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目的

溶融、非相溶の異物分解性難燃材を含むカーペット廃材を140℃以下にリサイクルしてリサイクルシートを製造する。

構成

カーペット廃材粉砕品と、充填材と、流動性にすぐれるバインダー樹脂所要比率に混合し、温度110〜140℃の下に混練し、得られた混練物シート押出機投入し、Tダイからシート状に押し出し、押し出されたシートを圧延ロールにて圧延する工程をもってなる、カーペット廃材からリサイクルシートを製造する方法である。

概要

背景

近年、カーペット廃材、特に自動車用途カーペットリサイクルに関する需要が高まっている。この種のカーペットは、基布パイル糸タフティングしたタフトカーペット短繊維ニードル突き固めニードルパンチカーペットであり、裏面に熱可塑性樹脂裏打ちを施して、敷設性や物性を改善したものである。カーペットの廃材は、その生産工程において製品の外周を所要の形状に裁断した後のトリミングロスとして生じ、また自動車等が廃棄される際に敷設されていたカーペットが分別回収されてくるものもある。廃材の組成は、カーペットのパイル糸としてのナイロンポリエステルポリプロピレン、裏打ちとしてのポリエチレンエチレン酢酸ビニルなど熱可塑性樹脂を主体にしたものとなる。

この種のカーペット廃材をリサイクルするのに従来2つの態様がある。一つにはカーペット廃材を可能なかぎり細かく粉砕し(好ましくはパウダー状に粉砕し)固体の形態を保ったまま、充填材増量材に用いる例である。例えば、特願昭57−116935号は、車両用カーペットトリミング屑再生利用した車両用カーペットおよびその製造方法に関し、カーペットのトリミング屑の再生材よりなる層とバージン樹脂材よりなる層とにより車両用カーペットのバッキングを構成した。これは工程的には簡便なリサイクルであるが、廃材は粉砕物のため二次加工して新たな部材を生産するのは困難で、充填材、増量材以外の利用方法がなく、リサイクル用途に量的な限界があった。

カーペット廃材をリサイクルする従来の第2の態様は、主に熱可塑性樹脂を主体としてなるカーペット廃材を加熱して溶融させ、(相溶化剤混入して)均質化はかりリペレット化する例があった。例えば特願平3−208894号はナイロンパイルカーペットの廃材を粉砕し無水マレイン酸変性ポリオレフィンおよびパーオキサイド化合物溶融混練するものである。この種のリサイクルによれば、得られたリサイクルペレットリサイクルシートを二次加工することが可能であり、多種で多量のリサイクル用途もある。

カーペット廃材を加熱溶融してリサイクルする場合、以下の課題があった。
この種のカーペットはバッキングを裏打ちしてあるものが多いが、バッキング材中にしばしば塩素系の難燃剤が混入されている。これは自動車や建築物燃焼防止に関する安全規格を満たすためのものである。塩素系の樹脂を含んだ廃材を加熱すると、比較的低い温度(約150℃)で分解がおこり、有害の塩素ガスを発する危険性がある。このため従来は、塩素系の難燃剤を含む可能性のあるカーペット廃材をこの種のリサイクルに先立ち分別、除外する必要があった。
廃車等から回収してきたカーペットの廃材は、細かな砂等の異物を含んでおり(これらはカーペット廃材に非溶融、非相溶であるが)これを完全に除去してリサイクルに供することは不可能である。異物の多く残存する廃材を(溶融処理して)リペレット化することは、品質に影響するばかりか、加工機械故障の原因ともなる。また、この種の非相溶、非溶融の混入物としては、カーペットに貼着されるフェルト中の綿繊維などがあるほか、熱可塑性の樹脂であっても、他の樹脂と極端融点が異なるものが含まれると、一方を溶融させる温度が他の樹脂の分解温度に達してしまうために溶融できず残るものもあった。
廃材のリサイクルにかかるエネルギーが多量になりがちで、リサイクルのコストを上昇させる。

