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特表2024-537179ポリエステルカーペット繊維からのバージン品質のＰＥＴおよびコポリエステル原料の製造
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-10
(54)【発明の名称】ポリエステルカーペット繊維からのバージン品質のＰＥＴおよびコポリエステル原料の製造
(51)【国際特許分類】
C07C 67/03 20060101AFI20241003BHJP
C07C 69/82 20060101ALI20241003BHJP
C07C 31/20 20060101ALI20241003BHJP
C07C 67/54 20060101ALI20241003BHJP
B01J 31/04 20060101ALI20241003BHJP
C07B 61/00 20060101ALN20241003BHJP
【ＦＩ】
C07C67/03
C07C69/82 A
C07C31/20 A
C07C67/54
B01J31/04 M ZAB
C07B61/00 300
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024520884
(86)(22)【出願日】2022-10-04
(85)【翻訳文提出日】2024-06-04
(86)【国際出願番号】 US2022045598
(87)【国際公開番号】W WO2023059579
(87)【国際公開日】2023-04-13
(31)【優先権主張番号】63/262,152
(32)【優先日】2021-10-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】594055158
【氏名又は名称】イーストマン ケミカル カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100129311
【弁理士】
【氏名又は名称】新井 規之
(72)【発明者】
【氏名】ジャクソン，アン－マルティーヌ・シャーベック
(72)【発明者】
【氏名】キーヴァー，トラヴィス・ワイン
(72)【発明者】
【氏名】エカート，マイケル・ポール
【テーマコード（参考）】
4G169
4H006
4H039
【Ｆターム（参考）】
4G169AA06
4G169BA27B
4G169BC35B
4G169BC62B
4G169BE08B
4G169CB35
4G169CB75
4G169DA04
4H006AA02
4H006AC48
4H006AD11
4H006BA07
4H006BA16
4H006BA45
4H006FE11
4H006FG24
4H006KA03
4H039CA66
4H039CL60
(57)【要約】
廃ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）カーペット繊維をケミカルリサイクルする方法。この方法は、少なくとも７５ｗｔ％のＰＥＴおよび６ｗｔ％以下の灰分を含む廃カーペット繊維組成物を用意するステップと；廃カーペット繊維組成物をメタノールと反応させて、ポリエステルオリゴマー、テレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）、およびエチレングリコール（ＥＧ）を含む解重合ポリエステル混合物を生成するステップと；解重合ポリエステル混合物からＤＭＴおよびＥＧを回収するステップとを含む。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
廃ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）カーペット繊維をケミカルリサイクルする方法であって、少なくとも７５ｗｔ％のＰＥＴおよび６ｗｔ％以下の灰分を含む廃カーペット繊維組成物を用意するステップと、
前記廃カーペット繊維組成物をメタノールと反応させて、ポリエステルオリゴマー、テレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）、およびエチレングリコール（ＥＧ）を含む解重合ポリエステル混合物を生成するステップと、
前記解重合ポリエステル混合物から前記ＤＭＴおよび前記ＥＧを回収するステップと
を含み、
前記重量パーセントが、廃カーペット繊維組成物の総重量に基づいている、方法。
【請求項2】
前記廃カーペット繊維組成物が、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％のＰＥＴを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記廃カーペット繊維組成物が、３ｗｔ％以下、１ｗｔ％以下、０．５ｗｔ％以下、または０ｗｔ％の灰分を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
前記廃カーペット繊維組成物が、０より大きく最大６ｗｔ％、０より大きく最大３ｗｔ％、０より大きく最大１ｗｔ％、または０より大きく最大０．５ｗｔ％の灰分を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
前記廃カーペット繊維組成物が、ポストインダストリアルカーペット繊維、ポストコンシューマカーペット繊維、またはその両方を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記廃カーペット繊維組成物が、前記廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、もしくは少なくとも９０ｗｔ％、および／または１００ｗｔ％以下、９９ｗｔ％以下、９５ｗｔ％以下、９０ｗｔ％以下、８５ｗｔ％以下、８０ｗｔ％以下、７５ｗｔ％以下、７０ｗｔ％以下、６５ｗｔ％以下、６０ｗｔ％以下、５５ｗｔ％以下、５０ｗｔ％以下、４５ｗｔ％以下、４０ｗｔ％以下、もしくは３５ｗｔ％以下のポストコンシューマカーペット繊維を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記廃カーペット繊維組成物が、前記廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、もしくは少なくとも９０ｗｔ％、および／または１００ｗｔ％以下、９９ｗｔ％以下、９５ｗｔ％以下、９０ｗｔ％以下、８５ｗｔ％以下、８０ｗｔ％以下、７５ｗｔ％以下、７０ｗｔ％以下、６５ｗｔ％以下、６０ｗｔ％以下、５５ｗｔ％以下、５０ｗｔ％以下、４５ｗｔ％以下、４０ｗｔ％以下、もしくは３５ｗｔ％以下のポストインダストリアルカーペット繊維を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記廃カーペット繊維組成物が、前記廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、最大１０ｗｔ％、最大３ｗｔ％、または０ｗｔ％のイソフタル酸の残留物を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記廃カーペット繊維組成物が、前記廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、最大１５ｗｔ％、最大５ｗｔ％、または０ｗｔ％の１，３－プロパンジオールの残留物を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記廃カーペット繊維組成物が、前記廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、最大５０００ｐｐｍ、最大１５００ｐｐｍ、最大２００ｐｐｍ、最大８０ｐｐｍ、または０ｐｐｍの窒素を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記廃カーペット繊維組成物が、高密度化された廃カーペット繊維を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記反応ステップが、エステル交換触媒および任意選択でエステル交換共触媒の存在下で実施される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
前記メタノールが、過熱または超臨界である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記反応ステップ全体を通じて消費されたメタノールと生成されたＤＭＴとのモル比が、２０以下、１９以下、１８以下、１７以下、１６以下、１５以下、１４以下、１３以下、１２以下、１１以下、１０以下、９以下、８以下、７以下、６以下、または５以下である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記ＤＭＴ、前記ＥＧ、またはその両方が、結晶化、ろ過、蒸留、またはそれらの組合せによって精製される、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項16】
バージン品質のＥＧ、バージン品質のＤＭＴ、またはその両方を生成する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
前記反応ステップが、１種または複数種の他のＰＥＴ含有廃棄物の存在下で実施される、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項18】
前記他のＰＥＴ含有廃棄物が、織物、ボトルフレーク、リクレーマ廃棄物、またはそれらの組合せを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
リサイクルポリエステルを調製する方法であって、請求項１５に記載の方法からの精製ＥＧもしくはＤＭＴ、またはその両方を使用して、リサイクルポリエステルを調製するステップを含む、
あるいは
請求項１５に記載の方法からの精製ＤＭＴを水と反応させて、リサイクルテレフタル酸（ｒＴＰＡ）を形成するステップと、
前記ｒＴＰＡおよび任意選択で前記精製ＥＧを使用して、リサイクルポリエステルを調製するステップと
を含む、方法。
【請求項20】
リサイクルポリエチレンテレフタラート（ｒＰＥＴ）を調製する方法であって、請求項１５に記載の方法からの精製ＤＭＴを、バージンＥＧ、前記精製ＥＧ、またはその両方と反応させて、ビス（２－ヒドロキシエチル）テレフタラート（ＢＨＥＴ）またはそのオリゴマーを形成するステップと、
前記ＢＨＥＴまたはそのオリゴマーを重縮合して、前記ｒＰＥＴを形成するステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[0001]本発明は、概して、メタノールを使用するポリエステルカーペット繊維のケミカルリサイクルに関する。
【背景技術】
【0002】
[0002]国内および世界的な取り組みとして、ポストコンシューマおよびポストインダストリアル材料、具体的にはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）およびＰＥＴ様材料（高濃度のテレフタラート（ＴＰＡ）を含む任意のポリマー材料）のリユースおよびリサイクルに焦点が当てられている。これは、飲料ボトル、包装、織物、カーペット、熱成形品、多層フィルム、および可塑剤など、広範囲の用途で使用される一連の材料を含む。より一般的でそれほど複雑ではない材料のいくつかは、単純なメカニカルリサイクル処理によりリサイクルすることができる。しかし、持続可能な材料またはリサイクル品含有材料の使用に関するブランドの責任および法制化は大規模にかつ成長を続けていることから、実行可能な循環経済を作り出すために、既存のメカニカルリサイクルの流れに適合していない代替供給原料について検討しなければならない。
【0003】
[0003]このような供給原料の１つは、ポリエステルカーペット繊維である。ポリエステルカーペット繊維は、ＰＥＴ、重質着色剤、汚れ防護剤（ｓｔａｉｎ ｇｕａｒｄ）、ポリプロピレン、無機化合物（例えば、ＴｉＯ２）、およびその他の添加剤で構成されており、適切な精製が難しいため、ＰＥＴ原料の再生が特に難しい問題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
[0004]したがって、ポリエステルカーペット繊維から、ポリマー製造に使用できるバージン品質のＰＥＴ原料を製造するための代替および／または改良された方法を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
[0005]本発明は、この必要性、ならびに以下の説明および添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう他の必要性に対処するものである。
