(57)【要約】      （修正有）【課題】繊維強化ポリマーから遊離繊維を回収するための方法の提供。【解決手段】繊維強化ポリマーを、１気圧で少なくとも１５０℃の沸点を有するルイス塩基を含む解重合液と混合し、遊離繊維を生じさせるために繊維強化ポリマーの一部を少なくとも部分的に解重合するのに十分な期間、１５０℃を上回りかつルイス塩基の沸点を下回る温度まで混合物を加熱する、ルイス塩基解重合液を使用する方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化ポリマーから遊離繊維を回収するための方法であって、
リサイクル混合物を形成するために繊維強化ポリマーをルイス塩基と混ぜることであって、ルイス塩基が１気圧で少なくとも１５０℃の沸点を有する、混ぜることと、
遊離繊維を生じさせるために繊維強化ポリマーの一部を少なくとも部分的に解重合するのに十分な期間、１５０℃を上回りかつルイス塩基の沸点を下回る温度までリサイクル混合物を加熱することと
を含む方法。
【請求項２】
リサイクル混合物を一定期間加熱することに続き、リサイクル混合物が冷却され、ルイス塩基及び少なくとも部分的に分解されたポリマーを含むリサイクル液体を残して遊離繊維が混合物から分離され、
分離された遊離繊維を洗浄する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
遊離繊維をリサイクル混合物から分離することに続き、リサイクル混合物が洗浄溶剤で洗浄され、少なくとも部分的に可溶性のルイス塩基及び少なくとも部分的に可溶性の分解ポリマーを含む洗浄製品を形成する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
洗浄溶剤が、アセトン、テトラヒドロフラン、エチルアセテート、トルエン、アルコール、及びこれらの相溶性混合物のうちの一又は複数である、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
洗浄製品からルイス塩基を抽出することを更に含む、請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
洗浄製品からルイス塩基を抽出することが、洗浄製品を加熱し、洗浄溶剤を蒸発させ、次に解重合させたポリマーが本質的に不溶解性であるルイス塩基溶剤の中にルイス塩基を溶解させる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
洗浄製品からルイス塩基を抽出することが、洗浄製品を加熱し、洗浄溶剤を蒸発させることと、分解ポリマー溶剤の中に分解ポリマーを溶解させることと、ルイス塩基を溶解させた分解ポリマーから分離させることとを含む、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
洗浄溶剤からルイス塩基を抽出することが、ルイス塩基沈殿剤を洗浄製品に加え、ルイス塩基を沈殿させることと、沈殿させたルイス塩基を洗浄製品から分離することとを含む、請求項５から７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
ルイス塩基沈殿剤が、メタノール、水又はメタノール／水である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
洗浄製品からルイス塩基を抽出することが、分解ポリマー沈殿剤を洗浄製品に加え、分解ポリマーを沈殿させ、次に沈殿させた分解ポリマーを洗浄製品から分離することを含む、請求項５から９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
分解ポリマー沈殿剤が、アルカン、アルケン、エーテル及びこれらの相溶性混合物のうちの一又は複数である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
リサイクル混合物が洗浄溶剤で洗浄され、遊離繊維を含む洗浄製品を形成し、ルイス塩基及び少なくとも部分的に分解されたポリマーが各々、洗浄溶剤の中で少なくとも部分的に可溶性である、請求項１から１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
ルイス塩基が中性ルイス塩基である、請求項１から１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
ルイス塩基が、ＮＨ３、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＨ、ＲＳＨ及びＰＲ’３のうちの一又は複数であり、Ｒがアルキル、アルケニル、又はフェニルである、請求項１から１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
ルイス塩基が一又は複数のカルボン酸である、請求項１から１４の何れか一項に記載の方法。
【請求項１６】
カルボン酸が、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸及びステアリン酸のうちの一又は複数であって、カルボン酸が、ハロゲン、硝酸塩、スルホン酸、フェニル、アルケニル、アルキル、及びアルデヒドから選択された一又は複数の置換基と任意選択的に置換される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ルイス塩基は、各々がハロゲン、硝酸塩、スルホン酸、アルキル、アルケニル、フェニル及びアルデヒドから選択された一又は複数の置換基と任意選択的に置換され得る、トリフェニルホスフィンオキシド、トリフェニルホスフィンスルフィド、トリフェニルホスフィン、４−（ジメチルアミノ）フェニルジフェニルホスフィン、トリフェニルアミン、ジフェニルスルホン、トリフェニルホスフィンセレニド、Ｎ−メチルイミダゾール、メチルジチオバレレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジフェニルアミン、オレイルアミン、トリブチルホスフィンオキシド、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフィンオキシド、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリエチルホスフィンオキシド、ジフェニルホスフィンオキシド、メチルジフェニルホスフィンオキシド、ジフェニルスルフィド、ジフェニルスルホキシド及びローソン試薬のうちの一又は複数である、請求項１から１６の何れか一項に記載の方法。
【請求項１８】
リサイクル混合物が、少なくとも２００℃又は少なくとも３２５℃まで加熱される、請求項１から１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１９】
リサイクル混合物が、約１０分から約１２０分までの範囲の期間に加熱される、請求項１から１８の何れか一項に記載の方法。
【請求項２０】
陽イオン及び陰イオンへのイオン化に抵抗する、１気圧で少なくとも１５０℃の沸点を有するルイス塩基を含む解重合液。
