[go: up one dir, main page]

WO2025254142A1 - 混合物の分離方法 - Google Patents

混合物の分離方法

Info

Publication number
WO2025254142A1
WO2025254142A1 PCT/JP2025/020185 JP2025020185W WO2025254142A1 WO 2025254142 A1 WO2025254142 A1 WO 2025254142A1 JP 2025020185 W JP2025020185 W JP 2025020185W WO 2025254142 A1 WO2025254142 A1 WO 2025254142A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
component
mass
polyester
mixture
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2025/020185
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
麻耶 岡庭
康佑 並木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Gas Chemical Co Inc filed Critical Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Publication of WO2025254142A1 publication Critical patent/WO2025254142A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02Separating plastics from other materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/06Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
    • C08J11/08Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions using selective solvents for polymer components

Definitions

  • the present invention relates to a method for separating a mixture, in which a specific component is separated from the mixture under relatively low-temperature processing conditions of less than 50°C.
  • polyester e.g., polyethylene terephthalate (PET)
  • PET polyethylene terephthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • chemical recycling in which polyester is recycled under basic conditions to a polyester monomer (e.g., bis(2-hydroxyethyl) terephthalate, dimethyl terephthalate, etc.) and then polycondensed again to produce recycled polyester, is known as a method for obtaining high-quality recycled polyester, and its application to recycled fibers, recycled bottles, recycled film, recycled containers, recycled rags, recycled automotive interior materials, etc. is being considered.
  • polyester monomer refers to a dicarboxylic acid such as terephthalic acid or 2,6-naphthalenedicarboxylic acid obtained by alcoholysis or hydrolysis of polyester, or an ester thereof.
  • recycled materials containing polyester contain hydrolyzable nitrogen-containing resins such as nylon or polyurethane, they can become low molecular weight during the polyester monomer recycling process, making separation from the polyester monomer difficult, and can also cause quality degradation such as discoloration, making it difficult to obtain high-quality recycled polyester.
  • polyester and hydrolyzable nitrogen-containing resins are combined in a form that makes them difficult to physically separate and sort.
  • examples of such products include blended yarns of polyester and polyurethane, and laminated films of PET layers and gas-barrier nylon layers.
  • the present invention was made in consideration of the above-mentioned problems.
  • the object of the present invention is to provide a method for separating a mixture, etc., which is capable of industrially and easily separating component A and component B from a mixture containing one or more components A selected from the group consisting of polyester and protein fibers, and one or more components B selected from the group consisting of polyurethane, nylon, and acrylic fibers, and which is highly productive and economical.
  • the inventors discovered that the above-mentioned problems could be solved by acidifying a mixture containing one or more components A selected from the group consisting of polyester and protein fibers, and one or more components B selected from the group consisting of polyurethane, nylon, and acrylic fibers, with a specific acid treatment solution, and thus completed the present invention.
  • the present invention provides the following various specific embodiments.
  • ⁇ 1> a step of impregnating a mixture containing one or more components A selected from the group consisting of polyester and protein fibers, and one or more components B selected from the group consisting of polyurethane, nylon, and acrylic fibers, with an acidic treatment liquid at a temperature of less than 50°C to obtain an impregnation treatment mixture containing the component A in a solid state and the component B in a liquid state; separating the solid component A and the liquid component B from the impregnation mixture; At least the acidic treatment liquid is an aqueous solution containing one or more selected from the group consisting of sulfuric acid, phosphoric acid, and polyphosphoric acid, and the aqueous solution contains 20 mass % or less of water; Methods for separating mixtures.
  • ⁇ 2> The method for separating a mixture according to ⁇ 1>, wherein the acidic treatment solution contains at least one selected from the group consisting of phosphoric acid and polyphosphoric acid.
  • ⁇ 3> The method for separating a mixture according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the mixture contains 20 parts by mass or more and 99 parts by mass or less of the component A and 1 part by mass or more and 40 parts by mass or less of the component B, relative to 100 parts by mass of the mixture.
  • ⁇ 5> The method for separating a mixture according to ⁇ 4>, wherein the liquid component contains one or more selected from the group consisting of water, methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, and ethylene glycol.
  • the component A is contained in one or more selected from the group consisting of a fiber, a fiber-reinforced resin, a bottle, a container, a film, and a multilayer film, ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the component B is contained in one or more selected from the group consisting of fibers, fiber-reinforced resins, bottles, containers, films, and multilayer films.
  • the method for separating a mixture according to any one of the above.
  • ⁇ 7> The method for separating a mixture according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, further comprising a step of washing the component A obtained by separating the liquid component B with one or more selected from the group consisting of the acidic treatment liquid, methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, and water.
  • the present invention it is possible to easily separate components A and B industrially from a mixture containing one or more components A selected from the group consisting of polyester and protein fibers, and one or more components B selected from the group consisting of polyurethane, nylon, and acrylic fibers, under relatively low-temperature processing conditions of less than 50°C.
  • This improves productivity and economic efficiency, and as a result, makes it possible to produce high-quality recycled polyester.
  • FIG. 1 is a flow chart illustrating a method for separating a mixture according to one embodiment.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a mixture separation method and a polyester chemical recycling method according to this embodiment.
  • the mixture separation method according to this embodiment includes at least a step (S12) of impregnating a mixture containing one or more components A selected from the group consisting of polyester and protein fibers, and one or more components B selected from the group consisting of polyurethane, nylon, and acrylic fibers, with an acidic treatment solution at less than 50°C to obtain an impregnation treatment mixture containing the solid component A and the liquid component B, and a step (S13) of separating the solid component A and the liquid component B from the impregnation treatment mixture.
  • the polyester chemical recycling method according to this embodiment also includes a step (S21) of depolymerizing the polyester of component A obtained by the mixture separation method according to this embodiment. Each step is described in detail below.
  • step S12 a mixture containing one or more components A selected from the group consisting of polyester and protein fibers, and one or more components B selected from the group consisting of polyurethane, nylon, and acrylic fibers, is impregnated with an acidic treatment solution at a temperature below 50°C to obtain an impregnation treatment mixture containing solid component A and liquid component B.
  • the mixture introduced into the acidic treatment solution may take various forms. Examples include, but are not limited to, fibers, fiber-reinforced resins, bottles, containers, films, and multilayer films.
  • the mixture introduced into the acidic treatment solution may be any combination and ratio of two or more types selected from these forms.
  • the polyester of Component A refers to a material having an ester bond formed by the dehydration condensation of a polycarboxylic acid and a polyol; an ester bond formed by the dehydration condensation of a hydroxycarboxylic acid; an ester bond formed by a combination of these; or an ester exchange reaction of a polycarboxylic acid.
  • polyesters include, but are not limited to, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polytrimethylene terephthalate (PTT), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene naphthalate (PBN), glycol-modified polyethylene terephthalate (PETG), polyethylene succinate (PES), polybutylene succinate (PBS), polylactic acid, polyglycolic acid, polycaprolactone, and polyhydroxyalkanoate. These may be used alone or in any combination and ratio of two or more.
  • the protein fiber of component A refers to a protein fiber derived from a natural product or artificial, and refers to a fiber whose main component is protein.
  • protein fibers include sheep's wool, goat's hair (mohair, cashmere, angora, corn), alpaca, camel, horse, rabbit hair, artificial protein fibers, etc., but are not particularly limited to these. These can be used alone, or two or more types can be used in any combination and ratio.
  • Component A contains one or more materials selected from the group consisting of polyester and protein fiber. Component A may consist of only one of these materials, or a combination of two or more selected from these materials. In one aspect, component A preferably contains either polyester or protein fiber as an essential component. In another aspect, component A preferably contains polyester and protein fiber as an essential component. It is more preferable that component A contains polyester as an essential component. In recent years, there has been an increase in products that use composite materials containing polyester (e.g., blended fibers, etc.), and the method of this embodiment has great industrial value in that it can easily separate polyester from such composite materials.
  • Component B contains one or more materials selected from the group consisting of polyurethane, nylon, and acrylic fiber. Component B may be only one of these, a combination of two or more selected from these, or three of polyurethane, nylon, and acrylic fiber. In one aspect, Component B preferably contains either polyurethane or nylon as an essential component. In another aspect, Component B preferably contains polyurethane and nylon as an essential component, and preferably contains polyurethane as an essential component. In recent years, there has been an increase in products that use composite materials containing polyester and polyurethane (e.g., blended fibers, etc.). The method of this embodiment has great industrial value in that it can easily separate polyester and polyurethane from such composite materials. In this case, nylon or acrylic fiber may or may not be further included.
  • the polyurethane of component B is a polyurethane obtained by polyaddition of polyisocyanates and polyols, and examples thereof include polyurethane elastic fibers (spandex, elastane), but are not limited to these.
  • the polyurethane may contain additives such as chain extenders, light stabilizers, and antioxidants. These may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.
  • Nylons for component B include nylon 6, nylon MXD6, nylon 6,6, nylon 6,6,6, nylon 7, nylon 8, nylon 9, nylon 10, nylon 11, nylon 12, nylon 6,10, nylon 10,10, nylon 6,9, nylon 4,6, nylon 4,10, nylon 5,6, nylon 5,10, nylon 6I, nylon 6T, nylon 6I/6T, nylon 6-3-T, nylon 6/MXDI, nylon 6/6I, polyamide 4, polyamide 6, polyamide 10, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 4, Examples of polyamides include, but are not limited to, polyamide 6,6, polyamide 6,10, polyamide 6T, polyamide 9T, polyamide 6IT, polymetaxylylene adipamide (polyamide MXD6), isophthalic acid copolymerized polymetaxylylene adipamide (polyamide MXD6I), polymetaxylylene sebacamide (polyamide MXD10), polymetaxylylene dodecanamide (polyamide MXD12), poly 1,3-bisaminocyclohexane adipamide (polyamide
  • Acrylic fibers of component B include, but are not limited to, polyacrylonitrile, which is made primarily from acrylonitrile, and poly(meth)acrylic acid ester, which is a polymer of (meth)acrylic acid ester. These can be used alone or in any combination and ratio of two or more types.
  • the above-mentioned components A and B may be contained in a mixture, and the form of the mixture is not particularly limited.
  • the polyester or protein fiber of component A may be contained in any of fibers, fiber-reinforced resins, bottles, containers, films, multilayer films, etc., or may be contained in two or more of these.
  • the polyurethane, nylon, or acrylic fiber of component B may be contained in any of fibers, fiber-reinforced resins, bottles, containers, films, multilayer films, etc., or may be contained in two or more of these.
  • components A and B may be contained in the mixture as fibers such as blended yarns, blended yarns, or composite yarns; as laminated films such as woven fabrics, woven cloths, or nonwoven fabrics; or as two-color or multi-color molded bodies, etc.
  • the content ratios in the mixture can be set appropriately depending on the required performance and are not particularly limited, but in one embodiment, the mixture preferably contains 20 to 99 parts by mass of component A and 1 to 40 parts by mass of component B per 100 parts by mass of the mixture. It is more preferable that the mixture contains 30 to 99 parts by mass of component A and 1 to 40 parts by mass of component B per 100 parts by mass of the mixture, and it is even more preferable that the mixture contains 40 to 99 parts by mass of component A and 1 to 40 parts by mass of component B per 100 parts by mass of the mixture.
  • the content ratio in the mixture can be set appropriately taking into account the composition of the recovered polyester and is not particularly limited.
  • the polyester be 50 to 99 parts by mass, and the protein fiber and component B be 1 to 50 parts by mass in total, per 100 parts by mass of the mixture. More preferably, the polyester is 75 to 99 parts by mass, and the protein fiber and component B be 1 to 25 parts by mass in total, per 100 parts by mass of the mixture. Even more preferably, the polyester is 90 to 99 parts by mass, and the protein fiber and component B be 1 to 10 parts by mass in total, per 100 parts by mass of the mixture.
  • the above mixture may contain components other than the above-mentioned components A and B (hereinafter, these may be referred to as "impurity components").
  • the content of the impurity components is not particularly limited, but from the viewpoint of obtaining high-quality recycled polyester, it is preferably less than 50% by mass, more preferably less than 40% by mass, even more preferably less than 35% by mass, even more preferably less than 10% by mass, particularly preferably less than 5% by mass, and most preferably less than 1% by mass, relative to 100 parts by mass of the mixture. It goes without saying that the lower limit is 0% by mass or more.
  • impurity components include, but are not limited to, fiber materials other than the above-mentioned Components A and B (e.g., cotton, linen, silk, cellulose, rayon, acetate, triacetate, cupra, lyocell, etc.), resin materials other than the above-mentioned Components A and B (e.g., polyolefin, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polycarbonate, etc.), metals, paper, inorganic fillers, release improvers such as higher fatty acids, higher fatty acid esters, higher fatty acid amides, higher fatty acid metal salts, polysiloxanes, and fluororesins; colorants such as dyes and pigments; organic fillers; antioxidants; heat stabilizers; light stabilizers; ultraviolet absorbers; flame retardants; antistatic agents; surfactants; rust inhibitors; antifoaming agents; fluorescent agents; and surface finishing agents.
  • the content of impurity components is not particularly limited, but is preferably less than 8% by mass, more preferably less than 5% by mass, more preferably less than 3% by mass, and even more preferably less than 1% by mass, relative to 100 parts by mass of the mixture.
  • cellulose contaminants such as cotton, rayon, and hemp can be pulverized with an acidic treatment solution or solubilized through chemical reactions, so by applying the method of this embodiment, these can be separated as fine powder or liquid components.
