[发明专利]回收地毯的方法和系统以及由回收材料制造的地毯

说明书

相关申请的相互参引

本申请要求于2006年11月13日提交的美国临时申请 60/865,611的优先权。出于各种目的，在此将申请60/865,611的公 开文本通过引用的方式全文纳入本说明书中。

技术领域

本发明总体上涉及从地毯中回收一种或多种聚合物组分的方法 和系统。本发明还涉及一种地毯，其包括通过本文公开的方法和系 统回收的用后地毯材料(post consumer carpet material)。此外， 本发明还涉及包括从用后地毯中回收的材料的地毯的制造方法。

背景技术

地毯，特别是尼龙地毯，是许多家庭和商户选择的铺地材料。 然而，地毯具有有限的使用寿命并且最终必须更换，由此产生的旧 地毯废料通常送往垃圾填埋场。每年产生的大量的地毯废料都对填 埋能力造成负担，并对环境产生负面影响。此外，大多数地毯使用 尼龙这种相对昂贵的材料作为毯面纤维而制造。每年废弃的旧地毯 量对于潜在的可再利用地毯组分相当于数十亿美元的损失。

为了减少旧地毯对环境的影响，并挽回一些由于弃用纤维和其 它有用地毯废料而造成的经济损失，地毯回收似乎成为一种合理的 解决方案。然而，回收地毯非常困难，因为它的三种主要成分在化 学和物理性质上各不相同。大部分地毯由以下物质构成：约20-50 重量％的毯面纤维，其余为背衬材料-通常为聚丙烯，和一种将地毯 纤维粘附于背衬材料上的粘合剂。所述粘合剂通常包括羧基化的苯 乙烯-丁二烯(XSB)乳液共聚物以及无机填充剂例如碳酸钙。此外， 尽管固化后的热固性体系在某种情况下可回收，但却不能作为二代 地毯制造过程中的原料聚合物组分而再次使用。

为了回收地毯，通常使毯面纤维与粘合剂和背衬分离，以再加 工为新产品或进行化学回收。多种机械去除地毯纤维的方法已投入 使用。这些方法会不利地导致回收地毯纤维的低产率。例如，美国 专利6,610,769公开了一种使用可在碱水溶液的存在下通过剪切而 完全清除的粘合剂的方法。在另一个实例中，美国专利5,240,530 公开了一种将地毯研碎成长度小于约1/4英寸的纤维，并在水浴中 洗涤以使各种地毯材料根据密度分离的方法。

在又一个实例中，美国专利5,230,473描述了一种方法，其通 过反复使用由空气、水、热风、蒸汽和化学溶液组成的高压流体、 并使用转动元件反复剥离而释放和松解乳液/填充剂粘合剂体系，从 而使整个地毯瓦解、分离和分隔。

在另一个实例中，美国专利5,722,603描述了一种从地毯中多 步回收毯面纤维的方法，包括使地毯开松并对其施加冲击力以减小 颗粒尺寸；筛分并洗涤颗粒；然后在水中使用水力旋流器分离。所 述洗涤操作任选加入添加剂-例如氢氧化钠和非离子表面活性剂- 以改善颗粒的润湿和分离。

回收地毯的另一种方法是将地毯纤维本身从其他组分中溶解出 来。例如，美国专利5,840,773描述了一种通过将尼龙溶在一种醇- 水试剂中而从地毯废料中提取尼龙的方法。该方法不利地使用了大 量的有机溶剂。在又一个实例中，美国专利5,889,142描述了一种 通过将尼龙溶在一种己内酰胺-水混合物中而从地毯废料中提取尼 龙的方法。该方法同样需要大量的有机溶剂。

在又一个实例中，美国专利5,932,724描述了一种解聚多组分 废料的方法，该废料作为一种挤出熔体供给反应器，并在高温高压 下与过热蒸汽接触以提供可纯化和聚合的己内酰胺。最后，美国专 利5,916,410描述了回收地毯纤维的难点并描述了一种包括使用有 机软化剂的方法。

因此，需要提供改善的回收一种或多种地毯组分的方法和系统。 进一步地，需要提供可生成适用于制造二代地毯的回收材料的地毯 回收方法和系统。此外，还需要制造包括一种或多种从用后地毯中 回收的材料的地毯结构的方法。

发明内容