JPH08505651A - ナイロン６，６との混合物からのナイロン６分離 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 脂肪族カルボン酸水溶液内における溶解度差を用いてナイロン６とナイロン６，６の混合物を分離する。

Description

【発明の詳細な説明】 ナイロン６，６との混合物からのナイロン６分離 発明の背景 ポリマー材料および他の消費者廃棄材料を再利用することが益々重要になって 来ている。埋め立て式ごみ廃棄に現在送り込まれているスクラップ材料、例えば ナイロン製カーペット材料などから有用なポリマーを回収すると、このような材 料の体積を低くすることができる。これにより、埋め立て式ごみ廃棄量が少なく なると共に石油原料が保存される。本発明はこの方向における重要なステップで ある。発明の要約 本発明は、ナイロン６ポリマーとナイロン６，６ポリマーの混合物からナイロ ン６ポリマーを分離する方法を提供するものである。この方法は、ナイロン６， ６を残しながらナイロン６ポリマーを大気圧下で溶解させるに充分な濃度および 温度の脂肪族カルボン酸水溶液を用いて上記混合物を処理した後、そのナイロン ６の溶液をそのナイロン６，６ポリマーから分離することを含んでいる。上記方 法の変法として、ナイロン６ポリマーとナイロン６，６ポリマーの両方を大気圧 下で溶解させるに充分な温度および濃度の酸を用いてこれらのポリマー類の混合 物を処理し、この溶液を冷却してナイロン６，６ポリマーを優先的に沈澱させた 後、このナイロン６の溶液をそのナイロン６，６ポリマーから分離することがで きる。発明の詳細な説明 本発明に従い、消費者廃棄製品、例えば顔料、充填材またはカーペット裏地な どが存在しているか否かに拘らずナイロン６ポリマーとナイロ ン６，６ポリマーの両方が含まれている混合物からナイロン６を分離する。これ らのポリマー類がカーペットの繊維形態である場合、このカーペットを処理する か、或はその表面の糸をせん断した後その糸のみを処理することも可能である。 このポリマー混合物の形態に関係なく、炭素数が１から６の脂肪族カルボン酸 の水溶液を用いてこれを処理することにより、ナイロン６ポリマーを溶解させそ してナイロン６，６ポリマーおよび任意の消費者廃棄製品を未溶解のままにして おく。この目的で５０から７０％の濃度の酢酸水溶液が好適である。このような 濃度にすると、圧力装置を用いることなく大気圧下で還流させることによって、 ナイロン６，６を本質的に溶解させないようにしながらナイロン６ポリマーの抽 出を達成することができる。次に、このナイロン６の溶液をそのナイロン６，６ ポリマーおよび存在している可能性のある何らかの不溶廃棄製品から分離し、そ して望まれるならば、本技術分野でよく知られている技術、例えば水を用いた希 釈または温度低下などによって、その溶液からナイロン６を回収する。この方法 の特別な利点は、カーペットの裏地で通常用いられている材料であるポリプロピ レンの融点よりも充分に低い温度でこの方法を実施することができる点である。 上記および他の理由で、ナイロン６ポリマーの溶解を還流もしくはそれ以下の温 度で達成することができるように酸およびそれの濃度を選択すべきである。 代替方法では、繊維混合物を大気圧下で溶解させるに充分な濃度および温度の カルボン酸またはそれの水溶液を用いてナイロン６ポリマーとナイロン６，６ポ リマーの混合物を処理する。次に、その結果として得られるナイロン６ポリマー とナイロン６，６ポリマーが入っている溶液 を、存在しているならば裏地または他の廃棄物から分離した後、冷却してナイロ ン６，６ポリマーを優先的に沈澱させる。次に、濾過、デカンテーションまたは 他の手段を用いて、この沈澱物をそのナイロン６溶液から分離する。この態様で は、この酢酸の濃度を例えば７０％以上、好適には少なくとも８０％にすべきで ある。本分野の技術者は、両方のポリマーを溶解させるに必要な他のカルボン酸 の濃度を容易に決定するであろう。 