【請求項２１】
部分的に分解されたポリマーを含む、請求項２０に記載の解重合液。
【請求項２２】
ルイス塩基が、ＮＨ３、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＨ、ＲＳＨ、及びＰＲ’３のうちの一又は複数であり、Ｒがアルキル、アルケニル、又はフェニルである、請求項２０又は２１に記載の解重合液。
【請求項２３】
ルイス塩基が一又は複数のカルボン酸である、請求項２０から２２の何れか一項に記載の解重合液。
【請求項２４】
ルイス塩基カルボン酸が、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸及びステアリン酸のうちの一又は複数であって、少なくとも１つのルイス塩基カルボン酸が、ハロゲン、硝酸塩、スルホン酸、フェニル、アルケニル、アルキル、及びアルデヒドから選択された一又は複数の置換基と任意選択的に置換される、請求項２０から２３の何れか一項に記載の解重合液。
【請求項２５】
ルイス塩基は、各々がハロゲン、硝酸塩、スルホン酸、アルキル、アルケニル、フェニル及びアルデヒドから選択された一又は複数の置換基と任意選択的に置換され得る、トリフェニルホスフィンオキシド、トリフェニルホスフィンスルフィド、トリフェニルホスフィン、４−（ジメチルアミノ）フェニルジフェニルホスフィン、トリフェニルアミン、ジフェニルスルホン、トリフェニルホスフィンセレニド、Ｎ−メチルイミダゾール、メチルジチオバレレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジフェニルアミン、オレイルアミン、トリブチルホスフィンオキシド、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフィンオキシド、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリエチルホスフィンオキシド、ジフェニルホスフィンオキシド、メチルジフェニルホスフィンオキシド、ジフェニルスルフィド、ジフェニルスルホキシド及びローソン試薬のうちの一又は複数である、請求項２０から２４の何れか一項に記載の解重合液。
【請求項２６】
繊維強化ポリマーから遊離繊維を回収するためのルイス塩基の使用であって、ルイス塩基が、１気圧の圧力で少なくとも１５０℃の沸点を有する、使用。
【請求項２７】
ルイス塩基が、ＮＨ３、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＨ、ＲＳＨ、及びＰＲ’３のうちの一又は複数であり、Ｒがアルキル、アルケニル、又はフェニルである、請求項２６に記載の使用。
【請求項２８】
ルイス塩基が一又は複数のカルボン酸である、請求項２６又は２７に記載の使用。
【請求項２９】
ルイス塩基カルボン酸が、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸及びステアリン酸のうちの一又は複数であって、少なくとも１つのルイス塩基カルボン酸が、ハロゲン、硝酸塩、スルホン酸、フェニル、アルケニル、アルキル、及びアルデヒドから選択された一又は複数の置換基と任意選択的に置換される、請求項２６から２８の何れか一項に記載の使用。
【請求項３０】
ルイス塩基は、各々がハロゲン、硝酸塩、スルホン酸、アルキル、アルケニル、フェニル及びアルデヒドから選択された一又は複数の置換基と任意選択的に置換され得る、トリフェニルホスフィンオキシド、トリフェニルホスフィンスルフィド、トリフェニルホスフィン、４−（ジメチルアミノ）フェニルジフェニルホスフィン、トリフェニルアミン、ジフェニルスルホン、トリフェニルホスフィンセレニド、Ｎ−メチルイミダゾール、メチルジチオバレレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジフェニルアミン、オレイルアミン、トリブチルホスフィンオキシド、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフィンオキシド、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリエチルホスフィンオキシド、ジフェニルホスフィンオキシド、メチルジフェニルホスフィンオキシド、ジフェニルスルフィド、ジフェニルスルホキシド及びローソン試薬のうちの一又は複数である、請求項２６から２９の何れか一項に記載の使用。
【請求項３１】
ルイス塩基が中性ルイス塩基である、請求項２６から３０の何れか一項に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化ポリマーから遊離繊維を回収するための、１気圧の圧力で少なくとも１５０℃の沸点を有する少なくとも１つのルイス塩基の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化ポリマー（ＦＲＰ）は、とりわけ、航空宇宙用品、自動車用品、船舶用品、スポーツ用品、及び土木／構造工学用途で使用される、構造要素及び部品を形成するために広く使用されている。ＦＲＰは、高い強度重量比を有する強固な軽量材料である。ＦＲＰは、典型的には、繊維と未硬化の結合ポリマーとをまとめ、次に結合ポリマーを硬化させることによって形成される。ＦＲＰの幾つかの非限定的な例は、炭素繊維強化ポリマー及びガラス繊維強化ポリマーを含む。
【０００３】
ＦＲＰの幅広い使用は、廃棄処理問題及びＦＲＰリサイクルの需要をもたらした。ポリマーマトリックスを破壊する３つの一般的なリサイクル方法、即ち、機械的リサイクル、熱的リサイクル、及び化学的リサイクルが使用されてきた。機械的ＦＲＰリサイクルは、大きなＦＲＰ片を小さな片及び粒子に変換し、最終的に樹脂が豊富な粉末と非常に小さな繊維をもたらす、研削などの機械的方法を使用する。機械的リサイクルに関する問題は、ポリマーを繊維から分離できず、繊維の長さを制御できないことである。結果として、回収された繊維にはほとんど価値がない。
【０００４】
熱的ＦＲＰリサイクルは、典型的には、ポリマーを燃焼させ、回収可能な繊維を残すために、制御された酸素環境において非常に高い温度でＦＲＰを熱分解することを必要とする。熱分解には非常に高い温度が必要とされるので、回収された繊維は、リサイクルプロセス中に弱くなり炭化することが多い。
【０００５】
化学的リサイクルは、超臨界圧力又はほぼ超臨界圧力を必要とするプロセスを介したポリマーマトリックスの解重合、又は大気圧でのイオン液体の使用のどちらかにより、リサイクルされるＦＲＰのポリマー部分をオリゴマー又はモノマーに変換する。超臨界圧力で、化学的リサイクルは、費用がかかり、かつ危険である。加えて、ＦＲＰを解重合することができるイオン液体は、高価であり、かつ酸化及びイオン化を通した劣化の影響を受けやすい。
【０００６】
