WO2024014455A1 - ケミカルリサイクル装置、ケミカルリサイクル成形システム - Google Patents

ケミカルリサイクル装置、ケミカルリサイクル成形システム Download PDF

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WO2024014455A1
WO2024014455A1 PCT/JP2023/025577 JP2023025577W WO2024014455A1 WO 2024014455 A1 WO2024014455 A1 WO 2024014455A1 JP 2023025577 W JP2023025577 W JP 2023025577W WO 2024014455 A1 WO2024014455 A1 WO 2024014455A1
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WO
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polymer
reaction tank
polymerization reaction
depolymerization
chemical recycling
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Application number
PCT/JP2023/025577
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English (en)
French (fr)
Inventor
崇 鈴木
美子 宍戸
真由香 野村
貴行 校條
幸治 清家
Original Assignee
住友重機械工業株式会社
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    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
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    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the present invention relates to chemical recycling equipment and the like.
  • Patent Document 1 discloses a method for recycling PET (polyethylene terephthalate) bottles by pulverizing the PET bottles to produce PET flakes that serve as raw materials for new PET bottles. Specifically, after heating and melting pulverized PET bottles, PET flakes are obtained through solid phase polymerization through mechanical recycling, and pulverized PET bottles are subjected to a depolymerization reaction to produce bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET), etc. Chemical recycling is known in which PET flakes are obtained through a repolymerization reaction after decomposition into intermediates or depolymerized products.
  • PET polyethylene terephthalate
  • molten PET, etc. is cooled. It is necessary to process it into flakes or pellets. Furthermore, when manufacturing new PET bottles or the like from flakes or pellets, it is necessary to heat and melt the flakes or pellets before feeding them to a molding machine such as an injection molding machine.
  • the cooling during the production of such flakes and pellets and the heating of the flakes and pellets during the production of new PET bottles and the like are substantially opposite thermal processes. Due to the existence of cooling and heating processes related to flakes and pellets, which have no practical meaning in light of the purpose of recycling PET bottles into PET bottles, etc., energy is consumed in the recycling process that aims to save resources and energy. It can also be seen as being wasted.
  • the present invention was made in view of these circumstances, and aims to provide a chemical recycling device etc. that can recycle molded products such as PET bottles with less energy than before.
  • a chemical recycling device includes: a depolymerization reaction tank that decomposes a first molded article made of a polymer into a depolymer by a depolymerization reaction; It includes a polymerization reaction tank that synthesizes a polymer through a polymerization reaction, and a polymer supply section that supplies the polymer synthesized in the polymerization reaction tank to a molding machine that molds a second molded product.
  • the polymer resynthesized in the polymerization reaction tank is supplied to the molding machine as it is by the polymer supply section without being turned into flakes or pellets. Since the conventional cooling and heating processes for flakes and pellets are no longer required, molded products such as PET bottles can be recycled using less energy than before.
  • Another aspect of the present invention is also a chemical recycling device.
  • This device includes a polymerization reaction tank that synthesizes a depolymer obtained by decomposing a first molded article made of a polymer into a polymer by a polymerization reaction, and a second A polymer supply unit that supplies a molding machine to mold a molded product.
  • Yet another aspect of the present invention is a chemical recycling device.
  • This device includes a polymer supply unit that supplies a polymer synthesized by a polymerization reaction of a depolymer obtained by decomposing a first molded product made of a polymer by a depolymerization reaction to a molding machine that molds a second molded product. .
  • This chemical recycling molding system includes a depolymerization reaction tank that decomposes a first molded product made of a polymer into a depolymer through a depolymerization reaction, and a polymerization reaction tank that synthesizes the depolymer into a polymer through a polymerization reaction. , a molding machine that molds the polymer synthesized in the polymerization reaction tank into a second molded product.
  • the present invention also encompasses any combination of the above components and the conversion of these expressions into methods, devices, systems, recording media, computer programs, etc.
  • molded products such as PET bottles can be recycled with less energy than before.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of a chemical recycling molding system according to a first embodiment. This figure schematically shows the polymerization and depolymerization reactions of PET. A modification of the byproduct removal device is shown.
  • the structure of a chemical recycling molding system according to a second embodiment is schematically shown.
  • the structure of a chemical recycling molding system according to a third embodiment is schematically shown.
  • a depolymerization reaction is schematically shown.
  • the structure of a chemical recycling molding system according to a third embodiment is schematically shown.
  • 1 schematically shows a first embodiment of a mechanical mixing section. 1 schematically shows a first embodiment of a mechanical mixing section. A second embodiment of the mechanical mixing section is schematically shown. A second embodiment of the mechanical mixing section is schematically shown. A third embodiment of the mechanical mixing section is schematically shown.
  • a third embodiment of the mechanical mixing section is schematically shown.
  • a first modification of the chemical recycling molding system is shown.
  • a second modification of the chemical recycling molding system is shown.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of a chemical recycling molding system according to a first embodiment of the present invention.
  • the chemical recycling molding system includes a chemical recycling device 100 and an injection molding machine 1.
  • the chemical recycling device 100 includes a polymer adjustment device 200, a depolymerization reaction tank 300, a polymerization reaction tank 400, a byproduct removal device 500, and a polymer supply section 600.
  • Injection molding machine 1 (two machines are schematically shown in FIG. 1), polymer adjustment device 200, depolymerization reaction tank 300, polymerization reaction tank 400, by-product removal device 500, and polymer supply section 600.
  • the number of each installation is arbitrary. In particular, by increasing the number of injection molding machines 1 and polymerization reaction vessels 400, which typically have slower processing speeds or reaction rates than other processing sections, than other processing sections, these processing sections can become serious bottlenecks. Processing performance can be improved to prevent this from happening.
  • the polymer adjustment device 200 adjusts a polymer such as PET that constitutes a first molded product such as a PET bottle for the subsequent depolymerization reaction tank 300. Specifically, the polymer adjustment device 200 performs processes such as crushing, heating melting, and mixing on a first molded product such as a PET bottle to bring it into a state (phase) suitable for the depolymerization reaction in the depolymerization reaction tank 300. , shape, size, etc.) to adjust polymers such as PET.
  • the first molded product may be any molded product other than a bottle, such as a sheet, a film, or a fiber.
  • the polymer constituting the first molded article may be any polymer or polymer other than PET, such as polyester (including PET), polyamide, polyurethane, and the like.
  • the depolymerization reaction tank 300 decomposes the polymer such as PET prepared by the polymer preparation device 200 into a depolymer by a depolymerization reaction.
  • the polymer supplied from the polymer adjustment device 200 is PET
  • BHET which is an intermediate
  • the depolymer obtained in the depolymerization reaction tank 300 may contain a polymer monomer or a monomer.
  • the monomers are, for example, ethylene glycol, terephthalic acid, dimethyl terephthalate, and ethylene terephthalate.
  • the depolymerization material supplied from the depolymerization material supply section 310 (FIG. 1) to the depolymerization reaction tank 300 is PET is decomposed by ethylene glycol (EG), yielding BHET as a depolymer.
  • EG may be supplied in the polymer adjustment device 200.
  • the inside of the depolymerization reaction tank 300 is maintained at a temperature suitable for the depolymerization reaction by a heater 320 (FIG.
  • the temperature suitable for the depolymerization reaction of PET to BHET in Figure 2 is between 220°C and 250°C, preferably between 230°C and 245°C, and preferably between 235°C and 240°C. More preferred.
  • the pressure suitable for the depolymerization reaction of PET to BHET in Figure 2 is between 0.3 MPa and 0.8 MPa, preferably between 0.4 MPa and 0.6 MPa, and between 0.45 MPa and 0.55 MPa. It is even more preferable.
  • the pressure inside the depolymerization reaction tank 300 is adjusted by a pump (not shown) or the like that is attached to the depolymerization reaction tank 300.
  • the viscosity of the fluid in the depolymerization reaction tank 300 in which BHET, which has a smaller molecular weight than the polymer PET, is produced is lower than the viscosity of the fluid in the polymerization reaction tank 400, which will be described later, in which PET, which has a larger molecular weight, is produced.
  • the stirring blade 330 for stirring the fluid in the depolymerization reaction tank 300 to promote the depolymerization reaction one with low viscosity is used. Examples of the stirring blades 330 for low viscosity include propeller blades, disk turbine blades, and paddle blades.
  • foreign matter removal devices 340, 350, and 360 are provided to remove foreign matter from a fluid whose main component is BHET as a depolymer.
  • the foreign resin removal device 340 removes a resin different from the target resin, such as PET, and/or its depolymer by the principle of flotation separation or sedimentation removal.
  • the colored matter removal device 350 removes colored matter using activated carbon or the like.
  • the metal ion removal device 360 removes metal ions using principles such as ion exchange.
  • a buffer tank 370 is provided downstream of the foreign matter removal devices 340, 350, and 360 to temporarily store the fluid containing BHET, etc. as a main component after foreign matter has been removed, before supplying it to the polymerization reaction tank 400. .
  • the buffer tank 370 may be provided with a first preheater 371 that heats or keeps the depolymer (fluid mainly composed of BHET or the like) before being supplied to the subsequent polymerization reaction tank 400.
  • the first preheater 371 may maintain the depolymer at the same temperature (between 220°C and 250°C) as the heater 320 attached to the depolymerization reaction tank 300, or the first preheater 371 may maintain the depolymer at the same temperature (between 220°C and 250°C) as the
  • the depolymer may be maintained at a temperature suitable for the polymerization reaction (between 250° C. and 300° C.) similar to the heater 410 associated with the depolymer.
  • the buffer tank 370 equipped with a preheating mechanism (first preheater 371) as necessary before the polymerization reaction tank 400, typically the depolymerization reaction tank 300 and the by-products described below can be
  • the depolymer waiting to be introduced into the polymerization reaction tank 400 which has a slower processing rate or reaction rate than other processing units such as the removal device 500, can be stored while being kept at an appropriate temperature.
  • the overall capacity of the chemical recycling apparatus 100 can be increased, and an appropriate amount can be supplied to each processing section such as the depolymerization reaction tank 300, the polymerization reaction tank 400, the by-product removal device 500, and the polymer supply section 600.
  • the chemical recycling apparatus 100 can be stably and continuously operated while supplying reactants in a timely manner (without causing so-called "resin shortage").
  • the preheating mechanism such as the first preheater 371 is not limited to the buffer tank 370, but may be installed at any location between the depolymerization reaction tank 300 and the polymerization reaction tank 400 (for example, the foreign matter removal devices 340, 350, 360). Provided in any manner.
  • the polymerization reaction tank 400 synthesizes the depolymer, such as BHET, produced in the depolymerization reaction tank 300 and from which foreign substances have been removed by the foreign substance removal devices 340, 350, and 360, into a polymer by a polymerization reaction.
  • the depolymer produced in the depolymerization reactor 300 is BHET
  • the polymer PET is again obtained through the polymerization reaction in the polymerization reactor 400.
  • EG as a by-product is produced along with PET as a main product which is a polymer.
  • This EG may be refluxed to the depolymerization material supply section 310 and used for the depolymerization reaction of PET in the depolymerization reaction tank 300. Since the EG produced in the polymerization reaction tank 400 can be reused on the spot (depolymerization reaction tank 300) without wasting it, the operating efficiency of the chemical recycling device 100 can be improved. In particular, the amount of EG purchased for the PET depolymerization reaction in the depolymerization reaction tank 300 can be significantly reduced, leading to a reduction in the operating cost of the chemical recycling apparatus 100.
  • the inside of the polymerization reaction tank 400 is brought to a suitable temperature for the polymerization reaction by a heater 410 (FIG. 1) as a second heater installed in the polymerization reaction tank 400 or a heat insulator. maintained.
  • the temperature suitable for the polymerization reaction of BHET to PET in Figure 2 is between 250°C and 300°C, preferably between 260°C and 290°C, and more preferably between 270°C and 280°C. preferable.
  • the polymerization heating temperature by the heater 410 attached to the polymerization reaction tank 400 is higher than the depolymerization heating temperature by the heater 320 attached to the depolymerization reaction tank 300.
  • the main production in the polymerization reaction tank 400 is The PET material is maintained in a molten state.
  • the polymerization reaction of BHET to PET in FIG. 2 is preferably performed in a vacuum state.
  • the polymerization reaction tank 400 is also provided with a vacuum pump (not shown) or the like.
  • the stirring blade 420 for stirring the fluid in the tank 400 to promote the polymerization reaction one for high viscosity is used.
  • the stirring blades 420 for high viscosity include anchor blades and helical ribbon blades.
  • the IV (intrinsic viscosity) value or intrinsic viscosity is known as a value that correlates with the degree of polymerization of polymers such as PET.
  • the IV value (dL/g) is also used as an indicator for the use of polymers.
  • PET if it has an IV value of about 0.72 or more, it can be used for bottles, and if it has an IV value of about 0.65 or more, it can be used for sheets and films. It can be used for textiles if it has an IV value of approximately 0.58 or higher.
  • the purpose of this embodiment is to finally obtain PET with an IV value that can be used for bottles and sheets.
  • the IV value of PET synthesized in the polymerization reaction tank 400 may be relatively low because the IV value is also increased in the byproduct removal device 500 at the subsequent stage of the polymerization reaction tank 400.
  • the IV value of PET synthesized in the polymerization reaction tank 400 is between 0.2 and 0.7, preferably between 0.3 and 0.7, and more preferably between 0.3 and 0.55.
  • a buffer tank 430 for temporarily storing the polymer synthesized in the polymerization reaction tank 400 before supplying it to the by-product removal device 500 and/or the polymer supply section 600 at the later stage.
  • the buffer tank 430 may be provided with a second preheater 431 that heats or keeps the polymer warm before being supplied to the byproduct removal device 500 and/or the polymer supply section 600 in the subsequent stage.
  • the second preheater 431 may maintain the polymer at the same temperature (between 250°C and 300°C) as the heater 410 attached to the polymerization reaction tank 400, or the byproduct removal device 500 described below
  • the polymer may be maintained at a temperature suitable for the polymerization reaction (between 250°C and 290°C) similar to the heater 520 installed in the heater 620 installed in the polymer supply section 600 described later.
  • the polymer may be maintained at temperatures similar to (between 250 and 290 °C).
  • the buffer tank 430 equipped with a preheating mechanism (second preheater 431) as necessary upstream of the byproduct removal device 500 and/or the polymer supply section 600
  • the byproduct removal device 500 and/or the polymer waiting to be introduced into the polymer supply section 600 can be stored while being maintained at an appropriate temperature.
  • the overall capacity of the chemical recycling apparatus 100 can be increased, and an appropriate amount can be supplied to each processing section such as the depolymerization reaction tank 300, the polymerization reaction tank 400, the by-product removal device 500, and the polymer supply section 600.
  • the chemical recycling apparatus 100 can be stably and continuously operated while supplying reactants in a timely manner (without causing so-called "resin shortage").
  • the preheating mechanism such as the second preheater 431 is not limited to the buffer tank 430, but may be provided at any location between the polymerization reaction tank 400 and the byproduct removal device 500 and/or between the byproduct removal device 500 and the polymer. It is provided at any location between the supply units 600 in any manner.
  • PET (main product) and EG (by-product) produced by the polymerization reaction in the polymerization reaction tank 400 are passed through the latter stage of the polymerization reaction tank 400 (and the first stage of the polymer supply section 600 described later).
  • a by-product removal device 500 is provided to remove EG as a by-product.
  • the illustrated example of the byproduct removal device 500 includes a large number of linear members 510 extending from above to below. Due to the increased surface area due to the large number of linear members 510, volatilization of EG attached to the surface of each linear member 510 is promoted, and EG is effectively separated and removed from high-viscosity PET.
