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特開2024-175609ポリマー分解システム、ポリマー分解方法、および分解生成物の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024175609
(43)【公開日】2024-12-18
(54)【発明の名称】ポリマー分解システム、ポリマー分解方法、および分解生成物の製造方法
(51)【国際特許分類】
C08J 11/10 20060101AFI20241211BHJP
【ＦＩ】
C08J11/10 ZAB
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023093537
(22)【出願日】2023-06-06
(71)【出願人】
【識別番号】500239823
【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100122161
【弁理士】
【氏名又は名称】渡部 崇
(72)【発明者】
【氏名】石崎 博基
(72)【発明者】
【氏名】河津 貴大
(72)【発明者】
【氏名】孝治 慎之助
【テーマコード（参考）】
4F401
【Ｆターム（参考）】
4F401AA22
4F401BA06
4F401CA04
4F401CA14
4F401CA22
4F401CA67
4F401CA68
4F401CA75
4F401CA91
4F401EA60
4F401FA20Z
(57)【要約】
【課題】高分子化合物の分解処理の効率性を向上させることができるポリマー分解システム、ポリマー分解方法、および分解生成物の製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ポリマーを分解するシステムであって、ポリマーおよび液状媒体が流れる流路と、前記流路内で前記液状媒体をプラズマ化させるプラズマ発生器と、を備える、ポリマー分解システムが提供される。
【選択図】図１
【解決手段】実施形態によれば、ポリマーを分解するシステムであって、ポリマーおよび液状媒体が流れる流路と、前記流路内で前記液状媒体をプラズマ化させるプラズマ発生器と、を備える、ポリマー分解システムが提供される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリマーを分解するシステムであって、
ポリマーおよび液状媒体が流れる流路と、
前記流路内で前記液状媒体をプラズマ化させるプラズマ発生器と、
を備える、ポリマー分解システム。
ポリマーおよび液状媒体が流れる流路と、
前記流路内で前記液状媒体をプラズマ化させるプラズマ発生器と、
を備える、ポリマー分解システム。
【請求項2】
前記ポリマーの分解により生成した分解生成物を回収する回収部をさらに備える、
請求項１に記載のポリマー分解システム。
請求項１に記載のポリマー分解システム。
【請求項3】
前記ポリマーの分解により生成した分解生成物を前記液状媒体から分離する分離手段をさらに備える、
請求項１または２に記載のポリマー分解システム。
請求項１または２に記載のポリマー分解システム。
【請求項4】
前記流路は、前記ポリマーおよび前記液状媒体を循環させるように構成される、
請求項１または２に記載のポリマー分解システム。
請求項１または２に記載のポリマー分解システム。
【請求項5】
前記プラズマ発生器は、電磁波を送信する電磁波送信部と、前記電磁波送信部から電磁波を受信する電磁波受信部と、を備える、
請求項１または２に記載のポリマー分解システム。
請求項１または２に記載のポリマー分解システム。
【請求項6】
前記電磁波送信部は、周波数が１００ＭＨｚ以上３００ＧＨｚ以下のマイクロ波を前記電磁波受信部へ送信する、
請求項５に記載のポリマー分解システム。
請求項５に記載のポリマー分解システム。
【請求項7】
前記電磁波受信部は、導電性を有するコアと、前記コアを少なくとも部分的に被覆する誘電体被覆と、を備える、
請求項５に記載のポリマー分解システム。
請求項５に記載のポリマー分解システム。
【請求項8】
ポリマーを分解するシステムであって、
ポリマーおよび液状媒体を内部に収容する液体収容構造と、
前記液体収容構造内に設けられた電磁波受信部であって、導電性コアを含む電磁波受信部と、
を備える、ポリマー分解システム。
ポリマーおよび液状媒体を内部に収容する液体収容構造と、
前記液体収容構造内に設けられた電磁波受信部であって、導電性コアを含む電磁波受信部と、
を備える、ポリマー分解システム。
【請求項9】
流路内を流れるポリマーを分解する方法であって、
前記流路内で、前記ポリマーと、プラズマ化した液状媒体とを接触させることを含む、ポリマー分解方法。
前記流路内で、前記ポリマーと、プラズマ化した液状媒体とを接触させることを含む、ポリマー分解方法。
【請求項10】
前記プラズマ化した液状媒体による前記ポリマーの分解により生成した分解生成物を回収することをさらに含む、
請求項９に記載のポリマー分解方法。
請求項９に記載のポリマー分解方法。
【請求項11】
導電性コアを含む電磁波受信部が前記流路内で液状媒体に接触している状態で、前記電磁波受信部に電磁波を送信することをさらに含み、
前記電磁波受信部は、前記電磁波を受信したことに応答して、前記流路内を流れる前記液状媒体をプラズマ化させる、
請求項９または１０に記載のポリマー分解方法。
前記電磁波受信部は、前記電磁波を受信したことに応答して、前記流路内を流れる前記液状媒体をプラズマ化させる、
請求項９または１０に記載のポリマー分解方法。
【請求項12】
前記ポリマーは、当該ポリマーの分解反応のための触媒が存在しない状態で、前記プラズマ化した液状媒体と接触する、
請求項９または１０に記載のポリマー分解方法。
請求項９または１０に記載のポリマー分解方法。
【請求項13】
液体収容構造の内部に液状媒体とともに収容されたポリマーを分解する方法であって、
導電性コアを含む電磁波受信部が前記液体収容構造内で前記液状媒体に接触している状態で、前記電磁波受信部に電磁波を送信することを含む、ポリマー分解方法。
導電性コアを含む電磁波受信部が前記液体収容構造内で前記液状媒体に接触している状態で、前記電磁波受信部に電磁波を送信することを含む、ポリマー分解方法。
【請求項14】
流路内を流れるポリマーを処理することによって分解生成物を製造する方法であって、
前記ポリマーと、プラズマ化した液状媒体とを接触させることを含む、分解生成物の製造方法。
前記ポリマーと、プラズマ化した液状媒体とを接触させることを含む、分解生成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、ポリマー分解システム、ポリマー分解方法、および分解生成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
高分子化合物を解重合反応によって原料のモノマーに分解して再利用する、いわゆるケミカルリサイクル技術が注目を集めており、開発が進められている。特許文献１には、触媒を用いて高分子化合物を分解する技術が記載されている。特許文献２には、水の存在下、ポリエステルにマイクロ波を照射し、高温高圧下で解重合反応を行う技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００８－８８０９６号公報
【特許文献2】特開２０１５－１６８７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１の技術は、後工程で触媒を除去する必要がある。特許文献２の技術は、高温高圧といった特殊な反応条件を必要とする。このため、高分子化合物の分解処理をさらに効率化する余地がある。
【0005】
本発明が解決しようとする課題は、従来技術に対して高分子化合物の分解処理の効率性を向上させることができるポリマー分解システム、ポリマー分解方法、および分解生成物の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、以下の態様を含み得る。
［１］ポリマーを分解するシステムであって、ポリマーおよび液状媒体が流れる流路と、前記流路内で前記液状媒体をプラズマ化させるプラズマ発生器と、を備える、ポリマー分解システム。
［２］前記ポリマーの分解により生成した分解生成物を回収する回収部をさらに備える、［１］に記載のポリマー分解システム。
［３］前記ポリマーの分解により生成した分解生成物を前記液状媒体から分離する分離手段をさらに備える、［１］または［２］に記載のポリマー分解システム。
［４］前記流路は、前記ポリマーおよび前記液状媒体を循環させるように構成される、［１］～［３］のいずれか１つに記載のポリマー分解システム。
［５］前記プラズマ発生器は、電磁波を送信する電磁波送信部と、前記電磁波送信部から電磁波を受信する電磁波受信部と、を備える、［１］～［４］のいずれか１つに記載のポリマー分解システム。
［６］前記電磁波送信部は、周波数が１００ＭＨｚ以上３００ＧＨｚ以下のマイクロ波を前記電磁波受信部へ送信する、［５］に記載のポリマー分解システム。
［７］前記電磁波受信部は、導電性を有するコアと、前記コアを少なくとも部分的に被覆する誘電体被覆と、を備える、［５］または［６］に記載のポリマー分解システム。
［８］ポリマーを分解するシステムであって、ポリマーおよび液状媒体を内部に収容する液体収容構造と、前記液体収容構造内に設けられた電磁波受信部であって、導電性コアを含む電磁波受信部と、を備える、ポリマー分解システム。