[0006]本発明は、添付の特許請求の範囲に記載されている通りである。
[0006]本発明は、添付の特許請求の範囲に記載されている通りである。
【0006】
[0007]簡単に述べると、一態様において、本発明は、廃ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）カーペット繊維をケミカルリサイクルする方法を提供する。この方法は、
少なくとも７５ｗｔ％のＰＥＴおよび６ｗｔ％以下の灰分を含む廃カーペット繊維組成物を用意するステップと、
廃カーペット繊維組成物をメタノールと反応させて、ポリエステルオリゴマー、テレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）、およびエチレングリコール（ＥＧ）を含む解重合ポリエステル混合物を生成するステップと、
解重合ポリエステル混合物からＤＭＴおよびＥＧを回収するステップと
を含み、
重量パーセント（ｗｔ％）は、廃カーペット繊維組成物の総重量に基づいている。
少なくとも７５ｗｔ％のＰＥＴおよび６ｗｔ％以下の灰分を含む廃カーペット繊維組成物を用意するステップと、
廃カーペット繊維組成物をメタノールと反応させて、ポリエステルオリゴマー、テレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）、およびエチレングリコール（ＥＧ）を含む解重合ポリエステル混合物を生成するステップと、
解重合ポリエステル混合物からＤＭＴおよびＥＧを回収するステップと
を含み、
重量パーセント（ｗｔ％）は、廃カーペット繊維組成物の総重量に基づいている。
【0007】
[0008]別の一態様において、本発明は、廃カーペット繊維のケミカルリサイクル用混合物を提供する。この混合物は、
（ａ）少なくとも７５ｗｔ％のポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）および６ｗｔ％以下の灰分を含む廃カーペット繊維組成物と、
（ｂ）メタノールと
の反応生成物を含み、
重量パーセントは、廃カーペット繊維組成物の総重量に基づいている。
（ａ）少なくとも７５ｗｔ％のポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）および６ｗｔ％以下の灰分を含む廃カーペット繊維組成物と、
（ｂ）メタノールと
の反応生成物を含み、
重量パーセントは、廃カーペット繊維組成物の総重量に基づいている。
【0008】
[0009]さらに別の一態様において、本発明は、リサイクルポリエステルを調製する方法を提供する。一変形において、この方法は、
本発明に従って得られた精製ＥＧもしくはＤＭＴ、またはその両方を使用して、リサイクルポリエステルを調製するステップ
を含む。
本発明に従って得られた精製ＥＧもしくはＤＭＴ、またはその両方を使用して、リサイクルポリエステルを調製するステップ
を含む。
【0009】
[0010]別の一変形において、この方法は、
本発明に従って得られた精製ＤＭＴを水と反応させて、リサイクルテレフタル酸（ｒＴＰＡ）を形成するステップと、
ｒＴＰＡおよび任意選択で同じく本発明に従って得られた精製ＥＧを使用して、リサイクルポリエステルを調製するステップと
を含む。
本発明に従って得られた精製ＤＭＴを水と反応させて、リサイクルテレフタル酸（ｒＴＰＡ）を形成するステップと、
ｒＴＰＡおよび任意選択で同じく本発明に従って得られた精製ＥＧを使用して、リサイクルポリエステルを調製するステップと
を含む。
【0010】
[0011]さらに別の一変形において、この方法は、
本発明に従って得られた精製ＤＭＴを、バージンＥＧ、同じく本発明に従って得られた精製ＥＧ、またはその両方と反応させて、ビス（２－ヒドロキシエチル）テレフタラート（ＢＨＥＴ）またはそのオリゴマーを形成するステップと、
ＢＨＥＴまたはそのオリゴマーを重縮合して、リサイクルＰＥＴを形成するステップと
を含む。
本発明に従って得られた精製ＤＭＴを、バージンＥＧ、同じく本発明に従って得られた精製ＥＧ、またはその両方と反応させて、ビス（２－ヒドロキシエチル）テレフタラート（ＢＨＥＴ）またはそのオリゴマーを形成するステップと、
ＢＨＥＴまたはそのオリゴマーを重縮合して、リサイクルＰＥＴを形成するステップと
を含む。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】[0012]実施例で使用した例示的な実験室メタノール分解プロセスの流れ図を示す図である。
【図2】[0013]実施例２からのいくつかの異なるポリエステルカーペット繊維試料のメタノール分解の速度データのグラフを示す図である。
【図3】[0014]実施例２からの２種のポリエステルカーペット繊維試料の様々な混合物のメタノール分解の速度データのグラフを示す図である。
【図4】[0015]実施例２からの対照およびＡ～Ｄの試料のＭｅＯＨ／ＤＭＴ中央値を、供給原料特性のＰＥＴ％と比較したグラフを示す図である。
【図5】[0016]実施例２からの対照およびＡ～Ｄの試料のＭｅＯＨ／ＤＭＴ中央値を、供給原料特性の灰分％と比較したグラフを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
[0017]驚くべきことに、ポリマー製造に使用できるバージン品質のＰＥＴ原料が、廃ポリエステルカーペット繊維から得ることができることが発見された。様々な実施形態において、廃ポリエステルカーペット繊維からバージン様ＰＥＴ原料を製造するために、機械的分離、解重合、および広範な精製技術を使用する。機械的分離プロセスとしては、カーペット繊維が供給流に入る場所に応じて、細断、選別、沈降／浮遊、摩砕、粉砕、造粒などを挙げることができる。機械的プロセスの後、ＰＥＴ解重合プロセスでは、メタノールおよび任意選択でエステル交換触媒を使用して、ＰＥＴを精製可能な構成単位に分解する。精製技術は、ろ過、遠心分離、および蒸留などのプロセスにおいて、沸点、溶解度、拡散係数、密度、表面張力、および粒径などの物理的性質を利用して、複雑な多成分ポリエステル材料中の不純物または汚染物を除去する。これらのプロセスを組み合わせることにより、着色剤、汚れ防護剤、ポリプロピレン、および無機化合物など、市販のカーペットに通常見られる品目を除去することができる。このようなカーペットを個々のＰＥＴ構成単位に分解および精製することについて以下に説明する。
【0013】
[0018]本明細書で使用する場合、「ＰＥＴ」または「ポリエチレンテレフタラート」は、ポリエチレンテレフタラートのホモポリマーを指すか、あるいは１種もしくは複数種の酸および／もしくはグリコール変性剤で変性されている、かつ／またはエチレングリコールおよびテレフタル酸以外、例えば、イソフタル酸、１，４－シクロヘキサンジカルボン酸、ジエチレングリコール、２，２，４，４－テトラメチル－１，３－シクロブタンジオール（ＴＭＣＤ）、シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）、プロピレングリコール、イソソルビド、１，４－ブタンジオール、１，３－プロパンジオール、および／もしくはネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）などの残基または部分を含有するポリエチレンテレフタラートを指す。また、用語「ＰＥＴ」および「ポリエチレンテレフタラート」の定義には、テレフタラート繰り返し単位（エチレングリコールベースの繰り返し単位を含有するかどうかは関係ない）と、例えばＴＭＣＤ、ＣＨＤＭ、プロピレングリコール、もしくはＮＰＧ、イソソルビド、１，４－ブタンジオール、１，３－プロパンジオール、および／もしくはジエチレングリコール、またはそれらの組合せを含めたグリコールの１種または複数種の残基または部分とを有するポリエステルが含まれる。テレフタラート繰り返し単位を有するポリマーの例としては、ポリプロピレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、およびそれらのコポリエステルが挙げられるが、それらだけに限らない。
【0014】
[0019]一態様において、本発明は、廃ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）カーペット繊維をケミカルリサイクルする方法を提供する。この方法は、
少なくとも７５ｗｔ％のＰＥＴおよび６ｗｔ％以下の灰分を含む廃カーペット繊維組成物を用意するステップと、
廃カーペット繊維組成物をメタノールと（任意選択でエステル交換触媒の存在下で）反応させて、ポリエステルオリゴマー、テレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）、およびエチレングリコール（ＥＧ）を含む解重合ポリエステル混合物を生成するステップと、
解重合ポリエステル混合物からＤＭＴおよびＥＧを回収するステップと
を含み、
重量パーセントは、廃カーペット繊維組成物の総重量に基づいている。
少なくとも７５ｗｔ％のＰＥＴおよび６ｗｔ％以下の灰分を含む廃カーペット繊維組成物を用意するステップと、
廃カーペット繊維組成物をメタノールと（任意選択でエステル交換触媒の存在下で）反応させて、ポリエステルオリゴマー、テレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）、およびエチレングリコール（ＥＧ）を含む解重合ポリエステル混合物を生成するステップと、
解重合ポリエステル混合物からＤＭＴおよびＥＧを回収するステップと
を含み、
重量パーセントは、廃カーペット繊維組成物の総重量に基づいている。
【0015】
カーペット繊維供給原料
[0020]ＰＥＴカーペット繊維供給原料には、２つの潜在的な供給源、すなわち、ポストインダストリアルカーペット繊維およびポストコンシューマカーペット繊維がある。ポストインダストリアルカーペット繊維は、ＰＥＴカーペット繊維をカーペット裏地に付けるタフティングの前に製造プロセスから回収される。一方、ポストコンシューマカーペット繊維は、ＰＥＴ繊維を他のカーペット成分から分離する様々なプロセスによってカーペット裏地から取り出される。
[0020]ＰＥＴカーペット繊維供給原料には、２つの潜在的な供給源、すなわち、ポストインダストリアルカーペット繊維およびポストコンシューマカーペット繊維がある。ポストインダストリアルカーペット繊維は、ＰＥＴカーペット繊維をカーペット裏地に付けるタフティングの前に製造プロセスから回収される。一方、ポストコンシューマカーペット繊維は、ＰＥＴ繊維を他のカーペット成分から分離する様々なプロセスによってカーペット裏地から取り出される。
【0016】
[0021]ポストインダストリアルＰＥＴカーペット繊維における不純物は、繊維産業以外のメカニカルリサイクルプロセスでの直接使用を妨げる可能性がある。これらの不純物はまた、メタノール分解プロセス、ならびに回収されたモノマーであるＤＭＴおよびＥＧの精製に問題をもたらす可能性がある。ポストインダストリアルカーペットに存在する汚染物のいくつかを以下に示す：
１．ポリエステルに意図的に添加された着色物（ｃｏｌｏｒ ｂｏｄｉｅｓ）および染料；
２．イソフタル酸ジメチル（ＤＭＩ）－多くの場合、ＰＥＴ製造に使用されている；
３．ジエチレングリコール（ＤＥＧ）－多くの場合、ＰＥＴ製造の副生成物；
４．工場で施された汚れ防護剤（例えば、過フルオロ化合物）；ならびに
５．ＴｉＯ２－不透明な光沢を付けるためにカーペット繊維に含まれている。
１．ポリエステルに意図的に添加された着色物（ｃｏｌｏｒ ｂｏｄｉｅｓ）および染料；
２．イソフタル酸ジメチル（ＤＭＩ）－多くの場合、ＰＥＴ製造に使用されている；
３．ジエチレングリコール（ＤＥＧ）－多くの場合、ＰＥＴ製造の副生成物；
４．工場で施された汚れ防護剤（例えば、過フルオロ化合物）；ならびに
５．ＴｉＯ２－不透明な光沢を付けるためにカーペット繊維に含まれている。
【0017】
[0022]ポストコンシューマカーペットのリサイクルには、ポストインダストリアルカーペット繊維のリサイクルとは別の課題がある。すべてのポストコンシューマリサイクル材料と同様に、材料は様々な製造業者から収集され、様々な時期に製造され、国内の様々な地域で使用されているため、固有のばらつきがある。また、収集プロセスが、ナイロンまたはポリトリメチレンテレフタラート（ＰＴＴ）カーペットなど、他のカーペットタイプからの相互汚染の可能性をもたらす。ＣａＣＯ３、ポリプロピレン（ＰＰ）、および接着剤など、カーペットの非繊維部分から汚染がもたらされる可能性があるため、カーペットの裏地からＰＥＴ面の繊維を取り外す必要があるという別の複雑な問題がある。この供給原料のばらつきに加えて、クリーナー、塩分、砂、汚れ、およびその他の廃棄物材など、カーペットが使われている間に取り込まれた追加の汚染物もある。ポストコンシューマカーペット繊維のばらつきおよび汚染は、この材料をあらゆる種類のメカニカルリサイクルに使用できなくし、メタノール分解およびモノマー精製に問題をもたらす可能性がある。ポストコンシューマカーペット繊維に存在する可能性のある汚染物のリストを以下に示す：
