on the surface of the recycled sheet made by the above technology and the physical properties decrease due to the residual PET fibers inside the sheet, so that it has been utilized in limited areas.
따라서, PVC 타포린을 재활용하기 위해서는 폐 PVC 타포린에 직조되어있는 PET 섬유를 분리할 필요가 있다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 PVC 타포린 폐기물에 혼합된 PVC 조성과 PET 조성을 분리하기 위해 글리콜 분해공정을 수행하였다. 글리콜 분해공정을 통해 PET 조성을 저분자화한 후 타포린 분해물과 분리하고, 상기 타포린 분해물과 BHET류를 각각 회수하여 재활용하는 방법을 제안한다. Therefore, in order to recycle PVC tarpaulin, it is necessary to separate PET fibers woven into waste PVC tarpaulin. In order to solve the above problems, the present invention performed a glycol decomposition process to separate the PVC composition and PET composition mixed in PVC tarpaulin waste. The present invention proposes a method of separating the PET composition from the tarpaulin decomposition product after reducing the molecular weight of the PET composition through the glycol decomposition process, and recovering and recycling the tarpaulin decomposition product and BHET, respectively.
일반적인 폐 PVC 타포린의 재활용은 PVC 타포린에 직조되어있는 PET 섬유와 PVC 시트를 함께 기계적으로 분쇄하여 PET 섬유의 크기를 줄임으로써 재가공 과정에서 발생하는 외관상의 섬유의 돌출을 억제하고, 섬유로 인한 물성의 변화를 억제하는 방법을 사용했다. 특히, 분쇄물을 가소화된 PVC와 혼합하여 섬유가 혼합물에 균일하게 분산하도록 유도하는 방법으로 섬유로 인해 발생할 수 있는 외관 불량을 억제하였다. 그러나, 상기 기술은 본질적으로 PET 섬유를 제거하는 것이 아니므로, 재활용 결과 제작한 제품의 기계적 물성을 변화시키고 이로 인해 재활용 용도가 제한적이었다. The recycling of general waste PVC tarpaulins was conducted by mechanically crushing the PET fibers and PVC sheets woven into the PVC tarpaulin together to reduce the size of the PET fibers, thereby suppressing the protrusion of the fibers in the appearance that occurs during the reprocessing process and the change in the physical properties caused by the fibers. In particular, the appearance defects that may occur due to the fibers were suppressed by mixing the crushed material with plasticized PVC to induce the fibers to be uniformly dispersed in the mixture. However, since the technology does not essentially remove the PET fibers, the mechanical properties of the product manufactured as a result of recycling were changed, and this limited the use of recycling.
본 발명에서는 PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린에 글리콜 화합물로 글리콜 분해반응을 수행하여 BHET류의 형태로 저분자화하여 PVC 시트와 PET 섬유를 분리하는 방법을 제공한다. The present invention provides a method for separating a PVC sheet and PET fiber by performing a glycol decomposition reaction on a PVC tarpaulin containing PET fiber with a glycol compound to reduce the molecular weight to a BHET type.
상기 방법을 통해 회수한 타포린 분해물을 PVC 시트 합성 공정에 일정 성분비로 첨가하여 재활용 시트를 제조할 수 있으며 BHET류는 추가적인 공정을 통해 불포화폴리에스테르수지와 폴리올의 원료로 사용하여 재활용 할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 PVC 시트과 PET 섬유를 각각 재활용하여 폐 PVC 타포린의 재생 효율을 획기적으로 높이고 폐기물을 최소화할 수 있는 재활용 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The tarpaulin decomposition product recovered through the above method can be added to the PVC sheet synthesis process at a certain ratio to manufacture a recycled sheet, and the BHET type can be recycled as a raw material for unsaturated polyester resin and polyol through an additional process. Therefore, the purpose of the present invention is to provide a recycling method that can dramatically increase the regeneration efficiency of waste PVC tarpaulin and minimize waste by recycling PVC sheets and PET fibers, respectively.
본 발명은 PVC 타포린 분쇄물, 글리콜 화합물 및 촉매를 포함하는 배합물을 글리콜 분해반응시켜 PVC 타포린 분쇄물에 존재하는 PET 섬유를 비스-2-히드록시에틸 테레프탈레이트류(BHET류)로 분해하는 단계(단계 a);The present invention comprises a step (step a) of subjecting a mixture comprising PVC tarpaulin pulverized material, a glycol compound and a catalyst to a glycol decomposition reaction to decompose PET fibers present in the PVC tarpaulin pulverized material into bis-2-hydroxyethyl terephthalates (BHETs);
상기 단계 a의 반응물을 여과하여 타포린 분해물을 포함하는 고형 잔류물과 여과액을 분리하는 단계(단계 b);A step (step b) of filtering the reaction product of step a to separate the solid residue containing the tarpaulin decomposition product and the filtrate;
상기 단계 b에서 분리된 타포린 분해물을 세척 및 건조하는 단계(단계 c); 및 A step (step c) of washing and drying the tarpaulin decomposition product separated in the above step b; and
상기 단계 b에서 분리된 여과액에서 BHET류를 회수하고, 용매인 글리콜 화합물을 재생하는 단계(단계 d)를 포함하는, PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린의 재활용 방법을 제공한다. A method for recycling PVC tarpaulin containing PET fibers is provided, comprising recovering BHET compounds from the filtrate separated in step b and regenerating a glycol compound as a solvent (step d).
또한, 본 발명은 PVC;In addition, the present invention relates to PVC;
전술한 PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린의 재활용 방법에 의해 제조된 타포린 분해물; 및 Tarpaulin decomposition product manufactured by the recycling method of PVC tarpaulin containing the aforementioned PET fiber; and
첨가제를 포함하는 폐수지 조성물을 성형하는 단계에 의해 제조되며, It is manufactured by the step of molding a waste resin composition containing an additive,
상기 타포린 분해물의 함량은 PVC 100 중량부 대비 5 내지 100 중량부인, 재활용 PVC 시트를 제공한다. A recycled PVC sheet is provided, wherein the content of the above tarpaulin decomposition product is 5 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of PVC.
본 발명에서는 PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린으로부터 PET 섬유를 BHET의 형태로 효율적으로 분리, 제거할 수 있어, PVC 타포린의 재생 효율을 획기적으로 개선할 수 있다.In the present invention, PET fibers can be efficiently separated and removed in the form of BHET from PVC tarpaulin containing PET fibers, thereby dramatically improving the regeneration efficiency of PVC tarpaulin.
본 발명에서는 PVC 타포린에 직조되어있는 PET 섬유를 BHET류의 형태로 PVC 시트로부터 분리하여, 상기 PET와 PVC를 각각 재활용할 수 있다. PET 섬유의 분해물인 BHET류는 불포화폴리에스테르수지(Unsaturated Polyester Resin)와 폴리올(Polyol)의 원료로 사용될 수 있으며, PVC 조성을 가지는 타포린 분해물이 포함된 고형분은 PVC 시트의 제조에 일정 함량비로 첨가하여, 시트의 표면에 PET 섬유가 돌출하는 것을 억제하여 기계적 물성이 우수하고 표면상태가 양호하게 제어된 재활용 PVC 시트를 제작할 수 있다. 또한 BHET류가 제거된 용매는 새로운 글리콜 분해반응 수행 시 재사용 가능하여 경제적으로 PVC 타포린을 재활용할 수 있다. 결과적으로, 종래 전량 소각이나 매립에 의존했던 PVC 타포린 재활용 방법을 탈피하여, 환경보존에 대한 요구에 부응하고 PVC 타포린 폐기물의 재생 효율을 획기적으로 개선할 수 있다.In the present invention, PET fibers woven into PVC tarpaulin are separated from the PVC sheet in the form of BHETs, so that the PET and PVC can be recycled respectively. BHETs, which are decomposition products of PET fibers, can be used as raw materials for unsaturated polyester resins and polyols, and a solid content containing a tarpaulin decomposition product having a PVC composition can be added at a certain content ratio to the production of PVC sheets, thereby suppressing the protrusion of PET fibers on the surface of the sheet, thereby producing a recycled PVC sheet having excellent mechanical properties and a well-controlled surface condition. In addition, the solvent from which BHETs have been removed can be reused when performing a new glycol decomposition reaction, so that the PVC tarpaulin can be recycled economically. As a result, it is possible to escape from the conventional PVC tarpaulin recycling method that relied on complete incineration or landfill, thereby meeting the demand for environmental conservation and dramatically improving the regeneration efficiency of PVC tarpaulin waste.