  • This EG may be refluxed to the depolymerization material supply section 310 and used for the PET depolymerization reaction in the depolymerization reaction tank 300. Since the EG separated and removed by the by-product removal device 500 can be reused on the spot (depolymerization reaction tank 300) without wasting it, the operating efficiency of the chemical recycling device 100 can be improved. In particular, the amount of EG purchased for the PET depolymerization reaction in the depolymerization reaction tank 300 can be significantly reduced, leading to a reduction in the operating cost of the chemical recycling apparatus 100.
  • the IV value of PET as a main product is increased.
  • the IV value of PET after passing through the byproduct removal device 500 is 0.7 or more, preferably 0.8 or more, and more preferably 0.85 or more.
  • the interior of the byproduct removal device 500 is made suitable for the polymerization reaction by a heater 520 (FIG. 1) as a second heater or a heat insulator attached to the byproduct removal device 500. maintained at a suitable temperature.
  • the heating temperature by heater 520 is between 250°C and 290°C, preferably between 260°C and 280°C.
  • it is preferable that the heating temperature by the heater 520 attached to the by-product removal device 500 is higher than the polymerization heating temperature by the heater 410 attached to the polymerization reaction tank 400.
  • the molecular weight of PET as a polymer becomes larger and the melting point becomes higher.
  • PET as a product of the by-product removal device 500 can be maintained in a molten state.
  • at least a heating device 410 attached to the polymerization reaction tank 400 is used as a second heater to heat or maintain the temperature at the polymerization heating temperature.
  • a container or heat insulator may be provided.
  • the polymerization reaction in the by-product removal device 500 is carried out in a vacuum state similarly to the polymerization reaction in the polymerization reaction tank 400.
  • the byproduct removal device 500 is also provided with a vacuum pump (not shown) or the like. By creating a vacuum state (reduced pressure state) in the byproduct removal device 500, EG as a byproduct can be efficiently removed.
  • the configuration of the byproduct removal device 500 is not limited to the "vertical" type shown in FIG. 1.
  • a "horizontal twin-shaft” stirring device as shown in FIG. 3 may be used as the byproduct removal device 500.
  • This stirring device includes two rotating shafts that extend in a direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. 3, and two stirring blades that rotate around the shafts and stir the PET and EG to be stirred. Since the two stirring blades promote the volatilization of EG, EG can be effectively separated and removed from high-viscosity PET.
  • the details of the stirring device shown in FIG. 3 are disclosed in Japanese Patent No. 2925599, which is incorporated herein by reference.
  • the polymer supply unit 600 is an injection molding machine that molds a polymer such as PET synthesized in the polymerization reaction tank 400 (or the polymerization reaction tank 400 and by-product removal device 500) into a second molded product such as a PET bottle. Supply to 1.
  • the polymer supply section 600 supplies the high purity and high viscosity (i.e., high degree of polymerization or high IV value) PET from which EG as a byproduct has been removed by the byproduct removal device 500 to an injection molding machine in a molten state. 1 is provided with a transfer pump 610 such as a gear pump or screw pump suitable for supplying the same.
  • the polymer supply section 600 is provided with a heater 620 or a heat insulator as a first heater that heats or keeps warm the polymer such as PET transferred to the injection molding machine 1 by the transfer pump 610 to maintain it in a molten state. It will be done.
  • the heating temperature by heater 620 is between 250°C and 290°C, preferably between 260°C and 280°C.
  • the heating temperature (first heating temperature) by the heater 620 (first heater) provided in the polymer supply section 600 is the same as that of the heater 410 provided in the polymerization reaction tank 400 and the byproduct removal device 500.
  • the second heating temperature is higher than the second heating temperature by a second heater such as a heater 520 provided in parallel or a heater (not shown) provided between the polymerization reaction tank 400 and the by-product removal device 500.
  • a second heater such as a heater 520 provided in parallel or a heater (not shown) provided between the polymerization reaction tank 400 and the by-product removal device 500.
  • the molecular weight of PET etc. increases and the melting point increases. Therefore, by setting the first heating temperature in the polymer supply section 600 higher than the previous second heating temperature, a polymer such as PET with a high viscosity (that is, a high degree of polymerization or a high IV value) and a high melting point is melted. can be maintained in the same condition.
  • the polymer supply section 600 may be provided with a vacuum pump (not shown) or the like. By creating a vacuum state (reduced pressure state) inside the polymer supply section 600, the degree of polymerization can also be increased in the polymer supply section 600.
  • a temperature gradient may be provided so that the heating temperature increases stepwise from the polymerization reaction tank 400 to the polymer supply section 600.
  • the heating temperature by a heater (not shown) provided between the polymerization reaction tank 400 and the by-product removal device 500 is set higher than the heating temperature by the heater 410 installed alongside the polymerization reaction tank 400, and
  • the heating temperature by the heater 520 provided in the by-product removal device 500 is set higher than the heating temperature by the heater, and the heating temperature by the heater 620 provided in the polymer supply section 600 is set higher than the heating temperature by the heater 520.
  • a heater may be provided between the polymer supply section 600 and the injection molding machine 1 to heat or keep warm the polymer such as PET and maintain it in a molten state.
  • the injection molding machine 1 molds the molten polymer such as PET produced in the chemical recycling device 100 into a second molded product.
  • the second molded product may be of the same kind as the first molded product subjected to processing such as pulverization in the polymer conditioning device 200, or may be of a different kind.
  • both the first molded product and the second molded product may be PET bottles.
  • one of the first molded product and the second molded product may be a PET bottle, and the other molded product may be a sheet, film, fiber, or other molded product other than the bottle.
  • the IV value of the second molded product after recycling is lower than the IV value of the first molded product before recycling.
  • the IV value of the second molded product after recycling can be made higher than the IV value of the first molded product before recycling.
  • PET fibers with a low IV value as the first molded product can be recycled into a PET bottle with a high IV value as the second molded product.
  • the injection molding machine 1 molds molten resin such as PET into a second molded product.
  • An injection molding machine that uses molten resin as a raw material is disclosed in Patent Document 2, for example.
  • Patent Document 2 An injection molding machine that uses molten resin as a raw material is disclosed in Patent Document 2, for example.
  • This application incorporates the entire contents of the document (Japanese Application No. 2020-130985) filed on July 31, 2020 by reference.
  • a plurality of injection molding machines 1 may be provided in parallel.
  • the molding machine to which the molten resin and the like are supplied from the chemical recycling apparatus 100 is not limited to an injection molding machine, and may be any molding machine (for example, a compression molding machine).
  • the polymer resynthesized in the polymerization reaction tank 400 is supplied to the injection molding machine 1 as it is by the polymer supply section 600 without being turned into flakes or pellets. Since the conventional cooling and heating processes for flakes and pellets are no longer required, molded products such as PET bottles can be recycled using less energy than before.
  • the polymer resynthesized in the polymerization reaction tank 400 is supplied as is to the injection molding machine 1, so that the polymer required for the molded product (second molded product) is It is necessary to quickly achieve the IV value of merging.
  • the by-product removal device 500 having the function of promoting the polymerization reaction and increasing the IV value of the polymer is provided in addition to the polymerization reaction tank 400, such demands can be fully met.
  • FIG. 4 schematically shows the configuration of a chemical recycling molding system according to a second embodiment of the present invention.
  • a polymer return section 900 is provided that returns at least a portion of the polymer synthesized in the polymerization reaction tank 400 to the polymerization reaction tank 400 and/or the depolymerization reaction tank 300.
  • the polymer return section 900 in the illustrated example is provided between the byproduct removal device 500 and the polymer supply section 600, but is not limited thereto.
  • the polymer return section 900 may be provided at any position between the byproduct removal device 500 and the injection molding machine 1.
  • the polymer return section 900 may be provided between the polymer supply section 600 and the injection molding machine 1, for example.
  • the polymer return unit 900 supplies at least a portion of the polymer synthesized in the polymerization reaction tank 400 (in the illustrated example, the polymer from which byproducts have been further removed by the byproduct removal device 500). Instead of being sent to section 600, it is returned to polymerization reaction tank 400 and/or depolymerization reaction tank 300.
  • the polymer return unit 900 may supply the polymer to a buffer tank 370 provided upstream of the polymerization reaction tank 400, or may supply the polymer to a buffer tank 370 provided at the front stage of the polymerization reaction tank 400, or In order to return the polymer to the depolymerization reaction tank 300, the polymer may be supplied to the polymer adjustment device 200 provided upstream of the depolymerization reaction tank 300.
  • the main purpose of the polymer return section 900 is to deal with mismatches in operating time and capacity between the chemical recycling device 100 and the injection molding machine 1. For example, since the chemical recycling apparatus 100 typically operates continuously (continuous operation) and the injection molding machine 1 typically operates intermittently (intermittent operation), the injection molding machine 1 is While the injection molding machine 1 is stopped for maintenance or the like, the injection molding machine 1 cannot receive the entire amount of polymer from the polymer supply section 600 (unacceptable period). Even during such a non-acceptable period, the surplus polymer that cannot be accepted by the injection molding machine 1 is melted so that the chemical recycling equipment 100 can continue to operate continuously without wasting the surplus polymer that cannot be accepted by the injection molding machine 1.
  • the polymer return unit 900 may change the return destination (polymerization reaction tank 400 and/or depolymerization reaction tank 300) or return ratio of excess polymer depending on the length of the unacceptable period. For example, before the unacceptable period exceeds a predetermined period threshold, more polymer than the depolymerization reaction tank 300 is returned to the polymerization reaction tank 400, and after the unacceptable period exceeds the period threshold, more polymer is returned to the polymerization reaction tank 400. More polymer may be returned to the depolymerization reactor 300.
  • the molten polymer remains at a high temperature (e.g., between 270°C and 280°C as described above) in the polymerization reactor 400 (and by-product removal). It is thought that even if the polymer is circulated through the apparatus 500), the polymer will not deteriorate or the IV value will increase excessively. Therefore, for a short unacceptable period, the polymer return section 900 returns most of the excess polymer (for example, 100%, 80%, 60%) to the polymerization reaction tank 400 (buffer tank 370). is preferable.
  • the polymer return section 900 sends most of the excess polymer (for example, 100%, 80%, 60%) to the depolymerization reaction tank 300 (polymer adjustment device 200). It is preferable to send it back.
  • the thermal history described above is substantially reset by another depolymerization reaction in the depolymerization reaction tank 300, so that the polymer supplied by the polymer supply section 600 to the injection molding machine 1 after the unacceptable period may deteriorate or have an IV value. This effectively prevents an excessive rise in .
  • the temperature of the circulating polymer in the molten state is approximately constant (eg, between 270°C and 280°C as described above), so the length of the unacceptable period represents the thermal history.
  • the temperature of the circulating polymer in the molten state can change significantly, the temperature may be monitored in addition to the length of the unacceptable period to obtain a precise understanding of the thermal history.
  • the polymer return section 900 returns more polymer than the depolymerization reaction tank 300 to the polymerization reaction tank 400 before the thermal history exceeds the predetermined thermal history threshold, and After that, more polymer than the polymerization reaction tank 400 may be returned to the depolymerization reaction tank 300.
  • the polymer return unit 900 may change the return destination (polymerization reaction tank 400 and/or depolymerization reaction tank 300) and return ratio depending on the physical property value such as the IV value of the polymer to be returned. For example, if the IV value is within a predetermined tolerance range, more polymer than the depolymerization reaction tank 300 is returned to the polymerization reaction tank 400, and if the IV value is outside the tolerance range (specifically, more polymer is returned to the polymerization reaction tank 400). (in the case where the amount of polymer is larger than the upper limit of the range), more polymer than the polymerization reaction tank 400 may be returned to the depolymerization reaction tank 300. In the latter case, the excessively increased IV value is reduced to within an acceptable range by another depolymerization reaction in the depolymerization reaction tank 300.
  • the polymer return unit 900 gradually changes the proportion of the return to the polymerization reaction tank 400 and the depolymerization reaction tank 300 depending on the length of the unacceptable period and the physical property values such as the IV value of the polymer to be returned. Good too.
  • the rate of return to the depolymerization reaction tank 300 may be gradually increased as the unacceptable period becomes longer, or the rate of return to the depolymerization reaction tank 300 may be gradually increased as the IV value increases.
  • FIG. 5 schematically shows the configuration of a chemical recycling molding system according to a third embodiment of the present invention. Components similar to those of the previous embodiment are given the same reference numerals and redundant explanations will be omitted. Additionally, in FIG. 5 and similar figures that follow, the main components of the chemical recycling molding system are shown as functional blocks for convenience.
  • the depolymerization reaction tank 300 is provided with a mechanical device that mechanically or physically mixes the depolymerization material and the polymer at least in the early stage of the depolymerization reaction in which the depolymerization material decomposes the polymer into depolymerized products.
  • a mixing section 380 is provided.
  • the depolymerization reaction in which a polymer such as PET is decomposed into a depolymer such as BHET using a depolymerization agent such as EG is essentially a chemical process.
  • polymers such as PET may exist in large chunks such as flakes and pellets.
  • mechanical actions such as stirring and mixing are more dominant than chemical actions (chemical reactions).
  • the desired chemical action becomes dominant.
  • the mechanical mixing unit 380 mechanically mixes a depolymerization material such as EG and a polymer such as PET, especially in the initial or early stage of the depolymerization reaction in which mechanical action is predominant. It allows the period to progress efficiently and allows a rapid transition to the later stage where the desired chemical action (chemical reaction) becomes predominant. As a result, the depolymerization reaction in the depolymerization reaction tank 300 can proceed efficiently in a short time.
  • the mechanical mixing section 380 mixes the depolymerized material such as EG and PET not only in the early stage or early stage of the depolymerization reaction where mechanical action is predominant, but also in the latter stage of the depolymerization reaction where chemical action (chemical reaction) is predominant.
  • Mechanical mixing of the polymers may be continued.
  • the mechanical mixing section 380 can perform processes such as crushing, heating and melting, and mixing, similar to the above-described polymer preparation device 200. For this reason, the polymer conditioning device 200 may not be provided, or the polymer conditioning device 200 may be integrated into the mechanical mixing section 380.
  • the mechanical mixing section 380 as described above may be attached to or externally attached to the depolymerization reaction tank 300 having a one-tank configuration as shown in FIGS. 1 and 4.
  • an ultrasonic device which will be described later as the mechanical mixing section 380
  • a cavitation device which will be described later as the mechanical mixing section 380
  • It may be provided upstream of the polymerization reaction tank 300 (for example, on a supply path through which the depolymerization material supply section 310 supplies a depolymerization material such as EG to the depolymerization reaction tank 300).
  • the depolymerization reaction tank 300 is configured to have a plurality of tanks (or two tanks) including a first depolymerization reaction tank 301 at the front stage and a second depolymerization reaction tank 302 at the rear stage.
  • a mechanical mixing section 380 may be provided at least in the first depolymerization reaction tank 301.
  • the first depolymerization reaction tank 301 at the front stage is mainly responsible for the initial stage or first stage in which mechanical action is predominant in the depolymerization reaction schematically shown in FIG.
  • the depolymerization material such as EG and the polymer such as PET are mechanically mixed in the initial or early stage of the depolymerization reaction where mechanical action is predominant. The period can be progressed efficiently by mixing it up.
  • the second depolymerization reaction tank 302 at the latter stage is mainly responsible for the latter stage of the depolymerization reaction schematically shown in FIG. 6, in which chemical action (chemical reaction) is predominant.
  • the second depolymerization reaction tank 302 may be configured similarly to the depolymerization reaction tank 300 shown in FIGS. 1 and 4.
  • the mechanical mixing section 380 as described above may be configured by any method as long as the function of mechanically mixing the depolymerization material such as EG and the polymer such as PET especially at the initial stage of the depolymerization reaction is realized. You can. Below, several non-limiting examples of the mechanical mixing section 380 provided in the first depolymerization reaction tank 301 in FIG. 7 are listed.
  • FIG. 8 schematically shows a first embodiment of the mechanical mixing section 380.
