(57)【要約】  プラスチックをワックスに転化させる方法を提供する。一態様においては、廃プラスチックをワックスに転化させる方法は、廃プラスチックをチャンバー中に導入し、水素をチャンバーに加えることを含む。この方法は、廃プラスチックを熱解重合するのに十分に廃プラスチック及び水素を加熱して、パラフィン及びオレフィン化合物を含むワックス生成物を形成することを含む。【選択図】  図１
2017513964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチックをチャンバー（２０）中に導入し；
チャンバーに水素（１８）を加え；
廃プラスチックを熱解重合するのに十分に廃プラスチック及び水素を加熱して、パラフィン及びオレフィン化合物を含むワックス生成物（１４）を形成する；
工程を含む、廃プラスチック（１２）をワックスに転化させる方法。
【請求項２】
固体酸触媒、液体酸触媒、ラジカル開始剤、水素化触媒、ゼオライト、及び担体上の触媒から選択される解重合触媒をチャンバーに供給することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
廃プラスチックを溶融することが、廃プラスチックを約１００℃〜約１５０℃の温度に加熱することを含み；そして
廃プラスチック及び水素を加熱することが、廃プラスチック及び水素を約３００℃〜約５００℃の温度に加熱することを含む；
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
廃プラスチック及び水素を加熱することが、パラフィン及びオレフィン化合物を少なくとも１．１：１のパラフィン：オレフィン比で含み、約５０００グラム／モル（ｇ／モル）〜約１５０００ｇ／モルの重量平均分子量を有するポリエチレンワックス生成物を形成することを構成する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
廃プラスチックをチャンバー中に導入することが、廃プラスチックをバッチプロセスでチャンバーに導入することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
廃プラスチックをチャンバー中に導入した後に水素をチャンバーに加える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
廃プラスチックを熱解重合するのに十分に廃プラスチック及び水素を加熱することが、少なくとも約０のセーボルト色（ＡＳＴＭ−Ｄ１５６）を有するワックス生成物を形成することを構成する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
廃プラスチックを熱解重合するのに十分に廃プラスチック及び水素を加熱することが、約５０００グラム／モル（ｇ／モル）〜約１５０００ｇ／モルの平均分子量を有するワックス生成物を形成することを構成する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
廃プラスチックを熱解重合するのに十分に廃プラスチック及び水素を加熱することが、約６０００グラム／モル（ｇ／モル）〜約９０００ｇ／モルの平均分子量を有するワックス生成物を形成することを構成する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
廃プラスチックを熱解重合するのに十分に廃プラスチック及び水素を加熱することが、少なくとも約＋２０のセーボルト色（ＡＳＴＭ−Ｄ１５６）を有するワックス生成物を形成することを構成する、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本技術分野は、概してワックスを形成する方法に関し、より特にはプラスチックを処理してプラスチックをワックスに転化させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]ワックスは、広範には、パラフィンワックス（通常は石油潤滑留出物から得られる）、微結晶質ワックス（通常は残留潤滑油フラクションから得られる）、及びポリエチレンワックス（通常は低分子量の高密度原材料から製造される）などの幾つかの確立された群に分類される。これらのワックスのタイプのそれぞれは、それらを特定の用途のために特に魅力的にする特定の物理特性を有することが分かっている。例えば、ポリエチレンワックスは、プラスチック用の着色剤の配合、ポリ塩化ビニル潤滑剤、接着剤、及び摩擦を減少させるためにインクにおいてしばしば用いられる。ポリエチレンワックスは、更に離型剤又はスリップ剤として用いることができる。
【０００３】
