JP6877548B2 - 回収ポリプロピレンの精製方法 - Google Patents

Description

本発明は概して、加圧溶媒及び固体媒体を使用することにより、汚染されたポリマーを精製するための方法に関する。より具体的には、本発明はリサイクルされたポリマー（消費者使用後及び産業使用後のリサイクルプラスチックなど）を精製し、無色又は透明で無臭の、バージン様のポリマーを生成するための方法に関する。これは、ポリプロピレンの精製に特に有用である。

ポリマー、特に合成プラスチックは、比較的低生産コストと良好な材料特性バランスにより、日常生活に遍在する。合成プラスチックは、包装、自動車部品、医療機器、及び消費財などの幅広い用途に使用されている。これらの用途の高い需要に対応するため、何百億ポンドもの合成プラスチックが毎年世界中で製造されている。合成プラスチックの圧倒的多数は、ますます希少となる化石資源（例えば石油及び天然ガス）から生成されている。加えて、化石資源からの合成プラスチックの製造では、副生成物としてＣＯ_２が生成される。

合成プラスチックを至るところで使用している結果、毎年何百万トンものプラスチック廃棄物が生み出されている。プラスチック廃棄物の大半は自治体の固形廃棄物プログラムにより埋め立てられるが、プラスチック廃棄物のうちかなりの部分が環境中にゴミとして見出され、これは美観を損ね、環境系に危害をもたらす可能性がある。プラスチック廃棄物はしばしば、河川系へと流出し、最終的に海に至る。

プラスチックの広範な使用に伴う問題を軽減するため、プラスチックリサイクルが、１つの解決策として登場している。プラスチックを回収し再使用することで、廃棄物が埋め立て地へ投入されるのが回避され、化石系資源から製造されるバージンプラスチックの需要が低減し、この結果、温室効果ガス排出が削減される。米国及び欧州連合などの先進国では、消費者、企業、及び製造業の意識の高まりにより、プラスチックリサイクルが上昇している。プラスチックを含むリサイクルされた材料の大半は、混合されて単一の流れにされ、この流れは集められ、材料回収施設（ＭＲＦ）で処理される。ＭＲＦでは、材料が分類され、洗浄され、再販用に包装される。プラスチックは、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）又はポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）などの個別の材料に分類することができ、あるいは、他の一般的なプラスチック（例えばポリプロピレン（ＰＰ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、及びポリアミド（ＰＡ）との混合した流れとなり得る。次いで、この単一の流れ又は混合した流れは、更に分類され、洗浄され、再処理されてペレットとすることができ、これは例えば吹込成形及び射出成形などのプラスチック加工における再使用に好適である。

リサクルされたプラスチックは分類されて主に均一な流れになり、水溶液及び／又は苛性溶液で洗浄されるが、最終的な再処理ペレットはしばしば、例えば腐敗した食品残留物や残留香料成分などの望ましくない廃棄不純物で高度に汚染されたままである。加えて、リサイクルされたプラスチックペレットは、リサイクルされた飲料容器から得られたプラスチックペレットを除き、プラスチック物品を着色するのに一般に使用される染料及び顔料の混合物により、濃く着色されている。色及び汚染をあまり問わない用途も一部存在するが（例えばペンキ用の黒色プラスチック容器、隠れた部分の自動車部品）、大半の用途は無色ペレットを必要とする。高品質の「バージン様の」リサイクル樹脂に対するニーズは、特に、食品の包装などの食品及び医薬品に接触する用途において重要である。不純物及び混合着色剤による汚染に加えて、多くのリサイクル樹脂製品はしばしば異種成分からなる化学組成を有し、かなりの量のポリマー混入（例えばリサイクルＰＰ中のポリエチレン（ＰＥ）混入、又はその逆）を含むことがある。

二次的リサイクルとしても既知である機械的リサイクルは、リサイクルプラスチック廃棄物を、後続の製造過程に再使用可能な形態に転換するプロセスである。機械的リサイクル及び他のプラスチック回収プロセスのより詳細な概説は、Ｓ．Ｍ．Ａｌ−Ｓａｌｅｍ，Ｐ．Ｌｅｔｔｉｅｒｉ，Ｊ．Ｂａｅｙｅｎｓ，「Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｒｏｕｔｅｓ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ（ＰＳＷ）：Ａ ｒｅｖｉｅｗ」，Ｗａｓｔｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｖｏｌｕｍｅ２９，Ｉｓｓｕｅ１０，Ｏｃｔｏｂｅｒ ２００９，Ｐａｇｅｓ ２６２５−２６４３，ＩＳＳＮ０９５６−０５３Ｘに記載されている。機械的リサイクル技術の進歩により、リサイクルポリマーの品質はある程度改善されたが、機械的除染アプローチには、例えばポリマーマトリックス内に顔料が物理的に閉じ込められるなどの、根本的な限界が存在する。ゆえに、機械的リサイクル技術の向上をもってしても、現在利用可能なリサイクルプラスチック廃棄物における濃い着色と高レベルの化学的汚染が、プラスチック産業によるリサイクル樹脂の幅広い使用を阻んでいる。

機械的リサイクルの根本的限界を克服するために、汚染されたポリマーを精製する、化学的アプローチ（化学的リサイクル）による数多くの方法が開発されている。これらの方法の多くは、溶媒を使用してポリマーの除染及び精製を行う。溶媒の使用により不純物の抽出とポリマーの溶解が可能になり、これにより更に、別の分離技術が可能になる。

例えば、米国特許第７，９３５，７３６号は、クリーニングの前にポリエステルを溶解するための溶媒を用いた、ポリエステル含有廃棄物からポリエステルをリサイクルする方法について記述している。米国特許第７，９３５，７３６号特許は更に、沈殿を用いて溶媒からポリエステルを回収するニーズについて記述している。

別の例において、米国特許第６，５５５，５８８号は、他のポリマーを含むプラスチック混合物からポリプロピレンブレンドを生成する方法について記述している。米国特許第６，５５５，５８８号特許は、選択された溶媒（例えばヘキサン）で、所定の滞在時間にわたり、ポリマーの溶解温度より低い温度で、ポリマーから汚染物質を抽出することについて記述している。米国特許第６，５５５，５８８号特許は更に、溶媒（又は第２溶媒）の温度を高めて、濾過前にポリマーを溶解させることについて記述している。米国特許第６，５５５，５８８号特許はまた更に、剪断又は流れを使用して、溶液からポリプロピレンを沈殿させることについて記述している。米国特許第６，５５５，５８８号特許に記述されているポリプロピレンブレンドは、最大５．６重量％のポリエチレンを含んだ。

別の例において、欧州特許出願第８４９，３１２号（ドイツ語から英語に翻訳）は、ポリオレフィン含有プラスチック混合物又はポリオレフィン含有廃棄物から、精製されたポリオレフィンを得るプロセスについて記述している。当該３１２号特許出願は、ガソリン又はディーゼル燃料の沸点９０℃超での炭化水素留分を用いた、９０℃とその炭化水素溶媒の沸点との間の温度での、ポリオレフィン混合物又は廃棄物の抽出について記述している。欧州特許出願第８４９，３１２号特許出願は更に、高温のポリオレフィン溶液を、漂白粘土及び／又は活性炭に接触させることにより、溶液から異物成分を除去することについて記述している。当該３１２号特許は更に、この溶液を７０℃未満の温度に冷却してポリオレフィンを結晶化させてから、次いでポリオレフィンの融点を超える温度までポリオレフィンを加熱するか、付着溶媒を減圧下で蒸発させるか、若しくはポリオレフィン沈殿にガス流を通すか、及び／又は、ポリオレフィンの融点より低い温度で沸騰するアルコール又はケトンで、この溶媒を抽出することによって、付着溶媒を除去することについて記述している。

別の例において、米国特許第５，１９８，４７１号は、複数のポリマーを含む物理的に混ざり合った固体混合物（例えば廃棄プラスチック）からポリマーを分離する方法について記述しており、この方法は、第１のより低い温度で、溶媒を用いて、第１の単層溶液と残りの固体成分とを形成する。米国特許第５，１９８，４７１号特許は更に、この溶媒をより高い温度まで加熱して、第１のより低い温度で可溶化されなかった追加のポリマーを溶解させることについて記述している。米国特許第５，１９８，４７１号特許は、不溶性のポリマー成分を濾過することについて記述している。

別の例において、米国特許第５，２３３，０２１号は、超臨界流体中で適切な温度及び圧力で各成分を溶解させ、次に温度及び／又は圧力を変えて、特定の成分を順に抽出することによって、多成分構造（例えばカーペット廃棄物）から純粋なポリマー成分を抽出する方法について記述している。しかしながら、米国特許第５，１９８，４７１号特許と同様、米国特許第５，２３３，０２１号特許は、不溶性成分の濾過についてのみ記述している。

別の例において、米国特許第５，７３９，２７０号は、共溶媒及び作動流体を用いて、汚染物質及び他のプラスチック成分から、あるプラスチックのポリマー成分を連続的に分離するための方法及び装置について記述している。この共溶媒は少なくとも部分的にポリマーを溶解させ、第２の流体（これは液体で臨界又は超臨界状態である）がポリマーの成分を可溶化し、溶解しているポリマーの一部を共溶媒から沈殿させる。米国特許第５，７３９，２７０号特許は更に、熱可塑性共溶媒（作動流体あり又はなしで）を濾過することにより、ガラス粒子などの粒子状汚染物質を除去する工程について記述している。

上述の、汚染されたポリマーを精製するための既知の溶媒による方法は、「バージン様の」ポリマーを生成することはない。前記の方法において、共溶解、よってすなわち他のポリマーの交差汚染が、しばしば起こる。吸着剤を使用した場合、使用済み吸着剤を溶液から除去するために、濾過及び／又は遠心分離工程がしばしば使用される。加えて、加熱、減圧蒸発、及び／又は沈殿剤を用いた沈殿などによる溶媒除去のための分離プロセスを使用して、残留溶媒を含まないポリマーが生成される。

