JP7343723B2 - ポリスチレン廃棄物を再生するためのプロセス - Google Patents
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Description
本出願は、2017年11月20日に出願された同時係属中の米国仮出願第62/588,805号からの優先権を主張し、その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
ポリスチレン/エチルベンゼン混合物を取得するための条件下で、ポリスチレン廃棄物を、エチルベンゼンに溶解することと、
沈殿ポリスチレンと炭化水素廃液の第1の部分とを取得するための条件下で、ポリスチレン/エチルベンゼン混合物を、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第1の部分に添加することと、
炭化水素廃液の第1の部分から沈殿ポリスチレンを分離することと、
任意に、溶解、添加、および、分離を繰り返すことと、
洗浄ポリスチレンと炭化水素廃液の第2の部分とを取得するための条件下で、沈殿ポリスチレンを、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第2の部分で洗浄することと、
炭化水素廃液の第2の部分から洗浄ポリスチレンを分離することと、
二重洗浄ポリスチレンと炭化水素廃液の第3の部分とを取得するための条件下で、洗浄ポリスチレンを、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第3の部分で洗浄することと、
炭化水素廃液の第3の部分から二重洗浄ポリスチレンを分離することと、
任意に、乾燥ポリスチレンを取得するための条件下で、二重洗浄ポリスチレンを乾燥することと、を含む。
ポリスチレン/エチルベンゼン混合物を取得するための条件下で、ポリスチレン廃棄物を、エチルベンゼンに溶解することと、
沈殿ポリスチレンと炭化水素廃液の第1の部分とを取得するための条件下で、ポリスチレン/エチルベンゼン混合物を、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第1の部分と接触させることと、
炭化水素廃液の第1の部分から沈殿ポリスチレンを分離することと、
任意に、溶解、添加、および、分離を繰り返すことと、
洗浄ポリスチレンと炭化水素廃液の第2の部分とを取得するための条件下で、沈殿ポリスチレンを、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第2の部分で洗浄することと、
炭化水素廃液の第2の部分から洗浄ポリスチレンを分離することと、
二重洗浄ポリスチレンと炭化水素廃液の第3の部分とを取得するための条件下で、洗浄ポリスチレンを、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第3の部分で洗浄することと、
炭化水素廃液の第3の部分から二重洗浄ポリスチレンを分離することと、
任意に、乾燥ポリスチレンを取得するための条件下で、二重洗浄ポリスチレンを乾燥することと、を含む、ポリスチレン廃棄物を再生するためのプロセスが提供される。
ポリスチレン/エチルベンゼン混合物を取得するための条件下で、ポリスチレン廃棄物を、エチルベンゼンに溶解することと、
沈殿ポリスチレンと炭化水素廃液の第1の部分とを取得するための条件下で、ポリスチレン/エチルベンゼン混合物を、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第1の部分に添加することと、
炭化水素廃液の第1の部分から沈殿ポリスチレンを分離することと、
任意に、溶解、添加、および、分離を繰り返すことと、
洗浄ポリスチレンと炭化水素廃液の第2の部分とを取得するための条件下で、沈殿ポリスチレンを、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第2の部分で洗浄することと、
炭化水素廃液の第2の部分から洗浄ポリスチレンを分離することと、
二重洗浄ポリスチレンと炭化水素廃液の第3の部分とを取得するための条件下で、洗浄ポリスチレンを、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第3の部分で洗浄することと、
炭化水素廃液の第3の部分から二重洗浄ポリスチレンを分離することと、
二重洗浄ポリスチレンを、絞ることによって、および/または、圧搾することによって、過剰な炭化水素廃液を除去することと、
乾燥ポリスチレンを取得するための条件下で、二重洗浄ポリスチレンを乾燥することと、を含む、ポリスチレン廃棄物を再生するためのプロセスが提供される。
ポリスチレン/エチルベンゼン混合物を取得するための条件下で、ポリスチレン廃棄物を、エチルベンゼンに溶解することと、
