JP3911860B2 - How to recycle nylon 6 products - Google Patents

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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス繊維などの非溶融物質を含有するナイロン6製品類のケミカルリサイクル方法に関し、さらに詳しくは、非溶融物質を分離・回収しつつε−カプロラクタムを効率的に回収するリサイクル方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ポリアミドは、衣料用、産業用等の繊維用途のほか、各種樹脂成形品としても幅広く使用されている。そして、これらのポリアミド製品類は、一定の使用期間を経て製品寿命に達すると廃棄処分にされていた。しかしながら、近年の地球環境汚染問題や資源枯渇の問題が叫ばれるようになって以来、使用済みポリアミド製品類を単に廃棄することが、これらの問題を大きくすることに鑑み、有効に再利用するリサイクル方法が重要な技術課題になってきている。
【0003】
従来、ポリアミド製品類の中でも、特にポリε−カプロラクタム(以下、ナイロン6と略称する)については、これを解重合、蒸留することによりε−カプロラクタムを回収するケミカルリサイクル方法が採用されている。しかし、この方法の実施において対象になるポリアミド材料は、次の理由から主として重合段階や後加工段階で副生するポリアミドオリゴマーや、ポリマ屑、糸屑等に限定されていた。
【0004】
すなわち、多くのポリアミド製品類、特に、ナイロン6樹脂成形品には、ガラス繊維、無機フィラーなどの非溶融物質を含有されているため、このようなポリアミド製品類を直接に解重合してε−カプロラクタムを回収していくと、反応系内に非溶融物質が堆積していきε−カプロラクタムの効率的な回収が困難となってくること、また、系内に堆積した非溶融物質(ガラス繊維等)を再利用可能な形で取出すことができないことなどの問題があったためである。
【0005】
一方、非溶融物質以外の他素材を含むナイロン6製品類からナイロン6またはε−カプロラクタムを回収する方法として、酸溶媒等によりナイロン6成分を溶解する方法、或いはさらにナイロン6を解重合する方法が提案されている(特開昭52−26555号公報、米国特許第5241066号明細書等)。しかし、これら方法でも、非溶融物質の効率的な分離方法までは開示されてなく、開示されたそのままの方法では、非溶融物質を含有するナイロン6製品類の工業的規模リサイクルに採用できないものであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、非溶融物質を含有するナイロン6製品類から、非溶融物質を効率的に分離・除去することにより、ε−カプロラクタムを効率よく回収でき、かつ、非溶融物質であるガラス繊維なども再利用可能に分離・回収できるリサイクル方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のリサイクル方法は、解重合槽内で発生するε−カプロラクタムを反応系外に放出させないで解重合することにより解重合反応液の粘度を低下させ、さらに、生成したε−カプロラクタムやアミドオリゴマーとともに非溶解物も含む解重合反応液に、ε−カプロラクタムを添加することによりさらにその粘度を低下させ、容易にろ過、沈降、遠心分離等による非溶解物の分離・回収ができるようにするものである。
【0008】
すなわち、本発明は次からなる。
(1) 非溶融物質を含有するナイロン6製品類を、ε−カプロラクタムを実質的に留出させることなく還流させながら解重合した後、解重合反応液にε−カプロラクタムを添加し、非溶融物質を分離・回収するナイロン6製品類のリサイクル方法。
(2) 前記非溶融物質がガラス繊維である前記(1)記載のナイロン6製品類のリサイクル方法。
(3) 前記解重合工程において、リン酸および/またはリン酸塩を触媒として用い、水の存在下で解重合反応する前記(1)又は(2)に記載のナイロン6製品類のリサイクル方法。
(4) 前記解重合工程において、モノカルボン酸を添加して解重合反応する前記(1)〜(3)のいずれかに記載のナイロン6製品類のリサイクル方法。
