JP2019069609A - カーペットをリサイクルするためのプロセス及び、かかるプロセスの製品 - Google Patents
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Abstract
Description
[0016]さらなる側面では、本発明は、かかるプロセスから得られた、裏打ち残渣(backing residue)とも呼ばれる砕けやすい裏打ち材料に関し、これは裏打ち材料と、無機充填材が充填されたラテックスなどの接着剤を構成する。
[0034]一つの側面において、段階(a)及び(b)は、同一装置で実施することができる。他の側面では、段階(a)及び(b)は、順次実施、または同時に実施することができ、バッチ式プロセスで実施することができるか、連続プロセスで実施することができる。
[0036]本明細書中で使用するように、表面繊維材料は、ポリエステル、またはナイロン(ポリアミド)、またはナイロンとポリエステルの両方を含むことができ、裏打ち材料は独立して、ポリオレフィン、またはジュートなどの天然繊維を含むことができる。
[0039]本発明のプロセスはさらに、砕けやすい裏打ち材料から任意の無機充填材を分離することを含むことができ、本発明は同様に、そのようにして得られた無機充填材に関する。
[0042]さらなる側面では、本発明は、絡まっている少なくとも第一のタイプの繊維と第二のタイプの繊維とを分離する方法に関し、本プロセスは、(a)絡まっている繊維を、第一のタイプの繊維の融点よりも低い温度であるが、第二のタイプの繊維の熱分解温度よりも高い温度に、第二のタイプの繊維の少なくとも一部を熱的に分解させるのに十分な時間及び温度に加熱して、第二のタイプの繊維を砕けやすい状態にする;及び(b)砕けやすい第二のタイプの繊維から第一のタイプの繊維を遊離させるために、絡まっている繊維に機械力を適用する、各段階を含む。
[0047]表面繊維材料が、約215℃〜約220℃の融点をもつナイロン6を含むとき、カーペットは約175℃〜約215℃、または180℃〜210℃の温度に加熱することができる。
[0049]カーペットを加熱する間の時間の長さは、カーペットを加熱する温度並びに裏打ち材料及び表面繊維材料の組成に依存して変動し、少なくとも約0.1分、または少なくとも2分、または少なくとも3分、または少なくとも5分、最高約120分、または最高60分、または最高30分、または最高10分、または最高5分でありえる。
[0057]本発明の付加的な利点は、本プロセスの加熱部分により、使用済カーペットに見られる悪臭を放つ汚染物質及び/または病原性汚染物質の多くが気化され、酸化され、熱分解され、炭化されるか、または破壊されるという点である。これらの例としては、食べ物及び飲み物の残渣、体液、糞便物質、バクテリア、害虫などが挙げられる。そのようなものを除去することによって、このプロセス由来の表面繊維を、単に剪毛することによって導出される場合よりもずっと清浄且つ衛生的にすることができる。
[0062]同様に、「空気掃引(sir swept)」連続ボールミル、または「空気掃引」カーディングタイプの装置などの特定の装置では、遊離段階及び分離段階は、同時に実施することができる。
[0076]一つの側面において、カーペットの加熱は、カーペットをオーブンまたは加熱された密閉空間などの熱源の中若しくはその上に置く、バッチ方式で実施することができる。