［９］流路内を流れるポリマーを分解する方法であって、前記流路内で、前記ポリマーと、プラズマ化した液状媒体とを接触させることを含む、ポリマー分解方法。
［１０］前記プラズマ化した液状媒体による前記ポリマーの分解により生成した分解生成物を回収することをさらに含む、［９］に記載のポリマー分解方法。
［１１］導電性コアを含む電磁波受信部が前記流路内で液状媒体に接触している状態で、前記電磁波受信部に電磁波を送信することをさらに含み、前記電磁波受信部は、前記電磁波を受信したことに応答して、前記流路内を流れる前記液状媒体をプラズマ化させる、［９］または［１０］に記載のポリマー分解方法。
［１２］前記ポリマーは、当該ポリマーの分解反応のための触媒が存在しない状態で、前記プラズマ化した液状媒体と接触する、［９］～［１１］のいずれか１つに記載のポリマー分解方法。
［１３］液体収容構造の内部に液状媒体とともに収容されたポリマーを分解する方法であって、導電性コアを含む電磁波受信部が前記液体収容構造内で前記液状媒体に接触している状態で、前記電磁波受信部に電磁波を送信することを含む、ポリマー分解方法。
［１４］流路内を流れるポリマーを処理することによって分解生成物を製造する方法であって、前記ポリマーと、プラズマ化した液状媒体とを接触させることを含む、分解生成物の製造方法。
［１］ポリマーを分解するシステムであって、ポリマーおよび液状媒体が流れる流路と、前記流路内で前記液状媒体をプラズマ化させるプラズマ発生器と、を備える、ポリマー分解システム。
［２］前記ポリマーの分解により生成した分解生成物を回収する回収部をさらに備える、［１］に記載のポリマー分解システム。
［３］前記ポリマーの分解により生成した分解生成物を前記液状媒体から分離する分離手段をさらに備える、［１］または［２］に記載のポリマー分解システム。
［４］前記流路は、前記ポリマーおよび前記液状媒体を循環させるように構成される、［１］～［３］のいずれか１つに記載のポリマー分解システム。
［５］前記プラズマ発生器は、電磁波を送信する電磁波送信部と、前記電磁波送信部から電磁波を受信する電磁波受信部と、を備える、［１］～［４］のいずれか１つに記載のポリマー分解システム。
［６］前記電磁波送信部は、周波数が１００ＭＨｚ以上３００ＧＨｚ以下のマイクロ波を前記電磁波受信部へ送信する、［５］に記載のポリマー分解システム。
［７］前記電磁波受信部は、導電性を有するコアと、前記コアを少なくとも部分的に被覆する誘電体被覆と、を備える、［５］または［６］に記載のポリマー分解システム。
［８］ポリマーを分解するシステムであって、ポリマーおよび液状媒体を内部に収容する液体収容構造と、前記液体収容構造内に設けられた電磁波受信部であって、導電性コアを含む電磁波受信部と、を備える、ポリマー分解システム。
［９］流路内を流れるポリマーを分解する方法であって、前記流路内で、前記ポリマーと、プラズマ化した液状媒体とを接触させることを含む、ポリマー分解方法。
［１０］前記プラズマ化した液状媒体による前記ポリマーの分解により生成した分解生成物を回収することをさらに含む、［９］に記載のポリマー分解方法。
［１１］導電性コアを含む電磁波受信部が前記流路内で液状媒体に接触している状態で、前記電磁波受信部に電磁波を送信することをさらに含み、前記電磁波受信部は、前記電磁波を受信したことに応答して、前記流路内を流れる前記液状媒体をプラズマ化させる、［９］または［１０］に記載のポリマー分解方法。
［１２］前記ポリマーは、当該ポリマーの分解反応のための触媒が存在しない状態で、前記プラズマ化した液状媒体と接触する、［９］～［１１］のいずれか１つに記載のポリマー分解方法。
［１３］液体収容構造の内部に液状媒体とともに収容されたポリマーを分解する方法であって、導電性コアを含む電磁波受信部が前記液体収容構造内で前記液状媒体に接触している状態で、前記電磁波受信部に電磁波を送信することを含む、ポリマー分解方法。
［１４］流路内を流れるポリマーを処理することによって分解生成物を製造する方法であって、前記ポリマーと、プラズマ化した液状媒体とを接触させることを含む、分解生成物の製造方法。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、高分子化合物の分解処理の効率性を向上させることができるポリマー分解システム、ポリマー分解方法、および分解生成物の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態に係るポリマー分解システム１の概略図である。
【図3】第１実施形態の第１変形例に係るポリマー分解システム１の部分拡大図である。
【図4】第１実施形態の第２変形例に係るポリマー分解システム１の概略図である。
【図5】第１実施形態の第３変形例に係るポリマー分解システム１の断面図である。
【図6】第１実施形態の第４変形例に係るポリマー分解システム１の断面図である。
【図7】第１実施形態の第５変形例に係るポリマー分解システム１の部分拡大図である。
【図8】第２実施形態に係るポリマー分解システム２の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、実施形態のポリマー分解システム、ポリマー分解方法、および分解生成物の製造方法を、図面を参照して説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。また、図面に示すｘｙｚ座標は、説明の便宜上定義されたものであり、発明を限定するものではない。
【0010】
＜第１実施形態＞
図１および図２を参照して、第１実施形態に係るポリマー分解システム１について説明する。
図１は、第１実施形態に係るポリマー分解システム１の概略図である。
図２は、図１のＡで示す領域の部分拡大図である。
図１および図２を参照して、第１実施形態に係るポリマー分解システム１について説明する。
図１は、第１実施形態に係るポリマー分解システム１の概略図である。
図２は、図１のＡで示す領域の部分拡大図である。
【0011】
［ポリマー分解システム１］
本実施形態によれば、ポリマーＰを分解するシステムであって、ポリマーＰおよび液状媒体Ｍが流れる流路と、流路内で液状媒体Ｍをプラズマ化させるプラズマ発生器３０と、を備える、ポリマー分解システム１が提供される。
本実施形態によれば、ポリマーＰを分解するシステムであって、ポリマーＰおよび液状媒体Ｍが流れる流路と、流路内で液状媒体Ｍをプラズマ化させるプラズマ発生器３０と、を備える、ポリマー分解システム１が提供される。
【0012】
別の側面として、本実施形態によれば、ポリマーＰを分解するシステムであって、ポリマーＰおよび液状媒体Ｍを内部に収容する液体収容構造と、液体収容構造内に設けられた電磁波受信部３４であって、導電性コア４４を含む電磁波受信部３４と、を備える、ポリマー分解システム１が提供される。
【0013】
ポリマー分解システム１は、ポリマーＰを分解するためのシステムである。たとえば、ポリマー分解システム１は、高分子化合物であるポリマーＰを、より小さい分子量を有するモノマー、オリゴマー、またはポリマーに変換するシステムである。本明細書において、ポリマーの「分解」とは、ある分子量を有するポリマーを、たとえば化学結合の切断を含む処理によって、より小さい分子量を有するモノマー、オリゴマー、またはポリマーに変換することを意味する。「分解」は、ポリマーをその繰り返し単位であるモノマーやオリゴマーなどの低分子化合物に変換する「解重合」を含む概念であるが、これに限定されない。たとえば、あるポリマーの分解生成物Ｄは、当該ポリマーの繰り返し単位である低分子化合物に限定されず、その置換体や誘導体などであってもよい。
【0014】
図１に示すように、ポリマー分解システム１は、容器１０、流管１２、導入管１４、回収管１６、ポンプ１８、およびプラズマ発生器３０を含む。容器１０は、導入管１４および回収管１６を介して流管１２と連結される。流管１２、導入管１４、および回収管１６は、容器１０からスタートして容器１０に戻る循環流路を形成する。このように形成される流路、ならびに、流路を構成する容器１０、流管１２、導入管１４、および回収管１６は、いずれも「液体収容構造」の一例である。
【0015】
ポンプ１８は、流管１２を含む循環流路の流れを生じさせる循環型ポンプである。ポンプ１８の構成は特に限定されないが、たとえばインペラの回転によって流路内で流体を循環させることができる。プラズマ発生器３０については後述する。
【0016】
（流路の構成）
容器１０、流管１２、導入管１４、および回収管１６の材質は、特に限定されない。材質の例として、金属、ガラス、セラミックス、ホーロー、ゴム、プラスチックなどが挙げられる。ただし、後述のようにプラズマ発生器３０が流管１２の管壁２０を通して電磁波を照射する場合には、管壁２０のうち少なくとも電磁波が透過する部分は、絶縁体からなることが好ましい。具体的には、管壁２０の材料の例として、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素などが挙げられるが、これらに限定されない。
容器１０、流管１２、導入管１４、および回収管１６の材質は、特に限定されない。材質の例として、金属、ガラス、セラミックス、ホーロー、ゴム、プラスチックなどが挙げられる。ただし、後述のようにプラズマ発生器３０が流管１２の管壁２０を通して電磁波を照射する場合には、管壁２０のうち少なくとも電磁波が透過する部分は、絶縁体からなることが好ましい。具体的には、管壁２０の材料の例として、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素などが挙げられるが、これらに限定されない。
【0017】
