JP2024506323A

JP2024506323A - ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料の処理方法

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Publication number: JP2024506323A
Application number: JP2023547819A
Authority: JP
Inventors: チア－ウェン・ウ; ウェイ－シェン・リャオ; ユ－ウェン・チャオ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-02-09
Filing date: 2022-02-08
Publication date: 2024-02-13
Also published as: US20220251325A1; US11952467B2; WO2022172150A1

Abstract

ポリアルキレンベンゼンジカルボキシレート材料を処理する方法は、ポリアルキレンベンゼンジカルボキシレート材料にエチレングリコールを含む浸漬液による浸漬処理を施して浸漬ポリエステル材料を得ること、および浸漬ポリエステル材料に粉砕処理を施して粉砕ポリエステル材料を得ることを含む。浸漬ポリエステル材料は、ポリアルキレンベンゼンジカルボキシレート材料よりも高い結晶化度を有する。

Description

本開示は、ポリエステル材料の処理方法に関し、より詳細には、ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料の処理方法に関する。

ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ボトルフレークのリサイクル及び処理方法については、物理リサイクル技術、化学リサイクル技術のいずれを利用する場合においても、ＰＥＴボトルフレークを破砕工程に通すことにより、より小さなサイズを有するポリエステル粒子を得る。通常、ＰＥＴポリエステル粒子が小さいほど、物理リサイクル技術、化学リサイクル技術のいずれを利用しても、処理効率は大幅に向上する。

しかし、ＰＥＴボトルフレークは非常に強靭であるため、効果的に破砕することは難しい。例えば、工業用破砕機や摩砕機を使用した場合、破砕または摩砕されたポリエステル製品はミリメートル（ｍｍ）のサイズを有する。更に、処理中の温度を下げるために水が必要であり、且つ摩損のために破砕機や摩砕機の切削工具を定期的に交換したり研いだりする必要がある。マイクロメートル（μｍ）サイズを有する破砕または摩砕されたポリエステル製品を得るためには、液体窒素が必要である。そのため、従来の処理方法では複雑な処理装置が必要で、大量の液体窒素を消費する。

更に、溶剤を使用してＰＥＴボトルフレークのサイズをマイクロメートルスケールまで小さくすることもできる。例えば、Ｋａｒａｙａｎｎｉｄｉｓｅｔａｌ．（１９９３），Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，（５０）：２１３５－２１４２に発表されているように、ＰＥＴボトルフレークを所定の温度を有する溶剤に溶解し、次いで逆溶剤と接触させる。そのため、ＰＥＴは沈殿する。溶剤を使用することでＰＥＴ粒子の粒径を小さくすることができても、使用する溶剤が有機溶剤であり、その使用量が多いため、加工コストが高く、環境にも優しくない。

米国特許第４１６５４２０号明細書は、ポリエステル樹脂の固体重合方法を開示しており、この方法は、低分子量の溶融ポリエステルプレポリマーを、スプレー冷却器内の遠心霧化装置に導入して、高分子量及び１００ミクロン～２５０ミクロンの粒径を有する球状ポリマー粒子を形成することを含む。米国特許第４１６５４２０号明細書の方法は、小さな粒径のポリエステル粒子を得ることができるが、多量のエネルギーを消費し、複雑でメンテナンスが難しい処理装置が必要である。

更に、米国特許第７３８０７３５号明細書は、小さなＰＥＴ粒子を調製する方法を開示しており、この方法は、ＰＥＴフレークを空気中で１５０℃以上に加熱することによってＰＥＴフレークの結晶化度を高める工程、及び衝撃破砕によってＰＥＴフレークを粉砕し、約５００ミクロン未満の平均粒径を有する小さなＰＥＴ粒子を調製する工程を含む。米国特許第７３８０７３５号明細書の方法では、小さなＰＥＴ粒子を得ることができるとしても、このような方法は、結晶化度を高めるために前述の高温を必要とするため、多量のエネルギーが消費され、且つ加熱に長時間を要するため、時間がかかる。更に、前述の高温は副反応を生じ、ＰＥＴフレーク及びそれから調製されたＰＥＴ粒子の品質に悪影響を及ぼす可能性がある。

最後に、中国特許第１１６２４６２号明細書は、廃ゴムから微細または超微細ゴム粉末を調製する方法を開示しており、この方法は、廃ゴムから５メッシュ～４０メッシュの大きさを有するゴム粒子またはストリップを形成する工程と、極性有機溶媒に一定時間に浸漬する工程と、ゴム粒子またはストリップが脆くなった後に乾式摩砕または湿式摩砕を行う工程とを含む。そのため、微細ゴム粉末（６０メッシュ～２００メッシュのサイズを有する）または超微細ゴム粉末（２００メッシュ以上のサイズを有する）を調製することができる。しかし、中国特許第１１６２４６２号明細書の方法はまだ十分でない。

以上のことから、ＰＥＴ材料のようなポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料を処理するための、より満足できる方法を開発する必要がある。

米国特許第４１６５４２０号明細書米国特許第７３８０７３５号明細書中国特許第１１６２４６２号明細書

Ｋａｒａｙａｎｎｉｄｉｓｅｔａｌ．（１９９３），Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，（５０）：２１３５－２１４２

本発明の目的は、従来技術の少なくとも１つの問題点を軽減することができるポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料の処理方法を提供することである。

本方法は、ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料を、エチレングリコールを含む浸漬液で浸漬処理することにより、前記ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料の結晶化度よりも高い結晶化度を有する浸漬ポリエステル材料を得る工程と、
前記浸漬ポリエステル材料に粉砕処理を施し、粉砕ポリエステル材料を得る工程と、を含む、ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料の処理方法。