１．洗浄剤（例えば、界面活性剤、溶媒）など；
２．消費者が施した汚れ防護剤（例えば、シリコーン）；
３．専門家が施した汚れ防護剤（例えば、過フルオロ化合物）；
４．道路用塩（例えば、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２）；
５．砂（例えば、ＳｉＯ２）；
６．土；
７．人の皮膚、毛髪、および体液；
８．ペットの尿および糞便；
９．食品廃棄物；
１０．ナイロン６またはナイロン６６およびモノマー成分；
１１．ＰＴＴおよびモノマー成分（例えば、１，３－プロパンジオール）；
１２．ポリプロピレン（カーペットの裏地材料）；
１３．ＣａＣＯ３（カーペットの裏地材料）；ならびに
１４．接着剤（例えば、スチレン－ブタジエンゴム、低溶融ＰＥＴ、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）など）。
１．洗浄剤（例えば、界面活性剤、溶媒）など；
２．消費者が施した汚れ防護剤（例えば、シリコーン）；
３．専門家が施した汚れ防護剤（例えば、過フルオロ化合物）；
４．道路用塩（例えば、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２）；
５．砂（例えば、ＳｉＯ２）；
６．土；
７．人の皮膚、毛髪、および体液；
８．ペットの尿および糞便；
９．食品廃棄物；
１０．ナイロン６またはナイロン６６およびモノマー成分；
１１．ＰＴＴおよびモノマー成分（例えば、１，３－プロパンジオール）；
１２．ポリプロピレン（カーペットの裏地材料）；
１３．ＣａＣＯ３（カーペットの裏地材料）；ならびに
１４．接着剤（例えば、スチレン－ブタジエンゴム、低溶融ＰＥＴ、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）など）。
【0018】
[0023]本発明の方法に有用な廃カーペット繊維組成物は、ポストコンシューマカーペット繊維、ポストインダストリアルカーペット繊維、またはその両方を含んでもよい。
[0024]様々な実施形態において、廃カーペット繊維組成物は、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、もしくは少なくとも９０ｗｔ％、および／または１００ｗｔ％以下、９９ｗｔ％以下、９５ｗｔ％以下、９０ｗｔ％以下、８５ｗｔ％以下、８０ｗｔ％以下、７５ｗｔ％以下、７０ｗｔ％以下、６５ｗｔ％以下、６０ｗｔ％以下、５５ｗｔ％以下、５０ｗｔ％以下、４５ｗｔ％以下、４０ｗｔ％以下、もしくは３５ｗｔ％以下のポストコンシューマカーペット繊維を含んでもよい。
[0024]様々な実施形態において、廃カーペット繊維組成物は、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、もしくは少なくとも９０ｗｔ％、および／または１００ｗｔ％以下、９９ｗｔ％以下、９５ｗｔ％以下、９０ｗｔ％以下、８５ｗｔ％以下、８０ｗｔ％以下、７５ｗｔ％以下、７０ｗｔ％以下、６５ｗｔ％以下、６０ｗｔ％以下、５５ｗｔ％以下、５０ｗｔ％以下、４５ｗｔ％以下、４０ｗｔ％以下、もしくは３５ｗｔ％以下のポストコンシューマカーペット繊維を含んでもよい。
【0019】
[0025]様々な実施形態において、廃カーペット繊維組成物は、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、もしくは少なくとも９０ｗｔ％、および／または１００ｗｔ％以下、９９ｗｔ％以下、９５ｗｔ％以下、９０ｗｔ％以下、８５ｗｔ％以下、８０ｗｔ％以下、７５ｗｔ％以下、７０ｗｔ％以下、６５ｗｔ％以下、６０ｗｔ％以下、５５ｗｔ％以下、５０ｗｔ％以下、４５ｗｔ％以下、４０ｗｔ％以下、もしくは３５ｗｔ％以下のポストインダストリアルカーペット繊維を含んでもよい。
【0020】
[0026]本発明の方法において有用な廃カーペット繊維組成物は、典型的には、組成物の総重量に対して、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、少なくとも９９ｗｔ％、または１００ｗｔ％のＰＥＴを含む。
【0021】
[0027]廃カーペット繊維組成物がポストコンシューマカーペット繊維を含む場合、廃カーペット繊維組成物のＰＥＴ含有量は、望ましくは、組成物の総重量に対して、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、少なくとも９９ｗｔ％、または１００ｗｔ％でもよい。
【0022】
[0028]廃カーペット繊維組成物がポストインダストリアルカーペット繊維を含む場合、廃カーペット繊維組成物のＰＥＴ含有量は、望ましくは、組成物の総重量に対して、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、少なくとも９９ｗｔ％、または１００ｗｔ％でもよい。
【0023】
[0029]ＰＥＴ含有量は、廃カーペット繊維組成物中の全ジカルボン酸含有量を使用して計算することができる。例えば、ＰＥＴは、テレフタル酸（ＴＰＡ）残留物に加えて、いくらかの量のイソフタル酸（ＩＰＡ）残留物を含む可能性があるため、ＰＥＴ含有量は、ＴＰＡおよびＩＰＡの合計含有量に基づいて計算することができる。
【0024】
[0030]本発明の方法において有用な廃カーペット繊維組成物は、組成物の総重量に対して、最大６ｗｔ％、最大５ｗｔ％、最大４ｗｔ％、最大３ｗｔ％、最大２ｗｔ％、最大１ｗｔ％、最大０．５ｗｔ％、最大０．１ｗｔ％、最大０．０１ｗｔ％、または０ｗｔ％の灰分を含んでもよい。
【0025】
[0031]「灰分」とは、分解灰化手順を経た後の廃カーペット繊維組成物の無機残留物を意味する。灰化手順は、廃カーペット繊維組成物の試料を空気中８００℃で３時間加熱することを含む。残留物は、廃カーペット繊維組成物中の粘着防止剤、充填剤、強化材、触媒、着色剤などに由来する場合がある。
【0026】
[0032]様々な実施形態において、廃カーペット繊維組成物は、組成物の総重量に対して、０より大きく最大６ｗｔ％、０より大きく最大５ｗｔ％、０より大きく最大４ｗｔ％、０より大きく最大３ｗｔ％、０より大きく最大２ｗｔ％、０より大きく最大１ｗｔ％、０より大きく最大０．５ｗｔ％、０より大きく最大０．１ｗｔ％、または０より大きく最大０．０１ｗｔ％の灰分を含んでもよい。
【0027】
[0033]廃カーペット繊維組成物がポストコンシューマカーペット繊維を含む場合、廃カーペット繊維組成物の灰分含有量は、望ましくは、組成物の総重量に対して、最大６ｗｔ％、最大５ｗｔ％、最大４ｗｔ％、最大３ｗｔ％、最大２ｗｔ％、最大１ｗｔ％、最大０．５ｗｔ％、最大０．１ｗｔ％、最大０．０１ｗｔ％、または０ｗｔ％でもよい。いずれの場合も、灰分含有量は、０より大きくてもよい。
【0028】
[0034]廃カーペット繊維組成物がポストインダストリアルカーペット繊維を含む場合、廃カーペット繊維組成物の灰分含有量は、望ましくは、組成物の総重量に対して、最大１ｗｔ％、最大０．５ｗｔ％、最大０．１ｗｔ％、最大０．０１ｗｔ％、または０ｗｔ％でもよい。いずれの場合も、灰分含有量は、０より大きくてもよい。
【0029】
[0035]本発明の方法において有用な廃カーペット繊維組成物は、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、最大１０ｗｔ％、最大３ｗｔ％、または０ｗｔ％のイソフタル酸の残留物を含んでもよい。
【0030】
[0036]廃カーペット繊維組成物がポストコンシューマカーペット繊維を含む場合、廃カーペット繊維組成物のイソフタル酸残留物含有量は、望ましくは、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、最大１０ｗｔ％、最大３ｗｔ％、または０ｗｔ％でもよい。
【0031】
[0037]廃カーペット繊維組成物がポストインダストリアルカーペット繊維を含む場合、廃カーペット繊維組成物のイソフタル酸残留物含有量はまた、好ましくは、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、最大１０ｗｔ％、最大３ｗｔ％、または０ｗｔ％でもよい。
【0032】
[0038]本発明の方法において有用な廃カーペット繊維組成物は、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、最大１５ｗｔ％、最大５ｗｔ％、または０ｗｔ％の１，３－プロパンジオール残留物を含んでもよい。
【0033】
[0039]廃カーペット繊維組成物がポストコンシューマカーペット繊維を含む場合、廃カーペット繊維組成物の１，３－プロパンジオール残留物含有量は、望ましくは、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、最大１５ｗｔ％、最大５ｗｔ％、または０ｗｔ％でもよい。
【0034】
[0040]廃カーペット繊維組成物がポストインダストリアルカーペット繊維を含む場合、廃カーペット繊維組成物の１，３－プロパンジオール残留物含有量はまた、望ましくは、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、最大１５ｗｔ％、最大５ｗｔ％、または０ｗｔ％でもよい。
【0035】
[0041]本発明の方法において有用な廃カーペット繊維組成物は、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、最大５０００ｐｐｍ、最大１５００ｐｐｍ、最大２００ｐｐｍ、最大８０ｐｐｍ、または０ｐｐｍの窒素を含んでもよい。
【0036】
[0042]廃カーペット繊維組成物がポストコンシューマカーペット繊維を含む場合、廃カーペット繊維組成物の窒素含有量は、望ましくは、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、最大５０００ｐｐｍ、最大１５００ｐｐｍ、最大２００ｐｐｍ、最大８０ｐｐｍ、または０ｐｐｍでもよい。
【0037】
[0043]廃カーペット繊維組成物がポストインダストリアルカーペット繊維を含む場合、廃カーペット繊維組成物の窒素含有量はまた、望ましくは、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、最大２００ｐｐｍ、最大８０ｐｐｍ、または０ｐｐｍでもよい。
【0038】
[0044]本発明の方法において有用な廃カーペット繊維組成物は、高密度化されていない廃カーペット繊維を含んでもよい。
[0045]あるいは、本発明の方法において有用な廃カーペット繊維組成物は、溶融押出（例えば、ペレットにする）、成形（例えば、ブリケットにする）、または凝集（例えば、外部から加えられる熱、摩擦力により発生する熱、または１種もしくは複数種の接着剤を添加することによる）などによって高密度化された廃カーペット繊維を含んでもよい。本明細書で使用する場合、用語「高密度化」は、嵩密度を少なくとも０．２０ｇ／ｃｍ３に増加させる１つまたは複数の加工ステップを経た材料を指す。
[0045]あるいは、本発明の方法において有用な廃カーペット繊維組成物は、溶融押出（例えば、ペレットにする）、成形（例えば、ブリケットにする）、または凝集（例えば、外部から加えられる熱、摩擦力により発生する熱、または１種もしくは複数種の接着剤を添加することによる）などによって高密度化された廃カーペット繊維を含んでもよい。本明細書で使用する場合、用語「高密度化」は、嵩密度を少なくとも０．２０ｇ／ｃｍ３に増加させる１つまたは複数の加工ステップを経た材料を指す。
【0039】
[0046]１つまたは複数の実施形態において、高密度化された廃カーペット繊維の嵩密度は、少なくとも０．２２、少なくとも０．２５、少なくとも０．２７、少なくとも０．３０、少なくとも０．３２、もしくは少なくとも０．３５ｇ／ｃｍ３、および／または０．５０ｇ／ｃｍ３以下、０．４７ｇ／ｃｍ３以下、０．４５ｇ／ｃｍ３以下、０．４２ｇ／ｃｍ３以下、０．４０ｇ／ｃｍ３以下、もしくは０．３７ｇ／ｃｍ３以下でもよい。高密度化された廃カーペット繊維は、例えば、カッティング、チョッピング、または他のサイズ縮小法、２種以上の異なるタイプの成分の分離法、加熱（および任意選択で溶融）、ならびにペレット化または固化を含めた１つまたは複数の加工ステップを経ていてもよい。
【0040】