[0003]ポリエチレンワックス組成物は、種々のポリエチレンを含む。ポリエチレンワックス中において用いられるポリエチレンは、大部分は約１５００グラム／モル（ｇ／モル）〜約２０，０００ｇ／モルの範囲の重量平均分子量を有する。高グレードのポリエチレンワックスは、分子量、融点、粘度、及び硬度のような所望の特性を得るためにエチレンを制御して重合することによって得ることができる。最近においては、通常はポリエチレン樹脂の熱分解から得られるより低グレードのポリエチレンワックスの使用が増加している。かかるより低グレードの製品は、製品の品質がコストに比べれば二次的である用途又は場所において用いるために一般的になっている。しかしながら、ポリエチレン樹脂の熱分解から得られるポリエチレンワックスは、通常は品質が劣っており、例えば、それらは望ましくない色、低い分子量を示し、生産ロットの間で不安定である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0004]したがって、改良された特性を有するポリエチレンワックスを製造するための低コストの方法を提供することが望ましい。更に、廃プラスチックを、所望の特性を有するワックスに転化させる方法を提供することが望ましい。更に、他の望ましい特徴及び特性は、以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲を、添付の図面並びに上記の技術分野及び背景と組み合わせることによって明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005]プラスチックをワックスに転化させる方法を提供する。代表的な態様においては、廃プラスチックをワックスに転化させる方法は、廃プラスチックをチャンバー中に導入し、チャンバーに水素を加えることを含む。この方法は、廃プラスチックを熱解重合するのに十分に廃プラスチック及び水素を加熱して、パラフィン及びオレフィン化合物を含むワックス生成物を形成することを含む。
【０００６】
[0006]他の態様においては、プラスチックをワックスに転化させる方法は、プラスチックを水素と接触させることを含む。更に、この方法は、プラスチックを熱分解するのに十分にプラスチック及び水素を加熱して、少なくとも約０のセーボルト色（ＡＳＴＭ−Ｄ１５６）を有するワックス生成物を形成することを含む。
【０００７】
[0007]他の態様においては、廃プラスチックをポリエチレンワックスに転化させる方法を提供する。この方法は、廃プラスチックを溶融することを含む。水素を廃プラスチック中に溶解させる。水素の存在下で廃プラスチックを熱解重合して、パラフィン及びオレフィン化合物を含むポリエチレンワックス生成物を形成する。
【０００８】
[0008]下記において、プラスチックをワックスに転化させる方法の幾つかの態様を、下記の図面と組み合わせて記載する。図面において、同様の数字は同様の構成要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】[0009]図１は、本発明における代表的な態様にしたがってプラスチックをワックスに転化させる方法の概要図である。
【図２】[0010]図２は、本発明における別の態様にしたがってプラスチックをワックスに転化させる方法の概要図である。
【図３】[0011]図３は、本発明の他の別態様にしたがってプラスチックをワックスに転化させる方法の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0012]以下の詳細な記載は本質的に単に例示に過ぎず、プラスチックをワックスに転化させる方法を限定することは意図しない。更に、上述の背景又は以下の詳細な記載において示されているいかなる理論にも縛られる意図はない。
【００１１】
[0013]プラスチックを処理してプラスチックをワックスに転化させる方法を提供する。本明細書において用いる「プラスチック」とは、熱可塑性ポリオレフィンを指す。熱可塑性ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、例えば式：（Ｃ２Ｈ４）ｎＨ２（式中、ｎは通常は５０〜１００である）を有するポリエチレン、並びに式：（Ｃ３Ｈ６）ｍＨ２（式中、ｍは通常は５０〜１００である）を有するポリプロピレンのようなポリプロピレン、或いは複数の熱可塑性ポリオレフィンの混合物が挙げられる。本明細書において開示する方法によって、プラスチックの反応、及び得られるワックス生成物の特性に対する向上した制御が可能である。代表的な態様においては、供給材料のプラスチックは、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）プラスチック廃棄物である。例えば、供給材料のプラスチックは、消費者使用後のリサイクル又は生産工程でのリサイクルプロセスからのポリエチレンフィルム又は袋であってよい。
