TWI780902B - 聚酯羊毛混紡織物的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種聚酯羊毛混紡織物的回收方法，包括以下步驟。將含有染料的聚酯羊毛混紡織物放入含有氧化劑的酸性水溶液中進行升溫與浸洗，以裂解聚酯羊毛混紡織物中的羊毛，並同時進行脫色以去除染料。之後，以過濾方式取得聚酯織物。

Description

聚酯羊毛混紡織物的回收方法
本發明是有關於一種織物的回收方法，且特別是有關於一種聚酯羊毛混紡織物的回收方法。
關於聚酯羊毛混紡織物的回收再利用技術，必須先將棉花分離以及除色後，混紡織物中的聚酯與羊毛才能回收再使用。在分離程序中，習知技術一般是以有機酸水溶液裂解羊毛，以達到分離效果。然而，分離後的聚酯織物仍殘留染料，因此，須進一步移除染料進行除色，聚酯才能回收使用，如此一來，將導致成本增加以及程序繁複。此外，即使採用生物酶將聚酯羊毛混紡織物中的羊毛纖維降解，聚酯纖維不受影響，再經過過濾分離得到聚酯纖維，仍會殘留染料，而須進一步脫色。以氫氧化納水溶液將聚酯羊毛混紡織物中的羊毛纖維降解成角蛋白，聚酯纖維不受影響，以達到分離，但聚酯纖維仍會殘留染料，故須進一步脫色。
基於上述，發展出一種聚酯羊毛混紡織物的回收方法，可同時進行分離與脫色，進而降低成本並簡化程序，為目前所需研究的重要課題。
本發明提供一種聚酯羊毛混紡織物的回收方法，使用含有氧化劑的酸性水溶液進行浸洗，可同時進行分離與脫色，進而降低成本並簡化程序。
本發明的聚酯羊毛混紡織物的回收方法，包括以下步驟。將含有染料的聚酯羊毛混紡織物放入含有氧化劑的酸性水溶液中進行升溫與浸洗，以裂解聚酯羊毛混紡織物中的羊毛，並同時進行脫色以去除染料。之後，以過濾方式取得聚酯織物。
在本發明的一實施例中，染料包括物理染料或化學性染料。
在本發明的一實施例中，浸洗是在高於聚酯的玻璃轉化溫度下進行。
在本發明的一實施例中，在溫度130℃至200℃的酸性水溶液中進行浸洗。
在本發明的一實施例中，酸性水溶液含有有機酸，有機酸為具有1至18個碳的單元酸、二元酸或酸酐，經常使用的有機酸包括甲酸、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、異辛酸、檸檬酸、馬來酸、馬來酸酐、苯甲酸或環己甲酸等。
在本發明的一實施例中，酸性水溶液中的有機酸濃度為0.1 wt%至3.0 wt%。
在本發明的一實施例中，酸性水溶液中的氧化劑濃度為0.06 wt%至1.2 wt%。
在本發明的一實施例中，聚酯羊毛混紡織物與酸性水溶液的重量比例為1:8至1:30。
在本發明的一實施例中，進行浸洗的時間為0.5小時至3小時。
在本發明的一實施例中，氧化劑包括過氧化氫、高錳酸鉀、次氯酸鈣、臭氧、硝酸、硝酸鹽、氯酸鈉、氯酸鈣、氯酸鹽類、高氯酸鹽、次氯酸鈉、次氯酸鹽、過硼酸鈉、過硼酸鈉鹽、重鉻酸鈉、重鉻酸鹽或其組合。
在本發明的一實施例中，過濾方式是使用1 mm至30 mm的濾網。
在本發明的一實施例中，所取得的聚酯織物的L值為75%以上、a±4、b±8。
基於上述，本發明提供一種聚酯羊毛混紡織物的回收方法，使用含有氧化劑的酸性水溶液進行浸洗，以同時將羊毛裂解並去除聚酯織物上的染料，在同一道製程中，能夠將聚酯及羊毛分離，並取得經脫色的聚酯纖維，因此，可降低成本並簡化程序，提高聚酯織物回收的品質並拓展應用領域，有利於後續聚酯纖維的機械或化學回收。
