【実施例】
【0081】
以下の実施例は、本発明の範囲内にある実施形態を更に説明及び実証する。これらの実施例は、例示目的のためにのみ提供され、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなくそれらの多くの変更が可能であることから、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
【0082】
(実施例1)
消費者使用後由来リサイクルポリプロピレン混合カラーフレークの試料が、リサイクル樹脂サプライヤーから入手された。この消費者による使用後のリサイクルポリプロピレンは、米国及びカナダに由来するものであった。受け取ったままの混合カラーフレークを、Century/W&P ZSK30二軸押出機で、それぞれ標準混合及び搬送エレメントを備えた2つの30mm一般用スクリューを装備して、混ぜ合わせて均質化した。スクリュー回転速度は約50rpm、フィーダースループットは約9.07kg/時(20lbs/時)、バレル温度は約210℃(ダイの温度)〜約150℃(供給口の温度)の範囲であった。押出機から出る灰色のストランドを室温の水浴で冷却し、空気中で乾燥させ、切断してペレットにした。
【0083】
この試料を、本明細書に開示されている試験方法を用いて特徴付けを行った。その結果として得られたデータが表1にまとめられている。この実施例の目的は、精製前の代表的な消費者使用後由来リサイクル樹脂の特性を示すことである。
【0084】
このペレット及び対応する正方形の試験検体は、正方形の試験検体のL
*a
*b
*値に示されているように、濃灰色であった。試料の不透明度は平均で約100%不透明の不透明度であった(すなわち透光性がなかった)。この正方形の試験検体の写真を、
図4に実施例1として示す。
図4に示すように、この検体は、色が濃く、透光性を欠いていた。
【0085】
この実施例は、消費者使用後由来リサイクルポリプロピレンに見られる重金属汚染の代表的なベースラインの役割を果たす。他の実施例と比べたときに、受け取ったままの消費者使用後由来リサイクルポリプロピレンにおいて、重金属汚染がはるかに大きいことが見出された。
【0086】
実施例1の試料は灰分含有量が平均約1.2117重量%であり、これも、消費者使用後由来リサイクルポリプロピレン中にしばしば存在する非可燃性物質の量のベースラインの役割を果たす。
【0087】
この実施例は、消費者使用後由来リサイクルポリプロピレンに見られるにおい化合物汚染の代表的なベースラインの役割を果たす。実施例1の試料は、5ポイント尺度(5が最も強い)で3.75のにおい強度を有することが見出され、「ごみ」、「ほこりっぽい」、「酸っぱい」においを有すると描写された。
【0088】
この実施例は、消費者使用後由来リサイクルポリプロピレンに見られるポリエチレン混入の代表的なベースラインの役割を果たす。実施例1の試料は、ポリエチレン含有量が平均約5.5重量%であった。
【0089】
(実施例2)
実施例1に記述される、消費者使用後由来リサイクルポリプロピレン混合カラーフレークの試料を、
図3に示す実験装置及び下記の手順を使用して処理した:
1.237gの混合カラーフレークを、内径(ID)4.45cm(1.75”)、長さ71.12cm(28”)の1.1Lの抽出カラム圧力容器に入れ、175℃の外部表面温度まで加熱した。
2.容積移送式ポンプを使用して、液体n−ブタン溶媒を約14.82MPa(2,150psig)まで加圧し、2つの熱交換器を使って約110℃の温度まで予熱してから、抽出カラムの下側に導入した。
3.抽出カラムの上側から出る流体流を、IDが5.08cm(2”)、長さ約21.59cm(8.5”)の0.5L第2圧力容器の上側に導入し、175℃の外部表面温度まで加熱した。この第2圧力容器には、150mLのシリカゲル(Silicycle Ultra Pure Silica Gels、SiliaFlash GE60、Parc−Technologies、USA)が入っており、これはあらかじめビーカー内で150mLの酸化アルミニウム(活性アルミナ、Selexsorb CDX、7×14、BASF、USA)と混合されたものである。
4.第2圧力容器の下側から出る流体流を、膨張弁を通して減圧し、枝付き三角フラスコに移した。流体流を減圧して三角フラスコに移した後、溶媒蒸気をフラスコの枝を通して脱気し、フラスコ内のすべての液体/固体を集めた。14.82MPa(2,150psig)で、n−ブタン溶媒を用いて、フラスコ内に何も残存する材料が見られなくなるまで、システム全体を溶出させた。19.93gの白色固体を集め、「分画1」とラベル付けした。
5.三角フラスコを、空の清潔なフラスコに交換し、次いでシステム圧力を16.55MPa(2,400psig)まで上げた。
6.システムから溶出される更なる固体材料が観察されなくなるまで、システム圧力を16.55MPa(2,400psig)に維持した。89.35gの白色固体を集め、「分画2」とラベル付けした。
