JP2002167357A - ポリエステル廃棄物からの有効成分回収方法 - Google Patents
ポリエステル廃棄物からの有効成分回収方法Info
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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- Disintegrating Or Milling (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 不純物を含むポリエステル廃棄物からの有効
成分回収方法に関し、繊維屑のハンドリング性を向上さ
せ、高純度の回収モノマーを得ることができるような効
率的かつ経済的な有効成分回収方法を確立すること。 【解決手段】 判別装置による検査によりポリエステル
以外の廃棄物と判定された場合には該廃棄物を排除し、
該検査を通過した廃棄物に粉砕、造粒操作を施してハン
ドリング性を向上させる前処理工程の後に、物理的・化
学的な手法により不純物を除去する工程を備えた反応工
程を組み込むことで高純度の回収モノマーを簡便かつ経
済的な方法で得る。
成分回収方法に関し、繊維屑のハンドリング性を向上さ
せ、高純度の回収モノマーを得ることができるような効
率的かつ経済的な有効成分回収方法を確立すること。 【解決手段】 判別装置による検査によりポリエステル
以外の廃棄物と判定された場合には該廃棄物を排除し、
該検査を通過した廃棄物に粉砕、造粒操作を施してハン
ドリング性を向上させる前処理工程の後に、物理的・化
学的な手法により不純物を除去する工程を備えた反応工
程を組み込むことで高純度の回収モノマーを簡便かつ経
済的な方法で得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエステル廃棄
物から有効成分を回収する方法に関し、さらに詳しく
は、廃棄されたポリエステルフィルム屑、ポリエステル
繊維屑の混合物に判別装置による判別、粉砕、造粒固形
化等の前処理を施した後に化学的な処理を加え、有効成
分としてのビスヒドロキシルテレフタレート、あるいは
テレフタル酸成分とアルキレングリコールとを簡便かつ
効率的に回収する方法に関する。
物から有効成分を回収する方法に関し、さらに詳しく
は、廃棄されたポリエステルフィルム屑、ポリエステル
繊維屑の混合物に判別装置による判別、粉砕、造粒固形
化等の前処理を施した後に化学的な処理を加え、有効成
分としてのビスヒドロキシルテレフタレート、あるいは
テレフタル酸成分とアルキレングリコールとを簡便かつ
効率的に回収する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリエステル、例えばポリエチレンテレ
フタレートはその優れた特性により繊維、フィルム、樹
脂等として広く用いられているが、これらの製造工程に
おいて発生する繊維状、フィルム状、樹脂状等のポリエ
ステル屑の有効利用はコストの面からのみならず環境問
題も含め大きな問題となっており、その処理方法として
マテリアルリサイクル、サーマルリサイクル、ケミカル
リサイクルによる各種の提案が成されている。
フタレートはその優れた特性により繊維、フィルム、樹
脂等として広く用いられているが、これらの製造工程に
おいて発生する繊維状、フィルム状、樹脂状等のポリエ
ステル屑の有効利用はコストの面からのみならず環境問
題も含め大きな問題となっており、その処理方法として
マテリアルリサイクル、サーマルリサイクル、ケミカル
リサイクルによる各種の提案が成されている。
【０００３】このうちマテリアルリサイクルではペット
ボトル等のポリエステル樹脂屑に関しては、自治体を中
心に回収され積極的な再利用が実施されているが、フィ
ルム屑、繊維屑に関しては該リサイクル方法を採ること
が極めて困難でありその実施例は皆無である。
ボトル等のポリエステル樹脂屑に関しては、自治体を中
心に回収され積極的な再利用が実施されているが、フィ
ルム屑、繊維屑に関しては該リサイクル方法を採ること
が極めて困難でありその実施例は皆無である。
【０００４】また、ポリエステル廃棄物を燃料に転化す
るサーマルリサイクルは、ポリエステル廃棄物の燃焼熱
の再利用という利点は有するが、発熱量が比較的低く多
量のポリエステル廃棄物を燃焼させることに他ならない
ためポリエステル原料損失という問題点があり、省資源
の面から好ましくない。
るサーマルリサイクルは、ポリエステル廃棄物の燃焼熱
の再利用という利点は有するが、発熱量が比較的低く多
量のポリエステル廃棄物を燃焼させることに他ならない
ためポリエステル原料損失という問題点があり、省資源
の面から好ましくない。
【０００５】これに対してケミカルリサイクルではポリ
エステル廃棄物を原料モノマーに再生するため、再生に
伴う品質の低下が少なくクローズドループのリサイクル
として適している。該ケミカルリサイクルにおいてはボ
トル等の樹脂屑を対象としたものが大部分である。ポリ
エステル繊維屑の再生利用法としては、例えば特開昭４
８−６１４４７号公報にはポリエステル屑を過剰のエチ
レングリコール（以下、ＥＧと略記することがある）に
より解重合した後、得られたビス−β−ヒドロキシテレ
フタレート（以下、ＢＨＥＴと略記することがある）を
直接重縮合して再生ポリエステルを得る方法等が提案さ
れているが、この方法は解重合工程においてポリエステ
ル屑とＥＧを解重合反応系に一括投入して解重合してい
るため、投入したポリエステル屑が反応機内部で固化
し、攪拌ができなくなる。
エステル廃棄物を原料モノマーに再生するため、再生に
伴う品質の低下が少なくクローズドループのリサイクル
として適している。該ケミカルリサイクルにおいてはボ
トル等の樹脂屑を対象としたものが大部分である。ポリ
エステル繊維屑の再生利用法としては、例えば特開昭４
８−６１４４７号公報にはポリエステル屑を過剰のエチ
