(57)【要約】【課題】工業用途に好適な清浄な表面繊維を製造するカーペットをリサイクルするための方法を提供する。【解決手段】カーペットを、表面繊維材料の融点よりも低い温度であるが、裏打ち材料の初期熱分解温度よりも高い温度に、裏打ち材料の少なくとも一部を熱的に分解、熱分解、または酸化させるのに十分な温度及び十分な時間加熱して、未処理裏打ち材料よりも裏打ち材料を砕けやすい状態にする；及び表面繊維材料から砕けやすい裏打ち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。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
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。
【請求項１９】
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。
【請求項２０】
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。
【請求項２１】
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。
【請求項２２】
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。
【請求項２３】
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。
【請求項２４】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本出願は、カーペットのリサイクル方法、より具体的には工業用途に好適な清浄な表面繊維を製造するカーペットをリサイクルするプロセス、並びにかかるプロセスを使用して製造した表面繊維及び他の製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]典型的なカーペットは、四種の異なる材料：(1)ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、またはポリオレフィンから製造される表面繊維またはパイル；(2)ポリプロピレンまたはジュートのような天然繊維から製造されることが多い、裏打ち材料(backing)；(3)スチレンブタジエンゴム(SBR)ラテックスであることが多い、バインダーまたは接着剤；及び(4)炭酸カルシウムまたは石灰石であることが多い、無機充填材から構成される。数千トンものポストコンシューマー(post-consumer)及びポストインダストリアル(post-industrial)カーペットが毎年、埋立地へと送られる。これらのカーペットは様々なプラスチック、バインダー、無機充填材及び繊維の混合物であり、リサイクルするのが難しい。再生カーペットの多くの最高級用途(high-end use)には、異なるポリマーを分離すること、ゴミ及び他の汚染物質を取り除くこと、並びにバインダー及び他の充填材を取り除くことが求められる。計画的に敷物材料を解体するのは難しい。敷物材料は、裏打ち材料から表面繊維が引き抜けたりすることなく、且つバインダーが機能しなくなることもなく、数十年にわたって摩耗に耐えるように設計されている。
【０００３】
[0003]カーペットの最も重要な部分は、通常、「パイル」とも称されることもある、「表面繊維(face fiber)」材料であり、これはポリエステルまたはナイロンであることが多く、通常、カーペットの約35〜約65重量％を構成する。リサイクルすべきカーペットは、その表面繊維組成をベースとして仕分けされ、ナイロンカーペットは、現在、再生ナイロンの需要が高まっているので、より貴重である。
【０００４】
[0004]表面繊維材料を回収するための一つの慣用法は、通常、剪毛(shearing)を含み、羊の毛を取るために羊毛を刈り取るのと似た、表面繊維材料を取り除く方法である。そのような方法では、通常、残りの部分は廃棄される。この方法の好都合な点は、カーペットの表面繊維でない部分の殆どが表面繊維から分けられるという点である。この方法の不都合な点は、剪毛に人手がかかるという点である。カーペット片を広げ、好適なサイズ片に切断し、刈込装置に一つ一つ手で供給しなければならない。カーペットは、正しい方向で剪断機に供給されなければならず、表面繊維は剪断刃に向けられ、剪毛した繊維には裏打ち材料が混入し易くなる。この方法のさらに不都合な点は、表面繊維の収率が低いという点である。通常、表面繊維のほんの25％〜50％しか回収されない。
【０００５】
[0005]剪断している際、切り込み深さは、裏打ち材料の切開を最小としつつ、表面繊維の回収率を最大にするように注意深く調整しなければならない。あいにく、カーペットの厚さは多様である。深く切り込むと、剪断した繊維を汚染するリスクがあり、浅く切り込むと、収率が低下する。そのような用途でのカッター摩耗はひどく、コストがかかる。
【０００６】
[0006]カーペットをリサイクルする別の慣用法は、カーペット全体を細断(shredding)するものである。カーペット全体を細断して繊維にし、ラテックス及び無機充填材の一部は、砂及び細粉として除去される。しかしながら、この方法は、裏打ちポリプロピレン繊維が表面繊維と混ざったままになってしまうという不都合な点がある。さらに各表面繊維の下端部は、ラテックスと無機充填材のかなりの部分を保持したままであり、この表面繊維がより精製された表面繊維を必要とする用途に適さないようにしてしまう。
【０００７】
[0007]米国特許第5,889,142号(特許文献１)は、多成分廃棄物からポリアミドを選択的に分離するためのプロセスであって、回収すべきポリマーの分解温度よりも低い、あらかじめ選択した温度範囲で、カプロラクタムと水との特定の混合物に多成分混合物を暴露する段階、形成したポリアミド溶液を分離する段階、及び所望のポリアミドを回収する段階を含む、前記プロセスを開示する。
【０００８】