本開示の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、以下の実施形態の詳細に説明することにより明白になる。
比較対照的方法１－１～１－８で得られた比較用の衝撃破砕ポリエステル材料の外観を示す図である。本開示による例示的方法１－１～１－８を用いて得られた例示的な衝撃破砕ポリエステル材料の外観を示す図である。本開示による例示的方法１－６の過程で得られた浸漬ポリエステルフレーク、比較対照的方法１－１の過程で得られた加熱ポリエステルフレーク及び例示的方法１－６及び比較対照的方法１－１で使用された青色ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フレークのＸ線回折図を示し、該Ｘ線回折図は、浸漬ポリエステルフレーク、加熱ポリエステルフレーク及び青色ＰＥＴフレークの結晶化度を示す図である。本開示による例示的方法３を用いて得られた例示的な脱色ポリエステル材料、比較対照的方法３を用いて得られた比較用の脱色ポリエステル材料、及び例示的方法３及び比較対照的方法３で使用された混合色を有するポリエステルフレークの紫外可視スペクトルを示し、紫外可視スペクトルは、例示的な脱色ポリエステル材料、比較用の脱色ポリエステル材料及び混合色を有するポリエステルフレークの反射率を示す。

本開示は、ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料の処理方法を提供し、該方法は、
ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料を、エチレングリコールを含む浸漬液で浸漬処理することにより、前記ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料の結晶化度よりも高い結晶化度を有する浸漬ポリエステル材料を得る工程と、
前記浸漬ポリエステル材料に粉砕処理を施し、粉砕ポリエステル材料を得る工程とを含む。

ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料の例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）材料、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）材料及びポリエチレンフタレート（ＰＥＰ）を含むが、これらに限定されない。特定の実施形態において、ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料はＰＥＴ材料である。

本開示によれば、ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料は、透明ＰＥＴボトルまたは着色ＰＥＴボトルであってもよい。透明ＰＥＴボトル及び着色ＰＥＴボトルの例としては、未使用ＰＥＴボトル及び使用済みの廃ＰＥＴボトルを含むが、これらに限定されない。特定の実施形態において、ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料は、使用済みの廃ＰＥＴボトルを切断することによって調製され、１ｃｍ×１ｃｍのサイズを有するボトルフレークである。

浸漬処理中、浸漬液はポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料の分子構造を変化させて、結晶化度を高める。特定の実施形態において、浸漬液は、機能剤を更に含む。機能剤の例としては、フェニルエーテル化合物を含むが、これに限定されない。フェニルエーテル化合物の例としては、
を含み、式中のＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６、Ｘ^７、Ｘ^８、Ｘ^９、Ｘ^１０、Ｘ^１１、Ｘ^１２、Ｘ^１３、Ｘ^１４、Ｙ^１、Ｙ^２、Ｙ^３、Ｙ^４、Ｙ^５、Ｙ^６、Ｙ^７、Ｙ^８、Ｙ^９、Ｙ^１０、Ｙ^１１、Ｙ^１２、Ｚ^１、Ｚ^２、Ｚ^３、Ｚ^４、Ｚ^５、Ｚ^６、Ｚ^７、Ｚ^８、Ｚ^９、Ｚ^１０、Ｚ^１１、Ｚ^１２、Ｚ^１３、Ｚ^１４、Ｚ^１５、Ｔ^１、Ｔ^２、Ｔ^３、Ｔ^４、Ｔ^５、Ｔ^６、Ｔ^７、Ｔ^８、Ｔ^９、Ｔ^１０、Ｔ^１１、Ｔ^１２、Ｔ^１３、Ｔ^１４、Ｔ^１５、Ｔ^１６、Ｔ^１７及びＴ^１８は、水素及び炭化水素基からなる群から独立して選択されるが、これらに限定されない。炭化水素基はアルキル基であってもよい。

特定の実施形態において、浸漬液の総量（即ち１００％ｖ／ｖ）に基づいて、エチレングリコールは９０％ｖ／ｖより多く、１００％ｖ／ｖ以下の量で存在する。

特定の実施形態において、浸漬処理は１５０℃～１９５℃の範囲の温度で０．５分～４８０分間実施される。

特定の実施形態において、浸漬処理は大気圧下で実施される。

粉砕処理とは、ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料を粉砕させる（例えば、破砕する、割る、未固形化させる、または砕く）処理を指す。更に、例えば、粉砕処理によって、１枚のフレークが打ち砕かれて粉末にされたり、砕かれて完全に分離した複数の破片にされたりすることもある。粉砕処理の例として、衝撃破砕処理を含むが、これに限定されない。特定の実施形態において、衝撃破砕処理はハンマーを用いて実施される。

本開示によれば、粉砕ポリエステル材料は、０．５ｍｍ以下のサイズを有することができる。特定の実施形態において、粉砕ポリエステル材料は、１００μｍから５００μｍの範囲のサイズを有することができる。他の実施形態において、粉砕ポリエステル材料は、１００μｍから２００μｍの範囲のサイズを有することができる。

特定の実施形態において、ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料は、着色剤により着色されていて、ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料から得られる粉砕ポリエステル材料は、よって該着色剤により着色されたものとなる。このような状況において、処理方法は、脱色ポリエステル材料を得るために、粉砕ポリエステル材料を脱色処理して粉砕ポリエステル材料から着色剤を除去する工程を更に含む。

本開示によれば、脱色処理は、化学脱色処理及び物理脱色処理からなる群から選択され得る。

化学脱色処理の例としては、酸化剤を用いる酸化脱色処理を含むが、これに限定されない。酸化剤は当該技術分野において周知であり、一般的に使用されているため、本明細書では簡潔にするためにその詳細を省略する。