  • the acidic treatment liquid is impregnated into the mixture to enable separation of the above-mentioned components A and B.
  • the acidic treatment liquid is not particularly limited, but a solution containing one or more selected from the group consisting of sulfuric acid, phosphoric acid, and polyphosphoric acid is preferred from the viewpoint of the solubility and liquefaction of the above-mentioned component B.
  • Such an acidic treatment liquid can be a solution containing an inorganic acid, and is preferably an inorganic acid solution containing one or more selected from the group consisting of sulfuric acid, phosphoric acid, and polyphosphoric acid.
  • sulfuric acid, phosphoric acid, and polyphosphoric acid are more preferred from the viewpoint of low corrosiveness, with phosphoric acid and polyphosphoric acid being even more preferred, and phosphoric acid being particularly preferred.
  • phosphoric acid and polyphosphoric acid unlike hydrochloric acid and nitric acid, are suitable for separating polyester and polyurethane at a relatively low temperature of 50°C.
  • polyphosphoric acid refers to condensed phosphoric acid.
  • Polyphosphoric acid may include orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, or linear condensed phosphoric acid, or may be a mixture containing cyclic or branched condensed phosphoric acid, but is not particularly limited thereto.
  • polyphosphoric acid products include 116% polyphosphoric acid and 105% polyphosphoric acid manufactured by Rasa Kogyo Co., Ltd., as well as various polyphosphoric acids manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd., Taihei Chemical Industry Co., Ltd., and Fujifilm Wako Pure Chemical Industries Co., Ltd.
  • Polyphosphoric acid with an orthophosphoric acid equivalent of 105 to 120% by weight can be used, for example, or polyphosphoric acid with an orthophosphoric acid equivalent outside the range of 105 to 120% by weight can also be used in combination.
  • orthophosphoric acid, phosphorus pentoxide, water, etc. can also be used in combination.
  • the acidic treatment liquid is not particularly limited in its content ratio, as long as it contains one or more selected from the group consisting of sulfuric acid, phosphoric acid, and polyphosphoric acid.
  • the acidic treatment liquid may contain only one of these, a combination of any two or more selected from these, or all three of sulfuric acid, phosphoric acid, and polyphosphoric acid.
  • the acidic treatment liquid preferably contains either sulfuric acid, phosphoric acid, or polyphosphoric acid-sulfuric acid.
  • the acidic treatment liquid preferably contains phosphoric acid or polyurethane, and preferably contains phosphoric acid.
  • the acidic treatment liquid is preferably an aqueous solution containing at least water, and more preferably an aqueous solution containing the aforementioned inorganic acid.
  • the acidic treatment liquid can be an aqueous sulfuric acid solution, an aqueous phosphoric acid solution, an aqueous polyphosphoric acid solution, a mixed aqueous solution of sulfuric acid and phosphoric acid, a mixed aqueous solution of sulfuric acid and polyphosphoric acid, a mixed aqueous solution of phosphoric acid and polyphosphoric acid, or a mixed aqueous solution of sulfuric acid, phosphoric acid, and polyphosphoric acid.
  • the acidic treatment liquid is an aqueous solution containing one or more selected from the group consisting of sulfuric acid, phosphoric acid, and polyphosphoric acid
  • the water content in the aqueous solution is preferably 20% by mass or less, more preferably 18% by mass or less, even more preferably 16% by mass or less, particularly preferably 13% by mass or less, and particularly preferably 11% by mass or less.
  • the lower limit of the water content in the aqueous solution is not particularly limited, but is preferably 5% by mass or more, more preferably 7% by mass or more, and even more preferably 9% by mass or more. Having a water content within the above range tends to improve the ability to separate the above-mentioned components A and B.
  • the acidic treatment liquid may contain a solvent other than water. Examples of solvents other than water include, but are not limited to, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and mixtures thereof.
  • the acid concentration of the acidic treatment solution varies depending on the type of acid used, but is preferably 80% by mass or more.
  • the acid concentration is preferably 80% by mass or more, more preferably 82% by mass or more, and even more preferably 85% by mass or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably 95% by mass or less, and more preferably 93% by mass or less.
  • the acid concentration is more preferably 80% by mass, more preferably 82% by mass, and even more preferably 85% by mass or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably 95% by mass or less, and more preferably 93% by mass or less.
  • the acid concentration is more preferably 80% by mass, more preferably 82% by mass, and even more preferably 85% by mass or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably 95% by mass or less, and more preferably 93% by mass or less.
  • the acid concentration is preferably 80% by mass or more in total, more preferably 82% by mass or more in total, and even more preferably 85% by mass or more in total; although there are no particular limitations on the upper limit, it is preferably 95% by mass or less in total, and more preferably 93% by mass or less in total.
  • the method for impregnating the mixture with the acidic treatment solution can be any method and is not particularly limited.
  • the acidic treatment solution may be sprayed or applied to the mixture. From the standpoints of solubility and economy, a method in which the mixture is immersed in a bath of the acidic treatment solution is preferred.
  • An impregnated treatment mixture can be obtained by impregnating the mixture containing the above-mentioned components A and B with the acidic treatment solution.
  • step S12a in which the mixture is pulverized or cut prior to preparing the impregnation treatment mixture.
  • the volume of the mixture can be reduced and the surface area to be treated increases, which tends to promote the decomposition or liquefaction of the above-mentioned component B.
  • the pulverization or cutting of the mixture can be carried out using known techniques.
  • known processing equipment such as a pulverizer, ball mill, bead mill, flake crusher, hammer mill, pin mill, bantam mill, jet mill, cyclone mill, fret mill, pan mill, edge runner, roller mill, mix miller, vibration mill, sample mill, pulverizer, cutter, shredder, air cutter, cutter, etc. can also be used.
  • an elution process S12b may be performed before pulverizing or impregnating the mixture, or after pulverizing or impregnation, to solvent-extract impurities such as disperse dyes and halogen atoms from the mixture. Performing this solvent extraction process in advance enables separation and recovery with higher purity.
  • solvents such as methylene chloride, xylene, and alkylene glycol can be used in the solvent extraction process.
  • the process temperature is not particularly limited, and the optimal temperature varies depending on the type of extraction solvent used, but is preferably 120°C or higher and lower than 210°C, and more preferably 120°C or higher and 180°C or lower.
  • the solvent extraction process may be performed batchwise or continuously in a countercurrent system.
  • step S13 the above-described components A and B are separated from the impregnation treatment mixture.
  • the impregnation treatment mixture may contain liquid components or fine powder of impurity components. Therefore, by removing the liquid components and fine powder from the impregnation treatment mixture, it is possible to obtain component A with reduced impurity components.
  • known solid-liquid separation methods such as pressure filtration using a pressure filter or nitrogen gas, vacuum suction filtration, and centrifugation can be used.
  • the polyester obtained after the separation step (S13) of components A and B refers to a solid component containing polyester recovered from the impregnation treatment mixture.
  • This solid component is not particularly limited, but may contain polyester and a hydrolyzable non-nitrogen-containing resin and/or impurity components.
  • These hydrolyzable non-nitrogen-containing resins and/or impurity components can be separated from the polyester as liquid components or fine powders using known solid-liquid separation methods such as pressure filtration using a pressure filter or nitrogen gas, vacuum suction filtration, and centrifugation.
  • the separation operation is preferably carried out at a temperature below 50°C, more preferably 45°C or less, even more preferably 40°C or less, particularly preferably 35°C or less, and most preferably 30°C or less.
  • the lower limit of the treatment temperature is not particularly limited, but from the standpoint of productivity and economy, it is preferably 0°C or higher, more preferably 5°C or higher, even more preferably 10°C or higher, and particularly preferably 15°C or higher.
  • the treatment time is not particularly limited, but from the standpoint of productivity and economy, it is preferably 10 hours or less, more preferably 5 hours or less, even more preferably 3 hours or less, and most preferably 1 hour or less.
  • the lower limit of the treatment time is not particularly limited as long as the treatment capacity is met, but can be, for example, 1 minute or more, or 5 minutes or more.
  • the treatment of the impregnation treatment mixture may be carried out either batchwise or continuously in a countercurrent system. For the same reason, when performing solid-liquid separation such as filtration or centrifugation, it is preferable to wash with water, the acidic treatment liquid mentioned above, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, or a mixture of these at a temperature of less than 50°C, as described above.
  • this impregnation mixture In order to promote the decomposition or liquefaction of component B and improve productivity and economy, it is preferable to treat this impregnation mixture by immersing the mixture in a bath of acidic treatment solution and flowing the acidic treatment solution through the mixture.
  • the treatment solution can be flowed using known methods such as agitator blades.
  • the rotation speed of the agitator blades is not particularly limited, but a rotation speed of 10 to 150 rpm is preferred.
  • a washing treatment S13a may be carried out as necessary.
  • the washing treatment can be carried out according to a conventional method, and the type of washing treatment is not particularly limited.
  • a liquid component can be added to liquid component B separated from solid component A, and at least one of the components B can be solidified and recovered.
  • the liquid component used in this case is not particularly limited, but can be one or more selected from the group consisting of the acid treatment liquid described above, methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, and water.
  • a washing treatment and/or drying treatment may be further carried out as necessary.
  • the washing treatment can be carried out according to conventional methods, and there are no particular restrictions on the type of washing treatment. If the separation operation was carried out using water or an acidic treatment solution, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, or a mixture thereof, it is preferable to carry out a washing treatment using water, ethanol, isopropyl alcohol, or a mixture thereof from the perspective of removing inorganic acids. Then, if necessary, the washed component A can be subjected to a drying treatment at 50°C or higher and 150°C or lower.
  • recovered component A has a particularly reduced content of component B.
  • recovered component A may contain polyester and/or protein fibers.
  • recovered component A is industrially important as a raw material for recycled polyester.
  • the polyester content in the resulting recovered component A can be set appropriately depending on the desired performance and is not particularly limited, but is preferably 70 parts by mass or more, more preferably 80 parts by mass or more, and even more preferably 90 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the total.
  • the content of components other than polyester can be set appropriately depending on the desired performance and is not particularly limited, but is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, and even more preferably 10 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total.
  • recovered component A may contain polyester and protein fibers.
  • recovered component A contains polyester and protein fibers
  • removing the protein fibers from recovered component A can result in a higher-quality recovered component C with an increased polyester content.
  • the method for removing protein fibers from recovered component A can be carried out based on conventional methods, and there are no particular limitations on the type.
  • a method of hydrolyzing, separating, and removing protein fibers using a basic hydrolyzing agent JP 2017-503067 A
  • a method of decomposing protein fibers, including wool, by heat treatment in the presence of an organic acid and separating them from polyester fibers JP 2019-35022 A
  • a method of treating protein fibers such as wool with subcritical water at 200°C to 220°C for a predetermined time to decompose them, producing amino acids, which are then separated from polyester fibers JP 2008-255554 A
  • the polyester chemical recycling method of this embodiment involves depolymerizing recovered component A or component C containing polyester obtained by the separation and recovery method as a raw material for depolymerization to obtain a polyester monomer. That is, the polyester chemical recycling method of this embodiment includes at least the steps of: obtaining the impregnation treatment mixture described above (S12); separating component A and component B from the impregnation treatment mixture (S13); and depolymerizing the obtained component A (recovered component A or component C) as a raw material for depolymerization to obtain a polyester monomer (S21). Steps S12 and S13 have already been described, so redundant description will be omitted. Step S21 will be described in detail below.
  • step S21 the polyester that may be contained in the component A (recovered component A or recovered component C) obtained as described above is used as a raw material for recycled polyester, i.e., as a raw material for depolymerization, and the polyester is depolymerized to obtain a polyester monomer.
  • Known methods can be used for depolymerizing polyester, and there are no particular restrictions on the type. Examples of known methods that can be used include a method involving the action of alcohol under acidic or alkaline conditions, a method involving a transesterification reaction with methanol in the presence of a transesterification catalyst, a method involving the action of an amine compound in the presence of a catalyst, a method involving the action of a supercritical or subcritical fluid (water or methanol), and a method involving a hydrolysis reaction in the presence of an enzyme. Furthermore, after the polyester depolymerization process, terephthalic acid, dimethyl terephthalate, alkylene glycol, etc. can be purified by distillation, crystallization, activated carbon treatment, or other purification methods to obtain highly pure products.
  • the separation method of this embodiment makes it possible to easily separate components A and B industrially from a mixture containing one or more components A selected from the group consisting of polyester and protein fibers, and one or more components B selected from the group consisting of polyurethane, nylon, and acrylic fibers, under relatively low-temperature treatment conditions of less than 50°C, thereby reducing the labor and costs significantly compared to conventional techniques. Therefore, the separation method of this embodiment is highly productive and economical on an industrial scale. Furthermore, by chemically recycling the component A separated in this manner, it is also possible to obtain high-quality recycled polyester with excellent productivity and economic efficiency.
  • Example 1 1.03 g of a polyester and polyurethane blended fiber (Fast Retailing Co., Ltd., product number 444128, 88% polyester by mass, 12% polyurethane by mass) was weighed and placed in a glass vial along with a stirrer. Next, 30 mL of 85% phosphoric acid (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade reagent) was weighed using a measuring cylinder and placed in the glass vial to obtain an impregnation treatment mixture. After stirring for 120 minutes at 25°C, the contents of the vial became a cloudy liquid containing polyester-containing solids.
