TWI815205B - 聚醯胺纖維的回收方法、再循環聚醯胺製品的製造方法及聚矽氧的溶解液 - Google Patents
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Abstract
本發明之聚醯胺纖維的回收方法係包含藉由溶解液處理塗佈有聚矽氧之布狀的聚醯胺纖維製品之步驟，其中，前述溶解液包含烷基苯磺酸及鏈狀飽和烴。
Description
本發明係關於一種聚醯胺纖維的回收方法、再循環聚醯胺製品的製造方法、及聚矽氧的溶解液。
尼龍6,6等之聚醯胺製的製品已被使用於各種的用途。聚醯胺為合成樹脂。從環境負荷之觀點而言，希望使聚醯胺再循環。
聚醯胺製品之中，係有藉由塗佈有聚矽氧之布所構成的聚醯胺纖維製品。就如此之聚醯胺纖維製品而言，例如，可列舉氣囊的基布。為了防止空氣之洩漏，在氣囊的基布有時會塗佈聚矽氧。
為了使塗佈有聚矽氧之聚醯胺纖維製品進行再循環，必須去除聚矽氧。與此相關，在專利文獻1(日本特開2017-124553號公報)中係已揭示一種尼龍製氣囊碎布之再循環方法，其係被聚矽氧塗敷之尼龍製氣
囊碎布的再循環方法，且該方法係包含使前述碎布之聚矽氧塗敷層浸漬於含有三級胺及界面活性劑之鹼水溶液中的步驟。
又，在專利文獻2(日本特許第6006030號)中係已記載使用剝離劑而藉由預定之方法去除聚矽氧系之表面處理劑，而該剝離劑係含有選自對於聚矽氧具有分解能之酸、及/或、可溶解聚矽氧之預定的群中之溶劑而成者。
在專利文獻3(日本特開2009-269475號公報)係記載一種源自氣囊基布的聚矽氧去除方法，其係藉由使塗佈有聚矽氧之聚醯胺纖維所構成的氣囊基布浸漬於鹼-異丙醇液中，以從氣囊基布去除塗敷於氣囊基布之聚矽氧。
為了使塗佈有聚矽氧之聚醯胺纖維製品的再循環進行實用化，必須為以短時間去除聚矽氧之技術。因此，本發明之課題在於提供一種可從聚醯胺纖維製品以短時間去除聚矽氧之技術。
發明人係經致力研究之結果，發現藉由使用具有預定組成之溶解液，可解決上述問題。亦即，本發明係包含以下之事項。
[1]一種聚醯胺纖維的回收方法，係從塗佈有聚矽氧之布狀的聚醯胺纖維製品，回收聚醯胺纖維的方法，該方法係包含下列步驟：為任意進行之步驟，且為了對前述聚醯胺纖維製品進行溶解處理而進行前處理之步驟；及，藉由溶解液處理前述聚醯胺纖維製品之步驟；其中，前述溶解液包含烷基苯磺酸及鏈狀飽和烴，前述溶解液中之前述烷基苯磺酸與前述鏈狀飽和烴之合計含量係超過80質量%，前述溶解液中之烷基苯磺酸的含量為0.1至75質量%，前述鏈狀飽和烴在1氣壓下具有70℃以上之閃點，前述聚醯胺纖維製品為氣囊。
[2]如[1]所述之方法，其中，前述烷基苯磺酸為十二烷基苯磺酸。
[3]如[1]或[2]所述之方法，其中，前述鏈狀飽和烴為碳數6至16之烴。
[4]如[3]所述之方法，其中，前述鏈狀飽和烴為十二烷。
[5]如[1]至[4]中任一項所述之方法，其中，前述聚醯胺纖維製品為脂肪族聚醯胺製。
[6]如[1]至[5]中任一項所述之方法，其更包含在藉由前述溶解液進行處理之步驟後，使前述溶解液進行再循環之步驟。
