从地毯背衬中分离和清洗用后地毯面纱的方法以及由其生产的纱产品技术

本发明专利技术涉及一种用回收的用后地毯纱生产合成纤维组合物的方法，其中所述面纱用刮削装置从用后地毯中刮削以提供刮削的面纱，刮削的面纱被粉碎，用机械筛去除污染物，熔体过滤刮削的面纱，而后进行纤维纺丝。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种回收和重复利用用后地毯的方法。更具体而言，其涉 及一种回收和重复利用用后地毯的面纱的方法。回收和重复利用的面纱可 用于进一步生产用于织物和地板覆盖应用的纱。回收和重复利用的面纱也 可用于生产用于其它与纱无关的应用的制品如注塑制品。
技术介绍
在过去的二十年间，家庭用地毯和机构用地毯已经越来越多地由合成 聚合物材料制成，但当这些地毯覆盖物达到其使用寿命的终点时，产生如 何处理这些地板覆盖物的问题。此废物的处理可以若干方式完成。有两种 方式是或者通过在垃圾掩埋点填埋或者通过在焚化装置中焚烧。在美国， 预计50亿磅的废地毯被倒入垃圾填埋点。垃圾填埋点的使用变得越来越稀 有和昂贵。最近的研究也己经表明位于接近市区的垃圾填埋点对当地居民 的健康问题造成影响。废物的焚化在环境上也是为公众和一些学术圈所不 容的目标。同时，从废塑料的焚化中再生的能量很低，特别考虑到此废料、制作地毯的大部分成分是潜在可回收或可再利用的。因此，可代替倒 入垃圾填埋点或焚化的选择，和用于处理废塑料的最有利的选择，是将这些重复利用到其它原料和/或产品中。然而，这不是如当初可能想象的那么 简单的选择。公众对"塑料"的理解是描述实质上都一样的材料的单一术 语，然而本领域内众所周知并不是这样的，不同类型的塑料并不容易混合在一起形成一致的单一材料。对混合的塑料废物流的再加工，而不对其分 类，或添加其它材料，总是导致材料低的最终值。在许多情况下，所涉及 的设备的成本和消耗的能量，不能在产品的销售中获得补偿。为了由回收 原料生产工业上有价值的材料，不得不应用大量的专门技术，具有已知的 和一致的含量的特定废物流必须是可用的。现代地毯通常由以下三种主要成分构成。首先是面纱，其可以是许多 不同的纤维类型或其混合物。其次是基底背衬(纱被固定于其上，或编织 于其中)，其最通常是聚酯或聚烯烃的纺织布或非织布。第三是次级背衬 层。所述次级背衬趋于形成构造体的大部分重量，并且通常层压到簇状地 毯。该次级背衬可以是片材或泡沫材料，通常含有高水平的粗粒无机矿物填料。用于次级背衬的基料的实例为聚烯烃、聚氨酯、PVC、沥青和乳胶。已经进行了各种尝试以在不事先对组分进行分离的情况下重复利用地毪废料。IkedaBussan的JP 60 206 868描述了粉碎废地毯，以约50:50的比 率与乙烯-乙酸乙烯酯混合，并压延以形成地毯用的背衬片。压延在低温下 进行，以使纤维成分不熔融，而是仅分散到产品中。Collins和Aikman的美 国专利5，728，741主张了一种类似的方法，不过在此情况下，在压延前，将 废料在高温下挤压，使得所有成分熔融并在熔融态下混合。其它专利提供 未分离的地毯废料的重复利用，但是用马来化聚烯烃和/或乙烯-乙酸乙烯酯 作为增容剂。参见，例如，Teijin的JP05 287 139、 Toyota/Mitsubishi的JP 05 293 828、和Lear Corporation的美国专利5，719，198。 Georgia Tech.的美国 专利5,626,939采取一种低能量的方法，通过将充分破碎的地毯废料与热固 性树脂前体混合，并将得到的混合物成型和交联为"合成木材"。上述方 法都得不到适于制造纤维或纱线的可熔纺产品。其他专利技术人已经寻求在重复利用废料地毯的成分作为独立的产品流之 前先分离废料地毯的成分。这些主要包括地毯的切碎、撕碎、和粒化，而 后通过旋风分离器、旋液分离器、或不同的密度液体浮选池分离各种聚合 物成分。见于，例如，Hagguist和Hume的美国专利5,230,473 、JPS Automotive 的美国专利5,518,188、BASF Corporation的美国专利5,535,945、Zimmer A.G. 