  • 85% phosphoric acid Flujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade reagent
  • the contents of the vial were filtered and washed at 25°C using 85% phosphoric acid (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade reagent) as a washing solution, and the solids were collected by filtration. The solids were then washed with ultrapure water and collected by filtration. The collected solids were air-dried overnight and then dried for 3 hours in a dryer set at 80°C, and the mass of the polyester-containing solids after drying was measured. The ratio (%) of the mass of the polyester-containing solid content recovered after drying to the mass of the blended fibers before being placed in the vial is shown in Table 1. The polyester recovery rate is also shown in Table 1.
  • Example 2 Each treatment was carried out in the same manner as in Example 1, except that the amount of blended fiber used was changed as shown in Table 1 and the acid treatment conditions and washing treatment conditions were changed as shown in Table 1.
  • the ratio (%) of the mass of the polyester-containing solid content recovered after drying to the mass of the blended fiber before being placed in the vial is shown in Table 1.
  • the polyester recovery rate is also shown in Table 1.
  • Examples 4 to 6 The treatments were carried out in the same manner as in Examples 1 to 3, except that the amount of blended fiber used was changed as shown in Table 1, the acid treatment solution was changed from 85% phosphoric acid to 89% phosphoric acid (industrial grade, manufactured by Rasa Kogyo Co., Ltd.), the washing solution was changed from 85% phosphoric acid to the 89% phosphoric acid, and the acid treatment conditions and washing treatment conditions were changed to those shown in Table 1.
  • Table 1 shows the ratio (%) of the mass of the polyester-containing solid content recovered after drying to the mass of the blended fiber before being placed in the vial. Table 1 also shows the polyester recovery rate.
  • Example 7 535.0 g of polyester and polyurethane blended fiber (Fast Retailing Co., Ltd., product number 444128, 88% polyester by weight, 12% polyurethane by weight) was weighed and placed in a 5 L glass separable flask. Next, 3500 mL of 89% phosphoric acid (Rasa Kogyo Co., Ltd., industrial grade) was weighed using a measuring cylinder and placed in the separable flask to obtain an impregnation treatment mixture. After immersion for 180 minutes at 25°C, the contents of the separable flask became a cloudy white liquid containing polyester-containing solids.
  • phosphoric acid Rasa Kogyo Co., Ltd., industrial grade
  • polyester-containing solids were removed from the separable flask, wrung out by hand, and then dehydrated for 3 minutes in an electric dehydrator (HiSmart Japan Co., Ltd., model HS-S60A).
  • the dehydrated polyester-containing solids were washed at 25°C using 89% phosphoric acid (Rasa Kogyo Co., Ltd., industrial grade) as a cleaning solution, wrung out by hand, and then dehydrated for 3 minutes in a dehydrator.
  • This washing treatment with 89% phosphoric acid was performed a total of three times.
  • the final solid was then washed with ultrapure water, squeezed by hand, and dehydrated in a spin dryer.
  • the recovered solid was air-dried overnight and then dried for 3 hours in a dryer set at 80°C, and the mass of the polyester-containing solid after drying was measured.
  • Table 1 shows the ratio (%) of the mass of the polyester-containing solid recovered after drying to the mass of the blended fiber before being placed in the separable flask.
  • Table 1 also shows the polyester recovery rate.
  • Example 8 to 10 The same procedure as in Example 1 was used, except that the amount of blended fiber used was changed as shown in Table 1, the acid treatment solution was changed from 85% phosphoric acid to a mixed solution of 89% phosphoric acid (manufactured by Rasa Kogyo Co., Ltd., industrial grade), sulfuric acid (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., special grade reagent), and ultrapure water (the concentrations of each in the mixed solution are shown in Table 1), the cleaning solution was changed from 85% phosphoric acid to the mixed solution, and the acid treatment and cleaning treatment conditions were changed to those shown in Table 1.
  • Table 1 shows the ratio (%) of the mass of polyester-containing solids recovered after drying to the mass of blended fiber before being placed in the vial. Table 1 also shows the polyester recovery rate.
  • Example 11 The same procedure as in Example 1 was repeated, except that the amount of blended fiber used was changed as shown in Table 1, the contents of the vial were filtered after stirring, the washing solution was changed from 85% phosphoric acid to methanol (special grade reagent, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the solids were washed at 25°C and recovered by filtration.
  • Table 1 shows the ratio (%) of the mass of the polyester-containing solids recovered after drying to the mass of the blended fiber before being placed in the vial. Table 1 also shows the polyester recovery rate.
  • Example 12 to 13 The same procedure as in Example 11 was repeated, except that the amount of blended fiber used was changed as shown in Table 1, and the washing solution was changed from methanol to ethanol (special grade reagent, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) or isopropanol (special grade reagent, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and washing was performed at 25°C, followed by filtration and recovery of the solid content.
  • Table 1 shows the ratio (%) of the mass of the polyester-containing solid content recovered after drying to the mass of the blended fiber before being placed in the vial. Table 1 also shows the polyester recovery rate.
  • Example 14 to 16 The same procedures as in Examples 4 to 6 were repeated, except that the blended fiber was changed to a blended fiber of polyester and polyurethane (manufactured by AEON Co., Ltd., product number TV158SA3302C, 90% by mass of polyester and 10% by mass of polyurethane) and the amount of blended fiber used was changed as shown in Table 1.
  • Table 1 shows the ratio (%) of the mass of the polyester-containing solid content recovered after drying to the mass of the blended fiber before being placed in the vial. Table 1 also shows the polyester recovery rate.
  • Example 17 to 21 The same procedures as in Example 1 were carried out, except that the blended fiber was changed to a blended fiber of polyester and nylon (product number 3-3412-02, manufactured by AS ONE Corporation, 75% by mass of polyester and 25% by mass of polyurethane), the amount of blended fiber used was changed as shown in Table 1, and the acid treatment conditions and washing treatment conditions were changed as shown in Table 1.
  • Table 1 shows the ratio (%) of the mass of the polyester-containing solid content recovered after drying to the mass of the blended fiber before being placed in the vial. Table 1 also shows the polyester recovery rate.
  • Example 22 The same procedures as in Example 1 were repeated, except that the blended fibers were changed to blended fibers of polyester, polyurethane, acrylic fiber, and rayon (Fast Retailing Co., Ltd., product number 450528, 39% by mass of polyester, 8% by mass of polyurethane, 32% by mass of acrylic fiber, and 21% by mass of rayon), the amount of blended fiber used was changed as shown in Table 1, and the acid treatment and washing treatment conditions were changed as shown in Table 1. Table 1 shows the ratio (%) of the mass of polyester-containing solids recovered after drying to the mass of the blended fiber before being placed in the vial. Table 1 also shows the polyester recovery rate.
  • Example 4 The treatment was carried out in the same manner as in Example 1, except that the amount of blended fiber used was changed as shown in Table 1, the acid treatment solution was changed from 85% phosphoric acid to a mixed solution of 89% phosphoric acid (manufactured by Rasa Kogyo Co., Ltd., industrial grade), sulfuric acid (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., special grade reagent), and ultrapure water (the concentrations of each in the mixed solution are shown in Table 1), the cleaning solution was changed from 85% phosphoric acid to the mixed solution, and the acid treatment and cleaning treatment conditions were changed to those shown in Table 1.
  • the contents of the vial after stirring was a mixed solution containing polyester-containing solids. Table 1 shows the ratio (%) of the mass of the polyester-containing solids recovered after drying to the mass of the blended fiber before being placed in the vial.
  • Example 5 The same procedure as in Example 1 was used, except that the blended fiber was changed to a blended fiber of polyester and polyurethane (manufactured by AEON Co., Ltd., product number TV158SA3302C, 90% polyester by mass, 10% polyurethane by mass), the amount of blended fiber was changed as shown in Table 1, the acid treatment solution was changed from 85% phosphoric acid to 75% phosphoric acid (prepared by diluting the above 85% phosphoric acid with ultrapure water), the cleaning solution was changed from 85% phosphoric acid to the above 75% phosphoric acid, and the acid treatment and cleaning treatment conditions were changed as shown in Table 1.
  • the contents of the vial after stirring were a mixed solution containing polyester-containing solids. Table 1 shows the ratio (%) of the mass of the polyester-containing solids recovered after drying to the mass of the blended fiber before charging into the vial.
  • Example 6 Each treatment was carried out in the same manner as in Example 1, except that the blended fiber was changed to a blended fiber of polyester, polyurethane, acrylic fiber, and rayon (manufactured by Fast Retailing Co., Ltd., product number 450528, polyester 39% by mass, polyurethane 8% by mass, acrylic fiber 32% by mass, and rayon 21% by mass), the amount of blended fiber used was changed as shown in Table 1, and the acid treatment conditions and washing treatment conditions were changed as shown in Table 1. Table 1 shows the ratio (%) of the mass of the polyester-containing solid content recovered after drying to the mass of the blended fiber before being placed in the vial.
  • the contents of the vial were hot filtered at 80°C, washed with 85% phosphoric acid (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade reagent), and then further washed with 80°C ultrapure water to filter and recover the solids.
  • the contents of the vial were a mixture containing polyester-containing solids.
  • the recovered solids were air-dried overnight and then dried for 3 hours in a dryer set at 80°C, and the mass of the polyester-containing solids after drying was measured.
  • the ratio (%) of the mass of the polyester-containing solids recovered after drying to the mass of the blended fibers before being placed in the vial is shown in Table 1.
  • the polyester recovery rate is also shown in Table 1.
  • Reference example 2 The same procedure as in Reference Example 1 was repeated, except that the amount of blended fiber used was changed as shown in Table 1, and after the heat treatment, the contents of the vial were filtered at 25°C, washed with 85% phosphoric acid (special grade reagent, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) at 25°C, and then washed with ultrapure water at 25°C to recover the solids by filtration.
  • Table 1 shows the ratio (%) of the mass of the polyester-containing solids recovered after drying to the mass of the blended fiber before being placed in the vial. Table 1 also shows the polyester recovery rate.
  • Example 4 Each treatment was carried out in the same manner as in Example 1, except that the blended fiber was changed to a blended fiber of polyester, polyurethane, acrylic fiber, and rayon (manufactured by Fast Retailing Co., Ltd., product number 450528, polyester 39% by mass, polyurethane 8% by mass, acrylic fiber 32% by mass, and rayon 21% by mass), the amount of blended fiber used was changed as shown in Table 1, and the acid treatment conditions and washing treatment conditions were changed as shown in Table 1. Table 1 shows the ratio (%) of the mass of the polyester-containing solid content recovered after drying to the mass of the blended fiber before being placed in the vial.
  • Comparative Examples 1 to 6 separation of Components A and B was not even possible, and almost all of them were recovered as solids. In contrast, in Examples 1 to 22, almost all of Component B was separated as a liquid component, and almost all of Component A was recovered as a solid. Comparing Examples 1 to 22 with Comparative Examples 1 to 6, it can be seen that by impregnating a mixture of Components A and B with an acidic treatment solution having a relatively high acid concentration (an acidic treatment solution with a relatively low water content), Components A and B can be separated even under relatively low-temperature treatment conditions of less than 50°C. Furthermore, while Reference Examples 1 to 4 require heat treatment at 80°C or higher, it can be seen that in Examples 1 to 22, Components A and B can be separated without such high-temperature heat treatment.
  • the individual materials of components A and B used here are as follows: Polyester: White polyester cloth (attached white cloth for color fastness testing, JIS L0803 compliant) Protein fibers such as wool: white wool cloth (white cloth attached for color fastness testing, JIS L0803 compliant) Polyurethane: Polyurethane thread (Toray Opelon Tech Co., Ltd., Lycra, T-127) Nylon: Nylon white cloth (attached white cloth for color fastness testing, JIS L0803 compliant) ⁇ Acrylic fiber: White acrylic cloth (white cloth for dyeing tests, acrylic muslin)
  • the contents of the vial were a colorless, transparent liquid containing the individual materials in the shape they were in when placed into the vial, for both the individual materials of Component A (polyester, protein fiber) and the individual materials of Component B (polyurethane, nylon, acrylic fiber).
  • Table 2 shows the ratio (%) of the mass of the solids recovered after drying to the mass of the individual materials before placement into the vial.
  • Example 2 Experimental Examples 2a-2e Treatment was carried out in the same manner as in Experimental Example 1, using the individual materials of Component A or Component B weighed as shown in Table 2, with the acid treatment solution changed from 75% phosphoric acid to 85% phosphoric acid (special grade reagent, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the amount of acid treatment solution used and the acid treatment conditions changed as shown in Table 2.
  • the contents of the vial were colorless and transparent liquids containing the individual materials of Component A (polyester, protein fiber) in the shape they were in when added, and yellowish and transparent liquids containing swollen solids for the individual materials of Component B (polyurethane, nylon, acrylic fiber).
  • Table 2 shows the ratio (%) of the mass of the solids recovered after drying to the mass of the individual materials before addition to the vial.
  • Example 4 Experimental Examples 4a-4w Component B (polyurethane) was weighed as shown in Table 3 and placed in a glass vial together with a stirrer. Next, a mixture of 89% phosphoric acid (manufactured by Rasa Kogyo Co., Ltd., industrial grade), sulfuric acid (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., special grade reagent), and ultrapure water as shown in Table 3 was weighed as an acidic treatment solution and placed in a glass vial to obtain an impregnation treatment mixture. The mixture was then stirred at 25°C for 300 minutes. Table 3 shows the ratio (%) of the mass of the solid content recovered after drying to the mass of the single material before placement in the vial.
  • the present invention it is possible to easily separate components A and B industrially from a mixture containing one or more components A selected from the group consisting of polyester and protein fibers, and one or more components B selected from the group consisting of polyurethane, nylon, and acrylic fibers under relatively low-temperature treatment conditions of less than 50°C, thereby improving productivity and economic efficiency and, as a result, enabling the production of high-quality recycled polyester. Therefore, the present invention can be widely and effectively used, for example, in the field of recycled polyester materials.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Abstract