[7]如[1]至[6]中任一項所述之方法，其包含前述前處理之步驟，且前述前處理之步驟係包含使前述聚醯胺纖維製品開纖之步驟。
[8]如[1]至[6]中任一項所述之方法，其中，在藉由前述溶解液進行處理之步驟中，一邊使前述聚醯胺纖維製品開纖，一邊使前述聚矽氧溶解於前述溶解液中。
[9]一種再循環聚醯胺製品的製造方法，係包含下列步驟：藉由[1]至[8]中任一項所述之方法，從前述聚醯胺纖維製品回收聚醯胺纖維作為洗淨畢的聚醯胺纖維之步驟；及從前述洗淨畢的聚醯胺纖維製造再循環聚醯胺製品之步驟。
[10]如[9]所述之製造方法，其中，前述再循環聚醯胺製品為衣料品。
[11]一種溶解液，係在[1]至[10]中任一項所述之方法使用者。
依據本發明，可提供一種技術，其係可以短時間從聚醯胺纖維製品去除聚矽氧。
[第1實施型態]
說明有關本發明之第1實施型態。本實施型態係關於一種方法，其係從塗佈有聚矽氧之布狀的聚醯胺纖維製品，去除聚矽氧，並回收聚醯胺纖維，從所回收之聚醯胺纖維再度製造聚醯胺製品。亦即，本實施型態係關於一種使聚醯胺再循環的方法。
有關本實施型態之方法係當去除聚矽氧時，首先，就任意之步驟而言，進行對布狀之聚醯胺纖維製品的前處理(STEP S1)。繼而，藉由溶解液處理聚醯胺纖維製品(STEP S2)。此時，使用含有烷基苯磺酸與鏈狀
飽和烴之液體作為溶解液。藉由使用如此的溶解液，可以短時間去除聚矽氧。在此之後，回收聚醯胺纖維，並製造再循環聚醯胺製品(STEP S3)。
以下，詳述有關各步驟。
STEP S1：前處理
首先，準備成為再循環對象之塗佈有聚矽氧的布狀之聚醯胺纖維製品，並依需要而施予用以進行溶解處理之前處理。
較佳係進行開纖處理作為前處理。藉由進行開纖，在其後之STEP S2中的以溶解液所進行的處理時，可以更短時間去除聚矽氧。在開纖係只要使用市售之開纖機，例如，反毛開纖機即可。
或者，僅裁切聚醯胺纖維製之布作為前處理。例如，聚醯胺纖維製品係裁切成1邊之大小成為0.1至50cm之範圍的不定形。或者，被裁切成面積為0.01至2500cm2，較佳係1至100cm2。裁切後的形狀係以接近正方形之形狀為佳。此時，詳細內容如後述，較佳係在其後之STEP S2中進行開纖處理。
成為再循環對象之聚醯胺纖維製品係只要為塗佈有聚矽氧者即可，雖然並無特別限定，但，例如，可列舉脂肪族聚醯胺纖維製之布，較佳係可列舉尼龍6,6製之布等。具體而言，可列舉氣囊之基布等。製造氣囊之基布時會產生端材。對於如此之端材若可以再循環，則較佳。另一方面，在氣囊之基布係以防止空氣漏洩等作為目的，有時塗佈聚矽氧。有關本實施型態之方法因可以短時間去除聚矽氧，故適合應用於塗佈有聚矽氧的氣囊之基布的再循環。
在本實施型態中被去除之聚矽氧並無特別限定，但較佳係以矽氧烷鍵結(-Si-O-Si-)作為主骨架之高分子化合物，亦即，聚矽氧橡膠。
就聚矽氧橡膠之具體例而言，例如，可列舉甲基聚矽氧橡膠、乙烯基/甲基聚矽氧橡膠、及苯基/甲基聚矽氧橡膠等。
STEP S2：以溶解液所進行的處理
繼而，藉由溶解液處理聚醯胺纖維製品。具體而言，係將聚醯胺纖維製品投入於溶解液中，並攪拌溶解液。藉此，從聚醯胺纖維製品去除聚矽氧，可獲得洗淨畢的聚醯胺纖維。
