(57)【要約】ポリマー混合物から少なくとも１種類の選択されたポリマーを分離する方法であって、ａ）第１の溶媒に前記ポリマー混合物を溶解し、溶液中の前記ポリマー混合物の濃度を１〜５０重量％に調整するステップと、ｂ）前記１種類又は複数種類の選択されたポリマーが少なくとも一部、固体形態で沈殿される温度Ｔ１に前記溶液を冷却するステップと、ｃ）前記溶液から前記固体を分離するステップと、ｄ）前記温度Ｔ１より高い温度Ｔ２で、第２の溶媒において前記分離された固体を洗浄するステップと、ｅ）前記第２の溶媒から前記洗浄された固体を分離するステップを含む方法。さらに、本方法の変形例では、ステップｂ）で生成された懸濁液には溶媒が加えられて処理される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー混合物から少なくとも１種類の選択されたポリマーを分離する方法であって、ａ）第１の溶媒に前記ポリマー混合物を溶解し、溶液中の前記ポリマー混合物の濃度を１〜５０重量％に調整するステップと、
ｂ）前記１種類又は複数種類の選択されたポリマーが少なくとも一部、固体形態で沈殿される温度Ｔ１に前記溶液を冷却するステップと、
ｃ）前記溶液から前記固体を分離するステップと、
ｄ）前記温度Ｔ１より高い温度Ｔ２で、第２の溶媒において前記分離された固体を洗浄するステップと、
ｅ）前記第２の溶媒から前記洗浄された固体を分離するステップ
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
ポリマー混合物から少なくとも１種類の選択されたポリマーを分離する方法であって、ａ）第１の溶媒に前記ポリマー混合物を溶解し、溶液中の前記ポリマー混合物の濃度を１〜５０重量％に調整するステップと、
ｂ）前記１種類又は複数種類の選択されたポリマーが少なくとも一部、固体形態で沈殿され、懸濁液が得られる温度Ｔ３に前記溶液を冷却するステップと、
ｃ）前記温度Ｔ３よりも高い温度Ｔ４で、前記第１の溶媒又は第２の溶媒を加え又は加えないで前記懸濁液を加熱し、前記懸濁液が保持されるステップと、
ｄ）前記溶液から前記固体を分離するステップ
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
前記ポリマーがポリオレフィン型であることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリオレフィンプラスチックがＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＬＬＤＰＥ（鎖状低密度ポリエチレン）、ＭＤＰＥ（中密度ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＵＨＤＰＥ（超高密度ポリエチレン）及び／又はＰＰ（ポリプロピレン）型であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の溶媒におけるポリマー混合物の濃度が２〜４０重量％であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の溶媒におけるポリマー混合物の濃度が５〜２０重量％であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記固体が再洗浄される前記温度Ｔ２が前記沈殿温度Ｔ１より約５〜４０℃高いことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記固体が再洗浄される前記温度Ｔ２が前記沈殿温度Ｔ１より約１０〜３０℃高いことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記固体が再洗浄される前記温度Ｔ４が前記沈殿温度Ｔ３より約５〜４０℃高いことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記固体が再洗浄される前記温度Ｔ４が前記沈殿温度Ｔ３より約１０〜３０℃高いことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の溶媒及び前記第２の溶媒が化学的に同一であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の溶媒がステップａ）に戻されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