米国特許第７，９３５，７３６号 米国特許第６，５５５，５８８号 欧州特許出願第８４９，３１２号 米国特許第５，１９８，４７１号 米国特許第５，２３３，０２１号 米国特許第５，７３９，２７０号

Ｓ．Ｍ．Ａｌ−Ｓａｌｅｍ，Ｐ．Ｌｅｔｔｉｅｒｉ，Ｊ．Ｂａｅｙｅｎｓ，「Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｒｏｕｔｅｓ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ（ＰＳＷ）：Ａ ｒｅｖｉｅｗ」，Ｗａｓｔｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｖｏｌｕｍｅ２９，Ｉｓｓｕｅ１０，Ｏｃｔｏｂｅｒ ２００９，Ｐａｇｅｓ ２６２５−２６４３，ＩＳＳＮ０９５６−０５３Ｘ

したがって、容易かつ経済的にポリマーから除去可能な溶媒を使用し、装置操作数の点で比較的単純であり、顕著な量のポリマー交差汚染のないポリマーを生成し、本質的に無色のポリマーを生成し、かつ本質的に無臭のポリマーを生成する、汚染されたポリマーを精製するための改善された溶媒式方法に対するニーズが依然として存在する。

回収ポリプロピレンを精製するための方法が提供される。本方法は、
ａ．回収ポリプロピレンを得ることであって、回収ポリプロピレンが、消費者使用後のポリマー、産業使用後のポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、得ることと、
ｂ．回収ポリプロピレンを、約８０℃〜約２２０℃の温度及び約１５０ｐｓｉｇ（１．０３ＭＰａ）〜約１５，０００ｐｓｉｇ（１０３．４２ＭＰａ）の圧力で、約７０℃未満の標準沸点を有する第１の流体溶媒と接触させて、抽出された回収ポリプロピレンを生成することと、
ｃ．抽出された回収ポリプロピレンを、約９０℃〜約２２０℃の温度、及び約３５０ｐｓｉｇ（２．４１ＭＰａ）〜約２０，０００ｐｓｉｇ（１３７．９０ＭＰａ）の圧力で、第１の流体溶媒、第２の流体溶媒、及びこれらの混合物からなる群から選択される溶媒に溶解して、ポリプロピレン及び懸濁した汚染物質を含む第１の溶液を生成することと、
ｄ．約９０℃〜約２２０℃の温度、及び約３５０ｐｓｉｇ（２．４１ＭＰａ）〜約２０，０００ｐｓｉｇ（１３７．９０ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン及び懸濁した汚染物質を含む第１の溶液を沈降させて、ポリプロピレン及び残りの汚染物質を含む第２の溶液を生成することと、
ｅ．第２の溶液を固体媒体と接触させることにより、約９０℃〜約２２０℃の温度、及び約３５０ｐｓｉｇ（２．４１ＭＰａ）〜約２０，０００ｐｓｉｇ（１３７．９０ＭＰａ）の圧力で第２の溶液を精製して、より高純度のポリプロピレンを含む第３の溶液を生成することと、
ｆ．第３の溶液からより高純度のポリプロピレンを分離することと、を含む。

第２の流体溶媒は、第１の流体溶媒と同じ化学組成又は異なる化学組成を有してよい。

一実施形態では、ポリプロピレンは、約０℃〜約２２０℃の温度、約０ｐｓｉｇ（０ＭＰａ）〜２，０００ｐｓｉｇ（１３．７９ＭＰａ）の圧力で、第３の溶液から分離される。別の実施形態では、回収ポリプロピレンは、少なくとも０．５％の質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される。更なる別の実施形態では、回収ポリプロピレンは、少なくとも１％の質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される。一実施形態では、回収ポリプロピレンが、少なくとも２％の質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される。

一実施形態では、回収ポリプロピレンは、少なくとも３％の質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される。別の実施形態では、回収ポリプロピレンは、少なくとも４％の質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される。更なる別の実施形態では、回収ポリプロピレンは、少なくとも５％の質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される。

一実施形態では、回収ポリプロピレンは、２０％までの質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される。別の実施形態では、回収ポリプロピレンは、１８％までの質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される。更なる別の実施形態では、回収ポリプロピレンは、１６％までの質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される。一実施形態では、回収ポリプロピレンは、１４％までの質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される。別の実施形態では、回収ポリプロピレンは、１２％までの質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される。

一実施形態では、回収ポリプロピレンは、消費者使用後のリサイクル由来のポリプロピレンである。別の実施形態では、回収ポリプロピレンは、ポリプロピレンホモポリマー又は主にポリプロピレンのコポリマーである。更なる別の実施形態では、流体溶媒は、約０℃未満及び約−４５℃超の標準沸点を有し、かつ約＋２５ｋＪ／ｍｏｌ未満の標準蒸発エンタルピー変化を有する。

一実施形態では、流体溶媒は、オレフィン性炭化水素、脂肪族炭化水素、及びこれらの混合物からなる群から選択される。別の実施形態では、この脂肪族炭化水素は、Ｃ_１〜Ｃ_６脂肪族炭化水素、及びこれらの混合物からなる群から選択される。更なる別の実施形態では、脂肪族炭化水素及びこれらの混合物は、主としてＣ_４脂肪族炭化水素からなる。

別の実施形態では、流体溶媒は、本質的にＣ_４液化石油ガスからなる。一実施形態では、流体溶媒は、ｎ−ブタン、ブタン異性体、又はこれらの混合物である。別の実施形態では、接触、溶解、沈降、及び精製工程の温度は、約１１０℃〜約１７０℃である。

一実施形態では、接触工程における圧力は、約１，１００ｐｓｉｇ（７．５８ＭＰａ）〜約２，１００ｐｓｉｇ（１４．４８ＭＰａ）である。別の実施形態では、接触工程における圧力は、約１，１００ｐｓｉｇ（７．５８ＭＰａ）未満である。更に別の実施形態では、溶解、沈降、及び精製工程における圧力は、約１，１００ｐｓｉｇ（７．５８ＭＰａ）超である。一実施形態では、溶解、沈降、及び精製工程における圧力は、約２，１００ｐｓｉｇ（１４．４８ＭＰａ）超である。

一実施形態において、この固体媒体は、無機物質、炭素系物質、及びこれらの混合物からなる群から選択される。別の実施形態において、この無機物質は、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、鉄酸化物、ケイ酸アルミニウム、非晶質火山ガラス、及びこれらの混合物からなる群から選択される。更なる別の実施形態では、無機物質は、シリカゲル、珪藻土、砂、石英、アルミナ、パーライト、フラー土、ベントナイト、及びこれらの混合物からなる群から選択される。

一実施形態では、炭素系物質は、無煙炭、カーボンブラック、コークス、活性炭、セルロース、及びこれらの混合物からなる群から選択される。別の実施形態では、ポリプロピレン溶液を固体媒体と接触させることは、固体媒体の充填層内で行われる。一実施形態では、充填層は長さ２０ｃｍ超である。

本発明の追加的な特徴は、実施例と共に以下の詳細な説明の検討によって当業者には明らかとなり得る。

本発明の一実施形態の主な工程を示すブロックフロー図である。 ＤＳＣ測定によるエンタルピー値を用いた、ポリプロピレン中のポリエチレン成分の計算のための較正曲線である。 実施例２及び３の抽出工程で使用される実験装置の概略図である。 実施例２及び３の溶解及び沈降工程で使用される実験装置の概略図である。 実施例の各試験片の写真図である。

Ｉ．定義
本明細書で使用される「回収された（reclaimed）ポリマー」という用語は、以前にある目的のために使用されてから、次いで更なる処理のために回収された（recovered）ポリマーを指す。

本明細書で使用される「回収された（reclaimed）ポリプロピレン」（ｒＰＰ）という用語は、以前にある目的のために使用されてから、次いで更なる処理のために回収された（recovered）ポリプロピレンポリマーを指す。

本明細書で使用される「消費者使用後」という用語は、末端消費者が消費財又は製品においてその材料を使用した後に生じる材料資源を指す。

本明細書で使用される「消費者使用後のリサイクル」（ＰＣＲ）という用語は、末端消費者が材料を廃棄物流に廃棄した後に生成される材料を指す。

本明細書で使用される「産業使用後」という用語は、商品又は製品の製造中に生じる材料資源を指す。

本明細書で使用される「流体溶媒」という用語は、特定の温度及び圧力条件下で、液体状態で存在し得る物質を指す。いくつかの実施形態において、この流体溶媒は、１種類の分子又は異性体の主に均質な化学組成であってよく、また他の実施形態において、この流体溶媒は、いくつかの異なる分子組成又は異性体の混合物であってよい。更に、本発明のいくつかの実施形態において、「流体溶媒」という用語は更に、その物質の臨界温度及び臨界圧力（臨界点）、その近く、又はそれを上回る状態にある物質にも適用される。ある物質がその物質の臨界点を超えたものは、「超臨界流体」として知られ、これは液体の典型的な物理的特性（すなわち密度）を有さないことが、当業者にはよく知られている。

本明細書で使用される「溶解」という用語は、分子レベルで、溶媒中に溶質（ポリマー又は非ポリマー）が少なくとも部分的に組み込まれていることを意味する。更に、溶質／溶媒溶液の熱力学的安定性は、下記の式１によって記述することができる：
式１
ΔＧ_ｍｉｘ＝ΔＨ_ｍ−ＴΔＳ_ｍｉｘ
式中、ΔＧ_ｍｉｘは溶質と溶媒との混合のギブズ自由エネルギー変化、ΔＨ_ｍｉｘは混合のエンタルピー変化、Ｔは絶対温度、ΔＳ_ｍｉｘは混合のエントロピーである。溶媒中における溶質の安定した溶液を維持するには、ギブズ自由エネルギーが負でかつ最小でなければならない。よって、適切な温度及び圧力で負のギブズ自由エネルギーを最小化するような、溶質と溶媒の任意の組み合わせを、本発明に使用することができる。

本明細書で使用される「標準沸点」という用語は、国際純正・応用化学連合（ＩＵＰＡＣ）により確立されている、厳密に１００ｋＰａ（１ｂａｒ、１４．５ｐｓｉａ、０．９８６９ａｔｍ）の絶対圧力での沸点を指す。