ポリエステル及びタンパク質繊維よりなる群から選択される1種以上の成分A、並びに、ポリウレタン、ナイロン、アクリル繊維よりなる群から選択される1種以上の成分Bを含む混合物から、成分Aと成分Bとを簡易に分離し、生産性及び経済性に優れる混合物の分離方法等を提供する。本開示の混合物の分離方法は、ポリエステル、及びタンパク質繊維よりなる群から選択される1種以上の成分A、並びに、ポリウレタン、ナイロン、及びアクリル繊維よりなる群から選択される1種以上の成分Bを含む混合物に50℃未満で酸性処理液を含浸させて、固形状の成分Aと液状の成分Bを含む含浸処理混合物を得る工程と、含浸処理混合物から固形状の成分Aと液状の成分Bとを分離する工程と、少なくとも含み、酸性処理液が、硫酸、リン酸、及びポリリン酸よりなる群から選択される1種以上を含む水溶液であり、水溶液中に含有される水が20質量%以下である。

Description

混合物の分離方法
 本発明は、混合物から50℃未満の比較的に低温処理条件下で所定の成分を分離する、混合物の分離方法等に関する。
 従来、ポリエステル(例えばポリエチレンテレフタレート(PET))は、その優れた特性により、繊維、フィルム、衣料品、樹脂等として広く利用されている。ポリエステルは、その使用量の多さから、近年リサイクル技術の開発が積極的に検討されている。特に、ポリエステルを塩基性条件下でポリエステルモノマー(例えばテレフタル酸ビス(2-ヒドロキシエチル)、テレフタル酸ジメチル等)の状態まで再生した後に再度重縮合して再生ポリエステルとするケミカルリサイクルは、高品質な再生ポリエステルを得られる手法として知られており、再生繊維、再生ボトル、再生フィルム、再生容器、再生ウェス、再生自動車内装材等への適用が検討されている。
 廃棄衣類を原料として用いるケミカルリサイクルで高品質な再生ポリエステルを得るためには、着色用色素、染料、安定剤、帯電防止剤等の各種添加剤や、ナイロン、ポリウレタン、タンパク質繊維、綿、ポリオレフィン等の異種材料、その他の成分等を、回収した各種製品から選別して分離することが求められる。ここで、着色用色素等の低分子量成分は洗浄液や溶剤洗浄等で除去が可能であり、綿等の非加水分解性の異種材料はポリエステルを解重合して液状のポリエステルモノマーに再生する際に固形物として濾過等により除去が可能である(特許文献1~3を参照)。
 なお、本明細書において、ポリエステルモノマーとは、ポリエステルの加アルコール分解もしくは加水分解により得られるテレフタル酸や2,6-ナフタレンジカルボン酸などのジカルボン酸、もしくはこれらのエステル体である。
特開2004-300115号公報 特開2007-045874号公報 特開2020-176258号公報
 しかしながら、ポリエステルを含む回収物にナイロンやポリウレタン等の加水分解性含窒素樹脂が含まれていると、ポリエステルモノマーへの再生工程において低分子量化してしまう等してポリエステルモノマーとの分離が困難となったり、着色等の品質低下の原因となったりするため、高品質な再生ポリエステルを得ることが困難である。これを回避するため、ケミカルリサイクルする前にポリエステルを含む回収物から加水分解性含窒素樹脂を予め選別し分離する必要がある。従来、このような選別及び分離を人力で物理的に行っていたが、多大な労力やコストがかかり、改善が求められていた。
 しかも、近年においては、ポリエステルと加水分解性含窒素樹脂とが、物理的に選別及び分離が困難な形態で複合化されている製品が増えている。このような例としては、ポリエステルとポリウレタンの混紡糸、PET層とガスバリア性ナイロン層の積層フィルム等がある。そのため、ポリエステルを含む混合物中に夾雑する加水分解性含窒素樹脂を、工業的に簡易に取り除く手法の開発が望まれており、再生ポリエステルの着色への影響が大きい加水分解性含窒素樹脂を取り除く手法が特に強く望まれている。
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、ポリエステル及びタンパク質繊維よりなる群から選択される1種以上の成分A、並びに、ポリウレタン、ナイロン、アクリル繊維よりなる群から選択される1種以上の成分Bを含む混合物から、成分Aと成分Bとを工業的に簡易に分離することが可能であり生産性及び経済性に優れる、混合物の分離方法等を提供することにある。
 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリエステル及びタンパク質繊維よりなる群から選択される1種以上の成分A、並びに、ポリウレタン、ナイロン、アクリル繊維よりなる群から選択される1種以上の成分Bを含む混合物を、所定の酸性処理液で酸性処理することで上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下に示す種々の具体的態様を提供する。
<1>
 ポリエステル、及びタンパク質繊維よりなる群から選択される1種以上の成分A、並びに、ポリウレタン、ナイロン、及びアクリル繊維よりなる群から選択される1種以上の成分Bを含む混合物に50℃未満で酸性処理液を含浸させて、固形状の前記成分Aと液状の前記成分Bを含む含浸処理混合物を得る工程と、
 前記含浸処理混合物から固形状の前記成分Aと液状の前記成分Bとを分離する工程と、
を少なくとも含み、
 前記酸性処理液が、硫酸、リン酸、及びポリリン酸よりなる群から選択される1種以上を含む水溶液であり、前記水溶液中に含有される水が20質量%以下である、
混合物の分離方法。
<2>
 前記酸性処理液は、リン酸、及びポリリン酸よりなる群から選択される1種以上を含む
<1>に記載の混合物の分離方法。
<3>
 前記混合物は、前記混合物100質量部に対し、前記成分Aを20質量部以上99質量部以下含み、前記成分Bを1質量部以上40質量部以下含む
<1>又は<2>に記載の混合物の分離方法。
<4>
 固形状の前記成分Aから分離した液状の前記成分Bに液体成分を加え、前記成分Bのうち少なくとも1種以上を固形化させて回収する工程をさらに有する
<1>~<3>のいずれか一項に記載の混合物の分離方法。
<5>
 前記液体成分が、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、及びエチレングリコールよりなる群から選択される1種以上を含む
<4>に記載の混合物の分離方法。
<6>
 前記成分Aが、繊維、繊維強化樹脂、ボトル、容器、フィルム、及び多層フィルムよりなる群から選択される1種以上に含まれ、
 前記成分Bが、繊維、繊維強化樹脂、ボトル、容器、フィルム、及び多層フィルムよりなる群から選択される1種以上に含まれる
<1>~<5>のいずれか一項に記載の混合物の分離方法。
<7>
 液状の前記成分Bを分離して得た前記成分Aを、前記酸性処理液、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、及び水よりなる群から選択される1種以上で洗浄する工程をさらに有する
<1>~<6>のいずれか一項に記載の混合物の分離方法。
 本発明によれば、ポリエステル及びタンパク質繊維よりなる群から選択される1種以上の成分A、並びに、ポリウレタン、ナイロン、アクリル繊維よりなる群から選択される1種以上の成分Bを含む混合物から、50℃未満の比較的に低温な処理条件下で成分Aと成分Bとを工業的に簡易に分離することが可能となり、これにより、生産性及び経済性が高められ、その結果、高品質な再生ポリエステルを製造可能である。
図1は、一実施形態の混合物の分離方法を示すフローチャートである。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。但し、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこれらに限定されるものではない。すなわち本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。なお、本明細書において、例えば「1~100」との数値範囲の表記は、その下限値「1」及び上限値「100」の双方を包含するものとする。また、他の数値範囲の表記も同様である。
[ポリエステルの回収方法]
 図1は、本実施形態の混合物の分離方法、及びポリエステルのケミカルリサイクル方法を示すフローチャートである。本実施形態の混合物の分離方法は、ポリエステル、及びタンパク質繊維よりなる群から選択される1種以上の成分A、並びに、ポリウレタン、ナイロン、及びアクリル繊維よりなる群から選択される1種以上の成分Bを含む混合物に50℃未満で酸性処理液を含浸させて、固形状の前記成分Aと液状の前記成分Bを含む含浸処理混合物を得る工程(S12)と、前記含浸処理混合物から固形状の前記成分Aと液状の前記成分Bとを分離する工程(S13)と、を少なくとも含む。また、本実施形態のポリエステルのケミカルリサイクル方法では、本実施形態の混合物の分離方法により得られた成分Aのポリエステルを解重合する工程(S21)と、をさらに含む。以下、各工程について詳述する。
<含浸処理混合物の調製工程(S12)>
 この工程S12では、ポリエステル及びタンパク質繊維よりなる群から選択される1種以上の成分A、並びに、ポリウレタン、ナイロン、アクリル繊維よりなる群から選択される1種以上の成分Bを含む混合物に50℃未満で酸性処理液を含浸させて、固形状の前記成分Aと液状の前記成分Bを含む含浸処理混合物を得る。酸性処理液に投入される混合物は、各種の形態を採り得る。例えば、繊維、繊維強化樹脂、ボトル、容器、フィルム、及び多層フィルム等が挙げられ、これらに特に限定されない。酸性処理液に投入される混合物は、これらの形態の中から選択される2種以上の任意の組み合わせ及び比率であってもよい。
 成分Aのポリエステルとしては、多価カルボン酸とポリオール類との脱水縮合;ヒドロキシカルボン酸の脱水縮合によるエステル結合;これらを組み合わせた脱水縮合によるエステル結合;ないしは多価カルボン酸のエステル交換反応;等によるエステル結合を有するものを意味する。ポリエステルの具体例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンナフタレート(PBN)、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート(PETG)、ポリエチレンサクシネート(PES)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシアルカノエート等のポリエステル等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらは、1種を単独で、又は2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いることができる。
 また、成分Aのタンパク質繊維は、天然物由来または人工のタンパク質繊維であって、タンパク質を主成分とする繊維を意味する。タンパク質繊維の具体例としては、羊毛(ウール)、山羊毛(モヘヤ、カシミヤ、アンゴラ、コンモン)、アルパカ、ラクダ、ウマ、ウサギの毛、人工タンパク質繊維等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらは、1種を単独で、又は2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いることができる。
 なお、成分Aは、ポリエステル、及びタンパク質繊維よりなる群から選択される1種以上を含む。成分Aは、これらのうち1種のみであってもよく、これらの中から選択される2種以上の組み合わせであってもよい。一態様において、成分Aはポリエステル又はタンパク質繊維のいずれかを必須に含有することが好ましい。また、別態様において、成分Aはポリエステル及びタンパク質繊維を必須に含有することが好ましい。成分Aは、ポリエステルを必須で含むことがより好ましい。近年、ポリエステルを含む複合材料(例えば混紡繊維等)を採用した製品が増えており、このような複合材料からポリエステルを簡易に分離可能な点で、本実施形態の方法は工業的な利用価値が極めて高い。
 また、成分Bは、ポリウレタン、ナイロン、アクリル繊維よりなる群から選択される1種以上を含む。成分Bは、これらのうち1種のみであってもよく、これらの中から選択される2種以上の組み合わせであってもよく、ポリウレタン、ナイロン、アクリル繊維の3種であってもよい。一態様において、成分Bはポリウレタン又はナイロンのいずれかを必須に含有することが好ましい。また、別態様において、成分Bはポリウレタン及びナイロンを必須に含有することが好ましく、成分Bはポリウレタンを必須に含有することが好ましい。近年、ポリエステルを含みポリウレタンを含む複合材料(例えば混紡繊維等)を採用した製品が増えており、このような複合材料からポリエステルとポリウレタンとを簡易に分離可能な点で、本実施形態の方法は工業的な利用価値が極めて高い。このとき、ナイロンやアクリル繊維がさらに含まれていても、含まれていなくてもよい。
 成分Bのポリウレタンとしては、ポリイソシアネート類とポリオール類との重付加によって得られるポリウレタンであって、例えばポリウレタン弾性繊維(スパンデックス、エラスタン)等が挙げられるが、これらに特に限定されない。前記ポリウレタンは鎖伸長剤、光安定剤、酸化防止剤等の添加剤を含んでいても良い。これらは、1種を単独で、又は2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いることができる。
