JP7270007B2 - リサイクルフィルムからポリエステル材料を形成する方法 - Google Patents

Description

本開示は、ポリエステル材料を形成する方法に関し、具体的には、リサイクルフィルムからポリエステル材料を形成する方法に関する。

循環型経済又はプラスチックのリサイクルの市場が徐々に発展する中、機械的特性及び加工性が大きく影響を受けないという前提のもと、世界的なプラスチックの削減及びエネルギーの節約を達成するために、どのように環境に優しいリサイクル材料を導入するかが、研究課題となっている。

ペットボトル又は布には、ポリエステル材料が使用される。しかしながら、ポリエステルを含む別の製品をリサイクルし、再製造することについての関心はとても少ない。

従って、本開示は、リサイクルフィルムからポリエステル材料を形成する方法を提供し、これにより形成されるポリエステル材料は、より良好な材料強度及び／又は加工性を有する。

実施形態において、本開示のリサイクルフィルムからポリエステル材料を形成する方法は、ポリエステルを含むリサイクル材料を形成するために、リサイクルフィルムにフィルム表面処理を行うことと、第１の固有粘土を有するリサイクルチップ材料を形成するために、リサイクル材料を分解することと、リサイクルチップ材料により、第１の固有粘度より大きい第２の固有粘度を有するポリエステル材料を形成することと、を備える。

本開示の実施形態によれば、リサイクルフィルムにフィルム表面処理を行うことは、リサイクルフィルムの表面材料を物理的に除去することを含んでよい。

本開示の実施形態によれば、第１の固有粘度は、０．６ｄＬ／ｇ以下であり、第２の固有粘度は、０．６３ｄＬ／ｇ以上であってよい。

本開示の実施形態によれば、本開示のリサイクルチップ材料からポリエステル材料を形成する方法は、押出装置内にリサイクルチップ材料を配置することと、押出装置内に配置されたリサイクルチップ材料を加熱し、押出装置によりポリエステル材料を形成することと、を含んでよい。

本開示の実施形態によれば、加熱は、２３０℃～３００℃で行われてよい。

本開示の実施形態によれば、加熱の時間は、１５～６０分であってよい。

本開示の実施形態によれば、本開示のリサイクルチップ材料からポリエステル材料を形成する方法は、押出装置内に配置されたリサイクルチップ材料に減圧を行うことをさらに含んでよい。

本開示の実施形態によれば、減圧は、１ｍｂａｒ～６ｍｂａｒで行われてよい。

本開示の実施形態によれば、減圧の時間は、１５～６０分であってよい。

本開示の実施形態によれば、ポリエステル材料を形成する方法は、連続して行われてよい。

上記に鑑みて、本開示のリサイクルフィルムからポリエステル材料を形成する方法は、より良好な材料強度及び／又は加工性を有するポリエステル材料を形成することができる

図１は、本開示の実施形態に係る、リサイクルフィルムからポリエステル材料を形成する方法の部分概略フロー図である。

以下の詳細な説明において、限定ではなく例示として、特定の具体例を示す実施形態の例が、本開示の様々な原理について完全な理解を提供するために記載される。しかしながら、本開示は本明細書に開示される特定の具体例の範囲外の他の実施形態により実装されてもよいことが当業者にとって理解される。さらに、一般に既知の装置、方法、及び材料についての説明は、本開示の様々な原理の説明に焦点を当てるために、省略され得る。

本明細書において表される範囲は、「約」特定の値から「約」特定の値としてあらわされ得、特定の値及び／又は別の特定の値で直接表され得る。範囲を表す際、別の実施形態は、前記される特定の値から及び／又は別に特定の値までの値を含む。同様に、値が接頭辞「約」を使用して近似値で示される場合、特定の値は別の実施形態を構成することが理解される。各範囲の最大値及び最小値は、別の最大値及び最小値に明らかに関連する又は別の最大値及び最小値とは独立していることがさらに理解される。