【００１２】
[0014]本発明において与えられる方法は、熱分解を用いて供給材料のプラスチックの長鎖単位を分解して、オレフィン及びパラフィンを形成する。より具体的には、本発明において与えられる代表的な方法は、供給材料のプラスチックを熱解重合してオレフィン及びパラフィンを形成する。プラスチックの熱処理は、制御された水素雰囲気中で行う。水素雰囲気は、得られるオレフィンの更なる反応を抑止し、オレフィンが有色及び他の望ましくない特性を示す化合物を形成することを阻止すると考えられる。その結果、ほぼ白色の生成物を得ることができる。米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）が推奨したほぼ白色の石油製品を測定するための試験は、ＡＳＴＭ−Ｄ１５６にしたがってセーボルト法を用いる。セーボルト法は、−１６（最も暗色）から＋３０（最も明色）のスケールを基準とする明澄な石油の色の経験的定義を与える。この数値は、カラムの長さを通して視認した際にＡＳＴＭ−Ｄ１５６によって与えられるフィルター規格に合致する試料のカラムの高さを見出すことによって求められる。試験のために、ワックス試料をその凝固点よりも８℃〜１７℃高い温度に溶融し、適当な比色計カラム中に注入する。本明細書において記載するように、代表的な生成物ワックスはほぼ白色であり、約＋２５〜約＋３０、例えば約＋２８〜約＋３０、例えば約＋３０のセーボルト色（ＡＳＴＭ−Ｄ１５６）を有する。代表的な態様においては、生成物ワックスのセーボルト色（ＡＳＴＭ−Ｄ１５６）は、少なくとも約０、例えば少なくとも約＋５、例えば少なくとも約＋１０である。代表的な生成物は、少なくとも約＋１５、例えば少なくとも約＋１８、例えば約＋２０のセーボルト色（ＡＳＴＭ−Ｄ１５６）を有する。
【００１３】
[0015]図１は、水素雰囲気中における熱分解によってプラスチックをワックスに転化させる方法の一態様を示す簡略化したプロセスフロー図である。このプロセスフロー図は、ポンプ、圧力、温度、及び流速の監視及び制御システムなどのかかるプロセスについて通常見られる機械装置の構成要素を示していない点で簡略化している。
【００１４】
[0016]図１において、プラスチック処理装置１０は、プラスチック供給材料１２をワックス生成物１４，例えばポリエチレンワックスに転化させる。上述したように、プラスチック供給材料１２は、消費者使用後のリサイクル又は生産工程でのリサイクルプロセスからのフィルム又は袋のような廃プラスチックから形成することができる。供給材料１２を形成するプラスチックは、ポリエチレン又はポリプロピレンのような単一のタイプのプラスチックに限定することができ、或いはポリエチレン及びポリプロピレンのような複数のプラスチック化合物の混合物を含ませることができる。
【００１５】
[0017]示されているように、プラスチック供給材料１２及びパージガス１８を反応区域２０に供給する。パージガス１８は、１種類又は複数の不活性ガスを含む。代表的な態様においては、パージガス１８は実質的に純粋な水素である。他の態様においては、パージガス１８は水素と不活性ガスの混合物である。例えば、パージガス１８は、少なくとも約０．５気圧、例えば少なくとも約０．８気圧、例えば約１気圧の水素分圧を有する混合物のような水素と窒素の混合物であってよい。
【００１６】
[0018]パージガス１８は、プラスチック供給材料１２を反応区域に導入する前、その後、又はそれと同時に反応区域２０に導入することができる。反応区域２０へのプラスチック供給材料１２及びパージガス１８の供給の順番に関係なく、プラスチック供給材料１２は、パージガス１８によって雰囲気空気を反応区域２０からパージし、プラスチック供給材料１２を反応区域２０内に受容した時点で、反応区域２０中の水素雰囲気に導入されるとみなされる。プラスチック供給材料１２を水素雰囲気に導入した後、プラスチック供給材料１２を溶融しながらプロセスを進行させることができる。
【００１７】
[0019]図１に示すように、反応区域２０にはヒーター２４が装備されている。代表的な態様においては、ヒーター２４は、低い予備処理温度で運転してプラスチック供給材料１２を溶融するように制御する。例えば、ヒーター２４によって、反応区域２０を約１００℃〜約１５０℃、例えば約１３５℃の温度に加熱することができる。ヒーター２４によって、この低い予備処理温度を、選択される時間の間、例えば約１分間〜約９０分間維持することができる。プラスチック供給材料１２を溶融した後、ヒーター２４は、高い反応温度で運転して、溶融したプラスチック供給材料１２の熱分解、即ち熱解重合及び他の分解プロセスを包含するプラスチック供給材料１２の分解を引き起こすように制御する。