容器１０には、液状媒体Ｍが収容される。液状媒体Ｍには、ポリマーＰが分散または溶解している。液状媒体Ｍは、ポリマーＰとともに、容器１０から導入管１４を通って流管１２内に導入され、流管１２を通って回収管１６から再び容器１０に戻る。容器１０に戻った液状媒体Ｍは、再び導入管１４から流管１２内に導入される。このようにして、液状媒体Ｍは、ポリマーＰとともに、容器１０、流管１２、導入管１４、および回収管１６からなる流路を循環する。
【0018】
（液状媒体Ｍ）
液状媒体Ｍは、ポリマー分解システム１によるポリマーＰの処理を媒介する。液状媒体Ｍは、ポリマーＰの分散媒または溶媒としても機能し得る。本明細書において、「液状媒体」とは、大気圧の下で液体である媒体を意味する。たとえば、液状媒体Ｍは、温度２０℃、大気圧の下で液体である。液状媒体Ｍの沸点は、特に限定されないが、たとえば、２０℃以下、１０℃以下、または０℃以下であってよい。液状媒体Ｍの沸点は、特に限定されないが、たとえば、２０℃以上、３０℃以上、４０℃以上、５０℃以上、６０℃以上、７０℃以上、８０℃以上、９０℃以上、１００℃以上、１５０℃以上、または２００℃以上であってよい。液状媒体Ｍの粘度などの特性は特に限定されない。液状媒体Ｍには、分散剤や粘度調整剤など任意の添加剤が添加されてもよい。
液状媒体Ｍは、ポリマー分解システム１によるポリマーＰの処理を媒介する。液状媒体Ｍは、ポリマーＰの分散媒または溶媒としても機能し得る。本明細書において、「液状媒体」とは、大気圧の下で液体である媒体を意味する。たとえば、液状媒体Ｍは、温度２０℃、大気圧の下で液体である。液状媒体Ｍの沸点は、特に限定されないが、たとえば、２０℃以下、１０℃以下、または０℃以下であってよい。液状媒体Ｍの沸点は、特に限定されないが、たとえば、２０℃以上、３０℃以上、４０℃以上、５０℃以上、６０℃以上、７０℃以上、８０℃以上、９０℃以上、１００℃以上、１５０℃以上、または２００℃以上であってよい。液状媒体Ｍの粘度などの特性は特に限定されない。液状媒体Ｍには、分散剤や粘度調整剤など任意の添加剤が添加されてもよい。
【0019】
液状媒体Ｍの種類は特に限定されず、任意の１種類以上の液状物質が使用可能である。液状媒体Ｍの例として、水、アルコール、ケトン、エーテル、エステル、カルボン酸、アミン、芳香族化合物、ニトリル、ハロゲン化アルキルなどが挙げられる。アルコールの例として、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、ジエチンレングリコール、グリセロール、アリルアルコールなどが挙げられる。ケトンの例として、アセトン、アセチルアセトン、エチルメチルケトンなどが挙げられる。エーテルの例として、ジメチルエーテル、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジブチルエーテルなどが挙げられる。エステルの例として、酢酸エチル、酢酸ブチルなどが挙げられる。カルボン酸の例として、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、安息香酸などが挙げられる。アミンの例として、アニリン、エタノールアミン、ジエタノールアミンなどが挙げられる。芳香族化合物の例として、ベンゼンなどが挙げられる。ニトリルの例として、アセトニトリルなどが挙げられる。ハロゲン化アルキルの例として、クロロホルム、ジクロロメタンなどが挙げられる。液状媒体Ｍは、任意の物質が溶解した溶液であってもよく、任意の物質が分散した分散液であってもよい。
【0020】
たとえば、液状媒体Ｍは、極性分子を含む。これは、液状媒体Ｍが極性を有することで電磁波（特にマイクロ波）との相互作用が大きくなるため、プラズマ化しやすい点で好ましい。好ましくは、液状媒体Ｍは、水、アルコール、ケトン、エーテル、およびエステルからなる群から選択された１以上を含む。
【0021】
（ポリマーＰ）
ポリマーＰは、ポリマー分解システム１による処理の対象である。ポリマーＰは、１種類または２種類以上のモノマーの重合により得られる高分子化合物である。本明細書において、「ポリマー」とは、１種類または２種類以上の化学構造単位を繰り返し含む構造を有する化合物を意味する。ここで、ポリマーの繰り返し単位の数は特に限定されず、いわゆるオリゴマー（繰り返し単位の数が２～１００程度の重合性化合物）もポリマーに包含される。ポリマーＰの種類は、特に限定されず、天然に存在するポリマー（タンパク質、デンプン、セルロースなど）であってもよく、人工的に合成されたポリマーであってもよい。合成されたポリマーＰの例として、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレートなど）、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアミド（ポリアクリルアミドなど）、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、エポキシ樹脂、ポリスチレン、ポリハロゲン化ビニル（ポリ塩化ビニルなど）、フッ素樹脂、ポリビニルアルコール、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、合成ゴム、繊維強化プラスチックなどが挙げられる。
ポリマーＰは、ポリマー分解システム１による処理の対象である。ポリマーＰは、１種類または２種類以上のモノマーの重合により得られる高分子化合物である。本明細書において、「ポリマー」とは、１種類または２種類以上の化学構造単位を繰り返し含む構造を有する化合物を意味する。ここで、ポリマーの繰り返し単位の数は特に限定されず、いわゆるオリゴマー（繰り返し単位の数が２～１００程度の重合性化合物）もポリマーに包含される。ポリマーＰの種類は、特に限定されず、天然に存在するポリマー（タンパク質、デンプン、セルロースなど）であってもよく、人工的に合成されたポリマーであってもよい。合成されたポリマーＰの例として、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレートなど）、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアミド（ポリアクリルアミドなど）、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、エポキシ樹脂、ポリスチレン、ポリハロゲン化ビニル（ポリ塩化ビニルなど）、フッ素樹脂、ポリビニルアルコール、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、合成ゴム、繊維強化プラスチックなどが挙げられる。
【0022】
ポリマーＰは、容器１０および流管１２中で液状媒体Ｍに接触している。具体的には、図１および図２に示すように、ポリマーＰは、微粒子として液状媒体Ｍに分散しているか、または液状媒体Ｍに溶解している。ただし、ポリマーＰの存在形態は上記例に限定されない。たとえば、ポリマーＰは、目視可能な大きさの塊として、液状媒体Ｍ中に存在してもよい。
【0023】
ポリマーＰと液状媒体Ｍとの質量比は、たとえば、０．００１：９９．９９９～５０：５０、０．０１：９９．９９～３０：７０、０．１：９９．９～２０：８０、１：９９～１０：９０、または２：９８～５：９５である。
【0024】
（プラズマ発生器３０）
プラズマ発生器３０は、液状媒体Ｍをプラズマ化処理する。具体的には、プラズマ発生器３０は、流管１２内の液状媒体Ｍに作用して、液状媒体Ｍをプラズマ化させることができる。具体的には、図１および図２に示すように、プラズマ発生器３０は、電磁波を送信する電磁波送信部３２と、電磁波送信部３２から電磁波を受信する電磁波受信部３４と、を含む。電磁波送信部３２は、流管１２の外部に配置され、電磁波受信部３４は、流管１２の内部に配置される。
プラズマ発生器３０は、液状媒体Ｍをプラズマ化処理する。具体的には、プラズマ発生器３０は、流管１２内の液状媒体Ｍに作用して、液状媒体Ｍをプラズマ化させることができる。具体的には、図１および図２に示すように、プラズマ発生器３０は、電磁波を送信する電磁波送信部３２と、電磁波送信部３２から電磁波を受信する電磁波受信部３４と、を含む。電磁波送信部３２は、流管１２の外部に配置され、電磁波受信部３４は、流管１２の内部に配置される。
【0025】
電磁波送信部３２は、電磁波受信部３４に向けて電磁波を送信する。電磁波送信部３２は、電磁波受信部３４と協働して液状媒体Ｍをプラズマ化できる電磁波を出力する。電磁波送信部３２の構成は特に限定されず、上記のような電磁波を送信可能な任意の構成であってよい。たとえば、図１および図２に示すように、電磁波送信部３２は、電磁波を出力する電磁波出力部４０と、電磁波出力部４０から出力された電磁波を電磁波受信部３４に向けて放射する電磁波放射部４２と、を有する。電磁波出力部４０は、電源と、電磁波を発振する発振器（たとえば、マグネトロン）と、必要に応じて発振された電磁波を増幅する増幅器と、を有する。電磁波放射部４２は、流管１２の内部に電磁波を放射する発信アンテナとして機能する。
【0026】
電磁波送信部３２から放射される電磁波は、電磁波受信部３４に照射されることにより、電磁波受信部３４に電子を放出させる。たとえば、電磁波は、周波数が１００ＭＨｚ以上３００ＧＨｚ以下のマイクロ波である。より具体的には、電磁波の周波数は、日本で家庭用に使用することが認められている２．４５ＧＨｚ、食品解凍用に使用される９１５ＭＨｚなどであってよい。
【0027】
