JP2010509490A - カーペットの再生するための方法およびシステム、ならびに再生された材料から製造されたカーペット - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2006年11月13日に出願された米国仮特許出願第60/865,611号に対する優先権およびこの出願の利益を主張する。この仮特許出願第60/865,611号の全体の開示は、すべての目的のために本明細書において参考として援用される。
本発明は、一般に、カーペットから1種または複数のポリマー成分を再生するための方法およびシステムに関する。本発明は、開示された方法およびシステムによって再生された使用済みカーペット材料を含むカーペットにも関する。さらに本発明は、使用済みカーペットから再生された材料を含むカーペットの製造方法にも関する。
カーペット、特にナイロンカーペットは、多くの家庭および企業で選択された床敷物である。残念ながらカーペットは、寿命が限られており、最終的には交換しなければならず、その結果、使用済みカーペット廃棄物は一般に、ごみ埋立地に送られる。毎年発生する莫大な量のカーペット廃棄物は、ごみ埋立地の容量に負担となり、環境に悪影響を及ぼす。さらに、ほとんどのカーペットは、表面繊維としてナイロンで、即ち比較的高価な材料で作製される。廃棄された使用済みカーペットの量は、潜在的に再使用可能なカーペット成分が、毎年何十億ドルも失われていることを示す。
「−−−−」は、任意選択の結合を意味し;任意選択の結合の少なくとも2つが存在し;R1、R1’、およびR5は独立に、アルキルおよびカルボキシルから選択され;R3、R4およびR7は独立に水素、ヒドロキシル、カルボニル、ハロゲン、アルキル、アルコキシル、カルボキシル、およびアシルから選択され;R6は、水素、ヒドロキシル、または酸素から選択される)。例示的な態様では、テルペン溶媒系は、さらに、R1およびR5がメチルであり;C1とC2との間の任意選択の結合が存在しかつR1’がメチレンであり;C1とC2との間の任意選択の結合が存在し;かつR3、R4、およびR7が水素である、上述のテルペンを含むことができる。別の例示的な態様では、テルペンは、C5とC6との間およびC6とR6との間の任意選択の結合が存在せず、かつC6がS配置を有している、上述の一般構造を有することができる。
(a)メルトフロー比、I10/I2≦5.63
(b)ゲル透過クロマトグラフィにより測定され、かつ方程式:
i.(Mw/Mn)≦(I10/I2)−4.63
により定義されたときの、分子量分布、Mw/Mn
(c)実質的に線状のエチレンポリマーに関する表面融解破壊の開始時の臨界剪断速度が、線状エチレンポリマーに関する表面融解破壊の開始時の臨界剪断速度よりも少なくとも50%高くなるような、気体押出しレオロジーであって、線状エチレンポリマーは、均質に分岐した短鎖分岐分布を有しておりかつ長鎖分岐は有しておらず、実質的に線状のエチレンポリマーおよび線状エチレンポリマーは同時に、エチレンホモポリマーまたはエチレンおよび少なくとも1種のC3〜C20αオレフィンのインターポリマーであり、かつ同じI2およびMw/Mnを有しており、実質的に線状のエチレンポリマーおよび線状エチレンポリマーのそれぞれの臨界剪断速度は、気体押出しレオメータを使用して同じ融解温度で測定される、気体押出しレオロジー、および
(d)単一示差走査熱力測定DSCによる、−30℃から150℃の間の融解ピーク
を有することを特徴とする、実質的に線状のエチレンポリマーである。
対照サンプルに関するメルトフロー比および再生の評価
例示的な接着組成物のメルトフロー比およびリサイクル性を評価するために、一連の実験を行った。次いでこれらのメルトフロー比を、例示的な未使用接着組成物メルトフロー比と比較した。理論に拘泥するものではないが、メルトフロー比は、一態様において、ポリマー接着組成物の加工特性を示すことができ、したがって、測定されたメルトフロー比の相関関係または類似性は、一態様において、2代目のカーペット組成物を作製する際に本発明によるリサイクル接着組成物を利用できることを示すことができると考えられる。
実際のカーペット組成物からの例示的な接着剤再生
本発明の方法に関し、実際のカーペット組成物からポリマー材料を再生することができるか評価した。約26.6oz/syの全ヤーン重量および約31.32oz/syの全ポリマー重量を含んだ全材料重量が約57.92oz/syの、タフト処理された広幅織りカーペット構成であるカーペット組成物に対して、一連の11の再生実験を実施した。ヤーンは、約3.2oz/syの重量を有するポリプロピレン1次裏当てにタフト化されたナイロンヤーンであった。ラテックスプレコート、Dow Chemicals製LXC 807 NAを、約5.16oz/syの量で1次裏当てに付着させた。対照サンプルに関連して上述された未使用の接着組成物を、約19.24oz/syの量で1次裏当てに付着させた。全重量が約3.68oz/syである不織布ポリプロピレン2次裏当ても、付着させた。