本発明の方法はナイロン６ポリマーとナイロン６，６ポリマーの如何なる組み 合わせでも使用可能であり、このように、消費者ナイロン廃棄と産業ナイロン廃 棄の混合物を処理する時に起こる仕込み変動に本方法を容易に適応させることが できる。 以下に示す実施例で本発明のさらなる説明を行う。これらの実施例は本発明を 説明する目的で示すものであり、本発明を制限するものでない。部およびパーセ ントは特に明記しない限り重量である。実施例１ この実施例では、酢酸水溶液の中にナイロン６を選択的に溶解させることによ ってナイロン６，６からナイロン６を分離することを説明する。 ６０％の酢酸溶液が２７０ｇ入っているフラスコに、ナイロン６のフィルムを ２２．５ｇそしてナイロン６，６の繊維を１５ｇ入れた。この混合物を１０３℃ に１５分間加熱した。目で見た観察を基準にして、ナイロン６のフィルムは全部 溶解していたが、ナイロン６，６の繊維はそのままであった。この熱溶液をその フラスコから迅速に注ぎ出して、１３５ｇの新しい６０％酢酸溶液で置き換えた 。次に、このフラスコを再び１０３℃に１５分間加熱した後、この熱溶液を最初 の溶液に加えた。こ の注ぎ出したものを一緒にして冷却し、水を加えることでナイロンの沈澱生成を 高めた後、濾過を行った。この集めたナイロンの粉末を更に水とメタノールで洗 浄した後、乾燥を行った。この回収した生成物を示差走査熱量計で分析して融点 が２１７℃のナイロン６であることを確認した。ナイロン６，６は全く検出され なかった。実施例２ この実施例では、溶媒が沸騰する温度で濃酢酸の中にナイロン６とナイロン６ ，６の混合物を溶解させた後冷却することによってナイロン６，６の沈澱を選択 的に生じさせることを説明する。 ９０％の酢酸溶液が２７０ｇ入っているフラスコに、ナイロン６のフィルムを １５ｇそしてナイロン６，６の繊維を１５ｇ入れた。この混合物を１０９℃に１ ５分間加熱したが、この時点でナイロン６のフィルムとナイロン６，６の繊維が 全部溶解した。次に、この溶液を冷却した。このフラスコが５３℃に到達した時 点で固体材料がかなりの量で沈澱して来た。この時点で、ジャケットに蒸気を通 すことによって加熱したジャケット付きガラスフリット漏斗に通してこの混合物 を濾過した。次に、予め６０℃に加熱しておいた１００ｇの新しい９０％酢酸溶 液でその沈澱物を濯いだ後、室温の水で洗浄し、そして全ての洗浄液を元の濾液 に加えた。更に水で洗浄しそしてメチルアルコールで洗浄した後（この洗浄液に 関しては、上記濾液に加えなかった）、その乾燥させた沈澱物の重量は８．６ｇ であり、示差走査熱量計を基準にして、これは融点が２５９℃のナイロン６，６ であることを確認した。 次に、その集めた濾液を冷却し、５３℃以下の温度で沈澱して来た固体を濾過 で回収した。洗浄および乾燥を行った後の固体重量は２２．６ ｇであり、示差走査熱量計を基準にして、これは融点がそれぞれ２１８℃および ２５８℃のナイロン６とナイロン６，６の混合物であることを確認した。ジュー ル／ｇで表す全エンタルピー変化により、これの構成は６５％がナイロン６で３ ５％がナイロン６，６であることが示された。実施例３ この実験では、電気加熱マントルで加熱可能な２リットルの底排出口付き丸底 フラスコを用いた。このフラスコには温度を監視するための熱電対用ウエルと還 流コンデンサが備わっている。これを、真空フィルターの上に取り付けた６００ ｍＬの蒸気ジャケット付き漏斗の上に位置させた。このフラスコにはまた、必要 に応じて下げて使用することができる機械的撹拌機が備わっており、これを最初 そのフラスコの中の高い場所に位置させておいた。 このフラスコに、カーペットの表面から刈り取ったナイロン６繊維を２２．５ ｇ、表面のナイロン６，６繊維が２２．５ｇ入っている全カーペット（フラスコ に入るように小さく切った）を５０．３ｇ、そして３６４．５ｇの氷酢酸と４０ ．５ｇの水から成る混合物を仕込んだ。