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公開番号2025171444
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-20
出願番号2024076802
出願日2024-05-09
発明の名称グリコールエステルの製造方法
出願人国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人弁理士法人大谷特許事務所
主分類C08G 63/91 20060101AFI20251113BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】ポリエステル含有材料を原料として、簡便な工程でグリコールエステルを製造する方法を提供する。
【解決手段】塩基と、1価アルコールと、カルボン酸エステルと、ポリエステル含有材料とを接触させてポリエステルを分解し、下記一般式(1)及び(2)の少なくともいずれかで表されるグリコールエステルを得る分解工程を含むグリコールエステルの製造方法である。
R¹-COO-L¹-OCO-R² (1)
R³-COO-L²-OH (2)
〔前記一般式(1)及び(2)中、R¹、R²、及びR³は、各々独立に、1価の炭化水素基であり、L¹及びL²は、各々独立に、2価の炭化水素基である。〕
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
塩基と、１価アルコールと、カルボン酸エステルと、ポリエステル含有材料とを接触させてポリエステルを分解し、下記一般式（１）及び（２）の少なくともいずれかで表されるグリコールエステルを得る分解工程を含むグリコールエステルの製造方法。
Ｒ
１
－ＣＯＯ－Ｌ
１
－ＯＣＯ－Ｒ
２
（１）
Ｒ
３
－ＣＯＯ－Ｌ
２
－ＯＨ（２）
〔前記一般式（１）及び（２）中、Ｒ
１
、Ｒ
２
、及びＲ
３
は、各々独立に、１価の炭化水素基であり、Ｌ
１
及びＬ
２
は、各々独立に、２価の炭化水素基である。〕
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記カルボン酸エステルが、炭素数１～１２の脂肪酸アルキルエステルまたは芳香族カルボン酸アルキルエステルである請求項１に記載のグリコールエステルの製造方法。
【請求項３】
前記カルボン酸エステルが、炭素数１～５の不飽和脂肪酸アルキルエステルである請求項１に記載のグリコールエステルの製造方法。
【請求項４】
前記カルボン酸エステルが、メタクリル酸エステルである請求項１に記載のグリコールエステルの製造方法。
【請求項５】
前記塩基が、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属アルコキシド及び含窒素有機塩基から選択される１種以上である請求項１に記載のグリコールエステルの製造方法。
【請求項６】
前記１価アルコールが、炭素数１～６のアルコールである請求項１に記載のグリコールエステルの製造方法。
【請求項７】
前記ポリエステル含有材料に含有されるポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びポリエチレンナフタレートからなる群から選択される１種以上である、請求項１に記載のグリコールエステルの製造方法。
【請求項８】
前記ポリエステル含有材料に含有されるポリエステル以外の材料が、綿、レーヨン、ポリウレタン、ナイロン、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、染料、及び顔料からなる群から選択される１種以上である、請求項１に記載のグリコールエステルの製造方法。
【請求項９】
前記ポリエステル含有材料が、ポリエステル繊維を含む請求項１に記載のグリコールエステルの製造方法。
【請求項１０】
前記ポリエステル含有材料が、ポリエステルを含むフィルムである請求項１に記載のグリコールエステルの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリコールエステルの製造方法に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、海洋汚染に代表される環境破壊への懸念から、プラスチックのリサイクル技術の開発が急務となっている。ポリエステルはボトルや繊維の材料として汎用されており、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は、世界で年間約８０００万トンが生産されている。ポリエステルのリサイクル技術としては、解重合を経ないマテリアルリサイクル法と、解重合及び再重合を経るケミカルリサイクル法が開発されている。ＰＥＴボトル等に用いられるポリエステルは、純度の高さから前者の方法が適用し易いものの、ポリエステル繊維、ポリエステルを含むフィルム等の、ポリエステルを含む材料（ポリエステル含有材料）は、その適用が困難である。
【０００３】
ポリエステルを解重合する方法として、水や、超臨界アルコールを用いる方法が知られている（特許文献１及び２参照）。しかし、いずれも３００℃以上の高温条件を必要とする。一方、塩基触媒とアルコールを用いるエステル交換法では、比較的低温で解重合を達成できる。メタノールを用いる方法では、ハロゲン化溶媒を使用し、炭酸カリウム（非特許文献１参照）やアルカリ金属アルコキシド（特許文献３参照）を用いることで、室温～５０℃程度の低温で解重合を達成できる。また、炭酸ジメチルをエチレングリコール捕捉剤とすることで、解重合を効率化する方法が知られている（非特許文献２）。しかし、これらの方法での解重合の対象物は、ＰＥＴボトル等由来の高純度ＰＥＴに限られており、それら以外のポリエステル含有材料は、これらの方法では適用されていない。着色したポリエステル繊維の解重合方法として、塩基触媒とエチレングリコールを過剰に用いる方法が知られているが、２００℃程度の高温を必要とするほか、高純度のモノマーを得るために、高沸点溶媒による繊維の脱色処理（特許文献４～６参照）や、酸化剤による染料の分解（特許文献７参照）が必要であった。