本明細書で使用される「標準蒸発エンタルピー変化」という用語は、その物質の標準沸点で、所定量の物質が液体から蒸気に変化するのに必要なエンタルピー変化を指す。

本明細書で使用される「ポリプロピレン溶液」という用語は、溶媒に溶解しているポリプロピレンの溶液を指す。このポリプロピレン溶液は、溶解していない物質を含んでいることがあるため、このポリプロピレン溶液は、溶媒中に溶解しているポリプロピレンの溶液中に懸濁している非溶解物質の「スラリー」でもあり得る。

本明細書で使用するとき、「沈殿」及び「沈降」という用語は、粒子に作用する力（通常、重力）に応じて懸濁液内の粒子が液体から分離する傾向を指す。

本明細書で使用するとき、「懸濁汚染物質」という用語は、不均質な混合物の媒体のバルク全体にわたって存在する好ましくない、又は望ましくない成分を指す。

本明細書で使用される「固体媒体」という用語は、使用条件下において固体状態で存在する物質を指す。この固体媒体は結晶質、準結晶質、又は非晶質であり得る。この固体媒体は粒状であってよく、かつ異なる形状（すなわち球形、円筒形、ペレットなど）で供給され得る。この固体媒体が粒状の場合、その粒径及び固体媒体の粒径分布は、その粒状媒体に使用されるメッシュサイズにより画定され得る。標準メッシュサイズ表記の例は、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）標準ＡＳＴＭ Ｅ１１「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｗｏｖｅｎ Ｗｉｒｅ Ｔｅｓｔ Ｓｉｅｖｅ Ｃｌｏｔｈ ａｎｄ Ｔｅｓｔ Ｓｉｅｖｅｓ」に見出すことができる。この固体媒体はまた、不織繊維マット又は織布であってもよい。

本明細書で使用される「より高純度のポリプロピレン溶液」という用語は、精製工程の前の同じポリプロピレン溶液に対して、より少ない汚染物質を有するポリプロピレン溶液を指す。

本明細書で使用するとき、「抽出」という用語は、溶質種を、液相（又は固体基質）から相境界を通過して別の不混和性の液相へと移行させる操作を指す。抽出の駆動力は、分配理論によって説明される。

本明細書で使用するとき、「抽出された」という用語は、抽出工程の前の同じ材料に対してより少ない溶質種を有する材料を指す。本明細書で使用するとき、「抽出された回収ポリプロピレン」という用語は、抽出工程の前の同じ回収ポリプロピレンに対してより少ない溶質種を有する回収ポリプロピレンを指す。

本明細書で使用される「バージン様の」という用語は、本質的に汚染物質を含まず、顔料を含まず、無臭、均質で、特性がバージンポリマーと同様であることを意味する。

本明細書で使用される「主にポリプロピレンのコポリマー」という用語は、ポリプロピレン反復単位が７０ｍｏｌ％超のコポリマーを指す。

本明細書で使用するとき、圧力（例えばＭＰａ）の国際単位への任意の言及は、ゲージ圧を指す。

ＩＩ．汚染されたポリプロピレンの精製方法
驚くべきことに、好ましい実施形態において、温度及び圧力依存性のポリマー溶解度を呈する特定の流体溶媒は、比較的単純なプロセスにおいて使用したときに、汚染されたポリマー（特に回収又はリサイクルポリマー）を、ほぼバージン様の品質まで精製するのに使用できることが見出された。このプロセスは、図１に例示するように、１）回収されたポリプロピレンを取得すること（図１の工程ａ）と、次に、２）抽出温度（Ｔ_Ｅ）及び抽出圧力（Ｐ_Ｅ）で、ポリプロピレンを流体溶媒で抽出すること（図１の工程ｂ）と、次に、３）溶解温度（Ｔ_Ｄ）及び溶解圧力（Ｐ_Ｄ）で、ポリプロピレンを流体溶媒に溶解させること（図１の工程ｃ）と、次に、４）溶解温度（Ｔ_Ｄ）及び溶解圧力（Ｐ_Ｄ）で、ポリマー溶液を沈殿させること（図１の工程ｄ）と、次に、５）溶解温度（Ｔ_Ｄ）及び溶解圧力（Ｐ_Ｄ）で、この溶解したポリプロピレン溶液を固体媒体に接触させること（図１の工程ｅ）と、次に、ポリプロピレンを流体溶媒から分離すること（図１の工程ｆ）と、を含む。

本発明の一実施形態において、この精製したポリプロピレンは、消費者使用後の廃棄物流を資源とすることができ、本質的に汚染物質を含まず、顔料を含まず、無臭、均質で、特性がバージンポリプロピレンと同様である。更に、好ましい一実施形態において、本発明の流体溶媒の物理的特性は、この精製されたポリプロピレンから流体溶媒を分離するのに、よりエネルギー効率の良い方法を可能にし得る。

回収されたポリプロピレン
本発明の一実施形態において、回収されたポリプロピレンを精製するための方法は、回収されたポリプロピレンを取得することを含む。本発明の目的として、回収されたポリプロピレンは、消費者使用後、産業使用後、商業使用後、及び／又は他の特殊廃棄物流を資源とする。例えば、消費者使用後の廃棄ポリプロピレンは、路傍リサイクルの流れに由来するものであってよく、これは、末端消費者が、パッケージ及び製品に由来する使用済みのポリマーを、指定容器に入れ、これを清掃業者又はリサイクル業者が回収する。消費者使用後の廃棄ポリマーはまた、店舗内の「返却」プログラムに由来するものであってよく、これは、消費者が廃棄ポリマーを店舗に持って来て、廃棄ポリマーを指定の回収容器に入れる。産業使用後の廃棄ポリマーの一例は、メーカーにより使用不能な材料として集められた、商品又は製品の製造又は輸送中に生じた廃棄ポリマーであり得る（すなわち、裁ちくず、仕様外の材料、初期作動時の廃棄）。特殊廃棄物流に由来する廃棄ポリマーの一例は、ｅ−ｗａｓｔｅとしても知られる電子機器ごみのリサイクルに由来する廃棄ポリマーであり得る。特殊廃棄物流に由来する廃棄ポリマーの別の例は、自動車のリサイクルに由来する廃棄ポリマーであり得る。特殊廃棄物流に由来する廃棄ポリマーの別の例は、使用済みカーペット及び布地のリサイクルに由来する廃棄ポリマーであり得る。

本発明の目的として、回収されたポリプロピレンは、個々のポリマーの均質な組成物、あるいは複数の異なるポリプロピレン組成物の混合物である。ポリプロピレン組成物の非限定的な例は、プロピレンのホモポリマー、プロピレンとエチレンのコポリマー（「インパクト」及び「ランダムクラリファイ」コポリマーを含む）、プロピレンとα−オレフィンのコポリマー、ポリプロピレンゴム、並びに当業者に明らかであり得るような他の可溶性ポリプロピレン組成物である。

この回収されたポリプロピレンは更に、様々な顔料、染料、加工助剤、安定剤、充填剤、及び、元のポリマーを物品の最終形態に重合又は転換する際にポリマーに添加された他の性能向上添加剤を含み得る。顔料の非限定的な例は、有機顔料（例えば銅フタロシアニン）、無機顔料（例えば二酸化チタン）、及び、当業者に明らかであり得るような他の顔料である。有機顔料の非限定的な一例は、ベーシックイエロー５１である。加工助剤の非限定的な例は、帯電防止剤（例えばグリセロールモノステアレート）及び潤滑促進剤（例えばエルカ酸アミド）である。安定剤の非限定的な一例は、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオネートである。充填剤の非限定的な例は、炭酸カルシウム、タルク、及びガラス繊維である。

溶媒
本発明の流体溶媒は、約７０℃未満の標準沸点を有する。加圧により、本発明の動作温度範囲未満の標準沸点を有する溶媒が、溶媒蒸気をほとんど又は全く生じない状態に維持される。一実施形態において、約７０℃未満の標準沸点を有する流体溶媒は、二酸化炭素、ケトン類、アルコール類、エーテル類、アルケン類、アルカン類、及びこれらの混合物からなる群から選択される。約７０℃未満の標準沸点を有する流体溶媒の非限定的な例は、二酸化炭素、アセトン、メタノール、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、酢酸メチル、エチレン、プロピレン、１−ブテン、２−ブテン、イソブチレン、１−ペンテン、２−ペンテン、ペンテンの分枝状異性体、１−ヘキセン、２−ヘキセン、メタン、エタン、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ｎ−ヘキサン、イソヘキサンの異性体、及び、当業者に明らかであり得るような他の物質である。

使用する流体溶媒の選択は、本発明の工程を実施するのに使用される温度及び圧力範囲を規定する。本発明に記述される種類の溶媒におけるポリマー相の性質についてのレビューは、参照文献：ＭｃＨｕｇｈら（１９９９）Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．９９：５６５−６０２に提供されている。

抽出
本発明の一実施形態において、ポリプロピレンの精製方法は、そのポリマーが本質的に流体溶媒に不溶性である温度及び圧力で、その流体溶媒にその回収されたポリプロピレンを接触させることを含む。理論に束縛されるものではないが、出願者らは、その流体溶媒がポリマーを完全に可溶化するのを防ぎながら、一方で、流体溶媒がポリマー内に拡散し、抽出可能な汚染物質を抽出できるような方法で、温度及び圧力依存性の溶解度を制御することができると考える。この抽出可能な汚染物質は、ポリマーに添加された残留加工助剤、ポリマーに接触した残留製品製剤（例えば香料及び着香料、染料、並びに他の、意図的に添加された又は非意図的にポリマーに組み込まれた（例えば、廃棄物回収中及びその後の他の廃棄材料と共に蓄積された際の）抽出可能な材料であり得る。