沈殿ポリスチレンと炭化水素廃液の第1の部分とを取得するための条件下で、ポリスチレン/エチルベンゼン混合物を、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第1の部分と接触させることと、
炭化水素廃液の第1の部分から沈殿ポリスチレンを分離することと、
任意に、溶解、添加、および、分離を繰り返すことと、
洗浄ポリスチレンと炭化水素廃液の第2の部分とを取得するための条件下で、沈殿ポリスチレンを、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第2の部分で洗浄することと、
炭化水素廃液の第2の部分から洗浄ポリスチレンを分離することと、
二重洗浄ポリスチレンと炭化水素廃液の第3の部分とを取得するための条件下で、洗浄ポリスチレンを、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第3の部分で洗浄することと、
炭化水素廃液の第3の部分から二重洗浄ポリスチレンを分離することと、
二重洗浄ポリスチレンを、絞ることによって、および/または、圧搾することによって、過剰な炭化水素廃液を除去することと、
乾燥ポリスチレンを取得するための条件下で、二重洗浄ポリスチレンを乾燥することと、を含む、ポリスチレン廃棄物を再生するためのプロセスが提供される。
ポリスチレン/エチルベンゼン混合物を取得するための条件下で、ポリスチレン廃棄物を、エチルベンゼンに溶解することと、
沈殿ポリスチレンと炭化水素廃液の第1の部分とを取得するための条件下で、ポリスチレン/エチルベンゼン混合物を、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第1の部分に添加することと、
沈殿ポリスチレンおよび炭化水素廃液の第1の部分を冷却することと、
炭化水素廃液の第1の部分から沈殿ポリスチレンを分離することと、
任意に、溶解、添加、冷却、および分離を繰り返すことと、
洗浄ポリスチレンと炭化水素廃液の第2の部分とを取得するための条件下で、沈殿ポリスチレンを、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第2の部分で洗浄することと、
洗浄ポリスチレンおよび炭化水素廃液の第2の部分を冷却することと、
炭化水素廃液の第2の部分から洗浄ポリスチレンを分離することと、
二重洗浄ポリスチレンと炭化水素廃液の第3の部分とを取得するための条件下で、洗浄ポリスチレンを、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第3の部分で洗浄することと、
任意に、二重洗浄ポリスチレンおよび炭化水素廃液の第3の部分を冷却することと、
炭化水素廃液の第3の部分から二重洗浄ポリスチレンを分離することと、
任意に、乾燥ポリスチレンを取得するための条件下で、二重洗浄ポリスチレンを乾燥することと、を含む、ポリスチレン廃棄物を再生するためのプロセスが提供される。
ポリスチレン/エチルベンゼン混合物を取得するための条件下で、ポリスチレン廃棄物を、エチルベンゼンに溶解することと、
沈殿ポリスチレンと炭化水素廃液の第1の部分とを取得するための条件下で、ポリスチレン/エチルベンゼン混合物を、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第1の部分と接触させることと、
沈殿ポリスチレンおよび炭化水素廃液の第1の部分を冷却することと、
炭化水素廃液の第1の部分から沈殿ポリスチレンを分離することと、
任意に、溶解、添加、冷却、および分離を繰り返すことと、
洗浄ポリスチレンと炭化水素廃液の第2の部分とを取得するための条件下で、沈殿ポリスチレンを、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第2の部分で洗浄することと、
洗浄ポリスチレンおよび炭化水素廃液の第2の部分を冷却することと、
炭化水素廃液の第2の部分から洗浄ポリスチレンを分離することと、
二重洗浄ポリスチレンと炭化水素廃液の第3の部分とを取得するための条件下で、洗浄ポリスチレンを、炭化水素ポリスチレン非溶剤の第3の部分で洗浄することと、
任意に、二重洗浄ポリスチレンおよび炭化水素廃液の第3の部分を冷却することと、
炭化水素廃液の第3の部分から二重洗浄ポリスチレンを分離することと、
任意に、乾燥ポリスチレンを取得するための条件下で、二重洗浄ポリスチレンを乾燥することと、を含む、ポリスチレン廃棄物を再生するためのプロセスが提供される。
現在の研究では、5つの主要なステップを含んだプロセスで、以下の手順に従って、ポリスチレン廃棄物が再生された。
1.エチルベンゼンでのポリスチレンの可溶化
2.不溶性物質を除去するためのポリスチレン(PS)/エチルベンゼン混合物の濾過
3.PSに対する非溶剤である非極性溶剤を用いた洗浄
4.乾燥