以下，將詳細描述本發明的實施例。然而，這些實施例為例示性，且本發明揭露不限於此。
在本文中，由「一數值至另一數值」表示的範圍，是一種避免在說明書中一一列舉該範圍中的所有數值的概要性表示方式。因此，某一特定數值範圍的記載，涵蓋該數值範圍內的任意數值以及由該數值範圍內的任意數值界定出的較小數值範圍，如同在說明書中說明文寫出該任意數值和該較小數值範圍一樣。
本發明提供一種聚酯羊毛混紡織物的回收方法，包括以下步驟。將含有染料的聚酯羊毛混紡織物放入含有氧化劑的酸性水溶液中進行升溫與浸洗，以裂解聚酯羊毛混紡織物中的羊毛，並同時進行脫色以去除染料。之後，以過濾方式取得聚酯織物。
在本實施例中，染料可包括物理染料或化學性染料。酸性水溶液含有有機酸，有機酸為具有1至18個碳的單元酸、二元酸或酸酐，經常使用的有機酸包括甲酸、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、異辛酸、檸檬酸、馬來酸、馬來酸酐、苯甲酸或環己甲酸等，且酸性水溶液中的有機酸濃度例如是0.1 wt%至3.0 wt%，較佳例如是0.2 wt%至2.0 wt%。酸性水溶液中的氧化劑可包括過氧化氫、高錳酸鉀、次氯酸鈣、臭氧、硝酸、硝酸鹽、氯酸鈉、氯酸鈣、氯酸鹽類、高氯酸鹽、次氯酸鈉、次氯酸鹽、過硼酸鈉、過硼酸鈉鹽、重鉻酸鈉、重鉻酸鹽或其組合，且氧化劑濃度例如是0.06 wt%至1.2 wt%，較佳例如是0.10 wt%至0.8 wt%，可降低成本。
在本實施例中，聚酯羊毛混紡織物與酸性水溶液的重量比例例如是1:8至1:30，較佳例如是1:10至1:15。將含有染料的聚酯羊毛混紡織物放入含有氧化劑的酸性水溶液中進行升溫與浸洗，較佳是在高於聚酯的玻璃轉化溫度下進行，以使染料可釋放到酸性水溶液並同時移除染料，例如是在溫度130℃至200℃的酸性水溶液中進行浸洗，較佳例如是溫度150℃至180℃，進行浸洗的時間例如是0.5小時至3小時，較佳例如是1小時至2小時。
聚酯羊毛混紡織物中含有染料及表面處理劑等雜質，可透過酸性水溶液對羊毛進行裂解成小分子液態，聚酯織物結構保留，並在氧化劑及酸性環境下去除染料等雜質，將染料移除或使染料失去顏色後，經過濾即可得到白色的聚酯織物，L值由20%提升至75%以上、a±4、b±8。描述顏色的L、a、b為三個基本坐標，是常用來描述人眼可見的所有顏色的最完備的色彩模型，L值表示亮度（L = 0%生成黑色、L =100%指示白色）；a值表示在紅色和綠色之間的位置（a為負值指示綠色、正值指示品紅）；b值表示在黃色和藍色之間的位置（b為負值指示藍色、正值指示黃色）；所回收的織物L值越高織物呈現越白亮，對於下游染整加工與製作織物(衣服)的品質越有利。過濾例如是以1 mm至30 mm的濾網，較佳例如是金屬濾網型式，以分離聚酯織物與羊毛裂解水溶液。透過本發明聚酯羊毛混紡織物的回收方法，在水溶液的情況下，聚酯的IV（分子量）下降幅度在10%以內。
以下，藉由實驗例來詳細說明上述本發明所提出之聚酯羊毛混紡織物的回收方法。然而，下述實驗例並非用以限制本發明。 實驗例