(5) 前記解重合反応液がナイロン低重合物を含む溶液であり、非溶融物質質の分離・回収の後、さらに解重合してε−カプロラクタムを回収する前記(1)〜(4)のいずれかに記載のナイロン6製品類のリサイクル方法。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明においてリサイクルの対象となるナイロン6製品類とは、ガラス繊維、フィラーなどの非溶融物質を含有する樹脂成形品などである。そのナイロン6製品類の具体的な対象としては、使用済み自動車から回収された、インテークマニホールド、シリンダーヘッドカバー、エンジンカバー、タイミングベルカバー、各種オイルタンクなどのガラス繊維強化ナイロン6製品などである。さらには、住宅建材用成形部品、電気電子成形部品、衣料用繊維構造物(古着、ユニホーム、スポーツウエア及びインナーウエア等)、産業用繊維構造物(カーテン、カーペット及びシート等)などがある。さらには、これらの生産工程で発生する製品屑、ペレット屑、塊状屑なども対象となる。本発明は非溶融物を含有するナイロン6製品類のリサイクルが対象ではあるが、そのリサイクル工程においては非溶融物質を実質的に含有しないナイロン6製品類も一緒に投入してリサイクル処理することもできる。
【0010】
本発明で対象となるナイロン6製品類を構成するポリマー成分は、ε−カプロラクタムの回収効率上、ナイロン6が主成分であることが好ましいが、製品に添加された他種ポリマー(ナイロン66、ナイロン610、ポリオレフィン、ポリフェニレンオキサイドなどの共重合あるいはアロイ成分)、添加剤(可塑剤、耐熱剤、滑剤など)をε−カプロラクタム回収を阻害しない程度ならば含んでいてもよい。
【0011】
また、本発明で対象となるナイロン6製品類中に含有される非溶融物質は、解重合温度において溶融も分解もせず、かつ、解重合時の解重合反応液に溶解も市内物質であり、ガラス繊維、無機フィラー(ワラステナイト、カオリン、マイカなど)、金属繊維、金属粒子、炭素繊維などの無機系物質で代表されるが、有機系の非溶融物質であってもよい。それら非溶融物質は混合物であってもよいが、分離・回収した非溶融物質をリサイクルする点ではガラス繊維などの単体であることが好ましい。
また、解体時に取外すことができなかった部品類が混入していても本発明の所期の目的の達成を阻害しない限り問題はない。
【0012】
以下に、本発明のリサイクル方法を詳細に説明する。
本発明では、非溶融物質を効率よく分離・回収し、ε−カプロラクタムだけでなく非溶融物質も回収してリサイクル可能にするものである。従来法のように単に解重合しただけで、解重合反応液から非溶融物質をろ過あるいは沈降により分離しようとすると、解重合飯能液の粘度が高すぎて分離することができない。本発明ではε−カプロラクタムを溶媒として解重合反応液を希釈することにより粘度を低下させるので、非溶融物質が容易に分離・回収可能となる。
【0013】
本発明における解重合反応液は、ε−カプロラクタムが反応系外に放出されないよう還流させながら行う解重合方法であればいかなる方法でも良い。通常、ナイロン6は加熱により解重合され、触媒を用いても良く、水の不存在下でも行う方法(乾式)と、存在下で行う方法がある(湿式)。
【0014】
解重合温度は、通常、100〜400℃であり、好ましくは、200〜350℃、さらに好ましくは、220〜300℃である。温度が低過ぎると、ナイロン6が溶融しないうえ、解重合速度が遅くなる。温度が高過ぎると、不必要なナイロン6の分解が起こり、回収ε−カプロラクタムの純度低下をもたらす。
【0015】
触媒を用いる場合は、通常、酸、あるいは塩基触媒などを用いる。酸触媒としては、リン酸、ホウ酸、硫酸、有機酸、有機スルホン酸、固体酸、およびこれらの塩、また塩基触媒としては、アルカリ水酸化物、アルカリ塩、アルカリ土類水酸化物、アルカリ土類塩、有機塩基、固体塩基などが挙げられる。好ましくは、リン酸、ホウ酸、有機酸、アルカリ水酸化物、アルカリ塩などが挙げられる。さらに好ましくは、リン酸、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどが挙げられる。
【0016】
触媒の使用量は、通常、ナイロン6製品類に含まれるナイロン6成分に対して、0.01〜100重量%である。好ましくは、0.1〜50重量%、さらに好ましくは、1〜20重量%である。触媒使用量が少な過ぎると反応速度が遅くなり、多過ぎると副反応が多くなるうえ、触媒コストがかさみ経済的に不利になる。
【0017】
この解重合工程には、さらにモノカルボン酸を添加することが、解重合反応液の粘度を低下させる点から好ましい。重合反応が進行しようとした場合、末端封鎖剤として作用することにより重合度が増すことを抑制できるからである。たとえば、酢酸、プロピオン酸、ステアリン酸、安息香酸などが挙げられ、特に好ましくは酢酸が用いられる。