[0083]冷却後、表面繊維材料は、たとえば切断されたカーペットが段階に入る時点よりも小さな平均粒径にみじん切りにされたカーペットの砕けやすい部分のサイズをこの段階に入る時点よりも小さい平均粒径に機械的に小さくすることによって、任意の好適な方法により砕けやすい裏打ち材料から遊離される。選択肢としては、ハンマーミリング、ボールミリング、ロッドミリング、デュアルロール粉砕機、ピンミリング、一軸シュレッダー、二軸シュレッダー、四軸シュレッダー、グラニュレーター、梳毛機、ファイバーコーム(櫛)、繊維綿繰機、ステップクリーナー、空気分級器、自律性粉砕機(autogenic grinding mill)、繊維清浄器、または砕けやすい粒子を砕いてより小さなサイズにして、表面繊維材料から裏打ち材料を遊離させることができる任意の他の装置が挙げられる。
[0090]ナイロンカーペットを細断し、ふるい分けして、表面繊維から裏打ちの粒状物を除去した。繊維の収率は、プロセスへの供給原料の約50%であった。表面繊維製品の組成は、ナイロン75%、ポリプロピレン18%、及び灰分7%であった。
[0091]ナイロンカーペットを細断して表面繊維を除去すると、裏打ち及び表面繊維の一部から構成された残骸が残った。表面繊維の収率は、プロセスへの供給原料の約23重量%であり、表面繊維は灰分約2重量%を含んでいた。
[0092]ナイロンカーペットのサンプルを、410°F(210℃)に保持した対流オーブン中、総滞留時間5〜10分で加熱して、カーペット裏打ちを部分的に分解させた。次いでオーブン生成物をハンマーミルにかけて、表面繊維から裏打ち残渣を遊離させた。表面繊維をふるいわけにより、裏打ち残渣のバルクから分離した。次いで繊維をカーディングにかけてさらに掃除した。表面繊維の収率は約43重量%であり、繊維を分析するとナイロン98%であった。繊維中の残存材料は、さらにカーディングすることによって除去できたかもしれない分解した裏打ち材料の余分な粒子からなっていた。
[0093]PETカーペットサンプルを、455°F(235℃)に保持した対流オーブン中、総滞留時間5分で通して、カーペット裏打ちを部分的に分解させた。次いでオーブン生成物をハンマーミルにかけて、表面繊維から裏打ち残渣を遊離させた。表面繊維をふるいわけにより、裏打ち残渣のバルクから分離した。次いで繊維をカーディングにかけてさらに掃除した。表面繊維の収率は約67重量%であり、繊維を分析するとPET96%であった。繊維中の残存材料は、さらにカーディングすることによって除去できたかもしれない分解した裏打ち材料の余分な粒子からなっていた。
[0094]PETカーペットの別のサンプルを、410°F(210℃)に保持した対流オーブン中、総滞留時間10分で通して、カーペット裏打ちを部分的に分解させた。次いでオーブン生成物をハンマーミルにかけて、表面繊維から裏打ち残渣を遊離させた。表面繊維をふるいわけにより、裏打ち残渣のバルクから分離した。次いで繊維をカーディングにかけてさらに掃除した。表面繊維の収率は約62重量%であり、繊維を分析するとPET92%であった。
[0095]PETカーペットの別のサンプルを、410°F(210℃)に保持したバッチ式オーブン中、総滞留時間30分保持し、カーペット裏打ちを部分的に分解させた。次いでオーブン生成物をボールミルにかけて、表面繊維から裏打ち残渣を遊離させた。表面繊維をふるいわけにより、裏打ち残渣のバルクから分離した。表面繊維の収率は約55重量%であった。
[0096]PETカーペットは、420°F(約216℃)に保持したバッチ式オーブン中、総滞留時間10分で保持し、カーペット裏打ちを部分的に分解させた。次いでオーブン生成物を三枚刃一軸グラニュレーター中でハンマーミル中で粉砕して、表面繊維から裏打ち残渣を遊離させた。表面繊維をふるいわけにより、裏打ち残渣のバルクから分離した。表面繊維の収率は約50重量%であった。
[0097]ナイロンカーペットのサンプルを、410°F(210℃)に保持したバッチ式オーブン中、総滞留時間25分加熱し、カーペット裏打ちを部分的に分解させた。次いでオーブン生成物を二ロールミルを使用して粉砕し、表面繊維から裏打ち残渣を遊離させた。表面繊維をふるいわけにより、裏打ち残渣のバルクから分離した。表面繊維の収率は約52重量%であった
