CN115785518A - 聚酯羊毛混纺织物的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种聚酯羊毛混纺织物的回收方法，包括以下步骤。将含有染料的聚酯羊毛混纺织物放入含有氧化剂的酸性水溶液中进行升温与浸洗，以裂解聚酯羊毛混纺织物中的羊毛，并同时进行脱色以去除染料。之后，以过滤方式取得聚酯织物。

Description

聚酯羊毛混纺织物的回收方法
技术领域
本发明涉及一种织物的回收方法，且特别是涉及一种聚酯羊毛混纺织物的回收方法。
背景技术
关于聚酯羊毛混纺织物的回收再利用技术，必须先将棉花分离以及除色后，混纺织物中的聚酯与羊毛才能回收再使用。在分离程序中，习知技术一般是以有机酸水溶液裂解羊毛，以达到分离效果。然而，分离后的聚酯织物仍残留染料，因此，须进一步移除染料进行除色，聚酯才能回收使用，如此一来，将导致成本增加以及程序繁复。此外，即使采用生物酶将聚酯羊毛混纺织物中的羊毛纤维降解，聚酯纤维不受影响，再经过过滤分离得到聚酯纤维，仍会残留染料，而须进一步脱色。以氢氧化纳水溶液将聚酯羊毛混纺织物中的羊毛纤维降解成角蛋白，聚酯纤维不受影响，以达到分离，但聚酯纤维仍会残留染料，故须进一步脱色。
基于上述，发展出一种聚酯羊毛混纺织物的回收方法，可同时进行分离与脱色，进而降低成本并简化程序，为目前所需研究的重要课题。
发明内容
本发明提供一种聚酯羊毛混纺织物的回收方法，使用含有氧化剂的酸性水溶液进行浸洗，可同时进行分离与脱色，进而降低成本并简化程序。
本发明的聚酯羊毛混纺织物的回收方法，包括以下步骤。将含有染料的聚酯羊毛混纺织物放入含有氧化剂的酸性水溶液中进行升温与浸洗，以裂解聚酯羊毛混纺织物中的羊毛，并同时进行脱色以去除染料。之后，以过滤方式取得聚酯织物。
在本发明的一实施例中，染料包括物理染料或化学性染料。
在本发明的一实施例中，浸洗是在高于聚酯的玻璃转化温度下进行。
在本发明的一实施例中，在温度130℃至200℃的酸性水溶液中进行浸洗。
在本发明的一实施例中，酸性水溶液含有有机酸，有机酸为具有1至18个碳的单元酸、二元酸或酸酐，经常使用的有机酸包括甲酸、醋酸、醋酸酐、草酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸、戊酸、戊二酸、己酸、己二酸、异辛酸、柠檬酸、马来酸、马来酸酐、苯甲酸或环己甲酸等。
在本发明的一实施例中，酸性水溶液中的有机酸浓度为0.1wt％至3.0wt％。
在本发明的一实施例中，酸性水溶液中的氧化剂浓度为0.06wt％至1.2wt％。
在本发明的一实施例中，聚酯羊毛混纺织物与酸性水溶液的重量比例为1:8至1:30。
在本发明的一实施例中，进行浸洗的时间为0.5小时至3小时。
在本发明的一实施例中，氧化剂包括过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸钙、臭氧、硝酸、硝酸盐、氯酸钠、氯酸钙、氯酸盐类、高氯酸盐、次氯酸钠、次氯酸盐、过硼酸钠、过硼酸钠盐、重铬酸钠、重铬酸盐或其组合。
在本发明的一实施例中，过滤方式是使用1mm至30mm的滤网。
在本发明的一实施例中，所取得的聚酯织物的L值为75％以上、a±4、b±8。
基于上述，本发明提供一种聚酯羊毛混纺织物的回收方法，使用含有氧化剂的酸性水溶液进行浸洗，以同时将羊毛裂解并去除聚酯织物上的染料，在同一道制程中，能够将聚酯及羊毛分离，并取得经脱色的聚酯纤维，因此，可降低成本并简化程序，提高聚酯织物回收的质量并拓展应用领域，有利于后续聚酯纤维的机械或化学回收。