 成分Bのナイロンとしては、ナイロン6、ナイロンMXD6、ナイロン6,6、ナイロン6,6,6、ナイロン7、ナイロン8、ナイロン9、ナイロン10、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6,10、ナイロン10,10、ナイロン6,9、ナイロン4,6、ナイロン4,10、ナイロン5,6、ナイロン5,10、ナイロン6I、ナイロン6T、ナイロン6I/6T、ナイロン6-3-T、ナイロン6/MXDI、ナイロン6/6I、ポリアミド4、ポリアミド6、ポリアミド10、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド4,6、ポリアミド6,6、ポリアミド6,10、ポリアミド6T、ポリアミド9T、ポリアミド6IT、ポリメタキシリレンアジパミド(ポリアミドMXD6)、イソフタル酸共重合ポリメタキシリレンアジパミド(ポリアミドMXD6I)、ポリメタキシリレンセバカミド(ポリアミドMXD10)、ポリメタキシリレンドデカナミド(ポリアミドMXD12)、ポリ1,3-ビスアミノシクロヘキサンアジパミド(ポリアミドBAC6)、ポリパラキシリレンセバカミド(ポリアミドPXD10)等が挙げられるが、これらに特に限定されない。
 成分Bのアクリル繊維としては、例えばアクリロニトリルを主原材料としたポリアクリロニトリル、(メタ)アクリル酸エステルの重合体であるポリ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらは、1種を単独で、又は2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いることができる。
 上述した成分A及び成分Bは、混合物に含まれていればよく、その混合形態は特に限定されない。例えば、成分Aのポリエステルやタンパク質繊維は、繊維、繊維強化樹脂、ボトル、容器、フィルム、多層フィルム等のいずかに含まれていればよく、またこれらの2以上に含まれていてもよい。同様に、成分Bのポリウレタンやナイロンやアクリル繊維は、繊維、繊維強化樹脂、ボトル、容器、フィルム、多層フィルム等のいずかに含まれていればよく、またこれらの2以上に含まれていてもよい。また、成分A及び成分Bは、混紡糸、混繊糸、複合糸のような繊維として混合物に含まれていてもよく、織物や織布や不織布のような積層フィルムとして含まれていてもよく、2色成形体或いは多色成形体等として混合物に含まれていてもよい。
 混合物中の含有割合は、要求性能に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、一態様において、混合物は、混合物100質量部に対して、成分Aを20質量部以上99質量部以下含み、成分Bを1質量部以上40質量部以下含むことが好ましい。混合物は、混合物100質量部に対して、成分Aを30質量部以上99質量部以下含み、成分Bを1質量部以上40質量部以下含むことがより好ましく、成分Aを40質量部以上99質量部以下含み、成分Bを1質量部以上40質量部以下含むことがさらに好ましい。
 混合物中の含有割合は、回収ポリエステルの組成を考慮して適宜設定することもでき、特に限定されないが、高品質な再生ポリエステルを得る等の観点から、混合物100質量部に対して、ポリエステルは50質量部以上99質量部以下であり、タンパク質繊維及び成分Bは合計で1質量部以上50質量部以下であることが好ましい。より好ましくは、混合物100質量部に対して、ポリエステルは75質量部以上99質量部以下であり、タンパク質繊維及び成分Bは合計で1質量部以上25質量部以下である。さらに好ましくは、混合物100質量部に対して、ポリエステルは90質量部以上99質量部以下であり、タンパク質繊維及び成分Bは合計で1質量部以上10質量部以下である。
 なお、上記混合物は、上述した成分A及び成分B以外の成分(以降において、「夾雑成分」と称する場合がある。)を含んでいてもよい。夾雑成分の含有割合は、特に限定されないが、高品質な再生ポリエステルを得る等の観点から、混合物100質量部に対して、50質量%未満であることが好ましく、40質量%未満であることがより好ましく、35質量%未満であることがさらに好ましく、10質量%未満であることがよりさらに好ましく、特に好ましくは5質量%未満、最も好ましくは1質量%未満である。なお、下限値については、0質量%以上であることは言うまでもない。夾雑成分としては、上述した成分A及び成分B以外の繊維材料(例えば、綿、麻、絹、セルロース、レーヨン、アセテート、トリアセテート、キュプラ、リヨセル等)、上述した成分A及び成分B以外の樹脂材料(ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリカーボネート等)、金属、紙、無機フィラー、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸金属塩、ポリシロキサン、フッ素樹脂等の離型改良剤;染料、顔料等の着色剤;有機充填剤;酸化防止剤;熱安定剤;光安定剤;紫外線吸収剤;難燃剤;帯電防止剤;界面活性剤;防錆剤;消泡剤;蛍光剤、表面仕上剤等が挙げられるが、これらに特に限定されない。夾雑成分の含有割合は、特に限定されないが、混合物100質量部に対して、8質量%未満であることが好ましく、より好ましくは5質量%未満、より好ましくは3質量%未満、さらに好ましくは1質量%未満である。なお、夾雑成分としての綿やレーヨン、麻等のセルロースは、酸性処理液により微粉化ないしは化学反応等により可溶化させることができるため、本実施形態の方法を適用すると、これらは微粉ないしは液状成分として分離可能である。
 酸性処理液は、上述した混合物に含浸させて上述した成分A及び成分Bを分離可能にするものである。酸性処理液としては、特に限定されないが、上述した成分Bの溶解性や液状化等の観点から、硫酸、リン酸、及びポリリン酸よりなる群から選択される1種以上を含む溶液が好ましく用いられる。このような酸性処理液は、無機酸を含有する溶液であることができ、好ましくは、硫酸、リン酸、及びポリリン酸よりなる群から選択される1種以上を含む無機酸溶液であることができる。これらの中でも、低腐食性等の観点から、硫酸、リン酸、ポリリン酸がより好ましく、リン酸及びポリリン酸がさらに好ましく、リン酸が特に好ましい。とりわけ、リン酸やポリリン酸は、塩酸や硝酸等とは異なり、ポリエステルとポリウレタンとを50℃の比較的に低温で分離するのに好適である。なお、本明細書において、ポリリン酸とは、縮合リン酸である。ポリリン酸は、オルトリン酸、ピロリン酸、直鎖状の縮合リン酸を含んでいてもよいし、環状、分岐状の縮合リン酸を含む混合物であってもよく、これらに特に限定されない。ポリリン酸の市販品として、ラサ工業社製の116%ポリリン酸、105%ポリリン酸等を挙げることができ、その他、日本化学工業社、太平化学産業社、富士フイルム和光純薬社の各種ポリリン酸を挙げることもできる。ポリリン酸は、例えばオルトリン酸換算量が105~120重量%であるポリリン酸を使用することができ、あるいは、オルトリン酸換算量が105~120重量%の範囲を外れるポリリン酸も併用することもできる。なお、ポリリン酸の他、オルトリン酸、五酸化リン、水等を併用することもできる。
 酸性処理液は、硫酸、リン酸、及びポリリン酸よりなる群から選択される1種以上を含む限り、その含有割合は特に限定されない。酸性処理液は、これらのうち1種のみ含んでいてもよく、これらの中から選択される任意の2種以上の組み合わせを含んでいてもよく、硫酸、リン酸、及びポリリン酸の3種すべてを含んでいてもよい。一態様において、酸性処理液は、硫酸、リン酸、又はポリリン酸硫酸のいずれかを必須に含有することが好ましい。また、別態様において、酸性処理液は、リン酸又はポリウレタンを必須に含有することが好ましく、酸性処理液は、リン酸を必須に含有することが好ましい。また、酸性処理液は、溶解性及び経済性等の観点から、少なくとも水を含む水溶液であることが好ましく、上述した無機酸を含有する水溶液であることがより好ましい。例えば酸性処理液は、硫酸水溶液、リン酸水溶液、ポリリン酸水溶液であることができ、硫酸及びリン酸の混合水溶液、硫酸及びポリリン酸の混合水溶液、リン酸及びポリリン酸の混合水溶液、硫酸、リン酸及びポリリン酸の混合水溶液であることができる。
 また、酸性処理液が、硫酸、リン酸、及びポリリン酸よりなる群から選択される1種以上を含む水溶液であるとき、前記水溶液中に含有される水は20質量%以下であることが好ましく、18質量%以下であることがより好ましく、16質量%以下であることがさらに好ましく、13質量%以下であることが特に好ましく、11質量%以下であることが特に好ましい。なお、前記水溶液中の水の含有割合の下限値側は、特に限定されないが、5質量%以上であることが好ましく、7質量%以上であることがより好ましく、9質量%以上であることがさらに好ましい。水の含有割合が上記範囲内にあることで、上述した成分A及び成分Bの分離能が高められる傾向にある。なお、酸性処理液は、水以外の溶媒を含んでいてもよい。水以外の溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコールもしくはこれらの混合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。
 また、酸性処理液の酸濃度としては、用いる酸の種類によっても異なるが、80質量%以上が好ましい。例えば、硫酸の場合には酸濃度は80質量%以上が好ましく、より好ましくは82質量%以上であり、さらに好ましくは85質量%以上であり、その上限側は特に限定されないが95質量%以下が好ましく、より好ましくは93質量%以下である。また、リン酸の場合には酸濃度は80質量%がより好ましく、さらに好ましくは82質量%であり、さらに好ましくは85質量%以上であり、その上限側は特に限定されないが95質量%以下が好ましく、より好ましくは93質量%以下である。さらに、ポリリン酸の場合には酸濃度は80質量%がより好ましく、さらに好ましくは82質量%であり、さらに好ましくは85質量%以上であり、その上限側は特に限定されないが95質量%以下が好ましく、より好ましくは93質量%以下である。また、混合水溶液の場合には、酸濃度は合計で80質量%以上が好ましく、より好ましくは合計で82質量%以上であり、さらに好ましくは合計で85質量%以上であり、その上限側は特に限定されないが合計で95質量%以下が好ましく、より好ましくは合計で93質量%以下である。
 混合物に酸性処理液を含浸させる方法は、任意の方法で行うことができ、特に限定されない。例えば混合物に対して酸性処理液を噴霧ないしは塗布してもよい。溶解性及び経済性等の観点から、酸性処理液の浴中に混合物を浸漬させる方法が好ましい。上述した成分A及び成分Bを含む混合物に酸性処理液を含浸させることで、含浸処理混合物を得ることができる。
 なお、含浸処理混合物の調製に先立ち、混合物を粉砕ないしは裁断する工程S12aを有することが好ましい。このように混合物を粉砕ないしは裁断しておくことで、混合物を減容できるとともに、被処理表面積が増大して上述した成分Bの分解ないしは液状化が促進される傾向にある。なお、混合物の粉砕処理ないしは裁断処理は、公知の手法を用いて行うことができる。その際、粉砕機、ボールミル、ビーズミル、フレーククラッシャ、ハンマーミル、ピンミル、バンタムミル、ジェットミル、サイクロンミル、フレットミル、パンミル、エッジランナー、ローラーミル、ミックスマーラー、振動ミル、サンプルミル、ライカイキ、裁断機、シュレッダー、エアーカッター、カッター等の公知の処理装置を用いることもできる。
 また、含浸処理混合物の調製に先立ち、混合物を粉砕前ないしは含浸前又は粉砕後ないしは含浸後に、混合物から分散染料やハロゲン原子等の夾雑成分を溶剤抽出させる溶出処理S12bを行ってもよい。この溶剤抽出処理を予め行っておくことで、より高純度な分離回収が可能である。溶剤抽出処理においては、塩化メチレン、キシレン、アルキレングリコール等の公知の溶剤を用いることができる。また、その処理温度は、特に限定されず、使用する抽出溶剤の種類により最適温度は異なるが、好ましくは120℃以上210℃未満であり、より好ましくは120℃以上180℃以下である。なお、溶剤抽出処理は、回分式又は向流系の連続式のいずれであっても構わない。
<成分Aと成分Bとの分離工程(S13)>
 この工程S13では、含浸処理混合物から上述した成分Aと成分Bとを分離する。含浸処理混合物には、上述した成分Aと成分Bの他に、夾雑成分の液状成分ないしは微粉が含まれ得る。そのため、含浸処理混合物から液状成分や微粉を取り除くことで、夾雑成分が低減された成分Aを得ることができる。このとき、プレッシャーフィルターや窒素ガスによる加圧濾過、真空吸引濾過、遠心分離等の公知の固液分離方法が適用可能である。
 なお、本明細書において、成分Aと成分Bとの分離工程(S13)後に得られるポリエステルとは、含浸処理混合物より回収したポリエステルを含む固体成分を意味する。この固体成分は、特に限定されないが、ポリエステルと加水分解性非窒素含有樹脂及び/又は夾雑成分とを含み得る。これらの加水分解性非窒素含有樹脂及び/又は夾雑成分は、液状成分や微粉として、プレッシャーフィルターや窒素ガスによる加圧濾過、真空吸引濾過、遠心分離等の公知の固液分離法を適用して、ポリエステルと分離可能である。