レングリコール（以下、ＥＧと略記することがある）に
より解重合した後、得られたビス−β−ヒドロキシテレ
フタレート（以下、ＢＨＥＴと略記することがある）を
直接重縮合して再生ポリエステルを得る方法等が提案さ
れているが、この方法は解重合工程においてポリエステ
ル屑とＥＧを解重合反応系に一括投入して解重合してい
るため、投入したポリエステル屑が反応機内部で固化
し、攪拌ができなくなる。
【０００６】そのため、解重合系が不均一となり解重合
時間が長くなること、また使用するＥＧの量が多いため
経済的に不利になるばかりでなく反応物にはジエチレン
グリコール等の不純物が副生し、その結果得られるポリ
エステルの物理的性質、特に軟化点を著しく低下させ、
品位の低いポリエステルしか得られない等の欠点があっ
た。このような従来の技術においてはポリエステル繊維
屑とフィルム屑の混合物を効率的に処理する技術は完成
されていない。
時間が長くなること、また使用するＥＧの量が多いため
経済的に不利になるばかりでなく反応物にはジエチレン
グリコール等の不純物が副生し、その結果得られるポリ
エステルの物理的性質、特に軟化点を著しく低下させ、
品位の低いポリエステルしか得られない等の欠点があっ
た。このような従来の技術においてはポリエステル繊維
屑とフィルム屑の混合物を効率的に処理する技術は完成
されていない。
【０００７】また、ポリエステル製造工程外の繊維屑、
フィルム屑を回収対象とした場合、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ナイロン、綿等のポリエステルとは異なる
材質の混入が避けられない場合がある。さらに材質がポ
リエステルであっても染料を含むものについては解重合
等の一連の反応中に分解して、回収モノマーに分散し品
質を著しく悪化させる。これら不純物混入時の回収モノ
マーの品質にまで言及した例はこれまで皆無である。
フィルム屑を回収対象とした場合、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ナイロン、綿等のポリエステルとは異なる
材質の混入が避けられない場合がある。さらに材質がポ
リエステルであっても染料を含むものについては解重合
等の一連の反応中に分解して、回収モノマーに分散し品
質を著しく悪化させる。これら不純物混入時の回収モノ
マーの品質にまで言及した例はこれまで皆無である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術が有していた問題点を解決し、前処理工程におい
て、後の反応工程でのハンドリング性を向上させ、反応
工程では不純物を除去する設備を備えることで不純物を
含むポリエステル廃棄物から高純度の回収モノマーを得
ることができる効率的かつ経済的な有効成分回収方法を
確立することにある。
技術が有していた問題点を解決し、前処理工程におい
て、後の反応工程でのハンドリング性を向上させ、反応
工程では不純物を除去する設備を備えることで不純物を
含むポリエステル廃棄物から高純度の回収モノマーを得
ることができる効率的かつ経済的な有効成分回収方法を
確立することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討を
行った結果、前処理工程においては、適当な判別装置に
より有効成分のポリエステル以外の廃棄物を排除した後
に、反応を効率よく進行させるために判別試験を通過し
た繊維屑を適当な大きさに粉砕、次いで造粒・固形化
し、前処理工程の後に不純物が分解しない反応条件を備
えた反応工程を組み込むことで、高純度の回収モノマー
を効率よく得る有効成分の回収方法を見出し、本発明を
完成するに至った。
行った結果、前処理工程においては、適当な判別装置に
より有効成分のポリエステル以外の廃棄物を排除した後
に、反応を効率よく進行させるために判別試験を通過し
た繊維屑を適当な大きさに粉砕、次いで造粒・固形化
し、前処理工程の後に不純物が分解しない反応条件を備
えた反応工程を組み込むことで、高純度の回収モノマー
を効率よく得る有効成分の回収方法を見出し、本発明を
完成するに至った。
【００１０】すなわち、本発明の目的は、ポリエステル
廃棄物がポリエステル繊維屑とポリエステルフィルム廃
棄物との混合物であるものであって、該廃棄物を判別装
置によって分析してポリエステルとは異なるものと判定
されたものについては該廃棄物を排除して次工程へ輸送
せず、ポリエステルと判定されたものについては該廃棄
物を粉砕機に投入して該廃棄物をまず３０〜１５０ｍｍ
に粉砕した後、該粉砕物をさらに２〜５０ｍｍに粉砕
し、該粉砕物を造粒機により径２〜２０ｍｍ、長さ２〜
６０ｍｍの円筒状固形物に固形化して嵩密度を０．２〜
１．０ｇ／ｃｍ3とした後に、該固形物を空気輸送によ
り反応工程の反応機へと輸送する前処理工程と以下の
（ａ）〜（ｆ）の反応工程とを組み合わせることにより
ポリエステル廃棄物から高純度の有効成分を回収する方
法により達成される。 （ａ）前記前処理工程で得られた粗製ポリエステルを解
重合触媒を含むアルキレングリコール中に投入してビス
−β−ヒドロキシテレフタレート（ＢＨＥＴ）を得る解
重合反応工程； （ｂ）前記解重合反応工程の反応中又は反応後にポリエ
ステル以外のポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピ
レン、ポリ塩化ビニル等の異プラスチック類を除去する
異物除去工程； （ｃ）前記解重合反応後に未溶解の成分を濾過選別する
濾過選別工程； （ｄ）前記濾過選別工程を経た粗製ＢＨＥＴと粗製アル
キレングリコール混合液に蒸留・蒸発操作を施してアル
キレングリコールを蒸留・蒸発させて濃縮ＢＨＥＴを得
るＢＨＥＴ濃縮工程； （ｅ）前記ＢＨＥＴ濃縮工程を経たＢＨＥＴとアルキレ
ングリコールの混合液中にエステル交換触媒とメタノー
ルとを添加・投入してエステル交換を行うエステル交換
反応工程； （ｆ）前記エステル交換反応工程で得られた粗製テレフ