[0008]米国特許第7,067,613号(特許文献２)は、ポストコンシューマー又はポストインダストリアル廃棄物からナイロン6及びナイロン6,6ポリアミドを回収する際に、廃棄物とエステル溶媒組成物とを混合すること、及び含まれるポリオレフィン類の融解温度よりも高い温度に混合物を加熱して、溶解したポリアミドポリマーと、別々の混和しない液体ポリオレフィン相とをさらに含むエステル溶媒組成物を形成することによって、混蔵されたポリオレフィン廃棄物成分、特にポリプロピレンからポリアミドを分離するためのプロセスを開示する。
【０００９】
[0009]米国特許第6,752,336号(特許文献３)は、カーペットの繊維サイズを小さくし、サイズを小さくした繊維を液体媒体中にスラリー化し、次いでサイズを小さくした繊維を遠心分離機で選択的に分離することにより、カーペット材料を回収する方法を開示する。この方法は、ポストインダストリアル、プレコンシューマー(pre-consumer)カーペット廃棄物からナイロンまたはポリエステル表面繊維を回収するのに特に適しているといわれている。
【００１０】
[0010]米国特許第6,498,250号(特許文献４)は、ナイロン及び一つ以上の非ナイロン成分を含む多成分材料を、ナイロンの少なくとも一部の解重合が起きる解重合ゾーンに供給して生成物流と残渣とを得る、ナイロン解重合プロセスであって、前記生成物流はナイロンモノマーを含み、残渣は非ナイロン成分を含み、残渣中のナイロン含有量を測定して解重合プロセスの制御に使用する、前記プロセスを開示する。
【００１１】
[0011]米国特許第7,784,719号(特許文献５)は、ポストインダストリアル、ポストコンシューマーカーペット廃棄物からナイロンまたはポリエステル表面繊維を回収するのに特に適しているといわれている、カーペット全体から主な構成材料を回収する方法を開示する。この方法は、カーペット全体を破砕(size-reduce)して断片化カーペット材料(即ち、パイル、裏打ち及びバインダー)にして、断片化カーペット材料をさらに破砕して破砕繊維及びバインダーにし、破砕繊維及びバインダーを水性液体媒体(たとえば水)にスラリー化し、次いで破砕繊維及びバインダーを遠心分離器で分離することを含む。
【００１２】
[0012]米国特許出願公開第2011/0040027号(特許文献６)は、ラテックス裏打ちを含むポストコンシューマーカーペットを、リサイクル生成物の成分として一つ以上の製品に配合するのに好適であるといわれている易流動性粉末に転換させることを含む、カーペット成分をリサイクルする方法を開示する。ラテックス裏打ちを含むポストコンシューマーカーペットを転換する様々なプロセスが開示されており、たとえば表面繊維の一部を使用済みポストコンシューマーカーペットから採取するか、カーペットを単に細断して第一の混合物を形成し、その後、カーペット繊維の一部を第一の混合物から分離し、取り出して第二の混合物を形成して、これを続いて比較的高レベルの熱に暴露して、第二の混合物中に存在するポリマー材料を熱的に分解及び／または部分的に揮発させてもよい。次いで、この混合物は、単独で、または固体無機粒状材料と混合されて新しい製品に組み込んでもよい。
【００１３】
[0013]上記のカーペットリサイクル方法にかかわらず、カーペット、特にナイロン及びポリエステルなどの表面繊維を含むカーペットをリサイクルするための改善されたプロセスに対する要求が当業界にはいまだにある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第5,889,142号
【特許文献２】米国特許第7,067,613号
【特許文献３】米国特許第6,752,336号
【特許文献４】米国特許第6,498,250号
【特許文献５】米国特許第7,784,719号
【特許文献６】米国特許出願公開第2011/0040027号
【発明の概要】
【００１５】
[0014]一つの側面において、本発明は、表面繊維材料と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に関し、前記プロセスは、カーペットを、表面繊維材料の融点よりも低い温度であるが、裏打ち材料の熱分解温度よりも高い温度に、裏打ち材料の少なくとも一部を分解させるのに十分な時間及び温度に加熱して、裏打ち材料をその元の状態よりもより砕けやすい状態にする段階；及び表面繊維材料からより砕けやすい裏打ち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段階を含む。これらの段階は、裏打ち材料が、表面繊維材料から分離可能とされるために十分に砕けやすくされている限りは、連続してまたは同時に実施することができる。同様に、これらの段階は、カーペットを加熱する手段と、繊維材料から砕けやすい裏打ち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手段を含む限りは、別個の装置または同一装置で実施することができる。これらの段階は、バッチ式または連続的に実施することができる。
【００１６】
[0015]別の側面では、本発明は、これらのプロセスから得られた、ポリプロピレン、接着剤及び無機充填材を殆ど含まない表面繊維材料に関する。
[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。
【００１７】
[0017]さらなる側面では、本発明は、これらのプロセスから得られた無機充填材に関し、これはたとえば、新しいカーペットの裏打ち、流体のpH調整剤及び石炭脱硫に使用することができる。
【００１８】
本発明のさらなる側面は、本明細書中に開示且つ請求される。
【課題を解決する手段】
【００１９】
[0018]従って、一側面において、本発明は、裏打ち材料の少なくとも一部を砕けやすくするために、即ち熱分解などにより、未処理裏打ちよりもより砕けやすくするために、表面繊維材料及び裏打ち材料を含むカーペットを加熱する段階を含むプロセスに関する。本明細書中で使用するように、「熱分解(thermal decomposition)」及び「分解する」などの用語は、熱分解(pyrolysis)及び/または酸化反応を含むものとする。かかる熱分解は広範な温度範囲で実施し、本発明の目的に関しては、カーペットまたはもつれた繊維を少なくとも「初期」熱分解温度、すなわち裏打ち材料が分解し始める温度に加熱する。本発明に関しては、熱分解が開始する温度は、表面繊維の融解温度未満である。