[0047]１つまたは複数の実施形態において、高密度化された廃カーペット繊維は、少なくとも０．１、少なくとも０．５、少なくとも１、少なくとも１．５、少なくとも２、少なくとも２．５、少なくとも３、少なくとも３．５、少なくとも４、少なくとも４．５、もしくは少なくとも５ｍｍ、および／または１０ｍｍ以下、８ｍｍ以下、６ｍｍ以下、５ｍｍ以下、３ｍｍ以下、２ｍｍ以下、１ｍｍ以下、もしくは０．５ｍｍ以下のＤ９０粒径を有する微粒子、ペレット、顆粒、塊、または粒子を含んでもよい。
【0041】
[0048]１つまたは複数の実施形態において、廃カーペット繊維組成物は、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、少なくとも８０、少なくとも８５、少なくとも９０、少なくとも９５、少なくとも９８、少なくとも９９、少なくとも９９．５、または少なくとも９９．９ｗｔ％の廃カーペット繊維を含んでもよい。
【0042】
[0049]１つまたは複数の実施形態において、廃カーペット繊維組成物は、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、少なくとも８０、少なくとも８５、少なくとも９０、少なくとも９５、少なくとも９８、少なくとも９９、少なくとも９９．５、または少なくとも９９．９ｗｔ％の高密度化された廃カーペット繊維を含んでもよい。
【0043】
[0050]本発明の方法において有用な廃カーペット繊維組成物は、本明細書に記載するパラメータの任意の組合せを含んでもよい。例えば、廃カーペット繊維組成物は、本明細書に記載するＰＥＴおよび灰分含有物；ＰＥＴ、灰分、および／またはＩＰＡ含有物；ＰＥＴ、灰分、ＩＰＡ、および／または１，３－プロパンジオール含有物；ＰＥＴ、灰分、ＩＰＡ、１，３－プロパンジオール、および／または窒素含有物の任意の組合せを含んでもよい。
【0044】
[0051]様々な実施形態において、廃カーペット繊維組成物は、ポストコンシューマカーペット繊維を含み、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、７５～１００ｗｔ％のＰＥＴ、０～１０ｗｔ％のＩＰＡ残留物、０～６ｗｔ％の灰分、０～１５ｗｔ％の１，３－プロパンジオール残留物、および０～５０００ｐｐｍの窒素を含む。
【0045】
[0052]様々な他の実施形態において、廃カーペット繊維組成物は、ポストコンシューマカーペット繊維を含み、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、９０～１００ｗｔ％のＰＥＴ、０～３ｗｔ％のＩＰＡ残留物、０～３ｗｔ％の灰分、０～５ｗｔ％の１，３－プロパンジオール残留物、および０～１５００ｐｐｍの窒素を含む。
【0046】
[0053]様々な実施形態において、廃カーペット繊維組成物は、ポストインダストリアルカーペット繊維を含み、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、９０～１００ｗｔ％のＰＥＴ、０～１０ｗｔ％のＩＰＡ残留物、０～１ｗｔ％の灰分、０～１５ｗｔ％の１，３－プロパンジオール残留物、および０～２００ｐｐｍの窒素を含む。
【0047】
[0054]様々な他の実施形態において、廃カーペット繊維組成物は、ポストインダストリアルカーペット繊維を含み、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、９５～１００ｗｔ％のＰＥＴ、０～３ｗｔ％のＩＰＡ残留物、０～０．５ｗｔ％の灰分、０～５ｗｔ％の１，３－プロパンジオール残留物、および０～８０ｐｐｍの窒素を含む。
【0048】
[0055]本発明の方法において有用な廃カーペット繊維組成物は、廃カーペット繊維再生業者から商業的に入手することができる。あるいは、ポストインダストリアルカーペット繊維の場合、それらをカーペット製造業者から直接入手することもできる。ポストコンシューマカーペット繊維の場合、廃カーペット繊維組成物は、剪断などの様々な技術でカーペット裏地から繊維を取り外し、任意選択で、繊維に、細断、選別、沈降／浮遊、摩砕、粉砕、造粒などの１つまたは複数の加工技術を施すことによって得ることができる。
【0049】
メタノール分解
[0056]本発明の方法は、ケミカルリサイクルに適している廃カーペット繊維組成物を用意した後、組成物にメタノール分解を施すことを含む。メタノール分解中、廃カーペット繊維組成物を、メタノールと（任意選択でエステル交換触媒の存在下で）反応させて、ポリエステルオリゴマー、テレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）、およびエチレングリコール（ＥＧ）を含む解重合ポリエステル混合物を生成する。
[0056]本発明の方法は、ケミカルリサイクルに適している廃カーペット繊維組成物を用意した後、組成物にメタノール分解を施すことを含む。メタノール分解中、廃カーペット繊維組成物を、メタノールと（任意選択でエステル交換触媒の存在下で）反応させて、ポリエステルオリゴマー、テレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）、およびエチレングリコール（ＥＧ）を含む解重合ポリエステル混合物を生成する。
【0050】
[0057]廃カーペット繊維の組成に応じて、１，４－シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）、ジエチレングリコール、イソフタル酸ジメチル、および１，３－プロパンジオールなどの他のモノマーも生成することができる。
【0051】
[0058]メタノール分解のプロセスは、文献を通じて十分に資料提供されており、ＰＥＴ材料からＤＭＴを生成するのに効果的である。ＰＥＴのメタノール分解のいくつかの代表的な例としては、米国特許第３，３２１，５１０号、同第３，７７６，９４５号、同第５，０５１，５２８号、同第５，２９８，５３０号、同第５，４１４，０２２号、同第５，４３２，２０３号、同第５，５７６，４５６号、および同第６，２６２，２９４号に記載されているものが挙げられ、これらは参照により本明細書に組み込まれる。これらの実施例は、本発明の方法において使用することができる。
【0052】
[0059]適切なメタノール分解プロセスの一例は、米国特許第５，２９８，５３０号の開示を参照して説明することができ、この開示は、スクラップポリエステル（または本発明の場合には廃ポリエステルカーペット繊維）からＥＧおよびＤＭＴを回収する方法を記載している。この方法は、スクラップポリエステルをＥＧとテレフタル酸（ＴＰＡ）またはＤＭＴとのオリゴマーに溶解し、この混合物に過熱メタノールを通過させるステップを含む。オリゴマーは、スクラップポリマーが低分子量オリゴマーに溶解するように、出発成分として使用されるスクラップ材料と同じ組成の任意の低分子量ポリエステルポリマーを含んでもよい。ＤＭＴおよびＥＧは、解重合反応器から排出されるメタノール蒸気流から回収される。
【0053】
[0060]上記の方法では、スクラップＰＥＴは、装填システムによって、テレフタラートオリゴマーが入っている溶解器に搬送することができる。装填システムは、スクリューフィーダー、押出機、またはバッチ添加機など、当業者に公知の任意の従来システムでもよい。溶解器は、撹拌機、ならびにジャケット、トレーシング、内部加熱コイル、および／または外部熱交換器を含み得る加熱手段を備えている。スタートアップ時に、ＥＧおよび／またはＤＭＴなどのポリエステルのモノマーまたはオリゴマーを溶解器に導入し、１１０℃～３０５℃の温度に加熱することができる。例えば、温度範囲は、２３０℃～２９０℃でもよい。スクラップＰＥＴおよびオリゴマーを、溶解器において、スクラップＰＥＴがオリゴマーと混合してスタートアップ溶融物を形成するのに十分な時間かき混ぜることができる。典型的には、混合に必要な時間は、５分～６０分の範囲でもよい。
【0054】
[0061]スタートアップ溶融物をストレーナに通し、ポンプによって解重合反応器に移動させることができる。あるいは、スタートアップ溶融物の全部または一部を溶解器に戻すことができ、これは、スタートアップ中に、ならびに所望に応じてスタートアップ後に、溶融ポリエステルを溶解器の頂部に供給して、新鮮なポリエステルスクラップ供給物の溶融を始めるのに有用である。
【0055】
[0062]次いで、過熱メタノール蒸気を解重合反応器の内容物に通し、反応器内容物を加熱して、低分子量ポリエステルオリゴマー、一価アルコール末端オリゴマー、グリコール、およびＤＭＴを含む溶融物を形成することができる。例えば米国特許第５，０５１，５２８号に記載されているメタノール供給および回収ループなどの従来のシステムを使用して、メタノールを加熱し、反応器に供給し、再利用のためにメタノールを回収することができる。
【0056】
[0063]過熱メタノール蒸気の代わりに、またはそれに加えて、液体形態のメタノール、飽和メタノール蒸気、および／または超臨界メタノールを解重合反応器に導入することができる。
【0057】
[0064]典型的には、過剰量のメタノールを解重合反応混合物に通す。例えば、１．１：１～１０：１のメタノールとＰＥＴの質量比を使用することができる。
[0065]次いで、反応器溶融物の一部を反応器から溶解器に戻してもよく、そこで反応器溶融物が溶融スクラップポリエステル鎖と反応し、平衡化して、溶解器内容物の平均鎖長が短くなり、それによって粘度が大幅に低下する。したがって、溶解器に最初に導入されるオリゴマーが、通常、ちょうどスタートアップ時に必要とされる。スタートアップ後、本発明の方法は、溶解器に外部のポリエステル鎖短縮材料をさらに導入することなく、連続的に実行することができる。溶解器は、メタノールがほとんど存在しない状態で大気圧で実行することができ、それによって、メタノール漏出の危険性が大幅に低減され、プロセスの安全性が向上する。より精巧な密閉装置が必要ないため、回転式エアロックなどの単純な固体取扱装置を採用することができる。溶解器から移送される溶融物の粘度は、安価なポンプ手段を使用することができるほど十分に低く、反応器を大気圧より著しく高い圧力で運転することができる。
[0065]次いで、反応器溶融物の一部を反応器から溶解器に戻してもよく、そこで反応器溶融物が溶融スクラップポリエステル鎖と反応し、平衡化して、溶解器内容物の平均鎖長が短くなり、それによって粘度が大幅に低下する。したがって、溶解器に最初に導入されるオリゴマーが、通常、ちょうどスタートアップ時に必要とされる。スタートアップ後、本発明の方法は、溶解器に外部のポリエステル鎖短縮材料をさらに導入することなく、連続的に実行することができる。溶解器は、メタノールがほとんど存在しない状態で大気圧で実行することができ、それによって、メタノール漏出の危険性が大幅に低減され、プロセスの安全性が向上する。より精巧な密閉装置が必要ないため、回転式エアロックなどの単純な固体取扱装置を採用することができる。溶解器から移送される溶融物の粘度は、安価なポンプ手段を使用することができるほど十分に低く、反応器を大気圧より著しく高い圧力で運転することができる。
【0058】
[0066]解重合反応器から溶解器への反応器溶融物の戻しは、溶解器に出入りする材料の流速、
および溶解器中の溶融済み反応器内容物と溶融済みスクラップポリエステルとの所望の比に基づいて選択される速度に対して調整することができる。例えば、反応器溶融物とスクラップポリエステルの比は、５～９０ｗｔ％でもよい。別の一例では、反応器溶融物とスクラップポリエステルの比は、２０～５０ｗｔ％でもよい。所望により、反応器溶融物が溶解器に移送される間、例えば、溶解器へのスクラップポリエステルの供給が中断されている待機運転中、プラントのスタートアップ中、または溶解器中の溶融物が運転レベルにまで引き上げられる間、回収ステップ（以下に記載）を省くことができる。
および溶解器中の溶融済み反応器内容物と溶融済みスクラップポリエステルとの所望の比に基づいて選択される速度に対して調整することができる。例えば、反応器溶融物とスクラップポリエステルの比は、５～９０ｗｔ％でもよい。別の一例では、反応器溶融物とスクラップポリエステルの比は、２０～５０ｗｔ％でもよい。所望により、反応器溶融物が溶解器に移送される間、例えば、溶解器へのスクラップポリエステルの供給が中断されている待機運転中、プラントのスタートアップ中、または溶解器中の溶融物が運転レベルにまで引き上げられる間、回収ステップ（以下に記載）を省くことができる。
【0059】
[0067]解重合反応器は、溶解器よりも高い圧力で実行することができ、それによって、反応器溶融物を反応器から溶解器へ移送するためのポンプ手段が不要になる。所望により、補助的なポンプ手段を任意選択で設けてもよい。解重合反応器の運転圧力は、０ｋＰａゲージ（０ｐｓｉｇ）～６８９．５ｋＰａゲージ（１００ｐｓｉｇ）とすることができる。反応器は、典型的には、２０６．８ｋＰａゲージ（３０ｐｓｉｇ）～３４４．７ｋＰａゲージ（５０ｐｓｉｇ）の圧力で運転される。
【0060】