電磁波受信部３４は、電磁波送信部３２から送信された電磁波を受信する受信アンテナとして機能する。電磁波受信部３４は、電磁波送信部３２から電磁波を受信したことに応答して、表面から電子を放出する。放出された電子は、流管１２内の液状媒体Ｍを攻撃して活性化させることにより、液状媒体Ｍをプラズマ化する。たとえば、電磁波受信部３４は、金属材料を含む。金属材料は、電磁波送信部３２から電磁波を照射されると、表面から電子を容易に放出する。
【0028】
電磁波受信部３４は、流管１２の内部に配置されて、液状媒体Ｍに接触している。具体的には、図１および図２に示すように、電磁波受信部３４は、流管１２の管壁２０から上方（ｚ方向）に延在する細長い形状を有する。なお、電磁波受信部３４は、管壁２０と一体に形成されてもよい。電磁波受信部３４の形状および配置は、特に限定されない。たとえば、電磁波受信部３４は、糸状、膜状、板状、台状、柱状、網状、繊維状、球状など、任意の形状を有し得る。電磁波受信部３４は、電子を放出しやすくするように表面に凹凸が形成された形状を有してもよい。また、電磁波受信部３４は、必ずしも図１のように回収管１６の付近に設けられる必要はなく、流管１２のどこに設けられてもよい。電磁波受信部３４は、導入管１４または回収管１６の内部に設けられてもよい。
【0029】
電磁波受信部３４は、導電性を有するコア４４と、導電性コア４４を少なくとも部分的に被覆する誘電性被覆４６と、を有する。図１および図２に示すように、導電性コア４４の外面は、誘電性被覆４６によって覆われている。
【0030】
導電性コア４４は、金属材料を含む導電性部材である。導電性コア４４は、電磁波（たとえばマイクロ波）を照射されると、表面から自由電子を放出する。放出された電子は、導電性コア４４を覆う誘電性被覆４６を通過して電磁波受信部３４を飛び出し、周囲の液状媒体Ｍの分子をプラズマ化する。
【0031】
たとえば、導電性コア４４の材質は、金属である。金属材料の例として、銅、鉄、アルミニウム、マグネシウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、亜鉛、ゲルマニウム、パラジウム、インジウム、スズ、銀、モリブデン、タンタル、タングステン、金、白金などの単体金属；これらの１以上を主成分とする合金；金属物性を有する金属酸化物、金属炭化物、金属シリサイド、金属窒化物、これらをベースとする複合材料などが挙げられるが、これらに限定されない。
【0032】
誘電性被覆４６は、導電性コア４４の周囲の一部または全部を覆う。誘電性被覆４６は、液状媒体Ｍへの導電性コア４４の溶出を抑制する。誘電性被覆４６は、導電性コア４４を構成する金属元素と、液状媒体Ｍ、ポリマーＰ、または分解生成物Ｄとの反応を抑制する。これにより、誘電性被覆４６は、導電性コア４４の腐食を防ぐ保護層として機能し得る。一方で、誘電性被覆４６は、電磁波送信部３２から照射された電磁波、および、導電性コア４４から放出された電子を、少なくとも部分的に透過させることができる。また、導電性コア４４から放出された電子のうち誘電性被覆４６を透過できなかった電子が、誘電性被覆４６の内側に蓄積すると、誘電性被覆４６の両側に電位差が生じ得る。これにより、誘電性被覆４６が誘電分極を起こし、誘電性被覆４６の表面に電荷が発生する。誘電性被覆４６を透過した電子と、誘電分極により誘電性被覆４６の表面に生じた電荷と、の両方が、液状媒体Ｍのプラズマ化に寄与し得る。
【0033】
誘電性被覆４６の材質は、誘電体である。誘電性被覆４６の材質の例として、ガラス、セラミックスなどが挙げられる。ガラスの例として、非晶質の酸化ケイ素（たとえば二酸化ケイ素ＳｉＯ２）、ソーダ石灰ガラス、石英ガラス、ケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸ガラスなどが挙げられる。セラミックスの例として、金属酸化物、金属炭化物、金属シリサイド、金属窒化物、金属元素を含まない無機材料（たとえば、ダイヤモンド、シリコン、炭素繊維、炭化ケイ素、フラーレン、炭化ホウ素）などが挙げられる。より具体的には、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素などが挙げられるが、これらに限定されない。
【0034】
誘電性被覆４６の厚さは、たとえば、１μｍ～５００μｍ、１０μｍ～３００μｍ、または５０μｍ～２００μｍである。厚さが１μｍ以上であれば、一定の絶縁性を確保できるとともに、絶縁破壊が生じる可能性を低減できる。厚さが５００μｍ以下であれば、電子が誘電性被覆４６を透過できない可能性を低減できる。
【0035】
図１および図２に示す電磁波放射部４２の先端と導電性コア４４との間の距離ｄは、たとえば、以下の関係式１を満たす。たとえば、ｄ＝λ／４である。たとえば、電磁波放射部４２が周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を照射する場合には、ｄが２７ｍｍ以上３４ｍｍ以下であることが好ましい。ｄが関係式１を満たす場合、電磁波受信部３４によるプラズマ化が安定的に起こる点で好ましい。
［関係式１］
０．９×λ／４≦ｄ≦１．１×λ／４ （λ：電磁波の波長）
［関係式１］
０．９×λ／４≦ｄ≦１．１×λ／４ （λ：電磁波の波長）
【0036】
［ポリマー分解システム１の使用方法］
次いで、ポリマー分解システム１の使用方法について説明する。
本実施形態によれば、流路内を流れるポリマーＰを分解する方法であって、流路内で、ポリマーＰと、プラズマ化した液状媒体Ｍとを接触させることを含む、ポリマー分解方法が提供される。
次いで、ポリマー分解システム１の使用方法について説明する。
本実施形態によれば、流路内を流れるポリマーＰを分解する方法であって、流路内で、ポリマーＰと、プラズマ化した液状媒体Ｍとを接触させることを含む、ポリマー分解方法が提供される。
【0037】
別の側面として、本実施形態によれば、液体収容構造の内部に液状媒体Ｍとともに収容されたポリマーＰを分解する方法であって、導電性コア４４を含む電磁波受信部３４が液体収容構造内で液状媒体Ｍに接触している状態で、電磁波受信部３４に電磁波を送信することを含む、ポリマー分解方法が提供される。
【0038】
さらに別の側面として、本実施形態によれば、流路内を流れるポリマーＰを処理することによって分解生成物Ｄを製造する方法であって、ポリマーＰと、プラズマ化した液状媒体Ｍとを接触させることを含む、分解生成物Ｄの製造方法が提供される。
【0039】
上記のポリマー分解方法または分解生成物の製造方法は、具体的には以下のようなステップを含み得る。以下、ポリマーＰの処理について、ステップごとに順を追って説明する。
【0040】
（混合ステップ）
まず、液状媒体Ｍのプラズマ化処理の前に、液状媒体ＭおよびポリマーＰを容器１０内で混合することができる。これに先立って、ポリマーＰを粉砕してもよい。たとえば、ポリマーＰを微粒子の状態で液状媒体Ｍ中に分散させるか、液状媒体Ｍに溶解させることができる。なお、ポリマーＰを液状媒体Ｍに投入するタイミングは、上記例に限定されない。たとえば、液状媒体Ｍのプラズマ化処理と同時にポリマーＰを液状媒体Ｍに投入してもよい。また、液状媒体Ｍのプラズマ化処理の後、プラズマ化処理された液状媒体ＭにポリマーＰを投入してもよい。
まず、液状媒体Ｍのプラズマ化処理の前に、液状媒体ＭおよびポリマーＰを容器１０内で混合することができる。これに先立って、ポリマーＰを粉砕してもよい。たとえば、ポリマーＰを微粒子の状態で液状媒体Ｍ中に分散させるか、液状媒体Ｍに溶解させることができる。なお、ポリマーＰを液状媒体Ｍに投入するタイミングは、上記例に限定されない。たとえば、液状媒体Ｍのプラズマ化処理と同時にポリマーＰを液状媒体Ｍに投入してもよい。また、液状媒体Ｍのプラズマ化処理の後、プラズマ化処理された液状媒体ＭにポリマーＰを投入してもよい。
【0041】
（送液ステップ）
次いで、ポンプ１８を作動させて、容器１０内の液状媒体ＭおよびポリマーＰを、容器１０に接続された流管１２に送液することができる。具体的には、容器１０内の液状媒体ＭおよびポリマーＰを、導入管１４から流管１２に導入することができる。流管１２に導入された液状媒体ＭおよびポリマーＰは、流管１２を通って回収管１６から容器１０へ循環され得る。図１に示す構成においては、この送液処理により、液状媒体ＭおよびポリマーＰは、容器１０、流管１２、導入管１４、および回収管１６から形成される流路を継続的に循環する。
次いで、ポンプ１８を作動させて、容器１０内の液状媒体ＭおよびポリマーＰを、容器１０に接続された流管１２に送液することができる。具体的には、容器１０内の液状媒体ＭおよびポリマーＰを、導入管１４から流管１２に導入することができる。流管１２に導入された液状媒体ＭおよびポリマーＰは、流管１２を通って回収管１６から容器１０へ循環され得る。図１に示す構成においては、この送液処理により、液状媒体ＭおよびポリマーＰは、容器１０、流管１２、導入管１４、および回収管１６から形成される流路を継続的に循環する。
【0042】
（プラズマ化処理ステップ）
次いで、流管１２内の液状媒体Ｍのプラズマ化処理を行う。具体的には、図２に示すように、液状媒体ＭおよびポリマーＰが流管１２内を流れている状態で、電磁波送信部３２を操作することにより、電磁波を流管１２内の電磁波受信部３４に照射する。電磁波受信部３４の導電性コア４４は、電磁波のエネルギーを受けて、表面から自由電子を放出する。導電性コア４４から放出された自由電子の少なくとも一部は、誘電性被覆４６を透過して、電磁波受信部３４の周りの液状媒体Ｍの分子に衝突する。電子の衝突によって、図２に示すように、液状媒体Ｍの一部がプラズマ化して発光（スパークＳ）が生じる。たとえば、液状媒体Ｍの分子同士の間で、励起電子のキャッチボールが行われ、液状媒体Ｍの分子が連鎖的にラジカル化および／またはイオン化すると推測される。たとえば、液状媒体Ｍがエチレングリコールである場合には、電子からの攻撃によって、以下のように、エチレングリコールの構造中の炭素原子、酸素原子、水素原子などに電荷が発生すると推測される。ただし、プラズマ化した液状媒体Ｍの構造は、下記に限定されず、複数の電荷を有するもの、化学結合が開裂したもの、ラジカル化したものなど、様々なバリエーションが考えられる。