例えば、航空機の退役及びプリント基板の廃棄からの廃水流にＦＲＰが加わる量は、増大すると予想される。更に、炭素繊維などのＦＲＰ繊維成分の価値は、有益な量及び長さで回収することができれば、かなり高くなり得る。したがって、販売可能な繊維を回収することができる環境にやさしく安価なＦＲＰリサイクルプロセスが必要とされる。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の態様は、繊維強化ポリマーから遊離繊維を回収するための方法であって、リサイクル混合物を形成するために繊維強化ポリマーをルイス塩基と混ぜることであって、ルイス塩基が１気圧で少なくとも１５０℃の沸点を有する、混ぜることと；遊離繊維を生じさせるために繊維強化ポリマーの一部を少なくとも部分的に解重合するのに十分な期間、１５０℃を上回りかつルイス塩基の沸点を下回る温度までリサイクル混合物を加熱することとを含む方法である。
【０００８】
本発明の更に別の態様は、繊維強化ポリマーから遊離繊維を回収するための、１気圧の圧力で少なくとも１５０℃の沸点を有する少なくとも１つのルイス塩基の使用である。
【０００９】
本発明の更に別の態様は、陽イオン及び陰イオンへのイオン化に抵抗する、１気圧で少なくとも１５０℃の沸点を有するルイス塩基を含む解重合液である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１による、３５０℃で１０分間、炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）をトリフェニルホスフィンスルフィド処理した後の、回収された炭素繊維の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。
【図２】上は、実施例２による、１６プライ厚のＣＦＲＰをトリフェニルホスフィンオキシドを用いて３５０℃で１０分間加熱した後に回収された始動ＣＦＲＰサンプル及び炭素繊維の画像である。下は、炭素繊維表面に残留物を含む後工程で回収された炭素繊維のＳＥＭ画像である。
【図３】実施例３による、１６プライ厚のＣＦＲＰをトリフェニルホスフィンオキシドを用いて３５０℃で２０分間加熱した後の後工程で回収された炭素繊維のＳＥＭ画像である。
【図４】３２プライ厚のＣＦＲＰをトリフェニルホスフィンオキシドを用いて３５０℃で２０分間加熱した後の後工程で回収された炭素繊維のＳＥＭ画像である。
【図５】実施例５による、８プライ厚のＣＦＲＰをトリフェニルホスフィンオキシドを用いて３５０℃で２０分間加熱した後の後工程で回収された炭素繊維のＳＥＭ画像である。
【図６】上は、実施例７による、３５０℃まで加熱し、３５０℃を２０分間維持した後の、トリフェニルホスフィンオキシドを用いて回収された始動Ｇ−１０ガロライトサンプル及び材料の画像である。下は、実施例７による、幾つかの樹脂粒子が表面にある状態の後工程で回収されるガラス繊維のＳＥＭ画像である。
【図７】トリフェニルホスフィンを用いて３５０℃で１０分間処理する前及び処理した後に示される１６プライ厚のＣＦＲＰである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、ルイス塩基を有する繊維強化ポリマーから繊維を回収するための方法、及びポリマー系の繊維強化材料から繊維を回収するためのルイス塩基の使用に関する。
【００１２】
「任選択的に置換された」という用語は、（１）置換されないか（２）一又は複数の置換可能な位置で置換され得る分子又は混合物を指すために以下で使用される。置換可能な位置が置換されない場合、デフォルトの置換基は水素である。
【００１３】
本発明の方法及び使用は、繊維強化ポリマー「ＦＲＰ」のポリマー部分を解重合する又はそうでなければ分解するために、一又は複数のルイス塩基を用いる。「ルイス塩基」は、ルイス付加物を形成するために、一対の電子を電子受容体（ルイス塩基）に提供することができる混合物を指す。ルイス酸／塩基反応で形成される結合は、配位共有結合と呼ばれる非永続的結合である。有用なルイス塩基は、室温で固体又は液体であり得る。しかしながら、本発明の方法で使用される解重合液はすべて、液体状態でルイス塩基を含む。
【００１４】
有用なルイス塩基の１つのクラスは、中性ルイス塩基である。中性ルイス塩基は、電子受容体に提供することができるがイオンを吸収しない非結合電子を有する非荷電性混合物である。中性ルイス塩基は、イオン化に抵抗し、マトリックスポリマーと反応するときに消費されにくくなるため、これにより分解マトリックスポリマーが分解プロセスによって変更されることになる可能性が低減される。
【００１５】
幾つかの有用なルイス塩基は、ＮＨ３、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＨ、ＲＳＨ、及びＰＲ３を含むが、これらに限定されず、このときＲは、アルキル、アルケニル、又はフェニルである。
【００１６】
ルイス塩基カルボン酸は、有用なルイス塩基のもう１つのクラスである。ルイス塩基カルボン酸は、カルボニル上の孤立電子対のうちの１つを提供する。水又は他の溶剤の中で、カルボン酸はイオン化し、従来のブレンステッド酸（Ｂｒｏｎｓｔｅａｄ  ａｃｉｄｓ）として作用し、一般に求核攻撃を受けやすい。有用なルイス塩基カルボン酸の非限定的例は、
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並びにこれらのルイス塩基カルボン酸の組み合わせのうちの一又は複数を含み、ルイス塩基カルボン酸が、ハロゲン、硝酸塩、スルホン酸、フェニル、アルケニル、アルキル、及びアルデヒドから選択された一又は複数の置換基と置換され得る。
【００１７】
更に他の有用なルイス塩基は、以下の混合物：
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のうちの一又は複数、並びに各々がハロゲン、硝酸塩、スルホン酸、アルキル、アルケニル、フェニル及びアルデヒドから選択された一又は複数の置換基と置換され得る、ジフェニルスルフィド、ジフェニルスルホキシド及びローソン試薬を含む。
【００１８】
本明細書で使用される「アルケニル」という用語は、２〜８の炭素原子、好ましくは２〜４の炭素原子を有し、かつ少なくとも１つのオレフィン二重結合、例えば、ビニル、アリルアドを有する、非置換型の炭化水素鎖ラジカルを指す。アルケニル置換基は、任意選択的に、各々が１〜６の炭素原子を有するアルキル、カルボキシ、カルボキシアルキル、アミノカルボニル、アルコキシ及びシアノ；ＣＦ３；アミノ；及び−Ｓ（Ｏ）ｎＲ（ここで、Ｒはアルキル、アリール又はヘテロアリールであり、ｎは０、１又は２である）から選択された１−３置換基と置換されてもよい。
【００１９】
本明細書で使用される「アルキル」という用語は、１から約１５までの炭素原子を含む、直鎖状又は分岐鎖状の非環式アルキル基を提供する。幾つかの実施形態では、アルキルは、１〜１０の炭素原子、又はより範囲を狭めて１〜６の炭素原子、また更に範囲を狭めて１〜３の炭素原子を有する低級アルキルである。アルキル部分の例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル及びｔｅｒｔ−ブチルを含むが、これらに限定されない。アルキル置換基は、任意選択的に、各々が１〜６の炭素原子を有するアルキル、カルボキシ、カルボキシアルキル、アミノカルボニル、アルコキシ及びシアノ；ＣＦ３；アミノ；及び−Ｓ（Ｏ）ｎＲ（ここで、Ｒはアルキル、アリール又はヘテロアリールであり、ｎは０、１又は２である）から選択された１−３置換基と置換されてもよい。
