專利名稱：提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度的方法及其使用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提升聚對苯二甲酸乙二酯(polyethyleneter印hthalate ；簡稱為PET)纖維白度的方法，特別是涉及一種提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度的方法，以及一種以該方法制得的芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)保意識增強，業(yè)界也漸漸重視物質(zhì)的回收再利用，特別是塑料的回收，而聚對苯二甲酸乙二酯就是目前常見的包裝用塑料材料之一，常被制成各種包裝瓶并用于承裝各類飲料、礦泉水或牛奶，甚至是機(jī)油等，因此，近年來，環(huán)保單位積極推動聚對苯二甲酸乙二酯廢棄物的回收再利用，例如將其再制成纖維。一般此類回收廢棄物的處理方法是先將回收的聚對苯二甲酸乙二酯廢棄物予以分級，再進(jìn)行破碎及清洗等步驟，不過，最終的回收料中不可避免地仍會有不想要的殘余物存在，所以若是要以回收的聚對苯二甲酸乙二酯來制備纖維時，多半會發(fā)生以下問題(1) 制得的纖維的白度不佳，因為回收的聚對苯二甲酸乙二酯通常色澤偏黃；及( 制得的纖維的染色主色率不佳，因為聚對苯二甲酸乙二酯回收料中尚有其它雜質(zhì)，且不同批的回收料中的雜質(zhì)的成分與含量也不盡相同，也就是說有難以控制的差異存在。針對上述問題，業(yè)界目前的對應(yīng)做法主要是以人工方式將聚對苯二甲酸乙二酯回收料分級后，篩選出可用的回收料(白度在可接受范圍內(nèi)者)并將其制成大量的纖維成品。 之后，依據(jù)制得的纖維成品的質(zhì)量再進(jìn)行一次分級，進(jìn)而篩選出具有下游客戶可接受的質(zhì)量的纖維成品。但是此法主要是通過人工進(jìn)行篩選，所以需耗費大量人力與時間成本，同時也耗費制備及品管成本，而且常常同一批回收料所制得的纖維成品，其前、中、后段等不同部分的白度與染色主色率也大有差異。另外，由于人工篩選過程中需剔除許多色相不佳的回收料與纖維成品，致使其產(chǎn)率偏低，進(jìn)一步增加了產(chǎn)制成本。為解決前述的問題，開始有廠商嘗試在白度色相值較低的聚對苯二甲酸乙二酯回收料中添加純的聚對苯二甲酸乙二酯(也就是直接經(jīng)由一苯二甲酸和一乙二醇進(jìn)行縮合聚合反應(yīng)所得，且未經(jīng)使用過的聚對苯二甲酸乙二酯)，不過，此做法對于纖維白度的提升效果有限，且染色主色率不佳與纖維產(chǎn)品質(zhì)量不均的問題仍無法獲致有效的改善，整體而言，此種方式的改善成效仍有限。因此，仍有需要發(fā)展出一種具環(huán)保性、制備與品管成本低，且能提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度，及提高回收料產(chǎn)制率的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種能兼顧環(huán)保及各項成本，且又能有效改善纖維性質(zhì)的提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度的方法。于是，本發(fā)明提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度的方法，其特征在于該方法是將一白度色相值是介于55至80之間的回收的聚對苯二甲酸乙二酯，與一包括一白度色相值是介于85至95之間的聚對苯二甲酸乙二酯的組成物，以復(fù)合纖維紡絲機(jī)進(jìn)行紡絲， 進(jìn)而制得一芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維，該芯層是由該回收的聚對苯二甲酸乙二酯所構(gòu)成，該鞘層是由該組成物所構(gòu)成，而該纖維的橫斷面是呈現(xiàn)一同心圓，且該同心圓的內(nèi)圓的半徑R1與外圓的半徑&的關(guān)系如下式(I)所示1. 11 ^ R2ZR1 ^ 4. 48(I)。本發(fā)明的第二目的在于提供一種能兼顧環(huán)保及各項成本，且白度經(jīng)提升的聚對苯