본 발명에서는 글리콜분해 반응기인 제1 반응기에서 생성된 PET 섬유 분해물인 BHET류는 액체 분획인 EG에 용해된 상태로 존재하므로 여과를 통해 고체 분획인 폐 PVC 타포린과 분리할 수 있다. 여과액에 존재하는 BHET류는 추가적인 회수 공정을 통해 정제하여 고분자 합성의 원료로 사용할 수 있기 때문에 화학적 재활용방법에 따른 PET 재활용 흐름과 동일하다. PET 섬유가 제거된 PVC 타포린은 PVC 조성을 가지므로, 이를 일정 함량비로 첨가하여 재활용 시트를 제조할 수 있다. 이는 환경보존문제에 대한 요구에 부응한다. 더불어 폐 PVC 타포린에서 PET 섬유를 제거함으로써 섬유 조직이 외부로 돌출하지 않아 표면상태가 양호하며, 기계적 물성이 동등한 제품으로 재활용할 수 있다. 상기 시트는 바닥재, 방수시트, 건물의 층간 차단재 등의 시트 제품으로 사용할 수 있다. In the present invention, BHET, which is a PET fiber decomposition product generated in the first reactor, which is a glycolysis reactor, exists in a dissolved state in EG, which is a liquid fraction, and therefore can be separated from the waste PVC tarpaulin, which is a solid fraction, through filtration. The BHET present in the filtrate can be purified through an additional recovery process and used as a raw material for polymer synthesis, and therefore is the same as the PET recycling flow according to the chemical recycling method. Since the PVC tarpaulin from which the PET fibers have been removed has a PVC composition, a recycled sheet can be manufactured by adding it at a certain content ratio. This meets the demand for environmental conservation issues. In addition, by removing the PET fibers from the waste PVC tarpaulin, the fiber structure does not protrude to the outside, so the surface condition is good, and the product can be recycled as a product with equivalent mechanical properties. The sheet can be used as a sheet product such as a flooring material, a waterproofing sheet, and an interlayer barrier material of a building.
또한, 글리콜 분해반응에서 사용한 용매는 BHET류를 완전히 회수하지 않은 상태에서도 재사용이 가능하므로 시간과 에너지를 더욱 절약하여 경제성을 확보할 수 있다. 따라서 본 발명은 PET 섬유가 포함된 폐 PVC 타포린의 효율적 재활용방법을 제공할 수 있다.In addition, since the solvent used in the glycol decomposition reaction can be reused even without completely recovering the BHET, it is possible to save more time and energy and secure economic feasibility. Accordingly, the present invention can provide an efficient recycling method of waste PVC tarpaulin containing PET fibers.
도 1 및 2는 폐 PVC 타포린의 재활용 방법에 대한 공정 모식도이다.
도 3은 폐 PVC 타포린을 분쇄하기 전과 후의 사진을 나타낸다.
도 4는 베타인 촉매를 사용한 타포린 분해물 시료의 PET 분해율을 측정한 결과를 나타낸다.
도 5는 PET 분해율의 정의를 나타낸다.
도 6은 아세트산아연 촉매를 사용한 타포린 분해물 시료의 PET 분해율을 시간에 따라 추적한 결과를 나타낸다.
도 7은 재활용 PVC 시트를 제조하는 과정 중, 롤밀 공정을 수행하는 동안 표면에 나타난 PET 섬유를 관찰한 사진을 나타낸다.
도 8은 재활용 PVC 시트 시편의 표면을 확대한 사진을 나타낸다.
도 9는 재활용 PVC 시트 시편의 기계적인 물성을 평가한 결과를 나타낸다.
도 10 및 11은 재활용 PVC 시트 시편의 표면을 확대한 사진을 나타낸다.
도 12 및 13은 재활용 PVC 시트 시편의 기계적인 물성을 평가한 결과를 나타낸다.Figures 1 and 2 are process schematics for a method of recycling waste PVC tarpaulin.
Figure 3 shows photographs before and after crushing waste PVC tarpaulin.
Figure 4 shows the results of measuring the PET degradation rate of a tarpaulin degradation product sample using a betaine catalyst.
Figure 5 shows the definition of PET degradation rate.
Figure 6 shows the results of tracking the PET degradation rate of a tarpaulin degradation product sample over time using a zinc acetate catalyst.
Figure 7 shows a photograph of PET fibers observed on the surface during the roll mill process during the process of manufacturing recycled PVC sheets.
Figure 8 shows an enlarged photograph of the surface of a recycled PVC sheet specimen.
Figure 9 shows the results of evaluating the mechanical properties of recycled PVC sheet specimens.
Figures 10 and 11 show enlarged photographs of the surface of a recycled PVC sheet specimen.
Figures 12 and 13 show the results of evaluating the mechanical properties of recycled PVC sheet specimens.
본 발명은 PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린의 재활용 방법에 관한 것으로, 상기 재활용 방법은 PVC 타포린 분쇄물, 글리콜 화합물 및 촉매를 포함하는 배합물을 글리콜 분해반응시켜 PVC 타포린 분쇄물에 존재하는 PET 섬유를 비스-2-히드록시에틸 테레프탈레이트류(BHET류)로 분해하는 단계(단계 a);The present invention relates to a method for recycling PVC tarpaulin containing PET fibers, the recycling method comprising the steps of: (step a) subjecting a mixture containing PVC tarpaulin pulverized material, a glycol compound and a catalyst to a glycolysis reaction to decompose PET fibers present in the PVC tarpaulin pulverized material into bis-2-hydroxyethyl terephthalates (BHETs);
상기 단계 a의 반응물을 여과하여 타포린 분해물을 포함하는 고형 잔류물과 여과액을 분리하는 단계(단계 b);A step (step b) of filtering the reaction product of step a to separate the solid residue containing the tarpaulin decomposition product and the filtrate;
상기 단계 b에서 분리된 타포린 분해물을 세척 및 건조하는 단계(단계 c); 및 A step (step c) of washing and drying the tarpaulin decomposition product separated in the above step b; and
상기 단계 b에서 분리된 여과액에서 BHET류를 회수하고, 용매인 글리콜 화합물을 재생하는 단계(단계 d)를 포함한다. It includes a step (step d) of recovering BHET from the filtrate separated in the above step b and regenerating a glycol compound as a solvent.
본 발명에서는 폐 PVC 타포린에 글리콜 분해반응을 수행하여 잔존 PET 섬유를 BHET류로 분해한다. 그 후 여과 공정을 거쳐 고형 잔류물과 여과액(BHET류와 용매의 혼합물)을 수득하고, 고형 잔류물은 세척 및 건조 공정을 통해 회수한다. 회수한 여과액은 분리 공정을 수행하여 BHET류와 용매를 분리 및 회수한다.In the present invention, a glycol decomposition reaction is performed on waste PVC tarpaulin to decompose residual PET fibers into BHETs. Afterwards, a filtration process is performed to obtain solid residues and a filtrate (a mixture of BHETs and a solvent), and the solid residues are recovered through a washing and drying process. The recovered filtrate undergoes a separation process to separate and recover BHETs and a solvent.
이하, 본 발명의 PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린의 재활용 방법을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method for recycling PVC tarpaulin containing PET fiber of the present invention will be specifically described.
단계 aStep a
단계 a는 글리콜 분해 단계로서, PVC 타포린 분쇄물, 글리콜 화합물 및 촉매를 포함하는 배합물을 글리콜 분해반응시켜 PVC 타포린 분쇄물에 존재하는 PET 섬유를 비스-2-히드록시에틸 테레프탈레이트류(BHET류)로 분해하는 단계이다. Step a is a glycol decomposition step, in which a mixture including PVC tarpaulin pulverized material, a glycol compound, and a catalyst is subjected to a glycol decomposition reaction to decompose PET fibers present in the PVC tarpaulin pulverized material into bis-2-hydroxyethyl terephthalates (BHETs).
일 구체예에서, PVC 타포린은 PET 섬유를 포함한다. 구체적으로, PVC 타포린은 골격이 되는 PET 섬유를 PVC 시트로 코팅한 형태의 복합 플라스틱 구조물이다. 상기 PVC 시트는 PVC, 필러, 가소제 및 활제 등을 포함할 수 있으며, 상기 PVC, 필러, 가소제 및 활제를 포함하는 조성을 PVC 조성이라 지칭할 수 있다. 상기 PVC 타포린 내에서 PET 섬유의 함량은 0 내지 30 중량%, 1 내지 30 중량% 또는 10 내지 20 중량%일 수 있다. In one specific example, the PVC tarpaulin includes PET fibers. Specifically, the PVC tarpaulin is a composite plastic structure in which PET fibers as a skeleton are coated with PVC sheets. The PVC sheet may include PVC, a filler, a plasticizer, an activator, and the like, and a composition including the PVC, the filler, the plasticizer, and the activator may be referred to as a PVC composition. The content of the PET fibers in the PVC tarpaulin may be 0 to 30 wt%, 1 to 30 wt%, or 10 to 20 wt%.
일 구체예에서, PVC 타포린은 폐 PVC 타포린일 수 있다. In one specific example, the PVC tarpaulin may be waste PVC tarpaulin.