7.三角フラスコを、空の清潔なフラスコに交換し、次いでシステム圧力を17.24MPa(2,500psig)まで上げた。
8.システムから溶出される更なる固体材料が観察されなくなるまで、システム圧力を17.24MPa(2,500psig)に維持した。58.18gの白色固体を集め、「分画3」とラベル付けした。
9.三角フラスコを、空の清潔なフラスコに交換し、次いでシステム圧力を17.93MPa(2,600psig)まで上げた。
10.システムから溶出される更なる固体材料が観察されなくなるまで、システム圧力を17.93MPa(2,600psig)に維持した。7.29gの白色固体を集め、「分画4」とラベル付けした。
11.三角フラスコを、空の清潔なフラスコに交換し、次いでシステム圧力を20.68MPa(3,000psig)まで上げた。
12.システムから溶出される更なる固体材料が観察されなくなるまで、システム圧力を20.68MPa(3,000psig)に維持した。5.58gの白色固体を集め、「分画5」とラベル付けした。
13.各フラスコに集めた試料を室温及び大気圧で少なくとも2日間脱気してから、本明細書に開示されている試験方法を用いて特性付けを行った。
【0090】
分画2として16.55MPa(2,400psig)で集めた白色固体材料のデータは、表1にまとめられている。
【0091】
【表1】
【0092】
【表2】
【0093】
この実施例の分画1〜5で分離された固体は、白色であった。分画2の白色固体を型に圧縮して正方形の試験検体にしたとき、検体は無色透明であり、バージンポリプロピレンの外観と同様であった。この正方形の試験検体の写真を、
図4に実施例2として示す。
図4に示すように、この検体は透明であり、色と透光性がバージンポリプロピレンに匹敵していた。L
*a
*b
*値は、この正方形の試験検体が本質的に無色であることを示しており、実施例1の正方形の試験検体(すなわち、受け取ったままの消費者使用後由来ポリプロピレン)に比べて色が劇的に改善されていることを示した。実施例2の分画2の正方形の試験検体のL
*値は平均85.29であり、これは、実施例1の正方形の試験検体のL
*値の平均39.76に比べて、はるかに改善されていた。実施例2の分画2の正方形の試験検体の不透明度は平均7.90%不透明(すなわち、透光性が約92%)であり、これも、実施例1の正方形の試験検体不透明度の平均約100%不透明に比べて、はるかに改善されていた。
【0094】
実施例2の分画2の試料について、重金属汚染の濃度も、実施例1の試料に比べて、はるかに改善されていた。例えば、実施例2の分画2の試料におけるナトリウムの濃度は、平均わずか2,630ppbであるが、実施例1の試料のナトリウム濃度は平均136,000ppbであった(約98%の低減)。アルミニウム、鉄、カドミウム、及び鉛の濃度はすべて、実施例2の分画2の試料において、定量化の限界を下回っていたが、実施例1の試料においてこれらの同じ元素の濃度はそれぞれ平均192,000、108,000、1,620、及び12,166ppbであった。測定した他の元素(カルシウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、及び亜鉛)の濃度はすべて、実施例1の試料に比べて、実施例2の分画2の試料において、99%を超える減少であった。
【0095】
実施例2の分画2の試料の灰分値は平均約0.2897重量%であり、これは実施例1の試料の灰分値(平均約1.2117重量%)よりも顕著に低かった。
【0096】
実施例2の分画2の試料は、5ポイント尺度(5が最も強い)で0.5のにおい強度を有することが見出され、これは、実施例1の試料(におい強度3.75)のにおい強度に比べて、はるかに改善されていた。におい強度は低かったが、実施例2の分画2の試料は、バージンポリプロピレンと同様の「プラスチック」又は「ガソリン」の様なにおいを有すると記述された。
【0097】
実施例2の分画2の試料におけるポリエチレン含有量はどれも定量限界を下回っており、これは、実施例1の試料のポリエチレン含有量(平均約5.5重量%)に比べてはるかに改善されていた。
【0098】
図5は、実施例2の精製されたリサイクルポリプロピレンの不透明度及びにおい強度を、無処理のリサイクルポリプロピレン(実施例1)、欧州特許第EP0849312 A1号に開示の方法に従って処理されたリサイクルポリプロピレン(実施例8)、及びバージンポリプロピレン比較試料と比較した棒グラフである。
図5に示すように、実施例2の精製されたリサイクルポリプロピレンは、不透明度とにおい強度が両方とも低く、バージンポリプロピレン比較試料と同様であった。
【0099】
(実施例3)
実施例1に記述される、消費者使用後由来リサイクルポリプロピレン混合カラーフレークの試料を、
図3に示す実験装置及び下記の手順を使用して処理した:
1.225gの混合カラーフレークを、内径(ID)44.45mm(1.75”)、長さ71.12cm(28”)の1.1Lの抽出カラム圧力容器に入れ、175℃の外部表面温度まで加熱した。