[0068]解重合反応器中の溶融物の温度を、典型的には、反応器中の圧力におけるメタノールの沸点以上、またはその臨界温度（約２３９℃）以上に維持して、メタノールを蒸気状態に維持し、反応器から容易に出すことができるようにする。例えば、解重合反応器中の溶融温度は、１００℃～３２０℃、１８０℃～３０５℃、または２５０℃～２９０℃とすることができる。
【0061】
[0069]解重合を促進するために、溶解器および／または反応器に、亜鉛、チタン、マンガン、リチウム、カリウム、および／またはマグネシウムなどのエステル交換触媒を添加することができる。様々な実施形態において、エステル交換触媒は、２種以上の触媒金属の混合物でもよい。触媒金属は、酢酸塩、炭酸塩、水酸化物、酸化物（特に可溶性酸化物）、メトキシド、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、リン酸塩、硫酸塩、硝酸塩など、アニオンとの塩形態で導入することができる。
【0062】
[0070]１つまたは複数の実施形態において、エステル交換触媒は、酢酸亜鉛、チタン（ＩＶ）イソプロポキシド、酢酸リチウム、酢酸マンガン（ＩＩ）、マグネシウムメトキシド、および／または炭酸カリウムでもよい。
【0063】
[0071]触媒は、溶解器／反応器に導入される固体ポリエステル１００万重量部あたり触媒金属０～８００重量部の範囲で使用することができる。他の触媒量としては、３０～３００ｐｐｍまたは３０～１００ｐｐｍを挙げることができる。
【0064】
[0072]１つまたは複数の他の実施形態において、エステル交換触媒は、スズ、亜鉛、および／またはチタンを除外する。様々な実施形態において、解重合反応器溶融物中のスズ、亜鉛、および／またはチタンの量は、溶解器／反応器に導入される固体ポリエステルの重量に対して、２００ｐｐｍ以下、１５０ｐｐｍ以下、１００ｐｐｍ以下、５０ｐｐｍ以下、２５ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以下、または１ｐｐｍ以下である。
【0065】
[0073]エステル交換触媒はまた、水酸化ナトリウムなどの共触媒と共に使用することができる。共触媒は、溶解器／反応器に導入される固体ポリエステル１００万重量部あたり共触媒金属０～８００重量部の範囲で使用することができる。他の共触媒量としては、３０～３００ｐｐｍまたは３０～１００ｐｐｍを挙げることができる。
【0066】
[0074]解重合をさらに促進するために、グリコキシドまたはメトキシドを反応混合物に添加してもよい。グリコキシドまたはメトキシドは、グリコキシドまたはメトキシドアニオンとカチオンとを含み、アルカリ金属グリコキシドもしくはメトキシド、アルカリ土類金属グリコキシドもしくはメトキシド、金属グリコキシドもしくはメトキシド、アンモニウムグリコキシドもしくはメトキシド、またはそれらの組合せから選択することができる。カチオンの例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム、およびアンモニウムが挙げられる。様々な実施形態において、グリコキシドまたはメトキシドは、ナトリウムグリコキシドまたはメトキシド、例えばモノナトリウムグリコキシドなどでもよい。グリコキシドまたはメトキシドは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または金属をモノエチレングリコール（ＭＥＧ）に添加することによって生成することができる。様々な実施形態において、グリコキシドは水酸化ナトリウムをＭＥＧに添加することによって生成することができ、またはメトキシドは水酸化ナトリウムをメタノールに添加することによって生成することができる。
【0067】
[0075]様々な実施形態において、グリコキシドまたはメトキシドとメタノールとのモル比は、０．０５：１～０．５：１の範囲、例えば約０．２：１などでもよい。
[0076]様々な実施形態において、グリコキシドまたはメトキシドとＰＥＴとのモル比は、１：２～１：２０、または１：１０～１：１５の範囲でもよい。
[0076]様々な実施形態において、グリコキシドまたはメトキシドとＰＥＴとのモル比は、１：２～１：２０、または１：１０～１：１５の範囲でもよい。
【0068】
[0077]１つまたは複数の実施形態において、反応域における廃カーペット繊維組成物の平均滞留時間は、少なくとも１、２、５、１０、もしくは１５分、および／または１２、１１、１０、９、８、７、６、５、もしくは４時間以下でもよい。
【0069】
[0078]１つまたは複数の実施形態において、メタノール分解反応域に導入されたＰＥＴの総重量の少なくとも５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、または９９ｗｔ％が、その域を出るときには分解されている。
【0070】
[0079]１つまたは複数の実施形態において、反応器パージ流れは、連続的または定期的に反応域から取り出すことができる。反応器パージ流れは、ＤＭＴの沸点よりも高い沸点を有してもよい。
【0071】
[0080]１つまたは複数の実施形態において、反応器パージ流れは、流れの総重量に対して、少なくとも２５、少なくとも３０、少なくとも３５、少なくとも４０、少なくとも４５、少なくとも５０、少なくとも５５、少なくとも６０、少なくとも６５、少なくとも７０、少なくとも７５、少なくとも８０、少なくとも８５、少なくとも９０、少なくとも９５、または少なくとも９９ｗｔ％のＤＭＴを含んでもよい。１つまたは複数の実施形態において、反応器パージ流れは、２５ｗｔ％以下、２０ｗｔ％以下、１５ｗｔ％以下、１０ｗｔ％以下、５ｗｔ％以下、２ｗｔ％以下、または１ｗｔ％以下の、ＤＭＴの沸点よりも高い沸点を有する成分を含んでもよい。さらにまたはあるいは、反応器パージ流れは、反応器の温度より少なくとも５、少なくとも１０、少なくとも１５、少なくとも２０、もしくは少なくとも２５℃、および／または５０℃以下、４５℃以下、４０℃以下、３５℃以下、３０℃以下、２５℃以下、２０℃以下、もしくは１５℃以下の溶融温度を有してもよい。
【0072】
[0081]反応器パージ流れは、流れの総重量に対して、少なくとも１００ｐｐｍおよび２５ｗｔ％以下の１種または複数種の非ＤＭＴ固体を含んでもよい。１つまたは複数の実施形態において、反応器パージ流れ中の非ＤＭＴ固体の総量は、流れの総重量に対して、少なくとも１５０、少なくとも２００、少なくとも２５０、少なくとも３００、少なくとも３５０、少なくとも４００、少なくとも５００、少なくとも６００、少なくとも７００、少なくとも８００、少なくとも９００、少なくとも１０００、少なくとも１５００、少なくとも２０００、少なくとも２５００、少なくとも３０００、少なくとも３５００、少なくとも４０００、少なくとも４５００、少なくとも５０００、少なくとも５５００、少なくとも６０００、少なくとも７０００、少なくとも８０００、少なくとも９０００、少なくとも１０，０００、もしくは少なくとも１２，５００ｐｐｍ、および／または２５ｗｔ％以下、２２ｗｔ％以下、２０ｗｔ％以下、１８ｗｔ％以下、１５ｗｔ％以下、１２ｗｔ％以下、１０ｗｔ％以下、８ｗｔ％以下、５ｗｔ％以下、３ｗｔ％以下、２ｗｔ％以下、もしくは１ｗｔ％以下でもよい。
【0073】
[0082]１つまたは複数の実施形態において、反応器パージ流れは、流れの総重量に対して、少なくとも１００、少なくとも２５０、少なくとも５００、少なくとも７５０、少なくとも１０００、少なくとも１５００、少なくとも２０００、少なくとも２５００、少なくとも３０００、少なくとも３５００、少なくとも４０００、少なくとも４５００、少なくとも５０００、少なくとも５５００、少なくとも６０００、少なくとも６５００、少なくとも７０００、少なくとも７５００、少なくとも８０００、少なくとも８５００、少なくとも９０００、少なくとも９５００重量ｐｐｍ、または少なくとも１、少なくとも２、少なくとも５、少なくとも８、少なくとも１０、もしくは少なくとも１２ｗｔ％、および／あるいは２５ｗｔ％以下、２２ｗｔ％以下、２０ｗｔ％以下、１７ｗｔ％以下、１５ｗｔ％以下、１２ｗｔ％以下、１０ｗｔ％以下、８ｗｔ％以下、６ｗｔ％以下、５ｗｔ％以下、３ｗｔ％以下、２ｗｔ％以下、もしくは１ｗｔ％以下、または７５００重量ｐｐｍ以下、５０００重量ｐｐｍ以下、もしくは２５００重量ｐｐｍ以下の総固体含有量を有する。
【0074】
[0083]非ＤＭＴ固体の例としては、不揮発性触媒化合物を挙げることができるが、それだけに限らない。１つまたは複数の実施形態において、反応器パージ流れは、少なくとも１００、少なくとも２５０、少なくとも５００、少なくとも７５０、少なくとも１０００、少なくとも１５００、少なくとも２０００、少なくとも２５００、少なくとも３０００、少なくとも３５００、少なくとも４０００、少なくとも４５００、少なくとも５０００、少なくとも７５００、少なくとも１０，０００、もしくは少なくとも１２，５００ｐｐｍ、および／または６０，０００ｐｐｍ以下、５０，０００ｐｐｍ以下、４０，０００ｐｐｍ以下、３５，０００ｐｐｍ以下、３０，０００ｐｐｍ以下、２５，０００ｐｐｍ以下、２０，０００ｐｐｍ以下、１５，０００ｐｐｍ以下、もしくは１０，０００ｐｐｍ以下の不揮発性触媒金属を含んでもよい。不揮発性触媒金属の例としては、チタン、亜鉛、マンガン、メトキシド化合物、アルカリ金属、アルカリ土類金属、スズ、残留するエステル化またはエステル交換触媒、残留する重縮合触媒、アルミニウム、解重合触媒、およびこれらの組合せが挙げられるが、それらだけに限らない。
【0075】
[0084]ＤＭＴ、ＥＧ、およびメタノールを含む蒸気流れを、解重合反応器から取り出すことができる。ポリエステルカーペット繊維の組成に応じて、他のモノマー（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、イソフタル酸ジメチル、１，４－シクロヘキサンジメタノール、１，３－プロパンジオール、および／またはメチルヒドロキシエチルテレフタラートなど）もメタノール蒸気流れ中に存在することがある。メタノール蒸気は、解重合反応物であることに加えて、キャリアガス流れとして作用することによって、および溶液から他のガスをストリッピングすることによって、反応器から他の蒸気を除去するのを助ける。反応器内容物を加熱し、かつガスをストリッピングするための過熱メタノールの有効性は、その体積流量に依存する。したがって、反応器内の解重合速度は、反応器へのメタノール流速に依存する。解重合反応器を出たメタノール蒸気流れは、その蒸気流れから大部分のメチルヒドロキシエチルテレフタラートを分離するために蒸留装置に移動させることができる。回収されたメチルヒドロキシエチルテレフタラートは、溶解器および／または反応器に移動させてもよく、そこで、平均ポリエステル鎖長を短縮させ、かつ溶解器／反応器中の溶融物の粘度を低下させるための低分子量オリゴマーとして役立つ。
【0076】
[0085]次いで、蒸気流れを、メタノールを他の蒸気流れ成分から分離する第２の蒸留装置に移動させることができる。メタノールは、米国特許第５，０５１，５２８号（参照により本明細書に組み込まれる）に記載されているように、さらなる使用のために回収することができる。残りの回収された蒸気流れ成分を、他の分離装置、例えば、蒸留塔および晶析装置に移動させることができ、そこで、ＤＭＴ、ＥＧ、および任意選択で他のモノマーを分離することができる。
【0077】
[0086]メタノール分解プロセスは、半連続または連続プロセスとして実施することができる。最初のスタートアップ後、上述のスタートアップオリゴマーを、外部供給源からプロセスに供給する必要はない、すなわち、解重合反応器から溶解器に供給される溶融物、および／またはメタノール蒸気流れの任意選択的蒸留から溶解器に供給されるメチルヒドロキシエチルテレフタラートが、平均ポリエステル鎖長を短縮させ、溶解器中の溶融粘度を十分に低下させることができる。
【0078】
[0087]スクラップまたは廃ＰＥＴカーペット繊維組成物中の汚染物の大部分は、溶融物を解重合反応器に導入する前に、溶解器中の溶融物から除去することができる。例えば、金属または砂などの無機汚染物は、溶解器からの溶融物を漉すことによって除去することができる。ポリエチレン、ポリスチレン、およびポリプロピレンなどのポリオレフィンならびに他の汚染物は、溶解器中の溶融物の上に浮遊する傾向があり、それらを分離器に通し、除去することができ、ポリオレフィンを含まない溶融物を溶解器に戻すことができる。可溶性汚染物は、溶解器中の溶融物に蓄積させることができ、解重合反応器からのオリゴマーとともに常法によりパージすることができる。あるいは、それらを、反応器から溶解器に流し戻す溶融物から除去することもできる。
【0079】
[0088]廃カーペット繊維組成物に加えてまたは組み合わせて、本発明によるメタノール分解反応ステップは、織物、ボトルフレーク、リクレーマ廃棄物、またはそれらの組合せなど、広範な他のＰＥＴ含有廃棄物のアレイを受け入れて、ポリエステルに再重合するためのリサイクルモノマー供給原料を製造することができる。