일 구체예에서, PVC 타포린 분쇄물은 PVC 타포린을 기계적으로 분쇄한 것일 수 있다. 상기 PVC 타포린 분쇄물의 크기는 3 mm 이하 또는 0.1 내지 3 mm일 수 있다. 상기 분쇄를 통해, PVC 타포린 내의 PET 섬유 조직을 분쇄하는 동시에 기계적으로 PVC 원단과 PET 섬유가 일정 부분 분리되도록 만들 수 있다. In one specific example, the PVC tarpaulin shredder may be obtained by mechanically shredding the PVC tarpaulin. The size of the PVC tarpaulin shredder may be 3 mm or less or 0.1 to 3 mm. Through the shredding, the PET fiber tissue within the PVC tarpaulin may be shredded while mechanically separating the PVC fabric and the PET fiber to a certain extent.
일 구체예에서, 글리콜 화합물의 종류는 PET를 글리콜 분해시킬 수 있는 것이면 제한되지 않으며, 예를 들어, 에틸린글리콜(Ethylene glycol; EG, 이하 EG), 1,3-프로판다이올(1,3-propanediol, PDO) 및 1,4-부탄다이올(1,4-Butanediol, BDO) 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. In one specific example, the type of glycol compound is not limited as long as it can glycolyze PET, and for example, at least one selected from the group consisting of ethylene glycol (EG, hereinafter EG), 1,3-propanediol (PDO), and 1,4-butanediol (BDO) can be used.
일 구체예에서, PVC 타포린 분쇄물과 글리콜 화합물의 중량비는 1:4~1:100일 수 있다. 상기 중량비는 상압에서 화학양론적으로 PVC 타포린 폐기물 내 PET 조성에 대비하여 25 내지 500 배 정도의 과량의 화합물을 투입한 것과 같다.In one specific example, the weight ratio of the PVC tarpaulin shredded material and the glycol compound may be 1:4 to 1:100. The weight ratio is equivalent to adding 25 to 500 times the excess of the compound compared to the PET composition in the PVC tarpaulin waste at normal pressure stoichiometrically.
일 구체예에서, 촉매는 베타인(Betaine), 아세트산아연 및 아세트산납 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 상기 촉매의 함량은 0.065 내지 3 중량부일 수 있다. In one specific example, the catalyst may be at least one selected from the group consisting of betaine, zinc acetate, and lead acetate. The content of the catalyst may be 0.065 to 3 parts by weight.
본 발명에서, 단계 a는 반응기에서 수행될 수 있으며, 상기 반응기를 제1 반응기라 지칭할 수 있다. In the present invention, step a may be performed in a reactor, and the reactor may be referred to as a first reactor.
일 구체예에서, 제1 반응기에는 교반기, 콘덴서 및 온도 센서 등이 장착될 수 있다. In one specific embodiment, the first reactor may be equipped with a stirrer, a condenser, a temperature sensor, and the like.
본 발명에서 단계 a에서는 제1 반응기를 약 30 분에 걸쳐 190℃로 승온하고, 제1 반응기가 190℃에 도달하면 185℃ 내지 196℃의 온도에서 10 분 내지 4 시간 또는 1 내지 2 시간동안 글리콜 분해반응시킬 수 있다. In step a of the present invention, the first reactor is heated to 190°C over a period of about 30 minutes, and when the first reactor reaches 190°C, a glycol decomposition reaction can be performed at a temperature of 185°C to 196°C for 10 minutes to 4 hours or 1 to 2 hours.
이에 의해, 제1 반응기에서는 PVC 타포린 분쇄물에 존재하는 PET 섬유가 분해되어 비스-2-히드록시에틸 테레프탈레이트류(BHET류) 등이 생성될 수 있다. Accordingly, in the first reactor, PET fibers present in the PVC tarpaulin pulverized material can be decomposed to produce bis-2-hydroxyethyl terephthalates (BHETs), etc.
일 구체예에서, PVC 타포린에서 PET 섬유의 분해율은 50 내지 100% 또는 60 내지 100%일 수 있다. In one specific embodiment, the degradation rate of PET fibers in PVC tarpaulin can be 50 to 100% or 60 to 100%.
일 구체예에서, 단계 a의 반응물은 0.15 내지 0.4 중량%의 BHET류, 0.75 내지 2.5 중량%의 고형 잔류물 및 미반응의 글리콜 화합물로 구성될 수 있다.In one specific embodiment, the reactants of step a can comprise 0.15 to 0.4 wt % of BHET compounds, 0.75 to 2.5 wt % of solid residue and unreacted glycol compounds.
일 구체예에서, BHET류는 비스-2-히드록시에틸 테레프탈레이트(BHET), 비스-3-히드록시프로필 테레프탈레이트(BHPT), 비스-4-히드록시뷰틸 테레프탈레이트(BHBT) 및 전술한 단량체의 올리고머 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. In one specific embodiment, the BHETs may include one or more selected from the group consisting of bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET), bis-3-hydroxypropyl terephthalate (BHPT), bis-4-hydroxybutyl terephthalate (BHBT), and oligomers of the aforementioned monomers.
일 구체예에서, 고형 잔류물은 타포린 분해물(PVC 조성), 이물질, 분해되지 않은 PET 섬유를 포함할 수 있다. 상기 타포린 분해물은 PVC 시트를 구성하는 조성물로서, 시트 제조에 들어가는 PVC, 필러, 가소제 및 활제의 복합물을 포함할 수 있다. 상기 고형 잔류물은 고형으로 존재하므로 후술할 고액분리 단계를 통하여 분리가 가능하다.In one specific example, the solid residue may include tarpaulin decomposition products (PVC composition), foreign substances, and non-decomposed PET fibers. The tarpaulin decomposition products may include a composite of PVC, fillers, plasticizers, and activators used in sheet manufacturing, as a composition constituting a PVC sheet. Since the solid residue exists in a solid state, it can be separated through a solid-liquid separation step described below.
단계 bstep b
단계 b는 고액분리 단계로서, 단계 a의 반응물을 여과하여 타포린 분해물을 포함하는 고형 잔류물과 여과액을 분리하는 단계이다. 상기 단계 b에서는 반응물로부터 타포린 분해물을 1차 분리할 수 있다. Step b is a solid-liquid separation step, which is a step of filtering the reactant of step a to separate the solid residue containing the tarpaulin decomposition product and the filtrate. In step b, the tarpaulin decomposition product can be first separated from the reactant.
일 구체예에서, 단계 b는 여과기에서 수행될 수 있다.In one specific embodiment, step b can be performed in a filter.
일 구체예에서, 단계 b는 글리콜 화합물의 점도에 의한 분리 공정 저해를 최소화하기 위하여, 약 80℃의 온도에서 수행될 수 있다. In one specific embodiment, step b may be performed at a temperature of about 80° C. to minimize separation process inhibition due to the viscosity of the glycol compound.
일 구체예에서, 고액분리 공정은 반응액에서 고형분을 분리할 수 있는 방법이라면 제한되지 않으며, 비중분리법 또는 원심분리법 등을 사용할 수 있다. 구체적으로, 0.125 mm의 여과기를 사용하여 반응물의 고형분인 고형 잔류물을 분리할 수 있다. In one specific example, the solid-liquid separation process is not limited to a method capable of separating a solid from a reaction solution, and may use a gravity separation method or a centrifugal separation method, etc. Specifically, a solid residue, which is a solid component of the reaction product, can be separated using a 0.125 mm filter.
일 구체예에서, 반응물은 고형 잔류물과 여과액으로 분리될 수 있다. In one specific embodiment, the reactants can be separated into a solid residue and a filtrate.
상기 고형 잔류물은 PVC 시트를 구성하는 타포린 분해물, 이물질, 분해되지 않은 PET 섬유를 포함할 수 있다. 상기 타포린 분해물은 PVC, 필러, 가소제 및 활제 등을 포함하며, 이들은 글리콜 분해반응에 참여하지 않기 때문에 별도의 공정 없이 여과를 통해 고형분을 분리할 수 있다.The above solid residue may include tarpaulin decomposition products, foreign substances, and non-decomposed PET fibers constituting the PVC sheet. The above tarpaulin decomposition products include PVC, fillers, plasticizers, and lubricants, and since they do not participate in the glycol decomposition reaction, the solid content can be separated through filtration without a separate process.
상기 여과액은 BHET류와 미반응 글리콜 화합물의 혼합물을 포함한다. 여과액에 포함된 BHET류는 후술할 BHET류 회수 공정에서 냉각을 통해 결정화한 후 석출하는 방식으로 회수할 수 있다. 미반응 글리콜 화합물은 회수 후 제1 반응기로 보내 재사용 할 수 있다.The above filtrate contains a mixture of BHET and unreacted glycol compounds. The BHET contained in the filtrate can be recovered by crystallizing through cooling and then precipitating in the BHET recovery process described later. The unreacted glycol compound can be sent to the first reactor after recovery and reused.