一実施形態において、この制御された抽出は、ポリマー／流体溶媒系の温度を固定し、次に圧力を、そのポリマーがその流体溶媒に溶解する圧力又は圧力範囲よりも低い圧力に制御することによって、達成される。別の実施形態において、この制御された抽出は、ポリマー／溶媒系の圧力を固定し、次に温度を、そのポリマーがその流体溶媒に溶解する温度又は温度範囲よりも低い温度に制御することによって、達成される。流体溶媒によるポリマーの温度及び圧力制御された抽出を行うには、好適な圧力容器を使用し、流体溶媒での連続的なポリマー抽出が可能になるような方法で構成することができる。本発明の一実施形態において、この圧力容器は、連続的液体−液体抽出カラムであってよく、溶融したポリマーがこの抽出カラムの一方の端にポンプで送り込まれ、流体溶媒が抽出カラムの同じ端又は反対側の端にポンプで送り込まれる。別の実施形態において、この抽出した汚染物質を含む流体が、このプロセスから除去される。別の実施形態において、この抽出した汚染物質を含む流体を、精製し、回収し、リサイクルして、その抽出工程に、又はプロセスの別の工程に使用する。本発明の一実施形態において、この抽出はバッチ手法で実施することができ、この場合、回収されたポリプロピレンは圧力容器内に固定され、流体溶媒が連続的にポンプで送り込まれてこの固定されたポリマー相を通過する。使用する流体溶媒の抽出時間又は量は、最終的なより高純度のポリマーの望ましい純度と、出発物質の回収されたポリプロピレン中にある抽出可能な汚染物質の量とに依存する。別の実施形態において、後述の「精製」セクションに記述されるように、この抽出した汚染物質を含む流体を、別の工程で固体媒体に接触させる。別の実施形態において、回収されたポリプロピレンの精製方法は、ポリマーが溶融し液体状態である温度及び圧力で、流体溶媒にその回収されたポリプロピレンを接触させることを含む。別の実施形態において、この回収されたポリプロピレンは、ポリマーが固体状態である温度及び圧力で、流体溶媒と接触させる。

一実施形態において、回収されたポリプロピレンの精製方法は、ポリプロピレンが実質的に溶解しないままである温度及び圧力で、流体溶媒にポリプロピレンを接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約８０℃〜約２２０℃の温度で、ポリプロピレンをｎ−ブタンに接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１００℃〜約２００℃の温度で、ポリプロピレンをｎ−ブタンに接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１３０℃〜約１８０℃の温度で、ポリプロピレンをｎ−ブタンに接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１５０ｐｓｉｇ（１．０３ＭＰａ）〜約３，０００ｐｓｉｇ（２０．６８ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレンをｎ−ブタンに接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１，０００ｐｓｉｇ（６．８９ＭＰａ）〜約２，７５０ｐｓｉｇ（１８．９６ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレンをｎ−ブタンに接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１，５００ｐｓｉｇ（１０．３４ＭＰａ）〜約２，５００ｐｓｉｇ（１７．２４ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレンをｎ−ブタンに接触させることを含む。

別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約８０℃〜約２２０℃の温度で、ポリプロピレンをプロパンに接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１００℃〜約２００℃の温度で、ポリプロピレンをプロパンに接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１３０℃〜約１８０℃の温度で、ポリプロピレンをプロパンに接触させることを含む。別の実施形態において、回収されたポリプロピレンの精製方法は、約２００ｐｓｉｇ（１．３８ＭＰａ）〜約８，０００ｐｓｉｇ（５５．１６ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレンをプロパンに接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１，０００ｐｓｉｇ（６．８９ＭＰａ）〜約６，０００ｐｓｉｇ（４１．３７ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレンをｎ−ブタンに接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約２，０００ｐｓｉｇ（１３．７９ＭＰａ）〜約４，０００ｐｓｉｇ（２７．５８ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレンをプロパンに接触させることを含む。

溶解
本発明の一実施形態において、回収されたポリプロピレンの精製方法は、そのポリマーが流体溶媒に溶解している温度及び圧力で、その流体溶媒にその回収されたポリプロピレンを溶解させることを含む。理論に束縛されるものではないが、出願者らは、流体溶媒中での回収されたポリマーの熱力学的に好ましい溶解を実現するような方法で、温度及び圧力を制御することができると考える。更に、温度及び圧力は、特定のポリマー又はポリマー混合物を溶解することができ、同時に他のポリマー又はポリマー混合物を溶解しないような方法で、温度及び圧力を制御することができる。この制御可能な溶解により、ポリマー混合物からのポリマー分離が可能になる。

本発明の一実施形態において、ポリマーの精製方法は、同じ温度及び圧力条件下で、汚染物質を溶解しない溶媒に、汚染された回収されたポリプロピレンを溶解させることを含む。この汚染物質には、顔料、充填剤、泥、及び他のポリマーが含まれ得る。これらの汚染物質は、溶解時に回収されたポリプロピレンから放出され、次に、後続の固体−液体分離工程によりポリマー溶液から除去される。

一実施形態において、回収されたポリプロピレンの精製方法は、ポリプロピレンが流体溶媒に溶解している温度及び圧力で、その流体溶媒にそのポリプロピレンを溶解させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約９０℃〜約２２０℃の温度で、ポリプロピレンをｎ−ブタンに溶解させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１００℃〜約２００℃の温度で、ポリプロピレンをｎ−ブタンに溶解させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１３０℃〜約１８０℃の温度で、ポリプロピレンをｎ−ブタンに溶解させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約３５０ｐｓｉｇ（２．４１ＭＰａ）〜約４，０００ｐｓｉｇ（２７．５７ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレンをｎ−ブタンに溶解させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１，０００ｐｓｉｇ（６．８９ＭＰａ）〜約３，５００ｐｓｉｇ（２４．１３ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレンをｎ−ブタンに溶解させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約２，０００ｐｓｉｇ（１３．７９ＭＰａ）〜約３，０００ｐｓｉｇ（２０．６８ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレンをｎ−ブタンに溶解させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、少なくとも０．５％の質量パーセント濃度で、ポリプロピレンをｎ−ブタンに溶解させることを含む。別の実施形態において、ポリプロピレンは、少なくとも１％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、少なくとも２％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、少なくとも３％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、少なくとも４％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、少なくとも５％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、２０％までの質量パーセント濃度で、ポリプロピレンをｎ−ブタンに溶解させることを含む。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１８％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１６％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１４％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１２％までの質量パーセント濃度で溶解される。

別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約９０℃〜約２２０℃の温度で、ポリプロピレンをプロパンに溶解させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１００℃〜約２００℃の温度で、ポリプロピレンをプロパンに溶解させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１３０℃〜約１８０℃の温度で、ポリプロピレンをプロパンに溶解させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約２，０００ｐｓｉｇ（１３．７９ＭＰａ）〜約８，０００ｐｓｉｇ（５５．１６ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレンをプロパンに溶解させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約３，０００ｐｓｉｇ（２０．６８ＭＰａ）〜約６，０００ｐｓｉｇ（４１．３７ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレンをプロパンに溶解させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約３，５００ｐｓｉｇ（２４．１３ＭＰａ）〜約５，０００ｐｓｉｇ（３４．４７ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレンをプロパンに溶解させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、少なくとも０．５％の質量パーセント濃度で、ポリプロピレンをプロパンに溶解させることを含む。別の実施形態において、ポリプロピレンは、少なくとも１％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、少なくとも２％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、少なくとも３％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、少なくとも４％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、少なくとも５％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、２０％までの質量パーセント濃度で、ポリプロピレンをプロパンに溶解させることを含む。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１８％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１６％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１４％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１２％までの質量パーセント濃度で溶解される。

沈殿
本発明の一実施形態では、ポリプロピレンの精製方法は、ポリマーが流体溶媒中に溶解した状態に維持される温度及び圧力での沈殿（沈降としても知られる）工程によってポリプロピレン溶液から溶解していない汚染物質を分離することを含む。一実施形態では、沈降工程によって、溶解していない汚染物質は、溶解していない汚染物質をその力の方向に均一に移動させる力を受ける。典型的には、適用される沈降力は重力であるが、遠心力、求心力、又は何らかの他の力であってもよい。適用される力の量及び沈降時間の長さは、これらに限定されるものではないが、汚染物質粒子の粒径、汚染物質粒子の密度、流体又は溶液の密度、及び流体又は溶液の粘度を含む複数のパラメータに依存する。以下の式（式２）は、前述のパラメータと、汚染物質の沈降速度の尺度である沈降速度との関係式である。

式中、ｖは、沈降速度であり、ρ_ｐは、汚染物質粒子の密度であり、ρ_ｆは、流体又は溶液の密度であり、ｇは、適用される力（通常は重力）による加速度であり、ｒは、汚染物質粒子の半径であり、ηは、流体又は溶液の動的粘度である。溶液粘度を決定する重要なパラメータのいくつかとして、流体溶媒の化学組成、流体溶媒中に溶解したポリマーの分子量、流体溶媒中に溶解したポリマーの濃度、流体溶媒溶液の温度、及び流体溶媒溶液の圧力がある。

一実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、ポリプロピレンが流体溶媒中に溶解した状態に維持される温度及び圧力で、ポリプロピレン／流体溶媒溶液から汚染物質を沈降させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約９０℃〜約２２０℃の温度で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液から汚染物質を沈降させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１００℃〜約２００℃の温度で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液から汚染物質を沈降させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１３０℃〜約１８０℃の温度で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液から汚染物質を沈降させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約３５０ｐｓｉｇ（２．４１ＭＰａ）〜約４，０００ｐｓｉｇ（２７．５７ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液から汚染物質を沈降させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１，０００ｐｓｉｇ（６．８９ＭＰａ）〜約３，５００ｐｓｉｇ（２４．１３ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液から汚染物質を沈降させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約２，０００ｐｓｉｇ（１３．７９ＭＰａ）〜約３，０００ｐｓｉｇ（２０．６８ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液から汚染物質を沈降させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液から汚染物質を沈降させることを含み、ポリプロピレンは、少なくとも０．５％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、少なくとも１％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、少なくとも２％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、少なくとも３％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、少なくとも４％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、少なくとも５％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液から汚染物質を沈降させることを含み、ポリプロピレンは、２０％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１８％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１６％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１４％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１２％までの質量パーセント濃度で溶解される。