又，不進行開纖處理作為STEP S1之前處理之情況，例如，僅進行裁切作為前處理之情況，亦可在本STEP進行開纖處理。例如，使用一種在攪拌時以聚醯胺纖維製品碰撞攪拌葉之方式所構成的攪拌裝置，可藉由以高速進行攪拌成使聚醯胺纖維製品被開纖之程度，在溶解液中進行開纖處理。在溶解液中進行開纖處理時，可以更短時間去除聚矽氧。
繼而，詳述有關溶解液之組成。如上述，溶解液係包含烷基苯磺酸、及鏈狀飽和烴。
烷基苯磺酸並無特別限定，更佳係十二烷基苯磺酸。
溶解液中之烷基苯磺酸的含量係可設定成使聚矽氧溶解且不使屬於回收對象之聚醯胺溶解。溶解液中之烷基苯磺酸的含量例如，為0.1至75質量%，較佳係1至50質量%，更佳係1至15質量%。又，進行去除之聚矽氧為甲基聚矽氧橡膠或乙烯基/甲基聚矽氧橡膠之情況，烷基苯磺酸之含量
只要為1質量%以上即可。另一方面，聚矽氧包含苯基/甲基聚矽氧橡膠之情況，烷基苯磺酸之含量以6質量%以上為較佳。
鏈狀飽和烴可使用來作為溶解液之溶劑。鏈狀飽和烴係具有溶解聚矽氧之功能。另一方面，作為回收對象之聚醯胺纖維係不易溶解於鏈狀飽和烴中。因此，藉由使用鏈狀飽和烴作為溶劑，可選擇性溶解聚矽氧。
鏈狀飽和烴之結構並無特別限定，可為直鏈結構者，亦可為支鏈結構者。
鏈狀飽和烴較佳係使用碳數6至16者，更佳係使用碳數8至14者。
又，鏈狀飽和烴較佳係使用閃點高者(具體而言係在1氣壓中之閃點為70℃以上)。從消防之觀點而言，閃點高之鏈狀飽和烴係容易操作，故較佳。
較佳的鏈狀飽和烴之具體例可列舉辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、及異石蠟系溶劑等，若考量安全性等，以十二烷為最佳。
在溶解液中，就各種之目的而言，可含有烷基苯磺酸及鏈狀飽和烴以外之添加劑。
但，較佳係烷基苯磺酸及鏈狀飽和烴佔有溶解液之大部分。具體而言，溶解液中之烷基苯磺酸與鏈狀飽和烴之合計含量以超過80質量%為較佳，以合計含量85質量%以上為更佳，以合計含量90質量%以上為更佳。
溶解液之溫度例如，為0至50℃，較佳係5至40℃。若為如此的範圍內，可在短時間去除聚矽氧。另一方面，成為回收對象之聚醯胺纖維係不容易溶解。因此，容易選擇性去除聚矽氧。
以溶解液所進行的聚醯胺纖維製品之處理時間例如，為0.1至100分鐘，較佳係0.5至60分鐘。若為如此的處理時間，可充分去除聚矽氧，同時成為回收對象之聚醯胺纖維不容易溶解。因此，容易選擇性去除聚矽氧。
(溶解液之再循環)
若大量處理聚醯胺纖維製品，溶解液會失效，且處理能力降低。經失效之溶解液係可藉由蒸餾進行再循環。藉由進行蒸餾，可去除溶解於溶解液之聚矽氧。對於藉由蒸餾所回收之溶解液，若依需要而添加於烷基苯磺酸或鏈狀飽和烴進行再調整組成，可再度使用來作為溶解液。
較佳係蒸餾藉由減壓蒸餾來進行。若進行減壓蒸餾，可在低溫下進行蒸餾。因此，容易在構成溶解液之成分分解的溫度以下進行蒸餾。
蒸餾可為單蒸餾，亦可為多段蒸餾。