【0080】
[0089]メタノール分解反応が進行する速度は、経時的に消費されたＭｅＯＨと生成されたＤＭＴとのモル比（ＭｅＯＨ／ＤＭＴモル比）を計算することによって評価することができる。値が低いほど、１モルのＤＭＴを生成するために使用されたメタノールが少ないことを示しており、そのため、より効率的で望ましい。様々な実施形態において、本発明の反応ステップは、反応期間全体を通じて、２０以下、１９以下、１８以下、１７以下、１６以下、１５以下、１４以下、１３以下、１２以下、１１以下、１０以下、９以下、８以下、７以下、６以下、５以下、または４以下のＭｅＯＨ／ＤＭＴモル比を提供することができる。ＭｅＯＨ／ＤＭＴモル比の分母は、メチルヒドロキシエチルテレフタラート（ＭＨＥＴ）などのＤＭＴ誘導体を含む。
【0081】
回収および精製
[0090]メタノール分解反応中に生成した解重合ポリエステル混合物中のＤＭＴおよびＥＧは、結晶化、ろ過、蒸留、またはそれらの組合せによって回収および精製することができる。モノマーを回収および精製するための追加の技術には、吸着（例えば、活性炭、木炭、シリカゲルなどによる）、アニオンもしくはカチオン交換、および／または液体抽出がある。廃カーペット繊維組成物中に存在する可能性のある他のモノマー、例えば、イソフタル酸ジメチル、１，４－シクロヘキサンジメタノール、１，４－シクロヘキサンジカルボン酸ジメチル、１，３－プロパンジオール、ジエチレングリコールなども上述の技術によって回収し、ポリエステルに再重合することができる。
[0090]メタノール分解反応中に生成した解重合ポリエステル混合物中のＤＭＴおよびＥＧは、結晶化、ろ過、蒸留、またはそれらの組合せによって回収および精製することができる。モノマーを回収および精製するための追加の技術には、吸着（例えば、活性炭、木炭、シリカゲルなどによる）、アニオンもしくはカチオン交換、および／または液体抽出がある。廃カーペット繊維組成物中に存在する可能性のある他のモノマー、例えば、イソフタル酸ジメチル、１，４－シクロヘキサンジメタノール、１，４－シクロヘキサンジカルボン酸ジメチル、１，３－プロパンジオール、ジエチレングリコールなども上述の技術によって回収し、ポリエステルに再重合することができる。
【0082】
[0091]様々な実施形態において、解重合反応器から出るメタノール蒸気流れは、ＤＭＴ、ＥＧ、メタノール、および少量の不純物を含む気相流れを含むことがある。メタノール蒸気流れ中の不純物の量は、不純物とＤＭＴの比揮発度に依存する。不純物の揮発性が十分に低い場合、不純物のいくらかは、かなりの濃度で反応器から搬出されるであろう。
【0083】
[0092]様々な実施形態において、メタノール蒸気流れを冷却し、凝縮させて、メタノールに溶解したＤＭＴを含む凝縮物を形成することができる。次いで、この流れの温度を下げ、メタノールの一部を除去して、溶解したＤＭＴを結晶として析出させる。次いで、固体は、ろ過および／または遠心分離などの適切な分離方法によって分離することができる。次いで、結晶を洗浄して、ＥＧおよびその他の汚染物の大部分を除去し、さらに分離および精製することができる。次いで、粗ＤＭＴを蒸留して、バージン材料から調製したポリエステルと類似または同等のポリエステルの調製に適したポリマーグレードの材料を得ることができる。
【0084】
[0093]ポリエステル解重合生成物からＤＭＴおよび様々なグリコール成分を分離および精製するための他の方法は、例えば、米国特許第５，３６４，９８５号、同第５，３９１，２６３号、同第５，４９８，７４９号、同第５，７１２，４１０号、同第５，９１２，２７５号（Ｄｕｐｏｎｔ）、同第６，７０６，８４３号（Ｔｅｉｊｉｎ）、同第７，０７８，４４０号、および同第１０，８０８，０９６号に記載されており、これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる。
【0085】
[0094]簡単に述べると、様々な実施形態において、メタノールの回収を促進するために、メタノール分解反応器に続いて、メタノールおよび／またはＥＧを含む混合物に、安息香酸メチルおよび／またはｐ－トルイル酸メチルなどの共沸剤を添加して、メタノールおよび／またはＥＧとＤＭＴとの分離を促進することができる。
【0086】
[0095]固体異物が反応混合物中に存在する場合、（Ａ）混合物の表面に浮遊している固体異物の一部分を浮遊分離法によって除去することができ、（Ｂ）表面に浮遊しなかった残留固体異物の一部分を固／液分離法によって除去することができ、（Ｃ）ステップ（Ｂ）からの一部分を蒸留し、濃縮して、蒸留済みＥＧを回収することができ、（Ｄ）ステップ（Ｃ）からの蒸留残留物を、エステル交換反応触媒およびメタノールと混合して、蒸留残留物とメタノールとの間でエステル交換反応を起こさせ、ＤＭＴおよびＥＧを生成させることができ、その後、反応混合物に再結晶処理、次いで遠心分離を施して、反応混合物をＤＭＴケーキと混合溶液とに分離することができ、そのケーキに蒸留精製を施して、高純度の蒸留済みＤＭＴを回収することができ、（Ｅ）ステップ（Ｄ）からの混合溶液に蒸留処理を施して、蒸留済みメタノールを回収することができ、（Ｆ）ステップ（Ｅ）からの蒸留残留物に蒸留処理を施して、蒸留済みＥＧを回収することができる。
【0087】
[0096]異物は、ＰＥＴ以外のポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカルボナート、ポリウレタン、ポリ乳酸、アクリル、レーヨン、アセタート、ポリビニルアルコール、天然植物繊維、天然動物繊維、金属、顔料、油、無機化合物、砂、紙、木材、ガラス、アスベスト、カーボンブラック、染料、および／または断熱材料を含み得る。
【0088】
[0097]ＰＥＴ以外のポリエステルは、共重合ＰＥＴ、ポリエチレンナフタラート、ポリトリメチレンテレフタラート、および／またはポリブチレンテレフタラートを含み得る。
[0098]異物としてのポリオレフィンは、ポリエチレンおよび／またはポリプロピレンを含み得る。
[0098]異物としてのポリオレフィンは、ポリエチレンおよび／またはポリプロピレンを含み得る。
【0089】
[0099]ステップ（Ｃ）で回収されたＥＧは、ステップ（Ａ）に再循環させることができる。
【0090】
廃カーペット繊維のケミカルリサイクル用混合物
[0100]別の一態様において、本発明は、廃カーペット繊維のケミカルリサイクル用混合物を提供する。この混合物は、
（ａ）少なくとも７５ｗｔ％のポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）および６ｗｔ％以下の灰分を含む廃カーペット繊維組成物と、
（ｂ）メタノールと
の反応生成物を含み、
重量パーセントは、廃カーペット繊維組成物の総重量に基づいている。
[0100]別の一態様において、本発明は、廃カーペット繊維のケミカルリサイクル用混合物を提供する。この混合物は、
（ａ）少なくとも７５ｗｔ％のポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）および６ｗｔ％以下の灰分を含む廃カーペット繊維組成物と、
（ｂ）メタノールと
の反応生成物を含み、
重量パーセントは、廃カーペット繊維組成物の総重量に基づいている。
【0091】
[0101]混合物中の廃カーペット繊維組成物は、本明細書に記載する特徴／パラメータのうちのいずれかを有してもよい。
[0102]メタノールは、液体もしくは蒸気の形態でもその両方でもよい。
[0102]メタノールは、液体もしくは蒸気の形態でもその両方でもよい。
【0092】
[0103]１つまたは複数の実施形態において、メタノールは、飽和蒸気でもよい。
[0104]１つまたは複数の実施形態において、メタノールは、過熱または超臨界でもよい。
[0104]１つまたは複数の実施形態において、メタノールは、過熱または超臨界でもよい。
【0093】
[0105]１つまたは複数の実施形態において、メタノールは、過熱蒸気でもよい。
[0106]混合物は、メタノールとＰＥＴの質量比が１．１：１～１０：１でもよい。
[0107]混合物は、織物、ボトルフレーク、リクレーマ廃棄物、またはそれらの組合せなど、他のＰＥＴ含有廃棄物を含んでもよい。
[0106]混合物は、メタノールとＰＥＴの質量比が１．１：１～１０：１でもよい。
[0107]混合物は、織物、ボトルフレーク、リクレーマ廃棄物、またはそれらの組合せなど、他のＰＥＴ含有廃棄物を含んでもよい。
【0094】
[0108]１つまたは複数の実施形態において、混合物は、混合物の総重量に対して、最大９５、最大９０、最大８５、最大８０、最大７５、最大６０、最大５０、最大４０、最大３０、最大２０、最大１０、最大５、または最大１ｗｔ％の他のＰＥＴ含有廃棄物を含む。
【0095】
[0109]混合物は、エステル交換触媒を含んでもよい。
[0110]エステル交換触媒の例としては、酢酸亜鉛、酢酸リチウム、酢酸マンガン（ＩＩ）、チタン（ＩＶ）イソプロポキシド、マグネシウムメトキシド、および炭酸カリウムが挙げられる。
[0110]エステル交換触媒の例としては、酢酸亜鉛、酢酸リチウム、酢酸マンガン（ＩＩ）、チタン（ＩＶ）イソプロポキシド、マグネシウムメトキシド、および炭酸カリウムが挙げられる。
【0096】
[0111]１つまたは複数の実施形態において、混合物は、混合物の総重量に対して、０～８００ｐｐｍ、３０～３００ｐｐｍ、または３０～１００ｐｐｍのエステル交換触媒を含む。
【0097】
[0112]混合物は、エステル交換共触媒をさらに含んでもよい。
[0113]エステル交換共触媒の例として、水酸化ナトリウムが挙げられる。
[0114]１つまたは複数の実施形態において、混合物は、混合物の総重量に対して、０～８００ｐｐｍ、３０～３００ｐｐｍ、または３０～１００ｐｐｍのエステル交換共触媒を含む。
[0113]エステル交換共触媒の例として、水酸化ナトリウムが挙げられる。
[0114]１つまたは複数の実施形態において、混合物は、混合物の総重量に対して、０～８００ｐｐｍ、３０～３００ｐｐｍ、または３０～１００ｐｐｍのエステル交換共触媒を含む。
【0098】
[0115]混合物は、テレフタル酸ジメチル、オリゴマー、またはその両方をさらに含んでもよい。
[0116]混合物はまた、メトキシ２－ヒドロキシエチルテレフタラート；ビス（２－ヒドロキシエチル）テレフタラート；ジエチレングリコール；イソフタル酸ジメチル；ＰＥＴからの残留触媒金属、例えば、アンチモン、チタン、アルミニウムなど；染料；ＰＥＴ供給物からの着色剤、不活性固体、および／または汚れを含んでもよい。
[0116]混合物はまた、メトキシ２－ヒドロキシエチルテレフタラート；ビス（２－ヒドロキシエチル）テレフタラート；ジエチレングリコール；イソフタル酸ジメチル；ＰＥＴからの残留触媒金属、例えば、アンチモン、チタン、アルミニウムなど；染料；ＰＥＴ供給物からの着色剤、不活性固体、および／または汚れを含んでもよい。
【0099】
リサイクルポリエステルを調製する方法
[0117]さらに別の一態様において、本発明は、リサイクルポリエステルを調製する方法を提供する。一変形において、この方法は、
本発明に従って得られた精製ＥＧもしくはＤＭＴまたはその両方を使用して、リサイクルポリエステルを調製するステップ
を含む。
[0117]さらに別の一態様において、本発明は、リサイクルポリエステルを調製する方法を提供する。一変形において、この方法は、
本発明に従って得られた精製ＥＧもしくはＤＭＴまたはその両方を使用して、リサイクルポリエステルを調製するステップ
を含む。
【0100】
[0118]別の一変形において、この方法は、
本発明に従って得られた精製ＤＭＴを水と反応させて、リサイクルテレフタル酸（ｒＴＰＡ）を形成するステップと、
ｒＴＰＡおよび任意選択で本発明に従って得られた精製ＥＧを使用して、リサイクルポリエステルを調製するステップと
を含む。
本発明に従って得られた精製ＤＭＴを水と反応させて、リサイクルテレフタル酸（ｒＴＰＡ）を形成するステップと、
ｒＴＰＡおよび任意選択で本発明に従って得られた精製ＥＧを使用して、リサイクルポリエステルを調製するステップと
を含む。
【0101】
[0119]さらに別の一変形において、この方法は、
本発明に従って得られた精製ＤＭＴを、バージンＥＧ、同じく本発明に従って得られた精製ＥＧ、またはその両方と反応させて、ビス（２－ヒドロキシエチル）テレフタラート（ＢＨＥＴ）またはそのオリゴマーを形成するステップと、
ＢＨＥＴまたはそのオリゴマーを重縮合して、リサイクルＰＥＴを形成するステップと
を含む。
本発明に従って得られた精製ＤＭＴを、バージンＥＧ、同じく本発明に従って得られた精製ＥＧ、またはその両方と反応させて、ビス（２－ヒドロキシエチル）テレフタラート（ＢＨＥＴ）またはそのオリゴマーを形成するステップと、