Claims (68)
- テルペン可溶性ポリマーを含むカーペットを、テルペンを含む溶媒系に接触させるステップと、
ポリマー組成物の少なくとも一部を溶媒系に溶解して、テルペンおよび溶解したポリマーの溶液を提供するステップと、
テルペンを、テルペンおよび溶解したポリマーの溶液から分離して、再生されたポリマー組成物を提供するステップと
を含む、カーペットからポリマーを再生するための方法。 - 前記ポリマーがポリオレフィンである、請求項1に記載の方法。
- 接触している前記カーペットが、複数の、サイズを縮小させたカーペット小片を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記カーペットを溶媒系に接触させる前に、カーペットのサイズを縮小させて、前記複数のカーペット小片を得る、請求項3に記載の方法。
- 前記カーペットが、表面ヤーン、1次カーペット裏当て、および接着カーペット裏当て組成物を含む、タフト処理されたカーペットであり、前記ポリオレフィンポリマーが、少なくとも接着裏当て組成物中に存在する、請求項1に記載の方法。
- 前記カーペットが、テルペン可溶性ではない表面ヤーン繊維を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記カーペットが、テルペン可溶性ではない無機充填剤を含む、請求項1に記載の方法。
- テルペンおよび溶解したポリオレフィンの前記溶液が、さらに、非テルペン可溶性表面ヤーン繊維を含む、請求項6に記載の方法。
- テルペンおよび溶解したポリオレフィンの前記溶液が、さらに、非テルペン可溶性無機充填剤を含む、請求項7に記載の方法。
- 前記溶解するステップが、テルペン溶媒系を、テルペンの沸点よりも低い温度に加熱するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記テルペンが、柑橘類、マツ、またはこれらの組合せから得られる、請求項1に記載の方法。
- f.R1およびR5がメチルであり、
g.C1とC2との間の任意選択の結合が存在し、かつR1’がメチレンであり、
h.C1とC2との間の任意選択の結合が存在し、
i.R3、R4、およびR7が水素である、
請求項11に記載の方法。 - 前記テルペンがD−リモネンである、請求項11に記載の方法。
- 前記テルペンがピネンである、請求項11に記載の方法。
- 前記テルペンがα−ピネンである、請求項15に記載の方法。
- 前記カーペットが、少なくとも1種の非テルペン可溶性組成物を含み、少なくとも1種の非テルペン可溶性組成物が、テルペンおよび溶解したポリマーの溶液中に存在し、テルペン溶媒を溶液から分離する前に、少なくとも1種の非テルペン可溶性組成物が溶液から分離される、請求項1に記載の方法。
- 前記テルペンを溶液から分離した後、分離されたテルペンを、後続のテルペン溶媒系で再使用するために収集する、請求項1に記載の方法。
- 前記再生されたポリマー組成物を乾燥して、残留テルペン溶媒を全て除去する、請求項1に記載の方法。
- 前記再生されたポリマー組成物が、HDPE、LDPE、LLDPE、ULDPE、VLDPE、VLLDPE、エチレンおよびαオレフィンのコポリマー、ポリプロピレン、プロピレンおよびαオレフィンのコポリマー、プロピレンおよびエチレンのコポリマー、EVA、およびEMAの少なくとも1種を含む、請求項1に記載の方法。
- 1次裏当てと、
1次裏当ての底面を貫通し、そこから1次裏当ての上面に突出する、複数のカーペット繊維と、
1次裏当ての底面に接続され、テルペン溶媒溶液から再生されたリサイクル済みポリマーを含んだ接着組成物を含む、接着裏当てと
を含む、カーペット組成物。 - 前記再生されたポリマーがポリオレフィンを含む、請求項21に記載のカーペット組成物。
- 前記再生されたポリマー組成物が、HDPE、LDPE、LLDPE、ULDPE、VLDPE、VLLDPE、エチレンおよびαオレフィンのコポリマー、ポリプロピレン、プロピレンおよびαオレフィンのコポリマー、プロピレンおよびエチレンのコポリマー、EVA、およびEMAの少なくとも1種を含む、請求項21に記載のカーペット組成物。
- 前記接着組成物が、再生されたポリマー組成物と、未使用のポリオレフィン組成物とのブレンドを含む、請求項21に記載のカーペット組成物。