別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約９０℃〜約２２０℃の温度で、ポリプロピレン／プロパン溶液から汚染物質を沈降させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１００℃〜約２００℃の温度で、ポリプロピレン／プロパン溶液から汚染物質を沈降させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１３０℃〜約１８０℃の温度で、ポリプロピレン／プロパン溶液から汚染物質を沈降させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約２，０００ｐｓｉｇ（１３．７９ＭＰａ）〜約８，０００ｐｓｉｇ（５５．１６ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／プロパン溶液から汚染物質を沈降させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約３，０００ｐｓｉｇ（２０．６８ＭＰａ）〜約６，０００ｐｓｉｇ（４１．３７ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／プロパン溶液から汚染物質を沈降させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約３，５００ｐｓｉｇ（２４．１３ＭＰａ）〜約５，０００ｐｓｉｇ（３４．４７ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／プロパン溶液から汚染物質を沈降させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、ポリプロピレン／プロパン溶液から汚染物質を沈降させることを含み、ポリプロピレンは、少なくとも０．５％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、ポリプロピレンは、少なくとも１％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、ポリプロピレンは、少なくとも２％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、ポリプロピレンは、少なくとも３％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、ポリプロピレンは、少なくとも４％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、ポリプロピレンは、少なくとも５％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、ポリプロピレン／プロパン溶液から汚染物質を沈降させることを含み、ポリプロピレンは、２０％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１８％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１６％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１４％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１２％までの質量パーセント濃度で溶解される。

精製
本発明の一実施形態において、ポリプロピレンの精製方法は、そのポリマーが流体溶媒に溶解したままである温度及び圧力で、汚染されたポリマーを固体媒体に接触させることを含む。本発明の固体媒体は、本発明の流体溶媒に溶解している回収されたポリプロピレンの溶液から、少なくとも一部の汚染を除去する、任意の固体材料である。理論に束縛されるものではないが、出願者らは、この固体媒体が、様々なメカニズムで汚染を除去すると考える。可能なメカニズムの非限定的な例としては、吸着、吸収、サイズ排除、イオン排除、イオン交換、及び、当業者に明らかであり得る他のメカニズムが挙げられる。更に、回収されたポリプロピレン中に一般的に見出される顔料及び他の汚染物質は極性化合物であり得、これは、少なくともわずかに極性であり得る固体媒体と、優先的に相互作用し得る。この極性−極性相互作用は、非極性溶媒（例えばアルカン類）が流体溶媒として使用されている場合、特に好ましい。

本発明の一実施形態において、この固体媒体は、無機物質、炭素系物質、又はこれらの混合物からなる群から選択される。無機物質の有用な例としては、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、鉄酸化物、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、非晶質火山ガラス、シリカ、シリカゲル、珪藻土、砂、石英、回収ガラス、アルミナ、パーライト、フラー土、ベントナイト、及びこれらの混合物が挙げられる。炭素系物質の有用な例としては、無煙炭、カーボンブラック、コークス、活性炭、セルロース、及びこれらの混合物が挙げられる。本発明の別の実施形態において、この固体媒体は、リサイクルされたガラスである。

本発明の一実施形態において、この固体媒体を、撹拌しながら所定の時間にわたって、ポリマーに接触させる。別の実施形態において、この固体媒体は、固体−液体分離工程を介して、より高純度のポリマー溶液から除去される。固体−液体分離工程の非限定的な例としては、濾過、デカンテーション、遠心分離、及び沈降が挙げられる。本発明の別の実施形態において、この汚染されたポリマー溶液を、固体媒体の静止層に通過させる。本発明の別の実施形態において、固体媒体の固定床の高さ又は長さは、５ｃｍ超である。本発明の別の実施形態において、固体媒体の固定床の高さ又は長さは、１０ｃｍ超である。本発明の別の実施形態において、固体媒体の固定床の高さ又は長さは、２０ｃｍ超である。本発明の別の実施形態において、固体媒体は、所望のポリマーの純度を維持するために必要に応じて置換される。更に別の実施形態において、この固体媒体は、リサイクルされ、精製工程で再使用される。別の実施形態において、この固体媒体は、再洗工程中に固体媒体を流動化することによってリサイクルされる。

一実施形態において、回収されたポリプロピレンの精製方法は、ポリプロピレンが流体溶媒に溶解したままである温度及び圧力で、ポリプロピレン／流体溶媒溶液を固体媒体に接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約９０℃〜約２２０℃の温度で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液を固体媒体に接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１００℃〜約２００℃の温度で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液を固体媒体に接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１３０℃〜約１８０℃の温度で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液を固体媒体に接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約３５０ｐｓｉｇ（２．４１ＭＰａ）〜約４，０００ｐｓｉｇ（２７．５７ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液を固体媒体に接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１，０００ｐｓｉｇ（６．８９ＭＰａ）〜約３，５００ｐｓｉｇ（２４．１３ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液を固体媒体に接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約２，０００ｐｓｉｇ（１３．７９ＭＰａ）〜約３，０００ｐｓｉｇ（２０．６８ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液を固体媒体に接触させることを含む。別の実施形態では、回収ポリプロピレンの精製方法は、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液を固体媒体と接触させることを含み、ポリプロピレンは、少なくとも０．５％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、ポリプロピレンは、少なくとも１％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、ポリプロピレンは、少なくとも２％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、ポリプロピレンは、少なくとも３％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、ポリプロピレンは、少なくとも４％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、ポリプロピレンは、少なくとも５％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、回収ポリプロピレンの精製方法は、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液を固体媒体と接触させることを含み、ポリプロピレンは、２０％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１８％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１６％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１４％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１２％までの質量パーセント濃度で溶解される。

別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約９０℃〜約２２０℃の温度で、ポリプロピレン／プロパン溶液を固体媒体に接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１００℃〜約２００℃の温度で、ポリプロピレン／プロパン溶液を固体媒体に接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１３０℃〜約１８０℃の温度で、ポリプロピレン／プロパン溶液を固体媒体に接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約２，０００ｐｓｉｇ（１３．７９ＭＰａ）〜約８，０００ｐｓｉｇ（５５．１６ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／プロパン溶液を固体媒体に接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約３，０００ｐｓｉｇ（２０．６８ＭＰａ）〜約６，０００ｐｓｉｇ（４１．３７ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／プロパン溶液を固体媒体に接触させることを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約３，５００ｐｓｉｇ（２４．１３ＭＰａ）〜約５，０００ｐｓｉｇ（３４．４７ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／プロパン溶液を固体媒体に接触させることを含む。別の実施形態では、回収ポリプロピレンの精製方法は、ポリプロピレン／プロパン溶液を固体媒体と接触させることを含み、ポリプロピレンは、少なくとも０．５％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、ポリプロピレンは、少なくとも１％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、ポリプロピレンは、少なくとも２％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、ポリプロピレンは、少なくとも３％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、ポリプロピレンは、少なくとも４％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、ポリプロピレンは、少なくとも５％の質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態では、回収ポリプロピレンの精製方法は、ポリプロピレン／プロパン溶液を固体媒体と接触させることを含み、ポリプロピレンは、２０％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１８％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１６％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１４％までの質量パーセント濃度で溶解される。別の実施形態において、ポリプロピレンは、１２％までの質量パーセント濃度で溶解される。

分離
本発明の一実施形態において、回収されたポリプロピレンの精製方法は、ポリマーが溶液から沈殿し、かつ流体溶媒にもはや溶解しない温度及び圧力で、より高純度のポリマーをその流体溶媒から分離することを含む。別の実施形態において、流体溶媒からのより高純度のポリマーの沈殿は、固定温度で圧力を下げることにより達成される。別の実施形態において、流体溶媒からのより高純度のポリマーの沈殿は、固定圧力で温度を下げることにより達成される。別の実施形態において、流体溶媒からのより高純度のポリマーの沈殿は、固定圧力で温度を上げることにより達成される。別の実施形態において、流体溶媒からのより高純度のポリマーの沈殿は、温度と圧力の両方を下げることにより達成される。溶媒は、温度及び圧力を制御することにより、液体から蒸気相へと部分的又は完全に変換され得る。別の実施形態において、分離工程中に溶媒の温度及び圧力を制御することにより、流体溶媒を１００％蒸気相に完全に変換することなく、沈殿したポリマーが流体溶媒から分離される。沈殿した、より高純度のポリマーの分離は、液体−液体分離又は液体−固体分離の任意の方法によって達成される。液体−液体分離又は液体−固体分離の非限定的な例としては、濾過、デカンテーション、遠心分離、及び沈降が挙げられる。

一実施形態において、回収されたポリプロピレンの精製方法は、ポリプロピレンが溶液から沈殿する温度及び圧力で、ポリプロピレン／流体溶媒溶液からポリプロピレンを分離することを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約０℃〜約２２０℃の温度で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液からポリプロピレンを分離することを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１００℃〜約２００℃の温度で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液からポリプロピレンを分離することを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約１３０℃〜約１８０℃の温度で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液からポリプロピレンを分離することを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約０ｐｓｉｇ（０ＭＰａ）〜約２，０００ｐｓｉｇ（１３．７９ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液から汚染物質を分離することを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約５０ｐｓｉｇ（０．３４ＭＰａ）〜約１，５００ｐｓｉｇ（１０．３４ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液からポリプロピレンを分離することを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約７５ｐｓｉｇ（０．５２ＭＰａ）〜約１，０００ｐｓｉｇ（６．８９ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／ｎ−ブタン溶液からポリプロピレンを分離することを含む。

別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約−４２℃〜約２２０℃の温度で、ポリプロピレン／プロパン溶液からポリプロピレンを分離することを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約０℃〜約１５０℃の温度で、ポリプロピレン／プロパン溶液からポリプロピレンを分離することを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約５０℃〜約１３０℃の温度で、ポリプロピレン／プロパン溶液からポリプロピレンを分離することを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約０ｐｓｉｇ（０ＭＰａ）〜約６，０００ｐｓｉｇ（４１．３７ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／プロパン溶液から汚染物質を分離することを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約５０ｐｓｉｇ（０．３４ＭＰａ）〜約３，０００ｐｓｉｇ（２０．６８ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／プロパン溶液からポリプロピレンを分離することを含む。別の実施形態において、回収ポリプロピレンの精製方法は、約７５ｐｓｉｇ（０．５２ＭＰａ）〜約１，０００ｐｓｉｇ（６．８９ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン／プロパン溶液からポリプロピレンを分離することを含む。

