废弃纺织材料回收利用的研究进展

Research progress of recycled use of waste textiles
2 ZHANG Li 1 ， ，LIU Liangsen 1 ，QIU Guanxiong 1
（ 1. Key Laboratory of Advanced Textile Composite Materials of Ministry of Education ，Tianjin Polytechnic University ， Tianjin 300387 ，China ； 2. Editorial Board of Journal ，Tianjin Polytechnic University ，Tianjin 300387 ，China ）
林（ 角钉） 开 松 机 组， 废 料 通 过 输 送 帘 子 送 入 池 内， 振动推进器使水流 动， 以带动废料向前运动通过锡 林机组开松成散 纤 维 。 该 工 艺 可 洗 涤 废 料， 减少飞 花， 而且不易损伤 纤 维， 所 得 纤 维 长 度 长， 适用于紧 密织物及回丝； 但其工艺流程长 、 能耗高 、 投资大， 因 通 过 机 械 切 割、 撕 而较少采 用 。 2 ） 干 法 处 理 工 艺， 裂、 开松使得纤维 无 捻 化， 干 法 加 工 开 松 剧 烈， 极易 因此再加工纤维长度短， 质量较 拉断织物中的纤维， 差， 且加工中极易产生高含尘空气和粉尘， 对工作环 但 因 其 投 资 小， 工 艺 流 程 短， 能 境会造成一定影 响， 耗小， 所以应用很广 。 除了以上提到的纤维较短， 质量较差， 粉尘严重 污染环境等以外， 目前影响我国废弃纺织材料机械 分解回收利用的问 题 还 包 括： 废 料 的 分 拣 主 要 由 人 工完成， 效率低下， 且根据纤维成分对废弃纺织材料 进行快速准确的分类还有一定难度； 撕破间隙 、 锡林 外周线速度 、 纤维转 移 强 度 和 原 料 通 过 量 等 参 数 与 制品质量参数之间 的 关 系 还 有 待 研 究； 尚 不 能 根 据 纤维的长度和开松 度 在 线 评 估 回 收 纤 维 的 质 量； 对 其制品的 质 量 及 卫 生 安 全 状 况 没 有 明 确 的 评 价 标 准， 消费者对使用再生纤维制品例如服装 、 絮料等心 进而影响机械分解再生纤维行业的发展 。 存顾虑， 根据其品质， 再生纤维可用于填充玩具 、 制备拖 把和宠物用品等， 也可通过以下途径进行回收再利 用以提高其附加值 。
第 34 卷 第 4 期 2013 年 4 月 文章编号： 0253-9721 （ 2013 ） 04-0153-08
纺 织 学 报 Journal of Textile Research
Vol． 34 ，No． 4 Apr． ，2013
废弃纺织材料回收利用的研究进展
张 丽
1， 2
，刘梁森 1 ，邱冠雄 1
， 如 服 饰 用 物 品、 床 上 用 品、 装饰用织
收稿日期： 2012 － 05 － 27
修回日期： 2012 － 07 － 16
基金项目： 天津市高等学校科技发展基金计划项目（ 20071211 ） E-mail ： qiuguanxiong@ 作者简介： 张丽（ 1979 — ） ， 女， 博士生 。 主要研究方向为废 弃 纺 织 材 料 的 回 收 利 用 。 邱 冠 雄， 通 信 作 者， tjpu． edu． cn 。
［1］
物、 清洁 用 品 、 纺 织 材 料 制 成 的 线、 绳、 索、 缆及其制 品等 。 传统的纺织废料处理方法为垃圾场填埋处理 填埋处理需要占用大量场地， 且纺织废 或焚烧处理， 料中含有大量化学 纤 维 不 能 自 然 降 解， 而焚烧处理 会产生大量烟尘和有毒气体 。 这 2 种方法均会造成 大量的资源浪费， 且 破 坏 生 态 环 境。目 前 废 旧 纺 织 化 学 回 收。 材料的回 收 方 法 大 致 可 分 为 物 理 回 收 、
Abstract If waste textiles from manufacture process and daily life are not timely recovered and reused ， it will result in tremendous resources waste and environmental pollution． Aiming at this problem ，from the aspects of the disassembling with machine ， hydrolyzing ， melting ， high temperature decomposing and firing ，this paper summarizes the research and development of recover and reuse of waste textiles ，such as reuse of recycled fibers in spinning ，nonwovens ，preparing polymer composite ，reinforcing concrete and soil ，paper making ，preparing cellulose materials ，keratin materials ，grain ethanol and methane ，textile