使用される前記溶媒は、脂肪族、芳香族又は環状の飽和又は不飽和炭化水素、アルコール、カルボン酸、アミン、エステル、ケトン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン又はその混合物であることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記固体の沈殿が沈殿剤によって補助されることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記ポリマー混合物が、２０〜３０重量％未満のＬＤＰＥ又はＬＬＤＰＥを含むポリエチレン及びポリプロピレンから成ることを特徴とする請求項１〜１４の何れか１項に記載の方法により生成される生成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー混合物から少なくとも１種類の選択されたポリマーを分離する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基本的には、プラスチック混合物のリサイクルにあたり、例えば、デュアルシステム(Dualen Systems)によって運営されるイエローバッグ又はイエロービン・プログラムで回収されたプラスチックに対して、溶媒抽出を用いてプラスチック混合物に含まれる１種類又はそれ以上のポリマーを選択的に溶解する方法がある。
【０００３】
例えば、ヨーロッパ特許発明第０４９１８３６号明細書では、この方法による適切な溶媒を用いたＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチロール）及びＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）ポリマーの分離が提案されている。しかしながら、この方法は複合材料での使用には適していない。
【０００４】
さらに、たとえプラスチックが汚染されておらず、かつ洗浄済みであったとしても、この方法を適切に実施するのに必要な拡散過程は、１０〜４０重量％の濃度のポリマーの抽出を動力学的に相当に妨げる。これは長い抽出時間を意味し、空間と時間利用効率が悪く、高投資コストに繋がり、大規模での使用を妨げる。
【０００５】
ドイツ特許公開第１９８２２２３４号明細書は、プラスチック混合物を溶媒に溶解し、固液分離を用いて不溶性成分が抽出される方法を記載している。温度を低下させることによって、溶解したブラスチックが選択的に沈殿される。さらに、沈殿剤を添加すると沈殿が発生する方法も周知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術では、これらの方法を用いて完全な分離を達成する方法が未だ開示されていない。さらに、固液分離方法を用いて、残留ポリマーを含む溶液いわゆる母液から沈殿固体ポリマーを分離するという問題がある。分離された固体には常に幾分かの残留水分が含まれているので、水分中に含まれる溶解ポリマーによって汚染される。ゆえに、周知のように、ポリマーをなお含む母液の除去は、例えば清浄な溶媒等による再洗浄によって行われる。しかしながら、沈殿ステップにおいて発生する不完全分離の問題は、この方法では修正又は改善されない。
【０００７】
沈殿テストでは、まずＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ及びＰＰから成る溶液が生成された。温度を低下させ、固液分離を行い、その後沈殿温度で洗浄を繰り返して、ＬＤＰＥが多く含まれる母液を生成した。固体にはＨＤＰＥ及びＰＰが多く含有されていたが、相当な量のＬＤＰＥも含有されていた。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、ポリマー混合物から少なくとも１種類の選択されたポリマーを定量的に分離し、得られた留分が他の留分からの成分によって限られた程度しか汚染されていない方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本目的は、請求項１及び２に記載の方法で達成される。最良の形態が従属請求項に記載されている。本方法により得られる固体は、請求項１５で特定されている。
【００１０】
本発明による、ポリマー混合物から少なくとも１種類の選択されたポリマーを分離する方法は、
ａ）第１の溶媒にポリマー混合物を溶解し、溶液中のポリマー混合物の濃度を１〜５０重量％に調整するステップと、
ｂ）１種類又は複数種類の選択されたポリマーの少なくとも一部が固体形態で沈殿する温度Ｔ１に溶液を冷却するステップと、
ｃ）溶液から固体を分離するステップと、
ｄ）温度Ｔ１より高い温度Ｔ２で、分離された固体を第２の溶媒において洗浄するステップと、
ｅ）第２の溶媒から洗浄された固体を分離するステップ
を含む。
【００１１】
溶液からの固体の分離、又は溶液からの洗浄された固体の分離は、一般的な固液分離方法を用いて行われる。
【００１２】
本発明の変形例による、ポリマー混合物から少なくとも１種類の選択されたポリマーを分離する方法は、
ａ）第１の溶媒にポリマー混合物を溶解し、溶液中のポリマー混合物の濃度を１〜５０重量％に調整するステップと、
ｂ）溶液を温度Ｔ３に冷却し、１種類又は複数種類の選択されたポリマーの少なくとも一部が固体形態で沈殿され、懸濁液が得られるステップと、
ｃ）第１の溶媒又は第２の溶媒を加えて（又は加えないで）温度Ｔ３よりも高い温度Ｔ４で懸濁液を加熱し、懸濁液が保持されるステップと、
ｄ）懸濁液から固体を分離するステップ
を含む。
【００１３】