附图说明
无
具体实施方式
以下，将详细描述本发明的实施例。然而，这些实施例为例示性，且本发明揭露不限于此。
在本文中，由“一数值至另一数值”表示的范围，是一种避免在说明书中一一列举该范围中的所有数值的概要性表示方式。因此，某一特定数值范围的记载，涵盖该数值范围内的任意数值以及由该数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围，如同在说明书中说明文写出该任意数值和该较小数值范围一样。
本发明提供一种聚酯羊毛混纺织物的回收方法，包括以下步骤。将含有染料的聚酯羊毛混纺织物放入含有氧化剂的酸性水溶液中进行升温与浸洗，以裂解聚酯羊毛混纺织物中的羊毛，并同时进行脱色以去除染料。之后，以过滤方式取得聚酯织物。
在本实施例中，染料可包括物理染料或化学性染料。酸性水溶液含有有机酸，有机酸为具有1至18个碳的单元酸、二元酸或酸酐，经常使用的有机酸包括甲酸、醋酸、醋酸酐、草酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸、戊酸、戊二酸、己酸、己二酸、异辛酸、柠檬酸、马来酸、马来酸酐、苯甲酸或环己甲酸等，且酸性水溶液中的有机酸浓度例如是0.1wt％至3.0wt％，较佳例如是0.2wt％至2.0wt％。酸性水溶液中的氧化剂可包括过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸钙、臭氧、硝酸、硝酸盐、氯酸钠、氯酸钙、氯酸盐类、高氯酸盐、次氯酸钠、次氯酸盐、过硼酸钠、过硼酸钠盐、重铬酸钠、重铬酸盐或其组合，且氧化剂浓度例如是0.06wt％至1.2wt％，较佳例如是0.10wt％至0.8wt％，可降低成本。
在本实施例中，聚酯羊毛混纺织物与酸性水溶液的重量比例例如是1:8至1:30，较佳例如是1:10至1:15。将含有染料的聚酯羊毛混纺织物放入含有氧化剂的酸性水溶液中进行升温与浸洗，较佳是在高于聚酯的玻璃转化温度下进行，以使染料可释放到酸性水溶液并同时移除染料，例如是在温度130℃至200℃的酸性水溶液中进行浸洗，较佳例如是温度150℃至180℃，进行浸洗的时间例如是0.5小时至3小时，较佳例如是1小时至2小时。
聚酯羊毛混纺织物中含有染料及表面处理剂等杂质，可透过酸性水溶液对羊毛进行裂解成小分子液态，聚酯织物结构保留，并在氧化剂及酸性环境下去除染料等杂质，将染料移除或使染料失去颜色后，经过滤即可得到白色的聚酯织物，L值由20％提升至75％以上、a±4、b±8。描述颜色的L、a、b为三个基本坐标，是常用来描述人眼可见的所有颜色的最完备的颜色模型，L值表示亮度(L＝0％生成黑色、L＝100％指示白色)；a值表示在红色和绿色之间的位置(a为负值指示绿色、正值指示品红)；b值表示在黄色和蓝色之间的位置(b为负值指示蓝色、正值指示黄色)；所回收的织物L值越高织物呈现越白亮，对于下游染整加工与制作织物(衣服)的质量越有利。过滤例如是以1mm至30mm的滤网，较佳例如是金属滤网型式，以分离聚酯织物与羊毛裂解水溶液。透过本发明聚酯羊毛混纺织物的回收方法，在水溶液的情况下，聚酯的IV(分子量)下降幅度在10％以内。
以下，藉由实验例来详细说明上述本发明所提出的聚酯羊毛混纺织物的回收方法。然而，下述实验例并非用以限制本发明。
实验例