例えば、ヒーター２４によって、プラスチック供給材料１２及び水素パージガス１８を含む反応区域２０を、約３００℃〜約５００℃、例えば約４０５℃の高い反応温度に加熱することができる。ヒーター２４によって、この高い反応温度を、プラスチック供給材料１２の実質的に全部の熱分解を引き起こすのに十分な時間の間維持することができる。本明細書において用いる「プラスチック供給材料の実質的に全部」という成句は、プラスチック供給材料１２の少なくとも約９５重量パーセント（重量％）を意味する。代表的な態様においては、ヒーター２４によって、この高い反応温度を、約１分間〜約４５分間、例えば３０分間維持する。代表的な態様においては、プラスチック供給材料１２は、ランダムな連鎖切断又は側基脱離ではなく、熱解重合（熱分解プロセスの１つ）を起こす。全ての酸素がパージガス１８によって反応区域からパージされているので、プラスチック供給材料１２の酸化は起こりえない。
【００１８】
[0020]プラスチック供給材料１２の実質的に全部を熱分解するために、水素パージガス１８を溶融したプラスチック供給材料１２中に混合して溶解させる。したがって、反応区域２０には、水素パージガス１８の溶融したプラスチック供給材料１２中への溶解を促進させるために撹拌器２８を装備することができる。バッチプロセスに関しては、代表的な撹拌器２８としては、ブレンダー、又は溶融したプラスチック供給材料１２と水素パージガス１８を撹拌及び混合するための他の混合機構を挙げることができる。連続プロセスによるフローに関しては、代表的な撹拌器２８としては、それを通して溶融したプラスチック供給材料１２と水素パージガス１８の混合物を押出す静的ミキサー２８が挙げられる。
【００１９】
[0021]反応区域２０を高い反応温度に選択された時間の間加熱することによって、プラスチック供給材料１２の実質的に全部の熱分解、及びワックス生成物１４の形成が引き起こされる。代表的なワックス生成物はパラフィン及びオレフィン化合物を含み、パラフィン及びオレフィンのみから構成することができる。化学量論的な解重合分解反応は、通常はパラフィン及びオレフィンを１：１の比で形成する。オレフィンの更なる反応が起こる可能性があるが、通常は水素又は不活性雰囲気によって抑止される。その結果、ワックス生成物１４は、約１：１〜約１．４：１、例えば約１．１：１のパラフィン：オレフィン比を有することができる。代表的な態様においては、約５０００グラム／モル（ｇ／モル）〜約１５０００ｇ／モル、例えば約６０００ｇ／モル〜約９０００ｇ／モルの平均分子量を有するワックス生成物１４が形成される。
【００２０】
[0022]代表的な態様においては、反応区域２０に解重合触媒のような触媒を与える。代表的な解重合触媒としては、固体酸触媒、液体酸触媒、ラジカル開始剤、水素化触媒（例えばニッケル）、ゼオライト、アルミナ又はシリカのような担体上の触媒などを挙げることができる。更には、又は或いは、反応区域２０を形成する容器の壁を、解重合触媒として機能させることができる。
【００２１】
[0023]形成の後、ワックス生成物１４は、反応区域２０内においてパージガス雰囲気中、反応区域２０内においてパージガスを放出した後の周囲条件下、或いは反応区域２０から取り出した後に周囲温度に冷却することができる。
【００２２】
[0024]図１の装置１０は、オートクレーブ又は他のチャンバーによって形成される反応区域２０を用いるバッチプロセス、或いは反応区域２０が流入式オートクレーブ、加圧流入式反応器、及び／又は押出機である連続フロープロセスにおいて用いることができる。
【００２３】
[0025]図２は、連続フロープロセスをより促進することができる別の装置１０を示す。図１と同様に、図２のプラスチック処理装置１０は、プラスチック供給材料１２をポリエチレンワックスのようなワックス生成物１４に転化させる。代表的なプラスチック供給材料１２は、消費者使用後のリサイクル又は生産工程でのリサイクルプロセスからのフィルム又は袋などの廃プラスチックである。供給材料１２を形成するプラスチックは、ポリエチレン又はポリプロピレンのような単一のタイプのプラスチックに限定することができ、或いは複数のプラスチック化合物の混合物を含ませることができる。
【００２４】
[0026]示されているように、プラスチック供給材料１２及びパージガス１８は、反応区域２０に別々に供給する。代表的なパージガス１８は水素を含み、１種類又は複数の不活性ガスを含ませることができる。代表的な態様においては、パージガス１８は実質的に純粋な水素である。本明細書において用いる「実質的に純粋な水素」という成句は、パージガスが少なくとも約９５重量％の水素含量を有することを意味する。幾つかの態様においては、パージガスは少なくとも約９９重量％の水素含量を有する。例えば、代表的なパージガスは、１００ｐｐｍ未満の水素以外の化合物を含む。他の態様においては、パージガス１８は水素と不活性ガスの混合物である。例えば、パージガス１８は、少なくとも約０．５気圧、例えば少なくとも約０．８気圧、例えば約１気圧の水素分圧を有する混合物のような水素と窒素の混合物であってよい。代表的な混合物は、少なくとも約１．５気圧、例えば少なくとも約２．０気圧の水素分圧を有する。