タル酸ジメチル及び粗製メタノール及び粗製アルキレン
グリコールの混合物から精製テレフタル酸ジメチルおよ
び精製アルキレングリコールとを分離回収する精製工
程；
廃棄物がポリエステル繊維屑とポリエステルフィルム廃
棄物との混合物であるものであって、該廃棄物を判別装
置によって分析してポリエステルとは異なるものと判定
されたものについては該廃棄物を排除して次工程へ輸送
せず、ポリエステルと判定されたものについては該廃棄
物を粉砕機に投入して該廃棄物をまず３０〜１５０ｍｍ
に粉砕した後、該粉砕物をさらに２〜５０ｍｍに粉砕
し、該粉砕物を造粒機により径２〜２０ｍｍ、長さ２〜
６０ｍｍの円筒状固形物に固形化して嵩密度を０．２〜
１．０ｇ／ｃｍ3とした後に、該固形物を空気輸送によ
り反応工程の反応機へと輸送する前処理工程と以下の
（ａ）〜（ｆ）の反応工程とを組み合わせることにより
ポリエステル廃棄物から高純度の有効成分を回収する方
法により達成される。 （ａ）前記前処理工程で得られた粗製ポリエステルを解
重合触媒を含むアルキレングリコール中に投入してビス
−β−ヒドロキシテレフタレート（ＢＨＥＴ）を得る解
重合反応工程； （ｂ）前記解重合反応工程の反応中又は反応後にポリエ
ステル以外のポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピ
レン、ポリ塩化ビニル等の異プラスチック類を除去する
異物除去工程； （ｃ）前記解重合反応後に未溶解の成分を濾過選別する
濾過選別工程； （ｄ）前記濾過選別工程を経た粗製ＢＨＥＴと粗製アル
キレングリコール混合液に蒸留・蒸発操作を施してアル
キレングリコールを蒸留・蒸発させて濃縮ＢＨＥＴを得
るＢＨＥＴ濃縮工程； （ｅ）前記ＢＨＥＴ濃縮工程を経たＢＨＥＴとアルキレ
ングリコールの混合液中にエステル交換触媒とメタノー
ルとを添加・投入してエステル交換を行うエステル交換
反応工程； （ｆ）前記エステル交換反応工程で得られた粗製テレフ
タル酸ジメチル及び粗製メタノール及び粗製アルキレン
グリコールの混合物から精製テレフタル酸ジメチルおよ
び精製アルキレングリコールとを分離回収する精製工
程；
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の有効成分回収方法におい
てはポリエステルと異種の材質、例えばナイロン、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、綿等は有効成分と成り得な
いため、これらが多量に混入した廃棄物は受け入れの段
階で排除する。即ち、近赤外分光計等の判別装置により
該廃棄物を分析し、これがポリエステルと異なる吸収パ
ターンを示す場合においては、次工程へ輸送せずその段
階で排除する。次工程へと輸送するのは、この近赤外分
析による検査を通過した廃棄物のみを対象とする。
てはポリエステルと異種の材質、例えばナイロン、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、綿等は有効成分と成り得な
いため、これらが多量に混入した廃棄物は受け入れの段
階で排除する。即ち、近赤外分光計等の判別装置により
該廃棄物を分析し、これがポリエステルと異なる吸収パ
ターンを示す場合においては、次工程へ輸送せずその段
階で排除する。次工程へと輸送するのは、この近赤外分
析による検査を通過した廃棄物のみを対象とする。
【００１２】近赤外分析による検査を通過した廃棄物
は、前処理工程後の反応工程におけるハンドリング性の
面、あるいは前処理工程後の空気輸送性の面から造粒・
固形化することが望ましい。しかし連続した構造を有す
る糸屑、フィルム屑などを直接造粒機に投入することは
極めて困難であり、まず該廃棄物を適当な大きさに粉砕
することが必要である。該粉砕物の大きさは２〜５０ｍ
ｍが好ましい。該粉砕径が大きいと、次の造粒工程にお
いて、固形化が不充分となる弊害が発生する。また粉砕
の実施の形態としては、粉砕機を２段式とするのが粉砕
処理能力を向上させる上で好ましい。即ち第１次粉砕機
によって該ポリエステル廃棄物を３０〜１５０ｍｍに粗
粉砕し、次いで第２次粉砕機で２〜５０ｍｍに粉砕す
る。第１次粉砕機において直接２〜５０ｍｍに該粉砕物
の大きさを規定した場合、粉砕機にかかる負荷が過剰な
ものとなり、かえって非効率的となる。
は、前処理工程後の反応工程におけるハンドリング性の
面、あるいは前処理工程後の空気輸送性の面から造粒・
固形化することが望ましい。しかし連続した構造を有す
る糸屑、フィルム屑などを直接造粒機に投入することは
極めて困難であり、まず該廃棄物を適当な大きさに粉砕
することが必要である。該粉砕物の大きさは２〜５０ｍ
ｍが好ましい。該粉砕径が大きいと、次の造粒工程にお
いて、固形化が不充分となる弊害が発生する。また粉砕
の実施の形態としては、粉砕機を２段式とするのが粉砕
処理能力を向上させる上で好ましい。即ち第１次粉砕機
によって該ポリエステル廃棄物を３０〜１５０ｍｍに粗
粉砕し、次いで第２次粉砕機で２〜５０ｍｍに粉砕す
る。第１次粉砕機において直接２〜５０ｍｍに該粉砕物
の大きさを規定した場合、粉砕機にかかる負荷が過剰な
ものとなり、かえって非効率的となる。
【００１３】次いで該粉砕物を造粒機に投入して、該粉
砕物を円筒状固形物に固形化する。径の大きさは好まし
くは２〜２０ｍｍ、より好ましくは４〜６ｍｍである。
長さは２〜６０ｍｍとすることが好ましい。造粒方法は
大きさを規定した孔に該粉砕物を押し込み、その際に生
じるポリエステル表面の摩擦熱によって表面の一部を溶
融してこれをバインダーとして固形化する方式である
が、径が大きいと摩擦熱が微小となる影響で固形化物の
表面が充分に固化しない。このように固形化が不充分で
あると、その後の空気輸送工程において該固形物が配管
との衝突で崩壊し、輸送先の貯槽においてブリッジを組
みやすい構造となり、貯槽からの排出が極めて困難とな