本開示において、（可能、できる、例えば、又はその他の同様な用語等の）非限定的な用語は、任意の又は選択的な実装例、含有例、追加例、又は配置例である。

他に定義されない限り、本明細書において使用される（技術用語及び科学用語を含む）全ての用語は、本開示が属する分野の当業者の一般的な知識と同じ意味を持つ。また、（一般的な辞書において定義されるような）用語は、関連する技術的な文脈における意味と同じ意味を持つと解釈され、本明細書において特別に定義されない限り理想的に又は過剰に形式的に解釈されるべきではないことが理解される。

［リサイクルフィルム］

リサイクルフィルムを取得する方法は、例えば、ポリエステル材料を含有する様々な種類のリサイクルフィルムを収集することを含み、その対応する分類は、当該リサイクルフィルムの種類、色、及び／又は用途に応じて行われる。当該リサイクルフィルムは、例えば、工業的にリサイクルされたＰＥＴフィルムを含むが、本開示はこれに限定されない。

本開示における「ポリエステル」、「ポリエステル材料」、及びその他の用語は、任意の種類のポリエステルであってよく、特に芳香族ポリエステルであり、また、本実施形態において、具体的には、テレフタル酸（ＰＴＡ）及びエチレングリコール（ＥＧ）に由来するポリエステル（すなわち、ポリエチレンテレフタレート、ＰＥＴ）である。

さらに、本明細書におけるポリエステルは、例えば、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、又はそれらの組み合わせであってもよい。本実施形態において、ポリエステルは、好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、及びその組み合わせである。さらに、共重合体が使用されてもよく、当該共重合体は、具体的には、２つ以上のジカルボン酸及び／又は２つ以上のジオール成分を用いて取得されてよい。

［リサイクルフィルムの処理］

リサイクルフィルムにフィルム表面処理が行われ、（フィルム表面処理前のリサイクルフィルムと比較して）ポリエステルをより多く含有するリサイクル材料が形成されてよい。

本実施形態において、リサイクルフィルムのフィルム表面を形成する（フィルム布として呼称されてもよい）表面材料は、スクレーパーの表面による破壊すること、空気により廃棄された物体を吹き飛ばすこと及び／又は洗浄すること等の適切な物理的方法により除去され、これにより、リサイクル材料が形成される。例えば、ステップＳ１０からステップＳ２０に示されるように、リサイクルフィルムは、例えば、リサイクルポリエステルフィルムを含み、表面材料を除去するために、スクレーパーの表面による破壊すること、空気により廃棄された物体を吹き飛ばすこと及び／又は洗浄すること等の連続した処理の組み合わせによって処理されてよい。

本実施形態において、リサイクルフィルムの表面材料は、例えば、対応する接着剤又は層、離型剤又は層、着色剤又は塗装剤、その他、であってよいが、本開示はこれに限定されない。本実施形態において、当該表面材料のポリエステル内容量は、（リサイクル材料と比較して及び／又はフィルム表面処理前のリサイクルフィルム全体と比較して）比較的少ない。

本実施形態において、除去された表面材料は、（ステップＳ２１に示される）適切な方法で収集及び／又は処理されてよいが、本開示はこれに限定されない。

［リサイクル材料の処理］

本実施形態において、リサイクル材料が（ステップＳ３０に示されるように）物理的手段（例えば、機械的粉砕又は機械的切断）で分割され、リサイクルチップ材料が形成されてよい。換言すれば、分割されたリサイクル材料のサイズは、リサイクル材料と比較して小さくてよい。例えば、リサイクル材料は、シート状又はフィルム状であってよく、分割されたリサイクル材料は、ブロック状、粉状、又は粒状であってよい。

本実施形態において、（例えば、ステップＳ４０に示されるように）リサイクルチップ材料は、さらに、フィルム分割処理の対象となる。例えば、当該フィルム分割処理は、分割されたリサイクル材料を加熱及び／又は低圧で安置して、さらに乾燥させることを含むが、本開示はこれに限定されない。別の実施形態において、当該フィルム分割処理は、例えば、対応する圧縮を含むが、本開示はこれに限定されない。

本実施形態において、分割されたリサイクル材料は、対応する固有粘度（ＩＶ）を有する。本実施形態において、分割されたリサイクル材料の固有粘度は、０．６ｄＬ／ｇ以下である。