代替方法は、ポリオレフィンに特に適しており、使用されるプラスチックのタイプとしては、ＬＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＬＬＤＰＥ（鎖状低密度ポリエチレン）、ＭＤＰＥ（中密度ポリエチレン）、ＨＤＰＥ(高密度ポリエチレン)、ＵＨＤＰＥ（超高密度ポリエチレン）及び／又はＰＰ（ポリプロピレン）等がある。
【００１４】
好ましくは、第１の溶媒におけるポリマー混合物の濃度は２〜４０重量％の間であり、さらに好ましくは５〜２０重量％の間である。
【００１５】
温度Ｔ１及びＴ２の選択、又は場合によってはＴ３及びＴ４の選択は、使用されるポリマー及び溶液によって異なる。本発明を効果的に実施するためには、温度Ｔ２はＴ１より５〜４０℃、好適には１０〜３０℃高く設定する必要がある。同様に、温度Ｔ４は沈殿温度Ｔ３より５〜４０℃、好適には１０〜３０℃高く設定する必要がある。
【００１６】
請求項１に基づく代替方法の実施については、第１の溶媒及び第２の溶媒は化学的に同一であってもよいが、第２の溶媒は常に「清浄な」溶媒でなければならず、ポリマーに汚染されていないことが必要である。
【００１７】
提供される他の選択では、第２の溶媒が戻されて、最初のポリマー混合物を溶解するようにしてもよい。
【００１８】
使用し得る溶媒には、脂肪族、芳香族又は環状の飽和又は不飽和炭化水素、アルコール、カルボン酸、アミン、エステル、ケトン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン又はその混合物などがある。
【００１９】
他の選択としては、固体の沈殿が沈殿剤の添加によって補助されることも可能である。
【００２０】
本発明による方法で処理された前述のポリエチレン及びポリプロピレン混合物は、母液中に８５重量％を超えるＬＤＰＥ及びＬＬＤＰＥが含まれ、一方、再洗浄された固体には２０〜３０重量％未満のＬＤＰＥ又はＬＬＤＰＥが含まれる。この事実は一般的な方法、指示計としてのＬＤＰＥ又はＬＬＤＰＥの融解範囲での示差走査熱量計を使用して得られる曲線（DSC曲線）にショルダーが見られないことから証明できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は以下の実施例１及び実施例２、比較例においてより詳細に説明される。
【実施例１】
【００２２】
１０ｇのＬＤＰＥ、１０ｇのＨＤＰＥ及び１０ｇのＰＰの混合物が５７０ｇのｎ−デカンに１５５℃で溶解される。７６℃に冷却することで懸濁液が得られる。この懸濁液は漏斗で固体と母液に分離される。固体は８９０ｇのｎ−デカンと共に９４℃で３０分撹拌され、次に再びフィルタにかけられる。母液と洗浄濾液は蒸発によって濃縮され、繊維を乾燥させる。粒子に含まれるプラスチックには、ＰＰ及びＨＤＰＥ以外にＬＤＰＥは含まれず、これはＤＳＣ曲線で清浄なＬＤＰＥの融解点においてショルダーがないことにより証明できる。
【実施例２】
【００２３】
４０ｇのＬＤＰＥ、４０ｇのＨＤＰＥ及び２０ｇのＰＰから成る混合物が８２５ｇのｎ−オクタンに１５５℃で溶解される。溶液を７６℃に冷却することで、懸濁液が得られる。この懸濁液は４３５ｇのｎ−オクタンで希釈される。懸濁液は９２℃で３４分撹拌され、次に再びフィルタにかけられる。母液と洗浄濾液は蒸発によって濃縮され、繊維を乾燥させる。母液に含まれるプラスチックは、８０重量％を超えるＬＤＰＥで構成される。粒子に含まれるプラスチックにはＰＰ及びＨＤＰＥ以外にＬＤＰＥは含まれず、これはＤＳＣ曲線で清浄なＬＤＰＥの融解点においてショルダーがないことにより証明することができる。
【比較例】
【００２４】
１０ｇのＬＤＰＥ、１０ｇのＨＤＰＥ及び１０ｇのＰＰから成る混合物が５７０ｇのｎ−デカンに１５５℃で溶解される。その溶液を７６℃に冷却することで、懸濁液が得られる。この懸濁液は漏斗で固体と母液に分離される。固体は８９０ｇのｎ−デカンと共に７６℃で３０分撹拌され、次に再びフィルタにかけられる。母液と洗浄濾液は蒸発によって濃縮され、繊維を乾燥させる。母液に含まれるプラスチックは、８０重量％を超えるＬＤＰＥで構成される。粒子に含まれるプラスチックにはＰＰ及びＨＤＰＥ以外に有意な含有量のＬＤＰＥが含まれ、これはＤＳＣ曲線で清浄なＬＤＰＥの融解点においてショルダーが存在することにより証明できる。
【００２５】
前述の記載ならびに請求項で開示される本発明の特徴は、本発明の個々の実施ならびにいかなる組み合わせの実施にも有効である。
【国際公開パンフレット】
2004525998.tif 000002
2004525998.tif 000003
2004525998.tif 000004
2004525998.tif 000005
2004525998.tif 000006
2004525998.tif 000007
2004525998.tif 000008
2004525998.tif 000009
2004525998.tif 000010
【国際調査報告】
2004525998.tif 000011
2004525998.tif 000012
2004525998.tif 000013
2004525998.tif 000014
2004525998.tif 000015
2004525998.tif 000016