ＩＩＩ 試験方法
本明細書に記述される試験方法は、ポリマーを精製するための様々な方法の有効性を測定するのに使用される。具体的には、この記述される方法は、色と透光性／明澄度の改善（すなわち、回収されたポリプロピレンの色及び不透明度を、無色のバージンポリマーの色及び不透明度に近づけること）、元素汚染の低減又は除去（すなわち、重金属の除去）、非可燃性汚染物質（すなわち、無機充填剤）の低減又は除去、揮発性化合物（特に、回収されたポリプロピレンの悪臭に寄与する揮発性化合物）の低減又は除去、並びに、ポリマー汚染物質（すなわち、ポリプロピレン中のポリエチレン混入）の低減又は除去、について、所与の精製方法の有効性を示す。

色と不透明度の測定：
ポリマーの色と不透明度／透光性は、そのポリマーから製造される物品の所望される視覚的美観を達成することができるかどうかを判定する、重要なパラメータである。回収されたポリプロピレン、特に消費者使用後のものに由来する回収されたポリプロピレンは、残留する顔料、充填剤、及び他の汚染物質により、典型的に色が濃く不透明である。よって、色と不透明度の測定は、ポリマーの精製方法の有効性を判定する重要なパラメータである。

色の測定の前に、ポリマー粉末又はペレットのいずれかの試料を、型に圧縮して、幅３０ｍｍ×長さ３０ｍｍ×厚さ１ｍｍの正方形試験検体とした（角は丸くなっている）。粉末試料は最初に、ステンレススチール製プラテンの間で、清潔な未使用のアルミホイルを接触剥離層として用いて、粉末を冷間圧縮してシート状にすることにより、室温（約２０〜２３℃）で密度を高めた。次に、冷間圧縮した約０．８５ｇの粉末又はペレットのいずれかを、２００℃に予熱したＣａｒｖｅｒ Ｐｒｅｓｓ Ｍｏｄｅｌ Ｃ（Ｃａｒｖｅｒ，Ｉｎｃ．、Ｗａｂａｓｈ，ＩＮ４６９９２−０５５４ＵＳＡ）で、アルミニウム製プラテン、未使用アルミホイル剥離層、及び上述の正方形の試験検体の寸法に対応する空洞を備えたステンレススチール製シムを用いて圧縮し、試験検体とした。試料は、圧力を印加する前に５分間加熱した。次に、５分後に、プレス機で、少なくとも２トン（１．８１メトリックトン）の水圧で少なくとも５秒間圧縮してから解放した。次に成形型の積層物を取り出し、２枚の厚く平らな金属製ヒートシンクの間に挟んで冷却した。次にアルミホイル接触剥離層を試料から剥がし、捨てた。少なくとも片側の試料周囲の鋳ばりを、型の縁部まで剥がしてから、次いで試料を型から押し出した。各試験検体を、空隙／気泡の欠陥がないか肉眼で検査し、色測定領域（最小で０．７インチ（１７．７８ｍｍ）直径）に欠陥がない試料のみを、色測定に使用した。

各試料の色は、国際照明委員会（ＣＩＥ）Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊の３次元色空間を用いて特徴付けた。次元Ｌ^＊は、試料の明度の測定値であり、Ｌ^＊＝０は、最も暗い黒色試料、Ｌ^＊＝１００は、最も明るい白色試料に対応する。次元ａ^＊は、試料の赤色又は緑色の測定値であり、ａ^＊が正の値のときは赤色に、かつａ^＊が負の値のときは緑色に対応する。次元ｂ^＊は、試料の青色又は黄色の測定値であり、ｂ^＊が正の値のときは黄色に、かつｂ^＊が負の値のときは青色に対応する。幅３０ｍｍ×長さ３０ｍｍ×厚さ１ｍｍの正方形の試験検体試料それぞれのＬ^＊ａ^＊ｂ^＊値を、ＨｕｎｔｅｒＬａｂモデルＬａｂＳｃａｎ ＸＥ分光光度計（Ｈｕｎｔｅｒ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｉｎｃ．、Ｒｅｓｔｏｎ，ＶＡ２０１９０−５２８０，ＵＳＡ）で測定した。この分光光度計は、標準光源としてＤ６５を備え、観測角度１０°、視野面積直径１．７５インチ（４４．４５ｍｍ）、ポート直径０．７インチ（１７．７８ｍｍ）で構成された。

各試料の不透明度は、試料をどれだけの光が通過するかを測定したものであり（すなわち、試料の透光性の測定値）、これは上述のＨｕｎｔｅｒＬａｂ分光光度計で、コントラスト比不透明度モードを用いて決定された。各試料の不透明度を決定するために、２つの測定を行った。１つは、白色裏剤での試料の明度Ｙ_白色裏材を測定し、もう１つは、黒色裏剤での試料の明度Ｙ_黒色裏材を測定するものである。次に、下記の式３を使用して、これらの明度値から不透明度を計算した：

元素分析：
回収されたポリプロピレンの資源の多くが、許容不可能に高濃度の重金属汚染を有している。重金属（例えば、鉛、水銀、カドミウム、及びクロム）の存在により、特定の用途（例えば、食品若しくは薬剤接触用途、又は医療機器用途）における回収されたポリプロピレンの使用が阻まれ得る。よって、重金属の濃度の測定は、ポリマーの精製方法の有効性を判定する際に重要である。

元素分析は、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）を使用して実施した。試料の有効性に応じて、ｎ＝２〜ｎ＝６で、約０．２５ｇの試料と、４ｍＬの濃硝酸及び１ｍＬの濃フッ化水素酸（ＨＦ）とを混合し、試験溶液を調製した。この試料を、ＵｌｔｒａＷＡＶＥマイクロ波試料分解プロトコル（２０分間で１２５℃まで上昇、１０分間で２５０℃まで上昇、２０分間２５０℃を維持）を用いて分解した。分解した試料を室温まで冷ました。この分解した試料に、０．２５ｍＬの１００ｐｐｍのＧｅ及びＲｈを内部標準として加えた後、５０ｍＬまで希釈した。測定の正確さを評価するため、バージンポリマーにスパイクを行うことにより、分解前スパイクを調製した。バージンポリマースパイク試料は、上述と同じ手順を用いて計り取り、関心のある各単元素標準（Ｎａ、Ａｌ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、及びＰｂを含む）の適切な量でスパイクを行った。スパイクは、「低濃度スパイク」及び「高濃度スパイク」の２つの異なるレベルで調製した。各スパイクは、３重複製で調製した。バージンポリマーのスパイクに加えて、ピペット作業中にエラーが生じていないことを確認し、かつプロセス全体で回収を追跡するために、ブランクにもスパイクを行った。ブランクにスパイクを行った試料も、２つの異なる濃度で３重複製で調製し、スパイクされたバージンポリマー及び試験試料と同じ方法で処理した。Ｎａ、Ａｌ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、及びＰｂを含む、０．０５、０．１、０．５、１、５、１０、５０、１００、及び５００ｐｐｂ溶液を調製して、９点較正曲線を作成した。較正標準はすべて、未希釈の標準参照溶液と、内部標準として０．２５ｍＬの１００ｐｐｍのＧｅ及びＲｈに４ｍＬの濃硝酸及び１ｍＬの濃ＨＦを加えたものとを、希釈することによって調製された。調製した標準液、試験試料、及びスパイクした試験試料は、Ａｇｉｌｅｎｔの８８００ＩＣＰ−ＱＱＱＭＳを使用し、メーカーの推奨に従って最適化して、分析した。各検体について観測されたｍ／ｚ、及び分析に使用したコリジョンセルガスは、次のとおりであった：Ｎａ、２３ｍ／ｚ、Ｈ_２；Ａｌ、２７ｍ／ｚ、Ｈ_２；Ｃａ、４０ｍ／ｚ、Ｈ_２；Ｔｉ、４８ｍ／ｚ、Ｈ_２；Ｃｒ、５２ｍ／ｚ、Ｈｅ；Ｆｅ、５６ｍ／ｚ、Ｈ_２；Ｎｉ、６０ｍ／ｚ；ガスなし；Ｃｕ、６５ｍ／ｚ、ガスなし；Ｚｎ、６４ｍ／ｚ、Ｈｅ；Ｃｄ、１１２ｍ／ｚ；Ｈ_２；Ｐｂ、２０６≧２０６、２０７≧２０７、２０８≧２０８ｍ／ｚの合計、ガスなし；Ｇｅ、７２ｍ／ｚ、全モード；Ｒｈ、１０３ｍ／ｚ、全モード。Ｇｅは＜１０３ｍ／ｚの全元素に対する内部標準として使用され、またＲｈは＞１０３ｍ／ｚの全元素に対する内部標準として使用された。

残留灰分：
回収されたポリプロピレンの資源の多くが、例えば炭酸カルシウム、タルカム、及びガラス繊維などの様々な充填剤を含んでいる。これらの充填剤は、回収されたポリプロピレンの元の用途では有用であったものだが、これらは、この回収されたポリプロピレンの次の用途にとっては望ましくない可能性があるような形で、ポリマーの物理的特性を変化させる。よって、充填剤の量の測定は、ポリマーの精製方法の有効性を判定する際に重要である。

試料中の非可燃性材料（時に、灰分とも呼ばれる）の量を定量するために、熱重量分析（ＴＧＡ）が実施された。約５〜１５ｍｇの試料をプラチナ製試料皿に載せ、空気環境下、ＴＡ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓモデルＱ５００ＴＧＡ器具内で、２０℃／分の速度で７００℃まで加熱した。試料は、７００℃で１０分間、等温に保持した。等温保持後、７００℃で、残留質量パーセンテージを測定した。

匂い分析：
約３ｇの各試料を２０ｍＬのガラスバイアルに入れ、室温で少なくとも３０分間試料を平衡化することによって、匂い感覚分析を行った。平衡化後、各バイアルを開封し、訓練された判定者にヘッドスペースを嗅いでもらう（バニースニッフ）ことで、匂い強度及び記述子プロファイルを決定した。匂い強度は、下記の尺度に従って評価された：
５＝非常に強い
４＝強い
３＝中程度
２＝弱い〜中程度
１＝弱い
０＝無臭