二甲酸乙二酯纖維。本發(fā)明芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維是通過如上所述的提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度的方法所制得的。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明方法通過使用一包括一白度色相值是介于85至 95之間的聚對苯二甲酸乙二酯的組成物，與現(xiàn)有回收的聚對苯二甲酸乙二酯制備出一芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維，并控制其中的芯層半徑和鞘層厚度的比值于本發(fā)明所定義的范圍內(nèi)，就可于兼顧環(huán)保性及各項成本的情況下，有效地提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維的白度，并提高回收料的產(chǎn)制率。


圖1是一橫向剖面示意圖，用以顯示本發(fā)明芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維的橫截面。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。有鑒于現(xiàn)有回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維的白度一直無法有效地被改善，發(fā)明人經(jīng)多方研究后，開發(fā)出一種能有效地提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度的方法， 其是以純的聚對苯二甲酸乙二酯纖維包覆回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維，以形成一芯鞘型纖維，并同時控制該芯鞘層纖維的內(nèi)外層半徑的比例關(guān)系于本發(fā)明所定義的范圍內(nèi)(而非單純地控制鞘層的厚度)。本發(fā)明所揭示的方法能在兼顧成本與纖維成品的質(zhì)量的情況下，達(dá)到有效地提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維的白度的功效。根據(jù)本發(fā)明所指出的一種提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度的方法，其是將一白度色相值是介于陽至80之間的回收的聚對苯二甲酸乙二酯，與一包括一白度色相值是介于85至95之間的聚對苯二甲酸乙二酯的組成物，以現(xiàn)有的復(fù)合纖維紡絲機(jī)進(jìn)行紡絲，進(jìn)而制得一芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維。如圖1所示，該芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維包含一芯層1與一鞘層2，該芯層 1是由該回收的聚對苯二甲酸乙二酯所構(gòu)成，該鞘層2是由該組成物所構(gòu)成，而該纖維的橫斷面是呈現(xiàn)一同心圓，該芯層1的外圍就是該同心圓的內(nèi)圓的圓周；該鞘層2的外圍就是該同心圓的外圓的圓周。上述的內(nèi)圓的半徑R1與外圓的半徑&具有如下式(I)所示的關(guān)系式1. 11 ^ R2ZR1 ^ 4. 48(I)。當(dāng)< 1. 11時，由于供作為鞘層的純PET量過少，使得鞘層的純PET纖維的厚度不足以掩蓋住芯層的回收PET纖維的顏色，以致于芯層的回收PET纖維的顏色(主要為偏黃色)會透過鞘層的純PET纖維而透出，致使制得的纖維整體外觀所呈現(xiàn)的色相不佳 (L值偏低，Lb值偏高)；而當(dāng)> 4. 48時，制得的PET纖維的白度色相值、Lb值及染色主色率雖均可獲致改善的效果，但是由于此時所使用的回收的PET含量過低，將使得所謂的『環(huán)保訴求』失去意義。為更強調(diào)所謂的『環(huán)保訴求』，更佳為^ 3. 71 ；最佳為 R1 ( 2. 00。上述白度色相值(L值)代表該纖維的明亮度(Lightness)，其值愈高，顯示纖維的白度愈好；La值代表該纖維的紅色與綠色的色彩度，正值表示纖維的顏色偏紅，負(fù)值表示纖維的顏色偏綠；Lb值代表該纖維的黃色與藍(lán)色的色彩度，正值表示纖維的顏色偏黃，負(fù)值表示纖維的顏色偏藍(lán)。