【０００４】
これらの課題を解決する観点から、特許文献８においては、塩基触媒と、１価アルコールと、グリコール捕捉剤としての炭酸ジエステルまたはテトラアルコキシシランとを含む触媒組成物や、これを用いたポリエステルの解重合方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５０９９４１６号公報
特開２００１－３９９０８号公報
米国特許第１０２５２９７６号明細書
特許第４５３７２８８号公報
特許第５１３４５６３号公報
特許第６６５９９１９号公報
特許第６９８６８１３号公報
特開２０２２－１２６６１７号公報
米国特許第５６１８９７３号明細書
【非特許文献】
【０００６】
ＧｒｅｅｎＣｈｅｍ．２０２１，２３，５１１．
ＧｒｅｅｎＣｈｅｍ．２０２１，２３，９４１２．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年では、資源をより有効活用する観点から、ポリエステルを解重合した際に生成するグリコールを、ポリエステルのリサイクル原料としてだけではなく、他のより高付加価値の化合物を生成する原料としても利用することが検討されている。
例えば、ＰＥＴを解重合した際に生成するエチレングリコールは、エチレングリコールジアクリレートやエチレングリコールジメタクリレート等のグリコールエステルの原料となる。これらのグリコールエステルは、医薬など幅広い分野で架橋剤として使用される有用なものである。
上記グリコールエステルの製造方法としては、例えば、グリコールエーテル及びカルボン酸を、ベンゼンスルホン酸を触媒として付加反応させる方法が開示されている（特許文献９参照）。
しかし、この方法は、生成物を共沸溶媒により精製する操作などの複雑な操作を必要とし、かつ反応に長時間を要するなどの問題がある。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ポリエステル含有材料を原料として、簡便な工程でグリコールエステルを製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者が鋭意検討した結果、塩基と、１価アルコールと、カルボン酸エステルと、ポリエステル含有材料とを接触させてポリエステルを分解し、グリコールエステルを得る分解工程を含むグリコールエステルの製造方法により、上記課題を解決し得ることを見出した。
すなわち、本発明は下記［１］～［１１］の態様を提供する。
［１］塩基と、１価アルコールと、カルボン酸エステルと、ポリエステル含有材料とを接触させてポリエステルを分解し、下記一般式（１）及び（２）の少なくともいずれかで表されるグリコールエステルを得る分解工程を含むグリコールエステルの製造方法。
Ｒ
１
－ＣＯＯ－Ｌ
１
－ＯＣＯ－Ｒ
２
（１）
Ｒ
３
－ＣＯＯ－Ｌ
２
－ＯＨ（２）
〔前記一般式（１）及び（２）中、Ｒ
１
、Ｒ
２
、及びＲ
３
は、各々独立に、１価の炭化水素基であり、Ｌ
１
及びＬ
２
は、各々独立に、２価の炭化水素基である。〕
［２］前記カルボン酸エステルが、炭素数１～１２の脂肪酸アルキルエステルまたは芳香族カルボン酸アルキルエステルである上記［１］に記載のグリコールエステルの製造方法。
［３］前記カルボン酸エステルが、炭素数１～５の不飽和脂肪酸アルキルエステルである上記［１］又は［２］に記載のグリコールエステルの製造方法。
［４］前記カルボン酸エステルが、メタクリル酸エステルである上記［１］～［３］のいずれか１に記載のグリコールエステルの製造方法。
［５］前記塩基が、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属アルコキシド及び含窒素有機塩基から選択される１種以上である上記［１］～［４］のいずれか１に記載のグリコールエステルの製造方法。
［６］前記１価アルコールが、炭素数１～６のアルコールである上記［１］～［５］のいずれか１に記載のグリコールエステルの製造方法。
［７］前記ポリエステル含有材料に含有されるポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びポリエチレンナフタレートからなる群から選択される１種以上である、上記［１］～［６］のいずれか１に記載のグリコールエステルの製造方法。
［８］前記ポリエステル含有材料に含有されるポリエステル以外の材料が、綿、レーヨン、ポリウレタン、ナイロン、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、染料、及び顔料からなる群から選択される１種以上である、上記［１］～［７］のいずれか１に記載のグリコールエステルの製造方法。
［９］前記ポリエステル含有材料が、ポリエステル繊維を含む上記［１］～［８］のいずれか１に記載のグリコールエステルの製造方法。
［１０］前記ポリエステル含有材料が、ポリエステルを含むフィルムである上記［１］～［８］のいずれか１に記載のグリコールエステルの製造方法。
［１１］前記分解工程の反応温度が、２０℃以上１８０℃未満の範囲内にある上記［１］～［１０］のいずれか１に記載のグリコールエステルの製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ポリエステル含有材料を原料として、簡便な工程でグリコールエステルを製造する方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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