 この成分Aと成分Bとの分離工程では、従来において必要とされていた50℃を超える高温処理を省略して生産性及び経済性等を高める観点から、分離操作は50℃未満で行うことが好ましく、より好ましくは45℃以下、さらに好ましくは40℃以下、特に好ましくは35℃以下、最も好ましくは30℃以下である。処理温度の下限側は、特に限定されないが、生産性及び経済性等の観点から、0℃以上が好ましく、より好ましくは5℃以上、さらに好ましくは10℃以上、特に好ましくは15℃以上である。このときの処理時間は、特に限定されないが、生産性及び経済性等の観点から、10時間以下が好ましく、より好ましくは5時間以下、さらに好ましくは3時間以下、最も好ましくは1時間以下である。処理時間の下限側は、処理能力を満たす限り特に限定されないが、例えば1分以上であることができ、また、5分以上であることができる。なお、含浸処理混合物の処理は、回分式又は向流系の連続式のいずれであっても構わない。また、同様の理由により、濾過や遠心分離等の固液分離を行う場合には、上記と同様に50℃未満の温度条件下で水又は上述した酸性処理液、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールもしくはこれらの混合物で洗浄することが好ましい。
 この含浸処理混合物の処理は、成分Bの分解ないしは液状化を促進し生産性及び経済性等を高める観点から、酸性処理液の浴中に混合物を浸漬させた状態で、酸性処理液を混合物に対して流動させることが好ましい。処理液を流動させる方法は、撹拌翼などの公知の手法を用いて行うことができる。このときの撹拌翼の回転数としては特に限定されないが、10~150rpmが好ましい。
 含浸処理混合物の処理後、必要に応じて、例えば洗浄処理S13aを行ってもよい。洗浄処理は、常法に基づいて行うことができ、その種類は特に限定されない。例えば、固形状の成分Aから分離した液状の成分Bに液体成分を加え、前記成分Bのうち少なくとも1種以上を固形化させて回収することもできる。このとき使用する液体成分としては、特に限定されないが、例えば上述した酸性処理液、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、及び水よりなる群から選択される1種以上を用いることができる。
 上記のとおり50℃未満という比較的に低温で酸処理することにより、成分Aが固形を保ったまま成分Bの一部ないしは全部が液状成分となるメカニズムは定かではないが、比較的に高濃度、高極性な酸性処理液が分散剤として機能し、成分Bが易分散化されていると推察される。但し、本発明の作用はこれらの推定に限定されない。
 成分Aと成分Bの分離工程後、必要に応じて、洗浄処理及び/又は乾燥処理をさらに行ってもよい。洗浄処理は、常法に基づいて行うことができ、その種類は特に限定されない。水又は酸性処理液、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールもしくはこれらの混合物を用いて分離操作を行った場合は、無機酸の除去などの観点から水又はタノール、エタノール、イソプロピルアルコールもしくはこれらの混合物により洗浄処理を行うことが好ましい。そして、必要に応じて、洗浄後の成分Aに必要に応じて50℃以上150℃以下の乾燥処理を行うこともできる。
 かくして得られる分離工程後の成分A(以降において、「回収成分A」と称する場合がある。)は、成分Bの含有割合が殊に低減されたものとなる。回収成分Aは、処理前の混合物の組成に応じて、ポリエステル及び/又はタンパク質繊維を含み得る。処理前の混合物がポリエステルを含む場合、回収成分Aは、再生ポリエステルの原料として工業的に重要なものである。得られる回収成分Aにおいて、ポリエステルの含有割合は、所望性能に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、総量100質量部に対して、70質量部以上であることが好ましく、より好ましくは80質量部以上、さらに好ましくは90質量部以上である。また、ポリエステル以外の成分の含有割合は、所望性能に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、総量100質量部に対して、30質量部以下であることが好ましく、より好ましくは20質量部以下、さらに好ましくは10質量部以下である。
 なお、回収成分Aは、処理前の混合物の組成に応じて、ポリエステル及びタンパク質繊維を含み得る。回収成分Aがポリエステル及びタンパク質繊維を含む場合、回収成分Aからタンパク質繊維を除去することで、ポリエステル含量が高められた、より高品位な回収成分Cとすることもできる。ここで回収成分Aからタンパク質繊維を除去する方法は、常法に基づいて行うことができ、その種類は特に限定されない。例えば、塩基性の加水分解剤を用いてタンパク質繊維を加水分解し、分離・除去する方法(特表2017-503067号公報)、有機酸の存在下、加熱処理によりウールを含むタンパク質系繊維を分解し、ポリエステル系繊維と分離する方法(特開2019-35022号公報)、亜臨界水により200℃~220℃で所定時間処理することにより、羊毛などのタンパク繊維が分解され、アミノ酸を生じ、ポリエステル繊維と分離される方法(特開2008-255554号公報)等が知られており、公知の手法を特に制限なく任意に適用することができる。
[ポリエステルのケミカルリサイクル方法]
 また、本実施形態のポリエステルのケミカルリサイクル方法は、分離・回収方法によって得られたポリエステルを含む回収成分Aないしは回収成分Cを解重合原料に用いて解重合を行ってポリエステルモノマーを得るものである。すなわち、本実施形態のポリエステルのケミカルリサイクル方法は、上述した含浸処理混合物を得る工程(S12)と、前記含浸処理混合物から前記成分Aと前記成分Bとを分離する工程(S13)と、得られた前記成分A(回収成分Aないしは回収成分C)を解重合原料に用いて解重合を行ってポリエステルモノマーを得る工程(S21)と、を少なくとも含む。工程S12~S13は既に説明済みであるため重複した説明を省略し、以下、工程S21について詳述する。
<ポリエステルの解重合工程(S21)>
 この工程S21では、上記のとおり得られた成分A(回収成分Aないしは回収成分C)中に含まれ得るポリエステルを、再生ポリエステルの原料としてすなわち解重合原料として用いて、ポリエステルの解重合を行ってポリエステルモノマーを得る。
 ポリエステルの解重合としては、公知の手法を適用することができ、その種類は特に限定されない。例えば、酸又はアルカリ条件下でアルコールを作用させる方法、エステル交換触媒の存在下でメタノールとエステル交換反応する方法、触媒存在下でアミン化合物を作用させる方法、超臨界・亜臨界流体(水又はメタノール)を作用させる方法、酵素存在下で加水分解反応する方法等の公知の方法を適用することができる。また、ポリエステルの解重合工程の後、テレフフタル酸、テレフフタル酸ジメチル、アルキレングリコール等は、蒸留、晶析、活性炭処理等の精製方法により精製することで、それぞれ高純度品を得ることができる。
 以上詳述したとおり、本実施形態の分離方法によれば、ポリエステル及びタンパク質繊維よりなる群から選択される1種以上の成分A、並びに、ポリウレタン、ナイロン、アクリル繊維よりなる群から選択される1種以上の成分Bを含む混合物から、50℃未満の比較的に低温な処理条件下で成分Aと成分Bとを工業的に簡易に分離することが可能となり、従来技術に比して多大な労力やコストを省略することができる。そのため、本実施形態の分離方法は、工業的な規模で生産性及び経済性に優れる。そして、このようにして分離された成分Aを用いてケミカルリサイクルすることで、高品質な再生ポリエステルを優れた生産性及び経済性で得ることも可能である。
 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらによりなんら限定されるものではない。すなわち、以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更することができる。また、以下の実施例における各種の製造条件や評価結果の値は、本発明の実施態様における好ましい上限値又は好ましい下限値としての意味をもつものであり、好ましい数値範囲は前記の上限値又は下限値と、下記実施例の値又は実施例同士の値との組み合わせで規定される範囲であってもよい。
(実施例1)
 ポリエステル及びポリウレタンの混紡繊維(株式会社ファーストリテイリング製、品番444128、ポリエステル88質量%、ポリウレタン12質量%)1.03gを秤量し、撹拌子とともにガラス製バイアル瓶に投入した。次いで、85%リン酸(富士フイルム和光純薬株式会社製、試薬特級)30mLをメスシリンダーで秤量し、ガラス製バイアル瓶に投入して、含浸処理混合物を得た。その後、25℃で120分間撹拌したところ、バイアル瓶内容物はポリエステル含有固形分を含む白濁液となった。撹拌処理終了後にバイアル瓶内容物を濾過し、洗浄液として85%リン酸(富士フイルム和光純薬株式会社製、試薬特級)を用いて25℃で洗浄して固形分を濾別回収した。その後、固形分を超純水で洗浄して濾別回収した。回収した固形分を一晩風乾したのち、80℃に設定した乾燥機にて3時間乾燥し、乾燥後のポリエステル含有固形分の質量を測定した。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。また、ポリエステル回収率を、表1に示す。
(実施例2~3)
 混紡繊維の使用量を表1に記載のとおりに変更し、表1に記載の酸性処理条件及び洗浄処理条件に変更する以外は、実施例1と同様の手法でそれぞれ処理を行った。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。また、ポリエステル回収率を、表1に示す。
(実施例4~6)
 混紡繊維の使用量を表1に記載のとおりに変更し、酸性処理液を85%リン酸から89%リン酸(ラサ工業株式会社製、工業用グレード)に変更し、洗浄液を85%リン酸から前記89%リン酸に変更し、表1に記載の酸性処理条件及び洗浄処理条件に変更する以外は、実施例1~3と同様の手法でそれぞれ処理を行った。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。また、ポリエステル回収率を、表1に示す。
(実施例7)
 ポリエステル及びポリウレタンの混紡繊維(株式会社ファーストリテイリング製、品番444128、ポリエステル88質量%、ポリウレタン12質量%)535.0gを秤量し、5Lのガラス製セパラブルフラスコに投入した。次いで、89%リン酸(ラサ工業株式会社製、工業用グレード)3500mLをメスシリンダーで秤量し、セパラブルフラスコに投入して、含浸処理混合物を得た。その後、25℃で180分間浸漬したところ、セパラブルフラスコ内容物はポリエステル含有固形分を含む白濁液となった。浸漬処理終了後にセパラブルフラスコからポリエステル含有固形分を取り出し、手で絞ったあと、電気脱水機(ハイスマートジャパン株式会社製、機種名HS-S60A)で3分間脱水した。脱水したポリエステル含有固形分を洗浄液として89%リン酸(ラサ工業株式会社製、工業用グレード)を用いて25℃で洗浄して手で絞ったあと、脱水機で3分間脱水した。この89%リン酸(ラサ工業株式会社製、工業用グレード)による洗浄処理を合計で3回行った。その後、最終的に得られた固形分を超純水で洗浄して手で絞り、脱水機で脱水した。回収した固形分を一晩風乾したのち、80℃に設定した乾燥機にて3時間乾燥し、乾燥後のポリエステル含有固形分の質量を測定した。セパラブルフラスコ投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。また、ポリエステル回収率を、表1に示す。
(実施例8~10)
 混紡繊維の使用量を表1に記載のとおりに変更し、酸性処理液を85%リン酸から89%リン酸(ラサ工業株式会社製、工業用グレード)、硫酸(キシダ化学株式会社製、試薬特級)及び超純水の混合薬液(混合薬液中の各濃度は表1に記載。)に変更し、洗浄液を85%リン酸から前記混合薬液に変更し、表1に記載の酸性処理条件及び洗浄処理条件に変更する以外は、実施例1と同様の手法で処理をそれぞれ行った。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。また、ポリエステル回収率を、表1に示す。
(実施例11)
 混紡繊維の使用量を表1に記載のとおりに変更し、撹拌処理終了後にバイアル瓶内容物を濾過し、洗浄液を85%リン酸からメタノール(富士フイルム和光純薬株式会社製、試薬特級)に変更して25℃で洗浄して固形分を濾別回収する以外は、実施例1と同様の手法で処理を行った。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。また、ポリエステル回収率を、表1に示す。
(実施例12~13)
 混紡繊維の使用量を表1に記載のとおりに変更し、洗浄液をメタノールからエタノール(富士フイルム和光純薬株式会社製、試薬特級)又はイソプロパノール(富士フイルム和光純薬株式会社製、試薬特級)に変更して25℃で洗浄して固形分を濾別回収する以外は、実施例11と同様の手法でそれぞれ処理を行った。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。また、ポリエステル回収率を、表1に示す。
(実施例14~16)
 混紡繊維をポリエステル及びポリウレタンの混紡繊維(イオン株式会社製、品番TV158SA3302C、ポリエステル90質量%、ポリウレタン10質量%)に変更し、混紡繊維の使用量を表1に記載のとおりに変更する以外は、実施例4~6と同様の手法でそれぞれ処理を行った。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。また、ポリエステル回収率を、表1に示す。
(実施例17~21)
 混紡繊維をポリエステル及びナイロンの混紡繊維(アズワン株式会社製、品番3-3412-02、ポリエステル75質量%、ポリウレタン25質量%)に変更し、混紡繊維の使用量を表1に記載のとおりに変更し、表1に記載の酸性処理条件及び洗浄処理条件に変更する以外は、実施例1と同様の手法でそれぞれ処理を行った。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。また、ポリエステル回収率を、表1に示す。