ポリマー混入分析：
回収されたポリプロピレンの資源の多くが（特に混合物流の資源に由来する回収されたポリプロピレンが）、望ましくないポリマー混入を含んでいる可能性がある。理論に束縛されるものではないが、ポリマー混入（例えば、ポリプロピレン中のポリエチレン混入）は、異種相の存在とそれによる弱い相互作用によって、ポリマーの物理的特性に影響を与える可能性がある。更に、ポリマー混入はポリマーの不透明度を高めることがあり、色にも影響することがある。よって、ポリマー混入の量の測定は、ポリマーの精製方法の有効性を判定する際に重要である。

示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）を用いて、準結晶質ポリマー混入が評価された。ポリプロピレン中のポリエチレン混入の量を測定するために、５種類のポリプロピレン／ポリエチレンブレンドのセットを調製した。これは、Ｐｒｏ−ｆａｘ６３３１ポリプロピレン（ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ，Ｂ．Ｖ．）中に、２、４、６、８、及び１０重量％のＦｏｒｍｏｌｅｎｅ（登録商標）ＨＢ５５０２Ｆ ＨＤＰＥ（Ｆｏｒｍｏｓａ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＵＳＡ）を加えて調製した。各試料約５〜１５ｍｇを、アルミニウム製ＤＳＣ皿に密封し、下記の方法を用い、ＴＡ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓモデルＱ２０００ＤＳＣで分析した：
１．３０．００℃で平衡化する
２．２０．００℃／分の速度で２００．００℃まで加熱する
３．サイクル０の印を付ける
４．２０．００℃／分の速度で３０．００℃にする
５．サイクル１の印を付ける
６．２０．００℃／分の速度で２００．００℃まで加熱する
７．サイクル２の印を付ける
８．２０．００℃／分の速度で３０．００℃にする
９．サイクル３の印を付ける
１０．５．００℃／分の速度で２００．００℃まで加熱する
１１．サイクル４の印を付ける

５．００℃／分ＤＳＣサーモグラムを使って、既知のＨＤＰＥ含有量の各試料について、１２８℃近辺でのＨＤＰＥピークの融解エンタルピーが計算された。融解エンタルピーと既知のＨＤＰＥ濃度（重量％）とをプロットすることにより、図２に示す線形の較正曲線が得られた。

未知のＰＥ含有量を有する試料が、同じ上述のＤＳＣ装置及び方法を使用して分析された。上述の較正曲線を使って、ＰＥ含有量が計算された。較正曲線を生成するのに使用した具体的なＨＤＰＥは、回収されたポリプロピレン試料中に存在し得るポリエチレン（又はポリエチレンブレンド）混入よりも、異なる度合の結晶化度を有する可能性が高い。結晶化度は、測定されたポリエチレンの融解エンタルピーに独立に影響を及ぼす可能性があり、よって、結果として得られるポリエチレン含有量の計算にも影響を及ぼす可能性がある。しかしながら、本明細書に記述されるＤＳＣ試験方法は、ポリマーを精製する様々な方法の有効性を比較するための相対的な指標として用いるためのものであり、ポリマーブレンド中のポリエチレン含有量の厳密な定量を意図するものではない。上述の方法は、ポリプロピレン中のポリエチレン混入の測定について記述しているが、この方法は、ＤＳＣサーモグラムにおいて異なる温度範囲及びピークを使用した他の準結晶質ポリマーの測定にも適用することができる。更に、核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光法などの別の方法を使用して、試料中の準結晶質ポリマーと非晶質ポリマー両方の混入の量を測定することもできる。

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。

実施例１
消費者使用後のものに由来する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、リサイクル樹脂サプライヤーから入手した。この消費者使用後のリサイクルポリプロピレンは、米国及びカナダで発生したものである。入手した状態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２０ｌｂ／時（９．０７ｋｇ／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。

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のものに由来するリサイクル樹脂の特性を示すことである。

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。

この実施例は、消費者使用後のものに由来する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。他の実施例と比較したときに、入手した状態の消費者使用後のものに由来する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。

実施例１の試料は、灰分値が平均約１．２１１７重量％であり、これも、消費者使用後のものに由来する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。

この実施例はまた、消費者使用後のものに由来するリサイクルポリプロピレンに見られる匂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点のスケール（５が最も強い）で３．７５の匂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」匂いを有すると描写された。

この実施例はまた、消費者使用後のものに由来する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。

実施例２
実施例１で述べた、消費者使用後のものに由来する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３Ａ及び図３Ｂに示す実験装置及び以下の手順を用いて処理した。
１．２８６ｇの混合カラーフレークを、オーバーヘッドメカニカルスターラを備えたＰａｒｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ社製、モデル４５５２Ｍ、７．５７リットルオートクレーブに入れた。
２．次いで、オートクレーブをｎ−ブタンで完全に充填し、１４０℃の内部流体温度及び９００ｐｓｉｇ（６．２１ＭＰａ）の流体圧力に平衡化した。
３．次いで、オートクレーブ中の材料を図３Ａに示す実験構成及び以下の手順を用いて抽出した。
ａ．システムを１４０℃及び９００ｐｓｉｇ（６．２１ＭＰａ）で１０分間撹拌した。
ｂ．撹拌後、システムを１４０℃及び９００ｐｓｉｇ（６．２１ＭＰａ）で１０分間沈降させた。
ｃ．容器１個分の体積のｎ−ブタンを、オートクレーブを通して、１４０℃及び９００ｐｓｉｇ（６．２１ＭＰａ）で試料採取フラスコ内に流した。
ｄ．上記の抽出手順を更に４回繰り返した。
ｅ．すべての抽出サイクルで回収された材料を「画分１」とラベル付けした。
４．次いで、抽出後にオートクレーブ中に残った材料を、図３Ｂに示される実験構成及び以下の手順を用いてｎ−ブタンに溶解した。
ａ．システム圧力を１８００ｐｓｉｇ（１２．４１ＭＰａ）に平衡化した。
ｂ．システムを１４０℃及び１８００ｐｓｉｇ（１２．４１ＭＰａ）で１０分間撹拌した。
ｃ．次いで、撹拌を停止し、溶液を１４０℃及び１８００ｐｓｉｇ（６．２１ＭＰａ）で３０分間沈降させた。
ｄ．沈降後、加圧窒素（１４０℃及び１８００ｐｓｉｇに予め平衡化したもの）で置換することにより溶液をオートクレーブから除去した。次いで、浸漬管を通ってオートクレーブから流出した溶液を、ヒートトレースした２本の固体媒体カラムに通した。各カラムは、内径０．６８インチ（１．７３ｃｍ）及び長さ約９．５インチ（２４．１３ｃｍ）を有していた。第１のカラムは、ビーカー内で約２１ｇの３０〜６０メッシュのＦｕｌｌｅｒ Ｅａｒｔｈ（Ｊａｘｏｎ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ、ＪＦ７５２−３０６０、ＵＳＡ）と予め混合した約２１ｇの８〜１６メッシュのＦｕｌｌｅｒ Ｅａｒｔｈ（Ｊａｘｏｎ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ、ＪＦ７５２−８／１６、ＵＳＡ）が入ったものとした。第２のカラムは、ビーカー内で約２１ｇの酸化アルミニウム（活性アルミナ、Ｓｅｌｅｘｓｏｒｂ ＣＤＸ、７×１４、ＢＡＳＦ、ＵＳＡ）と予め混合した約２１ｇのシリカゲル（Ｓｉｌｉｃｙｃｌｅ Ｕｌｔｒａ Ｐｕｒｅ Ｓｉｌｉｃａ Ｇｅｌｓ、ＳｉｌｉａＦｌａｓｈ ＧＥ６０、Ｐａｒｃ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、ＵＳＡ）が入ったものとした。第２の圧力容器の底から流出する流体流を、枝付き三角フラスコ内に膨張弁を介して減圧して移した。流体流を減圧して三角フラスコ内に移した後、溶媒蒸気をフラスコの枝のポートから逃がし、すべての液体／固体を画分としてフラスコ内に回収した。各画分は、約３０ｇの物質を含んだものであり、「画分２」から順にラベル付けした。フラスコ中に溶出する物質が観察されなくなるまで画分を回収した。
５．すべての試料を回収した後、オートクレーブを大気圧及び室温に平衡化した。次いで、オートクレーブ中のすべての残留物質を残渣試料として回収した。

本明細書に開示される手順に従って回収された画分３の試料のデータを、表１にまとめて示す。

この実施例の画分３中に単離された固体は白色であった。画分３からの白色固体を正方形の試験片に圧縮成型したところ、試験片は無色透明であり、バージンポリプロピレンと同様の外観を有していた。画分３から作製した正方形試験片の写真を、図４に実施例２として示す。参照用として、バージンポリプロピレンを図４に実施例４として示す。図４に示すように、この試験片は透明であり、バージンポリプロピレンと同等の色及び透光性を有していた。Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊値は、この正方形の試験片が本質的に無色であることを示しており、実施例１の正方形の試験片（すなわち、入手時の消費者使用後のものに由来するポリプロピレン）に対して色が劇的に改善されていることを示した。実施例２の画分３の正方形の試験片のＬ^＊値は平均８０．４４であり、これは、実施例１の正方形の試験片のＬ^＊値の平均３９．７６と比較して、大幅に改善されていた。実施例２の画分３の正方形の試験片の不透明度は平均１０．３０％不透明（すなわち、透光性が約９０％）であり、これも、実施例１の正方形の試験片不透明度の平均約１００％不透明と比較して、大幅に改善されていた。

実施例２の画分３の試料の重金属汚染の濃度も、実施例１の試料と比較してやはり大幅に改善されていた。例えば、実施例２の画分３の試料におけるナトリウム濃度は、平均わずか４１００ｐｐｂであったが、実施例１の試料中のナトリウム濃度は平均１３６，０００ｐｐｂであった（約９７％の低下）。測定した他のすべての元素の濃度はいずれも、実施例１の試料に対して、実施例２の画分３からの試料で７７〜１００％低下していた。