実施例7
[0098]PETカーペットの別のサンプルは、480°F(約249℃)に保持したバッチ式オーブン中、総滞留時間3分加熱して、カーペット裏打ちを部分的に分解させた。次いでオーブン生成物をボールミルを使用して粉砕して、表面繊維から裏打ち残渣を遊離させた。表面繊維をふるい分け及び吸引により、裏打ち残渣のバルクから分離した。表面繊維の収率は約58重量%であった。
[0099]PETカーペットの別サンプルは、440°F(約227℃)に保持したバッチ式オーブン中、総滞留時間6分で加熱して、カーペット裏打ちを部分的に分解させた。次いでオーブン生成物をボールミルを使用して粉砕し、表面繊維から裏打ち残渣を遊離させた。表面繊維をふるいわけ及び吸引により、裏打ち残渣のバルクから分離した。表面繊維の収率は約64重量%であった。
[0100]PETカーペットを、455°F(235℃)に保持した対流オーブン中、総滞留時間6分で通して、カーペット裏打ちを部分的に分解させた。次いでオーブン生成物をハンマーミルにかけて、表面繊維から裏打ち残渣を遊離させた。表面繊維をふるいわけにより、裏打ち残渣のバルクから分離した。次いで繊維をカーディングにかけてさらに掃除した。表面繊維の収率は約63重量%であり、繊維を分析するとPET94%であった。繊維中の残存材料は、さらにカーディングすることによって除去できたかもしれない分解した裏打ち材料の余分な粒子からなっていた。
[00101]Shaw「ソフトバック」のついたPETカーペットの別のサンプルを、455°F(235℃)に保持した対流オーブン中、総滞留時間10分で通して、カーペット裏打ちを部分的に分解させた。次いでオーブン生成物をボールミルにかけて、表面繊維から裏打ち残渣を遊離させた。表面繊維をふるいわけにより、裏打ち残渣のバルクから分離した。表面繊維の収率は約58重量%であった。
[00102]ナイロンカーペットのサンプルを、410°F(210℃)に保持したバッチ式オーブン中、総滞留時間10分加熱して、カーペット裏打ちを部分的に分解させた。次いでオーブン生成物をハンマーミルにかけて、表面繊維から裏打ち残渣を遊離させた。表面繊維をふるいわけにより、裏打ち残渣のバルクから分離した。表面繊維の収率は約41重量%であった。
[発明の態様]
[1]
表面繊維材料及び裏打ち材料を含むカーペットから表面繊維材料を回収するためのプロセスであって、
(a)前記カーペットを、前記表面繊維材料の融点よりも低い温度であるが、前記裏打ち材料の熱分解温度よりも高い温度に、前記裏打ち材料の少なくとも一部を熱的に分解させるのに十分な時間及び温度に加熱して、前記裏打ち材料を砕けやすい状態にする;及び
(b)砕けやすい前記裏打ち材料から前記表面繊維材料を遊離させるために、カーペットに機械力を適用する、各段階を含む、前記プロセス。
[2]
前記カーペットを段階(a)において、約175℃〜約260℃の温度に加熱する、[1]のプロセス。
[3]
前記表面繊維材料はナイロン6を含み、且つ段階(a)において前記カーペットを175℃〜215℃の温度に加熱する、[1]のプロセス。
[4]
前記表面繊維材料がナイロン66を含み、且つ段階(a)において前記カーペットを175℃〜245℃の温度に加熱する、[1]のプロセス。
[5]
前記表面繊維材料がポリエチレンテレフタレートを含み、且つ段階(a)において前記カーペットを175℃〜260℃の温度に加熱する、[1]のプロセス。
[6]
前記段階(a)において前記カーペットを約0.1分〜約120分加熱する、[1]のプロセス。
[7]
前記段階(a)及び(b)を同一装置で実施する、[1]のプロセス。