(実施例22)
 混紡繊維をポリエステル、ポリウレタン、アクリル繊維、及びレーヨンの混紡繊維(株式会社ファーストリテイリング製、品番450528、ポリエステル39質量%、ポリウレタン8質量%、アクリル繊維32質量%、及びレーヨン21質量%)に変更し、混紡繊維の使用量を表1に記載のとおりに変更し、表1に記載の酸性処理条件及び洗浄処理条件に変更する以外は、実施例1と同様の手法でそれぞれ処理を行った。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。また、ポリエステル回収率を、表1に示す。
(比較例1~3)
 混紡繊維の使用量を表1に記載のとおりに変更し、酸性処理液を85%リン酸から75%リン酸(上記の85%リン酸を超純水で希釈して調製したもの)に変更し、洗浄液を85%リン酸から前記75%リン酸に変更し、表1に記載の酸性処理条件及び洗浄処理条件に変更する以外は、実施例1~3と同様の手法でそれぞれ処理を行った。撹拌後のバイアル瓶内容物はポリエステル含有固形分を含む混合液であった。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。
(比較例4)
 混紡繊維の使用量を表1に記載のとおりに変更し、酸性処理液を85%リン酸から89%リン酸(ラサ工業株式会社製、工業用グレード)、硫酸(キシダ化学株式会社製、試薬特級、)及び超純水の混合薬液(混合薬液中の各濃度は表1に記載。)に変更し、洗浄液を85%リン酸から前記混合薬液に変更し、表1に記載の酸性処理条件及び洗浄処理条件に変更する以外は、実施例1と同様の手法で処理を行った。撹拌後のバイアル瓶内容物はポリエステル含有固形分を含む混合液であった。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。
(比較例5)
 混紡繊維をポリエステル及びポリウレタンの混紡繊維(イオン株式会社製、品番TV158SA3302C、ポリエステル90質量%、ポリウレタン10質量%)に変更し、混紡繊維の使用量を表1に記載のとおりに変更し、酸性処理液を85%リン酸から75%リン酸(上記の85%リン酸を超純水で希釈して調製したもの)に変更し、洗浄液を85%リン酸から前記75%リン酸に変更し、表1に記載の酸性処理条件及び洗浄処理条件に変更する以外は、実施例1と同様の手法で処理を行った。撹拌後のバイアル瓶内容物はポリエステル含有固形分を含む混合液であった。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。
(比較例6)
 混紡繊維をポリエステル、ポリウレタン、アクリル繊維、及びレーヨンの混紡繊維(株式会社ファーストリテイリング製、品番450528、ポリエステル39質量%、ポリウレタン8質量%、アクリル繊維32質量%、及びレーヨン21質量%)に変更し、混紡繊維の使用量を表1に記載のとおりに変更し、表1に記載の酸性処理条件及び洗浄処理条件に変更する以外は、実施例1と同様の手法でそれぞれ処理を行った。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。
(参考例1)
 ポリエステル及びポリウレタンの混紡繊維(株式会社ファーストリテイリング製、品番444128、ポリエステル88質量%、ポリウレタン12質量%)0.94gを秤量し、撹拌子とともにガラス製バイアル瓶に投入した。次いで、85%リン酸(富士フイルム和光純薬株式会社製、試薬特級)30mLをメスシリンダーで秤量し、ガラス製バイアル瓶に投入して、含浸処理混合物を得た。その後、80℃に設定したオイルバスでガラス製バイアル瓶を加熱しながら30分間撹拌したところ、バイアル瓶内容物はポリエステル含有固形分を含む混合液となった。加熱処理終了後にバイアル瓶内容物を80℃で熱時濾過し、80℃の85%リン酸(富士フイルム和光純薬株式会社製、試薬特級)で洗浄したのち、さらに80℃の超純水で洗浄して固形分を濾別回収した。加熱後のバイアル瓶内容物はポリエステル含有固形分を含む混合液であった。回収した固形分を一晩風乾したのち、80℃に設定した乾燥機にて3時間乾燥し、乾燥後のポリエステル含有固形分の質量を測定した。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。また、ポリエステル回収率を、表1に示す。
(参考例2)
 混紡繊維の使用量を表1に記載のとおりに変更し、加熱処理終了後にバイアル瓶内容物を25℃で濾過し、25℃の85%リン酸(富士フイルム和光純薬株式会社製、試薬特級)で洗浄したのち、さらに25℃の超純水で洗浄して固形分を濾別回収する以外は、参考例1と同様の手法で処理を行った。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。また、ポリエステル回収率を、表1に示す。
(参考例3)
 混紡繊維をポリエステル及びポリウレタンの混紡繊維(イオン株式会社製、品番TV158SA3302C、ポリエステル90質量%、ポリウレタン10質量%)に変更し、混紡繊維の使用量を表1に記載のとおりに変更する以外は、参考例2と同様の手法で処理を行った。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。また、ポリエステル回収率を、表1に示す。
(参考例4)
 混紡繊維をポリエステル、ポリウレタン、アクリル繊維、及びレーヨンの混紡繊維(株式会社ファーストリテイリング製、品番450528、ポリエステル39質量%、ポリウレタン8質量%、アクリル繊維32質量%、及びレーヨン21質量%)に変更し、混紡繊維の使用量を表1に記載のとおりに変更し、表1に記載の酸性処理条件及び洗浄処理条件に変更する以外は、実施例1と同様の手法でそれぞれ処理を行った。バイアル瓶投入前の混紡繊維の質量に対する、乾燥後に回収したポリエステル含有固形分の質量の割合(%)を、表1に示す。
 比較例1~6では、成分Aと成分Bとの分離がそもそも実現できておらず、これらの略全量が固形分として回収された。これに対して、実施例1~22では、成分Bは液状成分としてほぼ全量を分離でき、成分Aの略全量を固形分として回収することができた。これら実施例1~22と比較例1~6との対比から、成分A及び成分Bの混合物に比較的に酸濃度が高い酸性処理液(水の含有量が比較的に少ない酸性処理液)を含浸させることで、50℃未満という比較的に低温な処理条件下でも成分Aと成分Bとを分離可能であることがわかる。また、参考例1~4では80℃以上の熱処理が必須とされるところ、実施例1~22ではそのような高温の熱処理を行わずとも、成分Aと成分Bとを分離可能であることがわかる。
 次に、酸性処理液による成分A及び成分Bの分離能を把握するために、成分A又は成分Bの単品素材をそれぞれ用いて、以下のとおり実験を行った。ここで用いた成分A及び成分Bの単品素材は、それぞれ以下の通りである。
・ポリエステル:ポリエステル白布
         (染色堅ろう度試験用添付白布、JIS L0803準拠)
・ウール等のタンパク質繊維:ウール白布
         (染色堅ろう度試験用添付白布、JIS L0803準拠)
・ポリウレタン:ポリウレタン糸
         (東レ・オペロンテック株式会社製、ライクラ、T-127)
・ナイロン  :ナイロン白布
         (染色堅ろう度試験用添付白布、JIS L0803準拠)
・アクリル繊維:アクリル白布
         (染色試験用白布、アクリルモスリン)
(実験例1)実験例1a-1d
 表2に記載のとおり秤量した成分A又は成分Bの単品素材をそれぞれ用い、撹拌子とともにガラス製バイアル瓶にそれぞれ投入した。次いで、酸性処理液として75%リン酸(上記の85%リン酸を超純水で希釈して調製したもの)を表2に記載のとおりそれぞれ秤量し、ガラス製バイアル瓶にそれぞれ投入して、含浸処理混合物をそれぞれ得た。その後、25℃で300分間それぞれ撹拌した。撹拌後のバイアル瓶内容物は、成分Aの単品素材(ポリエステル、タンパク質繊維)及び成分Bの単品素材(ポリウレタン、ナイロン、アクリル繊維)のいずれにおいても、投入時の形状のままの単品素材を含む無色透明の液体であった。バイアル瓶投入前の単品素材の質量に対する、乾燥後に回収した固形分の質量の割合(%)を、表2にそれぞれ示す。
(実験例2)実験例2a-2e
 表2に記載のとおり秤量した成分A又は成分Bの単品素材をそれぞれ用い、酸性処理液を75%リン酸から85%リン酸(富士フイルム和光純薬株式会社製、試薬特級)に変更し、酸性処理液の使用量及び酸性処理条件を表2に記載のとおりに変更する以外は、実験例1と同様の手法で処理を行った。撹拌後のバイアル瓶内容物は、成分Aの単品素材(ポリエステル、タンパク質繊維)は、投入時の形状のままの単品素材を含む無色透明の液体であり、成分Bの単品素材(ポリウレタン、ナイロン、アクリル繊維)は、黄色透明の液体ないしは膨潤した固体を含む無色透明の液体であった。バイアル瓶投入前の単品素材の質量に対する、乾燥後に回収した固形分の質量の割合(%)を、表2にそれぞれ示す。
(実験例3)実験例3a-3e
 表2に記載のとおり秤量した成分A又は成分Bの単品素材をそれぞれ用い、酸性処理液を75%リン酸から89%リン酸(ラサ工業株式会社製、工業用グレード)に変更し、酸性処理液の使用量及び酸性処理条件を表2に記載のとおりに変更する以外は、実験例1と同様の手法で処理を行った。撹拌後のバイアル瓶内容物は、成分Aの単品素材(ポリエステル、タンパク質繊維)は、投入時の形状のままの単品素材を含む無色透明の液体であり、成分Bの単品素材(ポリウレタン、ナイロン、アクリル繊維)は、黄色透明の液体ないしは膨潤した固体を含む無色透明の液体であった。バイアル瓶投入前の単品素材の質量に対する、乾燥後に回収した固形分の質量の割合(%)を、表2にそれぞれ示す。
 実験例1と実験例2-3との対比から、酸性処理液の酸濃度が比較的に高い(酸性処理液中の水の含有量が比較的に少ない)実験例2-3では、50℃未満の低温でも酸性処理液による成分A及び成分Bの分離が可能であることが理解される。これは、酸性処理液の酸濃度が比較的に高い(酸性処理液中の水の含有量が比較的に少ない)条件下において、成分Aは酸性処理液に実質的に不溶で固体残存率が99質量%超であるのに対して、成分Bは酸性処理液に溶解ないしは液状化して固体残存率が5.0質量%未満であり、両者の溶解性ないしは液状化性の相違に基づいて、例えば濾別等の固液分離が可能であることに起因する。
(実験例4)実験例4a-4w
 表3に記載のとおり秤量した成分B(ポリウレタン)をそれぞれ用い、撹拌子とともにガラス製バイアル瓶にそれぞれ投入した。次いで、酸性処理液として表3に記載の89%リン酸(ラサ工業株式会社製、工業用グレード)、硫酸(キシダ化学株式会社製、試薬特級)及び超純水の混合薬液を表3に記載のとおりそれぞれ秤量し、ガラス製バイアル瓶にそれぞれ投入して、含浸処理混合物をそれぞれ得た。その後、25℃で300分間それぞれ撹拌した。バイアル瓶投入前の単品素材の質量に対する、乾燥後に回収した固形分の質量の割合(%)を、表3にそれぞれ示す。
 実験例4の結果から、酸性処理液の酸濃度が比較的に高い(酸性処理液中の水の含有量が比較的に少ない)混合薬液を用いると、50℃未満の低温でも酸性処理液による成分Bのポリウレタンの溶解ないしは液状化が可能であることがわかる。そのため、酸性処理液の酸濃度が比較的に高い(酸性処理液中の水の含有量が比較的に少ない)条件下において、成分Aは酸性処理液に実質的に不溶で固体残存率が99質量%超であるのに対して、成分Bは酸性処理液に溶解ないしは液状化して固体残存率が5.0質量%未満であり、両者の溶解性ないしは液状化性の相違に基づいて、例えば濾別等の固液分離が可能である。
(実験例5~7)実験例5a-5b/実験例6a-6c/実験例7a-7b
 表4に記載のとおり秤量した成分B(ポリウレタン)をそれぞれ用い、撹拌子とともにガラス製バイアル瓶にそれぞれ投入した。次いで、酸性処理液として表4に記載の、硫酸(キシダ化学株式会社製、試薬特級、98%を超純水で希釈して調整)、塩酸(富士フイルム和光純薬株式会社製、試薬特級、35%塩酸を超純水で希釈して調整)、硝酸(富士フイルム和光純薬株式会社製、試薬特級、60%硝酸を超純水で希釈して調整)を表4に記載のとおりそれぞれ秤量し、ガラス製バイアル瓶にそれぞれ投入して、含浸処理混合物をそれぞれ得た。その後、25℃で300分間それぞれ撹拌した。バイアル瓶投入前の単品素材の質量に対する、乾燥後に回収した固形分の質量の割合(%)を、表4にそれぞれ示す。
 実験例5~7の結果から、硫酸は、塩酸や硝酸とは異なり、酸濃度が比較的に低い(水の含有量が比較的に多い)と成分Bのポリウレタンを溶解ないしは液状化することはできないが、酸濃度が比較的に高い(水の含有量が比較的に少ない)と成分Bのポリウレタンの溶解ないしは液状化が可能であることがわかる。そのため、酸性処理液として酸濃度が高い硫酸を使用することでも、成分Aと成分Bの溶解性ないしは液状化性の相違に基づく固液分離が可能である。その一方、酸性処理液として塩酸や硝酸を用いても、成分Bのポリウレタンを溶解ないしは液状化は困難であることが示唆された。
 本発明によれば、ポリエステル及びタンパク質繊維よりなる群から選択される1種以上の成分A、並びに、ポリウレタン、ナイロン、アクリル繊維よりなる群から選択される1種以上の成分Bを含む混合物から、50℃未満の比較的に低温な処理条件下で成分Aと成分Bとを工業的に簡易に分離することが可能となり、これにより、生産性及び経済性が高められ、その結果、高品質な再生ポリエステルを製造可能であるため、例えば再生ポリエステルの素材分野等において、本発明は、広く且つ有効に利用可能である。
 

