专利名称：用于塑料染色操作的溶剂回收系统的制作方法
用于塑料染色操作的溶剂回收系统 发明领域
本发明涉及从塑料染色操作中使用的材料中回收染料的设备。
背景技术：
在通过将塑料材料浸入染色浴中来对其进行染色的过程中，有时需要改变 染色浴的组成，例如使染色浴组成适用于不同的色调，或者清洗染色了的制件 以除去残余的表面染料。在这些情况中，更经济且更环保的做法是再利用溶剂。 如果没有这种回收系统，废液必须焚烧，或者作为垃圾处置。
美国专利6,994,735描述了一种使染料溶液通过活性炭而纯化染料溶液 以得到清洁、无染料的溶剂的方法。但是没有描述进行这种操作的设备。
JP10005750描述了通过使用染料移出剂从染色废液中移出染料的方法， 染料移出剂通过将粉末或颗粒状的硅石(siliceous stone)粘在碳化的含碳材料的 表面上而发挥作用。所述硅质材料是硅酸酐、氧化铝、氧化镁或氧化钙。
JP1279978描述了提高溶解度，从而降低溶剂黑(SolventBlack)3的毒性， 具体是将溶剂黑3溶解在特定的芳族烃或石油基烃中，通过过滤除去不溶性物 质。如果在滤液被除去不溶性物质后用活性羰之类的吸收剂进行处理，则可以 除去溶解的极性物质，这样可以确保低毒性。
需要一种有效的设备用于在塑料染色操作中连续地移出染料。
发明概述
因此，本发明提供一种从含有染料、水以及乙二醇单丁醚和二甘醇之类的 溶剂的材料体系中回收组分的设备，依次包括包括用于冷却材料体系的冷却 装置的第一容器；泵；至少一个第一过滤器；至少一个含活性炭的纯化容器； 任选的第二过滤器；和任选地包括探头的第二容器。
通过以下附图、详细说明和所附权利要求可以更清楚地了解本发明的这些和其它方面。
附图简要说明 通过以下附图进一步说明本发明，其中
图1是依据本发明的实施方式的设备。
优选实施方式详述
除非另有清楚的说明，说明书和权利要求书包括实施例中使用的所有数字 应理解为前有"约"修饰，即使该字没有明确地写出来。此外，文中所述的任何 数字范围都旨在包括其中的所有子范围。
本发明提供一种从塑料染色操作中使用的溶液中移出染料的设备。用于这 种操作的染料包括例如常规染料，例如织物染料和分散染料，以及本领域中己
知的适合对聚碳酸酯着色的染料。合适的分散染料的例子包括分散蓝(Disperse Blue)#3、分散蓝#14、分散黄#3、分散红#13和分散红#17。染料通常作为单独 的染料成分使用，或者作为染料混合物中的组分使用，具体根据所需的颜色。 因此，文中使用的术语"染料"包括"染料混合物"。溶剂染料也可用于塑料染色 操作中， 一些例子包括溶剂蓝(SolventBlue)35、溶剂绿3和吖啶橙碱(Acridine Orange Base)。还可以使用不溶于水的偶氮、二苯胺和蒽醌化合物；乙酸酯染 料、分散的乙酸酯染料、分散染料和狄司潘素染料(dispersol dyes)，具体的例 子包括Dystar's Palanil Blue E-R150(蒽酉昆/分散蓝)和DIANIX Orange E-3RN (偶 氮染料/CI分散橙25)。本发明还包括酸性染料，例如那些用于对尼龙染色的酸 性染料，以及以商品名Reactint出售的与聚氨酯和聚氨酯混合物一起使用的活 性染料。本发明的设备适用于从用于对塑料上色的溶液中回收任何有机染料， 以及光致变色染料、紫外稳定剂和其它塑料性能增强添加剂。
第一容器、纯化容器、过滤器外壳和框架、第二容器和互连管道都由不锈 钢、铝或塑料材料制成，这些材料不会吸收溶液中的染料。文中使用的术语"不 会从溶液中吸收染料的材料"用于表示任何这些材料。较佳地，设备的部件由 不锈钢制成。
染料溶液通常含有有机溶剂，例如乙二醇丁基醚、二甘醇乙基醚、二甘醇丁基醚、丙二醇丙基醚、双丙甘醇丙基醚和三丙二醇丙基醚、和二甘醇。
现在参考图1说明本发明设备10的第一实施方式，来自浸渍着色工艺的 废液在泵的作用下通过重力流(如果容器15比浸渍着色工艺的位置低)或其它
装置(例如，桶或类似的装置)转移到第一容器15中。泵18控制通过该设备的 流速，冷却装置20将废液的温度降低到足以使至少一些染料沉淀的程度。通 常，将温度降低到25-90。C之间，更优选45-75。C之间。从染色工艺进入的废液 的温度通常在95t:至45'C之间。该温度取决于进行着色的塑料材料。例如， 硬质材料如聚碳酸酯可以在高于9(TC的温度浸渍着色(color infuse)，而更软的 橡胶材料则在约45-60'C的温度上色。小心控制浸渍着色溶液的温度，使得染 料浓度在给定的浸渍着色温度下是饱和的。因此，只要温度一下降(通过自然 的散热作用，或者使用比自然散热更快且更有效的热交换器散热)，染料的溶 解性变差，开始沉淀。最后，非常多的染料沉淀，开始形成晶体。 一些染料， 例如来自米尔肯(Milliken)的Reactint是水溶性液体，在室温下能保留在溶液中。 因此，这些染料不会在过滤器25中回收。第一容器15可由不锈钢、铝或塑料 材料制成，这些材料不会明显地从处理的溶液中吸收染料。在优选的实施方式 中，第一容器15由不锈钢制成。