【００２０】
[0019]次いで、砕けやすい裏打ち材料、並びに接着剤及び無機充填材などの場合により任意の他のカーペット成分は、表面繊維への取り付け部分からこれらを取り除いている間に、同時に砕けやすい成分の粒径を小さくすることなどによって、表面繊維への取り付け部分から取り除くことができる。加熱段階及び遊離段階は、裏打ち材料が表面繊維材料から分離可能とするのに十分に砕けやすくされる限りは、連続してまたは同時に実施することができる。
【００２１】
[0020]本発明の方法は、裏打ち材料が表面繊維材料に対して優先的に熱的に分解（または上記のように、熱分解及び／または酸化）することができる任意のカーペット、たとえば、裏打ち材料が、表面繊維材料の融点または分解点よりも低い温度で分解する任意のカーペットの表面繊維材料から裏打ち材料を遊離させるために使用することができる。二つの材料が熱的に分解する温度の差が大きければ大きいほど、その後の分離はより満足がいくものになるだろう。
【００２２】
[0021]本発明のプロセスは、裏打ち材料が最初に分解し始める温度では融解しない場合に最も良く実施されるが、表面繊維材料の収率がより低くなっても許容されるなら、いくらか融解しても許容されるかもしれない。表面繊維材料が実質的に融解しないように裏打ち材料を優先的に加熱し、さらに砕けやすくなった裏打ち材料から表面繊維材料を回収することも可能かもしれないが、裏打ち材料と表面繊維材料の熱分解温度の差が大きければ大きいほど、本発明のプロセスに従う、その後の分離がより満足がいくものになるだろうと考えられる。
【００２３】
[0022]本明細書中で使用するように、「カーペット」なる用語は、裏打ち材料、通常、複数の繊維から構成される表面繊維材料及び、場合により、通常、他のカーペット成分から一度分離したら、それ自体が工業的用途をもつ接着剤と混和される無機充填材を含む装飾的または保護的な多成分材料について幅広く記載するものと解釈される。一つの側面において、表面繊維材料は、たとえばナイロンまたはポリエステルを含むことができ、裏打ち材料は織ポリプロピレンを含むことができ、接着剤は無機充填材を充填したラテックスを含むことができる。
【００２４】
[0023]本発明に従って有用なカーペットの種類としては、新しいカーペット、ポストインダストリアルカーペット、またはポストコンシューマーカーペットが挙げられる。本明細書中で使用するように、「カーペット」なる用語は、「カーペット残骸(carcass)」とも称されることが多い、カーペット剪断プロセス由来の残渣も含む。これは、機械剪断後に付着したままの残存繊維のついた裏打ち材料を含む。
【００２５】
[0024]本明細書中で使用するように、「カーペット」なる用語は、繊維の一つの種類が他の繊維よりも低い熱分解または酸化または熱分解温度をもつ、二種以上の異なる種類の繊維から構成される繊維材料も含むものとする。かかる材料の一例はトランクライナーマットであり、これは表面繊維材料と考えられえる不織PET繊維と、裏打ち材料と考えられえるポリオレフィンバインダーから構成される。別の例は、PETまたはナイロン繊維、及び/またはポリプロピレン繊維と、一つ以上の裏打ち成分と接着剤から構成されえるリサイクルカーペットから製造したカーペットパッド(carpet padding)である。
【００２６】
[0025]本発明に従って、通常、織材料である裏打ち材料は熱的に分解され、熱分解されるか、酸化されえる材料、たとえばポリエチレンまたはポリプロピレンなどのポリオレフィンを含む。裏打ち材料はさらに、本明細書中でさらに記載されるように接着剤及び無機充填材などの追加の材料をさらに含むことができ、これは、本明細書中でさらに記載されるように、本発明に従ってカーペットを加熱すると一緒になって砕けやすい裏打ち材料または裏打ち残渣を形成する。
【００２７】
[0026]表面繊維材料は、たとえばナイロン若しくはポリエステル、若しくはナイロンの混合物、若しくはポリエステルの混合物、またはナイロンとポリエステルの混合物を含むことができ、これは好ましくは裏打ち材料の熱分解温度よりも高い温度で分解する。ナイロンはもちろんポリアミドとして公知であり、この用語は、本明細書中で、これらに限定されないが、ナイロン-6及びナイロン-6,6などのアミド基によって結合された繰り返し単位から構成されるポリマーについて記載するために交換可能に使用される。本発明に従って分離し易いポリエステルは繰り返しのエステル結合をもつポリマーであり、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジカルボン酸などのコモノマーを含むものなど、ポリエチレンテレフタレート(PET)ホモポリマー及びコポリマー、ポリブチレンテレフタレート(PBT)ホモポリマー及びコポリマーなどが挙げられる。
【００２８】
[0027]カーペット中では、表面繊維材料は、通常、裏打ち材料に対してU-字型に配向され、そこで繊維は裏打ち材料に挿入されてU字を形成し、繊維の中間は裏打ち材料に接触しており、繊維はフラシ天(plush)パイルと呼ばれる均一の長さに切断されているか、いわゆるループパイルと呼ばれる、切断されないままにされている。いずれの形状のパイルも本明細書中では表面繊維として記載し、本発明に従ったプロセスにより裏打ち材料から適切に分離される。
【００２９】
[0028]従って、カーペットは通常、周囲温度で柔軟な、ポリプロピレン糸などの裏打ち材料のウエブに固定されている表面繊維によって形成される。本発明のプロセスに有用なカーペットは、裏打ち材料に、カーペットに重みを加えるために提供される、無機充填材として炭酸カルシウムなどの無機物質を充填した、たとえばSBR(スチレン/ブタジエン/ゴム)ラテックスなどのラテックスのような接着剤も含み、この接着剤は、裏打ち材料に付けられた表面繊維材料を保持し易くする。カーペットはさらに、使用している間に表面繊維が裏打ち材料から何らかの事情で分離しないようにするために、接着剤と接触しているポリプロピレン網状材料も含むことができる。