物理脱色処理の例としては、溶剤抽出処理及び溶剤蒸気処理を含むが、これらに限定されない。溶剤抽出処理では、液体溶剤を使用して粉砕ポリエステル材料と接触させ、粉砕ポリエステル材料上の着色剤を溶解して除去する。溶剤蒸気処理では、ガス状の溶剤を使用して粉砕ポリエステル材料と接触させ、粉砕ポリエステル材料上の着色剤を溶解して除去する。特定の実施形態において、物理的脱色処理は溶剤抽出処理である。

本開示によれば、物理脱色処理は、エチレングリコール、
からなる群から選択される少なくとも１種の脱色剤を含む脱色組成物を用いて実施され、式中のＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６、Ｘ^７、Ｘ^８、Ｘ^９、Ｘ^１０、Ｘ^１１、Ｘ^１２、Ｘ^１３、Ｘ^１４、Ｙ^１、Ｙ^２、Ｙ^３、Ｙ^４、Ｙ^５、Ｙ^６、Ｙ^７、Ｙ^８、Ｙ^９、Ｙ^１０、Ｙ^１１、Ｙ^１２、Ｚ^１、Ｚ^２、Ｚ^３、Ｚ^４、Ｚ^５、Ｚ^６、Ｚ^７、Ｚ^８、Ｚ^９、Ｚ^１０、Ｚ^１１、Ｚ^１２、Ｚ^１３、Ｚ^１４、Ｚ^１５、Ｔ^１、Ｔ^２、Ｔ^３、Ｔ^４、Ｔ^５、Ｔ^６、Ｔ^７、Ｔ^８、Ｔ^９、Ｔ^１０、Ｔ^１１、Ｔ^１２、Ｔ^１３、Ｔ^１４、Ｔ^１５、Ｔ^１６、Ｔ^１７及びＴ^１８は、水素及び炭化水素基からなる群から独立して選択される。炭化水素基はアルキル基であってもよい。特定の実施形態において、少なくとも1つの脱色剤は、エチレングリコール、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、ベンジルフェニルエーテル、ベンジル２－フェネトール及び
からなる群より選択される。

特定の実施形態において、脱色組成物は、機能剤を更に含む。機能剤の例としては、溶剤抽出処理に使用される溶剤を含むが、これに限定されない。

特定の実施形態において、脱色組成物の総量（１００％ｖ／ｖ）に基づいて、少なくとも１つの脱色剤は、９０％ｖ／ｖより大きく１００％ｖ／ｖ以下の量で存在する。

本開示によれば、物理脱色処理は、脱色組成物の沸点よりも低い温度で実施され得る。特定の実施形態において、物理脱色処理は、２３０℃以下の温度で０．５分～４８０分間実施される。他の実施形態において、物理的脱色処理は１００℃～１９５℃の範囲の温度で実施される。

本開示によれば、脱色処理は大気圧下で行ってもよい。

以下の点に注意すべきである。米国特許第４００３８８１号明細書は、ポリエステルを脱色する方法を開示しており、この方法は、エチレングリコール（脱色剤として機能する）を用いて１９０℃で脱色処理を実施することを含む。しかし、米国特許第４００３８８１号明細書の方法による脱色効果は不充分である。更に、米国特許第９８９０２６１号明細書は、ポリエステルを脱色する別の方法を開示しており、この方法は、ポリエステルを１９５℃以上のエチレングリコール蒸気に接触させて脱色効果を得ることを含む。また、米国特許第９８９０２６１号明細書は、ポリエステルを１２０℃～１８０℃の液体エチレングリコールに浸漬して脱色処理を施した場合、脱色効果が不充分であることを開示している。以上のことから、ポリエステルを１９０℃以下で直接脱色処理した場合、脱色効果が不充分である。それに対して、本開示の処理方法は、ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料を最初に浸漬処理及び粉砕処理し、次いで脱色処理することにより、脱色効果は大幅に改善される（以下の本開示の実施例によって実証される）。本開示の処理方法では、脱色は１８０℃でも１時間以内に達成できる。従って、米国特許第４００３８８１号明細書及び米国特許第９８９０２６１号明細書と比較して、本開示の処理方法は、充分な脱色効果をもたらすことができるだけでなく、短時間で同じ脱色効果を達成することができ、エネルギー消費を削減することができる。

特定の実施形態において、処理方法は、粉砕処理の後に解重合処理を実施する工程を更に含む。このような解重合処理は、粉砕ポリエステル材料または脱色ポリエステル材料に対して（即ち、粉砕処理の後、またはその後の脱色処理の後であっても）実施することができる。

解重合処理の例としては、加アルコール分解処理、加水分解処理、アミノ分解処理及び加アンモニア分解処理を含むが、これらに限定されない。

加アルコール分解処理は、例えばエチレングリコールやメタノールなどのアルコール系鎖切断剤を用いて実施することができる。

加水分解処理の例としては、アルカリ加水分解処理、酸加水分解処理及び中性加水分解処理を含む。アルカリ加水分解処理は、当該技術分野において周知且つ一般的に使用されているアルカリ水溶液を用いて実施することができる（従って、アルカリ水溶液の詳細については、簡略化のために本明細書では省略する）。酸加水分解処理は、当該技術分野において周知且つ一般的に使用されている酸性水溶液を用いて実施することができる（従って、酸性水溶液の詳細については、簡略化のために本明細書では省略する）。中性加水分解処理は、当該技術分野において周知且つ一般的に使用されている中性水溶液を用いて実施することができる（従って、中性水溶液の詳細については、簡略化のために本明細書では省略する）。

アミノ分解処理は、当該技術分野において周知且つ一般的に使用されるアミン系鎖切断剤、例えば、第一級アミン、第二級アミン及び第三級アミンを使用して実施され得る（従って、アミン系鎖切断剤の詳細については、簡略化のために本明細書では省略する）。

