(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗ビスヒドロキシアルキルテレフタレートを活性炭とイオン交換樹脂を組み合わせて通液処理して精製するビスヒドロキシアルキルテレフタレートの精製方法において、イオン交換樹脂による処理を、単層の強酸性カチオン交換樹脂に通液した後、強酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂の混層に通液することを特徴とするビスヒドロキシアルキルテレフタレートの精製方法。
【請求項２】
ビスヒドロキシアルキルテレフタレートがビスヒドロキシエチルテレフタレートまたはビスヒドロキシブチルテレフタレートであることを特徴とする請求項１に記載の精製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビスヒドロキシアルキルテレフタレートの精製方法およびその装置に関するものである。さらに詳しくは、本発明は再生ポリアルキレンテレフタレートの原料として使用可能な粗ビスヒドロキシアルキルテレフタレートの精製方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート（以下、「ＰＥＴ等」と略称する）は、テレフタル酸ジメチルまたはテレフタル酸とエチレングリコールまたは１，４−ブタンジオールを反応させて、ビスヒドロキシエチルテレフタレートまたはビスヒドロキシブチルテレフタレート（以下、「ＢＨＥＴ等」と略称する）を製造し、次いでＢＨＥＴ等を縮合させて製造されている。
【０００３】
テレフタル酸ジメチルまたはテレフタル酸から得られた粗ＢＨＥＴ等は、副生物のメタノールや水が含まれているため、縮合させる前に、蒸留によりメタノールや水を留去して精製していた。
【０００４】
一方、容器包装リサイクル法が１９９７年４月に施行されてから、ＰＥＴ等のリサイクル需要が高まっている。ＰＥＴ等をリサイクルする方法としては、回収したＰＥＴ等を細断して溶融し、繊維状のＰＥＴ等に加工して、生地に再生する方法と、回収ＰＥＴ等を原料のモノマー（ＢＨＥＴ等）に分解して回収し、回収モノマーから再度ＰＥＴ等を合成するケミカルリサイクル法がある。
【０００５】
ＰＥＴ等のケミカルリサイクル法としては、触媒の存在下にアルコールやグリコール類等の溶媒を用いて加溶媒分解反応によりＰＥＴ等を分解し、モノマー（ＢＨＥＴ等）を回収する方法等が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ケミカルリサイクル法で回収されたモノマー（ＢＨＥＴ等）には、様々な副分解生成物、着色剤、付着物やリサイクル工程中に用いる水に含まれるイオン等の不純物が含まれている。ＰＥＴ等を合成するためには、高純度のモノマーを用いる必要があり、ケミカルリサイクル法で回収されたモノマーは不純物が多く、そのままではＰＥＴ等の合成に用いることができない。
【０００７】
本発明者等は粗ＢＨＥＴ等を含む溶液中から不純物のイオンを除去するためには、イオン交換樹脂を使用すればよいことを見出し、特許出願（特願平１０−３３３１７９号）をした。特願平１０−３３３１７９号において使用されるイオン交換樹脂は強酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂である。脱塩性能を重視する場合、アニオン交換樹脂として強塩基性アニオン交換樹脂を用いることが好ましいが、粗ＢＨＥＴ等の濃度によっては通液温度を６０℃以上にする必要があり、このような高温下での通液処理を行うためにはアニオン交換樹脂として弱塩基性アニオン交換樹脂を用いざるを得ない。
【０００８】
ところが、弱塩基性アニオン交換樹脂を用いる場合、処理を繰り返すにつれて塩類のリーク量が増え、高純度のモノマーを回収できないことが判明した。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、ＰＥＴ等の合成に使用しうる高純度のモノマーとすることが可能な、粗ビスヒドロキシアルキルテレフタレートの精製方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、粗ビスヒドロキシアルキルテレフタレートを活性炭とイオン交換樹脂を組み合わせて通液処理して精製するビスヒドロキシアルキルテレフタレートの精製方法において、イオン交換樹脂による処理を、単層の強酸性カチオン交換樹脂に通液した後、強酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂の混層に通液することを特徴とするビスヒドロキシアルキルテレフタレートの精製方法に関するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の処理対象となる粗ビスヒドロキシアルキルテレフタレートとは、不純物を含むビスヒドロキシアルキルテレフタレートであり、ポリエチレンテレフタレートを加水分解もしくは加溶媒分解して得られるビスヒドロキシエチルテレフタレートや、ポリブチレンテレフタレートを加水分解もしくは加溶媒分解して得られるビスヒドロキシブチルテレフタレートである。
【００１３】
本発明の処理対象となる粗ＢＨＥＴ等は、廃ＰＥＴ等のケミカルリサイクル工程で得られる粗ＢＨＥＴ等以外にも、通常のＰＥＴ等の合成の高純度原料であるテレフタル酸ジメチルやテレフタル酸から得られる粗ＢＨＥＴ等であってもよい。