ＢＨＥＴまたはそのオリゴマーを重縮合して、リサイクルＰＥＴを形成するステップと
を含む。
【0102】
[0120]ＥＧ、ＤＭＴ、またはその両方からポリエステルを調製するための様々な方法が知られている。例えば、ＤＭＴをＥＧと反応させて、エステル化生成物を生成することができる。次いで、エステル化生成物を、重縮合触媒の存在下、減圧で重縮合して、ＰＥＴを得る。
【0103】
一般的な規定
[0121]いずれの疑問も取り除くために、本発明は、本明細書で言及する実施形態、特徴、特性、パラメータ、および／または範囲のあらゆる組合せを含み、明示的に企図し、開示する。すなわち、本発明の主題は、本明細書で言及する実施形態、特徴、特性、パラメータ、および／または範囲の任意の組合せによって定義され得る。
[0121]いずれの疑問も取り除くために、本発明は、本明細書で言及する実施形態、特徴、特性、パラメータ、および／または範囲のあらゆる組合せを含み、明示的に企図し、開示する。すなわち、本発明の主題は、本明細書で言及する実施形態、特徴、特性、パラメータ、および／または範囲の任意の組合せによって定義され得る。
【0104】
[0122]本発明の一部として具体的に命名または特定されていない任意の構成要素、成分、またはステップは、明示的に除外され得ることが企図されている。
[0123]本発明の任意のプロセス／方法、装置、化合物、組成物、実施形態、または成分は、移行的な用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」、もしくは「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」、またはこれらの用語の変形によって修正され得る。
[0123]本発明の任意のプロセス／方法、装置、化合物、組成物、実施形態、または成分は、移行的な用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」、もしくは「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」、またはこれらの用語の変形によって修正され得る。
【0105】
[0124]本明細書で使用する場合、不定冠詞「１つの（ａおよびａｎ）」は、文脈上そうでないとする明白な示唆がない限り、１または複数を意味する。同様に、文脈上そうでないとする明白な示唆がない限り、名詞の単数形は複数形を含み、また逆も同様である。
【0106】
[0125]正確を期すように努めているが、本明細書に記載の数値および範囲は、近似値とみなすことができる。これらの値および範囲は、本開示によって得ようとする所望の性質、ならびに測定技術に見られる標準偏差から生じる変動に応じて、規定の数から変化する可能性がある。さらに、本明細書に記載の範囲は、規定の範囲内のすべてのサブ範囲および値を含むことが意図され、具体的に企図されている。例えば、５０～１００の範囲は、６０～９０、７０～８０などのサブ範囲を含む範囲内のすべての値を含むことを意図している。
【0107】
[0126]実施例で報告する同じ性質またはパラメータの任意の２つの数は、範囲を定義することができる。これらの数は、小数第四位、小数第三位、小数第二位、小数第一位、一の位、十の位、または百の位を四捨五入して、範囲を定義することができる。
【0108】
[0127]特許ならびに非特許文献を含む、本明細書で引用するすべての文書の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。任意の組み込まれた主題が任意の本明細書の開示と矛盾する範囲では、本明細書の開示が、組み込まれた内容よりも優先されるものとする。
【0109】
[0128]本発明は、以下の実施例によってさらに説明することができるが、これらの実施例は単に説明のために含まれるものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【実施例】
【0110】
実施例１
供給原料
[0129]様々なカーペット繊維供給原料を、ＰＥＴ含有量（ＩＰＡおよびＴＰＡを使用して計算）、灰分含有量、１，３－プロパンジオール、窒素、および金属について分析した。対照試料（対照）は、ＰＥＴ再生機で精製された、メカニカルリサイクルに適した高グレードの着色ｒＰＥＴフレークであった。他の試料は、ポストインダストリアル（Ｐ－Ｉ）カーペット繊維（試料Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）、ポストコンシューマ（Ｐ－Ｃ）カーペット繊維（試料Ｂ、Ｃ、Ｈ～Ｏ）、およびポストインダストリアルカーペットとカーペットパッドとの組合せ品（試料Ｇ）であった。実験室での評価に関して、すべての試料を溶融押出または凝集のいずれかによって高密度化した。
供給原料
[0129]様々なカーペット繊維供給原料を、ＰＥＴ含有量（ＩＰＡおよびＴＰＡを使用して計算）、灰分含有量、１，３－プロパンジオール、窒素、および金属について分析した。対照試料（対照）は、ＰＥＴ再生機で精製された、メカニカルリサイクルに適した高グレードの着色ｒＰＥＴフレークであった。他の試料は、ポストインダストリアル（Ｐ－Ｉ）カーペット繊維（試料Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）、ポストコンシューマ（Ｐ－Ｃ）カーペット繊維（試料Ｂ、Ｃ、Ｈ～Ｏ）、およびポストインダストリアルカーペットとカーペットパッドとの組合せ品（試料Ｇ）であった。実験室での評価に関して、すべての試料を溶融押出または凝集のいずれかによって高密度化した。
【0111】
[0130]ＴＰＡおよびＩＰＡの含有量を決定するために、［Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．１９９１年、６３、１２５１～１２５６頁］に記載されている通りに、供給原料を加水分解液体クロマトグラフィで分析した。この試験は、±３％の誤差限界を有する。％ＰＥＴを計算し、加水分解手順中に添加された水を補正するために、％ＴＰＡおよび％ＩＰＡ（測定された場合）の合計を０．８６４で割った。ＩＰＡが測定されなかった場合、％ＩＰＡの値は０と仮定された。
【0112】
[0131]灰分含有量を決定するために、試料１ｇを空気中８００℃で３時間加熱した後、重量測定法で分析した。
[0132]全窒素を定量的に決定するために、試料を粉砕し、ＮＳＸ－２１００Ｈ微量元素分析装置を使用して、化学発光法により測定した。
[0132]全窒素を定量的に決定するために、試料を粉砕し、ＮＳＸ－２１００Ｈ微量元素分析装置を使用して、化学発光法により測定した。
【0113】
[0133]プロパンジオールは、加水分解ガスクロマトグラフィによって決定した。試料は、加水分解反応およびシリル化を使用することによって分析用に調製される。試料溶液は、分割注入および炎イオン化検出器を使用して、ＤＢ－５カラムでクロマトグラフィにかけた。試料成分の重量パーセント濃度は、内部標準定量法を使用して、積分されたクロマトグラムから計算した。
【0114】
[0134]その他の金属、ハロゲン、および非金属は、Ｏｍｎｉａｎソフトウェアパッケージを使用して、Ｍａｌｖｅｒｎ／ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ Ｚｅｔｉｕｍ ＸＲＦで蛍光Ｘ線によって定性的に決定した。
【0115】
[0135]結果を表１に示す。
【0116】
【表1-1】
【0117】
【表1-2】
【0118】
【0119】
[0137]各メタノール分解反応は、深さ２７．９４ｃｍ（１１インチ）および直径１０．１６ｃｍ（４インチ）の寸法を有する２Ｌ容の反応器に、初期投入物であるＰＥＴカーペット繊維供給原料、触媒、およびエチレングリコールを添加することによって実施した。バッチ式実験室規模反応器においてのＰＥＴ供給原料の溶融を助けるためにエチレングリコールを添加し、手順の最初の数時間以内に反応器からストリッピングした。
【0120】
[0138]反応器を２６０℃に加熱して、溶融物を形成し、次いで、溶融物に、３０５℃の過熱メタノールを１０ｍＬ／分の速度でスパージングした。反応器中の内容物レベルを１時間ごとにチェックした。レベルが１７．７８ｃｍ（７インチ）を下回ると、ＰＥＴカーペット繊維供給原料１００ｇおよび適切なレベルの触媒を反応器に添加した。初期投入量および後続添加の投入量を８時間ごとに記録し、表２に報告した。ＤＭＴ、ＥＧ、およびＭｅＯＨの粗生成物を、精製用の受容フラスコ／タンクに収集した。
【0121】
[0139]精製のために、生成物を撹拌槽中で結晶化させ、その後、結晶化した生成物をろ過した。次いで、ろ過ケーキをバッチ式カラム蒸留で精製して、精製ＤＭＴを生成した。
[0140]精製エチレングリコールは、最初にメタノールストリッピングカラムにおいてろ液からメタノールを除去し、続いて、カラム蒸留で精製することにより生成することができる。
[0140]精製エチレングリコールは、最初にメタノールストリッピングカラムにおいてろ液からメタノールを除去し、続いて、カラム蒸留で精製することにより生成することができる。
【0122】
【表2-1】
【0123】
【表2-2】
【0124】
【表2-3】
【0125】
速度データ
[0141]反応が進行する速度を、各時点におけるＭｅＯＨ／ＤＭＴのモル比を計算することによって評価し、表３に示す。値が高いほど、１モルのＤＭＴを生成するために使用されたメタノールが多いことを示しており、そのため、あまり望ましくない。使用されたメタノールの量は、メタノールの添加速度、およびメタノールを反応器にスパージングした時間から計算された（表２）。生成されたＤＭＴの量は、受容タンク中の生成物を秤量し、ガスクロマトグラフィおよび液体クロマトグラフィを使用して生成物中のＤＭＴ濃度を定量することにより計算された。
[0141]反応が進行する速度を、各時点におけるＭｅＯＨ／ＤＭＴのモル比を計算することによって評価し、表３に示す。値が高いほど、１モルのＤＭＴを生成するために使用されたメタノールが多いことを示しており、そのため、あまり望ましくない。使用されたメタノールの量は、メタノールの添加速度、およびメタノールを反応器にスパージングした時間から計算された（表２）。生成されたＤＭＴの量は、受容タンク中の生成物を秤量し、ガスクロマトグラフィおよび液体クロマトグラフィを使用して生成物中のＤＭＴ濃度を定量することにより計算された。
【0126】
【表3】
【0127】
[0142]表３の速度データを図２および３にグラフで示す。ＭｅＯＨ／ＤＭＴを反応速度の代用として使用しており、ここでは、ＭｅＯＨ／ＤＭＴの値が低いほど、１モルのＤＭＴを生成するのに必要なＭｅＯＨのモル数が少ないことを示している。
【0128】
[0143]図２に見られるように、供給原料中のＰＥＴ含有量が高いほど、ＭｅＯＨ／ＤＭＴ値が低くなるという相関があった。いくつかの供給原料、特に、ポストコンシューマカーペット繊維を含有するものでは、試料の調製方法に起因して、ＰＥＴ含有量が低いほど灰分含有量が高くなり、それによって、ＭｅＯＨ／ＤＭＴ値が高くなる相互関係が示された。例えば、３種のポストコンシューマ試料（Ｂ、Ｃ、およびＤ）を比較すると、試料Ｄは、最も低いＰＥＴ％（７６．５ｗｔ％）および最も高い灰分％（６．９２ｗｔ％）を有し、最も高いＭｅＯＨ／ＤＭＴ値で進行した。試料Ｂは、中間レベルのＰＥＴ％および灰分％（それぞれ８９．７ｗｔ％および４．４ｗｔ％）を有し、中間のＭｅＯＨ／ＤＭＴ速度で進行した。試料Ｃは、最も高いＰＥＴ％（９４．２ｗｔ％）および最も低い灰分％（１．９ｗｔ％）を有し、最も低いＭｅＯＨ／ＤＭＴ値で進行した。また、灰分含有量が高い供給原料ほど、無機含有物が反応器を不活性材料で満たすため、時間の経過とともに速度が低下する傾向があった。
【0129】
[0144]試料Ａ、すなわち、ポストインダストリアルカーペット繊維試料は、最も低いレベルの灰分％（０．１８ｗｔ％）および最も高いＰＥＴ％（１００．７ｗｔ％）を有した。この供給原料は、対照試料と非常に類似したＰＥＴ％および灰分％を有し、したがって、速度も非常に類似していた。
【0130】
[0145]図４および５は、対照および試料Ａ～ＤのＭｅＯＨ／ＤＭＴ中央値を、供給原料特性であるＰＥＴ％および灰分％それぞれと比較したグラフである。これらのグラフから分かるように、ＭｅＯＨ／ＤＭＴ値は、驚くべきことに、ＰＥＴ％または灰分％のどちらの線形関数でもなかった。ＭｅＯＨ／ＤＭＴ中央値は、経過時間２４～６４時間（経過時間８時間と１６時間は省略）の結果を使用して計算した。初期時点、８時間、および１６時間では、反応の平衡状態の欠如によるノイズがしばしば見られた。
【0131】
[0146]図３は、対照試料、試料Ｂ、およびこれら２つの様々な混合物の速度データを示す。図２で観察された傾向は、図３にも引き継がれていた。