冷却的废液从第一容器15中被泵抽出，通过位于第一容器15和内含活性 炭的纯化容器30之间的第一过滤器25。任选地，如图1所述，可以采用并联 的两个第一过滤器。第一过滤器25除去由于废液冷却而沉淀的染料。第一过 滤器25包括孔径最大为25微米的孔。尽管可以使用孔径为5微米的更小的过 滤袋，但是25微米的过滤袋是优选的，因为可以捕获染料晶体，而不会由于 过滤袋导致明显的压力升高。较佳地，袋式过滤器的外壳和框架由不锈钢制成， 而袋子是尼龙的。
废液通过第一过滤器25，进入含活性炭的纯化容器30。任选地，该系统 装配了流量计28，以测量处理的染料废液的体积，以表明活性炭的效力。流量 计28测量了进入纯化容器的实际流量。任选的累加器(未示出)可与流量计组合 使用，以确定通过纯化容器30的溶液的总量。预计在大约纯化了 25,000 -27,000加仑废液后，必须将纯化容器30取下并再生。
活性炭除去了废液中残留的染料。纯化容器30优选由不锈钢制成，例如不锈钢筒。废液在泵作用下以足以除去溶剂中染料的速率通过活性炭，优选1-2 加仑/分钟。如果废液被抽得太快，则一些染料将留在"清洁"溶液中，使得溶液 不适合在浸渍着色设备中配制新的颜色。如果废液被抽得太慢，则该过程将不 能在一定时间内产生足够的清洁溶剂，以清洗浸渍着色设备中的部件，配制新 的浸渍着色溶液，用于洗涤。此外，较慢的速率也是不经济的。任选地，废液
可以从顶部或底部进入容器30。但是，优选的进入点是从容器30的底部进入(未 示出)，以防止液体隧穿(channeling)通过碳颗粒，造成对染料的吸收不充分。 任选地，所述系统包括两个或多个并联的含活性炭的纯化容器(未示出)，以除 去失效的活性炭而不必终止回收过程。
将清洁的溶液从纯化容器30泵送到第二容器35中。任选地，在纯化容器 30和第二容器35之间包括第二过滤器32。第二过滤器32用于从清洁溶剂流 中除去失效的活性炭颗粒。较佳地，第二过滤器32由不锈钢制成。
第二容器35是"清洁"溶液的储罐。加热的溶剂可用于清洗浸渍着色部件， 在浸渍着色设备中配制新的颜色，因此第二容器35可任选地具有热交换器34， 该热交换器位于活性炭之后和第二容器35之前。热交换器34将热量从进入第 一容器15的热染料溶液转移给进入第二容器35的清洁溶液，作为一种对清洁 溶液进行加热的方式。较佳地，第二容器35由不锈钢制成。此外，任选地， 加热器38可以在第二容器之后。任选地在第二容器35之后设置第二泵50，以 将清洁溶剂泵送到染料配制罐，或者用于洗涤无表面残留染料的上色制件，或 者将任何不合规格或污染的溶液返回到第一容器中进行再处理。
较佳地，该系统包括在线探头55，或在清洁溶剂管道中的检测器，以确 定清洁溶剂的组成。探头可以是近红外分析仪或其它用于确定纯度的仪器。可 以使用其它确定清洁溶剂组成的分析技术，例如气相色谱，但是近红外(NIR) 是最可靠且最经济地进行这项分析的手段。
虽然已经为了说明的目的在上文中描述了本发明的具体实施方式
，但是本 领域技术人员显然知道，在不背离所附权利要求定义的范围的情况下可以对本 发明的细节进行各种变化。
权利要求
1.一种从含染料、水和有机溶剂的材料体系中回收组分的设备，其依次包括第一容器，其包括用于冷却所述材料体系的装置；泵；至少一个第一过滤器；至少一个含活性炭的纯化容器；任选的第二过滤器；第二容器，其任选地包括探头；所述第一容器、纯化容器和第二容器中的每一种都由不吸收染料的材料制成。
2. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一过滤器包括孔径最 大为25微米的孔。
3. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述冷却装置将所述材料体 系的温度降低至少2(TC。
4. 如权利要求l所述的设备，其特征在于，使用两个或更多个纯化容器， 所述这些纯化容器相互并联。
5. 如权利要求1所述的设备，还包括流量计。
6. 如权利要求l所述的设备，还包括热交换器。
7. 如权利要求1所述的设备，还包括第二泵。
8. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，使用两个或更多个第一过滤器， 所述这些过滤器相互并联。
9. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一容器、纯化容器和第 二容器中的每一种都由不锈钢制成。
全文摘要
本发明揭示了一种从含有染料、水以及乙二醇单丁基醚和二甘醇之类的溶剂的材料体系中回收组分的设备。该设备依次包括包括用于冷却材料体系的冷却装置的第一容器；泵；至少一个第一过滤器；至少一个含活性炭的纯化容器；任选的，第二过滤器；和任选地包括探头的第二容器。第一容器、纯化容器、过滤器外壳和框架、第二容器和互连管道都由不吸收染料的材料如不锈钢制成。
文档编号B01J19/02GK101516494SQ200780034215
公开日2009年8月26日 申请日期2007年9月11日 优先权日2006年9月19日
发明者D·E·杰克维茨, E·F·卡乔维斯基, G·西伊, R·A·派尔斯, R·L·阿奇 申请人:拜尔材料科学有限公司