为了证明本发明所提出的羊毛混纺织物的回收方法兼具分离与除色程序，在同一道制程中，能够将聚酯及羊毛分离，并取得经脱色的聚酯纤维，以下特别作此实验例。
实施例1
取PET聚酯(聚对苯二甲酸乙二酯，polyethylene terephthalate)-羊毛混纺织物20g(L＝19％、PET聚酯重量占92％、羊毛重量占8％)，置入1L耐压反应槽，并放入500ml的水、10g的马来酸、2.0g的次氯酸钠，在温度165℃下搅拌2hr，羊毛已裂解为羊毛角蛋白。
然后降温至60℃，经过2mm的筛网分离PET聚酯与羊毛角蛋白水溶液，并以100ml的水清洗PET聚酯织物。
PET聚酯织物经105℃烘干2hr，得PET织物纯度重量比为99.5％；L＝81％、a＝-1.9、b＝6.2。
分离后纯度的分析方法:取容积1000CC的三角烧瓶，倒入浓度75％重量比的硫酸水溶液600CC，取分离后PET织物样品3g投入烧瓶中，将烧瓶加热至50℃±5℃维持1小时，并每10分钟摇动1次，完成后以具有3mm筛网的漏斗抽气排液，以浓度75％重量比的硫酸水溶液200CC倒入漏斗清洗织物并抽气排液，再以200CC的清水倒入漏斗清洗织物2次，每次皆以抽气排液体，把PET织物置于烘箱以105℃烘干2小时后秤重得2.984g，确认纯度重量比为99.5％。在下文中的实施例以及比较例均使用此分析方法，故不予赘述。
实施例2
同实施例1，仅以草酸取代马来酸，得PET织物纯度重量比为99.8％；L＝79％、a＝1.2、b＝5.4。
实施例3
同实施例1，仅以次氯酸钙取代次氯酸钠，得PET织物纯度重量比为99.4％；L＝84％、a＝-0.4、b＝4.6。
实施例4
取PET聚酯-羊毛混纺织物20g(L＝18％、PET聚酯重量占73％、羊毛重量占27％)，置入1L耐压反应槽，并放入500ml的水、12g的醋酸、1.5g的次氯酸钠，在温度165℃下搅拌2hr，羊毛已裂解为羊毛角蛋白。
然后降温至60℃，经过2mm的筛网分离PET聚酯与羊毛角蛋白水溶液，并以100ml的水清洗PET聚酯织物。
PET聚酯经105℃烘干2hr，得PET织物纯度重量比为99.2％；L＝84％、a＝2.7、b＝7.2。
实施例5
同实施例4，仅以草酸取代醋酸，得PET织物纯度重量比为99.9％；L＝85％、a＝1.8、b＝5.9。
实施例6
同实施例4，仅以2.5g的次氯酸钠取代1.5g的次氯酸钠，得PET织物纯度重量比为99.9％；L＝88％、a＝-0.1、b＝4.3。
比较例1
取PET聚酯-羊毛混纺织物20g(L＝19％、PET聚酯重量占92％、羊毛重量占8％)，置入1L耐压反应槽，并放入500ml的水、10g的马来酸，在温度165℃下搅拌2hr，羊毛已裂解为羊毛角蛋白。
然后降温至80℃，经过3mm的筛网分离PET聚酯与羊毛角蛋白水溶液，并以100ml的水清洗PET聚酯织物。
PET聚酯织物经105℃烘干2hr，得PET织物纯度重量比为99.1％；L＝58％、a＝4.8、b＝8.7
比较例2
取PET聚酯-羊毛混纺织物20g(L＝20％、PET聚酯重量占76％、羊毛重量占24％)，置入1L耐压反应槽，并放入500ml的水、10g的甲酸，在温度170℃下搅拌2hr，羊毛已裂解为羊毛角蛋白。
然后降温至60℃，经过3mm的筛网分离PET聚酯与羊毛角蛋白水溶液，并以100ml的水清洗PET聚酯织物。
PET聚酯经105℃烘干2hr，得PET织物纯度重量比为99.2％；L＝63％、a＝4.9、b＝9.4。