次いで、流管１２内の液状媒体Ｍのプラズマ化処理を行う。具体的には、図２に示すように、液状媒体ＭおよびポリマーＰが流管１２内を流れている状態で、電磁波送信部３２を操作することにより、電磁波を流管１２内の電磁波受信部３４に照射する。電磁波受信部３４の導電性コア４４は、電磁波のエネルギーを受けて、表面から自由電子を放出する。導電性コア４４から放出された自由電子の少なくとも一部は、誘電性被覆４６を透過して、電磁波受信部３４の周りの液状媒体Ｍの分子に衝突する。電子の衝突によって、図２に示すように、液状媒体Ｍの一部がプラズマ化して発光（スパークＳ）が生じる。たとえば、液状媒体Ｍの分子同士の間で、励起電子のキャッチボールが行われ、液状媒体Ｍの分子が連鎖的にラジカル化および／またはイオン化すると推測される。たとえば、液状媒体Ｍがエチレングリコールである場合には、電子からの攻撃によって、以下のように、エチレングリコールの構造中の炭素原子、酸素原子、水素原子などに電荷が発生すると推測される。ただし、プラズマ化した液状媒体Ｍの構造は、下記に限定されず、複数の電荷を有するもの、化学結合が開裂したもの、ラジカル化したものなど、様々なバリエーションが考えられる。
【化1】
【0043】
また、導電性コア４４から放出された電子のうち誘電性被覆４６を透過できなかった電子が、誘電性被覆４６の内側に蓄積することによって、誘電性被覆４６の誘電分極が生じ得る。これにより、誘電性被覆４６の外面に発生した電荷も、液状媒体Ｍを励起させることができる。
【0044】
このように、電磁波受信部３４が流路内で液状媒体Ｍと接触している状態で、電磁波送信部３２から電磁波受信部３４に電磁波を照射すると、電磁波受信部３４の導電性コア４４が自由電子を放出する。放出された電子は、誘電性被覆４６を透過し、および／または誘電性被覆４６の誘電分極を介して、液状媒体Ｍをプラズマ状態に励起することができる。このようにして液状媒体Ｍをプラズマ化処理することにより、上記のような液状媒体Ｍのラジカルを発生させることができる。
【0045】
（分解ステップ）
プラズマ化した液状媒体Ｍは、化学的に不安的な状態にあるので、非常に反応性が高い。このため、プラズマ化した液状媒体Ｍは、ポリマーＰと反応して、ポリマーＰを分解する。たとえば、ラジカル化した液状媒体Ｍの不対電子が、ポリマーＰを攻撃する。これにより、ポリマーＰの構造中の１以上の化学結合が切断されて、ポリマーＰが、より分子量の小さいポリマー（オリゴマーでも可）、および／または、ポリマーＰの最小構成単位であるモノマーまで分解される。このように、プラズマ化していない液状媒体ＭとポリマーＰとが接触している状態で、液状媒体Ｍをプラズマ化処理することにより、プラズマ化した液状媒体ＭによってポリマーＰを分解することができる。より具体的には、プラズマ化していない液状媒体ＭにポリマーＰが分散または溶解している状態で、液状媒体Ｍをプラズマ化処理することにより、プラズマ化した液状媒体ＭによってポリマーＰを分解することができる。このように、ポリマーＰと、プラズマ化した液状媒体Ｍとを接触させることにより、図１および図２に示すように、ポリマーＰから分解された分解生成物Ｄが生成する。なお、図１および図２では、ポリマーＰと分解生成物Ｄとを区別するために異なる大きさで示しているが、これは単に概念的な区別である。分解生成物Ｄは、ポリマーＰより小さい分子量を有するが、必ずしも粒子径などの物理的な大きさがポリマーＰより実質的に小さくなるとは限らない。
プラズマ化した液状媒体Ｍは、化学的に不安的な状態にあるので、非常に反応性が高い。このため、プラズマ化した液状媒体Ｍは、ポリマーＰと反応して、ポリマーＰを分解する。たとえば、ラジカル化した液状媒体Ｍの不対電子が、ポリマーＰを攻撃する。これにより、ポリマーＰの構造中の１以上の化学結合が切断されて、ポリマーＰが、より分子量の小さいポリマー（オリゴマーでも可）、および／または、ポリマーＰの最小構成単位であるモノマーまで分解される。このように、プラズマ化していない液状媒体ＭとポリマーＰとが接触している状態で、液状媒体Ｍをプラズマ化処理することにより、プラズマ化した液状媒体ＭによってポリマーＰを分解することができる。より具体的には、プラズマ化していない液状媒体ＭにポリマーＰが分散または溶解している状態で、液状媒体Ｍをプラズマ化処理することにより、プラズマ化した液状媒体ＭによってポリマーＰを分解することができる。このように、ポリマーＰと、プラズマ化した液状媒体Ｍとを接触させることにより、図１および図２に示すように、ポリマーＰから分解された分解生成物Ｄが生成する。なお、図１および図２では、ポリマーＰと分解生成物Ｄとを区別するために異なる大きさで示しているが、これは単に概念的な区別である。分解生成物Ｄは、ポリマーＰより小さい分子量を有するが、必ずしも粒子径などの物理的な大きさがポリマーＰより実質的に小さくなるとは限らない。
【0046】
上記の原理によるポリマーＰの分解は、特別な触媒を必要としない。すなわち、ポリマーＰは、高分子化合物の分解反応のための触媒が存在しない状態で、プラズマ化した液状媒体Ｍと接触する。このため、触媒を使用する分解処理に比べてコストが軽減でき、効率的である。
【0047】
（温度条件）
液状媒体Ｍのプラズマ化処理を行う際の温度（たとえば、電磁波送信部３２による電磁波の照射を行う際の液状媒体Ｍの温度）は、特に限定されないが、たとえば、いずれも１０℃以上１５０℃以下であってよい。ポリマーＰとプラズマ化した液状媒体Ｍとを接触させる際の温度は、特に限定されないが、たとえば、１０℃以上１５０℃以下であってよい。これらの温度は、ポリマーＰと液状媒体Ｍとが接触した状態でプラズマ化処理を行う場合には、実質的に同じ温度である。なお、ここでの「温度」とは、流管１２内の液状媒体Ｍ全体の平均温度を意味する。
液状媒体Ｍのプラズマ化処理を行う際の温度（たとえば、電磁波送信部３２による電磁波の照射を行う際の液状媒体Ｍの温度）は、特に限定されないが、たとえば、いずれも１０℃以上１５０℃以下であってよい。ポリマーＰとプラズマ化した液状媒体Ｍとを接触させる際の温度は、特に限定されないが、たとえば、１０℃以上１５０℃以下であってよい。これらの温度は、ポリマーＰと液状媒体Ｍとが接触した状態でプラズマ化処理を行う場合には、実質的に同じ温度である。なお、ここでの「温度」とは、流管１２内の液状媒体Ｍ全体の平均温度を意味する。
【0048】
プラズマ化処理を行う際の温度は、たとえば、１５℃以上、２０℃以上、２５℃以上、３０℃以上、４０℃以上、５０℃以上、６０℃以上、７０℃以上、８０℃以上、９０℃以上、または１００℃以上であってよい。プラズマ化処理を行う際の温度は、たとえば、１４０℃以下、１２０℃以下、１００℃以下、８０℃以下、６０℃以下、５０℃以下、４０℃以下、または３０℃以下であってよい。
【0049】
ポリマーＰとプラズマ化した液状媒体Ｍとを接触させる際の温度は、たとえば、１５℃以上、２０℃以上、２５℃以上、３０℃以上、４０℃以上、５０℃以上、６０℃以上、７０℃以上、８０℃以上、９０℃以上、または１００℃以上であってよい。ポリマーＰとプラズマ化した液状媒体Ｍとを接触させる際の温度は、たとえば、１４０℃以下、１２０℃以下、１００℃以下、８０℃以下、６０℃以下、５０℃以下、４０℃以下、または３０℃以下であってよい。
【0050】
原理的に、上記の液状媒体Ｍのプラズマ化処理において積極的な加熱操作を行う必要はないので、コストおよび効率の点で、容器１０、流管１２、および液状媒体Ｍを加熱することなく、液状媒体Ｍのプラズマ化処理を行うことが好ましい。液状媒体Ｍのプラズマ化処理を行う際の温度、および／または、ポリマーＰとプラズマ化した液状媒体Ｍとを接触させる際の温度は、室温であってよい。ただし、液状媒体Ｍが、プラズマ化した他の液状媒体Ｍの分子や電磁波（たとえばマイクロ波）自体によって加熱される可能性がある。この場合には、液状媒体Ｍのプラズマ化処理として電磁波を照射している間、液状媒体Ｍの温度が増加し得る。液状媒体Ｍの蒸発を防ぐためには、温度が液状媒体Ｍの沸点を超えないように電磁波の出力を調整することが好ましい。
【0051】
（圧力条件）
液状媒体Ｍのプラズマ化処理を行う際の圧力、および、ポリマーＰとプラズマ化した液状媒体Ｍとを接触させる際の圧力は、いずれも特に限定されないが、０．０５ＭＰａ以上１．５ＭＰａ未満であってよい。プラズマ化処理を行う圧力は、たとえば、０．０６ＭＰａ以上、０．０７ＭＰａ以上、０．０８ＭＰａ以上、０．０９ＭＰａ以上、０．１ＭＰａ以上、または大気圧以上であってよい。プラズマ化処理を行う圧力は、たとえば、１．４ＭＰａ以下、１．３ＭＰａ以下、１．２ＭＰａ以下、１．１ＭＰａ以下、または大気圧以下であってよい。
液状媒体Ｍのプラズマ化処理を行う際の圧力、および、ポリマーＰとプラズマ化した液状媒体Ｍとを接触させる際の圧力は、いずれも特に限定されないが、０．０５ＭＰａ以上１．５ＭＰａ未満であってよい。プラズマ化処理を行う圧力は、たとえば、０．０６ＭＰａ以上、０．０７ＭＰａ以上、０．０８ＭＰａ以上、０．０９ＭＰａ以上、０．１ＭＰａ以上、または大気圧以上であってよい。プラズマ化処理を行う圧力は、たとえば、１．４ＭＰａ以下、１．３ＭＰａ以下、１．２ＭＰａ以下、１．１ＭＰａ以下、または大気圧以下であってよい。