2.容積移送式ポンプを使用して、液体n−ブタン溶媒を約6.89MPa(1,000psig)まで加圧し、2つの熱交換器を使って約90℃の温度まで予熱してから、抽出カラムの下側に導入した。
3.抽出カラムの上側から出る流体流を、IDが5.08cm(2”)、長さ約21.59cm(8.5”)の0.5L第2圧力容器の上側に導入し、135℃の外部表面温度まで加熱した。この第2圧力容器には、150mLのシリカゲル(Silicycle Ultra Pure Silica Gels、SiliaFlash GE60、Parc−Technologies、USA)が入っており、これはあらかじめビーカー内で150mLの酸化アルミニウム(活性アルミナ、Selexsorb CDX、7×14、BASF、USA)と混合されたものである。
4.第2圧力容器の下側から出る流体流を、膨張弁を通して減圧し、枝付き三角フラスコに移した。流体流を減圧して三角フラスコに移した後、溶媒蒸気をフラスコの枝を通して脱気し、フラスコ内のすべての液体/固体を集めた。6.89MPa(1,000psig)で、n−ブタン溶媒を用いて、フラスコ内に何も残存する材料が見られなくなるまで、システム全体を溶出させた。27.52gの白色固体を集め、「分画1」とラベル付けした。
5.三角フラスコを、空の清潔なフラスコに交換し、次いでシステム圧力を10.34MPa(1,500psig)まで上げた。
6.システムから溶出される更なる固体材料が観察されなくなるまで、システム圧力を10.34MPa(1,500psig)に維持した。59.25gの白色固体を集め、「分画2」とラベル付けした。
7.次いで10.34MPa(1,500psig)で集めた分画2の試料を、室温及び大気圧で少なくとも2日間脱気してから、本明細書に開示されている試験方法を用いて特性付けを行った。
【0100】
10.34MPa(1,500psig)で集めた分画2の試料のデータは、表1にまとめられている。
【0101】
この実施例の分画2で分離された固体は、オフホワイト色であった。これらの固体を型に圧縮して正方形の試験検体にしたとき、分画22の検体はほぼ無色透明であり、バージンポリプロピレンの外観とほとんど同様であった。この正方形の試験検体の写真を、
図4に実施例3として示す。
図4に示すように、この検体は透明であり、色と透光性がバージンポリプロピレンに匹敵していた。L
*a
*b
*値も、分画2の正方形の試験検体が本質的に無色であることを示しており、実施例1の正方形の試験検体(すなわち、受け取ったままの消費者使用後由来ポリプロピレン)に比べて色が劇的に改善されていることを示した。実施例3の分画2の正方形の試験検体のL
*値は平均84.57であり、これは、実施例1の正方形の試験検体のL
*値の平均39.76に比べて、はるかに改善されていた。実施例3の分画2の正方形の試験検体の不透明度は平均9.58%不透明(すなわち、透光性が約90%)であり、これも、実施例1の正方形の試験検体不透明度の平均約100%不透明に比べて、はるかに改善されていた。
【0102】
実施例3の分画2の試料について、重金属汚染の濃度は、これも、実施例1の試料に比べて、はるかに改善されていた。例えば、実施例3の分画2の試料におけるナトリウムの濃度は、平均36,100ppbであるが、実施例1の試料のナトリウム濃度は平均136,000ppbであった(約74%の低減)。鉄、カドミウム、及び鉛の濃度はすべて、実施例3の分画2の試料において、定量限界を下回っていたが、実施例1の試料においてこれらの同じ元素の濃度はそれぞれ平均108,000、1,620、及び12,166ppbであった。カルシウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、及び亜鉛の濃度はすべて、実施例1の試料に比べて、実施例3の分画2の試料において、95%を超える減少であった。アルミニウムの濃度は、同じ比較において約74%減少した。
【0103】
実施例3の分画2の試料の灰分値は平均約0.1614重量%であり、これは実施例1の試料の灰分値(平均約1.2117重量%)よりも顕著に低かった。
【0104】
実施例3の分画2の試料は、5ポイント尺度(5が最も強い)で3のにおい強度を有することが見出され、これは、実施例1の試料(におい強度3.75)のにおい強度に比べて、わずかに改善されていた。実施例3の分画2の試料は、「プラスチック」又は「溶媒」のようだと記述されるにおいを有していた。
【0105】
実施例3の分画2の試料におけるポリエチレン含有量はどれも定量限界を下回っており、これは、実施例1の試料のポリエチレン含有量(平均約5.5重量%)に比べてはるかに改善されていた。
【0106】
(実施例4)
実施例1に記述される、消費者使用後由来リサイクルポリプロピレン混合カラーフレークの試料を、
図3に示す実験装置及び下記の手順を使用して処理した:
1.236gの混合カラーフレークを、内径(ID)44.45cm(1.75”)、長さ71.12cm(28”)の1.1Lの抽出カラム圧力容器に入れ、175℃の外部表面温度まで加熱した。
2.容積移送式ポンプを使用して、液体ヘキサン(混合異性体)溶媒を約1.38MPa(200psig)まで加圧し、2つの熱交換器を使って約110℃の温度まで予熱してから、抽出カラムの下側に導入した。
3.抽出カラムの上側から出る流体流を、IDが50.8mm(2”)、長さ約21.59cm(8.5”)の0.5L第2圧力容器の上側に導入し、175℃の外部表面温度まで加熱した。この第2圧力容器には、150mLのシリカゲル(Silicycle Ultra Pure Silica Gels、SiliaFlash GE60、Parc−Technologies、USA)が入っており、これはあらかじめビーカー内で150mLの酸化アルミニウム(活性アルミナ、Selexsorb CDX、7×14、BASF、USA)と混合されたものである。
4.第2圧力容器の下側から出る流体流を、膨張弁を通して減圧し、枝付き三角フラスコに移した。流体流を減圧して三角フラスコに移した後、この液体/固体溶液をフラスコに集めた。1.38MPa(200psig)で、ヘキサン溶媒を用いて、フラスコ内に何も残存する材料が見られなくなるまで、システム全体を溶出させた。102.11gの白色固体を集め(溶媒蒸発の後)、「分画1」とラベル付けした。
5.三角フラスコを、空の清潔なフラスコに交換し、次いでシステム圧力を2.07MPa(300psig)まで上げた。
6.システムから溶出される更なる固体材料が観察されなくなるまで、システム圧力を2.07MPa(300psig)に維持した。71.08gの白色固体を集め(溶媒蒸発の後)、「分画2」とラベル付けした。
7.蒸発により、すべての試料からヘキサン溶媒を除去し、次にこの試料を、室温及び大気圧で少なくとも2日間脱気してから、本明細書に開示されている試験方法を用いて特性付けを行った。
【0107】
1.38MPa(200psig)で集めた分画1の試料のデータは、表1にまとめられている。
【0108】
この実施例の分画1で分離された固体は、オフホワイト色であった。これらの分画1の固体を型に圧縮して正方形の試験検体にしたとき、この検体はほぼ無色だが、若干曇った外観を有していた。この正方形の試験検体の写真を、
図4に実施例4として示す。
図4に示すように、この検体は実施例1に比べて色及び不透明度が改善されているが、バージンPPに比べて曇った外観を有していた。L
*a
*b
*値は、分画1の正方形の試験検体が本質的に無色であることを示しており、実施例1の正方形の試験検体(すなわち、受け取ったままの消費者使用後由来ポリプロピレン)に比べて色が劇的に改善されていることを示した。実施例4の分画1の正方形の試験検体のL
*値は平均82.18であり、これは、実施例1の正方形の試験検体のL
*値の平均39.76に比べて、はるかに改善されていた。実施例4の分画1の正方形の試験検体の不透明度は平均22.18%であり、これも、実施例1の正方形の試験検体不透明度の平均約100%不透明に比べて、改善されていた。しかしながら、実施例4の分画1の正方形の試験検体の不透明度は、実施例2及び3の分画2の正方形の試験検体の不透明度ほどには改善されていなかった。
【0109】
実施例4の分画1の試料について、重金属汚染の濃度は、これも、実施例1の試料に比べて、はるかに改善されていた。例えば、実施例4の分画1の試料におけるナトリウムの濃度は、平均2,790ppbであるが、実施例1の試料のナトリウム濃度は平均136,000ppbであった(約97%の低減)。アルミニウム、カルシウム、チタン、クロム、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、及び鉛の濃度はすべて、実施例1の試料に比べて、実施例4の分画1の試料において、96%を超える減少であった。
【0110】
実施例4の分画1の試料の灰分値は平均約0.2812重量%であり、これは実施例1の試料の灰分値(平均約1.2117重量%)よりも顕著に低かった。
【0111】
実施例4の分画1の試料は、5ポイント尺度(5が最も強い)で2.25のにおい強度を有することが見出され、これは、実施例1の試料(におい強度3.75)のにおい強度に比べて、改善されていた。実施例4の分画1の試料は、強さは低いものの、「ミント」、「酸っぱい」、「プラスチック」、及び「焦げ」と記述されるにおいを有していた。
【0112】
実施例4の分画1の試料は、平均ポリエチレン含有量値が約1.9重量%であり、これは、実施例1の試料のポリエチレン含有量(平均約5.5重量%)に比べて改善されていた。
【0113】
(実施例5)
実施例1に記述される、消費者使用後由来リサイクルポリプロピレン混合カラーフレークの試料を、
図3に示す実験装置及び下記の手順を使用して処理した:
1.233gの混合カラーフレークを、内径(ID)44.45mm(1.75”)、長さ71.12cm(28”)の1.1Lの抽出カラム圧力容器に入れ、175℃の外部表面温度まで加熱した。
2.容積移送式ポンプを使用して、液体n−ブタン溶媒を約14.13MPa(2,050psig)まで加圧し、2つの熱交換器を使って約110℃の温度まで予熱してから、抽出カラムの下側に導入した。
3.抽出カラムの上側から出る流体流を、IDが50.8mm(2”)、長さ約21.59cm(8.5”)の0.5L第2圧力容器の上側に導入し、175℃の外部表面温度まで加熱した。この第2圧力容器には、180mLのシリカゲル(Silicycle Ultra Pure Silica Gels、SiliaFlash GE60、Parc−Technologies、USA)を入れた。
4.第2圧力容器の下側から出る流体流を、膨張弁を通して減圧し、枝付き三角フラスコに移した。流体流を減圧して三角フラスコに移した後、溶媒蒸気をフラスコの枝を通して脱気し、フラスコ内のすべての液体/固体を集めた。14.13MPa(2,050psig)で、n−ブタン溶媒を用いて、フラスコ内に何も残存する材料が見られなくなるまで、システム全体を溶出させた。12.87gの白色固体を集め、「分画1」とラベル付けした。
5.三角フラスコを、空の清潔なフラスコに交換し、次いでシステム圧力を17.24MPa(2,500psig)まで上げた。
6.システムから溶出される更なる固体材料が観察されなくなるまで、システム圧力を17.24MPa(2,500psig)に維持した。162.43gの白色固体を集め、「分画2」とラベル付けした。
7.次いで、17.24MPa(2,500psig)で集めた試料を、室温及び大気圧で少なくとも2日間脱気してから、本明細書に開示されている試験方法を用いて特性付けを行った。
【0114】
17.24MPa(2,500psig)で集めた分画2の試料のデータは、表2にまとめられている。
【0115】
この実施例の分画2で分離された固体は、白色〜ややオフホワイト色であった。これらの分画2の固体を型に圧縮して正方形の試験検体にしたとき、この検体はほぼ無色だが、若干曇った外観を有していた。この正方形の試験検体の写真を、
図4に実施例5として示す。
図4に示すようにこの検体は実施例1に比べて改善された外観を有しているが、バージンPPに比べて若干曇った外観を有していた。L
*a
*b
*値は、この正方形の試験検体が本質的に無色であることを示しており、実施例1の正方形の試験検体(すなわち、受け取ったままの消費者使用後由来ポリプロピレン)に比べて色が劇的に改善されていることを示した。実施例5の分画2の正方形の試験検体のL
*値は平均82.00であり、これは、実施例1の正方形の試験検体のL
*値の平均39.76に比べて、はるかに改善されていた。実施例5の分画2の正方形の試験検体の不透明度は平均18.63%であり、これも、実施例1の正方形の試験検体不透明度の平均約100%不透明に比べて、改善されていた。しかしながら、実施例5の分画2の正方形の試験検体の不透明度は、実施例2及び3の分画2の正方形の試験検体の不透明度ほどには改善されていなかった。理論に束縛されるものではないが、出願者らは、この改善されながらも依然として曇った外観は、より少ないシリカゲル搭載量(すなわち、より短い充填層長さ)によるものであり、これにより、より多くの汚染物質が、集められたポリマー中に残存したと考える。
【0116】
実施例5の分画2の試料について、重金属汚染の濃度は、これも、実施例1の試料に比べて、はるかに改善されていた。例えば、実施例5の分画2の試料におけるナトリウムの濃度は、平均2,960ppbであるが、実施例1の試料のナトリウム濃度は平均136,000ppbであった(約98%の低減)。実施例5の分画2の試料における鉄の濃度は、定量限界を下回っていたが、実施例1の試料における鉄の濃度は平均108,000であった。アルミニウム、カルシウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、及び鉛の濃度はすべて、実施例1の試料に比べて、実施例5の分画2の試料において、97%を超える減少であった。
【0117】
実施例5の分画2の試料の灰分値は平均約0.5723重量%であり、これは実施例1の試料の灰分値(平均約1.2117重量%)よりも低かった。
【0118】
実施例5の分画2の試料は、5ポイント尺度(5が最も強い)で4のにおい強度を有することが見出され、これは、実施例1の試料(におい強度3.75)のにおい強度に比べて、わずかに高かった。実施例5の分画2の試料は、「汚い」、「油っぽい」、及び「ミント」と記述されたにおいを有していた。理論に束縛されるものではないが、出願者らは、実施例5の試料での高いにおい強度は、第1抽出工程(すなわち分画1の回収)中に、着臭剤分子がシリカゲルに吸収されたことによるものであると考える。実施例5で使用されたシリカゲルの量が少ないため(よって充填層の長さが短いため)、吸収された着臭剤分子が、分画2として集めた固体と共に溶出されやすくなる。