る。
砕物を円筒状固形物に固形化する。径の大きさは好まし
くは２〜２０ｍｍ、より好ましくは４〜６ｍｍである。
長さは２〜６０ｍｍとすることが好ましい。造粒方法は
大きさを規定した孔に該粉砕物を押し込み、その際に生
じるポリエステル表面の摩擦熱によって表面の一部を溶
融してこれをバインダーとして固形化する方式である
が、径が大きいと摩擦熱が微小となる影響で固形化物の
表面が充分に固化しない。このように固形化が不充分で
あると、その後の空気輸送工程において該固形物が配管
との衝突で崩壊し、輸送先の貯槽においてブリッジを組
みやすい構造となり、貯槽からの排出が極めて困難とな
る。
【００１４】また、該造粒方法においてはポリエステル
のガラス転移点以上、融点以下の温度において操作する
ことが必要である。即ち、造粒方法としては該廃棄物を
ポリエステルの融点以上に加熱して完全に溶融させた後
に冷却して固形化する方法もあるが、該造粒方法ではナ
イロン等の不純物が分解して回収モノマーの品質を悪化
させてしまう。また、該造粒方法において固形物内部ま
で完全に固化してしまうと反応工程において溶剤と造粒
固形物の接触効率の悪化に伴い反応速度が大きく低下す
るという弊害も発生する。そこで本発明では、ポリエス
テルのガラス転移点以上、融点以下の操作温度で該廃棄
物表面の一部のみを溶融させて固形化する造粒方法を採
用した。該造粒方法により不純物の分解、反応速度の低
下を抑制しつつハンドリング性を向上させることが可能
となった。
のガラス転移点以上、融点以下の温度において操作する
ことが必要である。即ち、造粒方法としては該廃棄物を
ポリエステルの融点以上に加熱して完全に溶融させた後
に冷却して固形化する方法もあるが、該造粒方法ではナ
イロン等の不純物が分解して回収モノマーの品質を悪化
させてしまう。また、該造粒方法において固形物内部ま
で完全に固化してしまうと反応工程において溶剤と造粒
固形物の接触効率の悪化に伴い反応速度が大きく低下す
るという弊害も発生する。そこで本発明では、ポリエス
テルのガラス転移点以上、融点以下の操作温度で該廃棄
物表面の一部のみを溶融させて固形化する造粒方法を採
用した。該造粒方法により不純物の分解、反応速度の低
下を抑制しつつハンドリング性を向上させることが可能
となった。
【００１５】さらに造粒・固形化を施さない場合には該
粉砕物の嵩密度は約０．１０ｇ／ｃｍ3であり、この場
合後の反応工程で反応機に投入する際に非常に嵩張ると
共に、溶媒のアルキレングリコールを該粉砕物が吸湿し
て反応槽における攪拌が非常に困難となる。反応を円滑
に進める上では造粒・固形化に伴い嵩比重が増大するが
最終的な嵩密度は０．１０〜１．０ｇ／ｃｍ3、好まし
くは０．４０ｇ／ｃｍ3以上まで増大させて、ハンドリ
ング性を向上させることが必要である。以上の観点から
粉砕後の造粒・固形化は本発明において非常に重要な役
割を占める。
粉砕物の嵩密度は約０．１０ｇ／ｃｍ3であり、この場
合後の反応工程で反応機に投入する際に非常に嵩張ると
共に、溶媒のアルキレングリコールを該粉砕物が吸湿し
て反応槽における攪拌が非常に困難となる。反応を円滑
に進める上では造粒・固形化に伴い嵩比重が増大するが
最終的な嵩密度は０．１０〜１．０ｇ／ｃｍ3、好まし
くは０．４０ｇ／ｃｍ3以上まで増大させて、ハンドリ
ング性を向上させることが必要である。以上の観点から
粉砕後の造粒・固形化は本発明において非常に重要な役
割を占める。
【００１６】造粒・固形化を行った後の該固形物は空気
輸送により反応工程へと輸送される。また、一連の前処
理工程は該ポリエステル屑を粉砕機へと投入することも
含めて省人化が図れ、自動で行うことが可能である。
尚、本発明の方法では、ポリエステル廃棄物として樹脂
屑が混入していても何の支障も持たない。以下、反応工
程の各工程について説明する。
輸送により反応工程へと輸送される。また、一連の前処
理工程は該ポリエステル屑を粉砕機へと投入することも
含めて省人化が図れ、自動で行うことが可能である。
尚、本発明の方法では、ポリエステル廃棄物として樹脂
屑が混入していても何の支障も持たない。以下、反応工
程の各工程について説明する。
【００１７】工程（ａ）においては、前処理工程を通過
したポリエステル固形物を公知の解重合触媒、公知の触
媒濃度で１２０〜２１０℃の温度下、過剰のアルキレン
グリコール中で解重合反応させる。ここで、該アルキレ
ングリコールの温度が１２０℃未満であると、解重合時
間が非常に長くなり効率的ではなくなる。一方、２００
℃を越えると該廃棄物に含まれる油剤等の熱分解が顕著
になり、分解して発生した窒素化合物等が回収モノマー
に分散して後の精製工程では分離困難となる。該温度は
好ましくは、１４０〜１９０℃である。既存のケミカル
リサイクル技術では高温での操作を必要とするため、油
剤の混入への対応が困難であった。
したポリエステル固形物を公知の解重合触媒、公知の触
媒濃度で１２０〜２１０℃の温度下、過剰のアルキレン
グリコール中で解重合反応させる。ここで、該アルキレ
ングリコールの温度が１２０℃未満であると、解重合時
間が非常に長くなり効率的ではなくなる。一方、２００
℃を越えると該廃棄物に含まれる油剤等の熱分解が顕著
になり、分解して発生した窒素化合物等が回収モノマー
に分散して後の精製工程では分離困難となる。該温度は
好ましくは、１４０〜１９０℃である。既存のケミカル
リサイクル技術では高温での操作を必要とするため、油
剤の混入への対応が困難であった。
【００１８】また、本発明において扱うポリエステル廃
棄物が染料によって着色されている場合、反応工程にお
いて該染料が分解して低分子量化し回収モノマー中に分
散して品質を著しく低下させることがある。そこで、該
着色廃棄物を扱う場合には工程（ａ）の前に染料を抜染
する工程を組み込むことが効果的である。該工程では染
料を含む造粒固形物を水、アルキレングリコール、ジメ
チルホルムアミド、パラキシレン、２−ヘプタノン等の