  • the first depolymerization reaction tank 301 includes a mixing tank 810, a polymer supply section 820, a depolymerization material supply section 830, a depolymer discharge section 840, a polymer removal section 850, and a stirring It is constituted by a blade 870 and an ultrasonic device 381 as a first embodiment of the mechanical mixing section 380.
  • a partial depolymerization reaction of a polymer such as PET flakes is performed, particularly mechanical mixing with a depolymerization material such as EG in the initial or early stage described above with reference to FIG.
  • the polymer supply unit 820 supplies a polymer such as PET flakes into the mixing tank 810 .
  • a depolymerization material supply section 830 provided at the bottom of the mixing tank 810 supplies a depolymerization material such as EG that decomposes a polymer such as PET into the mixing tank 810 .
  • the depolymerization material supply unit 830 may supply into the mixing tank 810 a cleaning liquid for cleaning the PET slurry and the like remaining after the depolymerization reaction (especially mechanical mixing).
  • a depolymer discharge section 840 provided at the upper part of the mixing tank 810 discharges a liquid depolymer such as BHET produced by the depolymerization reaction.
  • the depolymer such as BHET discharged from the depolymer discharge section 840 is sent to the foreign matter removal devices 340 to 360 together with the depolymer such as BHET discharged from the second depolymerization reaction tank 302. May be supplied.
  • the depolymer discharge section 840 can discharge not only the depolymer such as BHET but also any liquid in the mixing tank 810, and may discharge the above-mentioned cleaning liquid, for example.
  • the polymer removal section 850 takes out PET slurry and the like remaining after the depolymerization reaction.
  • the PET slurry etc. taken out from the polymer extraction section 850 is sent to the second depolymerization reaction tank 302 in the latter stage, where it undergoes a further depolymerization reaction (particularly the intended chemical reaction in the latter stage described above with reference to FIG. 6). , decomposed into depolymerized products such as BHET.
  • the stirring blade 870 and/or the ultrasonic device 381 feed a polymer such as PET supplied from the polymer supply section 820 and a depolymerized material such as EG supplied from the depolymerized material supply section 830 in the mixing tank 810.
  • a polymer such as PET supplied from the polymer supply section 820
  • a depolymerized material such as EG supplied from the depolymerized material supply section 830
  • the mechanical mixing is promoted at the initial stage or early stage of the depolymerization reaction carried out by the first depolymerization reaction tank 301.
  • Such mechanical mixing not only allows the depolymerization reaction to proceed efficiently, but also breaks down the PET flakes and the like into a slurry.
  • the finely divided PET slurry can now pass through a polymer take-out section 850 constituted by a strainer and a valve, and is taken out of the mixing tank 810 and sent to the second depolymerization reaction tank 302.
  • the ultrasonic device 381 is attached continuously (for example, annularly) or intermittently to any location on the outer wall surface and/or inner wall surface of the mixing tank 810.
  • the ultrasonic waves (vibrations) generated by the ultrasonic device 381 mechanically mix the polymer such as PET and the depolymerized material such as EG in the mixing tank 810.
  • another ultrasonic tank in which the ultrasonic device 381 is incorporated may be connected to the mixing tank 810.
  • mechanical mixing by the ultrasonic device 381 is performed in an ultrasonic tank, and the finely divided PET and the like are taken out from the polymer take-out section 850 of the mixing tank 810.
  • the configuration shown in FIG. 8 achieves the intended function (mainly mechanical mixing) of the first depolymerization reaction tank 301 by, for example, the following procedure.
  • the polymer supply section 820 supplies a polymer such as PET flakes into the mixing tank 810
  • the depolymerization material supply section 830 supplies a depolymerization material such as EG into the mixing tank 810.
  • the temperature inside the mixing tank 810 is similar to that inside the depolymerization reaction tank 300 in FIG. °C) or pressure (eg, between 0.3 MPa and 0.8 MPa, preferably between 0.4 MPa and 0.6 MPa, more preferably between 0.45 MPa and 0.55 MPa).
  • an initial depolymerization reaction (mechanical action in FIG. 6) that is substantially the same as that occurring in the depolymerization reaction tank 300 in FIG. 1 occurs in the mixing tank 810.
  • mechanical mixing is facilitated, particularly by the ultrasonic device 381, as described above. Note that if the PET flakes, etc. are too large, it is difficult to stir them using the contact-type stirring blade 870, but if the non-contact type ultrasonic device 381 is used, it is possible to effectively mix the PET flakes, etc., regardless of their size. .
  • a depolymerization liquid containing a depolymer such as BHET generated by the depolymerization reaction is discharged from a depolymer discharge section 840 provided at the upper part of the mixing tank 810.
  • the depolymer discharge section 840 is constituted by a strainer or a valve that can discharge the liquid constantly or intermittently.
  • the liquid depolymerization material such as EG, the catalyst, and/or the liquid depolymerization material such as BHET produced by the depolymerization reaction is supplied from the depolymerization material supply section 830, and is transferred from the bottom of the mixing tank 810 to the depolymer discharge section. Fill up to the position where 840 is provided. In this way, the liquid level in the mixing tank 810 is formed at the position where the depolymer discharge section 840 is provided. Excess liquid is discharged from a depolymer discharge section 840 constituted by a strainer and a valve. Note that the plurality of depolymer discharge sections 840 may be provided at different heights.
  • the depolymer discharge part 840 provided at the highest position has the function of preventing overflow and forming a liquid level in the mixing tank 810
  • the depolymer discharge part 840 provided at a lower position has the function of preventing overflow and forming a liquid level in the mixing tank 810.
  • discharge depolymerized products such as BHET from an intermediate height position.
  • the polymer After the mechanical mixing of the polymer such as PET flakes and the depolymerized material such as EG has sufficiently progressed in the mixing tank 810, as a third step after the first step, the polymer is placed at the bottom of the mixing tank 810. The micronized and deposited PET slurry is taken out from the take-out section 850.
  • the first to third steps described above are performed continuously by continuing the supply of polymers such as PET flakes by the polymer supply section 820 and the supply of depolymerization materials such as EG by the depolymerization material supply section 830. It may be carried out (continuous processing), or it may be carried out for each predetermined processing unit or batch of a polymer such as PET flakes and a depolymerized material such as EG (batch processing).
  • the ultrasonic device 381 is continuously emitting ultrasonic waves, and/or the stirring blade 870 is continuously rotating in the mixing tank 810, and the polymer supply unit 820 is supply of the polymer (PET flakes, etc.), supply of the depolymerized material from the depolymerized material supply section 830, discharge of the depolymer from the depolymer discharge section 840, and supply of the polymer (PET flakes, etc.) from the polymer removal section 850. slurry, etc.) is carried out continuously or intermittently.
  • the first depolymerization reaction tank 301 includes a mixing tank 810, a polymer supply section 820, a depolymerization material supply section 830, a depolymer discharge section 840, and a polymer removal section 850. , a stirring blade 870, a baffle 880, and an ultrasonic device 381 as a first embodiment of the mechanical mixing section 380.
  • a polymer such as PET flakes when mechanically mixed by a stirring blade 870 and/or an ultrasonic device 381, it collides with a baffle 880, also called a baffle plate, and is efficiently turned into a slurry. Be miniaturized.
  • FIG. 10 schematically shows a second embodiment of the mechanical mixing section 380.
  • the first depolymerization reaction tank 301 includes a mixing tank 810, a polymer supply section 820, a depolymerization material supply section 830, a depolymer discharge section 840, a polymer removal section 850, and a stirring It is constituted by a blade 870 and a cavitation device 382 as a second embodiment of the mechanical mixing section 380.
  • Components similar to those in FIG. 8 are given the same reference numerals and redundant explanations will be omitted.
  • the stirring blade 870 and/or the cavitation device 382 mix a polymer such as PET supplied from the polymer supply section 820 and a depolymerized material such as EG supplied from the depolymerized material supply section 830 in the mixing tank 810.
  • a polymer such as PET supplied from the polymer supply section 820
  • a depolymerized material such as EG supplied from the depolymerized material supply section 830
  • Mechanical mixing or stirring promotes mechanical mixing in the initial or early stage of the depolymerization reaction carried out by the first depolymerization reaction tank 301.
  • Such mechanical mixing not only allows the depolymerization reaction to proceed efficiently, but also breaks down the PET flakes and the like into a slurry.
  • the finely divided PET slurry can now pass through a polymer take-out section 850 constituted by a strainer and a valve, and is taken out of the mixing tank 810 and sent to the second depolymerization reaction tank 302.
  • the cavitation device 382 is provided, for example, on a supply path through which a depolymerization material supply section 830 supplies a depolymerization material such as EG to the mixing tank 810.
  • the cavitation device 382 introduces a pressure difference into a liquid depolymerized material such as EG to cause cavitation (a cavity phenomenon) accompanied by the generation and disappearance of bubbles.
  • Microbubbles that typically accompany cavitation mechanically mix a polymer such as PET and a depolymerized material such as EG in the mixing tank 810.
  • cavitation device 382 in the first depolymerization reaction tank 301, another cavitation tank in which the cavitation device 382 is incorporated may be connected to the mixing tank 810. In this case, mechanical mixing by the cavitation device 382 is performed in the cavitation tank, and the finely divided PET and the like are taken out from the polymer take-out section 850 of the mixing tank 810.
  • a bubble generation device that generates minute bubbles (also called fine bubbles or microbubbles) based on a principle different from cavitation may be used as the mechanical mixing unit 380.
  • the cavitation device 382 830 in the first step described above for realizing the intended function (mainly mechanical mixing) of the first depolymerization reaction tank 301, the cavitation device 382 830 generates minute bubbles due to cavitation in the depolymerized material such as EG supplied into the mixing tank 810. These microbubbles are introduced into a mixing tank 810 together with a depolymerization material such as EG, and are mixed with a polymer such as PET flakes supplied by a polymer supply section 820 and EG supplied by a depolymerization material supply section 830. Mechanically mix depolymerized materials such as Within mixing tank 810, an initial depolymerization reaction (mechanical action in FIG.
  • the first depolymerization reaction tank 301 includes a mixing tank 810, a polymer supply section 820, a depolymerization material supply section 830, a depolymer discharge section 840, and a polymer removal section 850. , a stirring blade 870, a baffle 880, and a cavitation device 382 as a second embodiment of the mechanical mixing section 380.
  • a polymer such as PET flakes when mechanically mixed by a stirring blade 870 and/or a cavitation device 382, it collides with a baffle 880, also called a baffle plate, and is efficiently turned into a fine slurry. be converted into
  • FIG. 12 schematically shows a horizontal stirring device 383 as a third embodiment of the mechanical mixing section 380.
  • the horizontal stirring device 383 constitutes the first depolymerization reaction tank 301 in FIG.
  • the second depolymerization reaction tank 302 in FIG. 7 is a vertical stirring device like the depolymerization reaction tank 300 shown in FIGS. 1 and 4.
  • horizontal type means that stirring is performed by a rotating body that rotates around a rotation axis in a direction that intersects the vertical direction (for example, horizontal direction)
  • vertical type means that stirring is performed in the horizontal direction. This means that stirring is performed by a rotating body (for example, a stirring blade) that rotates around a rotation axis in an intersecting direction (for example, a vertical direction).
  • a three-dimensional coordinate system with X, Y, and Z axes is set for convenience.
  • the X and Y axes are horizontal, and the Z axis is vertical.
  • the horizontal stirring device 383 in the illustrated example is elongated in the X direction.
  • the horizontal stirring device 383 includes a container 710, a rotating body 720, and a rotation drive section 740.
  • a polymer PM such as PET derived from the first molded product is supplied in a molten state to the container 710 from the polymer adjustment device 200 in FIG. 7 .
  • the container 710 is connected to the polymer adjustment device 200 and has a polymer supply port 711 for supplying polymer PM into the container 710, and is stirred (mechanically mixed) with a depolymerized material such as EG by a rotating body 720, which will be described later.
  • a discharge port 712 discharges the depolymerized polymer PM (including unreacted depolymerized material and depolymerized products such as BHET) out of the container 710 and supplies it to the second depolymerization reaction tank 302.
  • the polymer supply port 711 may be connected to a transfer pump such as a gear pump or a screw pump that can adjust the supply amount and supply speed of the polymer PM into the container 710.
  • a transfer pump such as a gear pump or a screw pump that can adjust the amount and rate of discharge of polymer PM, etc. to the outside may be connected.
  • the container 710 may be provided with a temperature control unit such as a heater that controls the inside of the container 710 at an appropriate temperature so that the molten state of the polymer PM is maintained.
  • the container 710 is elongated in the X direction, as illustrated in FIG. 12, and has, for example, a substantially rectangular YZ cross section (not shown).
  • the YZ cross section of the container 710 is elongated in the Y direction (that is, rectangular) in order to accommodate them.
  • the polymer supply port 711 is provided at one end of the container 710 in the X direction (the left end in FIG. 12), and the discharge port 712 is provided at the other end of the container 710 in the X direction (the right end in FIG. 12). ).
  • the air supply ports 713 that send gas such as nitrogen to the gas phase in the container 710, and a gas that is mechanically mixed with the polymer PM.
  • One or more depolymerization material supply ports 714 are provided for supplying a depolymerization material such as EG to the gas phase within the container 710.
  • one or more rotating bodies 720 are provided in the X direction region between the polymer supply port 711 and the discharge port 712, and the molten polymer PM supplied from the polymer supply port 711 and the decomposed
  • the depolymerization material such as EG supplied from the polymerization material supply port 714 is stirred (mechanically mixed).
  • the rotating body 720 rotates within the container 710 to stir the polymer PM and the depolymerized material.
  • the rotating body 720 rotates around a rotation axis 722 in a direction intersecting the vertical direction (in the example of FIG. 12, the Z direction) (in the example of FIG. 12, the X direction perpendicular to the Z direction).
  • a plate 721 is provided.
  • the rotating plate 721 is, for example, a disk having a circular YZ cross section.
  • the shape of the YZ cross section of the rotating plate 721 is arbitrary, and may be, for example, an ellipse, a polygon such as a triangle, or a quadrangle.
  • the center or center of gravity of the rotating plate 721 in the YZ plane preferably coincides with the center of the rotating shaft 722.
  • one or more rotating plates 721 and rotating shafts 722 are arranged coaxially.
  • the rotating body 720 may include a screw instead of or in addition to the rotating plate 721.
  • polymer PM such as PET may be supplied in a solid state.
  • the rotating body 720 includes a plurality of rotating plates 721 spaced apart in the axial direction of the rotating shaft 722 (X direction).
  • the axial distance between two adjacent rotating plates 721 may be constant or may be different as shown.
  • the interval between the rotary plates 721 on the inlet side of the container 710 is too small, the polymer PM attached to each rotary plate 721 will interfere with each other, resulting in agitation of the polymer PM (mechanical interaction with the depolymerized material). mixing) or the rotation of the rotating body 720. Therefore, as shown in the figure, it is preferable to reduce the interval between the rotating plates 721 from the polymer supply port 711 (front stage) to the discharge port 712 (back stage) of the container 710.
  • the rotating body 720 is rotationally driven by a rotational drive unit 740 that includes a motor or the like.
  • the rotation drive unit 740 is connected to the rotation shaft 722 of the rotating body 720 and rotationally drives it.
  • the plurality of rotation plates 721 fixed thereto rotate integrally.
  • the polymer PM supplied into the container 710 from the polymer supply port 711 and heading toward the discharge port 712 is the depolymerized material supplied into the container 710 from the depolymerized material supply port 714 by a plurality of rotating rotary plates 721. effectively mixed with
  • the rotating body 720 By being stirred by the rotating body 720, not only the polymer PM and the depolymerized material are mechanically mixed, but also the decomposition (chemical reaction) into depolymerized products such as BHET partially proceeds. As a result, the IV value, viscosity, and degree of polymerization of the polymer PM such as PET in the container 710 gradually decrease from the polymer supply port 711 toward the discharge port 712. Note that the position or height of the polymer PM attached to each rotating plate 721 of the rotating body 720 indirectly represents the IV value, viscosity, and degree of polymerization of the polymer PM.