【００２０】
本明細書で使用される「フェニル」という用語は、非置換型フェニル、又はハロゲン、硝酸塩、スルホン酸、フェニル、プロピル、メチル、エチル、アルケニル、アルキル及びアルデヒドと置換されたフェニルを指す。フェニル置換基は、任意選択的に、各々が１〜６の炭素原子を有するアルキル、カルボキシ、カルボキシアルキル、アミノカルボニル、アルコキシ及びシアノ；ＣＦ３；アミノ；及び−Ｓ（Ｏ）ｎＲ（ここで、Ｒはアルキル、アリール又はヘテロアリールであり、ｎは０、１又は２である）から選択された１−３置換基と置換されてもよい。
【００２１】
本明細書で使用される「アルデヒド」という用語は、ホルムアルデヒド、パラフォルムアルデヒド、グルタルアルデヒド及びグリオキサールなどの一又は複数のアルデヒド（−ＣＨＯ）群を含む混合物を指す。アルデヒド置換基は、任意選択的に、各々が１〜６の炭素原子を有するアルキル、カルボキシ、カルボキシアルキル、アミノカルボニル、アルコキシ及びシアノ；ＣＦ３；アミノ；及び−Ｓ（Ｏ）ｎＲ（ここで、Ｒはアルキル、アリール又はヘテロアリールであり、ｎは０、１又は２である）から選択された１−３置換基と置換されてもよい。
【００２２】
有用なルイス塩基は、１気圧の圧力で少なくとも１５０℃の沸点を有するだろう。代替的実施形態では、ルイス塩基は、１気圧の圧力で少なくとも２００℃の沸点を有するだろう。更に別の代替的実施形態では、ルイス塩基は、１気圧の圧力で少なくとも３２５℃の沸点を有するだろう。これらの沸点の閾値は、２以上のルイス塩基を組み合わせることによって形成される単一のルイス塩基及び成分に適用される。
【００２３】
ルイス塩基は、様々なマトリックス材料を解重合するために使用することができる。例えば、トリフェニルホスフィンが、エポキシアミンＣＦＲＰを解重合する際にやや有用であるのに対して、トリフェニルホスフィンスルフィド及びジフェニルスルホンは、エポキシアミンＣＦＲＰを解重合する際により有用である。これは、繊維ガラスの中でエポキシアミンＣＦＲＰとエポキシを解重合す際に有効であるトリフェニルホスフィンオキシドと対照的である。
【００２４】
本発明の方法は、繊維強化ポリマーから繊維を回収するのに有用である。繊維強化ポリマー（「ＦＲＰ」）は、少なくとも２つの部分、マトリックス材料と強化材料を含む複合材料であり、この場合、強化材料は繊維である。強化材料がＦＲＰ強度を与える一方で、マトリックス材料は、強化材料を結合させる。繊維強化ポリマーは、炭素、ガラス、芳香族ポリアミド（アラミド）、アルミニウム、超高分子量ポリエチレン、グラファイト、及びこれらの組み合わせなどから作られた繊維などの様々な強化材料を含む。本発明は、ＦＲＰで使用される繊維強化材料の種類によって限定されることはない。
【００２５】
炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）は、強化材料が炭素繊維である、ある種の繊維強化ポリマー材料である。ＣＦＲＰはまた、強化材料として炭素繊維を含み、マトリックス充填材としてカーボンナノチューブを更に含む、カーボンナノチューブ強化ポリマーも含む。本発明の実施形態では、炭素繊維及びカーボンナノチューブは、リサイクルプロセスを介して別個に回収することができる。
【００２６】
ＦＲＰで使用されるマトリックス材料又はポリマーは、ＦＲＰを製造する際に有用だと知られている又は分かっている、熱硬化性若しくは熱可塑性の任意のポリマーとすることができる。マトリックス材料は、一般に、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、並びにポリエステル、ビニルエステル、フェノールホルムアルデヒド樹脂及びナイロン樹脂などの熱硬化性又は熱可塑性ポリマーである。
【００２７】
本発明の１つの態様は、強化材料繊維を回収し、充填材を任意選択的に回収するためにＦＲＰをリサイクルする方法である。方法は、ＦＲＰをルイス塩基含有解重合液と組み合わせ、繊維強化ポリマーマトリックス材料を少なくとも部分的に分解することを含む。有用なルイス塩基は、１気圧で少なくとも１５０℃の沸点を有し、かつ好ましくは中性ルイス塩基である上記ルイス塩基のうちの一又は複数から選択されることになるだろう。「分解する」及び「解重合する」という用語は、ＦＲＰをルイス塩基含有解重合液と接触させる結果として生じるマトリックス材料の変化を指すために使用される。ＦＲＰを列挙した温度でルイス塩基に接触させると、ルイス塩基は、マトリックス材料の架橋結合を崩壊させ、これにより、ポリマーの分子サイズは、繊維強化材の一部からすべてが「分解された」又は「解重合された」マトリックス材料を遊離繊維として分離することができる点まで徐々に低減する。
【００２８】
リサイクル前に、ＦＲＰは、サイズが縮小されてもよい。多くのＦＲＰはかなり大きく、リサイクル容器の中で解重合液を含むルイス塩基と容易に組み合わせるとこができるサイズまでＦＲＰを縮小することが必要であろう。しかしながら、リサイクルプロセスから得られたリサイクルされた遊離繊維の値は、それらの大きさが増加するにつれ大きくなり得る。したがって、ＦＲＰのサイズ縮小は、最小限であるか又は不必要であるかもしれない。
【００２９】
ＦＲＰのルイス塩基含有解重合液との組み合わせは、リサイクル混合物を形成する。リサイクル混合物は、１５０℃を上回りかつルイス塩基沸点を下回る温度まで加熱される。混合物は、ＦＲＰのポリマーマトリックス部分を少なくとも部分的に分解するのに十分な期間、高温で保持され、少なくとも部分的に分解されたポリマーが形成され、遊離繊維を遊離させる。混合物が高温の状態を保持する時間の長さは、選択されたルイス塩基、分解されているマトリックス材料の種類及び混合物の温度を含む様々な要因により決まるだろう。典型的には、混合物は、少なくとも１０分間、最大３時間以上、高温で保持されることになるだろう。１つの代替例では、混合物は、少なくとも１０分間、最大１２０分間、高温で保持されることになるだろう。
【００３０】
ルイス塩基含有リサイクル混合物が加熱及び維持される温度は、ＦＲＰで使用される種類のポリマーを含む様々な要因によって決定されるだろう。例えば、自動車産業で使用されるＦＲＰは、平均分子量がより低いコストの低いポリマーを用いる。これらのＦＲＰは、少なくとも１５０℃まで加熱されたルイス塩基含有リサイクル混合物によって、上手く解重合することができる。これに対して、航空機産業で使用されるＦＲＰ、例えばＣＦＲＰは、典型的には、平均分子量が高く、ガラス転移温度が高く、架橋結合度が高いポリマーであって、ＣＦＲＰから遊離繊維を上手く回収するために、ルイス塩基含有リサイクル混合物を少なくとも３２５℃の温度まで加熱する必要があり得るポリマーを含む。したがって、ルイス塩基含有リサイクル混合物の最小温度は、１５０℃を上回り、ルイス塩基沸点を下回るだろう。別の態様では、ルイス塩基含有リサイクル混合物は、少なくとも２００℃の温度まで加熱され、更に別の態様では、ルイス塩基含有リサイクル混合物は、少なくとも３２５℃の温度まで加熱される。