일 구체예에서, 고형 잔류물은 회수되어, PVC 시트 제조를 위한 배합기로 이송될 수 있다. 또한, 여과액은 제2 반응기로 이송되어 추가 분리 공정이 수행될 수 있다. In one specific embodiment, the solid residue can be recovered and conveyed to a blender for manufacturing PVC sheet. Additionally, the filtrate can be conveyed to a second reactor for further separation processes.
단계 b에서 제2 반응기로 이송되는 여과액의 양은 단계 a의 반응물 전체 중량의 80 내지 95 중량%일 수 있다.The amount of filtrate transferred to the second reactor in step b may be 80 to 95 wt% of the total weight of the reactants in step a.
단계 cstep c
단계 c는 타포린 분해물(PVC 조성) 회수 단계로서, 단계 b에서 분리된 고형 잔류물을 세척 및 건조하는 단계이다.Step c is a step for recovering tarpaulin decomposition products (PVC composition), which is a step for washing and drying the solid residue separated in step b.
전술한 단계 b에서 회수된 고형 잔류물은 타포린 분해물, 이물질, 분해되지 않은 PET 섬유를 포함할 수 있다. 상기 타포린 분해물은 PVC 시트를 구성하는 조성으로, 시트 제조에 들어가는 PVC, 필러, 가소제 및 활제를 포함할 수 있다.The solid residue recovered in step b described above may include tarpaulin decomposition products, foreign substances, and non-decomposed PET fibers. The tarpaulin decomposition products may include PVC, fillers, plasticizers, and lubricants used in the manufacture of the sheet, as a composition constituting the PVC sheet.
단계 c에서 고형 잔류물은 세척기로 이송될 수 있다. In step c, the solid residue can be conveyed to a washer.
일 구체예에서, 세척은 고형 잔류물 중 글리콜 화합물이 95% 이상 제거될 때까지 지속될 수 있다. In one specific embodiment, washing can continue until greater than 95% of the glycol compounds in the solid residue are removed.
일 구체예에서, 세척은 타포린 분해물의 변형을 유발하지 않으면서 글리콜 화합물을 95% 이상 씻어낼 수 있는 온도인 40℃에서 세척액을 사용할 수 있다. In one specific example, the washing may be performed using a washing solution at 40°C, a temperature at which more than 95% of the glycol compound can be washed away without causing deformation of the tarpaulin decomposition product.
단계 c에서 건조는 95℃ 내지 105℃의 온도에서 6 내지 12 시간동안 건조하거나, 또는 세척한 시료를 -20℃에서 동결한 후 음압 조건에서 -40℃ 이하의 온도로 24 시간 이상 동결건조할 수 있다. 건조 온도가 고온일수록 건조 시간이 단축될 수 있으나 타포린 분해물이 변형될 가능성이 있다. 또한, 저온일수록 건조 시간은 증가하지만 타포린 분해물의 변형을 피할 수 있다. 따라서 타포린 분해물의 변형을 피할 수 있는 적절한 건조 온도에서 건조를 수행할 수 있다. In step c, drying can be performed at a temperature of 95°C to 105°C for 6 to 12 hours, or the washed sample can be frozen at -20°C and then freeze-dried at a temperature of -40°C or lower under negative pressure for 24 hours or more. The higher the drying temperature, the shorter the drying time, but there is a possibility that the tarpaulin decomposition product will deform. In addition, the lower the temperature, the longer the drying time, but the more the tarpaulin decomposition product can be prevented from deforming. Therefore, drying can be performed at an appropriate drying temperature that can avoid deforming the tarpaulin decomposition product.
단계 dstep d
단계 d는 BHET류 분리 단계로서, 단계 b에서 분리된 여과액에서 BHET류를 회수하고, 용매인 글리콜 화합물을 재생하는 단계이다. Step d is a BHET separation step, which recovers BHET from the filtrate separated in step b and regenerates the glycol compound, which is a solvent.
일 구체예에서, 단계 b에서 분리된 여과액은 0.15 내지 4 중량%의 BHET류 및 미반응의 글리콜 화합물을 포함할 수 있다.In one specific embodiment, the filtrate separated in step b can comprise 0.15 to 4 wt % of BHET compounds and unreacted glycol compounds.
상기 여과액은 제2 반응기로 이송되며, 필터링 공정을 거쳐 미세 이물질 등을 제거할 수 있다.The above filtrate is transferred to a second reactor and can remove fine foreign substances, etc. through a filtering process.
일 구체예에서, 필터링 공정은 미세 이물질을 제거할 수 있는 방법이라면 제한되지 않으며, 예를들어, 백 필터(Bag Filter), 마이크로 필터(Micro Filter) 또는 필터 스트레이너(Filter Strainer) 등을 이용할 수 있다. In one specific example, the filtering process is not limited to a method capable of removing fine foreign substances, and for example, a bag filter, a micro filter, or a filter strainer may be used.
일 구체예에서, 필터링 공정 동안 여과액의 온도는 글리콜 화합물의 점도에 의한 분리 공정 저해를 최소화하기 위하여, 약 80℃로 유지할 수 있다.In one specific example, the temperature of the filtrate during the filtering process may be maintained at about 80°C to minimize inhibition of the separation process due to the viscosity of the glycol compound.
단계 d에서, 여과액에서 BHET류를 분리하기 위하여 여과액을 냉각시켜 BHET류의 용해도를 낮추어 BHET류를 결정화 후 석출할 수 있다.In step d, the filtrate is cooled to lower the solubility of BHET to separate BHET from the filtrate, thereby allowing BHET to crystallize and precipitate.
일 구체예에서, 여과액의 냉각은 용매의 종류에 따라 다르며 일반적으로 용매의 녹는점보다 5℃ 내지 20℃ 높은 온도에서 결정화 반응을 실행할 수 있다. 구체적으로, 냉각은 -20℃ 내지 5℃의 온도에서 24 내지 36 시간동안 수행되며, 이를 통해 BHET류를 결정화할 수 있다.In one specific example, the cooling of the filtrate varies depending on the type of solvent, and generally, the crystallization reaction can be performed at a temperature 5°C to 20°C higher than the melting point of the solvent. Specifically, the cooling is performed at a temperature of -20°C to 5°C for 24 to 36 hours, through which the BHET series can be crystallized.
일 구체예에서, 결정화된 BHET류는 BHET류 결정과 결정 여액을 분리하기 위하여 여과기 또는 원심분리기 등의 다양한 고액분리수단을 적용할 수 있다. 결정 여액에 포함된 불순물에 존재하는 색료는 흡착기에 의해 흡착함으로써 제거할 수 있다.In one specific example, the crystallized BHET may be subjected to various solid-liquid separation means, such as a filter or a centrifuge, to separate the BHET crystals and the crystal filtrate. The colorant present in the impurities contained in the crystal filtrate may be removed by adsorption by an adsorber.
단계 eStep e
본 발명에서는 단계 d를 수행한 후에, 상기 단계 d에서 재생된 글리콜 화합물을 단계 a에서 재사용하는 단계인 용매 재생 단계를 추가로 수행할 수 있다. In the present invention, after performing step d, a solvent regeneration step may be additionally performed, which is a step of reusing the glycol compound regenerated in step d in step a.
일 구체에에서, 단계 d에서 분리되는 결정 여액은 글리콜 화합물을 포함하며, 이를 재생된 글리콜 화합물이라 지칭할 수 있다. In one embodiment, the crystal filtrate separated in step d contains a glycol compound, which may be referred to as a regenerated glycol compound.
상기 재생된 글리콜 화합물은 단계 a에서 재사용될 수 있다.The above-mentioned regenerated glycol compound can be reused in step a.
본 발명에서 회수된 타포린 분해물은 재활용 PVC 시트의 제조 시 일정 함량비로 첨가되어, 사기 시트의 표면에 PET 섬유가 돌출하는 것을 억제하여 기계적 물성이 우수하고 표면상태가 양호하게 제어된 재활용 PVC 시트를 제작할 수 있다.In the present invention, the recovered tarpaulin decomposition product is added at a certain content ratio during the manufacture of a recycled PVC sheet, thereby suppressing the protrusion of PET fibers on the surface of the sheet, thereby producing a recycled PVC sheet with excellent mechanical properties and a well-controlled surface condition.
재활용 PVC 시트 Recycled PVC Sheet
또한, 본 발명은 PVC 타포린의 재활용 방법에 의해 제조된 타포린 분해물을 포함하는 재활용 PVC 시트에 관한 것이다. Furthermore, the present invention relates to a recycled PVC sheet comprising a tarpaulin decomposition product manufactured by a method for recycling PVC tarpaulin.
본 발명에 따른 재활용 PVC 시트는 PVC;The recycled PVC sheet according to the present invention comprises PVC;
전술한 타포린 분해물; 및 The aforementioned tarpaulin decomposition product; and
첨가제를 포함하는 폐수지 조성물을 성형하는 단계를 통해 제조될 수 있다. It can be manufactured through a step of molding a waste resin composition including an additive.