【００３０】
[0029]実際、裏打ち材料から表面繊維を続いて分離するのを実行しにくくさせているのは、使用する間にカーペットの完全性を維持するためのこれら様々な材料の存在である。本発明に従って使用に適した表面繊維材料を得るのに役立つことは、裏打ち材料、場合により任意の接着剤及びポリプロピレン網製品(netting)の優先的な熱分解である。
【００３１】
[0030]本明細書中で使用するように、「砕けやすい(friable)」なる用語は、より容易に切断され、引き裂かれ(ripped)、裂かれ(torn)、細断され(shredded)、砕かれ(crumbled)または粉砕された(pulverize)材料を意味し、たとえば、使用する間にカーペットの裏打ち材料として提供されるポリオレフィン糸の場合のように、カーペットの裏打ち材料の熱可塑性、または弾性、または柔軟な状態と区別すべきである。「砕けやすい」なる用語は、裏打ち材料の少なくとも部分的な熱分解及び/または酸化及び/または熱分解により、砕けたり粉砕する傾向が高まっているため、カーペット用の予め柔軟な裏打ち材料が柔軟な表面繊維材料からより容易に遊離し、分離されやすくなっている、どんな状態でも網羅するために広く解釈すべきであると考えられる。
【００３２】
[0031]かくして、一つの側面において、本発明は、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に関し、前記プロセスは、(a)カーペットを、表面繊維材料の融点よりも低い温度であるが、裏打ち材料の熱分解温度よりも高い温度に、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十分な温度に加熱して、裏打ち材料を砕けやすい状態にする；及び(b)砕けやすい裏打ち材料から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。カーペットは、段階(a)で、たとえば約175℃〜約260℃の温度に加熱することができる。
【００３３】
[0032]表面繊維材料がナイロン6を含む場合、カーペットは、たとえば段階(a)において175℃〜215℃の温度に加熱することができる。表面繊維材料がナイロン6,6を含む場合、カーペットは、たとえば段階(a)において175℃〜245℃の温度に加熱することができる。表面繊維材料がポリエチレンテレフタレートを含む場合、カーペットは、たとえば段階(a)において175℃〜260℃に加熱することができる。
【００３４】
[0033]本発明に従って、カーペットは、段階(a)において、たとえば約0.1分から約120分の時間、加熱することができる。
[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。
【００３５】
[0035]本発明に従ったプロセスでは、カーペットは、段階(a)及び(b)の間で冷却することができ、それにより裏打ち材料の少なくとも一部を自発的に粉砕させる。
[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。
【００３６】
[0037]本発明はさらに、本発明のプロセスに従って回収した表面繊維材料を含む。この表面繊維材料は、繊維の形状でありえるか、または製品を成形するために押し出すことができるか、または製品を成形するために射出成形することができる。
【００３７】
[0038]さらなる側面において、本発明は、一つ以上のケミカルリサイクリングプロセスにおいて本発明に従って得られた表面繊維材料を使用することに関する。
[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。
【００３８】
[0040]さらに別の側面では、本発明は、表面繊維材料及び、表面繊維材料と異なる化学組成の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に関し、前記プロセスは、(a)カーペットを、表面繊維材料の融点よりも低い温度であるが、裏打ち材料の初期熱分解温度よりも高い温度に、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より砕けやすい状態にする；(b)砕けやすい裏打ち材料から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。
【００３９】
[0041]別の側面では、本発明は、そのようにして得られた砕けやすい裏打ち材料、及びそのようにして得られた砕けやすい裏打ち材料を含む脱硫剤に関する。
[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。
【００４０】
[0043]一つの側面において、本発明は、少なくとも表面繊維材料及び裏打ち材料から構成されるカーペットを、表面繊維材料の融点よりも低い温度であるが、裏打ち材料の少なくとも一部の初期熱分解温度よりも高い温度に、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、裏打ち材料を砕けやすい状態にする、即ち、未処理裏打ち材料よりもより砕けやすい状態にする段階を含むプロセスに関する。次いで(単数または複数種類の)砕けやすい成分は、これらを表面繊維との結合から取り除く間に、砕けやすい成分の粒径を同時に小さくすることなどによって、表面繊維への取り付けから遊離することができる。これは、カーペット中のポリマー材料の全て(表面繊維及び裏打ちの両方)が脆くされるか、または熱的に分解される場合とも、ポリマー材料が単に融解されて、ブレンドされて、得られるブレンドの物理化学的特性が特に要求されない用途のための複合材料として役立つ場合とも区別すべきである。またこれは、ポリマー材料が完全に熱分解して、無機残渣だけが残るプロセスと区別すべきである。本発明に従って、ポリマー表面繊維材料は、必要とされるさらなる処理を比較的殆どすることなく使用できる状態で、裏打ち材料から遊離且つ分離される。