auxiliaries and activated carbon ，and utilizing heat energy and etc． Problems and suggestions are given ， offering reference for further research and development of recover and reuse of waste textiles in China． Key words waste textile ； disassembling with machine ； hydrolyzing ； melting ； high temperature decomposing ； firing ； recovery and recycling 纺织品的应用几乎涵盖人们生产生活的各个领 域， 与之相应， 产生了数量庞大的废弃纺织材料 。 通 常意义上的纺织废 料 主 要 包 括： 纺 织 过 程 中 由 于 化 学作用和机械作用 所 产 生 的 下 脚 料； 纺 织 生 产 过 程 回丝， 以及服装裁剪过程中产生的边 中产生的废纱 、 角料； 还有居民生活 或 其 他 活 动 中 丢 弃 的 纺 织 纤 维 及其 制 品
： 1） 专用于
切割长 丝 束 的 切 断 机， 如世界知名的美国丹姆意 （ DAMMYE ） 切 断 机 、 德 国 纽 玛 格 （ NEUMAG ） 切 断 机； 2 ） 铡刀 式 往 复 直 刀 板 纤 维 切 断 机， 可用于对一 些不规则工业废料 进 行 剪 切； 3 ） 旋 转 滚 刀 式 纤 维 切 断机， 适用 范 围 较 为 广 泛 。 如 法 国 Laroche 公 司 的 Starcut 型 旋 转 式 切 割 机； 山 东 青 州 新 航 机 械 设 备 有 800C 型旋转扭刀式纤维切断机 。 限公司生产的 SBJ废料经过切割后可送入开松机组进行开松除 杂 。 开松工艺可分 为 干 法 和 湿 法 2 种 方 式
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纺织学报
第 34 卷
2006 年 WANG Youjiang［2］ 提 出， 在此基 础 上， 将回 二级 、 三级和四级方法 。 初级方 收工艺划分为初级 、 法包括将产品回收 再 生 成 其 初 始 状 态； 二 级 回 收 包 括熔融工艺 、 将制品再生成物理性能 、 力学性能和化 学性能水平较低的 新 产 物； 三 级 再 生 包 括 高 温 分 解 和水解过程， 将废料转换成基本的化工原料和燃料； 四级再生是指燃烧 纤 维 固 体 废 物， 对其产生的热能 进行利用 。 本文从机械分解回收 、 水解再利用 、 熔融 高温分解及 燃 烧 热 能 利 用 5 个 方 面 概 述 近 再利用 、 年来废旧纺织材料回收利用领域的研究进展 。
300387 ； 300387 ）
（ 1. 天津工业大学 先进纺织复合材料教育部重点实验室，天津 2. 天津工业大学 学报编辑部，天津 摘 要
在生产生活过程中废弃的纺织材料若不能 得 到 有 效 的 再 回 收 利 用 ， 将造成巨大的资源浪费和环境污染。
针对这一问题， 从机械分解回收 、 水解再利用 、 熔融再利用 、 高温分解及燃烧热 能 利 用 5 个 方 面， 概述了近年来废旧 纺织材料在再生纤维纺纱 、 非织造 、 制备聚合物基复合材料 、 增强混凝土或加固 土 壤 、 造纸、 制备纤维素和角蛋白材 料、 制备乙醇和沼气 、 制备纺织助剂 、 制取活性炭及热 能 利 用 等 领 域 的 研 究 发 展， 并针对纺织废料回收利用过程中 为我国废旧纺织材料回收利用的进一步研发提供参考 。 出现的一些问题给出了建议， 关键词 废弃纺织材料； 机械分解； 水解； 熔融； 高温分解； 燃烧； 回收利用 文献标志码： A 中图分类号： TS 102. 9
1
机械分解回收
对废 旧 纺 织 品 进 行 机 械 加 工， 使其再生成初始
状态后进行再利用 。 机械分解， 仅改变废纤形态， 对 是目前使用最为广泛的纺 其分子结构无较大 影 响， 织废料回收方法， 同时也是在进行水解 、 熔融等回收 利用前要做的预处理工作 。 最初多用于处理废弃的 回 丝、 边 角 料 等； 通 过 不 断 改 纯纺纤维织物的 废 纱 、 进机械设备并调整 其 工 艺 参 数， 目前亦可用于处理 装 饰 用 纺 织 品 等。在 进 废弃的混纺织物 乃 至 服 装 、 行机械分解前， 首先 应 对 废 弃 纺 织 材 料 进 行 消 毒 处 理； 采用金属探测器 探 测 并 去 除 废 料 中 所 含 的 金 属 附件； 然后按照受 污 染 程 度 、 形 态、 颜 色、 成分（ 可采 近红 外 光 谱 、 拉曼光谱进行判别） 对 用中红外光谱 、 废弃纺织材料进行 分 拣； 根 据 废 料 种 类 确 定 合 适 的 分解工艺参数及具体的回收利用途径 。 该技术的关 键是切割和 开 松 技 术， 采用升降刀切割机（ 多用于 旧衣与布片） 或旋转切割机 （ 多用于布条和回丝 ） 等 将废旧纺织品切 割 成 小 块， 再 采 用 角 钉、 钩 齿、 针布 等开松设备经渐进 式 物 理 作 用 对 其 进 行 开 松 除 杂， 制成散纤维 。 在废料切割方面主要关注切割设备的研究进 展 。 切割设备 主 要 有 以 下 几 种 形 式