加アンモニア分解処理は、アンモニア（ＮＨ_３）である鎖切断剤を使用して実施することができる。

特定の実施形態において、解重合処理は加アルコール分解処理である。

特定の実施形態において、加アルコール分解処理は、エチレングリコールを含む加アルコール分解組成物を用いて実施される。加アルコール分解組成物は、機能剤を更に含むことができる。機能剤の例としては、フェニルエーテル化合物を含むが、これに限定されない。フェニルエーテル化合物は、浸漬液に使用されるものであってよい。加アルコール分解組成物の総量（即ち、１００％ｖ／ｖ）に基づいて、エチレングリコールは、９０％ｖ／ｖより多く、１００％ｖ／ｖ以下の量で存在してもよい。

加アルコール分解処理は、加アルコール分解組成物の沸点よりも低い温度で実施することができる。特定の実施形態において、加アルコール分解処理は１９６℃以下の温度で０．５分～４８０分間実施する。他の実施形態において、加アルコール分解処理は１６０℃～１９６℃の範囲の温度で実施する。

特定の実施形態において、解重合処理は大気圧下で実施する。

特定の実施形態において、解重合処理は金属触媒の存在下で実施する。金属触媒の例としては、金属、金属酸化物、金属塩化物及び酸の金属塩を含むが、これらに限定されない。

金属の例としては、亜鉛金属を含むが、これに限定されない。亜鉛金属は、解重合処理の進行を促進することができる。更に、脱色ポリエステル材料がその上に着色剤の残留物をまだ有する場合、解重合処理の間、亜鉛金属は、脱色ポリエステル材料から残留着色剤を除去するように、エチレングリコールの存在下で残留着色剤の分解を促進することができる。特定の実施形態において、亜鉛金属は、亜鉛－炭素電池の亜鉛電極である。

金属酸化物の例としては、酸化亜鉛を含むが、これに限定されない。

金属塩化物の例としては、塩化亜鉛を含むが、これに限定されない。

酸の金属塩の例としては、酢酸亜鉛を含むが、これに限定されない。

以下、本開示の実施例について説明する。これらの実施例は、例示的かつ説明的なものであり、且つ、本発明を限定するものと解釈されるべきではないことを理解されたい。

Ａ１．ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料の例示的処理方法及び比較対照的方法
比較対照的方法１－１
１ｃｍ×１ｃｍの大きさを有する青色ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フレーク（Ｃｏｃａ－ＣｏｌａＣｏｍｐａｎｙ社製Ｓｃｈｗｅｐｐｅｓ（登録商標）ＳｐａｒｋｌｉｎｇＷａｔｅｒの市販ＰＥＴボトルから調製）を、空気中１９０℃で２０分間加熱処理して、加熱ポリエステルフレークを得た。該加熱したポリエステルフレークを、ハンマーを用いて１気圧、室温（約２５℃）で衝撃破砕処理を行って、比較用の衝撃破砕ポリエステル材料を得た。

比較対照的方法１－２～１－８
比較対照的方法１－２～１－８は、加熱処理の温度及び時間の少なくとも一方を下記表1に示されるように変更した以外は、比較対照的方法１－１と同様である。

本開示による例示的方法１－１
１ｃｍ×１ｃｍの大きさを有する青色ＰＥＴフレーク（Ｃｏｃａ－ＣｏｌａＣｏｍｐａｎｙ社製Ｓｃｈｗｅｐｐｅｓ（登録商標）ＳｐａｒｋｌｉｎｇＷａｔｅｒの市販ＰＥＴボトルから調製）を、エチレングリコールに１気圧、１７０℃で６０分間浸漬処理した。その後、ろ過及び乾燥を実施した。それにより、浸漬ポリエステルフレークを得た。

該浸漬ポリエステルフレークを、ハンマーを用いて１気圧、室温（約２５℃）で衝撃破砕処理を行って、例示的な衝撃破砕ポリエステル材料を得た。

本開示による例示的方法１－２～１－８
例示的方法１－２～１－８は、浸漬処理の温度及び時間の少なくとも一方を以下の表２に示されるように変更した以外は、例示的方法１－１と同様である。

Ａ２－１．特性評価
外観の分析
例示的方法１－１～１－８を用いて得られた例示的な衝撃破砕ポリエステル材料及び比較対照的方法１－１～１－８を用いて得られた比較用の衝撃破砕ポリエステル材料を写真撮影した。その結果は以下の図１及び図２に示される。

サイズ測定
例示的方法１－１～１－８を用いて得られた例示的な衝撃破砕ポリエステル材料及び比較対照的方法１－１～１－８を用いて得られた比較用の衝撃破砕ポリエステル材料について、走査型電子顕微鏡（メーカー：Ｎｏｖａ（商標）、モデル：ＮａｎｏＳＥＭ２３０）を用いてサイズを測定した。結果は以下の表１及び表２に示される。

結晶化度の測定
例示的方法１－６の過程で得られた浸漬ポリエステルフレーク及び比較対照的方法１－１の過程で得られた加熱ポリエステルフレークについて、Ｘ線回折装置（製造業者：リガク、モデル：ＳｍａｒｔＬａｂＳＥ）を用いて結晶化度を測定した。また、例示的方法１－６及び比較対照的方法１－１で使用した青色ＰＥＴフレークは同一であるため、同様の結晶化度の測定を行った。その結果は図３に示される。

Ａ２－２．特性評価結果

比較対照的方法１－１～１－８は、米国特許第７３８０７３５号明細書に開示されている処理方法に対応する。図１及び図２並びに表１及び表２に示されるように、衝撃破砕処理の条件が同じ場合、青色ＰＥＴフレークは、２３０℃で４０分間の加熱処理、又は２５０℃で加熱処理を受けることのみで未固形化又は破砕され得（比較対照的方法１－１～比較対照的方法１－８により実証されている）、また、青色ＰＥＴフレークは、エチレングリコール中、１７０℃～１９０℃で浸漬処理を受けることでその外観及び構造が変化し得る（例示的方法１－１～例示的方法１－８により実証されている）。従って、米国特許第７３８０７３５号明細書の処理方法と比較して、本開示の処理方法は、比較的低温を必要とし、従って多量のエネルギーを消費しない。