【００４１】
[0044]本発明のプロセスでは、カーペットを加熱する温度は、たとえば表面繊維材料と裏打ち材料の性質に依存して変動しえる。たとえば、温度は、少なくとも約175℃、または少なくとも190℃、または少なくとも200℃、最高約235℃、または最高245℃、または最高250℃でありえる。
【００４２】
[0045]表面繊維材料が、たとえば約250℃〜約260℃の融点をもつポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルを含むとき、カーペットは約175℃〜約250℃、または180℃〜245℃の温度に加熱することができる。
【００４３】
[0046]表面繊維材料が、約240℃〜約250℃の融点をもつナイロン6,6を含むとき、カーペットは約175℃〜約240℃、または180℃〜235℃の温度に加熱することができる。
[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。
【００４４】
[0048]裏打ち材料が、約175℃の温度で熱分解し始めるポリプロピレンを含むとき、カーペットは、175℃を超え、表面繊維材料の融点より低い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。
【００４５】
[0050]一側面において、本発明に従ったプロセスに供給されるカーペットは、取扱い易くするのに好適なサイズに細断されたカーペットの梱全体として提供することができる。このプロセスに好適な細断された供給材料は、最大寸法が0.5平方センチほどの小さいものから1平方メートルほどの大きいものまで変動することができる。この細断は、任意の種類の工業用のシュレッダー若しくはグラニュレーターで実施することができるか、またはステップクリーナー若しくは綿繰り機若しくは梳綿(carding)機などの装置で実施することができる。あるいはカーペットは、カーペットを熱源に合わせるのに必要な切断を最小にする以外には、予備的に細断も切断もしない状態で使用することができる。
【００４６】
[0051]本発明に従って、予備細断後、すべての鉄を含む汚染物質は、たとえば磁気分離により除去することができる。これは必要ではないかもしれないが、微粒子も同様に除去することができる。使用する場合には、より細かく細断することにより、より小さな微粒子が生成することに注目する。細断されたカーペットは場合により、比較的小さな粒径分布を得るために、粒状にし、及びふるいにかけることができる。しかしながら、少なくとも0.5平方インチ、より好ましくは１平方インチ、より好ましくは2平方インチ以上のカーペット片は、本プロセスに好適なようである。
【００４７】
[0052]カーペットは、裏打ち材料の少なくとも一部が熱的に分解及び/または酸化するのに十分な時間及び温度に加熱して、冷却時により砕けやすくすることができる。記載のように、カーペットを加熱する温度は、好ましくは表面繊維材料の融点より下であるが、裏打ち材料の少なくとも一部を熱分解または酸化を引き起こすのに十分に高く、裏打ち材料は、カーペット中に存在する他の表面繊維材料でない有機物または無機物を含むことができる。しかしながら、加熱装置中で、実際のカーペット温度を周囲温度からより高温まで上昇させるのに幾らか時間が必要であるため、カーペットを加熱装置で暴露する環境の温度は、表面繊維の融点を超えるかもしれない。
【００４８】
[0053]ポリエチレンテレフタレートの融解範囲は、たとえば約250℃〜約260℃である。本明細書中、他の場所にも記載されているように、ポリエステルカーペットの有用な条件は約175℃〜約245℃であり、時間の長さに関しては、たとえば約0.1〜約120分である。
【００４９】
[0054]ナイロンの融解範囲は約245℃〜約250℃であるため、ナイロン6,6カーペットに関して記載される温度はやや低いかもしれない。本明細書中、他の場所に記載されているように、ナイロン6,6の有用な温度は、約175℃〜約240℃であり、時間の長さに関しては、約0.1〜120分である。
【００５０】
[0055]ナイロンの融解範囲は約215℃〜約220℃であるため、ナイロン6カーペットの所望の温度は、さらにやや低いかもしれない。本明細書中、他の場所に記載されているように、ナイロン6の有用な条件は約175℃〜約215℃であり、時間の長さに関しては約0.1〜120分である。
【００５１】
[0056]通常、カーペットの非表面繊維部分は、褐色、茶色または黒に変色し、分解または酸化している有機物から気化ガス(vapor)が放出するかもしれない。
[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。
【００５２】
[0058]記載のように、裏打ち材料の少なくとも一部を砕けやすくするために必要とされる時間及び温度は、カーペットの組成、特に表面繊維材料及び裏打ち材料の組成、加熱装置中の熱伝導速度、並びに加熱されるカーペット片のサイズの関数であり、日々の実験を使用して当業者により容易に決定することができる。その後、カーペットは全ての融解または分解または酸化部分を固化するために十分に冷却することができ、このようにしてこれらを少なくとも部分的に砕けやすくする。適用された冷却は湿式でも乾式でもよい。
【００５３】