일 구체예에서, 타포린 분해물의 함량은 PVC 100 중량부 대비 5 내지 100 중량부일 수 있다. In one specific example, the content of tarpaulin decomposition product may be 5 to 100 parts by weight relative to 100 parts by weight of PVC.
일 구체예에서, 첨가제는 필러, 가소제 및 활제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. In one specific embodiment, the additive may include one or more selected from the group consisting of fillers, plasticizers and lubricants.
상기 필러로 탄산칼슘 등을 사용할 수 있고, 가소제로 프탈산디이소노닐 등을 사용할 수 있으며, 활제로 PE wax 및 스테아르산 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. Calcium carbonate, etc. can be used as the filler, diisononyl phthalate, etc. can be used as the plasticizer, and at least one selected from the group consisting of PE wax and stearic acid, etc. can be used as the activator.
일 구체예에서, 시트는 배합, 롤밀 등의 성형 공정을 통해 제조될 수 있다. In one specific example, the sheet can be manufactured through a forming process such as compounding, roll milling, etc.
본 발명에 따른 시트는 섬유 조직이 외부로 돌출하지 않아 표면상태가 양호하며, 기계적 물성이 동등한 제품으로 재활용할 수 있다.The sheet according to the present invention has a good surface condition because the fiber tissue does not protrude to the outside, and can be recycled into a product with equivalent mechanical properties.
본 발명에 따른 재활용 PVC 시트는 바닥재, 방수시트, 건물의 층간 차단재 등의 용도로 적용될 수 있다. The recycled PVC sheet according to the present invention can be applied to purposes such as flooring materials, waterproofing sheets, and interfloor barriers in buildings.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 폐 PVC 타포린의 재활용 방법에 대한 공정 모식도이다.Figure 1 is a process schematic diagram for a method for recycling waste PVC tarpaulin.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명은 폐 PVC 타포린의 분쇄물을 에틸렌글리콜 및 촉매와 함께 제1 반응기에 투입하여 글리콜 분해반응을 진행하는 단계; 고액분리 공정을 통해 반응물로부터 고형 잔류물과 여과액(미반응 글리콜 화합물에 용해된 BHET류 등 포함)을 분리하는 단계; 상기 고형 잔류물을 세척하고 건조하는 단계; 상기 여과액에 대하여 분리 공정을 수행하여 비스-2-히드록시 에틸테레프탈레이트류(BHET류)를 회수하고 용매인 글리콜 화합물을 재생하는 단계를 통해 폐 PVC 타포린을 재활용할 수 있다. As shown in FIG. 1, the present invention can recycle waste PVC tarpaulin through the steps of: introducing a pulverized waste PVC tarpaulin into a first reactor together with ethylene glycol and a catalyst to perform a glycol decomposition reaction; separating a solid residue and a filtrate (including BHET compounds dissolved in unreacted glycol compounds) from the reactants through a solid-liquid separation process; washing and drying the solid residue; and performing a separation process on the filtrate to recover bis-2-hydroxy ethyl terephthalates (BHET compounds) and regenerating a glycol compound, which is a solvent.
또한, 도 2는 폐 PVC 타포린의 재활용 방법에 적용되는 시스템을 나타낸다. In addition, Fig. 2 shows a system applied to a method of recycling waste PVC tarpaulin.
또한, 도 2에 나타난 바와 같이, 폐 PVC 타포린의 재활용에 사용되는 시스템은 폐 PVC 타포린의 글리콜 분해반응이 수행되는 제 1반응기(100), 제1 반응기에서 생성된 반응물에 대하여 고액분리 공정을 수행하는 여과기(10), 고액분리 공정을 통해 얻은 반응물로부터 고형 잔류물과 여과액을 분리하는 분리 공정을 수행하는 제2 반응기(200), 상기 고형 잔류물을 세척 및 건조하는 세척기(20) 및 건조기(30), 고액분리수단(60)으로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 시스템에 의해 생산되는 생성물은 타포린 분해물(40), BHET류(50) 및 글리콜 화합물(70)이다. In addition, as shown in FIG. 2, the system used for recycling waste PVC tarpaulin may be composed of a first reactor (100) in which a glycol decomposition reaction of waste PVC tarpaulin is performed, a filter (10) in which a solid-liquid separation process is performed on the reactant produced in the first reactor, a second reactor (200) in which a separation process is performed to separate solid residue and filtrate from the reactant obtained through the solid-liquid separation process, a washer (20) and dryer (30) in which the solid residue is washed and dried, and a solid-liquid separation means (60). In addition, the products produced by the system are tarpaulin decomposition products (40), BHETs (50), and glycol compounds (70).
먼저, PVC 타포린의 분쇄물 및 촉매를 제1 반응기(100)에 투입한 다음, PVC 타포린 분쇄물과 글리콜 화합물의 중량비가 1:4 내지 1:100 되도록 글리콜 화합물을 투입하고 반응시킨다. 상기 제1 반응기에서는 글리콜 분해반응이 일어나고, PVC 타포린의 PET 조성이 분해되어 BHET류 등이 생성된다. First, the crushed PVC tarpaulin and the catalyst are fed into the first reactor (100), and then the glycol compound is fed and reacted so that the weight ratio of the PVC tarpaulin crushed and the glycol compound is 1:4 to 1:100. In the first reactor, a glycol decomposition reaction occurs, and the PET composition of the PVC tarpaulin is decomposed to generate BHET products, etc.
제1 반응기에서의 반응물은 여과기(10)로 이동하고, 상기 여과기(10)에서 고액분리 공정이 수행된다. 상기 여과기(10)에서는 고형 잔류물과 여과액이 분리된다. 고형 잔류물은 세척기(20) 및 건조기(30)를 순차적으로 거치면서 세척 및 건조가 각각 수행된 후, 타포린 분해물(40)로서 회수될 수 있다. 상기 타포린 분해물(40)은 PVC, 필러, 가소제 및 활제 등을 포함한다. 또한, 여과액은 BHET류의 회수와 글리콜 화합물의 재생을 위하여 제2 반응기(200)로 이동된다.The reactant in the first reactor moves to a filter (10), and a solid-liquid separation process is performed in the filter (10). In the filter (10), a solid residue and a filtrate are separated. The solid residue is sequentially passed through a washer (20) and a dryer (30), and after being washed and dried, respectively, it can be recovered as a tarpaulin decomposition product (40). The tarpaulin decomposition product (40) includes PVC, fillers, plasticizers, and lubricants. In addition, the filtrate is moved to a second reactor (200) for the recovery of BHET types and the regeneration of glycol compounds.
제2 반응기(200)에서는 냉각을 통한 결정화 및 침전 반응이 수행된다. 상기 결정화 반응은 -20℃ 내지 5℃에서 수행될 수 있다. 침전된 BHET류(50)는 여과기, 원심분리기 등의 다양한 고액분리수단(60)을 사용하여 회수할 수 있다. BHET류(50)를 회수한 후 남은 글리콜 화합물(70)은 제1 반응기에서 수행되는 글리콜 분해반응의 용매로 재사용될 수 있다.In the second reactor (200), crystallization and precipitation reactions are performed through cooling. The crystallization reaction can be performed at -20°C to 5°C. The precipitated BHET (50) can be recovered using various solid-liquid separation means (60) such as a filter or a centrifuge. The glycol compound (70) remaining after recovering the BHET (50) can be reused as a solvent for the glycol decomposition reaction performed in the first reactor.
본 발명에서는 타포린 분해물(40)을 일정 함량비로 첨가하여 재활용 시트를 제조할 수 있다. In the present invention, a recycled sheet can be manufactured by adding tarpaulin decomposition material (40) at a certain content ratio.
이하 본 발명에 따르는 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples according to the present invention, but the scope of the present invention is not limited by the examples presented below.
실시예Example
실시예 1. 타포린 전처리(분쇄)Example 1. Pretreatment (crushing) of tarpaulin
PVC 타포린은 직조된 PET 섬유를 PVC 원단으로 코팅한 형태의 복합 플라스틱 구조물로서, 본 실시예에서는 PET 섬유의 조성이 15 중량% 내외인 PVC 타포린을 사용하였다. PVC tarpaulin is a composite plastic structure in the form of woven PET fibers coated with PVC fabric. In this example, PVC tarpaulin having a composition of PET fibers of about 15 wt% was used.
글리콜 분해반응의 반응성 향상을 위해서, 도 3에 나타난 바와 같이 폐 PVC 타포린을 3 mm 이하로 분쇄하여 PVC 타포린 내의 PET 섬유 조직을 분쇄하는 동시에 기계적으로 PVC 원단과 PET 섬유가 일정 부분 분리되도록 하였다(타포린 분쇄물 제조).In order to improve the reactivity of the glycol decomposition reaction, as shown in Fig. 3, waste PVC tarpaulin was crushed to 3 mm or less to crush the PET fiber tissue within the PVC tarpaulin and mechanically separate the PVC fabric and PET fiber to a certain extent (production of crushed tarpaulin).