【００３１】
遊離繊維は、ポリマーマトリックスが少なくとも部分的に分解されるようになった後にいつでも、ルイス塩基含有リサイクル混合物から分離される。遊離繊維は、ルイス塩基含有リサイクル混合物が高温にある間、混合物が冷却されている間、又は混合物がおよそ室温以下に冷却された後に、分離することができる。「遊離繊維」は、ＦＲＰをルイス塩基接触解重合液と接触させた結果として、ＦＲＰから結合解除される繊維である。
【００３２】
遊離繊維は、残留分解ポリマーを含むことができる。したがって、遊離繊維をリサイクル混合物から分離させた後に、遊離繊維は、洗浄溶剤で一回以上洗浄され、遊離繊維と関連する任意の残留分解ポリマーの全てに対する少なくとも一部を除去し得る。洗浄溶剤は、分解ポリマーが可溶性である又は遊離繊維から残留分解ポリマーを除去することができる任意の液体又は溶液とすることができる。有用な洗浄溶剤の例は、アセトン、テトラヒドロフラン、エチルアセテート、トルエン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔ−ブタノール、及びこれらの相溶性混合物を含む。
【００３３】
１つの実施形態では、遊離繊維は、高温である間、リサイクル混合物から分離され、部分的に消費されたルイス塩基含有解重合液を生じさせる。第２の片のＦＲＰは、次に部分的に消費されたルイス塩基含有解重合液の中に置かれ、第２のリサイクル混合物を形成することができる。第２のＦＲＰが液体の中に置かれ、解重合プロセスが第２の片のＦＲＰで繰り返される前か後のどちらかで、新しい（ｆｒｅｓｈ）ルイス塩基が、部分的に消費されたルイス塩基含有解重合液に加えられ得る。
【００３４】
部分的に消費されたルイス塩基含有解重合液は、複数のＦＲＰを順次解重合するために、使用と使用との間に新しいルイス塩基を追加して又は追加せずに、複数回使用されてもよい。しかしながら、経時的に、分解ポリマーは、ルイス塩基含有解重合液に蓄積する可能性があり、ルイス塩基含有解重合液が消費され、マトリックスポリマーを分解する際にその有効性を失うことになる。これが起こると、消費されたルイス塩基含有解重合液が処理され、プロセスは新しいルイス塩基で再開する。
【００３５】
更に別の実施形態では、少なくとも部分的に消費されたルイス塩基含有リサイクル混合物及び遊離繊維は、洗浄溶剤と混合することができ、事前に（ｂｅｆｏｒｅ）洗浄製品がもたらされる。遊離繊維は、遊離繊維から少なくとも部分的に残留ポリマーを除去するのに十分な期間に洗浄製品の中に残留し得る。遊離繊維は、次に洗浄製品から分離される。分離された遊離繊維は、任意選択的に、上述の洗浄溶剤で１回以上洗浄することができ、追加の残留ポリマーが除去される。洗浄溶剤は、任意選択的に、洗浄製品を揮発させるのに十分な温度まで洗浄製品を加熱することによって、洗浄製品から回収することができる。回収された洗浄溶剤が再利用できる一方で、残っている回収された非揮発性のルイス塩基含有解重合液は、分解ポリマーを含んでいるが、別個に再利用することができる。
【００３６】
更なる実施形態では、ルイス塩基は、少なくとも部分的に消費されたルイス塩基含有解重合液をルイス塩基溶剤と混合することによって、少なくとも部分的に消費されたルイス塩基含有解重合液の中の分解ポリマーの少なくとも一部から分離される。ルイス塩基溶剤は、ルイス塩基が可溶性であり、分解ポリマーが部分的に不溶性か全体的に不溶性である溶剤である。有用なルイス塩基溶剤の例は、ヘキサン、シクロヘキサン、メチル  ｔｅｒｔ‐ブチル  エーテル及びこれらの混合物などの無極性かつ非プロトンの溶剤を含む。  
【００３７】
更に別の実施形態では、分解ポリマーは、少なくとも部分的に消費されたルイス塩基含有解重合液を分解ポリマー溶剤と混合することによって、ルイス塩基含有の部分的に消費された解重合液から分離される。分解ポリマー溶剤は、分解ポリマーが可溶性であり、ルイス塩基が部分的に不溶性か全体的に不溶性である溶剤である。分解ポリマー溶剤の例は、ケトン、アルケン、ハロアルカン、及びエーテルのうちの一又は複数、より狭義には、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジエチルエーテル、メチレンクロリド、アセトン、クロロホルム、トルエン及びこれらの相溶性混合物のうちの一又は複数を含む。
【００３８】
別の実施形態では、ルイス塩基は、少なくとも部分的に消費されたルイス塩基含有解重合液から、又はルイス塩基沈殿剤を有する洗浄製品から抽出される。ルイス塩基沈殿剤は、選択的に、分解ポリマーではなくルイス塩基を沈殿させる。ルイス塩基沈殿剤の例は、メタノール、水及びメタノール／水の組み合わせを含む。
【００３９】
更に別の実施形態では、分解ポリマーは、少なくとも部分的に消費されたルイス塩基含有解重合液から、又は分解ポリマー沈殿剤を有する洗浄製品から抽出される。分解ポリマー沈殿剤は、選択的に、ルイス塩基ではなく、分解ポリマーを沈殿させる。有用な分解ポリマー沈殿剤の例は、アルカン、アルケン、及びエーテルを含み、より好ましくは、ヘキサン、オクタン、トルエン、キシレン、ベンゼン、ジフェニルエーテル及びこれらの相溶性の組み合わせのうちの一又は複数を含む。
【００４０】
ＦＲＰは、不活性充填剤のような繊維以外の添加物を含み得る。不活性充填剤の例は、カーボンナノチューブ、シリカ粒子、ＰＴＦＥ粒子、ボロンナイトライド、二酸化チタン及び他の既知のＦＲＰ充填剤を含む。ＦＲＰ充填剤は、高価であり、よってそれらの回収を経済的に実行可能にさせ得る。強化材料のように、充填剤は不活性であり、上記方法によってＦＲＰから回収することができる。
【００４１】
ルイス塩基含有解重合液で使用されるルイス塩基は、種々の起源を有することができる。ルイス塩基は、新しいもの（未使用である）とすることができる。ルイス塩基は、分解ポリマーを含む解重合液含有の少なくとも部分的に消費されたルイス塩基の形態をとることができる。ルイス塩基はまた、少なくとも部分的に消費されたルイス塩基含有解重合液の分解ポリマーからルイス塩基を分離する製品とすることもできる更に、ルイス塩基含有解重合液の中のすべてのルイス塩基の少なくとも一部は、以前の使用からリサイクルされ得る。
【実施例１】
【００４２】
この例では、５ｇの中性ルイス塩基トリフェニルホスフィンスルフィドを、１ｃｍ×１ｃｍ片の１６プライ厚のＣＦＲＰに組み合わせ、混合物が、窒素ガス雰囲気下で３５０℃まで加熱され、ルイス塩基含有リサイクル混合物が形成された。ルイス塩基含有リサイクル混合物は、１０分間、３５０℃で保持された。加熱に続き、ＣＦＲＰは解重合され、遊離繊維成分と分解ポリマーが形成された。ルイス塩基含有リサイクル混合物は、室温まで冷却され、次にアセトンと組み合わせ、中性ルイス塩基と分解ポリマーを含む洗浄製品が形成された。炭素繊維を洗浄製品から分離し、次に分離した遊離繊維をアセトンで３回洗浄することによって、遊離炭素繊維が回収された。溶解した中性ルイス塩基と分解ポリマーを含むアセトン洗浄製品を加熱し、アセトンを蒸発させ、中性ルイス酸と分解ポリマーを生じさせた。回収された炭素繊維にはポリマーが含まれず、長さが少なくとも６ｍｍと有用なサイズであった。回収された清浄な炭素繊維の走査電子顕微鏡画像が図１に示されている。