【００２５】
[0027]図２に示されるように、プラスチック供給材料１２及びパージガス１８は、独立して予備処理ヒーター３２に通す。他の態様においては、パージガス１８をプラスチック供給材料１２に導入して、両方を一緒に予備処理ヒーター３２に通す。いずれの場合においても、予備処理ヒーター３２によって、プラスチック供給材料１２を、熱可塑性材料の溶融を引き起こすのに十分に加熱することができる。代表的な態様においては、予備処理ヒーター３２は、低い予備処理温度で運転して、熱分解を引き起こすことなくプラスチック供給材料１２を溶融するように制御する。例えば、予備処理ヒーター３２によって、プラスチック供給材料１２を、約１００℃〜約１５０℃、例えば約１３５℃の温度に加熱することができる。プラスチック供給材料１２が予備処理ヒーター３２を通過するのに必要な時間は、プラスチック供給材料１２が実質的に完全に溶融するように制御することができ、例えば、予備処理ヒーター３２を通過するための時間は、約１分間〜約９０分間であってよい。
【００２６】
[0028]代表的な態様においては、予備処理ヒーター３２に予備処理撹拌器３６を装備する。具体的には、プラスチック供給材料１２及び水素パージガス１８を予備処理ヒーター３２の前か又はその中で互いへ導入する態様に関しては、予備処理撹拌器３６によって、水素パージガス１８をプラスチック供給材料１２中に混合してその溶解を促進させることができる。代表的な予備処理撹拌器３６は、それを通してプラスチック供給材料１２及び水素パージガス１８を押出す静的ミキサーである。
【００２７】
[0029]幾つかの態様においては、予備処理ヒーター３２を用いてプラスチック供給材料１２を溶融して、水素パージガス１８をプラスチック供給材料１２中に溶解させることができるが、或いはこれを用いて、溶融を起こさないでプラスチック供給材料１２及び水素パージガス１８を予備加熱して、下流の加熱負荷を低下させることができる。例えば、予備処理ヒーター３２によって、プラスチック供給材料を約６０℃〜約９０℃に加熱することができる。かかる態様に関しては、プラスチック供給材料１２及び水素パージガス１８を反応区域２０に導入し、ヒーター２４によって低い予備処理温度で加熱して、プラスチック供給材料１２を溶融する。例えば、ヒーター２４によって、反応区域２０を、約１００℃〜約１５０℃、例えば約１３５℃の温度に加熱することができる。ヒーター２４によって、この低い予備処理温度を、選択される時間の間、例えば約１分間〜約９０分間維持することができる。プラスチック供給材料１２の実質的に全部を熱分解するために、ブレンダー、又は他の混合機構、或いはそれを通して溶融したプラスチック供給材料１２と水素パージガス１８の混合物を押出す静的ミキサーのような撹拌器２８によって、水素パージガス１８を溶融したプラスチック供給材料１２中に混合して溶解させる。
【００２８】
[0030]予備処理ヒーター３２又はヒーター２４によってプラスチック供給材料１２を溶融し、撹拌器３６又は２８によって水素パージガス１８をプラスチック供給材料１２中に溶解させた後、ヒーター２４は、高い反応温度で運転して溶融したプラスチック供給材料１２の熱分解を引き起こすように制御する。パージガス１８によって反応区域２０から非不活性ガスをパージして、熱分解中において所望の反応を促進させる。ヒーター２４によって、プラスチック供給材料１２及び水素パージガス１８を含む反応区域２０を、約３００℃〜約５００℃、例えば約４０５℃の高い反応温度に加熱することができる。ヒーター２４によって、この高い反応温度を、溶融したプラスチック供給材料１２の実質的に全部の熱分解を引き起こすのに十分な時間、例えば約１分間〜約４５分間、例えば３０分間の間維持することができる。代表的な態様においては、プラスチック供給材料１２は、ランダムな連鎖切断又は側基脱離ではなく、熱解重合（熱分解プロセスの１つ）を起こす。全ての酸素がパージガス１８によって反応区域からパージされているので、プラスチック供給材料１２の酸化は起こりえない。
【００２９】