타포린 분쇄물을 회수하여 글리콜 분해반응을 위한 반응물로 사용하였다.The tarpaulin pulverized material was recovered and used as a reactant for glycol decomposition reaction.
실시예 2. 베타인을 촉매로 사용한 글리콜 분해반응을 통한 폐 PVC 타포린 내의 PET 섬유 제거Example 2. Removal of PET fibers from waste PVC tarpaulins through glycol decomposition using betaine as a catalyst
폐 PVC 타포린 내 PET 섬유를 제거하기 위하여 글리콜 분해반응을 수행하였다. Glycol decomposition reaction was performed to remove PET fibers from waste PVC tarpaulin.
글리콜 분해반응은 플라스크 반응기(1 L)에서 수행하였으며, 실시예 1에서 제조된 타포린 분쇄물을 원료로 사용하였다. 또한, 용매로 에틸렌글리콜 사용하고, 촉매로 베타인(Betaine)을 사용하였다. Glycol decomposition reaction was performed in a flask reactor (1 L), and the tarpaulin pulverized product manufactured in Example 1 was used as a raw material. In addition, ethylene glycol was used as a solvent and betaine was used as a catalyst.
용매 대비 타포린 분쇄물의 비율을 2%(w/v)로 반응기에 투입하고, 베타인 0.5%(촉매/PET, w/w ratio)을 투입한 후 190℃에서 글리콜 분해반응을 수행하였다. The ratio of tarpaulin pulverized material to solvent was 2% (w/v) and added to the reactor, and 0.5% betaine (catalyst/PET, w/w ratio) was added, and then the glycol decomposition reaction was performed at 190°C.
글리콜 분해반응 후, 거름망(ASTM40, 스텐리스강)를 이용해 고형분으로 존재하는 타포린 분해물을 분리하고, 세척 및 건조하여 재활용 평가를 위한 시료를 확보하였다. 이때, 세척은 물을 이용해 수행하였고, 건조는 동결건조기에서 24 시간 이상 건조 후 1 차로 무게 측정하며, 추가로 12 시간 건조 후 무게가 변하지 않는 시점까지 건조하였다.After glycol decomposition, the tarpaulin decomposition product existing as a solid was separated using a strainer (ASTM40, stainless steel), washed, and dried to secure a sample for recycling evaluation. At this time, washing was performed using water, and drying was performed in a freeze dryer for more than 24 hours, followed by primary weight measurement, and additional drying for 12 hours until the weight did not change.
본 발명에서 도 4는 글리콜 분해반응 시간에 따른 BHET 전환율(PET 분해율)을 나타낸다.In the present invention, Fig. 4 shows the BHET conversion rate (PET decomposition rate) according to the glycol decomposition reaction time.
1 시간동안 분해반응을 수행한 경우, 타포린 분쇄물의 PET 조성 중 49.5%가 분해되어 BHET으로 전환된 것을 확인할 있다. 본 발명에서는 상기 반응물을 세척 및 건조하여 타포린 분해물 #1을 확보하였다. When the decomposition reaction was performed for 1 hour, it was confirmed that 49.5% of the PET composition of the tarpaulin crushed product was decomposed and converted into BHET. In the present invention, the above reaction product was washed and dried to secure tarpaulin decomposition product #1.
2 시간동안 반응을 수행한 경우, 타포린 분쇄물의 PET 조성 중 98.7%가 분해되어 BHET으로 전환된 것을 확인할 수 있다. 본 발명에서는 상기 반응물을 세척 및 건조하여 타포린 분해물 #2를 확보하였다. When the reaction was performed for 2 hours, it was confirmed that 98.7% of the PET composition of the tarpaulin crushed product was decomposed and converted into BHET. In the present invention, the reaction product was washed and dried to secure tarpaulin decomposition product #2.
또한, 반응 시간을 2 시간으로 고정하여 글리콜 분해반응을 6회 반복 수행하여 PET 분해율이 84.0±14.3%인 타포린 분해물 #3을 확보하였다.In addition, by fixing the reaction time to 2 hours and repeating the glycol decomposition reaction 6 times, tarpaulin decomposition product #3 with a PET decomposition rate of 84.0±14.3% was secured.
PET 분해율은 투입한 시료의 PET 조성 대비 글리콜 분해반응 동안 분해된 PET 조성의 비율로 정의된다. 분해된 PET 조성은 주요 산물인 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(bis(2-hydroxyethyl) terephthalate, BHET)의 농도를 측정함으로써 확인하였다. 투입 PET 대비 BHET 수율(BHET yield)을 통해 분해율을 표현하였고, 투입 PET 대비 BHET 수율은 시료에서 생산될 수 있는 이론적 최대 BHET양 대비 반응 후 생성된 BHET 양의 비율로 정의하였다(도 5). 반응 후 용매에 존재하는 BHET의 농도는 고성능 액체크로마토그래피(high performance liquid chromatography, HPLC)로 측정하였다.The PET degradation rate is defined as the ratio of the PET composition decomposed during the glycol degradation reaction to the PET composition of the introduced sample. The decomposed PET composition was confirmed by measuring the concentration of the main product, bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET). The degradation rate was expressed as the BHET yield relative to the introduced PET, and the BHET yield relative to the introduced PET was defined as the ratio of the amount of BHET produced after the reaction to the theoretical maximum amount of BHET that could be produced in the sample (Fig. 5). The concentration of BHET present in the solvent after the reaction was measured by high performance liquid chromatography (HPLC).
HPLC 분석 조건은 다음과 같다. HPLC analysis conditions are as follows.
컬럼은 C18 column(OpitmaPak C18-51001546, 5 μm, 150 mm X 4.6 mm)을 사용하였으며, 분석하는 동안 컬럼 온도는 25℃로 유지하였다. 이동상은 A, B 두 가지를 사용했으며, A는 0.1% trifluoroacetic acid가 녹아있는 증류수이고 B는 메탄올이다. 유속은 1 mL/min으로 27 분간 분석하는 동안 0~2 분은 이동상 B의 비율이 5%로 유지하고, 2~18 분은 이동상 B의 비율을 5-57%로 변화를 주었다. 18~22 분은 이동상 B의 비율을 57-5%로 변화를 주었다. 마지막으로 22~27 분은 이동상 B의 비율을 5%로 유지했다. UV/Vis 검출기(detector)를 이용하여 254 nm 파장에서 크로마토그래피를 측정했다. The column used was a C18 column (OpitmaPak C18-51001546, 5 μm, 150 mm X 4.6 mm), and the column temperature was maintained at 25℃ during the analysis. Two mobile phases, A and B, were used. A is distilled water containing 0.1% trifluoroacetic acid and B is methanol. The flow rate was 1 mL/min. During the 27-minute analysis, the proportion of mobile phase B was maintained at 5% for 0 to 2 minutes, and the proportion of mobile phase B was varied from 5 to 57% for 2 to 18 minutes. The proportion of mobile phase B was varied from 57 to 5% for 18 to 22 minutes. Finally, the proportion of mobile phase B was maintained at 5% for 22 to 27 minutes. Chromatography was measured at a wavelength of 254 nm using a UV/Vis detector.
실시예 3. 아세트산아연을 촉매로 사용한 글리콜 분해반응을 통한 폐 PVC 타포린 내의 PET 섬유 제거Example 3. Removal of PET fibers from waste PVC tarpaulins through glycol decomposition using zinc acetate as a catalyst
촉매로 아세트산아연(Zinc acetate, Zn(CH₃CO₂)₂)을 사용한 것을 제외고하는 실시예 2의 방법으로 폐 PVC 타포린 내의 PET 섬유를 제거하였다.PET fibers in waste PVC tarpaulin were removed by the method of Example 2, except that zinc acetate (Zn(CH₃CO₂)₂) was used as a catalyst.
용매 대비 타포린 분쇄물 비율은 20%(w/v)로 투입하고 아세트산아연 0.5%(촉매/PET, w/w ratio) 촉매를 사용하여 190℃ 온도 조건에서 글리콜 분해반응을 수행하였다. The ratio of tarpaulin pulverized material to solvent was 20% (w/v), and glycol decomposition reaction was performed at a temperature of 190°C using a 0.5% zinc acetate catalyst (catalyst/PET, w/w ratio).
본 발명에 도 6은 아세트산아연 촉매를 사용한 타포린 분해물 시료의 PET 분해율을 시간에 따라 추적한 결과를 나타낸다.In the present invention, FIG. 6 shows the results of tracking the PET degradation rate of a tarpaulin degradation product sample using a zinc acetate catalyst over time.
빨간 실선은 반응 시간에 따른 온도 변화 추이를 나타낸다. 검정 실선은 반응 동안의 BHET 수율 변화를 보여준다. 0~30 분은 예비 가열 시간이므로 반응 시간 기준은 30 분대를 0시간으로 정하였다.The red solid line shows the change in temperature over the reaction time. The black solid line shows the change in BHET yield during the reaction. Since 0 to 30 minutes is the preheating time, the reaction time standard was set to 0 hours for 30 minutes.
