TW202317684A - 含聚酯及尼龍的廢棄織物處理方法 - Google Patents
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Abstract
一種含聚酯及尼龍的廢棄織物處理方法，其包括以下步驟。步驟a：提供含有聚酯及尼龍的廢棄織物。步驟b：對廢棄織物進行包括酸處理的第一階段處理，以獲得第一液狀物及第一固狀物。步驟c：對第一液狀物進行第二階段處理，以獲得第二液狀物及第二固狀物。步驟d：對第一固狀物進行包括酸處理的第三階段處理，以獲得第三液狀物。步驟e：對第三固狀物進行第四階段處理，以獲得第四液狀物及第四固狀物。第二液狀物的酸濃度小於第一液狀物的酸濃度。第四液狀物的酸濃度小於第三液狀物的酸濃度。
Description
本發明是有關於一種廢棄織物處理方法，且特別是有關於一種含聚酯及尼龍的廢棄織物處理方法。
聚酯纖維織物或尼龍纖維織物在市面上或生活中的使用非常的廣泛。舉例而言，聚酯纖維可以與尼龍纖維共織，再藉由紡織工業或成衣工業中常用的方式，以造成各式各樣的帽、衣、褲、裙、襪等織物。因此，在環保意識高漲的今日，如何針對這些共織物中的聚酯及/或尼龍進行回收及/或處理含有聚酯的廢棄物，實已成目前研究的課題。
本發明提供一種含聚酯及尼龍的廢棄織物處理方法，其可以降低酸液的整體使用量且/或提升聚酯及/或尼龍的回收量。
本發明的含聚酯及尼龍的廢棄織物處理方法包括以下步驟。步驟a：提供含有聚酯及尼龍的廢棄織物。步驟b：對廢棄織物進行第一階段處理，以獲得第一液狀物及第一固狀物。步驟c：對第一液狀物進行第二階段處理，以獲得第二液狀物及第二固狀物。步驟d：對第一固狀物進行第三階段處理，以至少獲得第三液狀物。步驟e：對第三固狀物進行第四階段處理，以獲得第四液狀物及第四固狀物。第一階段處理包括酸處理。第二液狀物的酸濃度小於第一液狀物的酸濃度。第三階段處理包括酸處理。第四液狀物的酸濃度小於第三液狀物的酸濃度。第三固狀物包含回收的聚酯，且/或第二固狀物及/或第四固狀物包括回收的尼龍。
基於上述，藉由上述步驟，本發明的含聚酯及尼龍的廢棄織物的處理方法可以降低酸液的整體使用量且/或提升尼龍及/或聚酯的回收量。
在以下詳細描述中，為了說明而非限制，闡述揭示特定細節之示例性實施例以提供對本發明之各種原理之透徹理解。然而，本領域一般技術者將顯而易見的是，得益於本揭示案，可在脫離本文所揭示特定細節的其他實施例中實踐本發明。此外，可省略對熟知裝置、方法及材料之描述以免模糊對本發明之各種原理之描述。
範圍在本文中可表達為自「約」一個特定值至「約」另一特定值，其亦可以直接表示為一個特定值及/或至另一特定值。在表達所述範圍時，另一實施例包括自該一個特定值及/或至另一特定值。類似地，當藉由使用先行詞「約」將值表達為近似值時，將理解，該特定值形成另一實施例。將進一步理解，每一範圍之端點顯然與另一端點相關或與另一端點無關。
在本文中，非限定之術語（如：可能、可以、例如或其他類似用語）為非必要或可選擇性之實施、包含、添加或存在。
除非另外定義，在此使用的所有術語（包括技術術語和科學術語）具有與本發明所屬技術領域中具有通常知識者 通常理解相同的含義。還將理解的是，術語（諸如在通常使用的字典中定義的那些）應解釋為具有與在相關技術背景中的含義一致的含義，並不應以理想化或過於正式的意義解釋，除非在此明確這樣定義。
[
回收物
]
提供含有聚酯（polyester）及尼龍（Nylon）的回收物。
在一實施例中，回收物的取得方式例如包含：收集含尼龍的各類型回收物或廢棄物；可以依據前述回收物的種類、顏色及/或曾被使用的用途，進行對應的分類。前述的回收物例如可以包括衣物，但本發明不受限於此。一般正規的衣物標籤上會註明其所使用的纖維成分。