【0052】
原理的に、上記の液状媒体Ｍのプラズマ化処理において積極的な加圧操作を行う必要はないので、コストおよび効率の点で、流路の内部空間や液状媒体Ｍを加圧することなく、液状媒体Ｍのプラズマ化処理を行うことが好ましい。好ましくは、液状媒体Ｍのプラズマ化処理、および／または、ポリマーＰとプラズマ化した液状媒体Ｍとの接触は、大気圧下で行われ得る。
【0053】
（回収ステップ）
分解処理後、ポリマーＰの分解によって生成した分解生成物Ｄを回収する。ポリマーＰを流路内で循環させて、プラズマ化した液状媒体Ｍによる分解処理を繰り返すことにより、容器１０の内部に分解生成物Ｄが蓄積されていく。このようにして分解生成物Ｄを容器１０に回収できるので、容器１０は、ポリマーＰの分解により生成した分解生成物Ｄを回収する「回収部」に相当する。分解生成物Ｄは、必要に応じて液状媒体Ｍから分離されてよい。ポリマーＰが容器１０内に残留している場合には、分解生成物Ｄを残留しているポリマーＰおよび液状媒体Ｍから分離することにより、分解生成物Ｄを回収することができる。
分解処理後、ポリマーＰの分解によって生成した分解生成物Ｄを回収する。ポリマーＰを流路内で循環させて、プラズマ化した液状媒体Ｍによる分解処理を繰り返すことにより、容器１０の内部に分解生成物Ｄが蓄積されていく。このようにして分解生成物Ｄを容器１０に回収できるので、容器１０は、ポリマーＰの分解により生成した分解生成物Ｄを回収する「回収部」に相当する。分解生成物Ｄは、必要に応じて液状媒体Ｍから分離されてよい。ポリマーＰが容器１０内に残留している場合には、分解生成物Ｄを残留しているポリマーＰおよび液状媒体Ｍから分離することにより、分解生成物Ｄを回収することができる。
【0054】
生成分解物Ｄの分離方法は特に限定されず、既知の１以上の手法を使用可能である。分離方法の例として、乾燥、濾過、抽出、蒸留、精製、クロマトグラフィーなどが挙げられる。たとえば、乾燥による液状媒体Ｍの除去には、任意の加熱装置または減圧装置が使用可能である。濾過による分解生成物Ｄと液状媒体Ｍとの分離（ポリマーＰが残留している場合には、さらに分解生成物ＤとポリマーＰとの分離）には、任意のフィルタが使用可能である。抽出、蒸留、および精製による分離には、それぞれ任意の抽出装置、蒸留装置、および精製装置が使用可能である。クロマトグラフィーの例としては、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ：ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｌｉｑｕｉｄ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）、超高速液体クロマトグラフィー（ＵＰＬＣ：ｕｌｔｒａ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｌｉｑｕｉｄ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）などが挙げられる。たとえば、分解生成物Ｄが液状媒体Ｍに溶解し、ポリマーＰが液状媒体Ｍに溶解しない場合には、まず分解生成物Ｄが溶解した液状媒体ＭとポリマーＰとを分離する。その後、液状媒体Ｍから分解生成物Ｄを分離することにより、分解生成物Ｄを回収することができる。このようにして、分解生成物Ｄを回収することができる。各操作に使用可能な装置は、いずれも分解生成物Ｄを液状媒体Ｍから分離する「分離手段」に相当する。なお、容器１０内にポリマーＰは吸着しないが分解生成物Ｄは吸着する部材を設けることにより、ポリマーＰの分解処理を繰り返しながら分解生成物Ｄを蓄積して回収することができる。容器１０内に適当な仕切りを設けることにより、分解処理前のポリマーＰと分解処理後の分解生成物Ｄとが混ざらないようにしてもよい。これらの吸着部材または仕切り部材も、分解生成物Ｄを液状媒体Ｍから分離する「分離手段」に相当する。
【0055】
以上のようなポリマー分解システム１および方法によれば、触媒を必要とせず、かつ、積極的な加熱操作または加圧操作を行う必要もなく、ポリマーＰの分解を効率的に行うことができる。これにより、ポリマーＰの再利用を効率化することができる。したがって、環境負荷の軽減やサーキュラーエコノミーの実現に貢献できる。なお、触媒を使用したり、積極的な加熱操作または加圧操作を行ったりすることによって、さらにポリマーＰの分解の効率性を向上させてもよい。
【0056】
上記のように、流路がポリマーＰおよび液状媒体Ｍを循環させるように構成される場合、ポリマーＰを循環させることによってプラズマ発生器３０による分解処理を繰り返すことができるので、効率よくポリマーＰを分解することができる。
【0057】
＜第１変形例＞
図３を参照して、第１実施形態の第１変形例に係るポリマー分解システム１について説明する。第１変形例は、複数のプラズマ発生器３０が設けられる点で第１実施形態と相違する。以下では、主に上記実施形態との相違点について説明し、上記実施形態と共通する点についての説明は繰り返さない。
図３は、第１実施形態の第１変形例に係るポリマー分解システム１の部分拡大図である。
図３を参照して、第１実施形態の第１変形例に係るポリマー分解システム１について説明する。第１変形例は、複数のプラズマ発生器３０が設けられる点で第１実施形態と相違する。以下では、主に上記実施形態との相違点について説明し、上記実施形態と共通する点についての説明は繰り返さない。
図３は、第１実施形態の第１変形例に係るポリマー分解システム１の部分拡大図である。
【0058】
図３に示すように、第１変形例に係るポリマー分解システム１は、２つのプラズマ発生器３０を含む。具体的には、流管１２の外部に２つの電磁波送信部３２が設けられ、これらの電磁波送信部３２に対応して、流管１２内に２つの電磁波受信部３４が設けられる。このように、複数のプラズマ発生器３０が設けられることにより、ポリマーＰの分解効率を向上させることができる。
【0059】
＜第２変形例＞
図４を参照して、第１実施形態の第２変形例に係るポリマー分解システム１について説明する。第２変形例は、プラズマ発生器３０の電磁波送信部３２が流管１２の管壁２０に取り付けられている点で第１実施形態と相違する。以下では、主に上記実施形態との相違点について説明し、上記実施形態と共通する点についての説明は繰り返さない。
図４は、第１実施形態の第２変形例に係るポリマー分解システム１の概略図である。
図４を参照して、第１実施形態の第２変形例に係るポリマー分解システム１について説明する。第２変形例は、プラズマ発生器３０の電磁波送信部３２が流管１２の管壁２０に取り付けられている点で第１実施形態と相違する。以下では、主に上記実施形態との相違点について説明し、上記実施形態と共通する点についての説明は繰り返さない。
図４は、第１実施形態の第２変形例に係るポリマー分解システム１の概略図である。
【0060】
図４に示すように、第２変形例においては、電磁波放射部４２が、流管１２の管壁２０を貫通して設けられる。これにより、電磁波放射部４２は、部分的に流管１２の内部に位置するとともに、部分的に流管１２の外部に位置する。したがって、電磁波送信部３２の一部は、流管１２の内部に位置し、電磁波送信部３２の一部は、流管１２の外部に位置する。なお、電磁波送信部３２の全体が流管１２の内部に配置されてもよい。すなわち、電磁波送信部３２の少なくとも一部が、流管１２の内部に配置され得る。電磁波放射部４２が流管１２と一体に形成されてもよく、電磁波送信部３２の全体が流管１２と一体に形成されてもよい。
【0061】
図１および図２に示す第１実施形態では、管壁２０は、電磁波送信部３２からの電磁波を遮断しないように絶縁性材料で構成されている。これに対し、第２変形例では、電磁波放射部４２の先端が流管１２の内部に配置されるので、管壁２０の材料は、絶縁性材料に限定されない。たとえば、管壁２０は、金属材料など他の材料から構成されてもよい。
【0062】
なお、電磁波受信部３４が金属材料などの導電性材料からなる管壁２０に取り付けられる場合には、誘電性被覆４６は、導電性コア４４と管壁２０などの外部構造体との間に介在することにより、導電性コア４４を接地させない機能を有し得る。たとえば、もし導電性コア４４が導電性の管壁２０に直接接触して接地していると、電磁波によって励起された導電性コア４４の電子が管壁２０側に逃げることにより、液状媒体Ｍのプラズマ化が効率よく進行しない可能性がある。導電性コア４４と外部構造体との間に設けられた誘電性被覆４６は、導電性コア４４と当該外部構造体とを電気的に絶縁する。誘電性被覆４６のうち、導電性コア４４と外部構造体との間に位置する部分は、実質的に電子を通過させない厚さを有することができる。たとえば、誘電性被覆４６は、導電性コア４４と管壁２０との間に位置する底部において、他の部分より大きな厚さを有し得る。
【0063】
第２変形例に係るポリマー分解システム１では、流管１２の内部で電磁波を放射するので、流管１２の管壁２０によって電磁波が減衰しない点で有利である。一方、第１実施形態のように電磁波送信部３２が流管１２の外部に配置される場合には、液状媒体Ｍに接触することによる電磁波送信部２２の劣化を防止することができるという利点がある。
【0064】
＜第３変形例＞
図５を参照して、第１実施形態の第３変形例に係るポリマー分解システム１について説明する。第３変形例は、電磁波受信部３４がｙ方向に延在している点で第１実施形態と相違する。以下では、主に上記実施形態との相違点について説明し、上記実施形態と共通する点についての説明は繰り返さない。