[0059]細断されたカーペットの裏打ち材料の少なくとも一部を砕けやすくしたら、カーペットの砕けやすい部分を、たとえばハンマーミリング、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(single shaft shredder)、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(fiber gin)、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粉砕してより小さなサイズにすることなどにより、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もしくは装置の組み合わせを使用して、破砕したり、粉砕することにより、より小さな粒径に機械的に小さくすることによって、表面繊維から遊離させることができる。この繊維材料は、実質的に柔軟なままで砕けやすくないため、そのような装置は通常、ポリエステルまたはナイロン繊維などの表面繊維材料のサイズを著しく小さくしないことに注目する。この破砕段階(size reduction step)は、表面繊維から遊離した裏打ち材料を少なくとも部分的に分離するためにも役立つことができる。この破砕または粉砕は、付けられていたポリエステルまたはナイロン繊維から砕けやすい材料の塊を遊離するためにも役立つ。
【００５４】
[0060]次いで、汚染物質は、たとえばふるい分け、吸引、カーディング、コーミング、他の機械的繊維清浄器、水洗浄、空気洗浄による任意の数の好適な湿式若しくは乾式法、またはこれらの方法の組み合わせによって、表面繊維からさらに分離することができる。
【００５５】
[0061]我々は、この目的のために、加熱段階は、たとえば加熱ボールを備えたボールミル中で、粉砕と同時に実施し得ることに注目する。
[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。
【００５６】
[0063]その後、表面繊維は、場合により、繊維清浄業界の当業者に公知の方法を使用して、さらに洗浄、清浄、コーミングまたはカーディングにかけて、付着した汚染物質を減らすことができる。浮沈分離(float/sink separation)を場合により提供してさらに汚染物質を減少させることができ、このようにして分解した汚染物質のより大きな比重対表面繊維の比重を使用する。同様に場合によりフロス浮選を使用して、さらに汚染物質を減らすことができ、かくして破砕した汚染物質と比較してずっと高い比表面積(表面積対体積比)を利用する。その後、清浄した繊維は場合により、付属のペレタイザー若しくはConduxタイプの圧縮機(densifier)と共に押出機などの装置中で溶解することにより、またはより扱い易く且つ貯蔵し易くするために、California Pellet Millなどの装置で圧縮することにより、粒子またはペレットに形成することができる。あるいは繊維は、たとえばケミカルリサイクリングまたは押出若しくは射出成形のために、そのままで使用することができる。
【００５７】
[0064]さらに別の態様では、カーペットは、選択された熱源内にカーペットを収めるために必要かもしれないものを除き、さらに細断も切断もすることなく、提供されたままで使用することができる。この態様において、カーペットは、任意の好適な輸送手段により、オーブン中にまたはその中を通して供給することができる。
【００５８】
[0065]慣用の自然対流オーブン、強制対流オーブン、電子レンジ、赤外線加熱炉などであろうと、本発明に従って様々な熱源を使用することができる。追加の熱源としては、回転炉、レーザービーム、加熱ローラー、加熱固体(heated solid)、加熱流体、加熱気体、及び過熱流(superheated stream)が挙げられる。加熱は直接的でも間接的でもよい。熱源は、熱が優先的に裏打ち材料に供給されるか、熱がカーペット片全体に適用できるような方法で提供することができる。
【００５９】
[0066]記載されたように、カーペットを上昇させる最大温度は、通常、表面繊維材料の融解温度未満であり、即ち、表面繊維が実質的には融解しない温度で、裏打ち材料が少なくとも部分的に分解するために十分に高い温度、即ち、裏打ち材料の少なくとも一部が分解し始める温度である。理想的には、表面繊維材料と接触しているか、または隣接している裏打ち材料の少なくとも一部がその後に表面繊維材料が砕けやすい裏打ち材料から適切に遊離できるように、熱分解及び/または酸化する。
【００６０】
[0067]裏打ち材料がポリプロピレンであるとき、たとえばカーペットは、裏打ち材料を少なくとも部分的に砕けやすくするか、または裏打ち材料の少なくとも一部を砕けやすくするために、少なくとも175℃、または少なくとも180℃、または少なくとも190℃の温度で処理することができる。表面繊維材料がポリエチレンテレフタレートであるとき、カーペットは、表面繊維材料の実質的な融解を避けるために、通常、250℃以下、または245℃以下、または243℃以下の温度に加熱することができる。
【００６１】
[0068]さらに詳述するために、一側面において、本プロセスは、カーペットの一部または梱全体を細断して、取扱い易いサイズにすることにより実施する。細断前にすべての梱包用ワイヤーを除去する必要はないことに注目する。というのも、すべてのワイヤー片は、細断後に磁気により除去できるからである。
【００６２】
[0069]細断は様々な方法、たとえば、二軸シュレッダー(たとえばSSI若しくはShred Tech製のもの)、または一軸シュレッダー(たとえばLinder若しくはKomptech製のもの)、またはグラニュレーター(たとえばCumberland若しくはRapid製のもの)、または梳綿機若しくは「キャッツクロー(cat's claw)」(たとえばSouthern Mechatronics若しくはLaroche製のもの)を使用して実施することができる。
【００６３】
[0070]所望により、細断サイズ(shred size)は、1平方メートル未満、または1平方デシメートル(decimeter square)未満、または1平方センチメートル未満、または0.5平方センチメートル未満でありえる。
【００６４】
[0071]すべての鉄を含む汚染物質は、たとえば、釘、ステープル、他の鉄を含む汚染物質などを磁気分離により除去することができる。非鉄金属の汚染物質は、過電流機により除去することができる。
【００６５】