在一實施例中，含有尼龍的回收物可以進一步地進行以下其中之一的前處理（即，進行後續處理前之處理；本質上仍為回收物）：去除回收物上的物件（如：夾件、扣件、飾物、標籤及/或其他明顯非含有尼龍之物）；對回收物進行初步的清潔（如：對汙漬進行水洗、甩落雜質等，但不限）；藉由物理性的方式（如：剪、裁、割或切，但不限）降低回收物的單一尺寸；及/或，對回收物進行乾燥。
在一實施例中，回收物的取得方式也可以例如包含：通過直接購買處理過的含有尼龍的回收物。
需說明的是，本文中的術語“尼龍”包含一般常被稱為尼龍之聚合物，諸如：尼龍66（Nylon 66）、尼龍6（Nylon 6）、尼龍510（Nylon 510）、尼龍1,6（Nylon 1,6）、其他包括聚醯胺官能基且相似於前述聚合物之類似聚合物、上述之共聚物或上述之共織物。
需說明的是，本文中的術語“聚酯”包含一般常被稱為聚酯之聚合物，特別是指芳香族聚酯，並且此處特別指源自對苯二甲酸（purified terephthalic acid；PTA）及乙二醇（ethylene glycol；EG）的聚酯（即，聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate；PET））。
另外，本文中的聚酯也可以例如是聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯或上述之組合。在本實施例中，所述的聚酯優選為聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯或上述之組合。此外，也可以使用共聚物，其特別指的是可通過使用兩種以上的二羧酸及/或兩種以上的二醇成分得到的共聚物。
[
第一階段處理
]
對前述的回收物進行第一階段處理，以獲得第一液狀物及第一固狀物。
需說明的是，本文中的術語“液狀物”並不限於該物須完全為液態。舉例而言，“液狀物”可以包括液體；以及懸浮於該液體中或懸浮於該液體上之懸浮物。前述懸浮物的粒徑可以小於或等於1公釐（millimeter；mm）；或是，以ASTM E11-01的標準視之，前述懸浮物可以通過篩目數（mesh）為18或更大數值的篩網。又舉例而言，“液狀物”可以包括高分子溶液（polymer colloid）或其他類似的膠體（colloid）。
需說明的是，本文中的術語“固狀物”並不限於該物須完全為固態。舉例而言，“固狀物”可以包括固體；以及附著該固體上或藉由毛細現象而位於兩個該固體之間之液體。該“固狀物”可以藉由適當的方式乾燥（如：加熱乾燥及/或減壓乾燥），以獲得幾乎無液體之該固體。以該“固狀物”的總重量計，乾燥後的該固體的重量可以為約80%或以上；較佳為約90%或以上；更佳為約95%或以上。
在本實施例中，第一階段處理可以包括酸處理。舉例而言，可以將前述的回收物浸入酸液中，然後，可以藉由適當的方式（如：以篩網過濾；但不限）以將第一液狀物及第一固狀物彼此分離。
在一實施例中，第一階段處理的酸處理可以將回收物浸入酸液中（可被稱為：酸洗）
在一實施例中，第一階段處理的酸處理可以將回收物浸入酸液中加熱（如：加熱至約50±5℃），但本發明不限於此。
在一實施例中，第一階段處理的酸處理可以將回收物浸入酸液中攪拌及/或靜置（如：攪拌及/或靜置30分鐘以上；或是，攪拌及/或靜置60分鐘以上），但本發明不限於此。
在一實施例中，可以藉由有機酸的水溶液進行第一階段處理的酸處理。若使用硝酸、鹽酸或硫酸，則容易對酸處理槽（如：酸洗槽；但不限）或其他可能的金屬製具（如：不鏽鋼製具；但不限）造成損壞。硫酸可能會造成其他非尼龍的纖維（如：聚酯纖維）溶解，而造成液狀物及固狀物之間的分離性降低。氫氟酸較容易造成工安上的危害。草酸的水溶性較低（如：約14.3g/100ml@25℃），故較難於室溫配製成高濃度水溶液以溶解尼龍。磷酸對尼龍溶解度不佳。