【0119】
実施例5の分画2の試料は、ポリエチレン含有量値が平均約1.7重量%であり、これは、実施例1の試料のポリエチレン含有量(平均約5.5重量%)に比べて改善されていた。
【0120】
(実施例6)
実施例6の試料は、実施例3において6.89MPa(1,000psig)で生成された分画1の白色固体と、実施例3において10.34MPa(1,500psig)で生成された分画2の白色固体とを合わせることによって調製された。分画1と分画2を合わせた試料は、抽出可能な汚染物質を抽出する工程なしでポリプロピレンを精製する方法の性能を示すために調製された。実施例3の分画1及び2を合わせたもののデータは、表2にまとめられている。
【0121】
この実施例の固体を型に圧縮して正方形の試験検体にしたとき、この検体は、実施例3の分画2の正方形の試験検体に類似の外観を有していた。この正方形の試験検体の写真を、
図4に実施例6として示す。
図4に示すように、この検体は透明であり、色と透光性がバージンポリプロピレンに匹敵していた。L
*a
*b
*値は、この正方形の試験検体が本質的に無色であることを示しており、実施例1の正方形の試験検体(すなわち、受け取ったままの消費者使用後由来ポリプロピレン)に比べて色が劇的に改善されていることを示した。実施例6の正方形の試験検体のL
*値は平均84.51であり、これは、実施例1の正方形の試験検体のL
*値の平均39.76に比べて、はるかに改善されていた。実施例6の正方形の試験検体の不透明度は平均9.14%不透明(すなわち、透光性がほぼ91%)であり、これも、比較実施例1の正方形の試験検体不透明度の平均約100%不透明に比べて、はるかに改善されていた。実施例6の正方形の試験検体のL
*a
*b
*値及び不透明度も、実施例3の分画2の正方形の試験検体のL
*a
*b
*値及び不透明度と同様であった。
【0122】
実施例3の分画2と同様に、実施例6の試料における重金属汚染物質の濃度も、実施例1の試料に比べてはるかに改善されていた。例えば、実施例6の試料におけるナトリウムの濃度は、平均19,700ppbであるが、実施例1の試料のナトリウム濃度は平均136,000ppbであった(約86%の低減)。アルミニウム、カルシウム、チタン、クロム、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、及び鉛の濃度はすべて、実施例1の試料に比べて、実施例6の試料において、82%を超える減少であった。
【0123】
実施例6の試料の平均灰分値は、約0.4951重量%であり、これは、実施例1の試料の灰分値(平均約1.2117重量%)よりも低かった。実施例3の分画2の試料の灰分値に比べて、実施例6の試料の灰分値はわずかに高かった。
【0124】
実施例6の試料は、5ポイント尺度(5が最も強い)で3.75のにおい強度を有することが見出され、これは、実施例1の試料(これもにおい強度3.75)のにおい強度と同様であった。実施例6の試料は、「塩素」、「プラスチック」、「油っぽい」、及び「脂っこい」と記述されるにおいを有していた。実施例3の分画2の試料に比べて、実施例6の試料は、より強いにおいを有していた。
【0125】
実施例3の分画2と同様に、実施例6の試料におけるポリエチレン含有量はどれも定量限界を下回っており、これは、実施例1の試料のポリエチレン含有量(平均約5.5重量%)に比べてはるかに改善されていた。
【0126】
(実施例7)
この実施例の目的は、ポリマー溶液を固体媒体と接触させる工程なしでポリプロピレンを精製する方法の性能が劣っていることを示すことである。実施例1に記述される、消費者使用後由来リサイクルポリプロピレン混合カラーフレークの試料を、
図3に示す実験装置及び下記の手順を使用して処理した:
1.231gの混合カラーフレークを、内径(ID)44.45mm(1.75”)、長さ71.12cm(28”)の1.1Lの抽出カラム圧力容器に入れ、175℃の外部表面温度まで加熱した。
2.容積移送式ポンプを使用して、液体n−ブタン溶媒を約13.79MPa(2,000psig)まで加圧し、2つの熱交換器を使って約110℃の温度まで予熱してから、抽出カラムの下側に導入した。
3.抽出カラムの上側から出る流体流を、IDが50.8mm(2”)、長さ約21.59cm(8.5”)の0.5L第2圧力容器の上側に導入し、175℃の外部表面温度まで加熱した。この実施例では、第2圧力容器には固体媒体は含まれなかった。
4.第2圧力容器の下側から出る流体流を、膨張弁を通して減圧し、枝付き三角フラスコに移した。流体流を減圧して三角フラスコに移した後、溶媒蒸気をフラスコの枝を通して脱気し、すべての液体/固体をフラスコ内に集めた。13.79MPa(2,000psig)で、n−ブタン溶媒を用いて、フラスコ内に何も残存する材料が見られなくなるまで、システム全体を溶出させた。20.82gの褐色固体を集め、「分画1」とラベル付けした。