【0018】
モノカルボン酸の使用量は、ナイロン6製品類に含まれるナイロン6成分に対して、0.01〜100重量%である。好ましくは、0.1〜50重量%、さらに好ましくは、1〜20重量%である。モノカルボン酸使用量は少な過ぎると、粘度低下の効果が小さくなり、多過ぎると分離後の精製等のコストがかさみ経済的に不利になる。
【0019】
乾式解重合を行う場合は、水を添加することなく、ε−カプロラクタムを還流させながら反応を進行させる。実質的にε−カプロラクタムが反応系外に排出されなければよく、還流の程度はいかなるものであっても良い。また、反応圧力は常圧であっても加圧であっても、ε−カプロラクタムが排出されない程度の減圧であっても良い。
【0020】
湿式解重合を行う場合は、生成したε−カプロラクタムを反応器から水とともに排出されないよう還流して反応系内に戻す必要がある。ε−カプロラクタムだけ反応系内に還流して戻す方法でも、水とともに還流して戻す方法でも良い。反応圧力は常圧でも加圧でもよい。反応促進の点では加圧下で行うことも有効である。
【0021】
湿式解重合の水使用量は、通常、熱可塑性物質に含まれるナイロン6成分に対して、0.001〜100重量倍である。好ましくは、0.01〜50重量倍、さらに好ましくは、0.1〜20重量倍である。水の使用量は、少な過ぎると反応速度が遅くなり、多過ぎるとε−カプロラクタムを回収するときエネルギー的に不利になる。
【0022】
本発明における解重合反応液に添加されるε−カプロラクタムは、精製されたものであっても、未精製のものであってもよい。ε−カプロラクタムの添加量は、非溶解物を含む解重合反応液100重量部に対して、5〜5000重量部が好ましく、10〜1000重量部がさらに好ましく、20〜800重量部が特に好ましい。ε−カプロラクタムとともに多少の水を添加して溶解させることもできる。
【0023】
解重合反応液にε−カプロラクタムを添加して低粘度化した後の温度、および、非溶融物質分離までの時間は、重合反応が促進されて分離が困難にならない範囲であれば特に制限はない。通常、温度としては240℃以下、さらには220℃以下、30℃以上、さらに50℃以上、特に80℃以上が好ましい。非溶融物質分離までの時間は温度との兼ね合いではあるが、180℃以上に置かれる時間は5時間以下、さらには1時間以下が好ましい。150℃以下では特に放置時間に制限は必要ない。
【0024】
本発明における非溶融物質の分離・回収方法は、ろ過、遠心分離、沈降法などの方法を用いることができる。必要に応じて、熱時ろ過などのように熱を加えながら粘度をコントロールして行うことも有用である。
【0025】
非溶融物質の分離・回収した後の液は、解重合反応液とε−カプロラクタムとからなる混合液であり、さらに解重合してε−カプロラクタムを回収し、蒸留により精製して有用なε−カプロラクタムを回収することが好ましい。
【0026】
回収ε−カプロラクタムの蒸留方法としては、単蒸留、薄膜蒸留、ストリッピング、あるいは精留などが挙げられる。また、蒸留操作としては、バッチ式に、予め塩基性物質と回収ε−カプロラクタムを蒸留缶に仕込んで、蒸留することもできるし、連続式に、塩基性物質と回収ε−カプロラクタムを蒸留缶に仕込みながら、同時にε−カプロラクタムを留出させ、蒸留することもできる。
【0027】
なお、留出して得られたε−カプロラクタムは、通常、十分に高純度ではあるが、さらに他の精製手段を加え高純度化をはかることも可能である。他の精製手段としては、晶析、イオン交換処理、活性炭処理、酸化剤処理、還元剤処理、水素添加処理などが挙げられる。好ましくは、晶析を行う。留出ε−カプロラクタムの晶析法としては、有機溶媒による晶析、水溶媒による晶析、溶融晶析など、種々の方法が挙げられる。これらの方法は組み合わせることができ、繰り返し行って多段晶析することもできる。
【0028】
本発明で分離したガラス繊維等の非溶融物質は、さらに水洗等等の処理を行って再利用することができる。
【0029】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例は、何ら本発明を限定するものではない。
【0030】
[実施例1]
ガラス繊維を30%含有するナイロン6樹脂(東レ(株)製、CM1011G30)を成形してダンベル片とした後、粉砕してペレット状のナイロン6製品廃材とした。
【0031】