【実施例２】
【００４３】
この例では、５ｇの中性ルイス塩基トリフェニルホスフィンオキシドを、１ｃｍ×１ｃｍ片の１６プライのＣＦＲＰに組み合わせ、混合物が、３５０℃まで加熱され、ルイス塩基含有リサイクル混合物が形成された。混合物の温度は、Ｎ２ガス下で１０分間３５０℃で維持された。加熱に続き、ＣＦＲＰのマトリックス部分は解重合され、遊離繊維成分と分解ポリマーが形成された。リサイクル混合物は、室温まで冷却され、アセトンで洗浄され、溶解した中性ルイス塩基と分解ポリマーを含む洗浄製品が形成された。遊離炭素繊維が洗浄製品から回収され、次にアセトンで３回洗浄された。溶解した中性ルイス塩基と分解ポリマーを含む、残ったアセトン洗浄製品を加熱し、アセトンを蒸発させ、中性ルイス塩基と分解ポリマーを生じさせた。回収された炭素繊維は、実施例１で回収されたものより多くの残留物を含んでいた。残留物の量は、図１（トリフェニルホスフィンスルフィドを使用）を、繊維がトリフェニルホスフィンオキシドでルイス塩基として回収されることを示す図２と比較すると明らかである。上記実施例１と同様に、回収された繊維は、長さが少なくとも６ｍｍであった。
【実施例３】
【００４４】
この例では、５ｇの中性ルイス塩基トリフェニルホスフィンオキシドを、１ｃｍ×１ｃｍ片の１６プライ厚のＣＦＲＰに組み合わせ、混合物が、窒素ガス雰囲気下で３５０℃まで加熱され、ルイス塩基含有リサイクル混合物が形成された。混合物の温度は、２０分間３５０℃で維持された。加熱に続き、ＣＦＲＰは解重合され、遊離繊維成分と分解ポリマーが形成された。リサイクル混合物は、室温まで冷却され、アセトンで洗浄され、溶解したトリフェニルホスフィンオキシドと分解ポリマーを含む洗浄製品が形成された。遊離繊維が洗浄製品から回収され、アセトンで３回洗浄された。アセトン、トリフェニルホスフィンオキシド及び分解ポリマーを含む洗浄製品が加熱され、アセトンを蒸発させ、トリフェニルホスフィンオキシドと分解ポリマーを生じさせた。回収された遊離炭素繊維について、同一のルイス塩基を使用したが、本実施例では２０分間ではなく１０分間加熱することにより得られた残留物は、実施例２で回収された残留物よりも少なかった。図３は、回収された遊離炭素繊維を示す。回収された遊離炭素繊維は清浄であり、本質的に残留物がなかった。本実施例の結果は、ルイス塩基の強度及び反応時間が可変的であり、清浄な残留物のない繊維を生成するために調節可能であることを証明している。更に、回収されたトリフェニルホスフィンオキシドの３１Ｐ  ＮＭＲは、トリフェニルホスフィンオキシドが、本実施例の加熱条件下で分解されないことを証明した。
【実施例４】
【００４５】
この例では、５ｇの中性ルイス塩基トリフェニルホスフィンオキシドを、１ｃｍ×１ｃｍ片の１６プライ厚のＣＦＲＰに組み合わせ、３５０℃まで加熱し、ルイス塩基含有リサイクル混合物が形成された。混合物の温度は、空気中で２０分間３５０℃で維持された。加熱に続き、ＣＦＲＰは解重合され、遊離繊維成分と分解ポリマーが生じた。リサイクル混合物は、室温まで冷却され、次にアセトンと組み合わせ、溶解したフェニルホスフィンオキシドと分解ポリマーを含む洗浄製品が形成された。遊離繊維が洗浄製品から分離され、アセトンで３回洗浄された。洗浄製品が加熱され、アセトンが蒸発し、トリフェニルホスフィンオキシドと分解ポリマーが生じた。回収された炭素繊維について、同一のルイス塩基を使用したが、上記実施例２のように２０分間ではなく１０分間加熱することにより得られた残留物は、実施例２で回収された残留物よりも少なかった。回収されたトリフェニルホスフィンオキシドの３１Ｐ  ＮＭＲは、わずかな分解（０．８％の分解）を示した。
【実施例５】
【００４６】
この例では、５ｇの中性ルイス塩基トリフェニルホスフィンオキシドを、１ｃｍ×１ｃｍ片の８プライ厚のＣＦＲＰに組み合わせ、３５０℃まで加熱し、ルイス塩基含有リサイクル混合物が形成された。混合物の温度は、Ｎ２ガス中で２０分間３５０℃で維持された。加熱後、ＣＦＲＰは解重合され、繊維成分と分解ポリマーが生じた。リサイクル混合物は、室温まで冷却され、アセトンと組み合わせ、溶解したトリフェニルホスフィンオキシドと分解ポリマーを含む洗浄製品が形成された。遊離繊維が洗浄製品から分離され、次にアセトンで３回洗浄された。洗浄製品が加熱され、アセトンが蒸発し、トリフェニルホスフィンオキシドと分解ポリマーが生じた。回収された遊離繊維は、長さが少なくとも６ｍｍであった。図５は、繊維に残留物がないことを示す、実施例５で回収された遊離炭素繊維のＳＥＭ画像を示す。
【実施例６】
【００４７】
この例では、５ｇの中性ルイス塩基ジフェニルスルホンを、１ｃｍ×１ｃｍ片のＣＦＲＰに組み合わせ、３５０℃まで加熱し、ルイス塩基含有リサイクル混合物が形成された。混合物の温度は、Ｎ２ガス中で２０分間２５０℃で維持された。加熱に続き、ＣＦＲＰは解重合され、繊維成分と分解ポリマーが生じた。混合物は、室温まで冷却され、アセトンと組み合わせ、溶解したジフェニルスルホンと分解ポリマーを含む洗浄製品が形成された。遊離繊維が洗浄製品から分離され、アセトンで３回洗浄された。洗浄製品が加熱され、アセトンが蒸発し、ジフェニルスルホンと分解ポリマーが生じた。回収された繊維は、長さが少なくとも６ｍｍであった。
【実施例７】
【００４８】
この例では、５ｇの中性ルイス塩基トリフェニルホスフィンオキシドを、１ｃｍ×１ｃｍ片の１／４インチ厚のガロライトＧ−１０繊維ガラスに組み合わせ、３５０℃まで加熱し、ルイス塩基含有リサイクル混合物が形成された。混合物は、Ｎ２ガス中で２０分間３５０℃で維持された。加熱に続き、ガロライトＧ−１０繊維ガラスは解重合され、繊維成分と分解ポリマーが生じた。リサイクル混合物は、室温まで冷却され、アセトンと組み合わせ、溶解したジフェニルスルホンと分解ポリマーを含む洗浄製品が形成された。遊離繊維がアセトン溶液から除去され、アセトンで３回洗浄された。洗浄製品が加熱され、アセトンが蒸発し、ジフェニルスルホンと分解ポリマーが生じた。図６は、残留物が少ないガラス繊維のＳＥＭの画像と、解重合前後の画像とにおける個々の繊維及び織物シートとして、回収されたガラス繊維を示している。
【実施例８】
【００４９】
この例では、５ｇの中性ルイス塩基ヘキサン酸を、１ｃｍ×１ｃｍ片の１６プライ厚のＣＦＲＰに組み合わせ、混合物が、窒素ガス雰囲気下で１５０℃まで加熱され、ルイス塩基含有リサイクル混合物が形成される。ルイス塩基含有リサイクル混合物は、ＣＦＲＰを少なくとも部分的に解重合するのに十分な期間、１５０℃で保持され、遊離繊維と分解ポリマーが形成される。ルイス塩基含有リサイクル混合物は、室温まで冷却され、次にアセトンと組み合わせ、中性ルイス塩基と分解ポリマーを溶解させる。遊離炭素繊維は、炭素繊維を混合物から分離することによって回収される。