溶剤中に投入し、場合によっては加圧しつつ１００〜１
９０℃で加熱して染料を抽出する。抜染方法としてはバ
ッチ式でも良いし、向流多段抽出法等の連続式抽出法を
採用しても良い。染料抽出後の固形化物はアルキレング
リコールにより洗浄した後に、染料を含まない廃棄物と
同様に工程（ｂ）へと輸送する。
棄物が染料によって着色されている場合、反応工程にお
いて該染料が分解して低分子量化し回収モノマー中に分
散して品質を著しく低下させることがある。そこで、該
着色廃棄物を扱う場合には工程（ａ）の前に染料を抜染
する工程を組み込むことが効果的である。該工程では染
料を含む造粒固形物を水、アルキレングリコール、ジメ
チルホルムアミド、パラキシレン、２−ヘプタノン等の
溶剤中に投入し、場合によっては加圧しつつ１００〜１
９０℃で加熱して染料を抽出する。抜染方法としてはバ
ッチ式でも良いし、向流多段抽出法等の連続式抽出法を
採用しても良い。染料抽出後の固形化物はアルキレング
リコールにより洗浄した後に、染料を含まない廃棄物と
同様に工程（ｂ）へと輸送する。
【００１９】さらに受入れの段階で排除され得なかった
ナイロンが混入した場合には、反応工程においてナイロ
ンが分解し、回収モノマー中にε−カプロラクタム等の
窒素化合物として混入して分離が困難となる。そこでナ
イロンを含む固形化物はナイロンを溶解・除去する工程
を工程（ａ）の前に組み込むことが効果的である。該工
程ではアルキレングリコール等の溶剤中にナイロンを含
む固形化物を投入し、１００〜１９０に加熱してナイロ
ンを溶解・除去する。尚、この工程は前記の抜染工程に
おいて行っても良い。
ナイロンが混入した場合には、反応工程においてナイロ
ンが分解し、回収モノマー中にε−カプロラクタム等の
窒素化合物として混入して分離が困難となる。そこでナ
イロンを含む固形化物はナイロンを溶解・除去する工程
を工程（ａ）の前に組み込むことが効果的である。該工
程ではアルキレングリコール等の溶剤中にナイロンを含
む固形化物を投入し、１００〜１９０に加熱してナイロ
ンを溶解・除去する。尚、この工程は前記の抜染工程に
おいて行っても良い。
【００２０】工程（ｂ）では前処理工程の判別試験で排
除することができなかったポリエチレン、ポリプロピレ
ン等のポリエステルとは異プラスチックを解重合反応層
で浮遊分離する。該異プラスチックは解重合反応の溶媒
であるアルキレングリコールよりも比重が小さく、液面
上に浮上してくるのでこれらを異プラスチックの共融混
合浮遊物塊として層分離させた後、該共融混合浮遊物層
を解重合から抜出し除去する。
除することができなかったポリエチレン、ポリプロピレ
ン等のポリエステルとは異プラスチックを解重合反応層
で浮遊分離する。該異プラスチックは解重合反応の溶媒
であるアルキレングリコールよりも比重が小さく、液面
上に浮上してくるのでこれらを異プラスチックの共融混
合浮遊物塊として層分離させた後、該共融混合浮遊物層
を解重合から抜出し除去する。
【００２１】工程（ｃ）では解重合反応後に、前処理工
程の判別試験で排除することができなかった綿等の異材
質を濾過選別する。工程（ｃ）で除去する異材質の対象
はアルキレングリコールよりも比重が大きく、工程
（ｂ）の除去方法では分離できない成分である。工程
（ｃ）を通過した時点でポリエステルはビス−β−ヒド
ロキシテレフタレート（以下、ＢＨＥＴと略記すること
がある）に転化し、反応液はＢＨＥＴとアルキレングリ
コールの混合液となっている。
程の判別試験で排除することができなかった綿等の異材
質を濾過選別する。工程（ｃ）で除去する異材質の対象
はアルキレングリコールよりも比重が大きく、工程
（ｂ）の除去方法では分離できない成分である。工程
（ｃ）を通過した時点でポリエステルはビス−β−ヒド
ロキシテレフタレート（以下、ＢＨＥＴと略記すること
がある）に転化し、反応液はＢＨＥＴとアルキレングリ
コールの混合液となっている。
【００２２】工程（ｄ）においては、工程（ｅ）のエス
テル交換反応を効率的に進行させるために工程（ｃ）を
通過したＢＨＥＴとアルキレングリコールの混合物か
ら、アルキレングリコールとポリエステル廃棄物との重
量比率が原料仕込比基準で０．５〜２．０倍になるまで
アルキレングリコールを留去する。この際に留去したア
ルキレングリコールは再度工程（ａ）にリサイクルす
る。
テル交換反応を効率的に進行させるために工程（ｃ）を
通過したＢＨＥＴとアルキレングリコールの混合物か
ら、アルキレングリコールとポリエステル廃棄物との重
量比率が原料仕込比基準で０．５〜２．０倍になるまで
アルキレングリコールを留去する。この際に留去したア
ルキレングリコールは再度工程（ａ）にリサイクルす
る。
【００２３】工程（ｅ）においては工程（ｄ）でアルキ
レングリコールを留去したＢＨＥＴとアルキレングリコ
ールの混合物を、公知のエステル交換触媒、公知の濃度
の存在下でメタノールとエステル交換反応反応させ、遠
心分離等の固液分離手段により固液分離する。
レングリコールを留去したＢＨＥＴとアルキレングリコ
ールの混合物を、公知のエステル交換触媒、公知の濃度
の存在下でメタノールとエステル交換反応反応させ、遠
心分離等の固液分離手段により固液分離する。
【００２４】工程（ｆ）においては工程（ｅ）で得られ
た粗製テレフタル酸ジメチル、粗製アルキレングリコー
ルを蒸留等の精製方法により精製し、高純度の精製テレ
フタル酸ジメチル、精製アルキレングリコールを得る。
この際に反応工程をも通り抜けた不純物は塔底に捕捉さ
れるため、回収モノマーには不純物は含まれず高純度の
ものが得られる。
た粗製テレフタル酸ジメチル、粗製アルキレングリコー
ルを蒸留等の精製方法により精製し、高純度の精製テレ
フタル酸ジメチル、精製アルキレングリコールを得る。
この際に反応工程をも通り抜けた不純物は塔底に捕捉さ
れるため、回収モノマーには不純物は含まれず高純度の
ものが得られる。
【００２５】
【実施例】以下、実施例により本発明の内容を更に具体