[8]
前記段階(a)及び(b)を順次実施する、[1]のプロセス。
[9]
前記段階(a)及び(b)を同時に実施する、[1]のプロセス。
[10]
前記段階(a)及び(b)を連続プロセスで実施する、[1]のプロセス。
[11]
前記カーペットを段階(a)と(b)との間で冷却して、前記裏打ち材料の少なくとも一部を自然に破砕させる、[1]のプロセス。
[12]
前記表面繊維材料はポリエステルを含む、[1]のプロセス。
[13]
前記表面繊維材料はポリアミドを含む、[1]のプロセス。
[14]
前記裏打ち材料はポリオレフィンを含む、[1]のプロセス。
[15]
前記裏打ち材料は天然繊維を含む、[1]のプロセス。
[16]
[1]のプロセスに従って回収した表面繊維材料。
[17]
[16]の表面繊維材料を含む押出し成形品。
[18]
[16]の表面繊維材料を含む射出成形品。
[19]
前記表面繊維材料を化学的にリサイクルすることをさらに含む、[1]のプロセス。
[20]
砕けやすい前記裏打ち材料からすべての無機充填材を分離することをさらに含む、[1]のプロセス。
[21]
[20]のプロセスに従って分離した無機充填材。
[22]
表面繊維材料と、前記表面繊維材料と異なる化学組成の裏打ち材料とを含むカーペットから表面繊維材料を回収するためのプロセスであって、
(a)前記カーペットを、前記表面繊維材料の融点よりも低い温度であるが、前記裏打ち材料の初期熱分解温度よりも高い温度に、前記裏打ち材料の少なくとも一部を熱的に分解及び/または酸化させるのに十分な時間及び温度に加熱して、裏打ち材料を未処理裏打ち材料よりも砕けやすい状態にする;
(b)砕けやすい前記裏打ち材料から前記表面繊維材料を遊離させるために、カーペットに機械力を適用する;及び
(c)一つ以上の機械的手段により前記表面繊維材料から全ての汚染物質を除去する、各段階を含む、前記プロセス。
[23]
[22]のプロセスに従って回収した砕けやすい裏打ち材料。
[24]
[22]のプロセスに従って回収した砕けやすい裏打ち材料を含む脱硫剤。
[25]
絡まっている少なくとも第一のタイプの繊維と第二のタイプの繊維とを分離する方法であって、
(a)絡まっている繊維を、前記第一のタイプの繊維の融点よりも低い温度であるが、前記第二のタイプの繊維の熱分解温度よりも高い温度に、前記第二のタイプの繊維の少なくとも一部を熱的に分解させるのに十分な時間及び温度に加熱して、前記第二のタイプの繊維を砕けやすい状態にする;及び
(b)砕けやすい前記第二のタイプの繊維から前記第一のタイプの繊維を遊離させるために、絡まっている繊維に機械力を適用する、各段階を含む、前記プロセス。
Claims (24)
- 表面繊維材料及び裏打ち材料を含むカーペットから表面繊維材料を回収するためのプロセスであって、
(a)前記カーペットを細断すること;
(b)前記細断されたカーペットから前記裏打ち材料の一部を除去すること;
(c)前記細断されたカーペットを、前記表面繊維材料の融点よりも低いが、前記裏打ち材料の初期熱分解温度よりも高い温度に、前記裏打ち材料の少なくとも一部を熱的に分解させる及び/又は酸化させるのに十分な時間及び温度に加熱して、前記裏打ち材料を砕けやすい状態にすること;及び
(d)前記砕けやすい裏打ち材料から前記表面繊維材料を遊離させるために、前記カーペットに機械力を適用すること
を含む、プロセス。 - 前記細断されたカーペットが、段階(c)において175℃〜260℃の温度に加熱される、請求項1に記載のプロセス。
- 前記表面繊維材料がナイロン6を含み、且つ前記細断されたカーペットが、段階(c)において175℃〜215℃の温度に加熱される、請求項1に記載のプロセス。