このフラスコの内容物を撹拌することな くこれを電気で加熱した。漏斗を蒸気で加熱した。 加熱すると約６３℃でナイロン６が溶解し始め、そして更に温度を高くすると 、８６℃で、ナイロン６，６が溶解することを示す肯定的な証拠が観察された。 １０８℃に到達した時点で、その撹拌機を下げて手で穏やかに回転させることに よって、残存している裏地の全部がその溶媒に接触するようにした。この混合物 を１０８℃に１５分間加熱した後、このフラスコの内容物をその加熱されている フィルターフリットに通し て排出させて真空フラスコの中に入れた。室温に冷却するとその濾液が固化した 。このフラスコの中に残存している裏地材料には、本質的に、表面のナイロン繊 維が含まれていなかった。 そのフィルターフリットの上でその固化した濾液の一部を水で２回そしてメタ ノールで２回洗浄することによって酢酸を除去した後、空気乾燥を行うことによ って粉末が得られた。この粉末の示差走査熱量計測定で得られる、ジュール／ｇ で表される全エンタルピー変化により、これの構成は５３％がナイロン６で４７ ％がナイロン６，６であることが示された。実施例４ フラスコにナイロン６のステープル繊維を２２．５ｇ、表面のナイロン６，６ 繊維が約２２．５ｇ入っている自動車用カーペット全体（フラスコに入るように 小さく切った）を５３ｇ、そして３６４．５ｇの氷酢酸と４０．５ｇの水から成 る混合物を仕込む以外は実施例３を繰り返した。加熱すると実施例３と同じこと が観察された。このフラスコの中に残存している裏地材料には、本質的に、表面 のナイロン繊維が含まれていなかった。実施例５ フラスコにカーペットの表面から刈り取ったナイロン６繊維を２２．５ｇ、表 面のナイロン６，６繊維が２２．５ｇ入っている全カーペット（フラスコに入る ように小さく切った）を５０．３ｇ、そして８１０ｇの８８％蟻酸を仕込む以外 は実施例３を繰り返した。このフラスコの内容物を撹拌することなくこれを電気 で加熱した。漏斗を蒸気で加熱した。 初期接触でナイロンが溶解し始めた。８７℃に到達した時点で、その パドル撹拌機を下げて手で穏やかに回転させることによって、残存している裏地 の全部がその溶媒に接触するようにした。この混合物を１５分間かけて１０５℃ に加熱した後、このフラスコの内容物をその加熱されているフィルターフリット に通して排出させて真空フラスコの中に入れた。室温に冷却してもその濾液は流 体のままであった。このフラスコの中に残存している裏地材料には、本質的に、 表面のナイロン繊維が含まれていなかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ナイロン６ポリマーとナイロン６，６ポリマーの混合物からナイロン６ ポリマーを取り出す方法において、ナイロン６，６ポリマーを残しながらナイロ ン６ポリマーを大気圧下で溶解させるに充分な濃度および温度の炭素数が１−６ の脂肪族カルボン酸の水溶液を用いて該混合物を処理した後、このナイロン６の 溶液をそのナイロン６，６ポリマーから分離することを含む方法。 ２． 該カルボン酸が酢酸である請求の範囲１記載の方法。 ３． 該酢酸の水溶液が５０から７０％の濃度を示す請求の範囲２記載の方法 。 ４． ナイロン６ポリマーとナイロン６，６ポリマーの混合物からナイロン６ ポリマーを取り出す方法において、両方のポリマーを大気圧下で溶解させるに充 分な濃度および温度の炭素数が１−６の脂肪族カルボン酸またはそれの水溶液を 用いて該混合物を処理し、この溶液を冷却してナイロン６，６ポリマーを優先的 に沈澱させた後、この溶液をその沈澱したナイロン６，６ポリマーから分離する ことを含む方法。 ５． 該ポリマー混合物を酢酸の水溶液で処理する請求の範囲４記載の方法。 ６． 該酢酸の水溶液が少なくとも７０％の濃度を示す請求の範囲５記載の方 法。 ７． 該混合内のナイロン６とナイロン６，６が消費者廃棄製品と混合されて いる繊維の形態である請求の範囲１または４記載の方法。