的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定を受ける
ものではない。尚、近赤外分析計にはオプト技研社製の
分光光度計（商品名；プラスキャン）を使用した。
的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定を受ける
ものではない。尚、近赤外分析計にはオプト技研社製の
分光光度計（商品名；プラスキャン）を使用した。
【００２６】［実施例１］ポリエステル製造工程から発
生した染料を含まないポリエステル繊維屑とポリエステ
ルフィルム屑の混合廃棄物１００ｋｇついて近赤外分析
計により吸収スペクトルを測定したところポリエステル
樹脂と吸収パターンが一致した。該廃棄物全量を第１次
粉砕機に投入し、粉砕機のスクリーン径を７５ｍｍに設
定して１次粉砕を行い、次いで該粉砕物を第２次粉砕機
に投入して粉砕機のスクリーン径を２０ｍｍに設定して
２次粉砕を行った。その後、該粉砕物を径４ｍｍ、長さ
４５ｍｍ、造粒機内部温度１７０℃の条件で運転する造
粒機に投入し、固形化した後に空気輸送により反応工程
へと輸送した。尚、反応工程へと輸送された該固形化物
の嵩密度は０．４０ｇ／ｃｍ3であった。
生した染料を含まないポリエステル繊維屑とポリエステ
ルフィルム屑の混合廃棄物１００ｋｇついて近赤外分析
計により吸収スペクトルを測定したところポリエステル
樹脂と吸収パターンが一致した。該廃棄物全量を第１次
粉砕機に投入し、粉砕機のスクリーン径を７５ｍｍに設
定して１次粉砕を行い、次いで該粉砕物を第２次粉砕機
に投入して粉砕機のスクリーン径を２０ｍｍに設定して
２次粉砕を行った。その後、該粉砕物を径４ｍｍ、長さ
４５ｍｍ、造粒機内部温度１７０℃の条件で運転する造
粒機に投入し、固形化した後に空気輸送により反応工程
へと輸送した。尚、反応工程へと輸送された該固形化物
の嵩密度は０．４０ｇ／ｃｍ3であった。
【００２７】反応工程では該固形化物１００ｋｇを予め
１８５℃まで加熱しておいたエチレングリコール（以
下、ＥＧと略記することがある）４００ｋｇ、炭酸ナト
リウム３ｋｇの混合物に仕込み、常圧で４ｈ反応させ
た。
１８５℃まで加熱しておいたエチレングリコール（以
下、ＥＧと略記することがある）４００ｋｇ、炭酸ナト
リウム３ｋｇの混合物に仕込み、常圧で４ｈ反応させ
た。
【００２８】反応終了後、ＢＨＥＴとＥＧの混合液を蒸
留塔に送液し、塔底温度１４０〜１５０℃、圧力１３．
３ｋＰａの条件でＥＧを３００ｋｇ留去した。次いでＥ
Ｇを留去後のＢＨＥＴとＥＧの混合物２００ｋｇに炭酸
ナトリウム３ｋｇ、メタノール２００ｋｇを添加して、
常圧、７５〜８０℃で１ｈ反応させた。
留塔に送液し、塔底温度１４０〜１５０℃、圧力１３．
３ｋＰａの条件でＥＧを３００ｋｇ留去した。次いでＥ
Ｇを留去後のＢＨＥＴとＥＧの混合物２００ｋｇに炭酸
ナトリウム３ｋｇ、メタノール２００ｋｇを添加して、
常圧、７５〜８０℃で１ｈ反応させた。
【００２９】反応終了後該反応液を４０℃まで冷却し、
遠心分離により粗テレフタル酸ジメチルを主成分とする
ケークとメタノール、粗ＥＧを主成分とする濾液とに固
液分離した。次いで粗テレフタル酸ジメチルを圧力６．
７ｋＰａ、塔底温度１８０〜２００℃、粗ＥＧを圧力１
３．３ｋＰａ、塔底温度１４０〜１５０℃の条件でそれ
ぞれ蒸留により精製して、最終的にテレフタル酸ジメチ
ル、エチレングリコールを収率８５％で得た。
遠心分離により粗テレフタル酸ジメチルを主成分とする
ケークとメタノール、粗ＥＧを主成分とする濾液とに固
液分離した。次いで粗テレフタル酸ジメチルを圧力６．
７ｋＰａ、塔底温度１８０〜２００℃、粗ＥＧを圧力１
３．３ｋＰａ、塔底温度１４０〜１５０℃の条件でそれ
ぞれ蒸留により精製して、最終的にテレフタル酸ジメチ
ル、エチレングリコールを収率８５％で得た。
【００３０】回収したテレフタル酸ジメチルは外観、酸
価、溶融比色、硫酸灰分の検査項目において市販品のも
のと遜色なく、また回収したエチレングリコールはジエ
チレングリコール濃度、水分、溶融比色の検査項目にお
いて市販品と遜色なく、いずれも高純度の回収モノマー
が得られた。
価、溶融比色、硫酸灰分の検査項目において市販品のも
のと遜色なく、また回収したエチレングリコールはジエ
チレングリコール濃度、水分、溶融比色の検査項目にお
いて市販品と遜色なく、いずれも高純度の回収モノマー
が得られた。
【００３１】［比較例１］実施例１において、第１次粉
砕機のスクリーン径を７５ｍｍに設定して１次粉砕を行
い、２次粉砕を行わずに造粒機にかけたところ、固形化
が不充分で、次工程の空気輸送後の貯槽においてブリッ
ジを組んで排出されず、ラインが停止する異常が発生し
た。
砕機のスクリーン径を７５ｍｍに設定して１次粉砕を行
い、２次粉砕を行わずに造粒機にかけたところ、固形化
が不充分で、次工程の空気輸送後の貯槽においてブリッ
ジを組んで排出されず、ラインが停止する異常が発生し
た。
【００３２】
【発明の効果】不純物を含むポリエステル廃棄物から有
効成分を回収するに際し、前処理工程において、後の反
応工程でのハンドリング性を向上させ、反応工程では不
純物を除去する設備を備えることで、不純物を含むポリ
エステル廃棄物から高純度の回収モノマーを得ることが
できる効率的かつ経済的な有効成分の回収方法を提供す
ることが可能となる。
効成分を回収するに際し、前処理工程において、後の反
応工程でのハンドリング性を向上させ、反応工程では不
純物を除去する設備を備えることで、不純物を含むポリ
エステル廃棄物から高純度の回収モノマーを得ることが
できる効率的かつ経済的な有効成分の回収方法を提供す