為了證明本發明所提出之羊毛混紡織物的回收方法兼具分離與除色程序，在同一道製程中，能夠將聚酯及羊毛分離，並取得經脫色的聚酯纖維，以下特別作此實驗例。 實施例 1
取PET聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯，polyethylene terephthalate)-羊毛混紡織物20g(L=19%、PET聚酯重量佔92%、羊毛重量佔8%)，置入1L耐壓反應槽，並放入500ml的水、10g的馬來酸、2.0g的次氯酸鈉，在溫度165℃下攪拌2hr，羊毛已裂解為羊毛角蛋白。
然後降溫至60℃，經過2mm的篩網分離PET聚酯與羊毛角蛋白水溶液，並以100ml的水清洗PET聚酯織物。
PET聚酯織物經105℃烘乾2hr，得PET織物純度重量比為99.5%；L=81%、a=-1.9、b=6.2。
分離後純度的分析方法:取容積1000 CC的三角燒瓶，倒入濃度75%重量比的硫酸水溶液600 CC，取分離後PET織物樣品3g投入燒瓶中，將燒瓶加熱至50℃±5℃維持1小時，並每10分鐘搖動1次，完成後以具有3mm篩網的漏斗抽氣排液，以濃度75%重量比的硫酸水溶液200 CC倒入漏斗清洗織物並抽氣排液，再以200 CC的清水倒入漏斗清洗織物2次，每次皆以抽氣排液體，把PET織物置於烘箱以105℃烘乾2小時後秤重得2.984g，確認純度重量比為99.5%。在下文中的實施例以及比較例均使用此分析方法，故不予贅述。 實施例 2
同實施例1，僅以草酸取代馬來酸，得PET織物純度重量比為99.8%；L=79%、a=1.2、b=5.4。 實施例 3
同實施例1，僅以次氯酸鈣取代次氯酸鈉，得PET織物純度重量比為99.4%；L=84%、a=-0.4、b=4.6。 實施例 4
取PET聚酯-羊毛混紡織物20g(L=18%、PET聚酯重量佔73%、羊毛重量佔27%)，置入1L耐壓反應槽，並放入500ml的水、12g的醋酸、1.5g的次氯酸鈉，在溫度165℃下攪拌2hr，羊毛已裂解為羊毛角蛋白。
然後降溫至60℃，經過2mm的篩網分離PET聚酯與羊毛角蛋白水溶液，並以100ml的水清洗PET聚酯織物。
PET聚酯經105℃烘乾2hr，得PET織物純度重量比為99.2%；L=84%、a=2.7、b=7.2。 實施例 5
同實施例4，僅以草酸取代醋酸，得PET織物純度重量比為99.9%；L=85%、a=1.8、b=5.9。 實施例 6
同實施例4，僅以2.5g的次氯酸鈉取代1.5g的次氯酸鈉，得PET織物純度重量比為99.9%；L=88%、a=-0.1、b=4.3。 比較例 1
取PET聚酯-羊毛混紡織物20g(L=19%、PET聚酯重量佔92%、羊毛重量佔8%)，置入1L耐壓反應槽，並放入500ml的水、10g的馬來酸，在溫度165℃下攪拌2hr，羊毛已裂解為羊毛角蛋白。
然後降溫至80℃，經過3mm的篩網分離PET聚酯與羊毛角蛋白水溶液，並以100ml的水清洗PET聚酯織物。
PET聚酯織物經105℃烘乾2hr，得PET織物純度重量比為99.1%；L=58%、a=4.8、b=8.7 比較例 2
取PET聚酯-羊毛混紡織物20g(L=20%、PET聚酯重量佔76%、羊毛重量佔24%)，置入1L耐壓反應槽，並放入500ml的水、10g的甲酸，在溫度170℃下攪拌2hr，羊毛已裂解為羊毛角蛋白。