5.PSプラスチックビーズの形成および梱包
20%のPS濃度を有するポリスチレン(PS)の溶液は、40gのPS結晶、平均MW=170,000を160gのエチルベンゼンに溶解することによって調製された。2時間磁気撹拌しながら、溶液を80℃に加熱した。溶液を、25℃に戻した。エチルベンゼン中の79gのPS溶液の画分を、300mlの冷ヘプタンに添加し、30分間撹拌しながら100℃で加熱した。溶液を、室温に戻した。溶剤混合物を、傾瀉によって除去し、ビーカーの底に白色のPSペーストのみを残した。新鮮なヘプタン(300ml)を、PS白色ペーストに添加し、30分間撹拌しながら、溶媒を100℃まで加熱した。溶剤を、25℃に戻した。PSペーストを、同じ条件下で、300mlのヘプタンで3回洗浄した。PSペースト26.1gは、100に加熱されたオーブンで4日間乾燥された。4日間の乾燥後のPS重量は、17.7gであった。
I.実験的
20%のPS濃度を有するポリスチレン(PS)の溶液は、80gのエチルベンゼン中に家具の箱からの20gの発泡ポリスチレンを溶解することによって調製された。1時間磁気撹拌しながら、溶液を80℃に加熱した。ポリスチレン/エチルベンゼン溶液を、175mLの冷ヘプタンに添加し、1時間磁気撹拌しながら、80℃まで加熱して、PSの沈殿白色ペーストを形成した。溶液を室温に戻し、冷却プロセス(約5℃~10℃)を使用して、沈殿ポリスチレンの粘度を2時間かけて増加させた。溶媒混合物を、傾瀉によって除去し、フラスコの底に白色のPSペーストのみを残した。新鮮なヘプタン(150ml)を、PS白色ペーストに添加し、30分間磁気撹拌しながら、溶剤を80℃まで加熱した。溶剤を室温に戻し、別の冷却ステップ(約5℃~10℃)を使用して、沈殿PSの溶剤をより効率的に分離した。PSペーストを、同じ条件で、ヘプタン(150ml)で2回洗浄し、二重洗浄ポリスチレンペーストを、溶剤混合物から分離した。PSペースト30.02gは、100℃で4時間真空乾燥した。乾燥後の再生PS重量は、19.47gであった。
エチルベンゼンは、ポリスチレンに対する非常に良好な親和性を有すると思われ、これは、例えば、PSの展性をより高め、沈殿後(高温および室温で)、かなりの量のエチルベンゼンを内部に閉じ込めたままにする可能性がある。そのため、いかなるPSも失うことなく、溶剤混合物を抽出することは困難である可能性があり(ヘプタン/エチルベンゼン混合物と一緒になる傾向がある)、沈殿物がフレークの形態である場合、良好な分離を行うことはさらに困難である。そのため、固体/液体の分離を増やすために、溶液を約5℃~10℃(例えば、30分間~1時間)に冷却すると、PSの粘度が増加し、いかなるPSも失うことなく、溶剤混合物をより簡単に分離することができる。この冷却ステップは、溶剤でいかなるPSも失わないようにするために、第1の洗浄後に、再度実行することができる。第2の洗浄後、この時点ではPSにエチルベンゼンが通常1%未満しか残っていないため、PSはより堅固であり、問題なく分離される傾向があるため、任意であることがわかった。
Claims (9)
- 再生ポリスチレンの製造のための組成物であって、
前記組成物は、ポリスチレン、エチルベンゼン及び1気圧の圧力下で、98℃~110℃の沸点を有する炭化水素ポリスチレン非溶剤を含む、組成物。 - 前記炭化水素ポリスチレン非溶剤が、ヘプタンである、
請求項1に記載の組成物。 - エチルベンゼン及び1気圧の圧力下で、98℃~110℃の沸点を有する炭化水素ポリスチレン非溶剤を用いる、ポリスチレンを再生するための方法であって、
前記方法は、前記ポリスチレンを前記エチルベンゼンに溶解して混合物を得ることと、前記炭化水素ポリスチレン非溶剤を、前記混合物と混ぜ合わせることと、を含む、方法。 - 前記炭化水素ポリスチレン非溶剤を、前記混合物と前記混ぜ合わせることは、前記炭化水素ポリスチレン非溶剤中にペーストとして前記ポリスチレンを沈殿させることを含む、
請求項3に記載の方法。 - ポリスチレンの沈殿は、前記炭化水素ポリスチレン非溶剤の沸点で実行される、
請求項4に記載の方法。 - 前記炭化水素ポリスチレン非溶剤は、ヘプタンである、
請求項5に記載の方法。 - ポリスチレンは、前記エチルベンゼン、ヘプタン及びポリスチレンを含み、98℃の温度である、混合物から沈殿する、
請求項6に記載の方法。 - エチルベンゼン及びヘプタンを用いる、ポリスチレンを再生するための方法であって、
前記方法は、前記ポリスチレンを前記エチルベンゼンに溶解して混合物を得ることと、前記ヘプタンを、98℃の温度の前記混合物と一緒に混合することと、前記ヘプタン中にペーストとしてポリスチレンを沈殿させることと、を含む、方法。 - ポリスチレンの沈殿は、ヘプタンの沸点で実行される、
請求項8に記載の方法。
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