  • the adhesion position detection unit detects the vertical direction (Z direction) of the polymer PM attached to the rotary plate 721 through light traveling in the vertical direction (Z direction) and the direction (Y direction) intersecting the rotation axis 722 (X direction). ) may be detected.
  • a stirring mode adjustment section (not shown) adjusts the stirring mode within the container 710 so that the deviation of the deposition position (for example, the highest reached position) of the polymer PM detected by the deposition position detection section from the desired position is reduced. You may.
  • the desired position here corresponds to the desired viscosity and degree of polymerization of the polymer PM within the container 710. That is, the stirring mode adjustment section may adjust the stirring mode within the container 710 so that the polymer PM within the container 710 has a desired viscosity and degree of polymerization.
  • the stirring mode adjustment unit controls the amount of polymer PM and/or depolymerization material supplied into the container 710 and the amount of polymer PM and/or depolymerization material into the container 710 as the stirring mode in the container 710.
  • the adhesion position detection section that indirectly detects the degree of polymerization of the polymer PM
  • the illustrated degree of polymerization estimating section may be provided.
  • the stirring mode adjustment section adjusts the stirring mode within the container 710 so that the deviation of the degree of polymerization of the polymer PM estimated by the degree of polymerization estimation section from the desired value becomes small.
  • FIG. 13 schematically shows a horizontal stirring device 384 as a fourth embodiment of the mechanical mixing section 380. Components similar to those in FIG. 12 are given the same reference numerals and redundant explanations will be omitted.
  • the horizontal stirring device 384 constitutes the first depolymerization reaction tank 301 in FIG. While the horizontal stirring device 383 shown in FIG. 12 is of a single tank type, the horizontal stirring device 384 shown in FIG. 13 is of a multiple tank type (in the illustrated example, a two tank type).
  • the horizontal stirring device 384 includes a first horizontal stirring device 384A at the front stage or upstream side, and a second horizontal stirring device 384B at the rear stage or downstream side.
  • the first horizontal stirring device 384A and the second horizontal stirring device 384B in the illustrated example are both elongated in the X direction.
  • the first horizontal stirring device 384A and the second horizontal stirring device 384B both include the aforementioned container 710, a rotating body 720, and a rotational drive section 740.
  • the discharge port 712 of the first horizontal stirring device 384A is connected to the polymer supply port 711 of the second horizontal stirring device 384B.
  • the rotating body 720 in the first horizontal stirring device 384A and the second horizontal stirring device 384B includes a plurality of rotating plates 721 spaced apart in the axial direction (X direction) of the rotating shaft 722.
  • the axial distance between adjacent rotating plates 721 in the first horizontal stirring device 384A is constant, and the axial distance between adjacent rotating plates 721 in the second horizontal stirring device 384B is constant.
  • the fixed distance between adjacent rotating plates 721 in the second horizontal stirring device 384B is preferably smaller than the fixed distance between adjacent rotating plates 721 in the first horizontal stirring device 384A.
  • the viscosity or degree of polymerization of the polymer PM is low.
  • the distance between the rotary plates 721 can be made smaller than that of the first horizontal stirring device 384A.
  • the amount of depolymerized material supplied from the depolymerized material supply port 714 in the second horizontal stirring device 384B is determined from the amount of depolymerized material supplied from the depolymerized material supply port 714 in the first horizontal stirring device 384A.
  • only one polymer adjustment device 200, one depolymerization reaction tank 300, one polymerization reaction tank 400, one by-product removal device 500, one polymer supply unit 600, etc. are provided, but multiple may be provided. Since such a plurality of processing units can execute equivalent processing in parallel, the processing performance of the processing unit group can be improved. Further, the difference in processing speed or reaction speed between each processing section can be reduced by increasing the number of slow processing sections.
  • one or more of the processing sections may accept external materials sourced from a different location or facility than the chemical recycling molding system shown in FIG. good.
  • a plurality of polymerization reaction tanks 400 are provided, some of them are supplied with the depolymer from the depolymerization reaction tank 300, and the other parts are supplied with depolymer procured from outside (depolymerization described below). (synonymous with the depolymer supplied from the combined supply section 300A) may also be supplied.
  • a plurality of byproduct removal devices 500 and/or polymer supply units 600 are provided, some of them are supplied with the polymer from the polymerization reaction tank 400, and the other parts are procured from outside.
  • FIG. 14 shows a first modification of the chemical recycling molding system. Components similar to those in FIG. 1 are given the same reference numerals and redundant explanations will be omitted.
  • a depolymer supply section 300A is provided in place of the depolymerization reaction tank 300 and the like in FIG.
  • the depolymer supply unit 300A supplies depolymer such as BHET derived from the first molded product decomposed in a depolymerization reaction tank 300 (not shown) installed in a place or facility different from the chemical recycling molding system shown in the figure. is supplied to the polymerization reaction tank 400.
  • a first preheater 371 that heats or preheats the depolymer such as BHET supplied from the depolymer supply section 300A to a molten state is provided at the rear stage of the depolymer supply section 300A and at the front stage of the polymerization reaction tank 400. You can.
  • the first preheater 371 may maintain the depolymer at the same temperature (between 220°C and 250°C) as the heater 320 installed in the depolymerization reaction tank 300 shown in FIG.
  • the depolymer may be maintained at a temperature (between 250° C. and 300° C.) suitable for a polymerization reaction similar to the heater 410 provided in the polymerization reaction tank 400.
  • EG as a by-product obtained together with PET as a main product may be stored in an EG storage section 530.
  • the EG stored in the EG storage unit 530 may be used for other purposes at other locations or facilities, or may be sold to consumers.
  • the polymer resynthesized in the polymerization reaction tank 400 is supplied to the injection molding machine 1 as it is by the polymer supply section 600 without being turned into flakes or pellets. Since the conventional cooling and heating processes for flakes and pellets are no longer required, molded products such as PET bottles can be recycled using less energy than before.
  • the polymer resynthesized in the polymerization reaction tank 400 is supplied as is to the injection molding machine 1, so that the molded product (second molded product) has the required It is necessary to quickly achieve IV values for polymers.
  • a by-product removal device 500 having a function of promoting the polymerization reaction and increasing the IV value of the polymer is provided in addition to the polymerization reaction tank 400, so that such demands can be fully met.
  • a polymer return section 900 similar to that of the second embodiment (FIG. 4) may be provided in the first modification.
  • This polymer return section 900 supplies at least a portion of the polymer synthesized in the polymerization reaction tank 400 during an unacceptable period when the injection molding machine 1 cannot receive the entire amount of polymer from the polymer supply section 600. Instead of being sent to the polymer supply section 600, it is returned to the polymerization reaction tank 400.
  • FIG. 15 shows a second modification of the chemical recycling molding system. Components similar to those in FIG. 1 and/or FIG. 14 are denoted by the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted.
  • a polymer supply section 400A is provided in place of the depolymerization reaction tank 300, polymerization reaction tank 400, etc. in FIG. 1.
