(57)【要約】【課題】ポリエステル廃棄物から有効成分を回収する際に、該廃棄物中に含まれる異種プラスチックを解重合槽で分離除去し、かつ異物の次工程への送りを抑制し、リサイクル工程内でのトラブルを防止する方法を提供すること。【解決手段】ポリエステルをアルキレングリコールにより解重合反応させる槽内にポリエステル廃棄物を投入し、解重合反応により得られる解重合反応液を、解重合反応槽内での下方への巻き込み流れを抑制しつつ次工程へ送液する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアルキレンテレフタレートをアルキレングリコールにより解重合反応させる解重合反応槽内に、ポリアルキレンテレフタレートを主成分とし、ポリアルキレンテレフタレート以外の異種プラスチックを含むポリエステル廃棄物を投入し、該異種プラスチックのうち、アルキレングリコール及びポリアルキレンテレフタレートの解重合反応液よりも比重の軽いプラスチックを液面に浮遊させて除去するとともに、解重合反応により得られる解重合反応液を、解重合反応槽内での下方への巻き込み流れを抑制しつつ次工程へ送液する、ポリエステル廃棄物からの異種プラスチック除去方法。
【請求項２】
前記下方への巻き込み流れの抑制を、解重合反応槽内の貯液量を一定以上に保つことにより行う、請求項１記載の除去方法。
【請求項３】
ポリアルキレンテレフタレートがポリエチレンテレフタレートである、請求項１記載の除去方法。
【請求項４】
アルキレングリコールがエチレングリコールである、請求項１記載の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエチレンテレフタレートを主成分として含有するポリエステル廃棄物から有効成分を回収する方法に関し、更に詳しくは、ポリエステル廃棄物に含まれる異種プラスチックを解重合槽で分離除去し、異物の次工程への送りを抑制し、リサイクル工程内での工程トラブルを防止する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレートは、その化学的安定性が優れていることから、繊維、フイルム、樹脂などの生活関連資材、飲料水、炭酸飲料用ボトル等の食品分野などでの使用が急速に増大している。
【０００３】
しかしながら、上記のような使用量の増大に伴って大量に発生する、使用済みポリエチレンテレフタレート（特に使用済みの飲料用ボトル）、あるいはポリエチレンテレフタレート製造段階で発生する品質不適格品（以下、ポリエステル廃棄物と略称することがある。）の処理は、大きな社会問題となっている。
【０００４】
上記の問題に対して、ポリエステル廃棄物をモノマーに変換・回収し、このモノマーを原料にして再度重合反応によってポリエチレンテレフタレートを製造し再利用する、いわゆるケミカルリサイクルが検討されている。この方法は基本的にロスの無い、化合物の循環再使用が可能であり、資源の再利用が可能となる。
【０００５】
これら回収したポリエステル廃棄物はエチレングリコールで解重合反応し、次いでメタノールを用いてエステル交換反応を行い、更に分離精製することでテレフタル酸ジメチル（以下、ＤＭＴと略称することがある。）及びエチレングリコール（以下、ＥＧと略称することがある。）として回収され、資源の有効利用、トータルコストの低下につながる。
【０００６】
これらの回収方法としては、ポリエチレンテレフタレートにエチレングリコールを過剰に加えて加熱し、解重合反応によりビス（β−ヒドロキシエチル）テレフタレート及び末端にβ−ヒドロキシエチルエステル基を含む低重合体の混合物を得、該混合物に対し過剰のメタノール（以下、ＭｅＯＨと略称することがある。）を加え触媒の存在下、置換エステル化反応することによりテレフタル酸ジメチルを回収する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
また、本発明者らは先に、ポリエステル廃棄物からテレフタル酸ジメチル及びエチレングリコールを分離回収する方法を提案した（特許文献２参照。）。該特許では、異物成分を含むポリエステル廃棄物をアルキレングリコールにより解重合し、次いでメタノールでエステル交換反応することでテレフタル酸ジメチルとエチレングリコールを回収する方法を提案した。更に、該特許中に、得られた解重合反応液中に含まれる固形異物のうち、この溶液の表面に浮遊している固形異物分、例えば、ポリオレフィンを、浮遊選別により除去する方法を提案した。しかしながら、該解重合反応槽からの反応液の次工程への送液方法の記載はなく、ポリオレフィンなどを次工程へ送液してしまう可能性があり、工程トラブルの懸念がある。
【０００８】
前記のように、ケミカルリサイクルによってポリエステル廃棄物を処理する場合、ポリエステル廃棄物、特に飲料用ボトル、に含まれる異物を取り除くことが重要となる。従来、飲料用ボトルに含まれるキャップやラベル等の異物は、手作業や水を用いた比重分離により除去されていたが、手作業であれば大量処理が困難でありまた経済的に好ましくなく、水を用いた比重分離な方法では、水より比重の大きな物質は実質上分離不可能である。
【０００９】
一方、該異物の完全な除去ができないとリサイクル工程内に異物が混入することとなり、異物は固形あるいは高温条件で一部溶融することにより、リサイクル工程内の機器への付着や配管の閉塞などのトラブルが発生する。
【００１０】
【特許文献１】
特公昭４３−２０８８号公報
【００１１】
【特許文献２】
国際公開第０１／３０７２９号パンフレット
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術が有していた問題点を解消し、ポリエステル廃棄物中に含まれる異種プラスチックを解重合槽で分離除去し、かつ次工程への異物の送りを抑制し、ケミカルリサイクル工程内でのトラブルを防止する方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記従来技術に鑑み、鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の目的は、