更に、衝撃破砕処理が同じ条件で且つ加工温度及び加工時間（即ち１９０℃、２０分）も同じである場合、比較対照的方法１－２においては、青色ＰＥＴフレークの外観に大きな変化はなかったが、例示的方法１－６においては、浸漬処理により青色ＰＥＴフレークが未固形化されたり、破断されたりした。従って、米国特許第７３８０７３５号明細書の処理方法と比較して、本開示の処理方法は、より短時間で容易に破砕ポリエステル材料を提供することができ、従って、低エネルギーだけ必要とし、高い粉砕効率を有する。

また、図３を参照すると、比較対照的方法１－１の過程で得られた加熱ポリエステルフレーク及び例示的方法１－６の過程で得られた浸漬ポリエステルフレークは、それぞれ２θ＝１８°、２θ＝２３．４°及び２θ＝２５．８°に３つの特徴的なピークを示したことから、これらの特徴的なピークは、それぞれＰＥＴの以下の格子面：（０１０）、（１１０）及び（１００）に対応していると推測される。従って、比較対照的方法１－１と例示的方法１－６の両方とも、結晶化度を有するＰＥＴをもたらす可能性がある。

更に、図３に示されるように、比較対照的方法１－１で得られた加熱ポリエステルフレークの特徴的なピークは、それぞれ１８５１ａ．ｕ．（任意単位）、４８８３ａ.ｕ.及び１４４０６ａ.ｕ.の強度を有し、それぞれ１．２、１．５及び０．９の半値全幅（ＦＷＨＭ）を有する。一方、例示的方法１－６で得られた浸漬ポリエステルフレークの特徴的なピークは、それぞれ１０２２２ａ.ｕ.、２６５６７ａ.ｕ.及び６６０５０ａ.ｕ.の強度を有し、それぞれ０．６、０．８、及び０．９のＦＷＨＭを有する。比較対照的方法１－１の過程で得られた加熱ポリエステルフレークの特徴的なピークの強度及びＦＷＨＭと比較して、例示的方法１－６の過程で得られた浸漬ポリエステルフレークの特徴的なピークの強度及びＦＷＨＭはそれぞれより強く、より狭く、例示的方法１－６（即ち、本開示の処理方法）の過程で得られた浸漬ポリエステルフレークは、比較対照的方法１－１（即ち、米国特許第７３８０７３５号明細書の従来方法）の過程で得られた加熱ポリエステルフレークよりも高い結晶化度を有することを示している。前述の結果に基づくと、同じ加工時間で、本開示の処理方法は、米国特許第７３８０７３５号明細書の方法と比較して、より短時間で高い結晶化度を有するポリエステル材料を提供できることが推測される。

Ｂ１．ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料のさらなる例示的処理方法及び比較対照的処理方法
比較対照的方法２－１
１ｃｍ×１ｃｍの大きさを有する青色ＰＥＴフレーク（Ｃｏｃａ－ＣｏｌａＣｏｍｐａｎｙ社製Ｓｃｈｗｅｐｐｅｓ（登録商標）ＳｐａｒｋｌｉｎｇＷａｔｅｒの市販ＰＥＴボトルから調製）０．４ｇを、１０ｍＬのエチレングリコールに１８０℃で４０分間浸漬する脱色処理を行った。その後、ろ過及び乾燥を実施した。それにより、比較用の脱色ポリエステル材料（０．４ｇ）を得た。

比較対照的方法２－２～２－４
比較対照的方法２－２～２－４は、脱色処理の時間を下記表３に示されるように変更した以外は、比較対照的方法２－１と同様である。

本開示による例示的方法２－１
１ｃｍ×１ｃｍの大きさを有する青色ＰＥＴフレーク（Ｃｏｃａ－ＣｏｌａＣｏｍｐａｎｙ社製Ｓｃｈｗｅｐｐｅｓ（登録商標）ＳｐａｒｋｌｉｎｇＷａｔｅｒの市販ＰＥＴボトルから調製）０．４ｇを、１０ｍＬのエチレングリコールに１気圧、１８０℃で３０分間浸漬処理した。その後、ろ過及び乾燥を実施した。その結果、浸漬ポリエステルフレーク（０．４ｇ）を得た。

該浸漬したポリエステルフレーク０．４ｇを、ハンマーを用いて１気圧、室温（約２５℃）で衝撃破砕処理を行って、０．５ｍｍ以下の大きさを有する衝撃破砕ポリエステル材料（０．４ｇ）を得た。

該衝撃破砕ポリエステル材料０．４ｇを、１０ｍＬのエチレングリコールに１８０℃で３０分間浸漬する脱色処理を行った。その後、ろ過及び乾燥を実施した。それにより、例示的な脱色ポリエステル材料（０．４ｇ）を得た。

本開示による例示的方法２－２
例示的方法２－２は、脱色処理の時間を以下の表３に示されるように変更した以外は、例示的方法２－１と同様である。

Ｂ２－１．特性評価
反射率の測定
例示的方法２－１及び例示的方法２－２で得られた例示的な脱色ポリエステル材料、並びに比較対照的方法２－１～比較対照的方法２－４で得られた比較用の脱色ポリエステル材料について、ＵＶ－ＶＩＳ（紫外可視）分光光度計（Ｊａｓｃｏ社製、Ｖ－６７０）を用いて、波長６３７ｎｍの光に対する反射率を測定した。また、例示的方法２－１、例示的方法２－２及び比較対照的方法２－１～比較対照的方法２－４で使用した青色ＰＥＴフレークは同一であるため、同様に反射率の測定を行った。その結果は下記表３に示される。