  • the polymer supply unit 400A by-generates a polymer such as PET derived from the first molded product synthesized in a polymerization reaction tank 400 (not shown) installed in a location or facility different from the chemical recycling molding system shown. It is supplied to a material removal device 500 and/or a polymer supply section 600.
  • a stage after the polymer supply section 400A and a stage before the byproduct removal device 500 and/or the polymer supply section 600 is a stage for heating or preheating the polymer such as PET supplied from the polymer supply section 400A to a molten state.
  • Two preheaters 431 may be provided.
  • the second preheater 431 may maintain the polymer at the same temperature (between 250°C and 300°C) as the heater 410 attached to the polymerization reaction tank 400 provided in FIG. 1 or 14.
  • the polymer may be maintained at a temperature suitable for the polymerization reaction (between 250°C and 290°C) similar to the heater 520 attached to the byproduct removal device 500, or the polymer may be maintained at a temperature suitable for the polymerization reaction (between 250°C and 290°C).
  • the polymer may be maintained at a similar temperature (between 250°C and 290°C) with an associated heater 620.
  • the EG obtained together with PET in the byproduct removal device 500 may be stored in the EG storage section 530.
  • the EG stored in the EG storage unit 530 may be used for other purposes at other locations or facilities, or may be sold to consumers.
  • the polymer supplied from the polymer supply section 400A is supplied as is to the injection molding machine 1, so that the molded product (second molded product) has the required It is necessary to quickly achieve IV values for polymers.
  • a by-product removing device 500 having a function of promoting the polymerization reaction and increasing the IV value of the polymer is provided, such demands can be fully met.
  • each device and each method described in the embodiments can be realized by hardware resources or software resources, or by cooperation of hardware resources and software resources.
  • hardware resources for example, a processor, ROM, RAM, and various integrated circuits can be used.
  • software resources for example, programs such as operating systems and applications can be used.
  • the present invention relates to chemical recycling equipment and the like.
  • 1 Injection molding machine 100 Chemical recycling device, 200 Polymer adjustment device, 300 Depolymerization reaction tank, 300A Depolymer supply section, 301 First depolymerization reaction tank, 302 Second depolymerization reaction tank, 320 Heater, 371 First preheater, 380 Mechanical mixing unit, 381 Ultrasonic device, 382 Cavitation device, 383 Horizontal stirring device, 384 Horizontal stirring device, 384A First horizontal stirring device, 384B Second horizontal stirring device, 400 Polymerization reaction tank, 400A Polymer supply section, 410 heater, 431 second preheater, 500 by-product removal device, 520 heater, 600 polymer supply section, 610 transfer pump, 620 heater, 710 container, 720 rotating body, 721 rotating plate , 900 Polymer return section.

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Abstract

ケミカルリサイクル装置１００は、重合体からなる第１成形品を、解重合反応によって解重合体に分解する解重合反応槽３００と、解重合体を、重合反応によって重合体に合成する重合反応槽４００と、重合反応槽４００で合成された重合体を、第２成形品を成形する射出成形機１に供給する重合体供給部６００と、を備える。重合反応槽４００における重合反応によって重合体と共に生成される副生成物を除去する副生成物除去装置５００が、重合反応槽４００と重合体供給部６００の間に設けられる。

Description

ケミカルリサイクル装置、ケミカルリサイクル成形システム
　本発明はケミカルリサイクル装置等に関する。
　特許文献１には、ペット（PET：ポリエチレンテレフタラート）ボトルのリサイクルのために、当該PETボトルの粉砕等によって新たなPETボトルの原材料となるPETフレークを製造する方法が開示されている。具体的には、粉砕したPETボトルを加熱溶融した後に、固相重合等によってPETフレークを得るメカニカルリサイクルや、粉砕したPETボトルを解重合反応によってビス（2-ヒドロキシエチル）テレフタレート（BHET）等の中間体または解重合体に分解した後に、再重合反応によってPETフレークを得るケミカルリサイクルが知られている。
特開２０１６－１５３１７６号公報 特開２０２２－２７１５８号公報
　以上のようなPETフレークやPETペレット（以下では簡略化してフレークやペレットともいい、PETを原材料としないフレークやペレットも包括的に表す）を製造する際には、溶融状態のPET等を冷却してフレークやペレットにする必要がある。また、フレークやペレットから新たなPETボトル等を製造する際には、フレークやペレットを加熱溶融した上で射出成形機等の成形機に供給する必要がある。このようなフレークやペレットの製造時の冷却と、新たなPETボトル等の製造時のフレークやペレットの加熱は実質的に逆の熱的過程である。PETボトル等をPETボトル等にリサイクルするという目的に照らして実質的な意味を持たない、フレークやペレットに関する冷却過程および加熱過程の存在のために、省資源や省エネルギーを目指すリサイクルの過程においてエネルギーが浪費されてしまっているという見方もできる。
　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、従来より少ないエネルギーでPETボトル等の成形品をリサイクルできるケミカルリサイクル装置等を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明のある態様のケミカルリサイクル装置は、重合体からなる第１成形品を、解重合反応によって解重合体に分解する解重合反応槽と、解重合体を、重合反応によって重合体に合成する重合反応槽と、重合反応槽で合成された重合体を、第２成形品を成形する成形機に供給する重合体供給部と、を備える。
　この態様では、重合反応槽で再合成された重合体がフレークやペレットにされずに、そのまま重合体供給部によって成形機に供給される。従来のようなフレークやペレットに関する冷却過程および加熱過程が不要になるため、従来より少ないエネルギーでPETボトル等の成形品をリサイクルできる。
　本発明の別の態様も、ケミカルリサイクル装置である。この装置は、重合体からなる第１成形品を解重合反応によって分解した解重合体を、重合反応によって重合体に合成する重合反応槽と、重合反応槽で合成された重合体を、第２成形品を成形する成形機に供給する重合体供給部と、を備える。
　本発明の更に別の態様も、ケミカルリサイクル装置である。この装置は、重合体からなる第１成形品を解重合反応によって分解した解重合体を重合反応によって合成した重合体を、第２成形品を成形する成形機に供給する重合体供給部を備える。
　本発明の更に別の態様は、ケミカルリサイクル成形システムである。このケミカルリサイクル成形システムは、重合体からなる第１成形品を、解重合反応によって解重合体に分解する解重合反応槽と、解重合体を、重合反応によって重合体に合成する重合反応槽と、重合反応槽で合成された重合体を、第２成形品に成形する成形機と、を備える。
　なお、以上の構成要素の任意の組合せや、これらの表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラム等に変換したものも、本発明に包含される。
　本発明によれば、従来より少ないエネルギーでPETボトル等の成形品をリサイクルできる。
第１実施形態に係るケミカルリサイクル成形システムの構成を模式的に示す。 PETの重合反応と解重合反応を模式的に示す。 副生成物除去装置の変形例を示す。 第２実施形態に係るケミカルリサイクル成形システムの構成を模式的に示す。 第３実施形態に係るケミカルリサイクル成形システムの構成を模式的に示す。 解重合反応を模式的に示す。 第３実施形態に係るケミカルリサイクル成形システムの構成を模式的に示す。 機械的混合部の第１実施例を模式的に示す。 機械的混合部の第１実施例を模式的に示す。 機械的混合部の第２実施例を模式的に示す。 機械的混合部の第２実施例を模式的に示す。 機械的混合部の第３実施例を模式的に示す。 機械的混合部の第３実施例を模式的に示す。 ケミカルリサイクル成形システムの第１変形例を示す。 ケミカルリサイクル成形システムの第２変形例を示す。
　以下では、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下では実施形態ともいう）について詳細に説明する。説明および／または図面においては、同一または同等の構成要素、部材、処理等に同一の符号を付して重複する説明を省略する。図示される各部の縮尺や形状は、説明の簡易化のために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。実施形態は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。実施形態に記載される全ての特徴やそれらの組合せは、必ずしも本発明の本質的なものであるとは限らない。
　図１は、本発明の第１実施形態に係るケミカルリサイクル成形システムの構成を模式的に示す。ケミカルリサイクル成形システムは、ケミカルリサイクル装置１００と、射出成形機１を備える。ケミカルリサイクル装置１００は、重合体調整装置２００と、解重合反応槽３００と、重合反応槽４００と、副生成物除去装置５００と、重合体供給部６００を備える。射出成形機１（図１では模式的に２台が示されている）、重合体調整装置２００、解重合反応槽３００、重合反応槽４００、副生成物除去装置５００、重合体供給部６００のそれぞれの設置数は任意である。特に、典型的には他の処理部より処理速度または反応速度が遅い射出成形機１や重合反応槽４００の数を他の処理部より多くすることで、これらの処理部が深刻なボトルネックとならないように処理性能を高められる。
　重合体調整装置２００は、PETボトル等の第１成形品を構成するPET等の重合体を、後段の解重合反応槽３００のために調整する。具体的には、重合体調整装置２００は、PETボトル等の第１成形品に対して粉砕、加熱溶融、混合等の処理を施し、解重合反応槽３００における解重合反応に好適な状態（相、形状、サイズ等）にPET等の重合体を調整する。なお、第１成形品は、シート、フィルム、繊維等の、ボトル以外の任意の成形品でよい。また、第１成形品を構成する重合体は、ポリエステル（PETも含まれる）、ポリアミド、ポリウレタン等の、PET以外の任意の重合体またはポリマーでよい。
　解重合反応槽３００は、重合体調整装置２００によって調整されたPET等の重合体を、解重合反応によって解重合体に分解する。重合体調整装置２００から供給される重合体がPETの場合、解重合反応槽３００における解重合反応を通じて、中間体であるBHETが解重合体として得られる。なお、解重合反応槽３００で得られる解重合体は、重合体の単量体またはモノマーを含んでもよい。重合体がPETである場合の単量体は、例えば、エチレングリコール、テレフタル酸、テレフタル酸ジメチル、エチレンテレフタラートである。
　図２に模式的に示されるように、重合体としてのPETの解重合反応（３００）では、解重合材供給部３１０（図１）から解重合反応槽３００に供給される解重合材としてのエチレングリコール（EG）によってPETが分解され、解重合体としてのBHETが得られる。なお、解重合材供給部３１０に代えてまたは加えて、EGが重合体調整装置２００において供給されてもよい。このような解重合反応を促進するため、解重合反応槽３００に併設される加熱器３２０（図１）または保温器によって、解重合反応槽３００内が解重合反応に好適な温度に維持される。図２のPETのBHETへの解重合反応に好適な温度は220℃と250℃の間であり、230℃と245℃の間とするのが好ましく、235℃と240℃の間とするのが更に好ましい。また、図２のPETのBHETへの解重合反応に好適な圧力は0.3MPaと0.8MPaの間であり、0.4MPaと0.6MPaの間とするのが好ましく、0.45MPaと0.55MPaの間とするのが更に好ましい。解重合反応槽３００内の圧力は、解重合反応槽３００に併設される不図示のポンプ等によって調整される。
　ポリマーであるPETに比べて分子量の小さいBHETが生成される解重合反応槽３００内の流体の粘度は、分子量の大きいPETが生成される後述の重合反応槽４００内の流体の粘度より低いため、解重合反応槽３００内の流体を撹拌して解重合反応を促進するための撹拌翼３３０としては低粘度用のものが使用される。低粘度用の撹拌翼３３０としては、プロペラ翼、ディスクタービン翼、パドル翼が例示される。
　解重合反応槽３００の後段には、解重合体としてのBHETを主成分とする流体から異物を除去する異物除去装置３４０、３５０、３６０が設けられる。異種樹脂除去装置３４０は、PET等の目的樹脂とは異なる樹脂および／またはその解重合体を、浮遊分離や沈降除去の原理によって除去する。着色物除去装置３５０は、活性炭等によって着色物を除去する。金属イオン除去装置３６０は、金属イオンをイオン交換等の原理によって除去する。異物除去装置３４０、３５０、３６０の後段には、異物が除去された後のBHET等を主成分とする流体を、重合反応槽４００に供給する前に一時的に貯留するバッファタンク３７０が設けられる。
　バッファタンク３７０には、後段の重合反応槽４００に供給される前に解重合体（BHET等を主成分とする流体）を加熱または保温する第１予熱器３７１が設けられてもよい。第１予熱器３７１は、解重合反応槽３００に併設される加熱器３２０と同様の温度（220℃と250℃の間）に解重合体を維持してもよいし、後述する重合反応槽４００に併設される加熱器４１０と同様の重合反応に好適な温度（250℃と300℃の間）に解重合体を維持してもよい。このように、必要に応じて予熱機構（第１予熱器３７１）を備えるバッファタンク３７０を、重合反応槽４００の前段に設けることで、典型的には解重合反応槽３００や後述の副生成物除去装置５００等の他の処理部より処理速度または反応速度が遅い重合反応槽４００への投入待ちの解重合体を適温に保ちながら貯蔵できる。この結果、ケミカルリサイクル装置１００の全体としてのキャパシティを高められ、解重合反応槽３００、重合反応槽４００、副生成物除去装置５００、重合体供給部６００等の各処理部に適切な量の反応物を適時に供給しながら（いわゆる「樹脂切れ」を起こすことなく）安定的かつ連続的にケミカルリサイクル装置１００を稼働できる。なお、第１予熱器３７１のような予熱機構は、バッファタンク３７０に限らず、解重合反応槽３００と重合反応槽４００の間の任意の箇所（例えば、異物除去装置３４０、３５０、３６０）に任意の態様で設けられる。
　重合反応槽４００は、解重合反応槽３００において生成されて異物除去装置３４０、３５０、３６０によって異物が除去されたBHET等の解重合体を、重合反応によって重合体に合成する。解重合反応槽３００において生成される解重合体がBHETの場合、重合反応槽４００における重合反応を通じて重合体であるPETが再び得られる。
　図２に模式的に示されるように、解重合体としてのBHETの重合反応（４００）では、重合体である主生成物としてのPETと共に副生成物としてのEGが生成される。このEGは、解重合材供給部３１０に環流されて、解重合反応槽３００におけるPETの解重合反応に利用されてもよい。重合反応槽４００で生成されるEGを無駄にすることなく、その場（解重合反応槽３００）で再利用できるため、ケミカルリサイクル装置１００の稼働効率を高められる。特に、解重合反応槽３００におけるPETの解重合反応のためのEGの購入量を著しく低減できるため、ケミカルリサイクル装置１００の稼働コストの削減に繋がる。