ることが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｂ 17/00 Ｂ２９Ｂ 17/00 Ｃ０７Ｂ 37/06 Ｃ０７Ｂ 37/06 Ｃ０７Ｃ 27/02 Ｃ０７Ｃ 27/02 31/04 31/04 31/20 31/20 Ｚ 67/54 67/54 69/82 69/82 Ａ Ｃ０８Ｊ 11/16 Ｃ０８Ｊ 11/16 Ｇ０１Ｎ 33/44 Ｇ０１Ｎ 33/44 // Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｃ０８Ｌ 67:02 Ｃ０８Ｌ 67:02 (72)発明者 佐藤 和広 愛媛県松山市北吉田町77番地 帝人株式会 社松山事業所内 Ｆターム(参考） 4D056 AB20 AC02 AC03 AC06 AC11 AC22 BA13 CA21 CA22 CA31 CA39 4D067 CG06 EE11 EE50 GA16 GA20 4F301 AA25 BD08 BD33 BF08 BF12 BF16 BG21 BG57 CA09 CA12 CA23 CA33 CA34 CA62 CA63 CA68 4H006 AA02 AC26 AC48 AD11 BA02 BA32 BN30 4H039 CA66 CD10 CD30
Claims (7)
- 【請求項１】 ポリエステル廃棄物がポリエステル繊維
屑とポリエステルフィルム廃棄物との混合物であるもの
であって、該廃棄物を判別装置によって分析してポリエ
ステルとは異なるものと判定されたものについては該廃
棄物を排除して次工程へ輸送せず、ポリエステルと判定
されたものについては該廃棄物を粉砕機に投入して該廃
棄物をまず３０〜１５０ｍｍに粉砕した後、該粉砕物を
さらに２〜５０ｍｍに粉砕し、該粉砕物を造粒機により
径２〜２０ｍｍ、長さ２〜６０ｍｍの円筒状固形物に固
形化して嵩密度を０．２〜１．０ｇ／ｃｍ3とした後
に、該固形物を空気輸送により反応工程の反応機へと輸
送する前処理工程と以下の（ａ）〜（ｆ）の反応工程と
を組み合わせることによりポリエステル廃棄物から高純
度の有効成分を回収する方法。 （ａ）前記前処理工程で得られた粗製ポリエステルを解
重合触媒を含むアルキレングリコール中に投入してビス
−β−ヒドロキシテレフタレート（ＢＨＥＴ）を得る解
重合反応工程； （ｂ）前記解重合反応工程の反応中又は反応後にポリエ
ステル以外のポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピ
レン、ポリ塩化ビニル等の異プラスチック類を除去する
異物除去工程； （ｃ）前記解重合反応後に未溶解の成分を濾過選別する
濾過選別工程； （ｄ）前記濾過選別工程を経た粗製ＢＨＥＴと粗製アル
キレングリコール混合液に蒸留・蒸発操作を施してアル
キレングリコールを蒸留・蒸発させて濃縮ＢＨＥＴを得
るＢＨＥＴ濃縮工程； （ｅ）前記ＢＨＥＴ濃縮工程を経たＢＨＥＴとアルキレ
ングリコールの混合液中にエステル交換触媒とメタノー
ルとを添加・投入してエステル交換を行うエステル交換
反応工程； （ｆ）前記エステル交換反応工程で得られた粗製テレフ
タル酸ジメチル及び粗製メタノール及び粗製アルキレン
グリコールの混合物から精製テレフタル酸ジメチルおよ
び精製アルキレングリコールとを分離回収する精製工
程； - 【請求項２】 ポリエステルがポリエチレンテレフタレ
ートである請求項１記載の有効成分回収方法。 - 【請求項３】 前記判別装置に近赤外分析計を使用する
請求項１記載の有効成分回収方法。 - 【請求項４】 造粒方法において、ポリエステルのガラ
ス転移点以上、融点以下の温度範囲で操作し、ポリエス
テルの一部を溶融させる造粒方法を用いる請求項１記載
の有効成分回収方法。 - 【請求項５】 前処理工程において自動搬送装置を採用
し省人化する請求項１記載の有効成分回収方法。 - 【請求項６】 前処理工程で得られた粗製ポリエステル
廃棄物に染料が含有されている場合、該廃棄物を１００
〜１９０℃において溶剤中に投入し、染料を抽出する抜
染工程を経て反応工程に進む請求項１記載の有効成分回
収方法。 - 【請求項７】 前処理工程で得られた粗製ポリエステル
廃棄物にナイロンが含有されている場合、該廃棄物を１
００〜１９０℃において溶剤中に投入してナイロンを溶
解させて除去した後に反応工程に進む請求項１記載の有
効成分回収方法。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000364633A JP4065659B2 (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | ポリエチレンテレフタレート廃棄物からの有効成分回収方法 |
| TW90128842A TW528773B (en) | 2000-11-27 | 2001-11-21 | Dimethyl terephthalate composition and process for producing the same |
| CNB018212786A CN1234676C (zh) | 2000-11-27 | 2001-11-22 | 对苯二甲酸二甲酯组合物及其制造方法 |
| PCT/JP2001/010241 WO2002042253A1 (fr) | 2000-11-27 | 2001-11-22 | Composition de dimethyl terephthalate et son procede de production |
| KR1020037006969A KR100746678B1 (ko) | 2000-11-27 | 2001-11-22 | 테레프탈산디메틸 조성물 및 그 제조 방법 |
| AU2002224082A AU2002224082B2 (en) | 2000-11-27 | 2001-11-22 | Dimethyl terephthalate composition and process for producing the same |
| MXPA03004661A MXPA03004661A (es) | 2000-11-27 | 2001-11-22 | Composicion de tereftalato de dimetilo y proceso para su produccion. |