- 前記表面繊維材料がナイロン66を含み、且つ前記細断されたカーペットが、段階(c)において175℃〜245℃の温度に加熱される、請求項1に記載のプロセス。
- 前記表面繊維材料がポリエチレンテレフタレートを含み、且つ前記細断されたカーペットが、段階(c)において175℃〜260℃の温度に加熱される、請求項1に記載のプロセス。
- 前記細断されたカーペットが、段階(c)において0.1分〜120分間加熱される、請求項1に記載のプロセス。
- 前記細断されたカーペットが、段階(c)において0.1分〜10分間加熱される、請求項1に記載のプロセス。
- 前記細断されたカーペットが、段階(c)において0.1分〜5分間加熱される、請求項1に記載のプロセス。
- 段階(c)及び(d)が同一装置で実施される、請求項1に記載のプロセス。
- 段階(c)及び(d)が順次実施される、請求項1に記載のプロセス。
- 段階(c)及び(d)が同時に実施される、請求項1に記載のプロセス。
- 段階(c)及び(d)が連続プロセスで実施される、請求項1に記載のプロセス。
- 段階(c)と(d)の間で前記カーペットを冷却して、前記裏打ち材料の少なくとも一部を自然に破砕させる、請求項1に記載のプロセス。
- 前記表面繊維材料がポリエステルを含む、請求項1に記載のプロセス。
- 前記表面繊維材料がポリアミドを含む、請求項1に記載のプロセス。
- 前記裏打ち材料がポリオレフィンを含む、請求項1に記載のプロセス。
- 前記裏打ち材料が天然繊維を含む、請求項1に記載のプロセス。
- 前記表面繊維材料を化学的にリサイクルすることをさらに含む、請求項1に記載のプロセス。
- 前記砕けやすい裏打ち材料から全ての無機充填材を分離することをさらに含む、請求項1に記載のプロセス。
- 段階(b)において除去された前記裏打ち材料が、金属の汚染物質、微粒子又はその両方を含む、請求項1に記載のプロセス。
- 表面繊維材料及び裏打ち材料を含むカーペットから表面繊維材料を回収するためのプロセスであって、
(a)前記カーペットを細断すること;
(b)前記細断されたカーペットから前記裏打ち材料の一部を除去すること;
(c)前記細断されたカーペットを、前記表面繊維材料の融点よりも低いが、前記裏打ち材料の初期熱分解温度よりも高い温度に、前記裏打ち材料の少なくとも一部を熱的に分解させる及び/又は酸化させるのに十分な時間及び温度に加熱して、前記裏打ち材料を砕けやすい状態にすること;
(d)前記加熱されたカーペットを冷却して前記裏打ち材料の全ての融解した部分の少なくとも一部を固化させること;及び
(e)前記砕けやすい裏打ち材料から前記表面繊維材料を遊離させるために、前記冷却されたカーペットに機械力を適用すること
を含む、プロセス。 - 段階(b)において除去された前記裏打ち材料が、金属の汚染物質、微粒子又はその両方を含む、請求項21に記載のプロセス。
- 表面繊維材料及び裏打ち材料を含むカーペットから砕けやすい裏打ち材料を回収するためのプロセスであって、
(a)前記カーペットを細断すること;
(b)前記細断されたカーペットから前記裏打ち材料の一部を除去すること;
(c)前記細断されたカーペットを、前記表面繊維材料の融点よりも低いが、前記裏打ち材料の初期熱分解温度よりも高い温度に、前記裏打ち材料の少なくとも一部を熱的に分解させる及び/又は酸化させるのに十分な時間及び温度に加熱して、前記裏打ち材料を砕けやすい状態にすること;及び
(d)前記表面繊維材料から前記砕けやすい裏打ち材料を遊離させるために、前記カーペットに機械力を適用すること
を含む、プロセス。 - 前記砕けやすい裏打ち材料から無機充填剤を分離することをさらに含む、請求項23に記載のプロセス。
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