［ポリエステル材料の形成］

ステップＳ５０からＳ８０に示されるように、リサイクルチップ材料は、ポリエステル材料へと形成されてよい。本実施形態において、リサイクルチップ材料が、溶解、ろ過、押出ステップにより再形成され（例えば、その中のポリエステル分子が再配置され）、ポリエステル材料が形成されてよい。ポリエステル材料は、ペレット化された後のリサイクルポリエステルチップを含む。本実施形態において、上記の物理的再製造工程により形成されたポリエステルチップは、物理リサイクルポリエステルチップと呼称される。

例えば、リサイクルチップ材料は、押出装置に配置される。押出装置は、例えば、単軸押出機（ＳＳＥ）、二軸押出機、又はその他の軸押出機を含む。押出装置は、リサイクルチップ材料を溶かして溶解状態にしてよい。次に、溶解状態のリサイクルチップ材料は、リサイクルチップ材料内の固体不純物を除去するために、フィルタスクリーンによりろ過されてよい。その後、ろ過されたリサイクルチップ材料は、押出され、ペレット化されて、物理リサイクルポリエステルチップが形成されてよい。

本実施形態において、リサイクルチップ材料は物理的手段により分割された材料であるため、溶解に必要な時間及び／又はエネルギー消費が低減可能である。

本実施形態において、上記の押出装置は、押出機械に取り付けられる（再度フィーダ等の）フィーダを備えてよいが、本開示はこれに限定されない。ポリエステル材料を押出する間又は前に、好適な添加物がフィーダにより混合されてよいが、本開示はこれに限定されない。

本実施形態において、押出装置内のリサイクルチップ材料は、約２３０℃～３００℃に加熱されてよく、加熱の時間は、１５～６０分であってよい。これにより、ポリエステル材料の固有粘度が向上し得る。本実施形態において、加熱ステップは、対応する加熱装置（抵抗ヒータ等だが、これに限定されない）により行われてよく、これにより、少なくとも対応するリサイクルチップ材料が好適な温度に加熱される。本実施形態において、ポリエステル材料の固有粘度は、０．６３ｄＬ／ｇ以上１．２ｄＬ／ｇ以下であってよい。

本実施形態において、押出装置内に配置されたリサイクルチップ材料に減圧ステップが行われてよい。従って、（ブロック状、粉状、又は粒状リサイクルチップ材料の間の気体等の）リサイクルチップ材料の気体はより容易に排気できる、及び／又はリサイクルチップ材料内の揮発性の物体はより容易に排気できる。これにより、ポリエステル材料の固有粘度が向上されてよい。

本実施形態において、減圧ステップは、大気圧を約１ｍｂａｒ～６ｍｂａｒに減少させてよく、減圧ステップの時間は、１５～６０分であってよい。本実施形態において、減圧ステップは、対応する排気装置（抵抗ヒータ等だが、これに限定されない）により行われてよく、それにより、少なくとも対応するリサイクルチップ材料が配置される環境空間が好適な大気圧となる。

本実施形態において、押出装置内に配置されたリサイクルチップ材料は、加熱及び減圧されてよい。これにより、ポリエステル材料の固有粘度は、リサイクルチップ材料の固有粘度よりも大きくなってよい。

本実施形態において、押出装置内に配置されたリサイクルチップ材料は、約２６０℃～２７０℃に加熱されてよく、大気圧は、約５ｍｂａｒに低減され、上記の温度への加熱の及び上記の大気圧への減圧の時間は、１５～２０分であってよい。これにより、リサイクルチップ材料の固有粘度は０．６ｄＬ／ｇである場合、ポリエステル材料の固有粘度は、０．７２ｄＬ／ｇであり得る。

本実施形態において、押出装置内に配置されたリサイクルチップ材料は、約２６０℃～２７０℃に加熱されてよく、大気圧は、約５ｍｂａｒに低減され、上記の温度への加熱の及び上記の大気圧への減圧の時間は、３０～４０分であってよい。これにより、リサイクルチップ材料の固有粘度は０．６ｄＬ／ｇである場合、ポリエステル材料の固有粘度は、０．８５ｄＬ／ｇであり得る。