ポリアルキレンテレフタレートをアルキレングリコールにより解重合反応させる解重合反応槽内に、ポリアルキレンテレフタレートを主成分とし、ポリアルキレンテレフタレート以外の異種プラスチックを含むポリエステル廃棄物を投入し、該異種プラスチックのうち、アルキレングリコール及びポリアルキレンテレフタレートの解重合反応液よりも比重の軽いプラスチックを液面に浮遊させて除去するとともに、解重合反応により得られる解重合反応液を、解重合反応槽内での下方への巻き込み流れを抑制しつつ次工程へ送液する、ポリエステル廃棄物から異種プラスチックを除去する方法によって達成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明の趣旨に合致する限り他の実施形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。
【００１５】
本発明方法においては、ポリエステル廃棄物は一般に水洗浄及び粗粉砕などの前処理を施し、解重合反応に適した形状にしてから解重合反応槽に投入する。本発明は、連続又は回分方式のいずれにも適用できる。回分方式で実施する場合においては、前記ポリエステル廃棄物を、ポリエステル解重合触媒を含むエチレングリコールが主成分の溶液中に投入して、解重合反応させる。該解重合反応槽には、反応を促進させるために撹拌機や解重合反応槽の自己循環ライン等が設置されている。
【００１６】
この解重合反応時、ポリエステル廃棄物に含まれる異種プラスチックのうち、反応液に対して比重の軽いポリオレフィンやポリスチレンを主成分としたプラスチックは液面に浮遊する。これらの浮遊した異物は、上層部の反応液と同時に抜き出すことにより除去を行う。この除去については、解重合反応が完全に終了していない段階でも、異物が充分に分離できるほど浮遊し、あるいは未反応のポリエステルが残存したスラリー状態であっても実施可能である。この反応液と同時に抜き出す方法については、ポリエステル廃棄物中に含まれる異物を完全に除去することは困難であり、一部の異物が解重合槽に残存することは避けられない。
【００１７】
このため、回分式の解重合槽から次工程へ解重合反応液を取り出す時には、解重合反応槽で内での下方への巻き込み流れを抑制して、異物の次工程への送りを抑制し次工程以降でのトラブルを防止することが必要である。また、解重合反応槽では、一般的に反応を促進させるため撹拌機や循環ポンプなどを用いて反応槽内の液を循環させる必要がある。しかしながら、解重合槽内の液とポリオレフィンやポリスチレンは、比重差が小さい。このため、液取り出し時、撹拌速度の調整等を行い下方への液流れの抑制が必要となる。また、下方への巻き込み流れの影響をできるだけ小さくするため、解重合槽内に残す液量はできるだけ多くした方が、次工程への送りの可能性は低くなる。
【００１８】
異物は、固形物あるいは高温状態では一部溶融するため、機器への付着や配管の閉塞等のトラブル原因となる。対応する方法として、解重合反応槽以降の工程には、異物を送らない対応が必要となり、解重合反応槽での下方への巻き込み流れを抑制した状態とする方法、具体的には取り出し時、撹拌機の回転を一時停止あるいは回転数を低下させることが必要となる。あるいは、送液する際に、解重合反応槽で槽内の液を一定容量以上に保った状態で、次工程へ送液することが必要である。
【００１９】
また、該解重合反応槽では、解重合反応を必ずしも完全に実施する必要はなく、このため、取り出し時ポリエステルの未反応分が残存している状態でも適用できる。更には、解重合反応がある一定以上進行した状態であれば、解重合反応槽から次工程へ送液する箇所の濾過やストレーナーなどの装置を設置することも可能である。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例により本発明の内容を更に具体的に説明するが、本発明はこれにより何等限定を受けるものではない。
【００２１】
［実施例１］
ポリエチレンテレフタレート５０部、ポリスチレン２部、ポリエチレン２部、エチレングリコール２００部と解重合触媒として炭酸ナトリウム１．５部を投入し、１００ｒｐｍ撹拌下昇温も兼ねて、１８０℃で１時間保持した。この時点で、投入したポリエチレンテレフタレートの一部は反応し、未反応分は液中に浮遊した状態であり、ポリスチレン及びポリエチレンは液面に浮遊した。この状態で撹拌を一度停止し、上部の液をポリスチレン及びポリエチレンとともに２０部抜き出したところ、ポリスチレン及びポリエチレンは完全に抜き出しできす、０．２部解重合槽に残存した。
【００２２】
更に残った混合液を１８５℃に昇温し、１００ｒｐｍ撹拌下４時間保持したところ、ポリエチレンテレフタレートは溶解し解重合反応が完結した。
【００２３】
再度撹拌を停止し、反応液を解重合槽底部から１９０部抜き出した。この時、解重合槽に残った液表面に、ポリエチレン及びポリスチレンが０．２部残存し、一方、抜き出した液中には、ポリスチレン及びポリエチレンは全く含まれなかった。
【００２４】
［実施例２］
実施例１において、解重合反応完結後の解重合槽底部からの抜き出しを、１００ｒｐｍの撹拌状態で、１２０部抜き出したこと以外は同様の操作を行った。この時、解重合槽に残った液中に、ポリエチレン及びポリスチレンが０．２部残存し、一方、抜き出した液中には、ポリスチレン及びポリエチレンは全く含まれなかった。
【００２５】
［比較例１］
実施例２において、抜き出し量を１９０部としたこと以外は同様の操作を行ったところ、解重合槽に残った液中に、ポリエチレン及びポリスチレンが０．１部残存し、抜き出した液中にも、ポリスチレン及びポリエチレンが０．１部含まれており、解重合槽内で巻き込み流れを抑制することができなかった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の除去方法によれば、ポリエチレンテレフタレートを主成分として含有するポリエステル廃棄物から有効成分を回収する場合、ポリエステル廃棄物に含まれる異種プラスチックを解重合槽で分離除去し、異物の次工程への送りを抑制されるので、ケミカルリサイクル工程における工程トラブルを防止することが可能である。