另，因為現(xiàn)有經(jīng)過回收處理的PET回收料與純PET的La值都是介于-3. 0至0之間，皆符合業(yè)界使用標(biāo)準(zhǔn)，所以本案不贅述此部份。發(fā)明人經(jīng)多方研究后發(fā)現(xiàn)，若以純PET纖維作為鞘層包覆回收PET纖維時，只控制鞘層厚度并不足以完全達(dá)成本發(fā)明改善纖維色相的目的。因為在相同鞘層厚度下，隨著芯層半徑的增加，對于纖維外觀色相的改善效果將會隨著降低。如前所述，根據(jù)本發(fā)明所述的方法所制得的回收聚對苯二甲酸乙二酯纖維，在進(jìn)行纖維染色加工時，染料主要是對鞘層的PET纖維進(jìn)行染色，由于本發(fā)明回收聚對苯二甲酸乙二酯纖維的外層包覆有一由純PET所構(gòu)成的鞘層，所以可獲得與純PET纖維相近的染色效果，擁有相近的染色主色率。借此就能有效地避免現(xiàn)有技術(shù)因纖維外層中含有回收PET 所導(dǎo)致的染色不均狀況，因為回收PET通常含有會影響染色效果的雜質(zhì)或其它成份。熟悉本發(fā)明領(lǐng)域的技藝者，經(jīng)由本發(fā)明說明書所揭示的技術(shù)的啟示，當(dāng)可輕易地了解到，在纖維制備時可通過多種方式來調(diào)控芯鞘層纖維中，芯層的半徑與鞘層的厚度，所以在本發(fā)明中對于控制芯層的半徑與鞘層的厚度的方法，并無特別的限制。任何現(xiàn)有或未知的技術(shù)，只要是能使制備出來的纖維具有本發(fā)明中所定義的特定芯鞘層纖維外圓與內(nèi)圓半徑比，就能被用于本發(fā)明中，并達(dá)成本發(fā)明的目的。在此可舉出的例子，但是并不只限于此，例如使用芯鞘型纖維紡絲機(jī)進(jìn)行紡絲時，當(dāng)聚酯酯粒通過押出機(jī)(Extruder)，并進(jìn)行高溫熔融時，同時以計量泵(metering pump)控制芯層和鞘層的進(jìn)料量(throughput)，就能獲致任何想要的芯層半徑與鞘層厚度。雖然本發(fā)明方法可有效地改善回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維的外觀色相，但是若是回收料的色相太差時，也就是說白度色相值低于陽，即使經(jīng)本發(fā)明方法改善，最終仍有可能無法獲致令人滿意的最終外觀色相。為確保經(jīng)改善后的纖維外觀色相能獲致可接受的質(zhì)量，較佳地，該回收的聚對苯二甲酸乙二酯具有一介于60至80之間的白度色相值。此外，較佳地，該回收的聚對苯二甲酸乙二酯的Lb值是介于10至4之間。附注說明，一般回收的寶特瓶廢棄物的白度色相值是介于55至80之間，Lb值是介于10至4之間。而一般市售純聚對苯二甲酸乙二酯的白度色相值是介于85至95之間。一般業(yè)界所期望得到的回收聚對苯二甲酸乙二酯纖維產(chǎn)品的白度色相值為不低于85，目前業(yè)界能產(chǎn)出的較高質(zhì)量的回收聚對苯二甲酸乙二酯纖維產(chǎn)品的白度色相值通常介于85至89之間；而其Lb值則是不高于4，至于染色主色率則是期望能有91 %以上。而通過發(fā)明人經(jīng)多次實驗研究所得獲致，當(dāng)&與R1間的比例關(guān)系在本發(fā)明所定義的范圍內(nèi)時，依本發(fā)明方法所制得的回收聚對苯二甲酸乙二酯纖維的白度色相值、Lb值，及染色主色率等性質(zhì)，不但可以符合目前業(yè)界高質(zhì)量回收PET纖維的標(biāo)準(zhǔn)，甚至還可達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)。另外，由于能應(yīng)用于本發(fā)明中的PET回收料基本上無特別的限制，所以本發(fā)明方法能大幅減少以人工篩選回收料的人力，更無需在制成纖維后再進(jìn)行進(jìn)一步的人工選別分級工作。此外，也由于無需特別篩選回收料的質(zhì)量，即使是性質(zhì)稍差，例如現(xiàn)有技術(shù)無法利用的白度色相值是介于75至55之間的回收料，皆能被應(yīng)用于本發(fā)明方法中，所以本發(fā)明方法尚可進(jìn)一步提高回收料的利用比率。借此，本發(fā)明方法相較于現(xiàn)有技術(shù)，能大幅減少人工成本與原料成本。