　以上のような重合反応を促進するため、重合反応槽４００に併設される第２加熱器としての加熱器４１０（図１）または保温器によって、重合反応槽４００内が重合反応に好適な温度に維持される。図２のBHETのPETへの重合反応に好適な温度は250℃と300℃の間であり、260℃と290℃の間とするのが好ましく、270℃と280℃の間とするのが更に好ましい。ここで、重合反応槽４００に併設される加熱器４１０による重合加熱温度は、解重合反応槽３００に併設される加熱器３２０による解重合加熱温度より高い。重合反応槽４００では分子量が大きく融点の高いPETが生成されるが、分子量が小さく融点の低いBHETが生成される解重合反応槽３００より高温に維持されることで、重合反応槽４００の主生成物であるPETが溶融状態に維持される。なお、図２のBHETのPETへの重合反応は、真空状態で行われるのが好ましい。このため、重合反応槽４００には不図示の真空ポンプ等が併設される。
　分子量が大きいPETが生成される重合反応槽４００内の流体の粘度は、ポリマーであるPETに比べて分子量が小さいBHETが生成される解重合反応槽３００内の流体の粘度より高いため、重合反応槽４００内の流体を撹拌して重合反応を促進するための撹拌翼４２０としては高粘度用のものが使用される。高粘度用の撹拌翼４２０としては、アンカー翼、ヘリカルリボン翼が例示される。
　PET等の重合体の重合度と相関のある数値として、IV（Intrinsic viscosity）値または固有粘度が知られている。IV値（dL/g）は重合体の用途の指標としても使われており、PETでは約0.72以上のIV値があればボトルに使用でき、約0.65以上のIV値があればシートやフィルム等に使用でき、約0.58以上のIV値があれば繊維に使用できる。本実施形態では、ボトルやシートに使用可能なIV値のPETを最終的に得ることを目的とする。後述するように、重合反応槽４００の後段の副生成物除去装置５００においてもIV値が高められるため、重合反応槽４００で合成されるPETのIV値は比較的低くてもよい。具体的には、重合反応槽４００で合成されるPETのIV値は0.2と0.7の間であり、0.3と0.7の間とするのが好ましく、0.3と0.55の間とするのが更に好ましい。
　重合反応槽４００の後段には、重合反応槽４００で合成された重合体を、後段の副生成物除去装置５００および／または重合体供給部６００に供給する前に一時的に貯留するバッファタンク４３０が設けられてもよい。バッファタンク４３０には、後段の副生成物除去装置５００および／または重合体供給部６００に供給される前に重合体を加熱または保温する第２予熱器４３１が設けられてもよい。第２予熱器４３１は、重合反応槽４００に併設される加熱器４１０と同様の温度（250℃と300℃の間）に重合体を維持してもよいし、後述する副生成物除去装置５００に併設される加熱器５２０と同様の重合反応に好適な温度（250℃と290℃の間）に重合体を維持してもよいし、後述する重合体供給部６００に併設される加熱器６２０と同様の温度（250℃と290℃の間）に重合体を維持してもよい。
　このように、必要に応じて予熱機構（第２予熱器４３１）を備えるバッファタンク４３０を、副生成物除去装置５００および／または重合体供給部６００の前段に設けることで、副生成物除去装置５００および／または重合体供給部６００への投入待ちの重合体を適温に保ちながら貯蔵できる。この結果、ケミカルリサイクル装置１００の全体としてのキャパシティを高められ、解重合反応槽３００、重合反応槽４００、副生成物除去装置５００、重合体供給部６００等の各処理部に適切な量の反応物を適時に供給しながら（いわゆる「樹脂切れ」を起こすことなく）安定的かつ連続的にケミカルリサイクル装置１００を稼働できる。なお、第２予熱器４３１のような予熱機構は、バッファタンク４３０に限らず、重合反応槽４００と副生成物除去装置５００の間の任意の箇所および／または副生成物除去装置５００と重合体供給部６００の間の任意の箇所に任意の態様で設けられる。
　重合反応槽４００の後段（かつ後述する重合体供給部６００の前段）には、重合反応槽４００における重合反応によって生成されたPET（主生成物）およびEG（副生成物）が通されて、副生成物としてのEGを除去する副生成物除去装置５００が設けられる。図示の例の副生成物除去装置５００は、上方から下方に延在する多数の線状部材５１０を備える。多数の線状部材５１０によって増加した表面積のために、各線状部材５１０の表面に付着したEGの揮発等が促進され、高粘度のPETからEGが効果的に分離除去される。
　このEGは、解重合材供給部３１０に環流されて、解重合反応槽３００におけるPETの解重合反応に利用されてもよい。副生成物除去装置５００で分離除去されるEGを無駄にすることなく、その場（解重合反応槽３００）で再利用できるため、ケミカルリサイクル装置１００の稼働効率を高められる。特に、解重合反応槽３００におけるPETの解重合反応のためのEGの購入量を著しく低減できるため、ケミカルリサイクル装置１００の稼働コストの削減に繋がる。
　また、各線状部材５１０の表面には、重合度（すなわちIV値）が比較的低いPETや、重合反応槽４００では未反応のBHETも付着することで、重合反応槽４００と同様の重合反応が大きな表面積によって効果的に進行する。このため、副生成物除去装置５００を通過することで、主生成物としてのPETのIV値が高められる。具体的には、副生成物除去装置５００を通過した後のPETのIV値は0.7以上であり、0.8以上とするのが好ましく、0.85以上とするのが更に好ましい。
　このような重合反応を促進するため、副生成物除去装置５００に併設される第２加熱器としての加熱器５２０（図１）または保温器によって、副生成物除去装置５００内が重合反応に好適な温度に維持される。具体的には、加熱器５２０による加熱温度は250℃と290℃の間であり、260℃と280℃の間とするのが好ましい。ここで、副生成物除去装置５００に併設される加熱器５２０による加熱温度は、重合反応槽４００に併設される加熱器４１０による重合加熱温度より高くするのが好ましい。副生成物除去装置５００では重合反応槽４００より重合反応が進む結果、重合体としてのPETの分子量が大きくなって融点が高くなるため、副生成物除去装置５００内を重合反応槽４００内より高温に維持することで、副生成物除去装置５００の生成物としてのPETを溶融状態に維持できる。なお、重合反応槽４００と副生成物除去装置５００の間の配管等の周囲に、少なくとも重合反応槽４００に併設される加熱器４１０による重合加熱温度に加熱または保温する第２加熱器としての加熱器または保温器を設けてもよい。また、副生成物除去装置５００内の重合反応は、重合反応槽４００内の重合反応と同様に真空状態で行われるのが好ましい。このため、副生成物除去装置５００には不図示の真空ポンプ等が併設される。副生成物除去装置５００内を真空状態（減圧状態）とすることで、副生成物としてのEGを効率的に除去できる。
　なお、副生成物除去装置５００の構成は、図１に示されるような「縦型」に限られない。例えば、図３に示されるような「横型２軸」の撹拌装置を副生成物除去装置５００として用いてもよい。この撹拌装置は、図３の紙面に垂直な方向に延びる二つの回転軸と、それぞれの周りで回転して撹拌対象としてのPETおよびEGを撹拌する二つの撹拌翼を備える。二つの撹拌翼によって撹拌されることでEGの揮発等が促進されるため、高粘度のPETからEGが効果的に分離除去される。なお、図３の撹拌装置の詳細は、引用によって本書に援用される特許第2925599号に開示されている。
　重合体供給部６００は、重合反応槽４００（または重合反応槽４００および副生成物除去装置５００）で合成されたPET等の重合体を、PETボトル等の第２成形品を成形する射出成形機１に供給する。重合体供給部６００は、副生成物除去装置５００で副生成物としてのEGが除去された高純度かつ高粘度（すなわち高重合度あるいは高IV値）のPETを、溶融状態のまま射出成形機１に供給することに適したギアポンプやスクリューポンプ等の移送ポンプ６１０を備える。
　重合体供給部６００には、移送ポンプ６１０によって射出成形機１に移送されるPET等の重合体を加熱または保温して溶融状態に維持する第１加熱器としての加熱器６２０または保温器が設けられる。具体的には、加熱器６２０による加熱温度は250℃と290℃の間であり、260℃と280℃の間とするのが好ましい。ここで、重合体供給部６００に設けられる加熱器６２０（第１加熱器）による加熱温度（第１加熱温度）は、重合反応槽４００に併設される加熱器４１０、副生成物除去装置５００に併設される加熱器５２０、重合反応槽４００と副生成物除去装置５００の間に設けられる不図示の加熱器等の第２加熱器による第２加熱温度より高くするのが好ましい。重合反応槽４００で開始した重合反応が徐々に進行して副生成物除去装置５００において完了する結果、重合体供給部６００では重合反応槽４００および副生成物除去装置５００よりも、重合体としてのPET等の分子量が大きくなって融点が高くなる。そこで、重合体供給部６００における第１加熱温度を、それ以前の第２加熱温度より高くすることで、高粘度（すなわち高重合度あるいは高IV値）かつ高融点のPET等の重合体を溶融状態に維持できる。また、重合体供給部６００には、不図示の真空ポンプ等が併設されてもよい。重合体供給部６００内を真空状態（減圧状態）とすることで、重合体供給部６００においても重合度を高められる。
　重合反応槽４００から重合体供給部６００にかけて加熱温度が段階的に高くなるように温度傾斜を設けてもよい。例えば、重合反応槽４００に併設される加熱器４１０による加熱温度より、重合反応槽４００と副生成物除去装置５００の間に設けられる不図示の加熱器による加熱温度を高くし、当該不図示の加熱器による加熱温度より副生成物除去装置５００に併設される加熱器５２０による加熱温度を高くし、当該加熱器５２０による加熱温度より重合体供給部６００に設けられる加熱器６２０による加熱温度を高くすることで、重合反応槽４００から重合体供給部６００にかけて融点が高くなるPET等の重合体を確実に溶融状態に維持できる。なお、重合体供給部６００と射出成形機１の間に、PET等の重合体を加熱または保温して溶融状態に維持する加熱器が設けられてもよい。
　射出成形機１は、ケミカルリサイクル装置１００で生成された溶融状態のPET等の重合体を第２成形品に成形する。第２成形品は、重合体調整装置２００で粉砕等の処理が施される第１成形品と同種でもよいし異種でもよい。例えば、第１成形品と第２成形品は共にPETボトルでもよい。また、第１成形品と第２成形品の一方がPETボトルで、他方がシート、フィルム、繊維等のボトル以外の成形品でもよい。一般的にメカニカルリサイクルでは、リサイクル後の第２成形品のIV値はリサイクル前の第１成形品のIV値より低くなってしまうが、異物除去装置３４０、３５０、３６０や副生成物除去装置５００等のIV値を高める機構を備える本実施形態に係るケミカルリサイクル装置１００によれば、リサイクル後の第２成形品のIV値をリサイクル前の第１成形品のIV値より高くすることもできる。例えば、本実施形態によれば、第１成形品としての低IV値のPET繊維を、第２成形品としての高IV値のPETボトルにリサイクルすることもできる。
　射出成形機１は、PET等の溶融樹脂を第２成形品に成形する。溶融樹脂を原材料とする射出成形機は、例えば特許文献２に開示されている。本願は、2020年7月31日に出願された当該文献（日本出願2020-130985）の全内容を参照することによって援用する。図１に模式的に示されるように、複数の射出成形機１が並列的に設けられてもよい。なお、ケミカルリサイクル装置１００から溶融樹脂等が供給される成形機は、射出成形機に限られない任意の成形機（例えばコンプレッション成形機）でよい。
　以上のような本実施形態では、重合反応槽４００で再合成された重合体がフレークやペレットにされずに、そのまま重合体供給部６００によって射出成形機１に供給される。従来のようなフレークやペレットに関する冷却過程および加熱過程が不要になるため、従来より少ないエネルギーでPETボトル等の成形品をリサイクルできる。
　このような本実施形態に係るケミカルリサイクル装置１００では、重合反応槽４００で再合成された重合体がそのまま射出成形機１に供給されるため、その成形品（第２成形品）に求められる重合体のIV値を高速に実現する必要がある。本実施形態では、重合反応を促進して重合体のIV値を高める機能を有する副生成物除去装置５００が重合反応槽４００に加えて設けられるため、このような要求にも十分に応えられる。
　図４は、本発明の第２実施形態に係るケミカルリサイクル成形システムの構成を模式的に示す。図１と同様の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態では、重合反応槽４００で合成された重合体の少なくとも一部を、重合反応槽４００および／または解重合反応槽３００に返送する重合体返送部９００が設けられる。図示の例における重合体返送部９００は、副生成物除去装置５００と重合体供給部６００の間に設けられるが、これに限定されない。重合体返送部９００は、副生成物除去装置５００と射出成形機１の間の任意の位置に設けられうる。重合体返送部９００は、例えば、重合体供給部６００と射出成形機１の間に設けられてもよい。
　重合体返送部９００は、重合反応槽４００で合成された重合体（図示の例では、更に副生成物除去装置５００によって副生成物が除去された重合体）の少なくとも一部を、重合体供給部６００に送る代わりに重合反応槽４００および／または解重合反応槽３００に返送する。例えば、重合体返送部９００は、重合反応槽４００に重合体を返送するために、当該重合反応槽４００の前段に設けられるバッファタンク３７０に重合体を供給してもよいし、解重合反応槽３００に重合体を返送するために、当該解重合反応槽３００の前段に設けられる重合体調整装置２００に重合体を供給してもよい。
　重合体返送部９００の主な目的は、ケミカルリサイクル装置１００と射出成形機１の稼働時間やキャパシティのミスマッチに対処することである。例えば、ケミカルリサイクル装置１００は典型的には連続的に稼働（連続運転）し、射出成形機１は典型的には間欠的に稼働（間欠運転）するため、特に射出成形機１が金型等のメンテナンス等のために停止している間は、射出成形機１が重合体供給部６００からの重合体の全量を受け入れられない（受入不能期間）。このような受入不能期間においても、射出成形機１によって受け入れられない余剰な重合体を無駄にすることなく、ケミカルリサイクル装置１００を連続的に稼働し続けられるように、当該余剰な重合体が溶融状態のまま重合反応槽４００および／または解重合反応槽３００に戻される。このように、射出成形機１によって受け入れられない溶融状態の余剰な重合体を、冷却や放熱によってフレークやペレットにする必要がなくなるため、エネルギーの浪費が低減される。
　重合体返送部９００は、受入不能期間の長さに応じて、余剰な重合体の返送先（重合反応槽４００および／または解重合反応槽３００）や返送割合を変えてもよい。例えば、受入不能期間が所定の期間閾値を超える前は、解重合反応槽３００より多くの重合体を重合反応槽４００に返送し、受入不能期間が期間閾値を超えた後は、重合反応槽４００より多くの重合体を解重合反応槽３００に返送してもよい。
　受入不能期間が期間閾値を超えない短期間であれば、溶融状態の重合体が高温（例えば、前述のように270℃と280℃の間）のまま重合反応槽４００（および、副生成物除去装置５００）を循環しても、重合体の劣化やIV値の過度な上昇は起こらないと考えられる。このため、短い受入不能期間に対しては、重合体返送部９００が余剰な重合体の大部分（例えば、100%、80%、60%）を重合反応槽４００（バッファタンク３７０）に返送するのが好ましい。
　一方、受入不能期間が期間閾値を超えて長期間になると、溶融状態の重合体が高温（例えば、前述のように270℃と280℃の間）のまま重合反応槽４００（および、副生成物除去装置５００）を循環することによる熱履歴のために、重合体の劣化やIV値の過度な上昇の恐れがある。そこで、長い受入不能期間に対しては、重合体返送部９００が余剰な重合体の大部分（例えば、100%、80%、60%）を解重合反応槽３００（重合体調整装置２００）に返送するのが好ましい。解重合反応槽３００における再度の解重合反応によって、上記の熱履歴が実質的にリセットされるため、受入不能期間後に重合体供給部６００が射出成形機１に供給する重合体の劣化やIV値の過度な上昇が効果的に防止される。
　本実施形態では、循環する溶融状態の重合体の温度が略一定（例えば、前述のように270℃と280℃の間）であるため、受入不能期間の長さが熱履歴を表す。一方、循環する溶融状態の重合体の温度が有意に変化しうる場合は、当該温度を受入不能期間の長さに加えて監視することで熱履歴を厳密に把握してもよい。この場合、重合体返送部９００は、熱履歴が所定の熱履歴閾値を超える前は、解重合反応槽３００より多くの重合体を重合反応槽４００に返送し、熱履歴が熱履歴閾値を超えた後は、重合反応槽４００より多くの重合体を解重合反応槽３００に返送してもよい。
　なお、重合体返送部９００は、返送対象の重合体のIV値等の物性値に応じて、返送先（重合反応槽４００および／または解重合反応槽３００）や返送割合を変えてもよい。例えば、IV値が所定の許容範囲内である場合は、解重合反応槽３００より多くの重合体を重合反応槽４００に返送し、IV値が許容範囲外である場合（具体的には、許容範囲の上限より大きい場合）は、重合反応槽４００より多くの重合体を解重合反応槽３００に返送してもよい。後者の場合、解重合反応槽３００における再度の解重合反応によって、過度に上昇したIV値が許容範囲内まで低減される。
　また、重合体返送部９００は、受入不能期間の長さや返送対象の重合体のIV値等の物性値に応じて、重合反応槽４００および解重合反応槽３００への返送割合を徐々に変えてもよい。例えば、受入不能期間が長くなるにつれて解重合反応槽３００への返送割合を徐々に高めてもよいし、IV値が上昇するにつれて解重合反応槽３００への返送割合を徐々に高めてもよい。
　図５は、本発明の第３実施形態に係るケミカルリサイクル成形システムの構成を模式的に示す。前述の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、図５および後続の同様の図では、ケミカルリサイクル成形システムの主な構成要素が便宜的に機能ブロックとして示される。本実施形態では、解重合反応槽３００に、解重合材によって重合体を解重合体に分解する解重合反応の少なくとも前期において、解重合材と重合体を機械的または物理的に混合する機械的混合部３８０が設けられる。
　図２に示されるように、EG等の解重合材によってPET等の重合体をBHET等の解重合体に分解する解重合反応は、本質的には化学的なプロセスである。しかし、図６に模式的に示されるように、重合体の重合度が高い解重合反応の初期または前期では、PET等の重合体がフレークやペレット等の大きな塊で存在していることもあり、化学的作用（化学反応）より撹拌や混合等の機械的作用が優勢である。一方、解重合反応の後期では、所期の化学的作用（化学反応）が優勢になる。
　本実施形態に係る機械的混合部３８０は、特に、機械的作用が優勢な解重合反応の初期または前期において、EG等の解重合材とPET等の重合体を機械的に混合することで当該期間を効率的に進め、所期の化学的作用（化学反応）が優勢になる後期への迅速な移行を可能にする。この結果、解重合反応槽３００における解重合反応を、短時間で効率的に進められる。機械的混合部３８０は、機械的作用が優勢な解重合反応の初期または前期だけでなく、化学的作用（化学反応）が優勢な解重合反応の後期においても、EG等の解重合材とPET等の重合体の機械的な混合を継続してもよい。なお、機械的混合部３８０は、前述の重合体調整装置２００と同様に、粉砕、加熱溶融、混合等の処理を担いうる。このため、重合体調整装置２００は設けられなくてもよいし、重合体調整装置２００が機械的混合部３８０に統合されてもよい。