在一實施例中，可以藉由脂肪酸（fatty acid）的水溶液進行第一階段處理的酸處理。芳香酸（aromatic acid）（如：苯甲酸；但不限）的水溶性較低，故較難於室溫配製成高濃度水溶液以溶解尼龍。並且，相較於尼龍，其他非尼龍的纖維（如：聚酯纖維或其他包含芳香基的聚合物）可能更難被脂肪酸溶解。
在一實施例中，可以藉由直鏈脂肪酸（straight chain fatty acid）的水溶液進行第一階段處理的酸處理。以具有相同碳數的脂肪酸進行比較，相較於具有支鏈（side chain）的脂肪酸，直鏈脂肪酸大多可以具有較佳的水溶性。
在一實施例中，可以藉由碳數為3以下的直鏈脂肪酸（straight chain fatty acid）的水溶液進行第一階段處理的酸處理。碳數為3以下的直鏈脂肪酸可以具有較佳的水溶性。
在一實施例中，可以藉由甲酸（即，蟻酸；可由螞蟻、蜜蜂等膜翅目昆蟲所分泌）或乙酸（即，醋酸；可由醋酸菌所產生）的水溶液進行第一階段處理的酸處理。甲酸及乙酸為自然界可見之生物酸，在應用及/或處理（如：廢液處理，但不限）上較為生態環境友好（eco-friendly）。
在一實施例中，可以藉由甲酸的水溶液進行第一階段處理的酸處理。相較於乙酸，甲酸更容易將尼龍溶解。
在一實施例中，可以藉由99wt%的甲酸水溶液進行第一階段處理的酸處理。
在一實施例中，第一固狀物可以包括其他非尼龍的聚合物（如：聚酯）。但值得注意的是，本發明並不排除第一固狀物中更包括少量的尼龍。
在一實施例中，第一液狀物可以包括酸液及溶於該酸液中的尼龍或尼龍懸浮物。
在一實施例中，以前述回收物中的總尼龍量計，第一液狀物中的尼龍量約為75wt%~90wt%，且第一固狀物中的尼龍量對應地約為25wt%~10wt%。
[
第二階段處理
]
對前述的第一液狀物進行第二階段處理，以獲得第二液狀物及第二固狀物。
在本實施例中，第二階段處理可以包括稀釋。舉例而言，可以將前述第一階段處理中，酸處理所使用的溶劑（solvent）加入第一液狀物中，然後，可以藉由適當的方式（如：以篩網過濾或靜置分離；但不限）以將第二液狀物及第二固狀物彼此分離。
在一實施例中，第二階段處理的方式可以更包括將前述溶劑加入前述的第一液狀物之後，將溶液降溫（如：降溫至室溫（約25℃）；或是，降溫至室溫以下及冰點以上），但本發明不限於此。
在一實施例中，第二階段處理的方式可以更包括將前述溶劑加入前述的第一液狀物之後，將溶液攪拌及/或靜置（如：攪拌3分鐘及靜置30分鐘以上；或是，攪拌5分鐘及靜置60分鐘以上），但本發明不限於此。
在一實施例中，第一階段處理可以包括藉由99wt%的甲酸水溶液進行第一階段處理的酸處理，且第二階段處理可以包括將水加入前述的加入第一液狀物中，以使溶液中的甲酸濃度降至約60wt%~70wt%。
在一實施例中，第二固狀物可以包括尼龍。
在一實施例中，第二液狀物可以包括酸液及溶於該酸液中的尼龍或尼龍懸浮物。第二液狀物中酸性物質的濃度小於第一液狀物中酸性物質的濃度。
[
第三階段處理
]
對前述的第一固狀物進行第三階段處理，以獲得第三液狀物及第三固狀物。
在本實施例中，第三階段處理可以包括酸處理。在一實施例中，第三階段處理的酸處理方式可以相似於第一階段處理的酸處理方式。舉例而言，可以將前述的第一固狀物浸入酸液中，然後，可以藉由適當的方式（如：以篩網過濾；但不限）以將第三液狀物及第三固狀物彼此分離。
在一實施例中，第三階段處理的酸處理可以將的第一固狀物浸入酸液中加熱（如：加熱至約70±5℃~100±5℃），但本發明不限於此。
在一實施例中，第三階段處理的酸處理可以將的第一固狀物浸入酸液中攪拌及/或靜置（如：攪拌及/或靜置30分鐘以上；或是，攪拌及/或靜置60分鐘以上），但本發明不限於此。