然後降溫至60℃，經過3mm的篩網分離PET聚酯與羊毛角蛋白水溶液，並以100ml的水清洗PET聚酯織物。
PET聚酯經105℃烘乾2hr，得PET織物純度重量比為99.2%；L=63%、a=4.9、b=9.4。
由以上實驗結果可得知，實施例1至實施例6是使用本發明聚酯羊毛混紡織物的回收方法，使用含有氧化劑的酸性水溶液進行浸洗，因此，可取得L值為75%以上的聚酯織物。相較之下，比較例1及比較例2並未使用氧化劑，因此，無法取得L值為75%以上的聚酯織物。製程中加入氧化劑，濃度為0.4%重量比例且在酸性條件下，PET織物能有效去除染料等著色物質，讓織物呈白色(L值75%以上)，a值維持±4、b值維持±8，隨氧化劑增量至1.2%，a、b值越會接近0；當氧化劑濃度減量至0.06%，a值絕對值越接近4，b值絕對值越接近8。
綜上所述，本發明提供一種聚酯羊毛混紡織物的回收方法，兼具分離與除色程序，使用含有氧化劑的酸性水溶液進行浸洗，以同時將羊毛裂解並去除聚酯織物上的染料，在同一道製程中，能夠將聚酯及羊毛分離，並取得經脫色的聚酯纖維，因此，相較於習知技術中必須先裂解羊毛取得聚酯織物後，再以溶劑萃取聚酯織物染料以進行脫色的技術，可降低成本並簡化程序，且所取得的聚酯織物具有高品質、高安全性與低成本的優點，如此一來，提高聚酯織物回收的品質並拓展應用領域，有利於後續聚酯纖維的機械或化學回收。
無
無

Claims (8)

  1. 一種聚酯羊毛混紡織物的回收方法，包括：將含有染料的聚酯羊毛混紡織物放入含有氧化劑的酸性水溶液中進行升溫與浸洗，以裂解所述聚酯羊毛混紡織物中的羊毛，並同時進行脫色以去除所述染料；以及以過濾方式取得聚酯織物，其中浸洗是在高於聚酯的玻璃轉化溫度下進行，所述酸性水溶液中的有機酸濃度為0.1wt%至3.0wt%，所述酸性水溶液中的氧化劑濃度為0.06wt%至1.2wt%，所述聚酯羊毛混紡織物與所述酸性水溶液的重量比例為1：8至1：30。
  2. 如請求項1所述之聚酯羊毛混紡織物的回收方法，其中所述染料包括物理染料或化學性染料。
  3. 如請求項1所述之聚酯羊毛混紡織物的回收方法，其中是在溫度130℃至200℃的所述酸性水溶液中進行浸洗。
  4. 如請求項1所述之聚酯羊毛混紡織物的回收方法，其中所述酸性水溶液含有有機酸，所述有機酸為具有1至18個碳的單元酸、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、異辛酸、檸檬酸、馬來酸、馬來酸酐、苯甲酸或環己甲酸。
  5. 如請求項1所述之聚酯羊毛混紡織物的回收方法，其中進行浸洗的時間為0.5小時至3小時。
  6. 如請求項1所述之聚酯羊毛混紡織物的回收方法，其中所述氧化劑包括過氧化氫、高錳酸鉀、次氯酸鈣、臭氧、硝酸、硝酸鹽、氯酸鈉、氯酸鈣、氯酸鹽類、高氯酸鹽、次氯酸鈉、次氯酸鹽、過硼酸鈉、過硼酸鈉鹽、重鉻酸鈉、重鉻酸鹽或其組合。
  7. 如請求項1所述之聚酯羊毛混紡織物的回收方法，其中所述過濾方式是使用1mm至30mm的濾網。
  8. 如請求項1所述之聚酯羊毛混紡織物的回收方法，其中所取得的所述聚酯織物的L值為75%以上、a±4、b±8。
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