- 前記未使用のポリオレフィン組成物が、50%以上の短鎖分岐分布指数(SCDBI)を有することを特徴とする少なくとも1種の均質に分岐したエチレンポリマーを含む、請求項24に記載のカーペット組成物。
- 前記接着組成物が、繊維に実質的に浸透しかつ繊維を実質的に圧密化した、請求項21に記載のカーペット組成物。
- 前記カーペットが、ASTM D−1335−67に従い測定したときに5ポンド以上のタフト結合を有する、請求項21に記載のカーペット組成物。
- 前記少なくとも1種の均質に分岐したエチレンポリマーが、さらに、−30から150℃の間に単一の示差走査熱量測定DSC融解ピークを有することを特徴とする、請求項25に記載のカーペット組成物。
- 前記少なくとも1種の均質に分岐したエチレンポリマーが、均質に分岐した線状エチレンポリマーである、請求項25に記載のカーペット組成物。
- 前記1次裏当てが、織布1次裏当てである、請求項21に記載のカーペット組成物。
- 前記1次裏当てが、不織布1次裏当てである、請求項21に記載のカーペット組成物。
- 前記複数のカーペット繊維が、複数のヤーンを含む、請求項21に記載のカーペット組成物。
- 前記カーペット繊維が、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、アクリル、ポリアミド、ウール、木綿、レーヨン、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項21に記載のカーペット組成物。
- 前記1次裏当てが、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、アクリル、ポリアミド、繊維ガラス、ウール、木綿、レーヨン、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項21に記載のカーペット組成物。
- 前記1次裏当てが、本質的にポリプロピレン材料からなる、請求項21に記載のカーペット組成物。
- 前記1次裏当ての底面の少なくとも一部に接続されたプレコート材料をさらに含む、請求項21に記載のカーペット組成物。
- 前記プレコート材料が、EVAホットメルト、VAEエマルジョン、カルボキシル化スチレン−ブタジエン(XSB)ラテックスコポリマー、SBRラテックス、BDMMAラテックス、アクリルラテックス、アクリルコポリマー、スチレンコポリマー、ポリウレタン、ポリオレフィンホットメルト、ポリオレフィン分散体、ブタジエンアクリレートコポリマー、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項36に記載のカーペット組成物。
- 前記接着裏当ての下面に接続された2次裏当てをさらに含む、請求項21に記載のカーペット組成物。
- 前記2次裏当てが織布である、請求項38に記載のカーペット組成物。
- 前記2次裏当てが不織布である、請求項38に記載のカーペット組成物。
- 前記2次裏当てが、ポリプロピレン、ポリエチレン、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項38に記載のカーペット組成物。
- 前記2次裏当て材が、50%以上の短鎖分岐分布指数(SCDBI)を有することを特徴とする少なくとも1種の均質に分岐したエチレンポリマーを含む、請求項38に記載のカーペット組成物。
- 前記1次裏当ての底面の少なくとも一部に接続されたプレコート材料をさらに含み、接着裏当てが、プレコート材料と2次裏当ての上面との間に介在されている、請求項38に記載のカーペット組成物。
- 前記プレコート材料が、EVAホットメルト、VAEエマルジョン、カルボキシル化スチレン−ブタジエン(XSB)ラテックスコポリマー、SBRラテックス、BDMMAラテックス、アクリルラテックス、アクリルコポリマー、スチレンコポリマー、ポリオレフィンホットメルト、ポリオレフィンエマルジョン、ブタジエンアクリレートコポリマー、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項43に記載のカーペット組成物。
- 前記接着組成物が、さらに、HBEP、ポリエチレン、ポリプロピレン、EVA EMAC、HBPP、およびこれらの組合せからなる群から選択されたポリマーを含む、請求項21に記載のカーペット組成物。
- 1次裏当ておよび複数のカーペット繊維からなり、複数のカーペット繊維が1次裏当ての底面を貫通し、そこから1次裏当ての上面に突出している生繊維材料を提供するステップと、