| US10/432,822 US7078440B2 (en) | 2000-11-27 | 2001-11-22 | Dimethyl terephthalate composition and process for producing the same |
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| AU2408202A AU2408202A (en) | 2000-11-27 | 2001-11-22 | Dimethyl terephthalate composition and process for producing the same |
| HK04104846A HK1061840A1 (en) | 2000-11-27 | 2004-07-06 | Dimethyl terephthalate composition and process forproducing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000364633A JP4065659B2 (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | ポリエチレンテレフタレート廃棄物からの有効成分回収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002167357A true JP2002167357A (ja) | 2002-06-11 |
| JP4065659B2 JP4065659B2 (ja) | 2008-03-26 |
Family
ID=18835540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000364633A Expired - Lifetime JP4065659B2 (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-30 | ポリエチレンテレフタレート廃棄物からの有効成分回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007045874A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Teijin Fibers Ltd | 染着ポリエステル繊維からの有効成分回収方法 |
| JP2007131695A (ja) * | 2005-11-09 | 2007-05-31 | Teijin Fibers Ltd | 異種素材の分離方法 |
| JP2009120766A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Teijin Fibers Ltd | テレフタル酸ジメチル及びエチレングリコールの回収方法 |
| JP2010174216A (ja) * | 2009-02-02 | 2010-08-12 | Teijin Fibers Ltd | ポリアルキレンテレフタレート繊維からの異素材除去方法 |
| WO2022235051A1 (ko) * | 2021-05-03 | 2022-11-10 | 한국화학연구원 | 에스테르 작용기를 포함하는 유색 고분자로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하기 위한 추출제, 추출 방법 및 유색 고분자 혼합물로부터 에스테르 작용기를 포함하는 고분자를 화학적으로 선별하는 방법 |
| KR20230150654A (ko) * | 2022-04-22 | 2023-10-31 | 한국화학연구원 | 고분자 혼합물로부터 에스테르계 고분자의 화학적 선별 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7377834B2 (ja) | 2021-05-31 | 2023-11-10 | 三菱重工業株式会社 | 分離システム及び分離方法 |
-
2000
- 2000-11-30 JP JP2000364633A patent/JP4065659B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
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|---|---|---|---|---|
| JP2007045874A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Teijin Fibers Ltd | 染着ポリエステル繊維からの有効成分回収方法 |
| JP4537288B2 (ja) * | 2005-08-08 | 2010-09-01 | 帝人ファイバー株式会社 | 染着ポリエステル繊維からの有効成分回収方法 |
| JP2007131695A (ja) * | 2005-11-09 | 2007-05-31 | Teijin Fibers Ltd | 異種素材の分離方法 |
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| WO2022235051A1 (ko) * | 2021-05-03 | 2022-11-10 | 한국화학연구원 | 에스테르 작용기를 포함하는 유색 고분자로부터 색을 발현하는 이물질을 제거하기 위한 추출제, 추출 방법 및 유색 고분자 혼합물로부터 에스테르 작용기를 포함하는 고분자를 화학적으로 선별하는 방법 |
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