粉砕したペレット状のナイロン6製品廃材250g、85%リン酸水溶液10g、および、水10gを、還流装置付きの4つ口フラスコに入れ、260℃のオイルバスで加熱下で、2時間、ε−カプロラクタムを留出させずに解重合反応を進行させ、約270gの解重合反応液を得た。この解重合反応液に、ε−カプロラクタム360gを添加して200℃にするとガラス繊維が沈降した。即座にグラスフィルターを用いて200℃下で熱時ろ過して、ガラス繊維を分離・回収し、解重合反応液のε−カプロラクタム溶液にした。
【0032】
得られた解重合反応液のε−カプロラクタム溶液は、さらに、260℃下、260℃のスーパースチームを吹き込みながら解重合とともに水蒸気蒸留をし、さらに単蒸留をして約500gのε−カプロラクタムを回収した。
【0033】
[実施例2]
粉砕したペレット状のナイロン6製品廃材250g、酢酸10g、および、水3gを、還流装置付きの4つ口フラスコに入れ、260℃のオイルバスで加熱下で、4時間、ε−カプロラクタムを留出させずに解重合反応を進行させ、約263gの解重合反応液を得た。この解重合反応液に、ε−カプロラクタム360gを添加して200℃にするとガラス繊維が沈降した。即座にグラスフィルターを用いて200℃下で熱時ろ過して、ガラス繊維を分離・回収し、解重合反応液のε−カプロラクタム溶液にした。
【0034】
得られた解重合反応液のε−カプロラクタム溶液は、さらに、260℃下、260℃のスーパースチームを吹き込みながら解重合とともに水蒸気蒸留をし、さらに単蒸留をして約500gのε−カプロラクタムを回収した。
【0035】
[比較例1]
粉砕したペレット状のナイロン6製品廃材250g、85%リン酸水溶液10g、および、水10gを、4つ口フラスコに入れ、260℃のオイルバスで加熱下で、ε−カプロラクタムを留出させながら、10時間、解重合反応を進行させ、約90gのタール状の解重合反応液を得た。
【0036】
このタール状の解重合反応物に、ε−カプロラクタム360gを添加して200℃にしたがタール状のものは溶解することなく、きれいなガラス繊維を得ることができなかった。
【0037】
[比較例2]
実施例1と同様にして得られた約263gの解重合反応液を、ε−カプロラクタムを添加することなく200℃下で熱時ろ過しようと試みたが、粘度が高過ぎて濾過できずガラス繊維は分離することができなかった。
【0038】
【発明の効果】
本発明によると、非溶融物質を含有するナイロン6製品類から、非溶融物質を効率的に分離・除去することにより、ε−カプロラクタムを効率よく回収でき、かつ、非溶融物質であるガラス繊維なども再利用可能に分離・回収できる。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a chemical recycling method for nylon 6 products containing non-melting substances such as glass fiber, and more particularly to a recycling method for efficiently recovering ε-caprolactam while separating and recovering non-melting substances. It is.
[0002]
[Prior art]
Polyamide is widely used not only for textiles for clothing and industrial purposes but also for various resin molded products. And these polyamide products were disposed of when the product life reached after a certain period of use. However, since the recent global environmental pollution problems and resource depletion problems have been screamed, simply discarding used polyamide products makes recycling effective in view of increasing these problems. The method has become an important technical issue.