概要

非溶融、非相溶の異物や分解性難燃材を含むカーペット廃材を140℃以下にリサイクルしてリサイクルシートを製造する。

カーペット廃材粉砕品と、充填材と、流動性にすぐれるバインダー樹脂を所要の比率に混合し、温度110〜140℃の下に混練し、得られた混練物シート押出機投入し、Tダイからシート状に押し出し、押し出されたシートを圧延ロールにて圧延する工程をもってなる、カーペット廃材からリサイクルシートを製造する方法である。

目的

本発明は上記課題に、かんがみなされたものであり、塩化ビニル樹脂等の易分解性の難燃剤を含むカーペット廃材をリサイクルしてリサイクルシートを製造する方法であり、また廃材の中に非溶融の異物を含む場合にもシーティングが可能な製造方法を提供する。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

カーペット廃材からリサイクルシートを製造するに少なくとも以下のカーペット廃材粉砕品5〜50重量%と、充填材0〜80重量%と、バインダー樹脂15〜50重量%とを混練機にて温度110℃〜140℃の下に混練する工程と、得られた混練物押出機投入し、Tダイからシート状に押し出す工程と、押し出されたシートを圧延する工程をもってなることを特徴とするカーペット廃材からリサイクルシートを製造する方法。

請求項2

請求項1において、バインダー樹脂は、温度110℃〜140℃における流動性が、この温度におけるメルトフローレート値(2.16kgf)で1g/10min以上あるものを用いることを特徴とするカーペット廃材からリサイクルシートを製造する方法。

技術分野

0001

この発明は、カーペット廃材リサイクル技術に関する。

背景技術

0002

近年、カーペット廃材、特に自動車用途カーペットリサイクルに関する需要が高まっている。この種のカーペットは、基布パイル糸タフティングしたタフトカーペット短繊維ニードル突き固めニードルパンチカーペットであり、裏面に熱可塑性樹脂裏打ちを施して、敷設性や物性を改善したものである。カーペットの廃材は、その生産工程において製品の外周を所要の形状に裁断した後のトリミングロスとして生じ、また自動車等が廃棄される際に敷設されていたカーペットが分別回収されてくるものもある。廃材の組成は、カーペットのパイル糸としてのナイロンポリエステルポリプロピレン、裏打ちとしてのポリエチレンエチレン酢酸ビニルなど熱可塑性樹脂を主体にしたものとなる。

0003

この種のカーペット廃材をリサイクルするのに従来2つの態様がある。一つにはカーペット廃材を可能なかぎり細かく粉砕し(好ましくはパウダー状に粉砕し)固体の形態を保ったまま、充填材増量材に用いる例である。例えば、特願昭57−116935号は、車両用カーペットトリミング屑再生利用した車両用カーペットおよびその製造方法に関し、カーペットのトリミング屑の再生材よりなる層とバージン樹脂材よりなる層とにより車両用カーペットのバッキングを構成した。これは工程的には簡便なリサイクルであるが、廃材は粉砕物のため二次加工して新たな部材を生産するのは困難で、充填材、増量材以外の利用方法がなく、リサイクル用途に量的な限界があった。

0004

カーペット廃材をリサイクルする従来の第2の態様は、主に熱可塑性樹脂を主体としてなるカーペット廃材を加熱して溶融させ、(相溶化剤混入して)均質化はかりリペレット化する例があった。例えば特願平3−208894号はナイロンパイルカーペットの廃材を粉砕し無水マレイン酸変性ポリオレフィンおよびパーオキサイド化合物溶融混練するものである。この種のリサイクルによれば、得られたリサイクルペレットリサイクルシートを二次加工することが可能であり、多種で多量のリサイクル用途もある。