的美国专利5,598,980、和AlliedSignal/DSM的美国专利5,722,603。溶解法 也已经被建议；例如，Georgia Tech.的美国专利5,233,021描述了超临界流体方法的应用，其中利用温度和压力的变化来相继溶废料地毯的不同成分。另一个可选择的方法，用于含有尼龙6的地毯，是从地毯废料中直接回收 己内酰胺，如BASF Corporation的美国专利5,169,870、和DSM的美国专 利5,668,277所描述。对于从尼龙66和尼龙混合物中回收单体也做过类似 的努力，例如E丄DuPont de Nemours and Company的美国专利5,536,694和 美国专利5,468,900。由这些方法回收的单体而后能被再聚合以产生用于进 一步纤维纺丝的聚合物。上述分离方法在许多情况下是复杂的，包括许多 阶段，并且在实施中显然需要资金花费。还需注意的是，在许多这些方法 中，从分离方法中仅得到一种可用的产品，而仍然存在生产方法中的其它 残余物的处理问题。对用后地毯面纱的分析已经表明，在其寿命期间，依据地毯的处境， 可能存在多种污染物。可能需要去除以使回收的面纱能被再用于纤维纺丝 过程中的不期望的污染物包括，但不限于，沙、纤维素(例如以木材或纸 的形式)、乳胶、橡胶、地毯背衬材料、石膏和其它建筑材料。其它可能 的污染物包括来自宠物、人和织物的动物毛发、以及植物物质。所有的这 些污染物与单个地毯纱线长丝相比通常是非常大的"颗粒"尺寸的固体。 这些污染物需要在回收的材料适于纤维纺丝之前被去除，特别是那些在被 重新利用的聚合物的纤维挤出温度下不熔融的污染物，或与被重新利用的 聚合物不相容的污染物。熔融挤出纤维纺丝法通常包括精细过滤作为该方 法一部分使得大颗粒污染物不包括在形成的纤维中。大颗粒污染物的存在 降低了形成的纤维的强度，使其不适于大多数地毯和织物应用。另外，高 水平的污染物，特别是大粒径的污染物，导致短的挤出机过滤器寿命，使 得纤维纺丝方法由于需要非常频繁的更换过滤筛而不经济。在本专利技术之前，尚没有适于回收和再利用地毯面纱的方法以适用于熔 融挤出纤维纺丝来生产地毯或织物纱线而无需应用不期望的解聚和再聚合 方法。已经发现生产用后地毯纱回收料的方法，所述回收料具有充分清洁度 使得回收的产品而后能经济地进一步用于地毯纱产品而没有有害损失所生 产的纱的物理性质。本专利技术的方法首先是对面纱的化学属性的鉴别。面纱可以是若干不同 的种类，包括但不限于，聚丙烯、聚酯例如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚乳酸、聚酰胺例如尼龙6和尼龙66、或天然纤维如 羊毛。能用各种实验室分析技术，包括湿化学法和仪器技术，来提取和分析 样品。更优选的是，使用便携的或手持的鉴别装置，和最优选的是，使用 特别为本领域内的塑料废料的鉴别设计的近红外(NIR)分光计。一旦确定面纱类型并通过化学属性分类使得面纱类型主要是一种类 型，下一步就是从地毯背衬中分离面纱以使分离的面纱含有少于5%的背衬 材料，优选少于2%的背衬材料。分离的面纱最优选含有少于0.5%的背衬 材料。此分离能通过刮削、分裂或修剪方法完成，所述方法能刮掉面纱而 不会与面纱一起去掉大量的地毯背衬材料。可商购的地毯剪毛机可用于此 目的或可潜在地进行适当的修改以最适合应用。其它地毯加工设备的修改 也能被用于此目的，其包括，但不限于，用于双层绒头织物织本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用回收的用后地毯纱生产合成纤维组合物的方法，其包括：　ａ．用刮削装置从用后地毯中刮削面纱以提供刮削的面纱，　ｂ．粉碎所述刮削的面纱，　ｃ．用机械筛从所述面纱中去除污染物，　ｄ．用水洗方法进一步从所述面纱中去除污染物，　ｅ．熔体过滤所述面纱，和　ｆ．对熔体过滤的面纱进行纤维纺丝。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小GT胡佛，MK罗克，小BF麦克希伊，MB斯塔德霍姆，
申请(专利权)人：通用纤维公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]