5.三角フラスコを、空の清潔なフラスコに交換し、次いでシステム圧力を17.24MPa(2,500psig)まで上げた。
6.システムから溶出される更なる固体材料が観察されなくなるまで、システム圧力を17.24MPa(2,500psig)に維持した。173.39gの灰白色固体を集め、「分画2」とラベル付けした。
7.次いで17.24MPa(2,500psig)で集めた分画2の試料を、室温及び大気圧で少なくとも2日間脱気してから、本明細書に開示されている試験方法を用いて特性付けを行った。
【0127】
17.24MPa(2,500psig)で集めた分画2の試料のデータは、表2にまとめられている。
【0128】
この実施例の分画2で分離された固体は、灰色〜オフホワイト色であった。これらの分画2の固体を型に圧縮して正方形の試験検体にしたとき、この検体は褐色/薄灰色の外観を有していた。この正方形の試験検体の写真を、
図4に実施例7として示す。
図4に示すように、この検体は、実施例1に比べてわずかに改善されていた。固体媒体との接触工程なしであっても、L
*a
*b
*値は、実施例7の分画2の正方形の試験検体が、実施例1の試料(すなわち、受け取ったままの消費者使用後由来ポリプロピレン)に比べて、色がわずかに改善されたことを示している。実施例7の分画2の正方形の試験検体のL
*値は平均50.51であり、これは、実施例1の正方形の試験検体のL
*値の平均39.76に比べて、わずかに改善されていた。実施例7の分画2の正方形の試験検体の不透明度は平均87.20%であり、これも、実施例1の正方形の試験検体不透明度の平均約100%不透明に比べて、わずかに改善されていた。理論に束縛されるものではないが、実施例7の正方形の試験検体の色値及び不透明度におけるわずかな改善は、着色剤及びその他の外観に影響する材料から、ポリマーが抽出されたことによるものであり得る。更に、出願者らは、この着色剤及びその他の材料が、ポリマーが抽出された後の残留物として残されている可能性があると考える。
【0129】
実施例7の分画2の試料について、重金属汚染の濃度は、実施例1の試料に比べて、改善されていた。例えば、実施例7の分画2の試料におけるナトリウムの濃度は、平均33,300ppbであるが、実施例1の試料のナトリウム濃度は平均136,000ppbであった(約76%の低減)。アルミニウム、カルシウム、チタン、クロム、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、及び鉛の濃度はすべて、実施例1の試料に比べて、実施例7の分画2の試料において、69%を超える減少であった。理論に束縛されるものではないが、出願者らは、この重金属汚染の減少は、汚染物からポリマーが抽出されたことによるものであり、汚染物は、ポリマーが抽出された後の残留物として残されていると考える。
【0130】
実施例7の分画2の試料の灰分値は平均約0.3154重量%であり、これは実施例1の試料の灰分値(平均約1.2117重量%)よりも低かった。
【0131】
実施例7の分画2の試料は、5ポイント尺度(5が最も強い)で1のにおい強度を有することが見出され、これは、実施例1の試料(におい強度3.75)のにおい強度に比べて、はるかに改善されていた。実施例7の分画2の試料は、「プラスチック」又は「石油」のようだと記述されるにおいを有していた。
【0132】
実施例7の分画2の試料は、ポリエチレン含有量値が平均約1.2重量%であり、これは、実施例1の試料のポリエチレン含有量(平均約5.5重量%)に比べて改善されていた。
【0133】
(実施例8)
実施例1に記述される、消費者使用後由来リサイクルポリプロピレン混合カラーフレークの試料を、欧州特許第EP0849312 A1号に記述される手順に基づいた手順で精製した。
【0134】
1L丸底フラスコ中で、20.00gの消費者使用後由来リサイクルポリプロピレン混合カラーフレークを、400.04gのホワイトスピリット(Sigma−Aldrich,USA)と混合した。この混合物を、時々攪拌しながら、室温で22時間保持した。次にホワイトスピリットをポリマーからデカンテーションした。402.60gの新しいホワイトスピリットを、ポリマーの入ったフラスコに加えた。次にこの混合物を加熱し、140℃で90分間、還流下で保持した。結果として得られた高温の溶液を、70mm IDのブフナー漏斗で、グラスウールの層を濾過媒体として減圧濾過した。約300mLの濾液を集め、室温まで冷ました。結果として得られた灰色の沈殿を、シャークスキン濾紙を備えた70mm IDのブフナー漏斗での減圧濾過により分離した。この灰色の沈殿を、1L丸底フラスコの中で、2.01gのフラ−土(Sigma−Aldrich,USA)及び195.21gの新しいホワイトスピリットと合わせ、次に加熱して、140℃で30分間、還流下で保持した。結果として得られた高温溶液を、シャークスキン濾紙を備えた5.5cm IDのブフナー漏斗で減圧濾過した。この濾液を室温まで冷ました。結果として得られた薄灰色の沈殿を、シャークスキン濾紙を備えた5.5mm IDのブフナー漏斗での減圧濾過により分離した。この分離した沈殿を、25℃の減圧炉で約18時間乾燥させた。約4.82gの乾燥沈殿が分離された。次に、分離された沈殿を、セルロース抽出シンブルを備えたSoxhlet抽出装置を使用して、アセトンで30分間抽出した。この抽出した材料を、25℃の減圧炉で約19時間乾燥させた。3.4654gの材料が回収された。この試料を、本明細書に開示されている試験方法を用いて特徴付けを行った。その結果として得られたデータが表2にまとめられている。