0005

カーペット廃材を加熱溶融してリサイクルする場合、以下の課題があった。
この種のカーペットはバッキングを裏打ちしてあるものが多いが、バッキング材中にしばしば塩素系の難燃剤が混入されている。これは自動車や建築物燃焼防止に関する安全規格を満たすためのものである。塩素系の樹脂を含んだ廃材を加熱すると、比較的低い温度(約150℃)で分解がおこり、有害の塩素ガスを発する危険性がある。このため従来は、塩素系の難燃剤を含む可能性のあるカーペット廃材をこの種のリサイクルに先立ち分別、除外する必要があった。
廃車等から回収してきたカーペットの廃材は、細かな砂等の異物を含んでおり(これらはカーペット廃材に非溶融、非相溶であるが)これを完全に除去してリサイクルに供することは不可能である。異物の多く残存する廃材を(溶融処理して)リペレット化することは、品質に影響するばかりか、加工機械故障の原因ともなる。また、この種の非相溶、非溶融の混入物としては、カーペットに貼着されるフェルト中の綿繊維などがあるほか、熱可塑性の樹脂であっても、他の樹脂と極端融点が異なるものが含まれると、一方を溶融させる温度が他の樹脂の分解温度に達してしまうために溶融できず残るものもあった。
廃材のリサイクルにかかるエネルギーが多量になりがちで、リサイクルのコストを上昇させる。

発明が解決しようとする課題

0006

本発明は上記課題に、かんがみなされたものであり、塩化ビニル樹脂等の易分解性の難燃剤を含むカーペット廃材をリサイクルしてリサイクルシートを製造する方法であり、また廃材の中に非溶融の異物を含む場合にもシーティングが可能な製造方法を提供する。

課題を解決するための手段

0007

課題を解決する本発明の手段は、カーペット廃材からリサイクルシートを製造するに少なくとも、カーペットの廃材粉砕品5〜50重量%と、充填材0〜80重量%と、バインダー樹脂15〜50重量%とを混練機にて温度110℃〜140℃の下に混練する工程と、得られた混練物押出機投入し、Tダイからシート状に押し出す工程と、押し出されたシートを圧延する工程をもってなるカーペット廃材からリサイクルシートを製造する方法により、また特に、バインダー樹脂は温度110℃〜140℃における流動性が、この温度におけるメルトフローレート値(2.16kgf)で1g/10min以上あるものを用いるカーペット廃材からリサイクルシートを製造する方法による。本発明によれば、カーペット廃材の到達温度は140℃以下であるので、廃材の中に塩素系等の易分解性の難燃剤が含まれていても、この温度では分解して気化する可能性がない。カーペット廃材の到達温度が110℃に達すると、配合されたバインダー樹脂の可塑性が高まって廃材全体が流動しやすいくなるため、廃材中の非相溶、非溶融成分が残存したまま混練することが可能であり、シート押出機によるシーティングを可能とする。このように低い温度で可塑性を高めるためには、バインダー樹脂が低温で流動性に富むものである必要があり、本発明では結晶化度の低いオレフィン系樹脂共重合樹脂によってこれを達成している。カーペット廃材に対して、加圧により自然に昇温できる温度であり、外部よりの熱供給はほとんど必要ないためエネルギー効率にすぐれ、リサイクルのコスト低減が可能である。

発明を実施するための最良の形態

0008

以下、本発明の好適の実施の形態を説明する。
(カーペット廃材)発明に適するのは、熱可塑性樹脂を主体としてなるタフトカーペットやニードルパンチカーペットに熱可塑性の裏打ちをほこしてなるものである。裏打ち中に充填材を含むものや、裏打ちを介して非熱可塑性綿フェルト等を分離不能に積層したものも可能である。特に本発明の方法が適するのは、裏打ちの熱可塑性樹脂中に塩素系の難燃剤、塩化ビニル樹脂およびその共重合体等を含む場合や、カーペットに塩化ビニル繊維を含む場合である。具体的な例としては、自動車用のナイロンタフトカーペット(基布がポリエステル、裏打ちがマスバックの場合、その廃材組成は、ナイロン樹脂40〜50重量%、ポリエステル10〜15重量%、エチレン酢酸ビニル樹脂10〜30重量%、炭酸カルシウム10〜40重量%)、ポリプロピレンニードルパンチカーペット(裏打ちポリエチレン樹脂およびSBR系ラテックスの場合、その廃材組成は、ポリプロピレン樹脂20〜50重量%、ポリエチレン樹脂20〜50重量%、SBR樹脂5〜20重量%、塩化ビニル樹脂5〜20重量%)などがある。