[0003]
Conventionally, among polyamide products, especially poly ε-caprolactam (hereinafter abbreviated as nylon 6), a chemical recycling method for recovering ε-caprolactam by depolymerization and distillation has been adopted. However, the polyamide material to be used in the implementation of this method is limited to polyamide oligomers, polymer waste, yarn waste and the like mainly produced as a by-product in the polymerization stage and the post-processing stage for the following reasons.
[0004]
That is, many polyamide products, in particular, nylon 6 resin molded products contain non-melting substances such as glass fibers and inorganic fillers. Therefore, such polyamide products are directly depolymerized and ε- As caprolactam is recovered, non-molten substances accumulate in the reaction system, making it difficult to efficiently collect ε-caprolactam. In addition, non-molten substances deposited in the system (glass fibers, etc.) ) Could not be retrieved in a reusable form.
[0005]
On the other hand, as a method of recovering nylon 6 or ε-caprolactam from nylon 6 products containing other materials other than non-melting substances, a method of dissolving nylon 6 components with an acid solvent or a method of further depolymerizing nylon 6 It has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 52-26555, US Pat. No. 5,214,066, etc.). However, even these methods do not disclose an efficient method for separating non-molten substances, and the disclosed method cannot be used for industrial scale recycling of nylon 6 products containing non-molten substances. there were.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to efficiently recover ε-caprolactam by efficiently separating and removing non-melting material from nylon 6 products containing non-melting material, and is a glass fiber which is a non-melting material. Is to provide a recycling method that can be separated and collected in a reusable manner.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The recycling method of the present invention that achieves the above object reduces the viscosity of the depolymerization reaction solution by depolymerizing the ε-caprolactam generated in the depolymerization tank without releasing it to the outside of the reaction system. -Addition of ε-caprolactam to a depolymerization reaction solution containing caprolactam and amide oligomer as well as non-dissolved material further reduces its viscosity, allowing easy separation and recovery of non-dissolved material by filtration, sedimentation, centrifugation, etc. It is something that can be done.
[0008]
That is, this invention consists of the following.
(1) Nylon 6 products containing non-melting substances are depolymerized while refluxing without substantially distilling ε-caprolactam, and then ε-caprolactam is added to the depolymerization reaction solution to obtain non-melting substances. Recycling method of nylon 6 products that separate and recover the product.
(2) The method for recycling nylon 6 products according to (1), wherein the non-melting substance is glass fiber.
(3) The method for recycling nylon 6 products according to (1) or (2), wherein in the depolymerization step, phosphoric acid and / or phosphate is used as a catalyst and a depolymerization reaction is performed in the presence of water.
(4) The method for recycling nylon 6 products according to any one of (1) to (3), wherein a monocarboxylic acid is added to perform a depolymerization reaction in the depolymerization step.
(5) The depolymerization reaction solution is a solution containing a nylon low polymer, and after separation and recovery of the non-molten material, the polymer is further depolymerized to recover ε-caprolactam. Recycling method of nylon 6 products in any one.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Nylon 6 products to be recycled in the present invention are resin molded products containing non-melting substances such as glass fibers and fillers. Specific examples of such nylon 6 products include glass fiber reinforced nylon 6 products such as intake manifolds, cylinder head covers, engine covers, timing bell covers, and various oil tanks collected from used automobiles. Furthermore, there are molded parts for residential building materials, electrical and electronic molded parts, textile structures for clothing (used clothes, uniforms, sportswear, innerwear, etc.), and industrial textile structures (curtains, carpets, sheets, etc.). Furthermore, product waste, pellet waste, and bulk waste generated in these production processes are also targeted. The present invention is intended to recycle nylon 6 products containing non-melted material, but in the recycling process, nylon 6 products substantially not containing non-melted material may be added together and recycled. it can.
[0010]
The polymer component constituting the nylon 6 product targeted in the present invention is preferably nylon 6 as a main component in view of the recovery efficiency of ε-caprolactam, but other types of polymers (nylon 66, nylon added to the product). 610, a copolymer or alloy component of polyolefin, polyphenylene oxide, etc.) and additives (plasticizer, heat-resistant agent, lubricant, etc.) may be included as long as they do not inhibit the recovery of ε-caprolactam.