Ｂ２－２．特性評価結果

表３に示されるように、浸漬処理及び衝撃破砕処理を採用した例示的方法２－２については、例示的方法２－２は、６０分の脱色処理しか行っていないにもかかわらず、得られた例示的な脱色ポリエステル材料は、９０％の反射率を有する。しかし、浸漬処理及び衝撃破砕処理を行わない比較対照的方法２－４については、比較対照的方法２－４で３００分の脱色処理を行ったにもかかわらず、得られた比較用の脱色ポリエステル材料の反射率は８７％にとどまった。更に、例示的方法２－１は、比較対照的方法２－１～比較対照的方法２－３と比較して、わずか４０分で充分な反射率を達成することができた。前述の結果は、本開示の処理方法がその浸漬処理及び衝撃破砕処理（即ち、粉砕処理）によって、その後の脱色処理に要する時間を短縮し、優れた脱色効果を達成できることを示している。

Ｃ１．ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料のさらに別の例示的処理方法及び比較対照的処理方法

比較対照的方法３
１ｃｍ×１ｃｍの大きさを有する青色ＰＥＴフレーク（Ｃｏｃａ－ＣｏｌａＣｏｍｐａｎｙ社製Ｓｃｈｗｅｐｐｅｓ（登録商標）ＳｐａｒｋｌｉｎｇＷａｔｅｒの市販ＰＥＴボトルから調製）０．０６ｇと、１ｃｍ×１ｃｍの大きさを有する緑色ＰＥＴフレーク（ＫｉｎｇＣａｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｏ．，Ｌｔｄ．社製Ｍｉｎｉ－ｏｌｉｇｏｗａｔｅｒの市販ＰＥＴボトルから調製）０．０６ｇと、１ｃｍ×１ｃｍの大きさを有する緑色ＰＥＴフレーク（Ｃｏｃａ－ＣｏｌａＣｏｍｐａｎｙ社製Ｓｐｒｉｔｅの市販ＰＥＴボトルから調製）０．０６ｇと、１ｃｍ×１ｃｍの大きさを有する淡青色ＰＥＴフレーク（ＴａｉｙｅｎＢｉｏｔｅｃｈＣｏ．，Ｌｔｄ．社製海洋アルカリイオン水の市販ＰＥＴボトルから調製）０．０６ｇと、１ｃｍ×１ｃｍの大きさを有する透明ＰＥＴフレーク（Ｃｏｃａ－ＣｏｌａＣｏｍｐａｎｙ社製Ｃｏｃａ－Ｃｏｌａ市販ＰＥＴボトルより調製）０．０６ｇとを混合し、混合色を有するポリエステルフレークを得た。

混合色を有するポリエステルフレークを、１０ｍＬのエチレングリコールに１８０℃で６０分間浸漬する脱色処理を行った。その後、ろ過及び乾燥を実施した。それにより、比較用の脱色ポリエステル材料を得た。

本開示による例示的方法３
混合色を有するポリエステルフレークは、比較対照的方法３で使用したものを調製する手順を用いて調製した。

該混合色を有するポリエステルフレーク０．３ｇを、１０ｍＬのエチレングリコールに１気圧、１８０℃で２０分間浸漬処理した。その後、ろ過及び乾燥を実施した。それにより、混合色を有する浸漬ポリエステルフレークを得た。

該混合色を有する浸漬ポリエステルフレーク０．３ｇを、ハンマーを用いて１気圧、室温（約２５℃）で衝撃破砕処理を行って、０．５ｍｍ以下の大きさを有する混合色を有する衝撃破砕ポリエステル材料（０．３ｇ）を得た。

該混合色を有する衝撃破砕ポリエステル材料を、１０ｍＬのエチレングリコールに１８０℃で６０分間浸漬する脱色処理を行った。その後、ろ過及び乾燥を実施した。それにより、例示的な脱色ポリエステル材料が得られた。

Ｃ２－１.特性評価
反射率の測定
例示的方法３で得られた例示的な脱色ポリエステル材料及び比較対照的方法３で得られた比較用の脱色ポリエステル材料について、ＵＶ－ＶＩＳ分光光度計（Ｊａｓｃｏ社製、Ｖ－６７０）を用いて、３００ｎｍ～８００ｎｍの範囲の波長の光に対する反射率を測定した。また、例示的方法３及び比較対照的方法３で使用した混合色を有するポリエステルフレークは同一であるため、同様に反射率の測定を行った。その結果は図４に示される。

Ｃ２－２.特性評価結果
図４を参照すると、浸漬処理及び衝撃破砕処理を採用する例示的方法３について、得られた例示的な脱色ポリエステル材料は、混合色を有するポリエステルフレークと比較して、（３００ｎｍ～８００ｎｍの範囲の波長を有する光に対して）著しく向上した反射率を有する。しかし、浸漬処理及び衝撃破砕処理を行わない比較対照的方法３については、得られた比較用の脱色ポリエステル材料は、概して、混合色を有するポリエステルフレークと同程度の反射率（波長３００ｎｍ～８００ｎｍの光に対して）を有する。前述の結果は、本開示の処理方法がその浸漬処理及び衝撃破砕処理（即ち、粉砕処理）によって、優れた脱色効果を達成できることを示す。

Ｄ１．ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料のさらに別の例示的加工方法及び比較対照的加工方法

比較対照的方法４－１
１ｃｍ×１ｃｍの大きさを有する淡青色ＰＥＴフレーク（ＴａｉｙｅｎＢｉｏｔｅｃｈＣｏ．，Ｌｔｄ．社製海洋アルカリイオン水の市販ＰＥＴボトルから調製）０．４ｇを、ジベンジルエーテル１０ｍＬに１８０℃で６０分間浸漬する脱色処理を行った。その後、ろ過及び乾燥を実施した。それにより、比較用の脱色ポリエステル材料（０．４ｇ）を得た。