在一實施例中，第三階段處理的酸處理所使用的溶質及溶劑可以相同或相似於第一階段處理的酸處理所使用的溶質及溶劑。
在一實施例中，第三階段處理的酸處理的酸液濃度不同於第一階段處理的酸處理的酸液濃度；且第三階段處理的酸處理的酸液濃度不同於第二液狀物的酸濃度。
在一實施例中，第三階段處理的酸處理的酸液濃度小於第一階段處理的酸處理的酸液濃度；且第三階段處理的酸處理的酸液濃度大於第二液狀物的酸濃度。
在一實施例中，可以先將99wt%的甲酸水溶液與濃度約60~70wt%的回收甲酸水溶液混合，然後，前述的混合液可以做為第三階段處理的的酸處理的酸液。如此一來，可以降低甲酸的整體使用量。在一實施例中，在前述的混合液中，甲酸的濃度可以大於80wt%。如此一來，可以對尼龍有較佳的溶解效果。
在一實施例中，前述的回收甲酸水溶液可以包括藉由進行第二階段處理後所獲得的第二液狀物（包括：本次處理循環中所獲得的第二液狀物；及/或在本發明的方法進行多次下，先前的處理循環中所獲得的第二液狀物）；且/或，藉由先前的處理循環中所進行的第四階段處理（詳述如後）後所獲得的第四液狀物（在本發明的方法進行多次下）。如此一來，可以降低甲酸的整體使用量，且回收甲酸水溶液（如：第二液狀物及/或第四液狀物）中溶於該酸液中的尼龍或尼龍懸浮物可繼續進行後續的回收，而可以提升尼龍的回收量。
在一實施例中，第三固狀物可以包括其他非尼龍的的聚合物（如：聚酯）。但值得注意的是，本發明並不排除第三固狀物中更包括極少量的尼龍。
在一實施例中，第三固狀物中尼龍的比例（可為尼龍占第三固狀物整體的重量比）小於第一固狀物中尼龍的比例（可為尼龍占第一固狀物整體的重量比）。
在一實施例中，第三固狀物中聚酯的比例（可為聚酯占第三固狀物整體的重量比）大於第一固狀物中聚酯的比例（可為聚酯占第一固狀物整體的重量比）。
在一實施例中，第三液狀物可以包括酸液及溶於該酸液中的尼龍或尼龍懸浮物。
在一實施例中，以前述第一固狀物中的總尼龍量計，第三液狀物中的尼龍量可以約為90wt%或以上；或是更為95wt%或以上。也就是說，藉由兩階段的酸處理（即，第一階段處理中的酸處理及第三階段處理中的酸處理），前述回收物中的尼龍幾乎已可被溶解而於後續的步驟中分離。
[
第四階段處理
]
對前述的第三液狀物進行第四階段處理，以獲得第四固狀物及第四液狀物。
在本實施例中，第四階段處理可以包括稀釋。舉例而言，可以將前述第一階段處理或前述第三階段處理中，酸處理所使用的溶劑（solvent）加入第三液狀物中，然後，可以藉由適當的方式（如：以篩網過濾或靜置分離；但不限）以將第四液狀物及第四固狀物彼此分離。
在一實施例中，第四階段處理的方式可以更包括將前述溶劑加入前述的第三液狀物之後，將溶液降溫（如：降溫至室溫（約25℃）；或是，降溫至室溫以下及冰點以上），但本發明不限於此。
在一實施例中，第四階段處理的方式可以更包括將前述溶劑加入前述的第三液狀物之後，將溶液攪拌及/或靜置（如：攪拌3分鐘及靜置30分鐘以上；或是，攪拌5分鐘及靜置60分鐘以上），但本發明不限於此。
在一實施例中，第一階段處理可以包括藉由99wt%的甲酸水溶液進行第一階段處理的酸處理，第三階段處理可以包括藉由兩階段不同濃度的甲酸水溶液進行第三階段處理的酸處理，且第四階段處理可以包括將水加入前述的加入第三液狀物中，以使溶液中的甲酸濃度降至約60wt%~70wt%。
在一實施例中，第四固狀物可以包括尼龍。
在一實施例中，第四液狀物可以包括酸液及溶於該酸液中的尼龍或尼龍懸浮物。第四液狀物中酸性物質的濃度小於第三液狀物中酸性物質的濃度。
[
尼龍的回收再利用
]
包括尼龍的第二固狀物及/或第四固狀物基本上已可藉由適當的方式，進行尼龍的回收再利用（如：尼龍拉絲或尼龍造粒；但不限）。