Claims (7)

  1.  ポリエステル、及びタンパク質繊維よりなる群から選択される1種以上の成分A、並びに、ポリウレタン、ナイロン、及びアクリル繊維よりなる群から選択される1種以上の成分Bを含む混合物に50℃未満で酸性処理液を含浸させて、固形状の前記成分Aと液状の前記成分Bを含む含浸処理混合物を得る工程と、
     前記含浸処理混合物から固形状の前記成分Aと液状の前記成分Bとを分離する工程と、
    を少なくとも含み、
     前記酸性処理液が、硫酸、リン酸、及びポリリン酸よりなる群から選択される1種以上を含む水溶液であり、前記水溶液中に含有される水が20質量%以下である、
    混合物の分離方法。
  2.  前記酸性処理液は、リン酸、及びポリリン酸よりなる群から選択される1種以上を含む
    請求項1に記載の混合物の分離方法。
  3.  前記混合物は、前記混合物100質量部に対し、前記成分Aを20質量部以上99質量部以下含み、前記成分Bを1質量部以上40質量部以下含む
    請求項1に記載の混合物の分離方法。
  4.  固形状の前記成分Aから分離した液状の前記成分Bに液体成分を加え、前記成分Bのうち少なくとも1種以上を固形化させて回収する工程をさらに有する
    請求項1に記載の混合物の分離方法。
  5.  前記液体成分が、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、及びエチレングリコールよりなる群から選択される1種以上を含む
    請求項4に記載の混合物の分離方法。
  6.  前記成分Aが、繊維、繊維強化樹脂、ボトル、容器、フィルム、及び多層フィルムよりなる群から選択される1種以上に含まれ、
     前記成分Bが、繊維、繊維強化樹脂、ボトル、容器、フィルム、及び多層フィルムよりなる群から選択される1種以上に含まれる
    請求項1に記載の混合物の分離方法。
  7.  液状の前記成分Bを分離して得た前記成分Aを、前記酸性処理液、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、及び水よりなる群から選択される1種以上で洗浄する工程をさらに有する
    請求項1に記載の混合物の分離方法。
     
PCT/JP2025/020185 2024-06-07 2025-06-04 混合物の分離方法 Pending WO2025254142A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024-092712 2024-06-07
JP2024092712 2024-06-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025254142A1 true WO2025254142A1 (ja) 2025-12-11

Family

ID=97961235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2025/020185 Pending WO2025254142A1 (ja) 2024-06-07 2025-06-04 混合物の分離方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2025254142A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5226555A (en) * 1975-08-25 1977-02-28 Asahi Chem Ind Co Ltd Method for recovering polyamides
JPH09241416A (ja) * 1996-03-06 1997-09-16 Toray Ind Inc ポリε−カプロラクタムを回収する方法
JPH09255810A (ja) * 1996-03-27 1997-09-30 Toray Ind Inc ポリアミド製品廃材のリサイクル方法及び装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5226555A (en) * 1975-08-25 1977-02-28 Asahi Chem Ind Co Ltd Method for recovering polyamides
JPH09241416A (ja) * 1996-03-06 1997-09-16 Toray Ind Inc ポリε−カプロラクタムを回収する方法
JPH09255810A (ja) * 1996-03-27 1997-09-30 Toray Ind Inc ポリアミド製品廃材のリサイクル方法及び装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240092991A1 (en) Modular textile recycling system and process
US4118187A (en) Fabric dye stripping, separation and recovery of polyester
RU2761472C2 (ru) Переработка сложнополиэфирных текстильных отходов
EP2922905B1 (en) Processing of cotton-polyester waste textile
US20180002837A1 (en) Technology for Recovery, Regeneration and Reuse of Soluble Textiles
US5849804A (en) Recovery of polyamides from composite articles
US12371546B2 (en) Feedstock purification of polyester waste for recycling processes
JP7709532B2 (ja) ポリエステルの脱色方法を含むポリエステルの解重合方法
EP4255977A1 (en) Recycling process for recovery of cotton from polyester-cotton fabrics and/or fibers
WO2025254142A1 (ja) 混合物の分離方法
JP2004217871A (ja) 染着ポリエステル繊維からの有用成分回収方法
WO2022013482A1 (en) A method of separating one or more polymer fractions from a material comprising textiles as well as specific polymer fractions and uses thereof
JP2024148127A (ja) ポリエステルの回収方法、及びポリエステルのケミカルリサイクル方法
KR20250121539A (ko) 폴리아미드 및/또는 폴리에스테르 합성 섬유와 조합된 탄성 섬유를 포함하는 사 또는 텍스타일의 처리 방법
JP2026501016A (ja) カプロラクタム/アルコール混合物を介した線状ポリウレタン材料の溶媒和
CN110698669B (zh) 聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的清洗方法
CN109467739A (zh) 一种含有天然基纤维的废旧涤纶混纺织物的回收方法
JP7464668B2 (ja) ポリエステル及びナイロンを含む廃棄布の処分方法
WO2025241106A1 (en) Method and system for selective nylon extraction from blended textile
KR20260006939A (ko) 폐 폴리에스테르 텍스타일의 처리 방법
WO2025265048A1 (en) Processes and systems for recycling elastane from textiles and its reuse
KR20250116071A (ko) 폴리에스테르의 회수 방법 및 리사이클 폴리에스테르의 제조 방법
WO2025097116A1 (en) Processes for chemical recycling of mixed textile waste
CN120209270A (zh) 一种废旧聚酯化学再生高品质聚酯熔体以及应用其再生涤纶纺织品的方法
JP2025150795A (ja) ポリアミド繊維の脱色方法及び再生ポリアミドの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 25819900

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1