另，由于根據(jù)本發(fā)明方法所制得的回收聚對苯二甲酸乙二酯纖維，外層包裹一層由純PET所構(gòu)成的鞘層，所以整體纖維在性質(zhì)上接近于純PET纖維。因此，本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域中所屬技術(shù)人員，經(jīng)由本發(fā)明說明書的教示，就可輕易地思及，可將本發(fā)明方法所制得的回收聚對苯二甲酸乙二酯纖維，依不同的需求，進(jìn)一步在該用以制成鞘層的組成物中添加現(xiàn)有的添加劑，例如，添加二氧化鈦(TiO2)等物質(zhì)，可達(dá)到消光的效果。本發(fā)明芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維是通過一如前述的提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度的方法所制得的。較佳地，該芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維為一未延伸絲(undrawing yarn ； 簡稱為UDY)、一半延伸絲(partially orientedyarn ；簡稱為Ρ0Υ)、一假捻加工絲 (drawtextured yarn ；簡稱為 DTY)或一全延伸絲(fully oriented yarn ；簡稱為 F0Y)。實施例本發(fā)明將就以下實施例來作進(jìn)一步說明，但是應(yīng)了解的是，所述實施例只為例示說明之用，而不應(yīng)被解釋為本發(fā)明實施的限制?！椿瘜W(xué)品來源〉1.回收的聚對苯二甲酸乙二酯酯粒購自于遠(yuǎn)東新世紀(jì)；型號為CFF-290R。2.純聚對苯二甲酸乙二酯纖維購自于遠(yuǎn)東新世紀(jì)；型號為CSS-910。<儀器來源>1.紡絲機(jī)購自于日本東麗公司；型號為I~Oray-503。2.分光色差計購自于MinKcan。<染色主色率的測定方法>染色主色率的測定是先將多個由一般純PET纖維(標(biāo)準(zhǔn)紗)所制成的織物，分別與多個由待測纖維所制成的織物編織在一起，以得到多個具有半截標(biāo)準(zhǔn)織物與半截待測織物的測試樣品，再以現(xiàn)有染色法進(jìn)行染色，接著，以人工視覺判別經(jīng)染色完后的測試樣品上的織物的染色程度。當(dāng)待測織物的顏色較標(biāo)準(zhǔn)紗為深或淺時，則分類為D級或L級；而與標(biāo)準(zhǔn)紗顏色無法區(qū)分出有差異者，則分類為M級。最后計算被歸為M級的織物占全部樣品的比例，就可算出待測樣品的染色主色率。例如，制備100個樣品，其中有95個樣品被歸為M 級，則待測物的染色主色率為95%。[制備芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維]<實施例1至8與比較例1及2>實施例1至8與比較例1及2皆是依據(jù)下表1所示的纖維外圓與內(nèi)圓的半徑比例參數(shù)(R2/R1)，將預(yù)定量的回收的聚對苯二甲酸乙二酯，與純聚對苯二甲酸乙二酯分別置于一紡絲機(jī)的兩押出機(jī)內(nèi)，進(jìn)行紡絲以制得一芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維。
發(fā)明人進(jìn)一步依據(jù)CNS L4060測試法及上述染色主色率的測定方法，量測實施例 1至8、與比較例1及2的芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維的強度、伸度與染色主色率。此外，此等纖維成品的L值與Lb值則是使用分光色差計，并依其操作手冊進(jìn)行量測而得的，而經(jīng)量測后所得的各項結(jié)果如下表1所示。<實施例9>實施例9是依據(jù)下表1所示的纖維外圓與內(nèi)圓的半徑比例參數(shù)，將預(yù)定量的回收的聚對苯二甲酸乙二酯，與一含有2. %的二氧化鈦及97. 6wt %的純聚對苯二甲酸乙二酯纖維的組成物，分別置于一紡絲機(jī)的兩押出機(jī)內(nèi)中進(jìn)行紡絲，進(jìn)而制得一芯鞘型聚對苯