[0072]場合により微粒子は、ふるい分け、吸引、または細断した材料から微粒子を除去するための他の任意の好適な手段を使用して、所望によりこの時点で除去することができる。微粒子は、通常、すでに記載したように裏打ち材料由来の炭酸カルシウムに富んでおり、より細かく細断することにより、もちろんより小さな微粒子を生成する。
【００６６】
[0073]細断したカーペットは、場合によりたとえばCumberlandまたはHerbold製のものなどのグラニュレーターにより、さらに小さな粒径分布に造粒することができる。これらのグラニュレーターは、装置の中を通過する最大粒子のサイズを制限するスクリーンを含む。そのようなグラニュレータースクリーンは、使用する場合には、直径2インチ(約5.08センチ)未満、または直径1インチ(約2.54センチ)未満の穴をもつことができる。所望のサイズは、表面繊維のみじん切り(chopping)を最小としつつ、表面繊維材料の遊離を最大化するように選択することができる。汚染物質は、場合により、鉄を含む汚染物質の磁気分離、非鉄金属の過電流分離及び/または、カーペットの裏打ち由来の炭酸カルシウムが通常多く含まれる、微細粒子の除去に関しては、ふるい分け及び/または吸引により造粒後に除去することができる。
【００６７】
[0074]次いでみじん切りにしたカーペットを、表面繊維でない材料成分を冷却時に脆くさせるのに十分であるが、表面繊維材料の融点より下の温度に十分な時間、加熱する。とはいえ、温度はもちろんカーペットの裏打ち材料の少なくとも一部を熱分解させるのに十分でなければならない。
【００６８】
[0075]本発明に従ったカーペットの加熱は、バッチ式であろうと連続法であろうと様々な方法で、様々な熱源を使用して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。
【００６９】
[0077]別の側面では、カーペットの加熱は連続的に実施することができ、移動可能なコンベヤを備えたオーブン、回転炉、加熱ローラー、エアヒーターを備えた圧気輸送装置などの様々な熱源の上またはその中にカーペットを運搬する。カーペット片は、装置に供給されたのと同一方向のままでありえるか、または加熱装置の中を通るにつれて回転される(turn)か、転回される(tumble)か、若しくは混合されえる。回転は、機械的手段により、またはガスジェットにより、または他の手段により実施することができる。片の転回は、一つのコンベヤベルトを別のコンベヤベルト上に放出させることにより、または単一のコンベヤベルト上に「S」字カーブをつくりだすことによって実施することができる。加熱及び混合は、加熱パグミル(pug mill)またはスクリューコンベヤ中で同時に実施することができる。従って、本発明の実施に好適な熱源としては、静電オーブン(static oven)、回転炉、または移動ベルトを備えたオーブンを挙げることができる。カーペットの加熱は、空気中で実施することができる。すなわち、特別な雰囲気は必要ではない。あるいは、加熱は、酸化生成物が形成するのを最小化するために選択された雰囲気中で実施して、熱分解反応及び熱分解生成物を増加させることができる。
【００７０】
[0078]裏打ち材料の熱分解の一つの方式は、所望の脆さとするために酸素が有益な酸化的プロセスであるため、加熱は酸素の存在下で実施することができる。そのような加熱は、通常の空気中または再循環燃焼排ガス中に見られるような酸素欠乏空気中で実施することができる。
【００７１】
[0079]カーペットは、多くの方法で加熱装置中で実施することができる。移動コンベヤベルト上では、たとえばカーペットは、パイル側を上にしてまたはパイル側を下にして投入することができる。カーペット片は重なっても、他のものの上に積み重なっていてもよい。積み重ねられたか、重ねられた片は、パイルとパイル(pile-to-pile)、またはパイルと裏打ち(pile-to-backing)の向きになっていてもよい。カーペットが単一加熱ローラー上を横切る場合、カーペットは、パイルが加熱ローラーに向かって配向するか、加熱ローラーから離れて配向するだろうが、裏打ちを加熱ローラーへ向けるのが好ましい。カーペットが二つの加熱ローラーの間を通過する場合、一つのローラーが常に裏打ちと接触するだろうから配向は無関係である。カーペット片が、片を転回させる回転炉などの装置内で加熱される場合、またはカーペット片が、片を攪拌するか若しくは混合する装置内で加熱される場合、カーペット片の配向は可能でもないし、必要でもない。
【００７２】
[0080]通常、表面繊維材料がポリエチレンテレフタレート、ナイロンなどであるとき、カーペットの表面繊維でない部分は、ベージュ、褐色、茶色または黒色になり、蒸気または煙がいくらか、存在する分解している有機材料から放出するかもしれないことに注目する。既に記載のように、実際の時間及び選択された温度は、カーペットの組成の関数、特に表面繊維材料と裏打ち材料の組成の関数であろう。通常、無機充填材が充填されたラテックスまたは他のタイプの接着剤などの他の材料も存在することができ、温度は、これらの追加の材料を砕けやすくするために選択することができる。本明細書中、他にも記載されているように、残っているすべての接着剤及び/または無機充填材は、任意の好適な手段を使用して表面繊維材料から分離することができる。好適な温度は、カーペットの成分をベースとして当業者により選択されることができ、時間及び温度も同様に、表面繊維材料から裏打ち材料及び他の成分を好適に分離するために、カーペット供給源が変化するにつれて変動することができる。
【００７３】
[0081]もちろん、カーペットは、裏打ち材料の溶解した部分の少なくとも一部を固化させるために、続いて十分に冷却されて、これらをより砕けやすくする。湿式であろうと乾式であろうと、様々なタイプの冷却が許容可能である。これらの例としては、空気、加湿空気、水ミストまたは液体水が挙げられる。冷却ローラーなどの間接冷却法も有用であろう。熱交換装置を使用して、廃熱を回収することができる。
【００７４】