[0031]反応区域２０を高い反応温度に選択された時間の間加熱することによって、プラスチック供給材料１２の実質的に全部の熱分解、及びワックス生成物１４の形成が引き起こされる。代表的なワックス生成物はパラフィン及びオレフィン化合物を含む。化学量論的な解重合分解反応は、通常はパラフィン及びオレフィンを１：１の比で形成する。オレフィンの更なる反応が起こる可能性があるが、通常は水素又は不活性雰囲気によって抑止される。その結果、ワックス生成物１４は、約１：１〜約１．４：１、例えば約１．１：１のパラフィン：オレフィン比を有することができる。代表的な態様においては、約５０００グラム／モル（ｇ／モル）〜約１５０００ｇ／モル、例えば約６０００ｇ／モル〜約９０００ｇ／モルの平均分子量を有するワックス生成物１４が形成される。
【００３０】
[0032]代表的な態様においては、図２における反応区域２０に解重合触媒のような触媒を与える。代表的な解重合触媒としては、固体酸触媒、液体酸触媒、ラジカル開始剤、水素化触媒（例えばニッケル）、ゼオライト、アルミナ又はシリカのような担体上の触媒などを挙げることができる。更には、又は或いは、反応区域２０を形成する容器の壁を、解重合触媒として機能させることができる。
【００３１】
[0033]形成の後、ワックス生成物１４は、反応区域２０内においてパージガス雰囲気中、反応区域２０内においてパージガスを放出した後の周囲条件下、或いは反応区域２０から取り出した後に周囲温度に冷却することができる。
【００３２】
[0034]図３は、プラスチック供給材料１２をワックス生成物１４に転化させるための装置１０の他の態様を示す。図３においては、プラスチック供給材料１２のみを予備処理ヒーター３２に通す。これによって、プラスチック供給材料が実質的に完全に溶融するように加熱するか、或いは予備加熱して下流のヒーター２４に対する加熱負荷を低下させることができる。代表的な態様においては、プラスチック供給材料１２を、約１００℃〜約１５０℃、例えば約１３５℃の低い予備処理温度に加熱する。プラスチック供給材料１２は、約１分間〜約９０分間のような選択された時間の予備処理ヒーター３２内における滞留時間を有することができる。示されているように、プラスチック供給材料１２中に溶解させる水素は供給されないので、予備処理ヒーター３２に撹拌器は与えられていない。
【００３３】
[0035]プラスチック供給材料１２が予備処理ヒーター３２から排出された後、それを反応区域２０に導入する。示されているように、水素のようなパージガス１８を、反応区域２０の上流でプラスチック供給材料１２に導入することができる。或いは、図１に示されているように、パージガス１８は反応区域２０に直接供給して、そこでプラスチック供給材料１２に導入することができる。いずれの場合においても、プラスチック供給材料１２及びパージガス１８は反応区域２０内に受容される。パージガス１８によって、非不活性ガスを反応区域２０からパージする。
【００３４】
[0036]プラスチック供給材料１２が予備処理ヒーター３２によって溶融されない場合には、ヒーター２４によってプラスチック供給材料１２及び水素パージガス１８を低い予備処理温度で加熱して、プラスチック供給材料１２を溶融する。例えば、ヒーター２４によって、反応区域２０を、約１００℃〜約１５０℃、例えば約１３５℃の温度に加熱することができる。ヒーター２４によって、この低い予備処理温度を、選択される時間の間、例えば約１分間〜約９０分間維持することができる。プラスチック供給材料１２の実質的に全部を熱分解させるために、ブレンダー、又は他の混合機構、或いはそれを通して溶融したプラスチック供給材料１２と水素パージガス１８の混合物を押出す静的ミキサーのような撹拌器２８によって、水素パージガス１８を溶融したプラスチック供給材料１２中に混合して溶解させる。
【００３５】
[0037]予備処理ヒーター３２又はヒーター２４によってプラスチック供給材料１２を溶融し、撹拌器２８によって水素パージガス１８をプラスチック供給材料１２中に溶解させた後、ヒーター２４は、高い反応温度で運転して溶融したプラスチック供給材料１２の熱分解を引き起こすように制御する。パージガス１８によって反応区域２０から非不活性ガスをパージして、熱分解中において所望の反応を促進させる。ヒーター２４によって、プラスチック供給材料１２及び水素パージガス１８を含む反応区域２０を、約３００℃〜約５００℃、例えば約４０５℃の高い反応温度に加熱することができる。ヒーター２４によって、この高い反応温度を、溶融したプラスチック供給材料１２の実質的に全部の熱分解を引き起こすのに十分な時間、例えば約１分間〜約４５分間、例えば３０分間の間維持することができる。代表的な態様においては、プラスチック供給材料１２は、ランダムな連鎖切断又は側基脱離ではなく、熱解重合（熱分解プロセスの１つ）を起こす。全ての酸素がパージガス１８によって反応区域からパージされているので、プラスチック供給材料１２の酸化は起こりえない。
【００３６】