　以上のような機械的混合部３８０は、図１や図４に示されるような一槽構成の解重合反応槽３００に併設または外付けされてもよい。例えば、機械的混合部３８０としての後述する超音波装置を、解重合反応槽３００の外壁面および／または内壁面に取り付けてもよいし、機械的混合部３８０としての後述するキャビテーション装置を、解重合反応槽３００の前段（例えば、解重合材供給部３１０が解重合反応槽３００にEG等の解重合材を供給する供給路上）に設けてもよい。
　あるいは、図７に模式的に示されるように、解重合反応槽３００を、前段の第１解重合反応槽３０１および後段の第２解重合反応槽３０２の複数槽（または、二槽）構成とし、機械的混合部３８０を少なくとも第１解重合反応槽３０１に設けてもよい。前段の第１解重合反応槽３０１は、図６に模式的に示される解重合反応のうち、機械的作用が優勢な初期または前期を主に担う。このような第１解重合反応槽３０１に機械的混合部３８０を設けることによって、機械的作用が優勢な解重合反応の初期または前期において、EG等の解重合材とPET等の重合体を機械的に混合することで当該期間を効率的に進められる。後段の第２解重合反応槽３０２は、図６に模式的に示される解重合反応のうち、化学的作用（化学反応）が優勢な後期を主に担う。第２解重合反応槽３０２は、図１や図４に示されるような解重合反応槽３００と同様に構成されてもよい。
　以上のような機械的混合部３８０は、解重合反応の特に初期においてEG等の解重合材とPET等の重合体を機械的に混合するという機能が実現される限り、任意の方式によって構成されてもよい。以下では、図７における第１解重合反応槽３０１に設けられる機械的混合部３８０の複数の非限定的な実施例が列挙される。
　図８は、機械的混合部３８０の第１実施例を模式的に示す。本実施例では、第１解重合反応槽３０１が、混合槽８１０と、重合体供給部８２０と、解重合材供給部８３０と、解重合体排出部８４０と、重合体取出部８５０と、撹拌翼８７０と、機械的混合部３８０の第１実施例としての超音波装置３８１によって構成される。
　混合槽８１０では、PETフレーク等の重合体の部分的な解重合反応、特に、図６に関して前述した初期または前期におけるEG等の解重合材との機械的な混合が行われる。重合体供給部８２０は、混合槽８１０内にPETフレーク等の重合体を供給する。混合槽８１０の底部に設けられる解重合材供給部８３０は、混合槽８１０内にPET等の重合体を分解するEG等の解重合材を供給する。解重合材供給部８３０は、解重合反応（特に、機械的混合）後に残るPETスラリー等を洗浄する洗浄液を混合槽８１０内に供給してもよい。混合槽８１０の上部に設けられる解重合体排出部８４０は、解重合反応によって生成する液状のBHET等の解重合体を排出する。図示は省略するが、解重合体排出部８４０から排出されるBHET等の解重合体は、第２解重合反応槽３０２から排出されるBHET等の解重合体と共に、異物除去装置３４０～３６０に供給されてもよい。また、解重合体排出部８４０は、BHET等の解重合体に限らず、混合槽８１０内の任意の液体分を排出可能であり、例えば、上記の洗浄液を排出してもよい。重合体取出部８５０は、解重合反応後に残るPETスラリー等を取り出す。重合体取出部８５０から取り出されたPETスラリー等は、後段の第２解重合反応槽３０２に送られ、更なる解重合反応（特に、図６に関して前述した後期における所期の化学反応）を経て、BHET等の解重合体に分解される。
　撹拌翼８７０および／または超音波装置３８１は、混合槽８１０内において、重合体供給部８２０から供給されるPET等の重合体と、解重合材供給部８３０から供給されるEG等の解重合材を機械的に混合または撹拌することで、第１解重合反応槽３０１が担う解重合反応の初期または前期における機械的混合を促進する。このような機械的混合によって、解重合反応が効率的に進行するだけでなく、PETフレーク等が微細化されてスラリー状になる。微細化されたPETスラリーは、ストレーナやバルブによって構成される重合体取出部８５０を通過できるようになり、混合槽８１０外に取り出されて第２解重合反応槽３０２に送られる。
　超音波装置３８１は、例えば、混合槽８１０の外壁面および／または内壁面の任意の箇所に、連続的（例えば、環状）または間欠的に取り付けられる。超音波装置３８１が発生させる超音波（振動）は、混合槽８１０内におけるPET等の重合体とEG等の解重合材を機械的に混合する。なお、超音波装置３８１を混合槽８１０の壁面に取り付けることが難しい場合は、超音波装置３８１が組み込まれた別の超音波槽を混合槽８１０に接続してもよい。この場合、超音波装置３８１による機械的混合は超音波槽内で行われ、微細化されたPET等は混合槽８１０の重合体取出部８５０から取り出される。
　図８の構成は、例えば、以下のような手順によって、第１解重合反応槽３０１の所期の機能（主に、機械的混合）を実現する。最初に、第１ステップとして、重合体供給部８２０が、混合槽８１０内にPETフレーク等の重合体を供給し、解重合材供給部８３０が、混合槽８１０内にEG等の解重合材を供給する。この時、混合槽８１０内は、図１における解重合反応槽３００内と同様の温度（例えば、220℃と250℃の間、好ましくは230℃と245℃の間、更に好ましくは235℃と240℃の間）や圧力（例えば、0.3MPaと0.8MPaの間、好ましくは0.4MPaと0.6MPaの間、更に好ましくは0.45MPaと0.55MPaの間）に維持される。このため、混合槽８１０内では、図１における解重合反応槽３００内で発生するものと実質的に同じ初期の解重合反応（図６における機械的作用）が発生する。但し、図８の構成によれば、上述のように、特に超音波装置３８１によって機械的混合が促進される。なお、PETフレーク等が大きすぎる場合等は接触式の撹拌翼８７０による撹拌が困難であるが、非接触式の超音波装置３８１であればPETフレーク等のサイズ等に関わらず効果的に混合できる。
　混合槽８１０内でPETフレーク等の重合体の機械的混合が十分に進行した後（すなわち、第１ステップの後）、または、当該機械的混合が進行している間（すなわち、第１ステップと同時）、第２ステップとして、解重合反応によって生成したBHET等の解重合体等を含む解重合液が、混合槽８１０の上部に設けられる解重合体排出部８４０から排出される。解重合体排出部８４０は、液体分を常時または間欠的に排出可能なストレーナやバルブによって構成される。解重合材供給部８３０から供給される液状のEG等の解重合材や触媒および／または解重合反応によって生成した液状のBHET等の解重合体は、混合槽８１０を底部から解重合体排出部８４０が設けられる位置まで満たす。このように、解重合体排出部８４０が設けられる位置に混合槽８１０内の液面が形成される。過剰な液体分は、ストレーナやバルブによって構成される解重合体排出部８４０から排出される。なお、複数の解重合体排出部８４０が、異なる高さに設けられてもよい。この場合、最も高い位置に設けられる解重合体排出部８４０は、オーバーフローを防止して混合槽８１０内の液面を形成する機能を担い、それより低い位置に設けられる解重合体排出部８４０は、中間的な高さ位置からBHET等の解重合体等を排出する。
　混合槽８１０内でPETフレーク等の重合体とEG等の解重合材の機械的混合が十分に進行した後、第１ステップより後の第３ステップとして、混合槽８１０の底部に設けられる重合体取出部８５０から、微細化されて堆積したPETスラリーが取り出される。
　以上のような第１～第３ステップは、重合体供給部８２０によるPETフレーク等の重合体の供給と解重合材供給部８３０によるEG等の解重合材の供給を継続することで連続的に実行されてもよいし（連続処理）、PETフレーク等の重合体とEG等の解重合材の所定の処理単位またはバッチ毎に実行されてもよい（バッチ処理）。例えば、連続処理では、超音波装置３８１が連続的に超音波を発しており、および／または、撹拌翼８７０が混合槽８１０内で連続的に回転している状態で、重合体供給部８２０からの重合体（PETフレーク等）の供給、解重合材供給部８３０からの解重合材の供給、解重合体排出部８４０からの解重合体の排出、重合体取出部８５０からの重合体（PETスラリー等）の取り出し、の少なくともいずれかが連続的または断続的に実行される。
　図９の変形例では、第１解重合反応槽３０１が、混合槽８１０と、重合体供給部８２０と、解重合材供給部８３０と、解重合体排出部８４０と、重合体取出部８５０と、撹拌翼８７０と、バッフル８８０と、機械的混合部３８０の第１実施例としての超音波装置３８１によって構成される。
　この変形例では、PETフレーク等の重合体が、撹拌翼８７０および／または超音波装置３８１によって機械的に混合される際に、邪魔板とも呼ばれるバッフル８８０に衝突することで効率的にスラリー状に微細化される。
　図１０は、機械的混合部３８０の第２実施例を模式的に示す。本実施例では、第１解重合反応槽３０１が、混合槽８１０と、重合体供給部８２０と、解重合材供給部８３０と、解重合体排出部８４０と、重合体取出部８５０と、撹拌翼８７０と、機械的混合部３８０の第２実施例としてのキャビテーション装置３８２によって構成される。図８と同様の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
　撹拌翼８７０および／またはキャビテーション装置３８２は、混合槽８１０内において、重合体供給部８２０から供給されるPET等の重合体と、解重合材供給部８３０から供給されるEG等の解重合材を機械的に混合または撹拌することで、第１解重合反応槽３０１が担う解重合反応の初期または前期における機械的混合を促進する。このような機械的混合によって、解重合反応が効率的に進行するだけでなく、PETフレーク等が微細化されてスラリー状になる。微細化されたPETスラリーは、ストレーナやバルブによって構成される重合体取出部８５０を通過できるようになり、混合槽８１０外に取り出されて第２解重合反応槽３０２に送られる。
　キャビテーション装置３８２は、例えば、解重合材供給部８３０が混合槽８１０にEG等の解重合材を供給する供給路上に設けられる。キャビテーション装置３８２は、液状のEG等の解重合材内に圧力差を導入して、泡の発生と消滅を伴うキャビテーション（空洞現象）を引き起こす。キャビテーションに伴う典型的には微小な泡は、混合槽８１０内におけるPET等の重合体とEG等の解重合材を機械的に混合する。なお、キャビテーション装置３８２を第１解重合反応槽３０１に設けることが難しい場合は、キャビテーション装置３８２が組み込まれた別のキャビテーション槽を混合槽８１０に接続してもよい。この場合、キャビテーション装置３８２による機械的混合はキャビテーション槽内で行われ、微細化されたPET等は混合槽８１０の重合体取出部８５０から取り出される。なお、キャビテーション装置３８２に代えてまたは加えて、キャビテーションとは異なる原理で微小な泡（ファインバブルやマイクロバブルとも呼ばれる）を生成する泡生成装置が、機械的混合部３８０として使用されてもよい。
　図１０の構成によれば、第１解重合反応槽３０１の所期の機能（主に、機械的混合）を実現するための前述の第１ステップにおいて、キャビテーション装置３８２が、解重合材供給部８３０によって混合槽８１０内に供給されるEG等の解重合材内にキャビテーションに伴う微小な泡を発生させる。これらの微小な泡は、EG等の解重合材と共に混合槽８１０内に導入され、重合体供給部８２０によって供給されたPETフレーク等の重合体と、解重合材供給部８３０によって供給されたEG等の解重合材を機械的に混合する。混合槽８１０内では、図１における解重合反応槽３００内で発生するものと実質的に同じ初期の解重合反応（図６における機械的作用）が発生する。但し、図１０の構成によれば、上述のように、特にキャビテーション装置３８２によって機械的混合が促進される。なお、PETフレーク等が大きすぎる場合等は接触式の撹拌翼８７０による撹拌が困難であるが、非接触式のキャビテーション装置３８２であればPETフレーク等のサイズ等に関わらず効果的に混合できる。
　図１１の変形例では、第１解重合反応槽３０１が、混合槽８１０と、重合体供給部８２０と、解重合材供給部８３０と、解重合体排出部８４０と、重合体取出部８５０と、撹拌翼８７０と、バッフル８８０と、機械的混合部３８０の第２実施例としてのキャビテーション装置３８２によって構成される。
　この変形例では、PETフレーク等の重合体が、撹拌翼８７０および／またはキャビテーション装置３８２によって機械的に混合される際に、邪魔板とも呼ばれるバッフル８８０に衝突することで効率的にスラリー状に微細化される。
　図１２は、機械的混合部３８０の第３実施例としての横型撹拌装置３８３を模式的に示す。横型撹拌装置３８３は、図７における第１解重合反応槽３０１を構成する。また、図７における第２解重合反応槽３０２は、図１や図４に示される解重合反応槽３００のような縦型撹拌装置である。ここで、「横型」とは、鉛直方向に交差する方向（例えば、水平方向）の回転軸の周りに回転する回転体によって撹拌を行うことを意味し、「縦型」とは、水平方向に交差する方向（例えば、鉛直方向）の回転軸の周りに回転する回転体（例えば、撹拌翼）によって撹拌を行うことを意味する。
　図１２（および、後述する図１３）では、便宜的に、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸による三次元座標系が設定されている。例えば、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向であり、Ｚ軸は鉛直方向である。図示の例における横型撹拌装置３８３は、Ｘ方向に長尺である。
　横型撹拌装置３８３は、容器７１０と、回転体７２０と、回転駆動部７４０を備える。
　容器７１０には、例えば、図７における重合体調整装置２００から、第１成形品に由来するPET等の重合体ＰＭが溶融状態で供給される。容器７１０は、重合体調整装置２００に接続されて重合体ＰＭを容器７１０内に供給する重合体供給口７１１と、後述する回転体７２０によってEG等の解重合材と撹拌（機械的に混合）された重合体ＰＭ（未反応の解重合材や、生成物としてのBHET等の解重合体も含む）を容器７１０外に排出して第２解重合反応槽３０２に対して供給する排出口７１２を備える。重合体供給口７１１には、容器７１０内への重合体ＰＭの供給量や供給速度を調整可能なギアポンプやスクリューポンプ等の移送ポンプが接続されてもよいし、排出口７１２には、容器７１０外への重合体ＰＭ等の排出量や排出速度を調整可能なギアポンプやスクリューポンプ等の移送ポンプが接続されてもよい。また、容器７１０には、重合体ＰＭの溶融状態が維持されるように、容器７１０内を適温に制御するヒータ等の温度制御部が設けられてもよい。
　容器７１０は、図１２に例示されるようにＸ方向に長尺であり、例えば略矩形のＹＺ断面（不図示）を有する。複数の回転体７２０がＹ方向にずれて配置される場合は、それらを収容するために容器７１０のＹＺ断面はＹ方向に長尺（すなわち、長方形）になっている。
　図１２において、重合体供給口７１１は、容器７１０のＸ方向における一端部（図１２における左端部）に設けられ、排出口７１２は、容器７１０のＸ方向における他端部（図１２における右端部）に設けられる。重合体供給口７１１および排出口７１２の間のＸ方向領域には、窒素等の気体を容器７１０内の気相に送る一または複数の送気口７１３と、重合体ＰＭと機械的に混合されるEG等の解重合材を容器７１０内の気相に供給する一または複数の解重合材供給口７１４が設けられる。また、重合体供給口７１１および排出口７１２の間のＸ方向領域には、一または複数の回転体７２０が設けられて、重合体供給口７１１から供給される溶融状態の重合体ＰＭと、解重合材供給口７１４から供給されるEG等の解重合材を撹拌（機械的に混合）する。
　回転体７２０は、容器７１０内で回転して重合体ＰＭおよび解重合材を撹拌する。回転体７２０は、鉛直方向（図１２の例では、Ｚ方向）に交差する方向（図１２の例では、Ｚ方向に直交するＸ方向）の回転軸７２２の周りに回転する一または複数の回転板７２１を備える。回転板７２１は、例えば、円形のＹＺ断面を有する円板である。但し、回転板７２１のＹＺ断面の形状は任意であり、例えば、楕円形、三角形や四角形等の多角形でもよい。回転板７２１のＹＺ平面における中心または重心は、回転軸７２２の中心と一致するのが好ましい。この場合、一または複数の回転板７２１と回転軸７２２は、同軸状に配置される。なお、回転体７２０は、回転板７２１に代えてまたは加えてスクリュを備えてもよい。回転体７２０がスクリュを備える場合、PET等の重合体ＰＭが固体状態で供給されてもよい。
　図１２の例では、回転体７２０が、回転軸７２２の軸方向（Ｘ方向）に離間された複数の回転板７２１を備える。隣接する二つの回転板７２１の間の軸方向の距離は一定でもよいし、図示されるように異なっていてもよい。重合体ＰＭおよび解重合材の撹拌が進み、その一部がBHET等の解重合体に分解されると、重合体ＰＭの粘度または重合度が低くなる。一方、容器７１０の入口側（すなわち、重合体供給口７１１側）に近いほど、重合体ＰＭの粘度または重合度が高いため、当該重合体ＰＭが回転板７２１に付着しやすくなる。このような容器７１０の入口側における回転板７２１の間隔が小さすぎると、それぞれの回転板７２１に付着した重合体ＰＭが互いに干渉して、当該重合体ＰＭの撹拌（解重合材との機械的混合）や回転体７２０の回転を阻害する恐れがある。そこで、図示されるように、容器７１０の重合体供給口７１１（前段）から排出口７１２（後段）に向かって、回転板７２１の間隔を小さくするのが好ましい。
　このように、回転板７２１の間隔が小さい後段（排出口７１２側）では、重合体ＰＭおよび解重合材が効率的に撹拌または混合される。ここで、複数の解重合材供給口７１４が設けられる場合、各解重合材供給口７１４から供給される解重合材の量を前段から後段に向かって増やすことで、重合体ＰＭおよび解重合材の機械的混合の効率を更に高められる。
　回転体７２０は、モータ等によって構成される回転駆動部７４０によって回転駆動される。具体的には、回転駆動部７４０は、回転体７２０の回転軸７２２に連結されて、それを回転駆動する。このように、回転駆動部７４０によって回転軸７２２が回転駆動されると、それに固定された複数の回転板７２１が一体的に回転する。そして、重合体供給口７１１から容器７１０内に供給されて排出口７１２に向かう重合体ＰＭが、回転する複数の回転板７２１によって解重合材供給口７１４から容器７１０内に供給される解重合材と効果的に混合される。
　回転体７２０によって撹拌されることで、重合体ＰＭおよび解重合材が機械的に混合されるだけでなく、BHET等の解重合体への分解（化学反応）も部分的に進行する。この結果、容器７１０内のPET等の重合体ＰＭのIV値、粘度、重合度は、重合体供給口７１１から排出口７１２に向かうにつれて徐々に下がる。なお、回転体７２０の各回転板７２１に付着する重合体ＰＭの位置または高さは、重合体ＰＭのIV値、粘度、重合度を間接的に表す。そこで、不図示の付着位置検知部によって、回転板７２１に付着した重合体ＰＭの、鉛直方向（Ｚ方向）における最高到達位置を検知することで、重合体ＰＭのIV値、粘度、重合度を把握してもよい。例えば、付着位置検知部は、鉛直方向（Ｚ方向）および回転軸７２２（Ｘ方向）に交差する方向（Ｙ方向）に進む光を通じて、回転板７２１に付着した重合体ＰＭの鉛直方向（Ｚ方向）における最高到達位置を検知してもよい。
　不図示の撹拌態様調整部は、付着位置検知部によって検知された重合体ＰＭの付着位置（例えば、最高到達位置）の所望位置からの乖離が小さくなるように、容器７１０内における撹拌態様を調整してもよい。ここでの所望位置は、容器７１０内における重合体ＰＭの所望の粘度や重合度に対応する。すなわち、撹拌態様調整部は、容器７１０内の重合体ＰＭが所望の粘度や重合度になるように、容器７１０内における撹拌態様を調整してもよい。