[0082]続く粉砕(size reduction)段階が湿式造粒などを含む場合、熱いカーペットは液体水に直接落とし、粉砕装置に送り込むことができる。
[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。
【００７５】
[0084]かかる装置は通常、表面繊維材料のサイズを著しく減少させないことに注目する。というのも、カーペットが加熱される温度は、表面繊維材料が実質的に柔軟で、且つ砕けやすくないままであるように選択されるからである。上記粉砕段階は、取り付けられた表面繊維材料から砕けやすい裏打ち材料の塊を遊離させるようにも機能することに注目する。次いで汚染物質は、ふるい分け、吸気、コーミング、カーディング、水洗浄または空気洗浄などの湿式または環式法などの、任意の好適な方法を使用して表面繊維材料から分離することができる。あるいは、空気掃引連続ボールミル(air swept continuous ball mill)などの装置中では、粉砕及び分離段階は同時に実施することができる。
【００７６】
[0085]得られる表面繊維材料は、天然繊維からバリ(burr)、種などを除去するために実施されるように、すべての付着汚染物質をさらに減らすために、場合によりコーミングまたはカーディングすることができる。任意選択の浮沈分離法を使用してさらに汚染物質を減らすことができ、それにより、分解した汚染物質のより大きな比重対表面繊維材料の比重を十分に使用する(capitalize)。フロス浮選を場合により使用して、汚染物質をさらに減らすことができ、汚染物質が沈む一方で、ミクロの気泡を使用して表面繊維を水に浮かせることなどにより、破砕した汚染物質と比較して、表面繊維材料のずっと高い比表面積(表面積対体積比)を利用する。
【００７７】
[0086]さらに、表面繊維は場合により、たとえばGala水中ペレタイザーを使用する、押出し及びペレット化操作により取扱い及び貯蔵し易くするためにペレット化するか、またはたとえばCaliforniaペレットミルを使用して圧縮ペレット化することができる。表面繊維は、Condux凝集装置(agglomerator)またはタブ圧縮装置(tub densifier)などの装置中で凝集されるだろう。表面繊維は、梱にするか、または箱詰めされるだろう。
【００７８】
[0087]上記記載より容易に理解されるであろうが、本発明の好都合な点としては、剪毛と比較して表面繊維がより多く回収されること；単に細断するのと比較してより高い品質の表面繊維であること；労働力が少ないこと；未開封の梱をそっくり使用すること；カーペットを大がかりに手作業で切断しなくて済むこと；剪毛して、特定の配向でカーペットを挿入しなくて済むこと；操業費用が安いことなどが挙げられる。
【００７９】
[0088]本発明はさらに、本発明に従って遊離された表面繊維材料に関し、この表面繊維材料は、アルコール分解、解糖若しくはアンモノリシスなどのケミカルリサイクリングプロセスでの反応体などの様々な用途、または繊維性材料としてそのままでの用途を有することができ、あるいは場合によっては、さらに反応させてナイロン若しくはポリエステルの分子量を増加させることができる。
【００８０】
[0089]残っているすべての裏打ち残渣は、多くの用途を見出すこともできる。通常、砕けやすい裏打ち材料、または裏打ち材料残渣は、一度表面繊維材料から分離されると、炭酸カルシウムが豊富な無機充填材を含み、約3,000BUS/ポンドの公称BTU値をもつ。たとえば、裏打ち残渣は石炭とブレンドして、硫黄捕集または発熱量(heating value)を提供することができる。裏打ち残渣、特に無機充填材は、特定のサイズにして(size)、ラテックスまたは他の接着剤中で「不活性充填材」として新しいカーペットで再使用することもできる。裏打ち残渣の無機充填材は、様々な流体のpHを調節する際に利用を見出すこともできる。
【実施例】
【００８１】
比較例１
[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。
【００８２】
比較例２
[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。
【００８３】
実施例１
[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。
【００８４】
実施例２
[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。
【００８５】
実施例３
[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。
【００８６】
実施例４
[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。
【００８７】
実施例５
[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。
【００８８】
実施例６
[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。
【００８９】
実施例８
[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。
【００９０】
実施例９
[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。
【００９１】
実施例１０
[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。
【００９２】
実施例１１
[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。
【００９３】
[00103]上記実施例では供給材料として様々なタイプのカーペットを使用したことを述べたが、回収可能な繊維量は、たとえばパイルの厚さに依存して、カーペットにより変動するだろう。
［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。