図５は、第１実施形態の第３変形例に係るポリマー分解システム１の流管１２およびプラズマ発生器３０をｘｙ平面に沿って切断した断面図である。
図５を参照して、第１実施形態の第３変形例に係るポリマー分解システム１について説明する。第３変形例は、電磁波受信部３４がｙ方向に延在している点で第１実施形態と相違する。以下では、主に上記実施形態との相違点について説明し、上記実施形態と共通する点についての説明は繰り返さない。
図５は、第１実施形態の第３変形例に係るポリマー分解システム１の流管１２およびプラズマ発生器３０をｘｙ平面に沿って切断した断面図である。
【0065】
図５に示すように、第３変形例では、電磁波受信部３４は、図１のようにｚ方向に延在するのではなく、管壁２０の一側と他側との間でｙ方向に延在する。電磁波放射部４２と電磁波受信部３４との最短距離ｄは、第１実施形態と同様に設定される。このような構成によれば、電磁波受信部３４の両端が管壁２０に固定されるので、電磁波受信部３４の機械的強度を向上させることができる。これにより、電磁波受信部３４が液状媒体Ｍの流れに長時間曝されることによる位置ずれを抑制することができる。
【0066】
＜第４変形例＞
図６を参照して、第１実施形態の第４変形例に係るポリマー分解システム１について説明する。第４変形例は、電磁波受信部３４の導電性コア４４が球体形状を有する点で第１実施形態と相違する。以下では、主に上記実施形態との相違点について説明し、上記実施形態と共通する点についての説明は繰り返さない。
図６は、第１実施形態の第４変形例に係るポリマー分解システム１の流管１２およびプラズマ発生器３０をｘｙ平面に沿って切断した断面図である。
図６を参照して、第１実施形態の第４変形例に係るポリマー分解システム１について説明する。第４変形例は、電磁波受信部３４の導電性コア４４が球体形状を有する点で第１実施形態と相違する。以下では、主に上記実施形態との相違点について説明し、上記実施形態と共通する点についての説明は繰り返さない。
図６は、第１実施形態の第４変形例に係るポリマー分解システム１の流管１２およびプラズマ発生器３０をｘｙ平面に沿って切断した断面図である。
【0067】
図６に示すように、第４変形例では、電磁波受信部３４は、球体形状の導電性コア４４と、導電性コア４４の外面を被覆する誘電性被覆４６と、を含む。電磁波受信部３４は、ｘｙ平面視で流管１２の中央部に配置され、管壁２０の内面から電磁波受信部３４まで延在する２つの支持部４８によって支持される。電磁波放射部４２と電磁波受信部３４との最短距離ｄは、第１実施形態と同様に設定される。このような構成によれば、電磁波受信部３４が管壁２０から延在する支持部４８によって支持される。これにより、第３変形例と同様に、電磁波受信部３４が液状媒体Ｍの流れに長時間曝されることによる位置ずれを抑制することができる。なお、図６では、２つの支持部４８がｙ方向に延在しているが、支持部４８の数、配置、および延在方向は特に限定されない。たとえば、３つ以上の支持部４８が、電磁波受信部３４をより強固に支持されてもよい。導電性コア４４の数および配置も上記例に限定されない。
【0068】
＜第５変形例＞
図７を参照して、第１実施形態の第５変形例に係るポリマー分解システム１について説明する。第５変形例は、流管１２の管壁２０に窓部２２が設けられている点で第１実施形態と相違する。以下では、主に上記実施形態との相違点について説明し、上記実施形態と共通する点についての説明は繰り返さない。
図７は、第１実施形態の第５変形例に係るポリマー分解システム１の部分拡大図である。
図７を参照して、第１実施形態の第５変形例に係るポリマー分解システム１について説明する。第５変形例は、流管１２の管壁２０に窓部２２が設けられている点で第１実施形態と相違する。以下では、主に上記実施形態との相違点について説明し、上記実施形態と共通する点についての説明は繰り返さない。
図７は、第１実施形態の第５変形例に係るポリマー分解システム１の部分拡大図である。
【0069】
図７に示すように、第５変形例では、流管１２の管壁２０は、電磁波放射部４２からの電磁波が通過する部分に窓部２２を有する。窓部２２は、電磁波を遮断しないように、絶縁性材料から構成される。管壁２０のうち窓部２２を除く部分は、電磁波を遮断する必要がないので、金属材料から構成されてもよい。このような構成によれば、加工しやすく汎用的な金属材料で流管１２の大部分を形成し、電磁波が通過する部分のみ絶縁性材料からなる窓部２２を設けることによって、流管１２の製造を容易にすることができる。
【0070】
＜第２実施形態＞
図８を参照して、第２実施形態に係るポリマー分解システム１について説明する。第２実施形態は、分解生成物ＤをポリマーＰが入っていた容器１０に戻さない点で第１実施形態と相違する。以下では、主に上記実施形態との相違点について説明し、上記実施形態と共通する点についての説明は繰り返さない。
図８は、第２実施形態に係るポリマー分解システム２の概略図である。
図８を参照して、第２実施形態に係るポリマー分解システム１について説明する。第２実施形態は、分解生成物ＤをポリマーＰが入っていた容器１０に戻さない点で第１実施形態と相違する。以下では、主に上記実施形態との相違点について説明し、上記実施形態と共通する点についての説明は繰り返さない。
図８は、第２実施形態に係るポリマー分解システム２の概略図である。
【0071】
図８に示すように、ポリマー分解システム２は、送液部１１０、流管１１２、回収部１１４、および１以上のプラズマ発生器１３０を含む。流管１１２の一端は、送液部１１０に接続され、他端は回収部１１４に接続される。送液部１１０は、ポリマーＰが分散または溶解した液状媒体Ｍを流管１１２に流し込む。流管１１２に流入した液状媒体Ｍは、流管１１２内を通って回収部１１４まで流れる。
【0072】
プラズマ発生器１３０は、第１実施形態と同様に、電磁波送信部１３２および電磁波受信部１３４を含む。図８では、６つのプラズマ発生器１３０が設けられている。電磁波送信部１３２は、流管１１２の外部に配置され、電磁波出力部１４０および電磁波放射部１４２を含む。電磁波受信部１３４は、流管１１２の内部に配置され、導電性コア１４４と、導電性コア１４４の外面を被覆する誘電性被覆１４６とを含む。電磁波送信部１３２は、流管１１２内の電磁波受信部１３４と対応する位置に配置されて、電磁波受信部１３４に向けて電磁波を送信する。第１実施形態と同様に、電磁波を受信した導電性コア１４４は、周囲の液状媒体Ｍをプラズマ化し、プラズマ化した液状媒体ＭがポリマーＰを分解する。これにより、流管１１２の上流から下流に進むにつれて、ポリマーＰが分解生成物Ｄに変換される。回収部１１４は、分解生成物Ｄが分散または溶解した液状媒体Ｍを流管１１２から回収する。好ましくは、ポリマー分解システム２は、回収部１１４において、分解生成物Ｄを液状媒体Ｍから分離する分離手段を含む。
【0073】
なお、ポリマー分解システム２の構成は上記例に限定されない。たとえば、送液部１１０が液状媒体Ｍだけを送液し、流管１１２内を流れる液状媒体ＭにポリマーＰを投入する投入手段が設けられてもよい。回収部１１４で分解生成物Ｄと分離された液状媒体Ｍが、再び送液部１１０に戻されてもよい。あるいは、液状媒体Ｍが循環して流管１１２内を流れている状態で、流管１１２の上流側にポリマーＰを投入する投入手段が設けられ、流管１１２の下流側に分解生成物Ｄを回収する回収手段が設けられてもよい。また、上記の第１変形例～第５変形例の内容が、単独で、または任意に組み合わされて、第２実施形態に対しても適用可能である。
【0074】
＜その他の変形例＞
上記例は、ポリマーＰが分散または溶解した液状媒体Ｍを流路内に流しながらポリマーＰの分解処理を行うものであるが、液状媒体Ｍを流さなくてもよい。たとえば、容器１０内に電磁波受信部３４を設けて、電磁波受信部３４に電磁波を照射することによって、容器１０内の液状媒体Ｍに分散または溶解したポリマーＰの分解処理を行ってもよい。この場合、容器１０を流管１２に接続する必要はなく、液状媒体Ｍを流す必要もない。後述の実施例２および実施例３は、このような構成に対応する実験例である。この場合の容器１０は、「液体収容構造」の一例である。
上記例は、ポリマーＰが分散または溶解した液状媒体Ｍを流路内に流しながらポリマーＰの分解処理を行うものであるが、液状媒体Ｍを流さなくてもよい。たとえば、容器１０内に電磁波受信部３４を設けて、電磁波受信部３４に電磁波を照射することによって、容器１０内の液状媒体Ｍに分散または溶解したポリマーＰの分解処理を行ってもよい。この場合、容器１０を流管１２に接続する必要はなく、液状媒体Ｍを流す必要もない。後述の実施例２および実施例３は、このような構成に対応する実験例である。この場合の容器１０は、「液体収容構造」の一例である。
【実施例0075】
＜実施例１＞
まず、図１のように、プラスチック製の容器１０と、Ａｌ２Ｏ３製の流管１２と、ＳｉＯ２ガラス製の導入管１４および回収管１６と、流管１２に接続されたポンプ１８と、プラズマ発生器３０と、を含むポリマー分解システム１を用意した。図１に示すように、流管１２、導入管１４、および回収管１６は、流体が容器１０から出て容器１０に戻る循環流路を形成するように構成した。電磁波送信部３２は、流管１２の外部に配置し、電磁波受信部３４は、流管１２の内部に配置した。電磁波送信部３２としては、Ｓａｉｒｅｍ社製のマイクロ波出力装置（型式：ＧＭＰ３０Ｋ）を使用した。電磁波受信部３４としては、ＳｉＯ２ガラスで銅線をコーティングしたものを使用した。電磁波放射部４２の先端と導電性コア４４との間の距離は、使用するマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）の波長の約１／４に相当する約３０ｍｍとした。