[0011]
In addition, the non-molten substance contained in the nylon 6 products targeted by the present invention does not melt or decompose at the depolymerization temperature, and is dissolved in the depolymerization reaction liquid at the time of depolymerization and is a city substance. Typical examples include inorganic materials such as glass fibers, inorganic fillers (such as wollastonite, kaolin, mica), metal fibers, metal particles, and carbon fibers, but organic non-melting materials may also be used. These non-molten substances may be a mixture, but are preferably simple substances such as glass fibers in terms of recycling the separated / collected non-molten substance.
Further, even if parts that could not be removed at the time of disassembly are mixed, there is no problem as long as the achievement of the intended purpose of the present invention is not hindered.
[0012]
Below, the recycling method of this invention is demonstrated in detail.
In the present invention, non-molten substances are efficiently separated and collected, and not only ε-caprolactam but also non-molten substances are collected and made recyclable. If the non-molten substance is separated from the depolymerization reaction solution by filtration or sedimentation simply by depolymerization as in the conventional method, the viscosity of the depolymerized rice liquor is too high to be separated. In the present invention, since the viscosity is lowered by diluting the depolymerization reaction solution using ε-caprolactam as a solvent, non-molten substances can be easily separated and recovered.
[0013]
The depolymerization reaction solution in the present invention may be any method as long as it is a depolymerization method performed while refluxing so that ε-caprolactam is not released out of the reaction system. Usually, nylon 6 is depolymerized by heating, and a catalyst may be used. There are a method in which water is not present (dry method) and a method in which water is present (wet method).
[0014]
The depolymerization temperature is usually 100 to 400 ° C, preferably 200 to 350 ° C, more preferably 220 to 300 ° C. If the temperature is too low, the nylon 6 will not melt and the depolymerization rate will slow. If the temperature is too high, unnecessary nylon 6 decomposition occurs, leading to a reduction in the purity of the recovered ε-caprolactam.
[0015]
When a catalyst is used, an acid or base catalyst is usually used. Examples of the acid catalyst include phosphoric acid, boric acid, sulfuric acid, organic acid, organic sulfonic acid, solid acid, and salts thereof, and examples of the base catalyst include alkali hydroxide, alkali salt, alkaline earth hydroxide, alkali Examples include earth salts, organic bases, solid bases and the like. Preferably, phosphoric acid, boric acid, organic acid, alkali hydroxide, alkali salt, etc. are mentioned. More preferably, phosphoric acid, sodium phosphate, potassium phosphate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate and the like can be mentioned.
[0016]
The usage-amount of a catalyst is 0.01-100 weight% normally with respect to the nylon 6 component contained in nylon 6 products. Preferably, it is 0.1 to 50% by weight, and more preferably 1 to 20% by weight. If the amount of the catalyst used is too small, the reaction rate becomes slow, and if it is too large, side reactions increase and the catalyst cost increases, which is economically disadvantageous.
[0017]
In the depolymerization step, it is preferable to add a monocarboxylic acid from the viewpoint of reducing the viscosity of the depolymerization reaction solution. This is because when the polymerization reaction is about to proceed, an increase in the degree of polymerization can be suppressed by acting as a terminal blocking agent. For example, acetic acid, propionic acid, stearic acid, benzoic acid and the like can be mentioned, and acetic acid is particularly preferably used.
[0018]
The usage-amount of monocarboxylic acid is 0.01-100 weight% with respect to the nylon 6 component contained in nylon 6 products. Preferably, it is 0.1 to 50% by weight, and more preferably 1 to 20% by weight. If the amount of monocarboxylic acid used is too small, the effect of lowering the viscosity will be small, and if it is too large, the cost for purification after separation will increase and it will be economically disadvantageous.
[0019]
When dry depolymerization is performed, the reaction is allowed to proceed while refluxing ε-caprolactam without adding water. It is only necessary that ε-caprolactam is not substantially discharged out of the reaction system, and any degree of reflux may be used. Further, the reaction pressure may be normal pressure, increased pressure, or reduced pressure such that ε-caprolactam is not discharged.