【0135】
この実施例で分離された固体は、薄灰色〜オフホワイト色であった。これらの固体を型に圧縮して正方形の試験検体にしたとき、この検体は曇った薄い灰色の外観を有していた。この正方形の試験検体の写真を、
図4に実施例8として示す。
図4に示すように、この検体は改善されてはいるが、色は濃いままであり、バージンPPほどの透明さと透光性はなかった。L
*a
*b
*値は、この試料の色が、実施例1(すなわち、受け取ったままの消費者使用後由来ポリプロピレン)の試料に比べて改善されていることを示している。実施例8の試料のL
*値は63.15であり、これは、実施例1の試料のL
*値の平均39.76に比べて、改善されていた。しかしながら、実施例8の試料のL
*値は、欧州特許第EP0849312 A1号に記述されている方法が、本発明のいくつかの実施形態による試料ほど、明るく無色の試料を生成していないことを示している。実施例8の試料の不透明度は24.96%不透明であり、これは、実施例1の試料の不透明度の平均約100%不透明に比べて、改善されていた。この不透明度値は更に、実施例8の試料が、本発明のいくつかの実施形態ほど透光性でなかったことを示している。
【0136】
実施例8の試料の重金属について、重金属汚染の濃度は、実施例1の試料に比べて、改善されていた。例えば、実施例8の試料におけるナトリウムの濃度は5,120ppbであるが、実施例1の試料のナトリウム濃度は平均136,000ppbであった(約96%の低減)。アルミニウム、カルシウム、チタン、クロム、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、及び鉛の濃度はすべて、実施例1の試料に比べて、実施例8の試料において、43%を超える減少であった。
【0137】
実施例8の試料の灰分値は、約0.3294重量%であり、これは、実施例1の試料の灰分値(平均約1.2117重量%)よりも低かった。
【0138】
実施例8の試料は、におい強度が5ポイント尺度(5が最も強い)で5であり、これは、実施例1の試料(におい強度3.75)のにおい強度に比べて、はるかに強かった。実施例3の試料は、「ガソリン」のようだと記述されるにおいを有していた。この試料の強いにおいは、使用した残留ホワイトスピリットによるものであった。
【0139】
実施例8の試料の平均ポリエチレン含有量値は約5.5重量%であり、これは、実施例1の試料の平均ポリエチレン含有量(約5.5.重量%)と同じであった。
【0140】
バージンポリプロピレン比較試料
すべての「バージンPP」比較試料として、Pro−fax 6331ポリプロピレン(LyondellBasell Industries Holdings,B.V.)が使用された。バージンPPは、本明細書に記述される方法に従って、正方形の試験検体に加工された。バージンPPから生成された検体のL
*a
*b
*値はそれぞれ、平均で85.13±0.18、−0.71±0.01、及び2.27±0.02であった。この正方形の試験検体は、7.56±0.21%不透明の平均不透明度を有した。バージンPPのペレットは、におい強度が5ポイント尺度(5が最も強い)で0.5であり、「プラスチック」のようだと記述されるにおいを有していた。
【0141】
相互参照されるか若しくは関連する任意の特許又は特許出願を含めた、本明細書で引用されるすべての文書は、明示的に除外又は別途限定されない限り、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。いかなる文献の引用も、それが本明細書において開示され請求されるいずれかの発明に関する先行技術であること、又はそれが単独でも若しくは他のいかなる参照とのいかなる組み合わせにおいても、この様な発明を教示、示唆、若しくは開示することを認めるものではない。更に、本文書における用語の任意の意味又は定義が、参照することによって組み込まれた文書内の同じ用語の意味又は定義と矛盾する場合、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。
【0142】
本発明の特定の実施形態を例示及び説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を行うことができる点は当業者には明白であろう。したがって、本特許の範囲内にある、その様な変更及び修正のすべてを添付の特許請求の範囲で扱うものとする。