比較対照的方法４－２～４－６
比較対照的方法４－２～４－６は、脱色処理の時間を下記表４に示すように変更した以外は、比較対照的方法４－１と同様である。

本開示による例示的方法４－１
１ｃｍ×１ｃｍの大きさを有する淡青色ＰＥＴフレーク（ＴａｉｙｅｎＢｉｏｔｅｃｈＣｏ., Ｌｔｄ.社製海洋アルカリイオン水の市販ＰＥＴボトルから調製）０．４ｇを、１０ｍＬのエチレングリコールに１気圧、１８０℃で６０分間浸漬処理した。その後、ろ過及び乾燥を実施した。それにより、浸漬ポリエステルフレーク（０．４ｇ）を得た。

該浸漬ポリエステルフレーク０．４ｇを、ハンマーを用いて１気圧、室温（約２５℃）で衝撃破砕処理を行って、０．５ｍｍ以下の大きさを有する衝撃破砕ポリエステル材料（０．４ｇ）を得た。

該衝撃破砕ポリエステル材料０．４ｇを、１０ｍＬのジベンジルエーテルに１８０℃で４０分間浸漬する脱色処理を行った。その後、ろ過及び乾燥を実施した。それにより、例示的な脱色ポリエステル材料（０．４ｇ）を得た。

本開示による例示的方法４－２～４－６
例示的方法４－２～４－６は、脱色処理の時間を下記表４に示すように変更した以外は、例示的方法４－１と同様である。

Ｄ２－１.特性評価
反射率の測定
例示的方法４－１～４－６で得られた例示的な脱色ポリエステル材料及び比較対照的方法４－１～４－６で得られた比較用の脱色ポリエステル材料について、ＵＶ－ＶＩＳ分光光度計（Ｊａｓｃｏ社製、Ｖ－６７０）を用いて、波長６７９ｎｍの光に対する反射率を測定した。また、例示的方法４－１～４－６及び比較対照的方法４－１～４－６で使用した淡青色ＰＥＴフレークは同一であるため、同様に反射率の測定を行った。その結果は下記図４に示される。

Ｄ２－２.特性評価結果

表４に示されるように、浸漬処理及び衝撃破砕処理を採用した例示的方法４－１について、例示的方法４－１が６０分の脱色処理しか採用していないにもかかわらず、得られた例示的な脱色ポリエステル材料の反射率は９０％を有する。しかし、浸漬処理及び衝撃破砕処理を行わない比較対照的方法４－５については、比較対照的方法４－５で３００分の脱色処理を行ったにもかかわらず、得られた比較用の脱色ポリエステル材料の反射率は９０％にとどまった。更に、比較対照的方法４－６は、脱色効果を得るために３６０分の脱色を要したが、これはわずか６０分の脱色で済む例示的方法４－１の脱色効果にかろうじて匹敵するものである。前述の結果は、本開示の処理方法がその浸漬処理及び衝撃破砕処理（即ち、粉砕処理）によって、その後の脱色処理に要する時間を短縮し、優れた脱色効果を達成できることを示している。

Ｅ１．ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料別のさらに別の例示的加工方法及び比較対照的加工方法

比較対照的方法５
２ｍｍ×２ｍｍ×２ｍｍの大きさを有するＰＥＴチップ（メーカー：ＬＩＢＯＬＯＮ、仕様：白色・ボトルグレード）５ｇと、エチレングリコール３０ｍＬと、亜鉛金属１ｇとを混合し、１９０℃で１５０分間解重合を行った。その後、濾過を実施して、テレフタル酸ビス（２－ヒドロキシエチル）を含む濾過ケーキ及び濾液を得た。

例示的方法５
２ｍｍ×２ｍｍ×２ｍｍの大きさのＰＥＴチップ（メーカー：ＬＩＢＯＬＯＮ、仕様：白色、ボトルグレード）５ｇを、３０ｍＬのエチレングリコールに１気圧、１９０℃で２０分間浸漬処理した。その後、ろ過及び乾燥を実施した。それにより、浸漬ポリエステルチップ（５ｇ）を得た。

該浸漬ポリエステルチップ５ｇを、ハンマーを用いて１気圧、室温（約２５℃）で衝撃破砕処理を行って、０．５ｍｍ以下の大きさの衝撃破砕ポリエステル材料（５ｇ）を得た。

該衝撃破砕ポリエステル材料５ｇと、エチレングリコール３０ｍＬと、亜鉛金属１ｇとを混合し、１９０℃で１５０分間解重合を進行させた。その後、濾過を実施して、テレフタル酸ビス（２－ヒドロキシエチル）を含む濾過ケーキ及び濾液を得た。

Ｅ２－１．パフォーマンス評価

ＰＥＴチップ転化率の測定
例示的方法５及び比較対照的方法５のそれぞれについて、下記式（Ｉ）を用いて、ＰＥＴチップからテレフタル酸ビス（２－ヒドロキシエチル）への転化率（以下、ＰＥＴチップ転化率と略記する）を求めた：
Ａ＝（Ｂ－Ｃ）／Ｂ×１００％（Ｉ）
式中Ａ＝ＰＥＴ転化率（％）
Ｂ＝使用したＰＥＴチップの量（ｇ）
Ｃ＝得られた濾過ケーキの量（ｇ）
その結果は以下の表５に示される。

Ｅ２－２．パフォーマンス評価結果

表５に示されるように、浸漬処理及び衝撃破砕処理を採用した例示的方法５については、得られたＰＥＴチップ転化率は９８．５％である。しかし、浸漬処理及び衝撃破砕処理を行わない比較対照的方法５については、得られたＰＥＴチップ転化率は４２．４％にとどまった。上述の結果は、本開示の処理方法がその浸漬処理及び衝撃破砕処理（即ち、粉砕処理）によって、ＰＥＴチップからテレフタル酸ビス（２－ヒドロキシエチル）への転化速度を向上させることができ、従って、優れた解重合効果を示すことを示している。