[0020]
When performing wet depolymerization, it is necessary to return the produced ε-caprolactam to the reaction system by refluxing it so as not to be discharged together with water from the reactor. A method of refluxing only ε-caprolactam into the reaction system or a method of refluxing with water may be used. The reaction pressure may be normal pressure or increased pressure. In terms of promoting the reaction, it is also effective to carry out under pressure.
[0021]
The amount of water used for wet depolymerization is usually 0.001 to 100 times the weight of the nylon 6 component contained in the thermoplastic material. Preferably, it is 0.01-50 weight times, More preferably, it is 0.1-20 weight times. If the amount of water used is too small, the reaction rate will be slow, and if it is too large, it will be energetically disadvantageous when recovering ε-caprolactam.
[0022]
The ε-caprolactam added to the depolymerization reaction solution in the present invention may be purified or unpurified. The amount of ε-caprolactam added is preferably 5 to 5000 parts by weight, more preferably 10 to 1000 parts by weight, and particularly preferably 20 to 800 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the depolymerization reaction solution containing an undissolved product. Some water can be added and dissolved together with ε-caprolactam.
[0023]
The temperature after the addition of ε-caprolactam to the depolymerization reaction solution to lower the viscosity and the time until separation of the non-molten material are not particularly limited as long as the polymerization reaction is promoted and separation is not difficult. . Usually, the temperature is preferably 240 ° C. or lower, more preferably 220 ° C. or lower, 30 ° C. or higher, further 50 ° C. or higher, and particularly preferably 80 ° C. or higher. Although the time until separation of the non-molten material is a balance with the temperature, the time of being placed at 180 ° C. or higher is preferably 5 hours or less, more preferably 1 hour or less. When the temperature is 150 ° C. or lower, there is no need to limit the standing time.
[0024]
For the separation / recovery method of the non-molten substance in the present invention, methods such as filtration, centrifugation, and sedimentation can be used. If necessary, it is also useful to control the viscosity while applying heat, such as hot filtration.
[0025]
The liquid after separation / recovery of the non-molten substance is a mixed liquid composed of a depolymerization reaction liquid and ε-caprolactam. Further, ε-caprolactam is recovered by depolymerization and purified by distillation to be useful ε- It is preferred to recover caprolactam.
[0026]
Examples of the distillation method for recovered ε-caprolactam include simple distillation, thin film distillation, stripping, and rectification. In addition, as a distillation operation, a basic substance and recovered ε-caprolactam can be previously charged in a distillation can in a batch type and distilled, or a basic substance and recovered ε-caprolactam can be continuously added to a distillation can. While charging, ε-caprolactam can be distilled at the same time and distilled.
[0027]
The ε-caprolactam obtained by distillation is usually sufficiently high in purity, but can be further purified by adding other purification means. Other purification means include crystallization, ion exchange treatment, activated carbon treatment, oxidizing agent treatment, reducing agent treatment, hydrogenation treatment, and the like. Preferably, crystallization is performed. Examples of the crystallization method of distilled ε-caprolactam include various methods such as crystallization with an organic solvent, crystallization with an aqueous solvent, and melt crystallization. These methods can be combined, and can be repeated for multistage crystallization.
[0028]
The non-molten material such as glass fiber separated in the present invention can be reused after further treatment such as washing.
[0029]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The following examples do not limit the present invention in any way.
[0030]
[Example 1]
Nylon 6 resin (manufactured by Toray Industries, Inc., CM1011G30) containing 30% glass fiber was molded into dumbbell pieces, and then pulverized to form pellets of nylon 6 product waste.
[0031]
250 g of pulverized nylon 6 product waste material, 10 g of 85% phosphoric acid aqueous solution, and 10 g of water are placed in a four-necked flask equipped with a reflux apparatus and heated in an oil bath at 260 ° C. for 2 hours. The depolymerization reaction was allowed to proceed without distilling caprolactam to obtain about 270 g of a depolymerization reaction solution. When 360 g of ε-caprolactam was added to the depolymerization reaction solution and the temperature was set to 200 ° C., the glass fiber was precipitated. The glass fiber was immediately filtered at 200 ° C. with heat using a glass filter, and the glass fiber was separated and recovered to obtain an ε-caprolactam solution as a depolymerization reaction solution.