[0038]反応区域２０を高い反応温度に選択された時間の間加熱することによって、プラスチック供給材料１２の実質的に全部の熱分解、及びワックス生成物１４の形成が引き起こされる。代表的なワックス生成物はパラフィン及びオレフィン化合物を含む。化学量論的な解重合分解反応は、通常はパラフィン及びオレフィンを１：１の比で形成する。オレフィンの更なる反応が起こる可能性があるが、通常は水素又は不活性雰囲気によって抑止される。その結果、ワックス生成物１４は、約１：１〜約１．４：１、例えば約１．１：１のパラフィン：オレフィン比を有することができる。代表的な態様においては、約５０００グラム／モル（ｇ／モル）〜約１５０００ｇ／モル、例えば約６０００ｇ／モル〜約９０００ｇ／モルの平均分子量を有するワックス生成物１４が形成される。
【００３７】
[0039]代表的な態様においては、図３における反応区域２０に解重合触媒のような触媒を与える。代表的な解重合触媒としては、固体酸触媒、液体酸触媒、ラジカル開始剤、水素化触媒（例えばニッケル）、ゼオライト、アルミナ又はシリカのような担体上の触媒などを挙げることができる。更には、又は或いは、反応区域２０を形成する容器の壁を、解重合触媒として機能させることができる。
【００３８】
[0040]形成の後、ワックス生成物１４は、反応区域２０内においてパージガス雰囲気中、反応区域２０内においてパージガスを放出した後の周囲条件下、或いは反応区域２０から取り出した後に周囲温度に冷却することができる。
【００３９】
[0038]下記は、プラスチックをワックスに転化させる方法の実施例である。この実施例は例示目的のみのために与えるものであり、いかなるようにも本発明において意図される種々の態様を限定することは意図しない。
【実施例】
【００４０】
[0039]実施例：
[0040]プラスチックをワックスに転化させる方法の一態様の第１の実施例においては、５０グラム（ｇ）の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）をステンレススチール製オートクレーブに導入した。オートクレーブの雰囲気を４０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）の水素でパージし、オートクレーブを１３５℃に６０分間加熱してＬＤＰＥを溶融した。その後、継続した水素パージ下において、溶融したＬＤＰＥを４０５℃に３０分間加熱してＬＤＰＥの解重合を引き起こした。次に、オートクレーブを周囲温度に冷却し、生成物ワックスを回収した。水素を用いて形成された生成物ワックスの組成を、下記において表に示す。
【００４１】
[0041]プラスチックをワックスに転化させる方法の一態様の第２の実施例においては、５０又は２０グラム（ｇ）の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）をステンレススチール製オートクレーブに導入した。オートクレーブの雰囲気を４０標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）の窒素でパージし、オートクレーブを１３５℃に６０分間加熱してＬＤＰＥを溶融した。その後、継続した窒素パージ下において、溶融したＬＤＰＥを４０５℃に３０分間加熱してＬＤＰＥの解重合を引き起こした。次に、オートクレーブを周囲温度に冷却し、生成物ワックスを回収した。水素を用いずに、オートクレーブを窒素のみでパージして形成された生成物ワックスの組成を、下記において表に示す。
【００４２】
【表１】
2017513964.tif 000003
【００４３】
[0043]表において見られるように、水素パージガスを用いるプロセスは、幾つかの用途のために商業的に好ましいオフホワイトの視感色又は外観を有する生成物ワックスを与える。
【００４４】
[0044]本明細書に記載したように、プラスチックをワックスに転化させる方法が提供される。代表的な代表においては、プラスチックを水素雰囲気中で解重合して、パラフィン及びオレフィンを含む生成物ワックスを形成する。
【００４５】
[0045]上記の詳細な説明において少なくとも１つの代表的な態様を示したが、膨大な数のバリエーションが存在することを認識すべきである。また、１つ又は複数の代表的な態様は例に過ぎず、いかなるようにも特許請求する主題の範囲、適用性、又は構成を限定することは意図しないことも認識すべきである。むしろ、上記の詳細な説明は、１つ又は複数の代表的な態様を実施するための簡便な指針を当業者に与えるものである。添付の特許請求の範囲において示される範囲から逸脱することなく、代表的な態様において記載した機能及び構成要素の配置において種々の変更を行うことができることを理解すべきである。
【図１】
2017513964.tif 000004
【図２】
2017513964.tif 000005
【図３】