若考量以蒸餾所進行之再循環，較佳係使用十二烷基苯磺酸作為烷基苯磺酸，並使用十二烷作為鏈狀飽和烴。十二烷與十二烷基苯磺酸係沸點接近，故容易藉由蒸餾一起回收兩成分。又，此時，若進行減壓蒸餾，十二烷基苯磺酸之沸點會下降，容易在十二烷基苯磺酸之未達分解溫度的溫度下進行蒸餾。
STEP S3：來自洗淨畢的聚醯胺纖維之再循環聚醯胺製品的製造
繼而，以在STEP S2所得到之洗淨畢的聚醯胺纖維作為原料，製造再循環聚醯胺製品。本步驟並無特別限定，但例如，可藉由具備下列方法來實現：從溶解液分離洗淨畢的聚醯胺纖維之步驟(STEP S3-1)；使洗淨畢的聚醯胺纖維進行脫色之步驟(STEP S3-2)；使經脫色之處理對象物進行塑粒化之步驟(STEP S3-3)；及，使用塑粒而獲得聚醯胺製品之步驟(STEP S3-4)。以下，說明有關各步驟。
STEP S3-1：分離
在STEP S2所得到之洗淨畢的聚醯胺纖維係成為溶解液滲入於綿狀之聚醯胺纖維的狀態。因此，使用離心分離器，分離聚醯胺纖維與溶解液。離心分離機之旋轉數例如，為3000至8000rpm。藉此，可從溶解液分離聚醯胺纖維，並回收。
STEP S3-2：脫色
繼而，依需要，而進行脫色處理。例如，使用二甲基甲醯胺，藉由在120至160℃下進行處理10至60分鐘，可使聚醯胺纖維脫色。脫色後，使用離心分離器，藉由以300至8000rpm進行處理，以從聚醯胺纖維分離經使用於脫色之溶劑。
又，經使用於脫色之二甲基甲醯胺等的脫色溶劑若脫色性能降低，例如，可藉由1至100Torr之真空度進行蒸餾，以再使用。
STEP S3-3：塑粒化
繼而，使聚醯胺纖維進行塑粒化。塑粒化係只要使用公知之手段即可。
STEP S3-4：再循環聚醯胺製品之製造
繼而，從在STEP S2-3所得到之塑粒，製造再循環聚醯胺製品。例如，以塑粒作為原料而進行紡絲處理，製作聚醯胺長纖維，可使用此而製造衣料品。
如以上說明，依據本實施型態，藉由使用具有特定組成之溶解液，可以短時間從聚醯胺纖維製之布去除聚矽氧，並使聚醯胺進行再循環。
[實施例]
以下，使用實施例，而更詳細地說明本發明。又，本發明係不應受以下之實施例限定性解釋者。
(實驗例1)鹼-異丙醇液之研究
本發明人等事先研究各種之公知技術，結果，獲得如下見識：如記載於日本特開2009-269475號公報(專利文獻3)，使用鹼-異丙醇液時，可以最短時間去除聚矽氧。
因此，首先，確認出當使用鹼-異丙醇液時以何種程度的時間去除聚矽氧。
具體而言，首先，取得塗佈有聚矽氧的尼龍6,6製之氣囊基布之製品。又，分析之結果，確認出塗佈於該製品之聚矽氧為乙烯基/甲基聚矽氧橡膠或甲基聚矽氧橡膠。
將經準備之氣囊基布裁切成1邊為1至1.5cm之矩形狀，準備切割布，作為測試試樣。
另一方面，利用乾式開纖設備(反毛機)使氣囊基布進行開纖，亦獲得綿狀之測試試樣。
將經準備之切割布的測試試樣及綿狀之測試試樣投入於分別置入有溶解液之試樣瓶中，以攪拌子攪拌。作為溶解液係使用由NaOH約0.7g、水7g、異丙醇12.5g所構成的液體。改變溫度及時間而進行試驗，觀察在試驗後是否聚矽氧已被去除。又，聚矽氧因被著色，故可藉由目視確認是否聚矽氧已被去除。
將試驗條件及結果表示於表1中。又，在表1之結果中，「布」係以切割布作為測試試樣時之結果，「綿」係藉由開纖處理所得到之綿狀的測試試樣時之結果。