90 분간 반응을 수행한 결과, PET 분해율은 100%로 PET 섬유가 분해되어 BHET로 전환된 것을 확인할 수 있다. 본 발명에서는 상기 반응물을 세척 및 건조하여 타포린 분해물 #4를 확보하였다.As a result of carrying out the reaction for 90 minutes, the PET decomposition rate was 100%, confirming that the PET fiber was decomposed and converted into BHET. In the present invention, the above reaction product was washed and dried to secure tarpaulin decomposition product #4.
실시예 4. PET 섬유가 제거된 폐 PVC 타포린 분해물을 이용한 재활용 PVC 시트 제작 및 평가Example 4. Production and evaluation of recycled PVC sheets using waste PVC tarpaulin decomposition products from which PET fibers have been removed
실시예 1에서 제작된 타포린 분쇄물과, 실시예 2 및 3에서 제조된 타포린 분해물 #1 내지 #4를 하기 표 1 내지 3 에 나타낸 조성비로 각각 배합하였다. 구체적으로, 115℃에서 1300 rpm으로 배합하고 50℃로 냉각 후, 롤밀 공정을 진행하였다. 롤밀은 100 g을 기준으로 180℃에서 3 분동안 처리하여 0.50 mm 두께의 시트를 제조하였다. The tarpaulin crushed product manufactured in Example 1 and the tarpaulin decomposition products #1 to #4 manufactured in Examples 2 and 3 were each mixed in the composition ratios shown in Tables 1 to 3 below. Specifically, the mixing was performed at 115°C and 1300 rpm, cooled to 50°C, and then performed a roll mill process. The roll mill was performed at 180°C for 3 minutes based on 100 g to produce a sheet having a thickness of 0.50 mm.
제조된 시트 각각의 기계적 물성을 측정하기 위하여, 180℃로 온도가 조절된 프레스에 두께 3 mm의 몰드를 사용하여 압축하여 시트를 제작하고 시험편으로 가공하였다. (Press: 180℃, 2 min(low p: 1.5톤)/pumping 10 회/3 min(high p: 50 톤)/ 3 min(cooling)). 인장강도 및 신율은 ASTM D638 시험규격을 기준으로 하여 측정하였으며, 외관은 시편의 표면을 관찰하여 섬유 조직의 과다 여부에 따라 섬유가 적은 경우 ‘양호’, 많은 경우 ‘불량’으로 판정하였다.To measure the mechanical properties of each manufactured sheet, sheets were manufactured by compressing them using a mold with a thickness of 3 mm in a press controlled at 180℃ and processed into test specimens. (Press: 180℃, 2 min (low p: 1.5 tons) / pumping 10 times / 3 min (high p: 50 tons) / 3 min (cooling)). The tensile strength and elongation were measured based on the ASTM D638 test standard, and the appearance was judged as ‘good’ when there was little fiber and ‘bad’ when there was much fiber by observing the surface of the specimen depending on whether there was an excess of fiber structure.
실험예 1. PET 섬유의 분해율이 재활용 PVC 시트의 특성에 미치는 영향 평가Experimental Example 1. Evaluation of the effect of PET fiber decomposition rate on the characteristics of recycled PVC sheets
PET 섬유의 분해율이 재활용 PVC 시트의 특성에 미치는 영향을 확인하기 위하여, 실시예 4에서 제조된 재활용 PVC 시트의 외관 및 물리적 특성을 평가하였다. In order to determine the effect of the decomposition rate of PET fibers on the properties of recycled PVC sheets, the appearance and physical properties of the recycled PVC sheets manufactured in Example 4 were evaluated.
도 7은 재활용 PVC 시트를 제조하는 과정 중, 롤밀 공정을 수행하는 동안 표면에 나타난 PET 섬유를 관찰한 사진을 나타내고, 도 8은 재활용 PVC 시트 시편의 표면을 확대한 사진을 나타낸다.Figure 7 shows a photograph of PET fibers appearing on the surface during the roll mill process during the process of manufacturing recycled PVC sheets, and Figure 8 shows an enlarged photograph of the surface of a recycled PVC sheet specimen.
구체적으로, 도 7에서 (a)는 기준 배합 #1에 따라 제조된 배합물을 가공하는 사진 이고, (b)는 비교예 #1에 따라 제조된 배합물을 가공하는 사진이며, (c) 및 (d)는 각각 Test #1 및 Test #2에 따라 제조된 배합물을 가공하는 사진이다. 또한, 도 8에서 (a) 내지 (d)는 각각 기준 배합 #1, 비교예 #1, Test #1 및 Test #2에 따라 제조한 PVC 시트 시편의 표면을 확대한 사진이다. Specifically, in Fig. 7, (a) is a photograph of processing a formulation manufactured according to Reference Mixture #1, (b) is a photograph of processing a formulation manufactured according to Comparative Example #1, and (c) and (d) are photographs of processing formulations manufactured according to Test #1 and Test #2, respectively. In addition, in Fig. 8, (a) to (d) are enlarged photographs of the surfaces of PVC sheet specimens manufactured according to Reference Mixture #1, Comparative Example #1, Test #1, and Test #2, respectively.
도 7에 나타난 바와 같이, 타포린 분해물 #2를 포함하는 배합물의 가공성 및 결과물의 외관은 기준 배합과 동일한 것을 확인할 수 있다(도 7d). 타포린 분쇄물이 포함된 배합물의 가공성은 기준 배합과 동일하지만, PET 섬유가 용융되지 않아 외관 불량이 발생한 것을 확인할 수 있다(도 7b 및 8b). 외관 특성 평가의 경우, 타포린 분해물 #1을 포함하는 시트의 외관은 표면 이물이 약간 증가한 것을 확인할 수 있다(도 8c). 타포린 분해물 #2를 포함하는 시트의 외관은 기준 배합에 따라 제조한 시트의 외관과 동일한 것을 확인할 수 있다(도 8d). As shown in Fig. 7, it can be confirmed that the processability and the appearance of the resultant product of the blend containing tarpaulin decomposition product #2 are the same as those of the reference blend (Fig. 7d). The processability of the blend containing tarpaulin shreds is the same as those of the reference blend, but it can be confirmed that the PET fibers were not melted, resulting in poor appearance (Figs. 7b and 8b). In the case of the appearance characteristic evaluation, it can be confirmed that the appearance of the sheet containing tarpaulin decomposition product #1 had a slight increase in surface foreign matter (Fig. 8c). It can be confirmed that the appearance of the sheet containing tarpaulin decomposition product #2 was the same as that of the sheet manufactured according to the reference blend (Fig. 8d).
또한, 도 9는 재활용 PVC 시트 시편의 기계적인 물성을 평가한 결과를 나타낸다.Additionally, Fig. 9 shows the results of evaluating the mechanical properties of recycled PVC sheet specimens.
도 9에서, (a)는 인장강도를 측정한 결과이고, (b)는 신율을 측정한 결과를 나타낸다. 실험 데이터는 5 반복 실험에서 얻은 결과를 박스 플롯으로 표현하였으며, 실험 결과는 일원배치분산분석(ANOVA)을 한 후 Tukey‘s test를 하였다. N.S.는 Not significant를 의미하며, ***는 p-value<0.001을 의미한다.In Fig. 9, (a) shows the results of measuring tensile strength, and (b) shows the results of measuring elongation. The experimental data are expressed as box plots from the results obtained from five repeated experiments, and the experimental results were analyzed by one-way analysis of variance (ANOVA) followed by Tukey's test. N.S. means Not significant, and *** means p-value<0.001.
도 9에 나타난 바와 같이, 타포린 분해물을 포함하는 재활용 PVC 시트의 물성은 기준 배합에 따라 제조한 시트의 물성과 동일한 수준을 가지는 것을 확인할 수 있다. 타포린 분쇄물이 포함된 시트(비교예 #1)의 경우 인장강도 및 신율은 기준 배합과 비교했을 때 감소하였다. 이는 분산된 PET 섬유가 이물로 작용하여 인장물성이 감소하는 것으로 판단된다.As shown in Fig. 9, it can be confirmed that the properties of the recycled PVC sheet containing the tarpaulin decomposition product are at the same level as the properties of the sheet manufactured according to the standard mixing ratio. In the case of the sheet containing the tarpaulin shreds (Comparative Example #1), the tensile strength and elongation decreased compared to the standard mixing ratio. It is judged that the tensile properties decreased because the dispersed PET fibers acted as foreign substances.