由以上实验结果可得知，实施例1至实施例6是使用本发明聚酯羊毛混纺织物的回收方法，使用含有氧化剂的酸性水溶液进行浸洗，因此，可取得L值为75％以上的聚酯织物。相较之下，比较例1及比较例2并未使用氧化剂，因此，无法取得L值为75％以上的聚酯织物。制程中加入氧化剂，浓度为0.4％重量比例且在酸性条件下，PET织物能有效去除染料等着色物质，让织物呈白色(L值75％以上)，a值维持±4、b值维持±8，随氧化剂增量至1.2％，a、b值越会接近0；当氧化剂浓度减量至0.06％，a值绝对值越接近4，b值绝对值越接近8。
综上所述，本发明提供一种聚酯羊毛混纺织物的回收方法，兼具分离与除色程序，使用含有氧化剂的酸性水溶液进行浸洗，以同时将羊毛裂解并去除聚酯织物上的染料，在同一道制程中，能够将聚酯及羊毛分离，并取得经脱色的聚酯纤维，因此，相较于习知技术中必须先裂解羊毛取得聚酯织物后，再以溶剂萃取聚酯织物染料以进行脱色的技术，可降低成本并简化程序，且所取得的聚酯织物具有高质量、高安全性与低成本的优点，如此一来，提高聚酯织物回收的质量并拓展应用领域，有利于后续聚酯纤维的机械或化学回收。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种聚酯羊毛混纺织物的回收方法，其特征在于，包括：
将含有染料的聚酯羊毛混纺织物放入含有氧化剂的酸性水溶液中进行升温与浸洗，以裂解所述聚酯羊毛混纺织物中的羊毛，并同时进行脱色以去除所述染料；以及
以过滤方式取得聚酯织物。
2.根据权利要求1所述的聚酯羊毛混纺织物的回收方法，其特征在于，所述染料包括物理染料或化学性染料。
3.根据权利要求1所述的聚酯羊毛混纺织物的回收方法，其特征在于，浸洗是在高于聚酯的玻璃转化温度下进行。
4.根据权利要求1所述的聚酯羊毛混纺织物的回收方法，其特征在于，在温度130℃至200℃的所述酸性水溶液中进行浸洗。
5.根据权利要求1所述的聚酯羊毛混纺织物的回收方法，其特征在于，所述酸性水溶液含有有机酸，所述有机酸为具有1至18个碳的单元酸、二元酸或酸酐，包括甲酸、醋酸、醋酸酐、草酸、丙酸、丙二酸、丁酸、丁二酸、戊酸、戊二酸、己酸、己二酸、异辛酸、柠檬酸、马来酸、马来酸酐、苯甲酸或环己甲酸。
6.根据权利要求5所述的聚酯羊毛混纺织物的回收方法，其特征在于，所述酸性水溶液中的有机酸浓度为0.1wt％至3.0wt％。
7.根据权利要求1所述的聚酯羊毛混纺织物的回收方法，其特征在于，所述酸性水溶液中的氧化剂浓度为0.06wt％至1.2wt％。
8.根据权利要求1所述的聚酯羊毛混纺织物的回收方法，其特征在于，所述聚酯羊毛混纺织物与所述酸性水溶液的重量比例为1:8至1:30。
9.根据权利要求1所述的聚酯羊毛混纺织物的回收方法，其特征在于，进行浸洗的时间为0.5小时至3小时。
10.根据权利要求1所述的聚酯羊毛混纺织物的回收方法，其特征在于，所述氧化剂包括过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸钙、臭氧、硝酸、硝酸盐、氯酸钠、氯酸钙、氯酸盐类、高氯酸盐、次氯酸钠、次氯酸盐、过硼酸钠、过硼酸钠盐、重铬酸钠、重铬酸盐或其组合。
11.根据权利要求1所述的聚酯羊毛混纺织物的回收方法，其特征在于，所述过滤方式是使用1mm至30mm的滤网。
12.根据权利要求1所述的聚酯羊毛混纺织物的回收方法，所取得的所述聚酯织物的L值为75％以上、a±4、b±8。
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