実施例２の画分３からの試料の灰分値は平均約０．３８７４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。

実施例２の画分３からの試料は、５点のスケール（５が最も強い）で０．５の匂い強度を有することが見出され、これは、実施例１の試料（匂い強度３．７５）の匂い強度と比較して、はるかに改善されていた。匂い強度は低かったが、実施例２の画分２からの試料は、バージンポリプロピレンと同様の「プラスチック」様の匂いを有すると記述された。

実施例２の画分３からの試料は、平均ポリエチレン含有量値が約１．１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％）と比較して大幅に改善されていた。

実施例３
実施例１で述べた、消費者使用後のものに由来する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３Ａ及び図３Ｂに示す実験装置及び以下の手順を用いて処理した。
６．１７３ｇの混合カラーフレークを、オーバーヘッドメカニカルスターラを備えたＰａｒｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ社製、モデル４５５２Ｍ、７．５７リットルオートクレーブに入れた。
７．次いで、オートクレーブをｎ−ブタンで完全に充填し、１４０℃の内部流体温度及び９００ｐｓｉｇ（６．２１ＭＰａ）の流体圧力に平衡化した。
８．次いで、オートクレーブ中の材料を図３Ａに示す実験構成及び以下の手順を用いて抽出した。
ｆ．システムを１４０℃及び９００ｐｓｉｇ（６．２１ＭＰａ）で１０分間撹拌した。
ｇ．撹拌後、システムを１４０℃及び９００ｐｓｉｇ（６．２１ＭＰａ）で１０分間沈降させた。
ｈ．容器１個分の体積のｎ−ブタンを、オートクレーブを通して、１４０℃及び９００ｐｓｉｇ（６．２１ＭＰａ）で試料採取フラスコ内に流した。
ｉ．上記の抽出手順を更に４回繰り返した。
ｊ．各抽出サイクルで回収した試料を順に、「画分１」から「画分５」までラベル付けした。
９．次いで、抽出後にオートクレーブ中に残った材料を、図３Ｂに示される実験構成及び以下の手順を用いてｎ−ブタンに溶解した。
ｅ．システム圧力を１８００ｐｓｉｇ（１２．４１ＭＰａ）に平衡化した。
ｆ．システムを１４０℃及び１８００ｐｓｉｇ（１２．４１ＭＰａ）で１０分間撹拌した。
ｇ．次いで、撹拌を停止し、溶液を１４０℃及び１８００ｐｓｉｇ（６．２１ＭＰａ）で６０分間沈降させた。
ｈ．沈降後、加圧ｎ−ブタン（１４０℃及び１８００ｐｓｉｇに予め平衡化したもの）で置換することにより溶液をオートクレーブから除去した。次いで、浸漬管を通ってオートクレーブから流出した溶液を、ヒートトレースした２本の固体媒体カラムに通した。各カラムは、内径０．６８インチ（１．７３ｃｍ）及び長さ約９．５インチ（２４．１３ｃｍ）を有していた。この実施例では、いずれのカラムも空であり、固体媒体の入っていないものであった。第２の圧力容器の底から流出する流体流を、枝付き三角フラスコ内に膨張弁を介して減圧して移した。流体流を減圧して三角フラスコ内に移した後、溶媒蒸気をフラスコの枝のポートから逃がし、すべての液体／固体を画分としてフラスコ内に回収した。各画分は、約３０ｇの物質を含んだものであり、「画分６」から順にラベル付けした。フラスコ中に溶出する物質が観察されなくなるまで画分を回収した。
１０．すべての試料を回収した後、オートクレーブを大気圧及び室温に平衡化した。次いで、オートクレーブ中のすべての残留物質を残渣試料として回収した。

本明細書に開示される手順に従って回収された画分６の試料のデータを、表１にまとめて示す。

この実施例の画分６中に単離された固体の色はオフホワイト〜黄色であった。画分６からのオフホワイト〜黄色の固体を正方形の試験片に圧縮成形したところ、各試験片の色は黄色であった。この正方形の試験片の写真を、図４に実施例３として示す。図４に示されるように、実施例３の試料の色及び半透明度は実施例１の試料に対して改善されていたが、実施例４として図４に示されるバージンポリプロピレンほどではなかった。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３の画分６の正方形の試験片が、実施例１の試料（すなわち、入手した状態の消費者使用後のものに由来するポリプロピレン）に対して、色が改善されたことを示している。実施例３の画分６からの正方形の試験片のＬ^＊値は平均７２．４１であり、これは、実施例１の正方形の試験片のＬ^＊値の平均３９．７６と比較して改善されていた。実施例３の画分６の正方形の試験片の不透明度は平均３５．２５％であり、これも、実施例１の正方形の試験片不透明度の平均約１００％不透明と比較して、改善されていた。

実施例３の画分６の試料について、重金属汚染の濃度は、これも、実施例１の試料と比較して、改善されていた。例えば、実施例３の画分６からの試料におけるナトリウム濃度の平均がわずか１６４００ｐｐｂであったが、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８８％の低下）。測定した他のすべての元素の濃度はいずれも、実施例３の画分６からの試料で実施例１の試料に対して８２〜１００％低下していた。

実施例３の画分６の試料の灰分値は平均約０．２２９２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。

実施例３の画分６からの試料は、５点のスケール（５が最も強い）で０．５の匂い強度を有することが見出され、これは、実施例１の試料（匂い強度３．７５）の匂い強度と比較して、大幅に改善されていた。匂い強度は低かったが、実施例３の画分６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」様の匂いを有すると記述された。

実施例３の画分６からの試料は、平均ポリエチレン含有量値が約１．０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％）と比較して大幅に改善されていた。

実施例４：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−ｆａｘ６３３１ポリプロピレン（ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ，Ｂ．Ｖ．）を使用した。バージンＰＰのペレットを、本明細書に記述される方法に従って、正方形の試験片に加工した。バージンＰＰから生成された試験片の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。この正方形の試験片は、７．５６±０．２１％不透明の平均不透明度を有した。この実施例は、バージンポリプロピレンの代表的な試料中に見出される重金属汚染の量の比較として機能する。バージンポリプロピレンの試料は、灰分値が平均約０．３０３１重量％であった。バージンＰＰのペレットは、匂い強度が５点のスケール（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匂いを有していた。バージンプロピレンの試料中に、ポリエチレンは、検出されなかった。

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、このような発明を教示、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。

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、本発明の範囲内にある、そのような変更及び修正のすべてを添付の特許請求の範囲において網羅することが意図される。

Claims (11)

1. 回収ポリプロピレンを精製するための方法であって、
   ａ．前記回収ポリプロピレンを得ることであって、前記回収ポリプロピレンが、消費者使用後のポリマー、産業使用後のポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、得ることと、
   ｂ．前記回収ポリプロピレンを、８０℃〜２２０℃の温度、及び１５０ｐｓｉｇ（１．０３ＭＰａ）〜１５，０００ｐｓｉｇ（１０３．４２ＭＰａ）の圧力で、ｎ−ブタンおよびプロパンからなる群から選択される第１の流体溶媒と接触させることであって、ポリプロピレンは前記第１の流体溶媒に実質的に不溶性であり、抽出処理を受けた回収ポリプロピレンを生成することと、
   ｃ．前記抽出処理を受けた回収ポリプロピレンを、９０℃〜２２０℃の温度、及び３５０ｐｓｉｇ（２．４１ＭＰａ）〜２０，０００ｐｓｉｇ（１３７．９０ＭＰａ）の圧力で、ｎ−ブタンおよびプロパンからなる群から選択される溶媒中に溶解して、ポリプロピレン及び懸濁した汚染物質を含む第１の溶液を生成することと、
   ｄ．９０℃〜２２０℃の温度、及び３５０ｐｓｉｇ（２．４１ＭＰａ）〜２０，０００ｐｓｉｇ（１３７．９０ＭＰａ）の圧力で、ポリプロピレン及び懸濁した汚染物質を含む前記第１の溶液を沈降させて、ポリプロピレン及び残りの汚染物質を含む第２の溶液を生成することと、
   ｅ．前記第２の溶液を固体媒体と接触させることにより、９０℃〜２２０℃の温度、及び３５０ｐｓｉｇ（２．４１ＭＰａ）〜２０，０００ｐｓｉｇ（１３７．９０ＭＰａ）の圧力で前記第２の溶液を精製して、より高純度のポリプロピレンを含む第３の溶液を生成することと、
   ｆ．前記第３の溶液から前記より高純度のポリプロピレンを分離することと、を含む方法。
2. 前記ポリプロピレンが、０℃〜２２０℃の温度、及び０ｐｓｉｇ（０ＭＰａ）〜２，０００ｐｓｉｇ（１３．７９ＭＰａ）の圧力で、前記第３の溶液から分離される、請求項１に記載の方法。
3. 前記回収ポリプロピレンが、少なくとも０．５％の質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される、請求項１に記載の方法。
4. 前記回収ポリプロピレンが、少なくとも２％の質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される、請求項１に記載の方法。
5. 前記回収ポリプロピレンが、少なくとも５％の質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される、請求項１に記載の方法。
6. 前記回収ポリプロピレンが、２０％までの質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される、請求項１に記載の方法。
7. 前記回収ポリプロピレンが、１２％までの質量パーセント濃度で、流体溶媒、又は流体溶媒混合物中に溶解される、請求項１に記載の方法。
8. 前記回収ポリプロピレンが、消費者による使用後のリサイクルに由来のポリプロピレンである、請求項１に記載の方法。
9. 前記回収ポリプロピレンが、ポリプロピレンホモポリマー、又は主にポリプロピレンのコポリマーである、請求項１に記載の方法。
10. 前記接触、溶解、沈降、及び精製工程における前記温度が、１１０℃〜１７０℃である、請求項１に記載の方法。
11. 前記接触工程における前記圧力が、１，１００ｐｓｉｇ（７．５８ＭＰａ）〜２，１００ｐｓｉｇ（１４．４８ＭＰａ）である、請求項１に記載の方法。

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