0009

(充填材)充填材は高比重な特性をもつものが用途に適する。具体的にはCaCO3 、BaSO4 等の分子組成をもつ有機無機粒子タルク自動車バンパー廃材、金属粉等が可能である。
(バインダー樹脂)低密度ポリエチレン樹脂エチレンαオレフィン共重合樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、エチレンエチルアクリレート樹脂、非晶性ポリオレフィン等で、110〜140℃の温度で十分な流動性がある(好ましくはこの温度でメルトフローレート1g/10min以上、荷重2.14kgf時)のものが適する。特に好ましいのは、宇部レキセン株式会社製の非晶性ポリオレフィン樹脂、商品APAOである。この樹脂は低温で高い流動性、粘着性をもち、常温でも柔軟な特性を有するために多量の(非溶融、非相溶の)充填材を取り込んで、なお高い流動性を維持できる。

0010

(配合)カーペット廃材は5〜50重量%、充填材は0〜80重量%、バインダー樹脂15〜50重量%が適する。これらの数値は、経験的に得られたものであり、カーペット廃材の条件によって配合は左右されるが、カーペット廃材や充填材の配合比率が高く、バインダー樹脂の比率が低すぎると、配合された樹脂の流動性が低く、押し出し加工に不適になり、あるいは得られるシートが割れやすいというような不具合を生じる。バインダー樹脂の比率が高くなるほど、得られるリサイクルシートが高価になってリサイクルの価値が低下する。

0011

(混練機)廃材の混練は、ニーダーによっておこなうのが好ましく、スクリュー式混練機等も用いることが可能である。特に本発明の場合、廃材の到達温度が140℃以下であるので、加圧式ニーダーによりブレードで廃材に剪断力を加えながら攪拌することで、廃材が自己発熱し、加熱を加えなくても目標温度に到達できる。廃材の温度が140℃を超える可能性が有る場合には、ウォータージャケット等を装備して冷却し、廃材温度を110〜140℃に制御する。この温度でカーペット廃材のうち低融点の部分を除いて、融点の高いパイル糸等の成分は非溶融に残存する。
(押出機)ニーダー等で混練した混練物を押出機によって押し出す。スクリュー押出機、特に2軸テーパー式のものが適する。押し出し速度0.5〜5m/min、Tダイリップ間隔1.0〜10mm。
(圧延)圧延は圧延ロールミラーロールタイプ、内部水冷)で、0.5〜5mmのシートに圧延冷却する。(圧縮率20〜80%)
(得られたシートの評価)本発明により得られたシートに以下の特徴があった。厚さは0.5〜5mm、密度1.0〜3.0g/cm3 、触感は柔軟で、常温で多少の塑性がある。外観は均一なシートであるが、内部にカーペット廃材の繊維が残存しているため、靱性があり、ねばり強く折れにくい。遮音性を測定してみたところ、同じ目付量の塩化ビニル樹脂シート匹敵する性能があった。

発明の効果

0012

本発明によれば、従来リサイクルが困難であった塩化ビニル樹脂系の難燃剤等を、非相溶、非溶融に残存させたまま、カーペット廃材をリサイクルシーティングすることが可能である。得られたリサイクルシートは柔軟性、靱性にすぐれ二次加工することも可能である。また、遮音シートとしてすぐれた性能を発揮し、従来の塩化ビニル樹脂遮音シートを代替することができる。

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