[发明专利]经染料着色的聚酯纤维的脱色方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱色方法，特别是涉及一种针对经染料着色的聚酯纤维的脱色方法。

背景技术

由于环保意识增强，工业与民生用废弃物的再利用已形成现今重要议题与商机。目前全球的聚酯制品年产量约为7000万吨，其中，占聚酯总量3成的瓶用聚酯材料，目前已具备完善的回收机制，而全球消耗量最大的纺纤用聚酯纤维却仍未建立合理的回收，因此成为现今最重要议题之一。

聚酯纤维回收系统中，染料的去除是非常重要的课题，因为若聚酯纤维中的染料未能完全去除，则后续回收将无法有效进行聚酯材料的纯化与再使用，所以如何建立有效的染料去除方法则是建立聚酯纤维回收系统必须克服的重点。

美国专利公告第5356437和5613983号公开利用氧化剂将聚酯纤维中的染料氧化，达到淡色或脱色的效果。但此方法并未将染料从聚酯纤维中移出，停留于聚酯纤维中的染料在后续回收纯化中仍会造成极大困扰，主要的困扰是聚酯纤维所惯用的分散型染料分子尚具有许多重氮基或卤素(Cl或Br)等基团，高温下易引发一连串热分解反应或其他副反应，当副反应所产生的副产物分散于聚酯纤维中，会造成聚酯的纯度降低及物性劣化，因此后续的脱色技术开始朝向利用物理吸附的方式去除聚酯纤维中的染料。

美国专利公告第7192988号公开利用活性碳吸附聚酯产品中的染料的方法。但此方法必须先加入甲醇或乙二醇至聚酯产品，以使聚酯产品于180℃至280℃下解聚成较小的单体，接着使该单体于高温下(170℃以上)进行活性碳的吸附。此方法虽然不会破坏染料的结构，但于解聚的过程中，染料会因为高温环境及触媒的存在发生一连串热分解反应或其他副反应产生，造成活性碳吸附能力下降；此外，活性碳对染料为选择性吸附，不同种类的活性碳会因为具有不同的表面孔洞结构和官能基团，对于各种染料的吸附/脱附效果不同。此方法的另一个困难点在于尚需将吸附有染料的活性碳自该聚酯产品移除，方能获得脱色的聚酯产品，而聚酯单体和活性碳不易分离，致使活性碳的去除更加困难。

更近期的脱色技术则着重在使聚酯纤维不发生化学反应的状态下来移除染料，例如采用溶剂萃取的方式将聚酯纤维中的染料溶出并带走。此法的优点为能将染料移除，且能有效避免染料因受到高温而分解或产生副产物等问题，但在符合环保需求及不危害人体健康的考量下，降低溶剂的使用量成为重要的课题。

美国专利公告第7959807号公开一种以非氯系溶剂萃取使聚酯纤维脱色的方法，此法是将聚酯纤维浸泡于溶剂中，以让聚酯纤维接触溶剂并进行染料的萃取，此法因采用浸泡方式进行萃取，所以当溶剂中的染料达到饱和浓度时，则会有染料回染至聚酯纤维的问题，所以必需对聚酯纤维进行多次萃取，耗费大量溶剂方能达到所需的染料去除率，就环保的角度来说仍不够理想。

由上述可知，以萃取方式移除聚酯纤维中的染料，虽可避免染料及聚酯纤维于高温下所衍生的问题，但需通过增加萃取次数，才可以提高染料移除率，过程中使用大量溶剂仍对环境造成不良影响。因此，仍需找寻一种高效率且对环境较为友善的使经染料着色的聚酯纤维脱色的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种较为环保且有效的经染料着色的聚酯纤维的脱色方法。且此方法不需通过浸泡的方式即可以使该溶剂以新鲜蒸气的型态与该聚酯纤维接触。

本发明经染料着色的聚酯纤维的脱色方法，包含：

(a)提供一溶剂及一经染料着色的聚酯纤维；

(b)加热该溶剂至其沸点，使该溶剂持续产生一新鲜蒸气，该新鲜蒸气的温度介于该聚酯纤维的玻璃转移温度及熔点间，且该染料可以溶解于该溶剂中；

(c)使该新鲜蒸气于该聚酯纤维中生成一该溶剂的冷凝液；

(d)利用该溶剂的冷凝液萃取该聚酯纤维中的该染料，以形成一带有该染料的萃取液；

(e)使该带有该染料的萃取液回至该溶剂中；

(f)重复进行步骤(a)至步骤(e)，使该聚酯纤维脱色。

较佳地，该溶剂的溶解度参数为17-40(J/cm²)^0.5。

较佳地，该溶剂是选自于：二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、正己醇、乙二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二甲基甲酰胺、氮,氮-二甲基乙胺、二甲基亚砜、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯，及前述的组合。

较佳地，该步骤(c)的冷凝液的温度是介于该聚酯纤维的玻璃转移温度及熔点间。

较佳地，该聚酯纤维与该冷凝液的重量比例为1：4至1：2。