二甲酸乙二酯纖維。發(fā)明人也對實施例9的芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維進(jìn)行與實施例1相同的各項性質(zhì)測試，而所得的結(jié)果也記載于下表1。由表1可知，添加二氧化鈦于鞘層的組成物中，并不會影響到本發(fā)明訴求的功效， 所以也能應(yīng)用于本發(fā)明中。〈比較例3>比較例3是將一純聚對苯二甲酸乙二酯置于一紡絲機(jī)中，紡絲成一聚對苯二甲酸乙二酯纖維。同樣地，發(fā)明人也對比較例3的聚對苯二甲酸乙二酯纖維進(jìn)行與實施例1相同的各項性質(zhì)測試，而所得的結(jié)果也記載于下表1。<比較例4>比較例4是將一回收的聚對苯二甲酸乙二酯置于一紡絲機(jī)中，紡絲成一聚對苯二甲酸乙二酯纖維。同樣地，發(fā)明人也對比較例4的聚對苯二甲酸乙二酯纖維進(jìn)行與實施例 1相同的各項性質(zhì)測試，而所得的結(jié)果也記載于下表1。<比較例5>比較例5是取等重的純聚對苯二甲酸乙二酯與回收的聚對苯二甲酸乙二酯，經(jīng)混合均勻后，置于一紡絲機(jī)中熔融混紡成一聚對苯二甲酸乙二酯纖維。同樣地，發(fā)明人也對比較例5的聚對苯二甲酸乙二酯纖維進(jìn)行與實施例1相同的各項性質(zhì)測試，而所得的結(jié)果也記載于下表1。表 權(quán)利要求
1. 一種提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度的方法，其特征在于該方法是將一白度色相值是介于陽至80之間的回收的聚對苯二甲酸乙二酯，與一包括一白度色相值是介于85至95之間的聚對苯二甲酸乙二酯的組成物，以復(fù)合纖維紡絲機(jī)進(jìn)行紡絲，進(jìn)而制得一芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維，其中，該芯層是由該回收的聚對苯二甲酸乙二酯所構(gòu)成，該鞘層是由該組成物所構(gòu)成，而該纖維的橫斷面是呈現(xiàn)一同心圓，且該同心圓的內(nèi)圓的半徑R1與外圓的半徑&的關(guān)系如下式(I)所示1.11 ^ R2ZR1 ^ 4. 48 (I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度的方法，其特征在于該回收的聚對苯二甲酸乙二酯的白度色相值是介于60至80之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度的方法，其特征在于在式(I)中，^ 3. 71ο
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度的方法，其特征在于在式(I)中，彡2. 00。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度的方法，其特征在于該回收的聚對苯二甲酸乙二酯的Lb值是介于10至4之間。
6.一種芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維，其特征在于該纖維是通過一如權(quán)利要求1 所述的提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度的方法所制得的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維，其特征在于該纖維為一未延伸絲、一半延伸絲、一假捻加工絲或一全延伸絲。
全文摘要
本發(fā)明提升回收的聚對苯二甲酸乙二酯纖維白度的方法能兼顧環(huán)保及各項成本，且又能有效改善纖維性質(zhì)，該方法是將一白度色相值是介于55至80之間的回收的聚對苯二甲酸乙二酯，與一包括一白度色相值是介于85至95之間的聚對苯二甲酸乙二酯的組成物，以復(fù)合纖維紡絲機(jī)進(jìn)行紡絲，進(jìn)而制得一芯鞘型聚對苯二甲酸乙二酯纖維，該芯層是由該回收的聚對苯二甲酸乙二酯所構(gòu)成，該鞘層是由該組成物所構(gòu)成，而該纖維的橫斷面是呈現(xiàn)一同心圓，且該同心圓的內(nèi)圓的半徑R1與外圓的半徑R2的關(guān)系如下式(I)所示1.11≤R2/R1≤4.48(I)。
文檔編號D01F1/10GK102251318SQ201010173539
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者林貴一, 陳世雄 申請人:遠(yuǎn)東新世紀(jì)股份有限公司