本実施形態において、押出装置内に配置されたリサイクルチップ材料は、約２６０℃～２７０℃に加熱されてよく、大気圧は、約２ｍｂａｒに低減され、上記の温度への加熱の及び上記の大気圧への減圧の時間は、３０～４０分であってよい。これにより、リサイクルチップ材料の固有粘度は０．６ｄＬ／ｇである場合、ポリエステル材料の固有粘度は、０．７５ｄＬ／ｇであり得る。

本実施形態において、押出装置内に配置されたリサイクルチップ材料は、約２６０℃～２７０℃に加熱されてよく、大気圧は、約５ｍｂａｒに低減され、上記の温度への加熱の及び上記の大気圧への減圧の時間は、５０～６０分であってよい。これにより、リサイクルチップ材料の固有粘度は０．６ｄＬ／ｇである場合、ポリエステル材料の固有粘度は、１．０５ｄＬ／ｇであり得る。

本実施形態において、リサイクルフィルムにフィルム表面処理を行う方法により、ポリエステル材料の色合いに対する影響を低減できる。さらに、他の非ポリエステル材料の固有粘度に対する影響を低減できる。これにより、ポリエステル材料は、より良好な材料強度及び／又は加工性を有し得る。

本実施形態において、上記の方法により形成されたポリエステル材料は、射出、射出ブロー、押出、特殊形状押出等の他の好適な方法により対応する製品を製造するために使用されてよい。

本実施形態において、上記の工程は、連続して行われてよい。これにより、リサイクルフィルムからポリエステル材料を形成するときの効率を向上させることができる。

本実施形態において、上記の方法で形成されたポリエステル材料は、従来の固体状態重合プロセスを使用せずに及び／又は一般的な鎖延長剤を使用して形成されたポリエステルであってよい。

総括すると、本開示のリサイクルフィルムからポリエステル材料を形成する方法により形成されるポリエステル材料は、より良好な材料強度及び／又は加工性を有する。

本開示の構成に対して、本開示の範囲及び精神から逸脱せずに様々な変形及び変更を加えることができる点、当業者にとって明らかである。上記に鑑みて、本開示は、以下の請求の範囲及びその同等の範囲にある限り、本開示の変更及び変形を含むことを意図する。

本開示のリサイクルフィルムからポリエステル材料を形成する方法は、ポリエチレンリサイクル産業に適用されてよい。さらに、リサイクルフィルムからのポリエステル材料は、任意の一般的に市販される物体（例えば、磁気テープ、絶縁テープ、写真フィルム、トレーシングフィルム、包装フィルム、電気絶縁フィルム、エンジニアリングペーパー、離型フィルム、その他）に適用されてよい。

Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０、Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ６０、Ｓ７０、Ｓ８０ ステップ

Claims (6)

1. ポリエステルを含むリサイクル材料を形成するために、リサイクルフィルムにフィルム表面処理を行うことと、
   第１の固有粘度を有するリサイクルチップ材料を形成するために、前記リサイクル材料を分割することと、
   前記リサイクルチップ材料により、前記第１の固有粘度より大きい第２の固有粘度を有するポリエステル材料を形成することと、を備え、
   前記リサイクルチップ材料により前記ポリエステル材料を形成することは、
   押出装置内に前記リサイクルチップ材料を配置することと、
   前記押出装置内に配置された前記リサイクルチップ材料を加熱し、前記押出装置により前記ポリエステル材料を形成することと、
   前記押出装置内に配置された前記リサイクルチップ材料に減圧を行うことと、を含み、
   前記減圧は、１ｍｂａｒ～６ｍｂａｒで行われ、前記減圧の時間は、１５～６０分である方法。
2. 前記リサイクルフィルムに前記フィルム表面処理を行うことは、前記リサイクルフィルムの表面材料を物理的に除去することを含む、請求項１の方法。
3. 前記第１の固有粘度は、０．６ｄＬ／ｇ以下であり、前記第２の固有粘度は、０．６３ｄＬ／ｇ以上である、請求項１の方法。
   を含む請求項１の方法。
4. 前記加熱は、２３０℃～３００℃で行われる、請求項１の方法。
5. 前記加熱の時間は、１５～６０分である、請求項１の方法。
6. 連続して行われる、請求項１の方法。
   

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