[0147]さらに、図３に見られるように、１５％に希釈した試料は、驚くべきことに、２５％に希釈した試料とほぼ同じ性能を示した。これらの結果は、カーペット繊維供給原料中のＰＥＴ％に対して非線形反応を示唆している。さらに、一般に、上記で列挙した不純物をすべて含むカーペット繊維試料から純粋なＤＭＴが得られることが分かったのは驚くべきことであった。
[0147]さらに、図３に見られるように、１５％に希釈した試料は、驚くべきことに、２５％に希釈した試料とほぼ同じ性能を示した。これらの結果は、カーペット繊維供給原料中のＰＥＴ％に対して非線形反応を示唆している。さらに、一般に、上記で列挙した不純物をすべて含むカーペット繊維試料から純粋なＤＭＴが得られることが分かったのは驚くべきことであった。
【0132】
精製ＤＭＴ
[0148]上述のように、各カーペット試料からのＤＭＴを受容フラスコ中の反応物から単離した後、結晶化、ろ過、および蒸留によって精製した。蒸留後のＤＭＴ中の不純物を表４に報告する。ＤＭＴの全アッセイはガスクロマトグラフィによって測定され、存在する金属は蛍光Ｘ線で検出された。試料の一部は、蒸留から２つの留分として収集された。
[0148]上述のように、各カーペット試料からのＤＭＴを受容フラスコ中の反応物から単離した後、結晶化、ろ過、および蒸留によって精製した。蒸留後のＤＭＴ中の不純物を表４に報告する。ＤＭＴの全アッセイはガスクロマトグラフィによって測定され、存在する金属は蛍光Ｘ線で検出された。試料の一部は、蒸留から２つの留分として収集された。
【0133】
[0149]比較のため、市販のバージンＤＭＴ（蒸留ＤＭＴと表示）を、メタノール分解供給原料と同じ手段で再蒸留した。蒸留後の不純物も表４に報告する。
[0150]表４において、ＭＨＥＴはメチルヒドロキシエチルテレフタラート、ＭＨＴはモノヒドロキシエチルテレフタラート、ＢＨＥＴはビス（ヒドロキシエチル）テレフタラート、ＤＭＩはイソフタル酸ジメチルである。
[0150]表４において、ＭＨＥＴはメチルヒドロキシエチルテレフタラート、ＭＨＴはモノヒドロキシエチルテレフタラート、ＢＨＥＴはビス（ヒドロキシエチル）テレフタラート、ＤＭＩはイソフタル酸ジメチルである。
【0134】
【表4】
【0135】
実施例３
コポリエステル合成
[0151]実施例２からの精製リサイクルＤＭＴ（ｒＤＭＴ）の一部を、２，２，４，４－テトラメチル－１，３－シクロブテンジオール（ＴＭＣＤ）および１，４－シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）を含む非晶質コポリエステルを合成することによって、コポリエステル生成における使用適合性についてスクリーニングした。すべてのコポリエステルを、上述のバッチ蒸留からの第２留分を使用して生成した。ｒＤＭＴ（７７．６８ｇ）、ＣＨＤＭ（３８．０５ｇ）、およびＴＭＣＤ／ＭｅＯＨ溶液（３５ｗｔ％ ＴＭＣＤ、６７．１１ｇ溶液）を秤量して、５００ｍＬ容の一口フラスコに入れた。モノマーに、リン化合物およびスズ化合物を含むｎ－ブタノール中触媒溶液を、最終触媒濃度としてＳｎが１２５ｐｐｍ、Ｐが８ｐｐｍになるように添加した。フラスコには、電動撹拌システム、サイドアーム冷却器、凝縮物受容フラスコ、ドライアイス－アセトントラップ、ならびに不活性（Ｎ２）および真空雰囲気を実現するためのマニホールドを装備した。フラスコの加熱は、加熱マントルに接触した溶融金属浴にフラスコを下降させることで実現した。自動化プログラムを使用して、反応全体を通して温度、圧力、および撹拌速度を制御した。
コポリエステル合成
[0151]実施例２からの精製リサイクルＤＭＴ（ｒＤＭＴ）の一部を、２，２，４，４－テトラメチル－１，３－シクロブテンジオール（ＴＭＣＤ）および１，４－シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）を含む非晶質コポリエステルを合成することによって、コポリエステル生成における使用適合性についてスクリーニングした。すべてのコポリエステルを、上述のバッチ蒸留からの第２留分を使用して生成した。ｒＤＭＴ（７７．６８ｇ）、ＣＨＤＭ（３８．０５ｇ）、およびＴＭＣＤ／ＭｅＯＨ溶液（３５ｗｔ％ ＴＭＣＤ、６７．１１ｇ溶液）を秤量して、５００ｍＬ容の一口フラスコに入れた。モノマーに、リン化合物およびスズ化合物を含むｎ－ブタノール中触媒溶液を、最終触媒濃度としてＳｎが１２５ｐｐｍ、Ｐが８ｐｐｍになるように添加した。フラスコには、電動撹拌システム、サイドアーム冷却器、凝縮物受容フラスコ、ドライアイス－アセトントラップ、ならびに不活性（Ｎ２）および真空雰囲気を実現するためのマニホールドを装備した。フラスコの加熱は、加熱マントルに接触した溶融金属浴にフラスコを下降させることで実現した。自動化プログラムを使用して、反応全体を通して温度、圧力、および撹拌速度を制御した。
【0136】
[0152]大気圧のＮ２下で、フラスコを２５分かけて２２０℃から２４５℃まで徐々に加熱し、次いで、２４５℃で４０分間保持した。次いで、圧力を３３３ｈＰａ（２５０ｔｏｒｒ）に下げ、温度を１８分かけて２６５℃に上げた。次いで、圧力を２．０ｈＰａ（１．５ｔｏｒｒ）に下げ、温度を８分かけて２７７℃に上げ、その後、その状態を３７分間保持した。この一連の操作を終了した後、フラスコを大気条件に戻し、分析のためにポリマーを取り出した。
【0137】
[0153]得られたコポリエステルの特性を測定し、表５に報告する。
【0138】
【表5】
【0139】
[0154]表５において、ｒＰＥＴ対照、試料Ａ（ポストインダストリアルカーペット繊維）、および試料Ｂ（ポストコンシューマカーペット繊維）のポリマーを、実験室でのメタノール分解および精製により生成したｒＤＭＴから合成した。上述のように、蒸留ＤＭＴ対照は、メタノール分解供給原料と同じ手段で再蒸留した市販のバージンＤＭＴであった。
【0140】
[0155]表５に見られるように、すべてのポリマーが類似のＩＶ（固有粘度）および末端基組成を有しており、メタノール分解により生成したｒＤＭＴ試料が、商用グレードのコポリエステルを生成するのに十分な高純度であることが示された。ベースの黄色度およびヘイズを測定したのは、多くの場合、測定できないほど微量の不純物濃度が品質上の問題を引き起こす可能性があり、したがって、これらの値は、ｒＤＭＴが高品質のコポリエステルを作製する能力の指標となるためである。ｒＰＥＴ対照ならびに試料ＡおよびＢポリマーはいずれも、蒸留ＤＭＴ対照ポリマーの妥当な範囲内にあったため、廃ＰＥＴカーペット繊維のメタノール分解によって得られたｒＤＭＴは、高品質コポリエステルの商業生産用として考えることができる。
【0141】
[0156]本発明は、その特定の実施形態を特に参照して詳細に説明したが、本発明の趣旨および範囲内で変形および修正が可能であることが理解されるであろう。
[0157]本発明の一態様は、廃カーペット繊維のケミカルリサイクル用混合物であり、この混合物は、
（ａ）少なくとも７５ｗｔ％のポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）および６ｗｔ％以下の灰分を含む廃カーペット繊維組成物と、
（ｂ）メタノールと
の反応生成物を含み、
重量パーセントは、廃カーペット繊維組成物の総重量に基づいている。
[0157]本発明の一態様は、廃カーペット繊維のケミカルリサイクル用混合物であり、この混合物は、
（ａ）少なくとも７５ｗｔ％のポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）および６ｗｔ％以下の灰分を含む廃カーペット繊維組成物と、
（ｂ）メタノールと
の反応生成物を含み、
重量パーセントは、廃カーペット繊維組成物の総重量に基づいている。
【0142】
[0158]この態様の一実施形態は、廃カーペット繊維組成物が、少なくとも９０ｗｔ％、少なくとも９５ｗｔ％、または１００ｗｔ％のＰＥＴを含むものである。
[0159]この態様の一実施形態および前の実施形態は、廃カーペット繊維組成物が、３ｗｔ％以下、１ｗｔ％以下、０．５ｗｔ％以下、または０ｗｔ％の灰分を含むものである。
[0159]この態様の一実施形態および前の実施形態は、廃カーペット繊維組成物が、３ｗｔ％以下、１ｗｔ％以下、０．５ｗｔ％以下、または０ｗｔ％の灰分を含むものである。
【0143】
[0160]この態様の一実施形態および前の諸実施形態は、廃カーペット繊維組成物が、０より大きく最大６ｗｔ％、０より大きく最大３ｗｔ％、０より大きく最大１ｗｔ％、または０より大きく最大０．５ｗｔ％の灰分を含むものである。
【0144】
[0161]この態様の一実施形態および前の諸実施形態は、廃カーペット繊維組成物が、ポストインダストリアルカーペット繊維、ポストコンシューマカーペット繊維、またはその両方を含むものである。
【0145】
[0162]この態様の一実施形態および前の諸実施形態は、廃カーペット繊維組成物が、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、もしくは少なくとも９０ｗｔ％、および／または１００ｗｔ％以下、９９ｗｔ％以下、９５ｗｔ％以下、９０ｗｔ％以下、８５ｗｔ％以下、８０ｗｔ％以下、７５ｗｔ％以下、７０ｗｔ％以下、６５ｗｔ％以下、６０ｗｔ％以下、５５ｗｔ％以下、５０ｗｔ％以下、４５ｗｔ％以下、４０ｗｔ％以下、もしくは３５ｗｔ％以下のポストコンシューマカーペット繊維を含むものである。
【0146】
[0163]この態様の一実施形態および前の諸実施形態は、廃カーペット繊維組成物が、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、少なくとも５ｗｔ％、少なくとも１０ｗｔ％、少なくとも１５ｗｔ％、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、少なくとも４０ｗｔ％、少なくとも４５ｗｔ％、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも５５ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも６５ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、少なくとも８５ｗｔ％、もしくは少なくとも９０ｗｔ％、および／または１００ｗｔ％以下、９９ｗｔ％以下、９５ｗｔ％以下、９０ｗｔ％以下、８５ｗｔ％以下、８０ｗｔ％以下、７５ｗｔ％以下、７０ｗｔ％以下、６５ｗｔ％以下、６０ｗｔ％以下、５５ｗｔ％以下、５０ｗｔ％以下、４５ｗｔ％以下、４０ｗｔ％以下、もしくは３５ｗｔ％以下のポストインダストリアルカーペット繊維を含むものである。
【0147】
[0164]この態様の一実施形態および前の諸実施形態は、廃カーペット繊維組成物が、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、最大１０ｗｔ％、最大３ｗｔ％、または０ｗｔ％のイソフタル酸の残留物を含むものである。
【0148】
[0165]この態様の一実施形態および前の諸実施形態は、廃カーペット繊維組成物が、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、最大１５ｗｔ％、最大５ｗｔ％、または０ｗｔ％のプロパンジオールの残留物を含むものである。
【0149】
[0166]この態様の一実施形態および前の諸実施形態は、廃カーペット繊維組成物が、廃カーペット繊維組成物の総重量に対して、最大５０００ｐｐｍ、最大１５００ｐｐｍ、最大２００ｐｐｍ、最大８０ｐｐｍ、または０ｐｐｍの窒素を含むものである。
【0150】
[0167]この態様の一実施形態および前の諸実施形態は、廃カーペット繊維組成物が、高密度化された廃カーペット繊維を含むものである。
[0168]この態様の一実施形態および前の諸実施形態は、エステル交換触媒および任意選択でエステル交換共触媒をさらに含む。
[0168]この態様の一実施形態および前の諸実施形態は、エステル交換触媒および任意選択でエステル交換共触媒をさらに含む。
【0151】
[0169]この態様の一実施形態および前の諸実施形態は、テレフタル酸ジメチル、オリゴマー、またはその両方をさらに含む。
[0170]この態様の一実施形態および前の諸実施形態は、１種または複数種の他のＰＥＴ含有廃棄物とメタノールとの反応生成物をさらに含む。
[0170]この態様の一実施形態および前の諸実施形態は、１種または複数種の他のＰＥＴ含有廃棄物とメタノールとの反応生成物をさらに含む。
【0152】
[0171]この態様の一実施形態および前の諸実施形態は、他のＰＥＴ含有廃棄物が、織物、ボトルフレーク、リクレーマ廃棄物、またはそれらの組合せを含むものである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【国際調査報告】