如表1所示，對於「綿」係在室溫下處理4日，或者，在80℃下處理1小時，可去除聚矽氧。
然而，對於「布」係在室溫下進行處理4日，亦無法去除聚矽氧。又，在80℃之情況下進行處理3小時，亦無法去除聚矽氧。
(實驗例2)其他溶劑之研究
使溶解液組成做各種變更，與實驗例1相同地，研究是否可去除聚矽氧。將研究後之溶解液的組成、試驗條件、及結果表示於表2-1至表2-3中。
又，在表2-1至2-3中，所謂「IP-1016」係出光興產公司製之鏈狀飽和烴溶劑的商品名，且為異石蠟系之溶劑。
「DBSA」係表示正十二烷基苯磺酸。
「DBSA-Na」係表示十二烷基苯磺酸鈉。
在表2-1至2-3所示之組成中，在短時間(3小時以內)未發現可去除聚矽氧之組成。
(實驗例3)烷基苯磺酸之研究
繼而，使用十二烷基苯磺酸(烷基苯磺酸)與有機溶劑之組合作為溶解液，與實驗例1相同地研究。將所使用之有機溶劑、試驗條件及結果表示於表3中。
如表3(例3-9)所示，僅在使用十二烷基苯磺酸、及屬於鏈狀飽和烴之IP-1016的組合時，可以短時間去除聚矽氧。
(實驗例4)有關溶解處理之條件的研究
對於被確認出在實驗例3中有效之十二烷基苯磺酸與鏈狀飽和烴(IP-1016)之組合，改變十二烷基苯磺酸之濃度，與實施例1同樣地研究聚矽氧之去除性。將溶解液之組成及溶解處理條件、與結果表示於表4中。
如表4所示，十二烷基苯磺酸為1質量%之情況，以常溫、短時間係無法去除聚矽氧。
使測試試樣設為「綿」之情況，若十二烷基苯磺酸濃度為5%以上，可以常溫、短時間去除聚矽氧。測試試樣為「布」時，若十二烷基苯磺酸濃度為10質量%以上，可以常溫、短時間去除聚矽氧。
又，十二烷基苯磺酸濃度為70質量%且測試試樣為「綿」之情況，尼龍6,6之一部分會溶解。
(實驗例5)有關鏈狀飽和烴之研究
在實驗例3中，可知使用屬於鏈狀飽和烴之IP-1016為有效，故研究有關其他之鏈狀飽和烴。具體而言，使用TMP(三甲基戊烷；異辛烷)作為鏈狀飽和烴，與實驗例1同樣地，研究聚矽氧之去除性。將結果表示於表5中。
如表5所示，併用TMP與十二烷基苯磺酸之情況，藉由在常溫處理60分鐘，可去除聚矽氧。
(實驗例6)聚矽氧之研究
準備與在實驗例1至6所使用者為相異的製品A作為塗佈有聚矽氧的氣囊之基布。分析經塗佈於製品A之聚矽氧，結果，為乙烯基甲基聚矽氧橡膠。使用經準備之製品A，變更各種條件，與實驗例1同樣地研究聚矽氧之去除性。將結果表示於表6中。
如表6所示，進行開纖處理時，亦即，「綿」之情況，若十二烷基苯磺酸濃度為1%以上，可以短時間去除聚矽氧。另一方面，「布」之情況，若十二烷基苯磺酸濃度為5%以上，可以短時間去除聚矽氧。又，十二烷基苯磺酸濃度為70%以上之情況，若進行處理30分鐘，尼龍6,6纖維之一部分會溶解。
(實驗例7)實機測試
接受以上之研究結果，使用實機研究有關鏈狀飽和烴與十二烷基苯磺酸之組合。
具體而言，係準備一種設有如可以濕式使氣囊基布開纖之攪拌裝置作為溶解槽。更具體而言，係使用一種攪拌裝置，其係具有連結於旋轉軸之攪拌葉，且當攪拌已投入切割布之溶解液之情況，以切割布會碰撞攪拌葉而對切割布施加剪斷力之方式所構成者。