【比較例】
【００５０】
上記実施例１及び実施例２の比較は、ＣＦＲＰ処理時間が過ぎ、有用な遊離繊維の採取がルイス塩基強度の増加とともに向上することを示している。トリフェニルホスフィンなどの弱ルイス塩基の使用は、ＣＦＲＰの剥離をもたらすが、遊離繊維は得られない。図７は、３５０℃まで加熱され、１０分間３５０℃で維持されたトリフェニルホスフィンで処理された１６プライ厚の１ｃｍ×１ｃｍ片のＣＦＲＰを示す。遊離繊維は回収されなかった。トリフェニルメタン及びトリフェニルメタノールの溶液、即ち、ルイス塩基ではない混合物で行われた比較実験は、ＣＦＲＰから炭素繊維を放出する際に有用ではなかった。例えば、５ｇのトリフェニルメタンに混合され、Ｎ２ガス下で１０分間３５０℃で加熱された１ｃｍ×１ｃｍ片の１６プライ厚のＣＦＲＰにより、幾つかの剥離されたプライとＣＦＲＰモノリスが回収されたが、遊離繊維は回収されなかった。トリフェニルメタンは、ｐＫａ３３の非常に弱い酸であり、ＣＦＲＰを完全に剥離することはない。ｐＫａはルイス酸度の代わりにブレンステッド酸度の基準であるが、トリフェニルメタノールは、結合するすべての電子を有しており、提供する孤立電子対はないので、ルイス塩基ではなく、炭素繊維を回収する際に有効ではない。
【００５１】
別の比較実験では、１ｃｍ×１ｃｍ片の１６プライ厚のＣＦＲＰが５ｇのトリフェニルメタノールに混合され、Ｎ２ガス下で３５０℃まで加熱され、１０分間３５０℃で維持され、その後冷却された。混合物から遊離繊維は回収されなかった。その代わりに、回収されたモノリスに、剥離の兆候はなかった。トリフェニルメタノールは、ｐＫａ１２．７の弱い酸である。
【００５２】
イオン液体プロセス、混合したイオン液体／トリフェニルホスフィンプロセス、及びコストの低いルイス塩基プロセスの材料コストが、以下で比較される。回収された遊離炭素繊維のポンド毎に、１０−１６ポンドのイオン液体又はイオン液体／ＰＰｈ３が必要とされる一方で、５ポンドのルイス塩基が必要とされる。３１Ｐ  ＮＭＲは、２．７ｗｔ％までのイオン液体がＣＦＲＰ解重合中に分解し、混合イオン液体／ＰＰｈ３漕の中の２．７ｔ％までのＰＰｈ３（ＰＰｈ３はイオン液体を保護する）がＣＦＲＰ解重合中に分解する一方で、ルイス塩基、即ち、トリフェニルホスフィンオキシドは、本質的に全く分解しないことを示している。以下の概算は、エポキシ残留物の溶液槽（ｂａｔｈ）からの分離中に各解重合液の１％が損失し、溶液漕プロセスが、解重合バッチ３回につき１回実行されようことを想定している。最終的に、炭素繊維が溶融漕（ｍｏｌｔｅｎ  ｂａｔｈ）から除去され、洗浄のためアセトン（解重合漕体積と同じアセトン体積）で超音波処理されるプロセスでは、１％のアセトンが損失すると想定される。イオン液体に２ドル／ｇ、トリフェニルホスフィンに０．０１９ドル／ｇ、トリフェニルホスフィンオキシドに０．０４ドル／ｇ、及びアセトンに０．００５ドル／ｇの材料費を使用して、回収された炭素繊維の１ポンド毎に失われた解重合化学浴及びアセトンの値が計算された。材料コスト計算が、以下の表１で報告される。表１が証明するように、ルイス塩基プロセスは、元のイオン液体プロセスよりも９４５倍コストが少ない（Ｔｈｅ  Ｌｅｗｉｓ  ｂａｓｅ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ｃｏｓｔｓ  ９４５ｘ  ｌｅｓｓ  ｔｈａｎ  ｔｈｅ  ｏｒｉｇｉｎａｌ  ｉｏｎｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ  ｐｒｏｃｅｓｓ）。
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【００５３】
更なる態様が、続く条項にしたがって説明される。
条項１．  繊維強化ポリマーから遊離繊維を回収するための方法であって、
リサイクル混合物を形成するために繊維強化ポリマーをルイス塩基と混ぜることであって、ルイス塩基が１気圧で少なくとも１５０℃の沸点を有する、混ぜることと、
遊離繊維を生じさせるために繊維強化ポリマーの一部を少なくとも部分的に解重合するのに十分な期間、１５０℃を上回りかつルイス塩基の沸点を下回る温度までリサイクル混合物を加熱することと
を含む方法。
条項２．  リサイクル混合物を一定期間加熱することに続き、リサイクル混合物が冷却され、ルイス塩基及び少なくとも部分的に分解されたポリマーを含むリサイクル液体を残して遊離繊維が混合物から分離され、
分離された遊離繊維を洗浄する、条項１に記載の方法。
条項３．  遊離繊維をリサイクル混合物から分離することに続き、リサイクル混合物が洗浄溶剤で洗浄され、少なくとも部分的に可溶性のルイス塩基及び少なくとも部分的に可溶性の分解ポリマーを含む洗浄製品を形成する、条項１又は２に記載の方法。
条項４．  洗浄溶剤が、アセトン、テトラヒドロフラン、エチルアセテート、トルエン、アルコール、及びこれらの相溶性混合物のうちの一又は複数である、条項１から３の何れか一項に記載の方法。
条項５．  洗浄製品からルイス塩基を抽出することを更に含む、条項１から４の何れか一項に記載の方法。
条項６．  洗浄製品からルイス塩基を抽出することが、洗浄製品を加熱し、洗浄溶剤を蒸発させ、次に解重合させたポリマーが本質的に不溶解性であるルイス塩基溶剤の中にルイス塩基を溶解させる、条項５に記載の方法。
条項７．  洗浄製品からルイス塩基を抽出することが、洗浄製品を加熱し、洗浄溶剤を蒸発させることと、分解ポリマー溶剤の中に分解ポリマーを溶解させることと、ルイス塩基を溶解させた分解ポリマーから分離させることとを含む、条項５又は６に記載の方法。
条項８．  洗浄溶剤からルイス塩基を抽出することが、ルイス塩基沈殿剤を洗浄製品に加え、ルイス塩基を沈殿させることと、沈殿させたルイス塩基を洗浄製品から分離することとを含む、条項５から７の何れか一項に記載の方法。
条項９．    ルイス塩基沈殿剤が、メタノール、水又はメタノール／水である、条項８に記載の方法。
条項１０．  洗浄製品からルイス塩基を抽出することが、分解ポリマー沈殿剤を洗浄製品に加え、分解ポリマーを沈殿させ、次に沈殿させた分解ポリマーを洗浄製品から分離することを含む、条項５から９の何れか一項に記載の方法。
条項１１．  分解ポリマー沈殿剤が、アルカン、アルケン、エーテル及びこれらの相溶性混合物のうちの一又は複数である、条項１０に記載の方法。
条項１２．  リサイクル混合物が洗浄溶剤で洗浄され、遊離繊維を含む洗浄製品を形成し、ルイス塩基及び少なくとも部分的に分解されたポリマーが各々、洗浄溶剤の中で少なくとも部分的に可溶性である、条項１から１１の何れか一項に記載の方法。
条項１３．  ルイス塩基が中性ルイス塩基である、条項１から１２の何れか一項に記載の方法。
条項１４．  ルイス塩基が、ＮＨ３、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＨ、ＲＳＨ、及びＰＲ’３のうちの一又は複数であり、Ｒがアルキル、アルケニル、又はフェニルである、条項１から１３の何れか一項に記載の方法。