在一實施例中，可以對第二固狀物及/或第四固狀物進行進一步地水洗，以降低第二固狀物及/或第四固狀物中酸液的濃度，但本發明不限於此。
在一實施例中，可以對第二固狀物及/或第四固狀物進行乾燥，但本發明不限於此。
[
聚酯的回收再利用
]
包括聚酯的第三固狀物基本上已可藉由適當的方式，進行聚酯的回收再利用（如：聚酯造粒；但不限）。
在一實施例中，可以對第三固狀物進行進一步地水洗，以降低第三固狀物中酸液的濃度，但本發明不限於此。
在一實施例中，可以對第三固狀物進行乾燥，但本發明不限於此。
[
產業利用性
]
藉由本發明的方法，可以對回收物中的尼龍或聚酯進行回收。並且，回收後的尼龍或聚酯可以進行再利用。再利用的方式例如但不限於：織物、布幕、輪胎等含尼龍之物之製造用。回收聚酯的處理方法包括物理再製或化學再製。物理再製包括利用押出機將處理後的聚酯熔融後再押出造粒。化學再製包括利用化學解聚液將回收的聚酯解聚，再於特定的條件下將解聚後得到的單體及/或低聚物重新聚合，然後進行造粒；化學解聚液可以是水、甲醇、乙醇、乙二醇、二甘醇或任意組合。回收聚酯的處理方式可以參考申請號為110113065的台灣專利申請案。
無
圖1是依照本發明的一實施例的一種含聚酯及尼龍的廢棄物的處理方法的部分流程示意圖。
Claims (9)
- 一種含聚酯及尼龍的廢棄織物處理方法，包括： 步驟a：提供含有聚酯及尼龍的廢棄織物； 步驟b：對所述廢棄織物進行第一階段處理，以獲得第一液狀物及第一固狀物； 步驟c：對所述第一液狀物進行第二階段處理，以獲得第二液狀物及第二固狀物； 步驟d：對所述第一固狀物進行第三階段處理，以至少獲得第三液狀物；以及 步驟e：對所述第三固狀物進行第四階段處理，以獲得第四液狀物及第四固狀物，其中： 所述第一階段處理包括酸處理； 所述第二液狀物的酸濃度小於所述第一液狀物的酸濃度； 所述第三階段處理包括酸處理； 所述第四液狀物的酸濃度小於所述第三液狀物的酸濃度；且 第三固狀物包含回收的聚酯，且/或所述第二固狀物及/或所述第四固狀物包括回收的尼龍。
- 如請求項1所述的含聚酯及尼龍的廢棄織物處理方法，其中： 所述第二階段處理包括稀釋；且/或 所述第四階段處理包括稀釋。
- 如請求項1所述的含聚酯及尼龍的廢棄織物處理方法，其中所述第一階段處理的酸處理及/或所述第三階段處理的酸處理為僅藉由直鏈脂肪酸的水溶液進行酸處理。
- 如請求項1所述的含聚酯及尼龍的廢棄織物處理方法，其中所述第一階段處理的酸處理及/或所述第三階段處理的酸處理包括藉由甲酸或乙酸進行酸處理。
- 如請求項1所述的含聚酯及尼龍的廢棄織物處理方法，其中所述步驟a、所述步驟b、所述步驟c、所述步驟d及所述步驟e依序執行。
- 如請求項1所述的含聚酯及尼龍的廢棄織物處理方法，其中所述第三階段處理的酸處理的酸濃度小於所述第一階段處理的酸處理的酸濃度，且所述第三階段處理的酸處理的酸濃度大於所述第二液狀物的酸濃度。
- 如請求項6所述的含聚酯及尼龍的廢棄織物處理方法，其中： 所述步驟a、所述步驟b及所述步驟d執行N次，其中N大於或等於1； 所述步驟c執行M次，其中M小於或等於N；且 第N次的所述第三階段處理的酸處理包括藉由第M次所述第二液狀物進行酸處理。
- 如請求項6所述的含聚酯及尼龍的廢棄織物處理方法，其中： 所述步驟a、所述步驟b、所述步驟d及所述步驟e執行N次，其中N大於或等於2； 第N次的所述第三階段處理的酸處理包括藉由第P次所述第四液狀物進行酸處理，其中P小於N。
- 如請求項6所述的含聚酯及尼龍的廢棄織物處理方法，其中用於所述第三階段處理的酸處理的酸液為混有第二液狀物的混合液。
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