2017513964.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月1日(2017.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチックをチャンバー（２０）中に導入し；
チャンバーに水素（１８）を加え；
廃プラスチックを熱解重合するのに十分に廃プラスチック及び水素を加熱して、パラフィン及びオレフィン化合物を含むワックス生成物（１４）を形成する；
工程を含む、廃プラスチック（１２）をワックスに転化させる方法。
【請求項２】
固体酸触媒、液体酸触媒、ラジカル開始剤、水素化触媒、ゼオライト、及び担体上の触媒から選択される解重合触媒をチャンバーに供給することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
廃プラスチックを溶融することが、廃プラスチックを約１００℃〜約１５０℃の温度に加熱することを含み；そして
廃プラスチック及び水素を加熱することが、廃プラスチック及び水素を約３００℃〜約５００℃の温度に加熱して、パラフィン及びオレフィン化合物を少なくとも１．１：１のパラフィン：オレフィン比で含み、約５０００グラム／モル（ｇ／モル）〜約１５０００ｇ／モルの重量平均分子量を有するポリエチレンワックス生成物を形成し、少なくとも約０のセーボルト色（ＡＳＴＭ−Ｄ１５６）を有するワックス生成物を形成することを構成する、請求項１に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
[0045]上記の詳細な説明において少なくとも１つの代表的な態様を示したが、膨大な数のバリエーションが存在することを認識すべきである。また、１つ又は複数の代表的な態様は例に過ぎず、いかなるようにも特許請求する主題の範囲、適用性、又は構成を限定することは意図しないことも認識すべきである。むしろ、上記の詳細な説明は、１つ又は複数の代表的な態様を実施するための簡便な指針を当業者に与えるものである。添付の特許請求の範囲において示される範囲から逸脱することなく、代表的な態様において記載した機能及び構成要素の配置において種々の変更を行うことができることを理解すべきである。
以下に、本発明の実施態様を記載する。
態様１
廃プラスチックをチャンバー（２０）中に導入し；
チャンバーに水素（１８）を加え；
廃プラスチックを熱解重合するのに十分に廃プラスチック及び水素を加熱して、パラフィン及びオレフィン化合物を含むワックス生成物（１４）を形成する；
工程を含む、廃プラスチック（１２）をワックスに転化させる方法。
態様２
固体酸触媒、液体酸触媒、ラジカル開始剤、水素化触媒、ゼオライト、及び担体上の触媒から選択される解重合触媒をチャンバーに供給することを更に含む、態様１に記載の方法。
態様３
廃プラスチックを溶融することが、廃プラスチックを約１００℃〜約１５０℃の温度に加熱することを含み；そして
廃プラスチック及び水素を加熱することが、廃プラスチック及び水素を約３００℃〜約５００℃の温度に加熱することを含む；
態様１に記載の方法。
態様４
廃プラスチック及び水素を加熱することが、パラフィン及びオレフィン化合物を少なくとも１．１：１のパラフィン：オレフィン比で含み、約５０００グラム／モル（ｇ／モル）〜約１５０００ｇ／モルの重量平均分子量を有するポリエチレンワックス生成物を形成することを構成する、態様１に記載の方法。
態様５
廃プラスチックをチャンバー中に導入することが、廃プラスチックをバッチプロセスでチャンバーに導入することを含む、態様１に記載の方法。
態様６
廃プラスチックをチャンバー中に導入した後に水素をチャンバーに加える、態様１に記載の方法。
態様７
廃プラスチックを熱解重合するのに十分に廃プラスチック及び水素を加熱することが、少なくとも約０のセーボルト色（ＡＳＴＭ−Ｄ１５６）を有するワックス生成物を形成することを構成する、態様１に記載の方法。
態様８
廃プラスチックを熱解重合するのに十分に廃プラスチック及び水素を加熱することが、約５０００グラム／モル（ｇ／モル）〜約１５０００ｇ／モルの平均分子量を有するワックス生成物を形成することを構成する、態様７に記載の方法。
態様９
廃プラスチックを熱解重合するのに十分に廃プラスチック及び水素を加熱することが、約６０００グラム／モル（ｇ／モル）〜約９０００ｇ／モルの平均分子量を有するワックス生成物を形成することを構成する、態様７に記載の方法。
態様１０
廃プラスチックを熱解重合するのに十分に廃プラスチック及び水素を加熱することが、少なくとも約＋２０のセーボルト色（ＡＳＴＭ−Ｄ１５６）を有するワックス生成物を形成することを構成する、態様１に記載の方法。
【国際調査報告】
2017513964.tif 000007
2017513964.tif 000008