条項１５．  ルイス塩基が一又は複数のカルボン酸である、条項１から１４の何れか一項に記載の方法。
条項１６．  カルボン酸が、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸及びステアリン酸のうちの一又は複数であって、カルボン酸が、ハロゲン、硝酸塩、スルホン酸、フェニル、アルケニル、アルキル、及びアルデヒドから選択された一又は複数の置換基と任意選択的に置換される、条項１５に記載の方法。
条項１７．  ルイス塩基は、各々がハロゲン、硝酸塩、スルホン酸、アルキル、アルケニル、フェニル及びアルデヒドから選択された一又は複数の置換基と任意選択的に置換され得る、トリフェニルホスフィンオキシド、トリフェニルホスフィンスルフィド、トリフェニルホスフィン、４−（ジメチルアミノ）フェニルジフェニルホスフィン、トリフェニルアミン、ジフェニルスルホン、トリフェニルホスフィンセレニド、Ｎ−メチルイミダゾール、メチル  ジチオバレレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジフェニルアミン、オレイルアミン、トリブチルホスフィンオキシド、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフィンオキシド、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリエチルホスフィンオキシド、ジフェニルホスフィンオキシド、メチルジフェニルホスフィンオキシドのうちの一又は複数である、条項１から１６の何れか一項に記載の方法。
条項１８．  リサイクル混合物が、少なくとも２００℃又は少なくとも３２５℃まで加熱される、条項１から１７の何れか一項に記載の方法。
条項１９．  リサイクル混合物が、約１０分から約１２０分までの範囲の期間に加熱される、条項１から１８の何れか一項に記載の方法。
条項２０．  陽イオン及び陰イオンへのイオン化に抵抗する、１気圧で少なくとも１５０℃の沸点を有するルイス塩基を含む解重合液。
条項２１．  部分的に分解されたポリマーを含む、条項２０に記載の解重合液。
条項２２．  ルイス塩基が、ＮＨ３、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＨ、ＲＳＨ、及びＰＲ’３のうちの一又は複数であり、Ｒがアルキル、アルケニル、又はフェニルである、条項２０又は２１に記載の解重合液。
条項２３．  ルイス塩基が一又は複数のカルボン酸である、条項２０から２２の何れか一項に記載の解重合液。
条項２４．  ルイス塩基カルボン酸が、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸及びステアリン酸のうちの一又は複数であって、少なくとも１つのルイス塩基カルボン酸が、ハロゲン、硝酸塩、スルホン酸、フェニル、アルケニル、アルキル、及びアルデヒドから選択された一又は複数の置換基と任意選択的に置換される、条項２０から２３の何れか一項に記載の解重合液。
条項２５．  ルイス塩基は、各々がハロゲン、硝酸塩、スルホン酸、アルキル、アルケニル、フェニル及びアルデヒドから選択された一又は複数の置換基と任意選択的に置換され得る、トリフェニルホスフィンオキシド、トリフェニルホスフィンスルフィド、トリフェニルホスフィン、４−（ジメチルアミノ）フェニルジフェニルホスフィン、トリフェニルアミン、ジフェニルスルホン、トリフェニルホスフィンセレニド、Ｎ−メチルイミダゾール、メチルジチオバレレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジフェニルアミン、オレイルアミン、トリブチルホスフィンオキシド、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフィンオキシド、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリエチルホスフィンオキシド、ジフェニルホスフィンオキシド、メチルジフェニルホスフィンオキシドのうちの一又は複数である、条項２０から２４の何れか一項に記載の解重合液。
条項２６．  繊維強化ポリマーから遊離繊維を回収するためのルイス塩基の使用であって、ルイス塩基が、１気圧の圧力で少なくとも１５０℃の沸点を有する、使用。
条項２７．  ルイス塩基が、ＮＨ３、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、Ｒ３Ｎ、ＲＯＨ、ＲＣＯＯＨ、ＲＳＨ、及びＰＲ’３のうちの一又は複数であり、Ｒがアルキル、アルケニル、又はフェニルである、条項２６に記載の使用。
条項２８．  ルイス塩基が一又は複数のカルボン酸である、条項２６又は２７に記載の使用。
条項２９．  ルイス塩基カルボン酸が、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸及び  ステアリン酸のうちの一又は複数であって、少なくとも１つのルイス塩基カルボン酸が、ハロゲン、硝酸塩、スルホン酸、フェニル、アルケニル、アルキル、及び  アルデヒドから選択された一又は複数の置換基と任意選択的に置換される、条項２６から２８の何れか一項に記載の使用。
条項３０．  ルイス塩基は、各々がハロゲン、硝酸塩、スルホン酸、アルキル、アルケニル、フェニル及びアルデヒドから選択された一又は複数の置換基と任意選択的に置換され得る、トリフェニルホスフィンオキシド、トリフェニルホスフィンスルフィド、トリフェニルホスフィン、４−（ジメチルアミノ）フェニルジフェニルホスフィン、トリフェニルアミン、ジフェニルスルホン、トリフェニルホスフィンセレニド、Ｎ−メチルイミダゾール、メチルジチオバレレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジフェニルアミン、オレイルアミン、トリブチルホスフィンオキシド、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフィンオキシド、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリエチルホスフィンオキシド、ジフェニルホスフィンオキシド、メチルジフェニルホスフィンオキシドのうちの一又は複数である、条項２６から２９の何れか一項に記載の使用。
条項３１．  ルイス塩基が中性ルイス塩基である、条項２６から３０の何れか一項に記載の使用。
【００５４】
本発明を詳細にかつその特定の実施形態を参照することによって説明してきたが、添付した特許請求の範囲に定義される発明の範囲を逸脱せずに、修正例及び変形例が可能であることが明らかであろう。より具体的には、本発明の幾つかの態様は特に有利なものとして本明細書中で特定されるが、本発明は、これらの特定の態様に限定されるわけではないと考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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