실험예 2. 분해물 함량이 재활용 PVC 시트의 특성에 미치는 영향 평가Experimental Example 2. Evaluation of the Effect of Decomposition Content on the Properties of Recycled PVC Sheets
타포린 분해물 함량이 재활용 PVC 시트의 특성에 미치는 영향을 확인하기 위하여, 실시예 4에서 제조된 재활용 PVC 시트의 외관 및 기계적 물성을 평가하였다.To determine the effect of tarpaulin decomposition product content on the properties of recycled PVC sheets, the appearance and mechanical properties of the recycled PVC sheets manufactured in Example 4 were evaluated.
도 10 및 11은 재활용 PVC 시트 시편의 표면을 확대한 사진을 나타낸다.Figures 10 and 11 show enlarged photographs of the surface of a recycled PVC sheet specimen.
구체적으로, 도 10에서 (a) 내지 (d)는 각각 기준 배합 #2, Test #3, Test #4 및 Test #5에 따라 제조한 PVC 시트 시편의 표면을 확대한 사진이다. 또한, 도 11에서 (a) 내지 (c)는 각각 기준 배합 #3, Test #6 및 Test #7에 따라 제조한 PVC 시트 시편의 표면을 확대한 사진이다. 타포린 분해물 #3의 평균 PET 분해율은 84.0±14.3%이며, 타포린 분해물 #4의 PET 분해율은 100%이다.Specifically, (a) to (d) in Fig. 10 are enlarged photographs of the surfaces of PVC sheet specimens manufactured according to the reference formulation #2, Test #3, Test #4, and Test #5, respectively. In addition, (a) to (c) in Fig. 11 are enlarged photographs of the surfaces of PVC sheet specimens manufactured according to the reference formulation #3, Test #6, and Test #7, respectively. The average PET degradation rate of tarpaulin decomposition product #3 is 84.0±14.3%, and the PET degradation rate of tarpaulin decomposition product #4 is 100%.
상기 도 10 및 11에 나타난 바와 같이, 기준 배합에 타포린 분해물을 100 phr까지 투입한 경우에도 외관상 PET 섬유의 돌출을 확인하지 못했으며, 기준 배합과 동일한 외관 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.As shown in the above Figures 10 and 11, even when up to 100 phr of tarpaulin decomposition product was added to the standard mixture, no protrusion of PET fibers was observed in appearance, and it could be confirmed that the same appearance characteristics as the standard mixture were exhibited.
또한, 도 12 및 13은 재활용 PVC 시트 시편의 기계적인 물성을 평가한 결과를 나타낸다.Additionally, Figures 12 and 13 show the results of evaluating the mechanical properties of recycled PVC sheet specimens.
도 12 및 도 13에 나타난 바와 같이, 타포린 분해물의 양이 증가함에 따라 유의한 차이가 나타났지만, 전반적인 시트 사용 목적에 영향을 주지 않는 것을 확인할 수 있다. As shown in Figures 12 and 13, a significant difference was observed as the amount of tarpaulin decomposition product increased, but it was confirmed that this did not affect the overall purpose of the sheet use.
100: 제1 반응기, 10: 여과기, 200: 제2 반응기, 20: 세척기, 30: 건조기, 40: 타포린 분해물, 50: BHET류, 60: 고액분리수단, 70: 글리콜 화합물100: first reactor, 10: filter, 200: second reactor, 20: washer, 30: dryer, 40: tarpaulin decomposition product, 50: BHET, 60: solid-liquid separation means, 70: glycol compound
Claims (14)
상기 단계 a의 반응물을 여과하여 타포린 분해물을 포함하는 고형 잔류물과 여과액을 분리하는 단계(단계 b);
상기 단계 b에서 분리된 타포린 분해물을 세척 및 건조하는 단계(단계 c); 및
상기 단계 b에서 분리된 여과액에서 BHET류를 회수하고, 용매인 글리콜 화합물을 재생하는 단계(단계 d)를 포함하며,
상기 촉매는 베타인(Betaine)인 PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린의 재활용 방법.
A step (step a) of subjecting a mixture comprising PVC tarpaulin shredder, a glycol compound and a catalyst to a glycolysis reaction to decompose PET fibers present in the PVC tarpaulin shredder into bis-2-hydroxyethyl terephthalates (BHETs);
A step (step b) of filtering the reaction product of step a to separate the solid residue containing the tarpaulin decomposition product and the filtrate;
A step (step c) of washing and drying the tarpaulin decomposition product separated in the above step b; and
A step (step d) of recovering BHET from the filtrate separated in the above step b and regenerating a glycol compound as a solvent,
The above catalyst is a method for recycling PVC tarpaulin containing PET fibers which is betaine.
단계 a에서 글리콜 화합물은 에틸린글리콜(EG), 1,3-프로판다이올(PDO) 및 1,4-부탄다이올(BDO)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인, PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린의 재활용 방법.
In paragraph 1,
A method for recycling PVC tarpaulin containing PET fibers, wherein in step a, the glycol compound comprises at least one selected from the group consisting of ethylene glycol (EG), 1,3-propanediol (PDO) and 1,4-butanediol (BDO).
단계 a에서 PVC 타포린 분쇄물과 글리콜 화합물의 중량비는 1:4 내지 1:100인, PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린의 재활용 방법.
In paragraph 1,
A method for recycling PVC tarpaulin containing PET fibers, wherein the weight ratio of PVC tarpaulin shreds and glycol compound in step a is 1:4 to 1:100.
촉매의 함량은 타포린 분쇄물 100 중량부 대비 0.065 내지 3 중량부인, PVC 타포린의 재활용 방법.
In paragraph 1,
A method for recycling PVC tarpaulin, wherein the catalyst content is 0.065 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of tarpaulin crushed material.
단계 a에서 글리콜 분해반응은 185℃ 내지 196℃에서 10 분 내지 4 시간동안 수행되는 것인, PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린의 재활용 방법.
In paragraph 1,
A method for recycling PVC tarpaulin containing PET fibers, wherein in step a, glycol decomposition reaction is performed at 185°C to 196°C for 10 minutes to 4 hours.
BHET류는 비스-2-히드록시에틸 테레프탈레이트(BHET), 비스-3-히드록시프로필 테레프탈레이트(BHPT) 및 비스-4-히드록시뷰틸 테레프탈레이트(BHBT)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인, PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린의 재활용 방법.
In paragraph 1,
A method for recycling PVC tarpaulin containing PET fibers, wherein the BHET type comprises at least one selected from the group consisting of bis-2-hydroxyethyl terephthalate (BHET), bis-3-hydroxypropyl terephthalate (BHPT), and bis-4-hydroxybutyl terephthalate (BHBT).
단계 b에서 여과는 백 필터, 마이크로 필터 또는 필터 스트레이너를 이용하여 수행되는 것인, PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린의 재활용 방법.
In paragraph 1,
A method for recycling PVC tarpaulin containing PET fibers, wherein in step b, filtration is performed using a bag filter, a micro filter or a filter strainer.
단계 b에서 여과는 80℃ 이상에서 수행되는 것인, PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린의 재활용 방법.
In paragraph 1,
A method for recycling PVC tarpaulin containing PET fibers, wherein filtration in step b is performed at a temperature of 80°C or higher.
단계 b에서 여과액은 0.2 내지 4 중량%의 BHET류 및 미반응된 글리콜 화합물을 포함하는 것인, PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린의 재활용 방법.
In paragraph 1,
A method for recycling PVC tarpaulin containing PET fibers, wherein in step b, the filtrate contains 0.2 to 4 wt% of BHET compounds and unreacted glycol compounds.
단계 d는 여과액의 온도를 냉각시켜 BHET류를 결정화한 후 석출하는 방식으로 수행되는 것인, PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린의 재활용 방법.
In paragraph 1,
Step d is a method for recycling PVC tarpaulin containing PET fibers, wherein the temperature of the filtrate is cooled to crystallize and then precipitate BHET.
단계 d에서 재생된 글리콜 화합물을 단계 a에서 재사용하는 단계(단계 e)를 추가로 포함하는 것인, PET 섬유를 포함하는 PVC 타포린의 재활용 방법.
In paragraph 1,
A method for recycling PVC tarpaulin containing PET fibers, further comprising a step (step e) of reusing the glycol compound recycled in step d in step a.
제1항에 따른 PVC 타포린의 재활용 방법에 의해 제조된 타포린 분해물; 및
첨가제를 포함하는 폐수지 조성물을 성형하는 단계에 의해 제조되며,
상기 타포린 분해물의 함량은 PVC 100 중량부 대비 5 내지 100 중량부인, 재활용 PVC 시트.
PVC;
Tarpaulin decomposition product manufactured by the method for recycling PVC tarpaulin according to Article 1; and
It is manufactured by the step of molding a waste resin composition containing an additive,
A recycled PVC sheet having a content of the above tarpaulin decomposition product of 5 to 100 parts by weight relative to 100 parts by weight of PVC.
첨가제는 필러, 가소제 및 활제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인, 재활용 PVC 시트.In Article 13,
A recycled PVC sheet, wherein the additive comprises at least one selected from the group consisting of fillers, plasticizers and lubricants.
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