　具体的には、撹拌態様調整部は、容器７１０内における撹拌態様として、容器７１０内への重合体ＰＭおよび／または解重合材の供給量、容器７１０内への重合体ＰＭおよび／または解重合材の供給速度、排出口７１２を通じた容器７１０外への排出量、排出口７１２を通じた容器７１０外への排出速度、回転体７２０の回転速度、容器７１０内の圧力、容器７１０内の温度の少なくともいずれかを調整してもよい。
　重合体ＰＭの重合度を間接的に検知する付着位置検知部に加えて、当該付着位置検知部によって検知された重合体ＰＭの付着位置に基づいて、当該重合体ＰＭの重合度を推定する不図示の重合度推定部が設けられてもよい。この場合の撹拌態様調整部は、重合度推定部によって推定された重合体ＰＭの重合度の所望値からの乖離が小さくなるように、容器７１０内における撹拌態様を調整する。
　図１３は、機械的混合部３８０の第４実施例としての横型撹拌装置３８４を模式的に示す。図１２と同様の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。横型撹拌装置３８４は、図７における第１解重合反応槽３０１を構成する。図１２に示される横型撹拌装置３８３が一槽型であったのに対し、図１３に示される横型撹拌装置３８４は複数槽型（図示の例では、二槽型）である。具体的には、横型撹拌装置３８４は、前段または上流側の第１横型撹拌装置３８４Ａと、後段または下流側の第２横型撹拌装置３８４Ｂを備える。図示の例における第１横型撹拌装置３８４Ａおよび第２横型撹拌装置３８４Ｂは、いずれもＸ方向に長尺である。
　第１横型撹拌装置３８４Ａおよび第２横型撹拌装置３８４Ｂは、いずれも前述の容器７１０と、回転体７２０と、回転駆動部７４０を備える。第１横型撹拌装置３８４Ａの排出口７１２は、第２横型撹拌装置３８４Ｂの重合体供給口７１１に接続されている。
　第１横型撹拌装置３８４Ａおよび第２横型撹拌装置３８４Ｂにおける回転体７２０は、回転軸７２２の軸方向（Ｘ方向）に離間された複数の回転板７２１を備える。第１横型撹拌装置３８４Ａにおける隣接する回転板７２１の間の軸方向の距離は一定であり、第２横型撹拌装置３８４Ｂにおける隣接する回転板７２１の間の軸方向の距離は一定である。ここで、第２横型撹拌装置３８４Ｂにおける隣接する回転板７２１の間の一定距離は、第１横型撹拌装置３８４Ａにおける隣接する回転板７２１の間の一定距離より小さくされるのが好ましい。重合体ＰＭおよび解重合材の撹拌（および、BHET等の解重合体への分解）が進んだ後段の第２横型撹拌装置３８４Ｂでは、重合体ＰＭの粘度または重合度が低くなっているため、回転板７２１の間の距離を第１横型撹拌装置３８４Ａより小さくできる。
　このように、回転板７２１の間隔が小さい後段の第２横型撹拌装置３８４Ｂでは、重合体ＰＭおよび解重合材が効率的に撹拌または混合される。ここで、第２横型撹拌装置３８４Ｂにおける解重合材供給口７１４から供給される解重合材の量を、第１横型撹拌装置３８４Ａにおける解重合材供給口７１４から供給される解重合材の量より増やすことで、重合体ＰＭおよび解重合材の機械的混合の効率を更に高められる。
　以上、本発明を実施形態に基づいて説明した。例示としての実施形態における各構成要素や各処理の組合せには様々な変形例が可能であり、そのような変形例が本発明の範囲に含まれることは当業者にとって自明である。また、以上の各実施形態の各構成要素は、それぞれの作用や効果が完全に阻害されない限り、任意に組み合わされてもよい。
　図１の例では、重合体調整装置２００、解重合反応槽３００、重合反応槽４００、副生成物除去装置５００、重合体供給部６００等が、それぞれ一つのみ設けられていたが、それぞれ複数設けられてもよい。このような複数の処理部は、同等の処理を並列的に実行できるため、当該処理部群における処理性能を高められる。また、各処理部の間の処理速度または反応速度の差を、遅い処理部の数を増やすことによって縮小できる。
　また、一または複数の処理部が、前段の処理部からの材料に代えてまたは加えて、図１に示されるケミカルリサイクル成形システムとは異なる場所または施設から調達した外部材料を受け入れるようにしてもよい。例えば、重合反応槽４００が複数設けられる場合、その一部には解重合反応槽３００からの解重合体を供給し、それ以外の一部には外部から調達した解重合体（後述する解重合体供給部３００Ａから供給される解重合体と同義）を供給してもよい。同様に、副生成物除去装置５００および／または重合体供給部６００が複数設けられる場合、その一部には重合反応槽４００からの重合体を供給し、それ以外の一部には外部から調達した重合体（後述する重合体供給部４００Ａから供給される重合体と同義）を供給してもよい。このように、ケミカルリサイクル成形システムにおける処理の各段階で外部材料の受入れを許容することで、ケミカルリサイクル成形システムの柔軟性を確保して効率的に稼働できる。
　図１４は、ケミカルリサイクル成形システムの第１変形例を示す。図１と同様の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。本変形例では、図１における解重合反応槽３００等の代わりに解重合体供給部３００Ａが設けられる。解重合体供給部３００Ａは、図示のケミカルリサイクル成形システムとは異なる場所または施設に設置されている不図示の解重合反応槽３００で分解された第１成形品に由来するBHET等の解重合体を重合反応槽４００に供給する。
　解重合体供給部３００Ａの後段および重合反応槽４００の前段には、解重合体供給部３００Ａから供給されるBHET等の解重合体を溶融状態まで加熱または予熱する第１予熱器３７１が設けられてもよい。第１予熱器３７１は、図１に設けられていた解重合反応槽３００に併設される加熱器３２０と同様の温度（220℃と250℃の間）に解重合体を維持してもよいし、重合反応槽４００に併設される加熱器４１０と同様の重合反応に好適な温度（250℃と300℃の間）に解重合体を維持してもよい。
　重合反応槽４００および／または副生成物除去装置５００において、主生成物としてのPETと共に得られる副生成物としてのEGは、ＥＧ貯蔵部５３０に貯蔵されてもよい。ＥＧ貯蔵部５３０に貯蔵されたEGは、他の場所または施設で他の用途に用いられてもよいし、需要者に対して販売されてもよい。
　以上のような第１変形例では、重合反応槽４００で再合成された重合体がフレークやペレットにされずに、そのまま重合体供給部６００によって射出成形機１に供給される。従来のようなフレークやペレットに関する冷却過程および加熱過程が不要になるため、従来より少ないエネルギーでPETボトル等の成形品をリサイクルできる。
　このような第１変形例に係るケミカルリサイクル装置１００では、重合反応槽４００で再合成された重合体がそのまま射出成形機１に供給されるため、その成形品（第２成形品）に求められる重合体のIV値を高速に実現する必要がある。本変形例では、重合反応を促進して重合体のIV値を高める機能を有する副生成物除去装置５００が重合反応槽４００に加えて設けられるため、このような要求にも十分に応えられる。
　なお、図示は省略するが、第２実施形態（図４）と同様の重合体返送部９００が、第１変形例に設けられてもよい。この重合体返送部９００は、少なくとも射出成形機１が重合体供給部６００からの重合体の全量を受け入れられない受入不能期間に、重合反応槽４００で合成された重合体の少なくとも一部を、重合体供給部６００に送る代わりに重合反応槽４００に返送する。
　図１５は、ケミカルリサイクル成形システムの第２変形例を示す。図１および／または図１４と同様の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。本変形例では、図１における解重合反応槽３００および重合反応槽４００等の代わりに重合体供給部４００Ａが設けられる。重合体供給部４００Ａは、図示のケミカルリサイクル成形システムとは異なる場所または施設に設置されている不図示の重合反応槽４００で合成された第１成形品に由来するPET等の重合体を副生成物除去装置５００および／または重合体供給部６００に供給する。
　重合体供給部４００Ａの後段および副生成物除去装置５００および／または重合体供給部６００の前段には、重合体供給部４００Ａから供給されるPET等の重合体を溶融状態まで加熱または予熱する第２予熱器４３１が設けられてもよい。第２予熱器４３１は、図１または図１４に設けられていた重合反応槽４００に併設される加熱器４１０と同様の温度（250℃と300℃の間）に重合体を維持してもよいし、副生成物除去装置５００に併設される加熱器５２０と同様の重合反応に好適な温度（250℃と290℃の間）に重合体を維持してもよいし、重合体供給部６００に併設される加熱器６２０と同様の温度（250℃と290℃の間）に重合体を維持してもよい。
　副生成物除去装置５００においてPETと共に得られるEGは、ＥＧ貯蔵部５３０に貯蔵されてもよい。ＥＧ貯蔵部５３０に貯蔵されたEGは、他の場所または施設で他の用途に用いられてもよいし、需要者に対して販売されてもよい。
　このような第２変形例に係るケミカルリサイクル装置１００では、重合体供給部４００Ａから供給された重合体がそのまま射出成形機１に供給されるため、その成形品（第２成形品）に求められる重合体のIV値を高速に実現する必要がある。本変形例では、重合反応を促進して重合体のIV値を高める機能を有する副生成物除去装置５００が設けられるため、このような要求にも十分に応えられる。
　なお、実施形態で説明した各装置や各方法の構成、作用、機能は、ハードウェア資源またはソフトウェア資源によって、あるいは、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働によって実現できる。ハードウェア資源としては、例えば、プロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種の集積回路を利用できる。ソフトウェア資源としては、例えば、オペレーティングシステム、アプリケーション等のプログラムを利用できる。
　本発明はケミカルリサイクル装置等に関する。
　１　射出成形機、１００　ケミカルリサイクル装置、２００　重合体調整装置、３００　解重合反応槽、３００Ａ　解重合体供給部、３０１　第１解重合反応槽、３０２　第２解重合反応槽、３２０　加熱器、３７１　第１予熱器、３８０　機械的混合部、３８１　超音波装置、３８２　キャビテーション装置、３８３　横型撹拌装置、３８４　横型撹拌装置、３８４Ａ　第１横型撹拌装置、３８４Ｂ　第２横型撹拌装置、４００　重合反応槽、４００Ａ　重合体供給部、４１０　加熱器、４３１　第２予熱器、５００　副生成物除去装置、５２０　加熱器、６００　重合体供給部、６１０　移送ポンプ、６２０　加熱器、７１０　容器、７２０　回転体、７２１　回転板、９００　重合体返送部。

Claims (25)

  1. 　重合体からなる第１成形品を、解重合反応によって解重合体に分解する解重合反応槽と、
    　前記解重合体を、重合反応によって前記重合体に合成する重合反応槽と、
    　前記重合反応槽で合成された前記重合体を、第２成形品を成形する成形機に供給する重合体供給部と、
    　を備えるケミカルリサイクル装置。
  2. 　重合体からなる第１成形品を解重合反応によって分解した解重合体を、重合反応によって前記重合体に合成する重合反応槽と、
    　前記重合反応槽で合成された前記重合体を、第２成形品を成形する成形機に供給する重合体供給部と、
    　を備えるケミカルリサイクル装置。
  3. 　重合体からなる第１成形品を解重合反応によって分解した解重合体を重合反応によって合成した前記重合体を、第２成形品を成形する成形機に供給する重合体供給部を備える、ケミカルリサイクル装置。
  4. 　前記重合反応槽における重合反応によって前記重合体と共に生成される副生成物を除去する副生成物除去装置が、当該重合反応槽と前記重合体供給部の間に設けられる、請求項１または２に記載のケミカルリサイクル装置。
  5. 　前記重合体は、ポリエチレンテレフタラートであり、
    　前記解重合体はビス（2-ヒドロキシエチル）テレフタレートであり、
    　前記副生成物は、エチレングリコールである、
    　請求項４に記載のケミカルリサイクル装置。
  6. 　前記重合体供給部は、前記重合反応槽で合成された前記重合体を、溶融状態で前記成形機に供給する、請求項１または２に記載のケミカルリサイクル装置。
  7. 　前記重合体供給部は、前記重合反応槽で合成された前記重合体を加熱して溶融状態に維持する第１加熱器を備える、請求項６に記載のケミカルリサイクル装置。
  8. 　前記重合反応槽における重合反応によって前記重合体と共に生成される副生成物を除去する副生成物除去装置が、当該重合反応槽と前記重合体供給部の間に設けられ、
    　前記重合反応槽、前記副生成物除去装置、および／または、それらの間には、前記重合反応槽で合成された前記重合体を加熱して溶融状態に維持する第２加熱器が設けられ、
    　前記第１加熱器による第１加熱温度は、前記第２加熱器による第２加熱温度より高い、
    　請求項７に記載のケミカルリサイクル装置。
  9. 　前記重合体は、ポリエチレンテレフタラートであり、
    　前記解重合体はビス（2-ヒドロキシエチル）テレフタレートである、
    　請求項１から３のいずれかに記載のケミカルリサイクル装置。
  10. 　前記解重合体は、前記重合体の単量体を含む、請求項１から３のいずれかに記載のケミカルリサイクル装置。
  11. 　前記第１成形品と前記第２成形品は同種である、請求項１から３のいずれかに記載のケミカルリサイクル装置。
  12. 　前記第１成形品と前記第２成形品はペットボトルである、請求項１１に記載のケミカルリサイクル装置。
  13. 　前記成形機は射出成形機である、請求項１から３のいずれかに記載のケミカルリサイクル装置。
  14. 　前記重合反応槽に供給される前に前記解重合体を加熱する第１予熱器が設けられる、請求項２に記載のケミカルリサイクル装置。
  15. 　前記重合体供給部に供給される前に前記重合体を加熱する第２予熱器が設けられる、請求項３に記載のケミカルリサイクル装置。
  16. 　前記重合反応槽で合成された前記重合体の少なくとも一部を、当該重合反応槽に返送する重合体返送部を備える、請求項１または２に記載のケミカルリサイクル装置。
  17. 　前記重合反応槽で合成された前記重合体の少なくとも一部を、前記解重合反応槽に返送する重合体返送部を備える、請求項１に記載のケミカルリサイクル装置。
  18. 　前記重合反応槽で合成された前記重合体の少なくとも一部を、当該重合反応槽および前記解重合反応槽に返送する重合体返送部を備える、請求項１に記載のケミカルリサイクル装置。
  19. 　前記重合体返送部は、少なくとも前記成形機が前記重合体供給部からの前記重合体の全量を受け入れられない受入不能期間が所定の期間閾値を超える前は、前記解重合反応槽より多くの前記重合体を前記重合反応槽に返送し、前記受入不能期間が前記期間閾値を超えた後は、前記重合反応槽より多くの前記重合体を前記解重合反応槽に返送する、請求項１８に記載のケミカルリサイクル装置。
  20. 　前記解重合反応は、解重合材によって前記重合体を前記解重合体に分解し、
    　前記解重合反応槽は、前記解重合反応の少なくとも前期において、前記解重合材と前記重合体を機械的に混合する機械的混合部を備える、
    　請求項１に記載のケミカルリサイクル装置。
  21. 　前記解重合反応槽は、前段の第１解重合反応槽および後段の第２解重合反応槽を備え、
    　前記機械的混合部は、少なくとも前記第１解重合反応槽に設けられる、
    　請求項２０に記載のケミカルリサイクル装置。
  22. 　前記機械的混合部は、超音波および／またはキャビテーションによって、前記解重合材と前記重合体を機械的に混合する、請求項２０または２１に記載のケミカルリサイクル装置。
  23. 　前記機械的混合部は、
    　前記解重合材および溶融状態の前記重合体が供給される容器と、
    　前記容器内で回転して前記解重合材および前記重合体を機械的に混合する回転体と、
    　を備える請求項２０または２１に記載のケミカルリサイクル装置。
  24. 　前記回転体は、鉛直方向に交差する軸方向の回転軸の周りに回転する複数の回転板を備え、
    　前記複数の回転板の前記軸方向の間隔は、前段から後段に向かって小さくなる、
    　請求項２３に記載のケミカルリサイクル装置。
  25. 　重合体からなる第１成形品を、解重合反応によって解重合体に分解する解重合反応槽と、
    　前記解重合体を、重合反応によって前記重合体に合成する重合反応槽と、
    　前記重合反応槽で合成された前記重合体を、第２成形品に成形する成形機と、
    　を備えるケミカルリサイクル成形システム。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000053802A (ja) * 1998-08-11 2000-02-22 Is:Kk ペットボトルのリサイクル方法
JP2000169623A (ja) * 1998-12-10 2000-06-20 Is:Kk ポリエチレンテレフタレ―ト廃棄物のケミカルリサイクル方法
JP2005511878A (ja) * 2001-12-17 2005-04-28 インヴィスタ テクノロジーズ エス．エー．アール．エル． 廃棄物を用いた透明なポリエステルの連続的製造
WO2006068093A1 (ja) * 2004-12-21 2006-06-29 Asahi Kasei Chemicals Corporation 重縮合ポリマー回収品のリサイクル方法
WO2022003084A1 (en) * 2020-07-02 2022-01-06 Cure Technology B.V. A method to enable recycling of polyester waste material and a system for applying the method
JP2022027158A (ja) * 2020-07-31 2022-02-10 住友重機械工業株式会社 射出成形機
JP2022528286A (ja) * 2019-05-20 2022-06-09 オクタル エスエイオーシー エフゼットシー，ソルタネイト オブ オマーン 反応器追加によるポリエステルの再生のためのプロセス

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000053802A (ja) * 1998-08-11 2000-02-22 Is:Kk ペットボトルのリサイクル方法
JP2000169623A (ja) * 1998-12-10 2000-06-20 Is:Kk ポリエチレンテレフタレ―ト廃棄物のケミカルリサイクル方法
JP2005511878A (ja) * 2001-12-17 2005-04-28 インヴィスタ テクノロジーズ エス．エー．アール．エル． 廃棄物を用いた透明なポリエステルの連続的製造
WO2006068093A1 (ja) * 2004-12-21 2006-06-29 Asahi Kasei Chemicals Corporation 重縮合ポリマー回収品のリサイクル方法
JP2022528286A (ja) * 2019-05-20 2022-06-09 オクタル エスエイオーシー エフゼットシー，ソルタネイト オブ オマーン 反応器追加によるポリエステルの再生のためのプロセス
WO2022003084A1 (en) * 2020-07-02 2022-01-06 Cure Technology B.V. A method to enable recycling of polyester waste material and a system for applying the method
JP2022027158A (ja) * 2020-07-31 2022-02-10 住友重機械工業株式会社 射出成形機

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