要するに、本開示の加工方法は、その浸漬処理により、粉砕処理（例えば衝撃破砕処理）の時間を効果的に短縮することができ、粉砕ポリエステル材料を容易に得ることができる（即ち、粉砕効率が優れている）。更に、粉砕ポリエステル材料は、その後の脱色処理及び解重合処理の効率を大幅に向上させることができる。従って、本開示の処理方法は満足できるものである。

上記においては、説明のため、実施形態の完全な理解を促すべく多くの具体的な詳細が示された。しかしながら、当業者であれば、一またはそれ以上の他の実施形態が具体的な詳細を示さなくとも実施され得ることが明らかである。また、本明細書における「一つの実施形態」「一実施形態」を示す説明において、序数などの表示を伴う説明は全て、特定の態様、構造、特徴を有する本発明の具体的な実施に含まれ得るものであることと理解されたい。更に、本説明において、時には複数の変化例が一つの実施形態、図面、またはこれらの説明に組み込まれているが、これは本説明を合理化させるためのもので、また、本発明の多面性が理解されることを目的としたものであり、また、一実施形態における一またはそれ以上の特徴あるいは特定の具体例は、適切な場合には、本開示の実施において、他の実施形態における一またはそれ以上の特徴あるいは特定の具体例と共に実施され得る。

以上、本発明の好ましい実施形態及び変化例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、最も広い解釈の精神および範囲内に含まれる様々な構成として、全ての修飾および均等な構成を包含するものとする。

Claims

ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料を、エチレングリコールを含む浸漬液で浸漬処理することにより、前記ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料の結晶化度よりも高い結晶化度を有する浸漬ポリエステル材料を得る工程と、
前記浸漬ポリエステル材料に粉砕処理を施し、粉砕ポリエステル材料を得る工程と、を含む、ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料の処理方法。
前記浸漬処理は、１５０℃～１９５℃の範囲の温度で０．５分～４８０分間実施される、請求項１に記載の方法。
前記ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料は着色剤により着色されていて、前記ポリアルキレンベンゼンジカルボキシラート材料から得られる前記粉砕ポリエステル材料は前記着色剤により着色されており、該方法は、前記粉砕ポリエステル材料を脱色処理して前記粉砕ポリエステル材料から前記着色剤を除去する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
前記脱色処理は、化学脱色処理及び物理脱色処理からなる群から選択される、請求項３に記載の方法。
前記物理脱色処理は、溶剤抽出処理及び溶剤蒸気処理からなる群から選択される、請求項４に記載の方法。
前記物理脱色処理は溶剤抽出処理である、請求項５に記載の方法。
前記物理脱色処理は、エチレングリコール、
からなる群から選択される少なくとも１種の脱色剤を含む脱色組成物を用いて実施され、式中のＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、Ｒ^１０、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６、Ｘ^７、Ｘ^８、Ｘ^９、Ｘ^１０、Ｘ^１１、Ｘ^１２、Ｘ^１３、Ｘ^１４、Ｙ^１、Ｙ^２、Ｙ^３、Ｙ^４、Ｙ^５、Ｙ^６、Ｙ^７、Ｙ^８、Ｙ^９、Ｙ^１０、Ｙ^１１、Ｙ^１２、Ｚ^１、Ｚ^２、Ｚ^３、Ｚ^４、Ｚ^５、Ｚ^６、Ｚ^７、Ｚ^８、Ｚ^９、Ｚ^１０、Ｚ^１１、Ｚ^１２、Ｚ^１３、Ｚ^１４、Ｚ^１５、Ｔ^１、Ｔ^２、Ｔ^３、Ｔ^４、Ｔ^５、Ｔ^６、Ｔ^７、Ｔ^８、Ｔ^９、Ｔ^１０、Ｔ^１１、Ｔ^１２、Ｔ^１３、Ｔ^１４、Ｔ^１５、Ｔ^１６、Ｔ^１７及びＴ^１８は、水素及び炭化水素基からなる群から独立して選択される、請求項５に記載の方法。
前記物理脱色処理は、前記脱色組成物の沸点よりも低い温度で実施される、請求項７に記載の方法。
前記物理脱色処理は、２３０℃以下の温度で０．５分～４８０分間実施される、請求項８に記載の方法。
前記物理脱色処理は、１００℃～１９５℃の範囲の温度で実施される、請求項９に記載の方法。
前記粉砕処理の後に解重合処理を実施する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
前記解重合処理が、加アルコール分解処理、加水分解処理、アミノ分解処理及び加アンモノ分解処理からなる群から選択される、請求項１１に記載の方法。
前記解重合処理は加アルコール分解処理である、請求項１２に記載の方法。
前記加アルコール分解処理は、エチレングリコールを含む加アルコール分解組成物を使用して実施される、請求項１３に記載の方法。
前記加アルコール分解処理は、加アルコール分解組成物の沸点よりも低い温度で実施される、請求項１４に記載の方法。
前記加アルコール分解処理は、１９６℃以下の温度で０．５分～４８０分間実施される、請求項１５に記載の方法。
前記加アルコール分解処理は、１６０℃～１９６℃の範囲の温度で実施される、請求項１６に記載の方法。
前記解重合処理は、金属触媒の存在下で実施される、請求項１１に記載の方法。
前記金属触媒は、亜鉛金属、酸化亜鉛、酢酸亜鉛、塩化亜鉛及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１８に記載の方法。
前記亜鉛金属は、亜鉛－炭素電池の亜鉛電極である、請求項１９に記載の方法。