另一方面，準備由十二烷與十二烷基苯磺酸(10重量%)所構成的液體(其他成分係不存在)作為溶解液。
測試試樣係使用一種切割布，其係將塗佈有聚矽氧的氣囊基布裁切成1cm×1cm之正方形。
將切割布投入於溶解液中，並使攪拌裝置高速旋轉(約9000至16000rpm)，觀察至去除聚矽氧為止之時間。
其結果，確認出在30秒後，切割布被開纖，同時聚矽氧被去除。
(實驗例8)以實機所進行的聚矽氧種類之研究
就測試試樣而言，係準備與實驗例1相同之氣囊基布(確認出塗佈乙烯基/甲基聚矽氧橡膠、或、甲基聚矽氧橡膠者)、及製品B(確認出塗佈苯基/甲基聚矽氧橡膠者)。
將經準備之氣囊基布裁切成1cm×1cm之正方形，作為測試試樣。
然後，與實驗例7同樣地，使用實機，而確認出是否去除聚矽氧。溶解液係使用十二烷與十二烷基苯磺酸之混合物。
將溶解液之組成及結果表示於表7中。
依據本發明者之見識，相較於乙烯基/甲基聚矽氧橡膠及甲基聚矽氧橡膠，苯基/甲基聚矽氧橡膠係有不易去除之傾向。然而，依據本發明，如表7所示，在聚矽氧為苯基/甲基聚矽氧橡膠之情況下，藉由使十二烷基苯磺酸濃度設為7%以上，亦可進行去除。
[表1]
Claims (11)
- 一種聚醯胺纖維的回收方法，係從塗佈有聚矽氧之布狀的聚醯胺纖維製品，回收聚醯胺纖維的方法，而該回收方法係包含下列步驟：任意進行的步驟，其為了對前述聚醯胺纖維製品進行溶解處理而進行前處理之步驟；及，藉由溶解液處理前述聚醯胺纖維製品之步驟；其中，前述溶解液包含烷基苯磺酸及鏈狀飽和烴，前述溶解液中之前述烷基苯磺酸與前述鏈狀飽和烴之合計含量係超過80質量%，前述溶解液中之烷基苯磺酸的含量為0.1至75質量%，前述鏈狀飽和烴在1氣壓下具有70℃以上之閃點，前述聚醯胺纖維製品為氣囊。
- 如請求項1所述之回收方法，其中，前述烷基苯磺酸為十二烷基苯磺酸。
- 如請求項1或2所述之回收方法，其中，前述鏈狀飽和烴為碳數6至16之烴。
- 如請求項3所述之回收方法，其中，前述鏈狀飽和烴為十二烷。
- 如請求項1或2所述之回收方法，其中，前述聚醯胺纖維製品為脂肪族聚醯胺製。
- 如請求項1或2所述之回收方法，其更包含在藉由前述溶解液進行處理之步驟後，使前述溶解液進行再循環之步驟。
- 如請求項1或2所述之回收方法，其包含前述前處理之步驟，且，前述前處理之步驟係包含使前述聚醯胺纖維製品開纖之步驟。
- 如請求項1或2所述之回收方法，其中，在藉由前述溶解液進行處理之步驟中，一邊使前述聚醯胺纖維製品開纖，一邊使前述聚矽氧溶解於前述溶解液中。
- 一種再循環聚醯胺製品之製造方法，係包含下列步驟：藉由請求項1至8中任一項所述之回收方法，從前述聚醯胺纖維製品回收聚醯胺纖維作為洗淨畢的聚醯胺纖維之步驟；及從前述洗淨畢的聚醯胺纖維製造再循環聚醯胺製品之步驟。
- 如請求項9所述之製造方法，其中，前述再循環聚醯胺製品為衣料品。
- 一種溶解液，係在請求項1至10中任一項所述之回收方法使用者。
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