まず、図１のように、プラスチック製の容器１０と、Ａｌ２Ｏ３製の流管１２と、ＳｉＯ２ガラス製の導入管１４および回収管１６と、流管１２に接続されたポンプ１８と、プラズマ発生器３０と、を含むポリマー分解システム１を用意した。図１に示すように、流管１２、導入管１４、および回収管１６は、流体が容器１０から出て容器１０に戻る循環流路を形成するように構成した。電磁波送信部３２は、流管１２の外部に配置し、電磁波受信部３４は、流管１２の内部に配置した。電磁波送信部３２としては、Ｓａｉｒｅｍ社製のマイクロ波出力装置（型式：ＧＭＰ３０Ｋ）を使用した。電磁波受信部３４としては、ＳｉＯ２ガラスで銅線をコーティングしたものを使用した。電磁波放射部４２の先端と導電性コア４４との間の距離は、使用するマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）の波長の約１／４に相当する約３０ｍｍとした。
【0076】
容器１０内に液状媒体Ｍとしてエチレングリコールを投入した。次いで、処理対象のポリマーＰとしてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）を細かく砕いた粉末を用意し、容器１０内に投入して、エチレングリコールに分散させた。ＰＥＴおよびエチレングリコールの投入量は、ＰＥＴおよびエチレングリコールが質量比で３：９７となるように調製した。
【0077】
次いで、ポンプ１８を作動させ、ＰＥＴが分散したエチレングリコールを、導入管１４を介して容器１０から流管１２に導入し、容器１０と流管１２との間で循環させた。流速は２６ＣＣＭとした。エチレングリコールは、予め約１００℃に加熱した。
【0078】
次いで、電磁波出力部４０を作動させ、大気中、常圧下で電磁波放射部４２から電磁波受信部３４へ、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を放射した。マイクロ波の出力は３００Ｗに設定し、マイクロ波の照射を１５分間継続した。その結果、電磁波受信部３４の周囲でスパークが生じ、電磁波受信部３４の近傍で継続的にプラズマ発光が観察された。マイクロ波の照射によって電磁波受信部３４の導電性コア４４から自由電子が放出され、周囲のエチレングリコール分子をプラズマ化したと推測される。
【0079】
マイクロ波を１５分間照射した後、Ｗａｔｅｒ社製の超高速液体クロマトグラフィー装置（型式：ＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ ｓｙｓｔｅｍ Ｄ）を使用して、容器１０内のエチレングリコール中に溶解している分解生成物Ｄを検出した。分析条件は以下のように設定した。
・固定相：ＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ ＢＥＨ Ｃ８ １．７μｍ １００ｍｍ
・移動相：メタノール／水＝７／３（ｖ／ｖ）
・測定溶液の調製方法：分解生成物をメタノール／水＝７／３（ｖ／ｖ）で希釈したのち、シリンジフィルターでろ過することで測定溶液を作製した
・流速：０．４ｍＬ／ｍｉｎ
・検出波長：２５４ｎｍ
・固定相：ＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣ ＢＥＨ Ｃ８ １．７μｍ １００ｍｍ
・移動相：メタノール／水＝７／３（ｖ／ｖ）
・測定溶液の調製方法：分解生成物をメタノール／水＝７／３（ｖ／ｖ）で希釈したのち、シリンジフィルターでろ過することで測定溶液を作製した
・流速：０．４ｍＬ／ｍｉｎ
・検出波長：２５４ｎｍ
【0080】
その結果、ビス－２－ヒドロキシエチルテレフタレート（ＢＨＥＴ）の単量体、二量体、および三量体がエチレングリコールに溶解していることが検出された。分解生成物ＤであるＢＨＥＴの単量体、二量体、および三量体の量を測定した。また、分解生成物Ｄと推測されるガスが流管１２中に発生することも確認された。
【0081】
上記から、ＰＥＴは、一部がＢＨＥＴの単量体、二量体、および三量体に分解されてエチレングリコール中に存在し（Ａ部）、一部がガス成分まで分解され（Ｂ部）、それ以外は十分に分解されていない状態でエチレングリコール中に残存していると考えられる。検出された分解生成物Ｄの量を原料であるＰＥＴのモル数に換算することにより、Ａ部の量を算出した。処理前後のＰＥＴの質量減少分を測定することにより、Ｂ部の量を算出した。次いで、「分解率」として、これらＡ部およびＢ部に相当するＰＥＴの物質量を処理前のＰＥＴの物質量で割った値を算出した。すなわち、「分解率」は、投入したＰＥＴの物質量に対する、分解されたＰＥＴの物質量の比である。算出された分解率は、８０％であった。すなわち、投入したＰＥＴのうち８０モル％が、ポリマー分解システム１によってＢＨＥＴの単量体、二量体、または三量体に分解されたことが確認された。
【0082】
＜実施例２＞
実施例２では、実施例１のポリマー分解システム１に代えて、試料を流さない構成を採用した。液体を静止した状態で貯蔵するＳｉＯ２ガラス製の容器を用意し、実施例１と同様にＰＥＴを分散させたエチレングリコールを、当該容器に充填した。容器の内部には、実施例１と同様の電磁波受信部３４を容器の底壁上に設けた。また、容器の外部には電磁波送信部３２の電磁波出力部４０を配置し、電磁波出力部４０に接続された電磁波放射部４２を容器の側壁を貫通するように設けた。電磁波放射部４２の先端と導電性コア４４との間の距離は、使用するマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）の波長の約１／４に相当する約３０ｍｍとした。
実施例２では、実施例１のポリマー分解システム１に代えて、試料を流さない構成を採用した。液体を静止した状態で貯蔵するＳｉＯ２ガラス製の容器を用意し、実施例１と同様にＰＥＴを分散させたエチレングリコールを、当該容器に充填した。容器の内部には、実施例１と同様の電磁波受信部３４を容器の底壁上に設けた。また、容器の外部には電磁波送信部３２の電磁波出力部４０を配置し、電磁波出力部４０に接続された電磁波放射部４２を容器の側壁を貫通するように設けた。電磁波放射部４２の先端と導電性コア４４との間の距離は、使用するマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）の波長の約１／４に相当する約３０ｍｍとした。
【0083】
電磁波出力部４０を作動させ、大気中、常圧下で電磁波放射部４２から電磁波受信部３４へ、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を放射した。マイクロ波の出力は３００Ｗに設定し、マイクロ波の照射を１０分間継続した。その結果、実施例１と同様に、電磁波受信部３４の周囲でスパークが生じ、電磁波受信部３４の近傍で継続的にプラズマ発光が観察された。
【0084】
マイクロ波を１０分間照射した後、実施例１と同様にして、容器内のエチレングリコール中に溶解している分解生成物Ｄを検出し、ＰＥＴの分解率を算出した。その結果、ＢＨＥＴの単量体、二量体、および三量体がエチレングリコールに溶解していることが検出された。なお、実施例１のようなガスの発生は観測されなかった。ＰＥＴの分解率は、３７％であった。このように、静止した状態の試料に対して実施例１と同様の処理を行った場合でも、ＰＥＴを分解することができることが確認された。
【0085】
＜実施例３＞
マイクロ波の照射時間を１０分から２５分に変更した点を除き、実施例２と同様にしてＰＥＴを処理した。その結果、ＢＨＥＴの単量体、二量体、および三量体がエチレングリコールに溶解していることが検出された。なお、実施例１のようなガスの発生は観測されなかった。ＰＥＴの分解率は８７％であった。
マイクロ波の照射時間を１０分から２５分に変更した点を除き、実施例２と同様にしてＰＥＴを処理した。その結果、ＢＨＥＴの単量体、二量体、および三量体がエチレングリコールに溶解していることが検出された。なお、実施例１のようなガスの発生は観測されなかった。ＰＥＴの分解率は８７％であった。
【0086】
＜比較例１＞
電磁波受信部２４を設けず、マイクロ波を照射せず、オイルバスを用いてエチレングリコールの温度を１００℃に保持した点を除き、実施例２と同様にしてＰＥＴを処理した。ＰＥＴの分解は観測されず、分解率は０％であった。すなわち、実施例１の構成でＰＥＴを分解するためには、加熱では足りず、マイクロ波の照射が必要であることが示された。
電磁波受信部２４を設けず、マイクロ波を照射せず、オイルバスを用いてエチレングリコールの温度を１００℃に保持した点を除き、実施例２と同様にしてＰＥＴを処理した。ＰＥＴの分解は観測されず、分解率は０％であった。すなわち、実施例１の構成でＰＥＴを分解するためには、加熱では足りず、マイクロ波の照射が必要であることが示された。
【0087】
実施例および比較例の実験条件およびＰＥＴの分解率を下記表１にまとめた。
【表1】
【符号の説明】
【0088】
１、２…ポリマー分解システム、１０…容器、１２…流管、１４…導入管、１６…回収管、１８…ポンプ、２０…管壁、３０…プラズマ発生器、３２…電磁波送信部、４０…電磁波出力部、４２…電磁波放射部、３４…電磁波受信部、４４…導電性コア、４６…誘電性被覆、Ｍ…液状媒体、Ｐ…ポリマー、Ｄ…分解生成物
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