[0032]
The obtained ε-caprolactam solution of the depolymerization reaction solution was further steam-distilled with 260 ° C. super steam at 260 ° C. while steam was distilled, and further subjected to simple distillation to recover about 500 g of ε-caprolactam. did.
[0033]
[Example 2]
250 g of pulverized nylon 6 product waste, 10 g of acetic acid, and 3 g of water are placed in a four-necked flask equipped with a reflux device, and ε-caprolactam is distilled for 4 hours while heating in an oil bath at 260 ° C. Without proceeding, the depolymerization reaction was allowed to proceed to obtain about 263 g of a depolymerization reaction solution. When 360 g of ε-caprolactam was added to the depolymerization reaction solution and the temperature was set to 200 ° C., the glass fiber was precipitated. The glass fiber was immediately filtered at 200 ° C. with heat using a glass filter, and the glass fiber was separated and recovered to obtain an ε-caprolactam solution as a depolymerization reaction solution.
[0034]
The obtained ε-caprolactam solution of the depolymerization reaction solution was further steam-distilled with 260 ° C. super steam at 260 ° C. while steam was distilled, and further subjected to simple distillation to recover about 500 g of ε-caprolactam. did.
[0035]
[Comparative Example 1]
While putting 250 g of pulverized nylon 6 product waste material, 10 g of 85% phosphoric acid aqueous solution, and 10 g of water into a four-necked flask and heating in an oil bath at 260 ° C. while distilling ε-caprolactam, The depolymerization reaction was allowed to proceed for 10 hours to obtain about 90 g of a tar-like depolymerization reaction solution.
[0036]
To this tar-like depolymerization reaction product, 360 g of ε-caprolactam was added and brought to 200 ° C. However, the tar-like thing was not dissolved and a clean glass fiber could not be obtained.
[0037]
[Comparative Example 2]
An attempt was made to filter about 263 g of the depolymerization reaction solution obtained in the same manner as in Example 1 at 200 ° C. without adding ε-caprolactam, but the viscosity was too high to filter the glass fiber. Could not be separated.
[0038]
【The invention's effect】
According to the present invention, ε-caprolactam can be efficiently recovered by efficiently separating and removing non-melting substances from nylon 6 products containing non-melting substances, and glass fibers that are non-melting substances. Can be separated and recovered for reuse.

Claims (5)

非溶融物質を含有するナイロン6製品類を、ε−カプロラクタムを実質的に留出させることなく還流させながら解重合した後、解重合反応液にε−カプロラクタムを添加し、非溶融物質を分離・回収するナイロン6製品類のリサイクル方法。Nylon 6 products containing non-melting substances are depolymerized while refluxing without substantially distilling ε-caprolactam, and then ε-caprolactam is added to the depolymerization reaction solution to separate the non-melting substances. Recycling method of nylon 6 products to be collected. 前記非溶融物質がガラス繊維である請求項1記載のナイロン6製品類のリサイクル方法。The method for recycling nylon 6 products according to claim 1, wherein the non-molten material is glass fiber. 前記解重合工程において、リン酸および/またはリン酸塩を触媒として用い、水の存在下で解重合反応する請求項1又は2記載のナイロン6製品類のリサイクル方法。The method for recycling nylon 6 products according to claim 1 or 2, wherein in the depolymerization step, a depolymerization reaction is performed in the presence of water using phosphoric acid and / or phosphate as a catalyst. 前記解重合工程において、モノカルボン酸を添加して解重合反応する請求項1〜3のいずれかに記載のナイロン6製品類のリサイクル方法。The method for recycling nylon 6 products according to any one of claims 1 to 3, wherein in the depolymerization step, a monocarboxylic acid is added to perform a depolymerization reaction. 前記解重合反応液がナイロン低重合物を含む溶液であり、非溶融物質質の分離・回収の後、さらに解重合してε−カプロラクタムを回収する請求項1〜4のいずれかに記載のナイロン6製品類のリサイクル方法。The nylon according to any one of claims 1 to 4, wherein the depolymerization reaction solution is a solution containing a low-polymerized nylon, and after separation and recovery of the non-molten material, further depolymerization is performed to recover ε-caprolactam. Recycling method of 6 products.
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