接着ポリマー組成物を1次裏当ての底面に付着させ、前記接着組成物がテルペン溶媒溶液から再生したリサイクル済みポリマーを含むものであるステップと
を含む、カーペットを作製する方法。 - 前記リサイクル済みポリマーがポリオレフィンである、請求項46に記載の方法。
- 前記再生されたポリオレフィン組成物が、HDPE、LDPE、LLDPE、ULDPE、VLDPE、VLLDPE、エチレンおよびαオレフィンのコポリマー、ポリプロピレン、プロピレンおよびαオレフィンのコポリマー、プロピレンおよびエチレンのコポリマー、EVA、およびEMAの少なくとも1種を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記付着させた接着組成物が、再生されたポリオレフィン組成物と未使用のポリオレフィン組成物とのブレンドを含む、請求項46に記載の方法。
- 前記未使用のポリオレフィン組成物が、50%以上の短鎖分岐分布指数(SCDBI)を有することを特徴とする少なくとも1種の均質に分岐したエチレンポリマーを含む、請求項48に記載の方法。
- 前記付着させた接着組成物が、繊維に実質的に浸透しかつ繊維を実質的に圧密化する、請求項46に記載の方法。
- 前記少なくとも1種の均質に分岐したエチレンポリマーが、さらに、−30から150℃の間に単一の示差走査熱量測定DSC融解ピークを有することを特徴とする、請求項50に記載の方法。
- 前記少なくとも1種の均質に分岐したエチレンポリマーが、均質に分岐した線状エチレンポリマーである、請求項50に記載の方法。
- 前記1次裏当てが、織布1次裏当てである、請求項46に記載の方法。
- 前記1次裏当てが、不織布1次裏当てである、請求項46に記載の方法。
- 前記複数のカーペット繊維が複数のヤーンを含む、請求項46に記載の方法。
- 前記カーペット繊維が、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、アクリル、ポリアミド、ウール、木綿、レーヨン、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項44に記載の方法。
- 前記1次裏当てが、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、アクリル、ポリアミド、繊維ガラス、ウール、木綿、レーヨン、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項46に記載の方法。
- 前記1次裏当てが、本質的にポリプロピレン材料からなる、請求項46に記載の方法。
- 前記接着組成物を付着させる前に、プレコート材料を生繊維材料の裏面に付着させるステップをさらに含む、請求項46に記載の方法。
- 前記プレコート材料が、EVAホットメルト、VAEエマルジョン、カルボキシル化スチレン−ブタジエン(XSB)ラテックスコポリマー、SBRラテックス、BDMMAラテックス、アクリルラテックス、アクリルコポリマー、スチレンコポリマー、ポリオレフィンホットメルト、ポリオレフィン分散体、ブタジエンアクリレートコポリマー、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項60に記載の方法。
- 2次裏当て材を、付着させた接着裏当て組成物の表面に付着させるステップをさらに含む、請求項46に記載の方法。
- 前記2次裏当て材が織布である、請求項62に記載の方法。
- 前記2次裏当て材が不織布である、請求項62に記載の方法。
- 前記2次裏当て材が、ポリプロピレン、ポリエチレン、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項62に記載の方法。
- 前記2次裏当て材が、50%以上の短鎖分岐分布指数(SCDBI)を有することを特徴とする少なくとも1種の均質に分岐したエチレンポリマーを含む、請求項62に記載の方法。
- 前記接着組成物を付着させる前に、生繊維材料の裏面にプレコート材料を付着させるステップをさらに含む、請求項62に記載の方法。
- 前記プレコート材料が、EVAホットメルト、VAEエマルジョン、カルボキシル化スチレン−ブタジエン(XSB)ラテックスコポリマー、SBRラテックス、BDMMAラテックス、アクリルラテックス、アクリルコポリマー、スチレンコポリマー、ポリオレフィンホットメルト、ポリオレフィン分散体、ブタジエンアクリレートコポリマー、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項67に記載の方法。
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