【００１４】
なお、ＰＥＴ等のケミカルリサイクル工程としては、ＰＥＴ等を粗ＢＨＥＴ等に分解処理できる方法であればよく、例えば溶媒を用いたＰＥＴ等の加溶媒分解法や、超臨界溶液を用いた分解法等を挙げることができる。
【００１５】
ケミカルリサイクル工程で分解した粗ＢＨＥＴ等には、ＰＥＴの重合触媒や無機顔料が不溶性無機不純物として含まれているので、本発明の精製処理を行う前に、セラミックフィルター等により不溶性無機不純物を除去する必要がある。
【００１６】
回収ＰＥＴボトルから得られる粗ＢＨＥＴ中のイオン種は詳しく判明していないが、強酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂の混層に通液することにより塩類のリークが少なくなることが判った。
【００１７】
また、回収ＰＥＴボトルから得られる粗ＢＨＥＴのイオン濃度は詳しくは判明していないが、アニオン成分に比べカチオン成分が多く溶解していることが判り、その分カチオン成分を除去するために強酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂との混層に通液する前に、単層の強酸性カチオン交換樹脂に通液することで、処理液品質を落とすことなく、処理量を増やすことができる。
【００１８】
強酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂の混層における、両樹脂の混合割合は、容量で強酸性カチオン交換樹脂：弱塩基性アニオン交換樹脂＝２：１〜１：４、好ましくは１：１〜１：２である。
【００１９】
本発明において粗ＢＨＥＴ等が精製される詳しい除去機構は判明していないが、粗ＢＨＥＴ等に含まれる着色剤はイオン交換樹脂では吸着されにくく、活性炭で吸着されることが分かった。
【００２０】
粗ＢＨＥＴ等は、溶媒に加熱溶解して処理することが好ましく、用いる溶媒としては、メタノールやＰＥＴ等の加溶媒分解に用いられるエチレングリコール等を挙げることができる。
【００２１】
活性炭とイオン交換樹脂による処理は、どちらが先でも問題はないが、活性炭の精製度によっては通液により酸化物の溶出があるので、好ましくは活性炭処理を行った後に、イオン交換樹脂による処理を行うことが好ましい。
【００２２】
【実施例】
実施例および比較例で用いた粗ＢＨＥＴ溶液は、ＰＥＴボトルをケミカルリサイクルする工程で得られる濾過処理後の溶液であり、組成は、ＢＨＥＴ１８重量％、エチレングリコール８１重量％、水１重量％である。
【００２３】
実施例１
粗ＢＨＥＴ溶液を温度６０℃で、通液速度２５０ｍｌ／ｈｒで木質活性炭（二村化学（株）製、「太閤ＳＧＡ」）１００ｍｌを充填した活性炭層に通液後、単床式の強酸性カチオン交換樹脂（ローム・アンド・ハース社製「アンバーライトＩＲ−１２０Ｂ」２４ｍｌ）層に通液した後、混床式のイオン交換樹脂（ローム・アンド・ハース社製「アンバーライト  ＩＲＡ９６ＳＢ」１２ｍｌ＋「アンバーライト  ＩＲ−１２０Ｂ」１２ｍｌ）層に通液した。粗ＢＨＥＴ溶液を１０００ｍｌ、２０００ｍｌ、３０００ｍｌ通液したときの電気伝導率を表１に示す。
【００２４】
比較例１
粗ＢＨＥＴ溶液を温度６０℃、通液速度２５０ｍｌ／ｈｒで木質活性炭（二村化学（株）製、「太閤ＳＧＡ」）１００ｍｌを充填した活性炭層に通液した後、単床式の強酸性カチオン交換樹脂（「アンバーライト  ＩＲ−１２０Ｂ」３６ｍｌ）層に通液した後、単床式の弱塩基性アニオン交換樹脂（「アンバーライト  ＩＲＡ９６ＳＢ」１２ｍｌ）層に通液した。
【００２５】
粗ＢＨＥＴ溶液を１０００ｍｌ、２０００ｍｌ、３０００ｍｌ通液したときの電気伝導率を表１に示す。
【００２６】
比較例２
粗ＢＨＥＴ溶液を温度６０℃、通液速度２５０ｍｌ／ｈｒで木質活性炭（二村化学（株）製、「太閤ＳＧＡ」）１００ｍｌを充填した活性炭層に通液した後、混床式のイオン交換樹脂（ローム・アンド・ハース社製「アンバーライト  ＩＲＡ９６ＳＢ」１２ｍｌ＋「アンバーライト  ＩＲ−１２０Ｂ」３６ｍｌ）層に通液した。粗ＢＨＥＴ溶液を１０００ｍｌ、２０００ｍｌ、３０００ｍｌ通液したときの電気伝導率を表１に示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
表１に示した結果から明らかなように、単床式の強酸性カチオン交換樹脂層と単床式の弱塩基性アニオン交換樹脂層に通液した比較例１の精製法では２０００ｍｌを通液した時点で塩類がリークし始めており、強酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂との混床式のイオン交換樹脂層に通液した比較例２の精製法では、１０００ｍｌ通液した時点で塩類がリークしてくるのに対し、単床式の強酸性カチオン交換樹脂層を通液した後に混床式のイオン交換樹脂層に通液した実施例１の精製方法は、３０００ｍｌの通液処理をしても塩類のリークが少ないことが判る。
【００２９】
【発明の効果】
粗ＢＨＥＴ等を活性炭とイオン交換樹脂を組み合わせて精製処理する方法において、単床式の強酸性カチオン交換樹脂に通液した後、強酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂の混床式のイオン交換樹脂層に通液することにより、塩類のリークの少ない粗ＢＨＥＴ等の精製処理を行うことができる。