CN103878169A - 一种利用废旧纤维制造板材的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用废旧过滤袋、废旧纺织品等废旧纤维制造板材的方法，将废旧纤维经烘干、开松、除尘、气流成网、辊压、多级压制成板、切边、打包，制作成板材。通过选用气流成网工艺，使得纤维网中纤维排列无方向性，产品的横纵向比接近1：1；适用于各种长度不等、品种繁多的纤维，对原料要求小，可适用纤维范围广；与传统梳理成网通过多层铺网来达到所需的产品厚度的方案相比，气流成网可直接通过控制输出速度来得到所需的产品厚度。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用废旧物品制造板材的方法，尤其是一种利用废旧过滤袋、废旧纺织品等废旧纤维制造板材的方法。
背景技术
目前处理废旧过滤袋或废旧纺织品等废旧纤维的方法主要有焚烧和填埋，会造成空气和土地污染，将废旧过滤袋回收再利用不仅可以避免其带来的环境污染问题，而且可以提高资源的利用率。虽然存在很多技术和成本上的问题，废旧过滤袋回收再利用体系的形成仍将成为不可逆转的潮流，国内也出现了一些针对废旧过滤袋回收利用的文献。
中国发明专利申请公开说明书CN103264040A中公开了一种利用废旧过滤袋制造板材的工艺，通过对废旧过滤袋进行回收、分类、清洗烘干、剥离、混合梳理、铺网、针刺或水刺、加压压板等一系列步骤，实现废旧过滤袋的再利用。但是该工艺采用传统的梳理铺网的方式进行成网，对原料的要求较高，且其需要经过多层铺网才能达到所需的产品厚度，此外，该工艺采用清洗的方式对过滤袋进行除尘，清洗产生的污水还需进行处理，回收成本较高。
中国发明专利申请公开说明书CN1054026A公开了一种化纤板及其制造方法和设备，通过将混杂废纤维经开松、梳理、成网、侵胶、脱水、叠加、辊压等步骤实现废旧化纤的再利用，虽然其叠加步骤中使用了气流成网工艺，但还需通过梳理、侵胶等工序配合才能获得产品，工序较为复杂，也增加了回收的成本。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供了对原料要求小、适用纤维范围广、工序简单、成本更低且更为环保的废旧纤维制造板材的方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用废旧纤维制造板材的方法，包括以下步骤：
（1）烘干：将废旧纤维烘干，使废旧纤维的含水量保持在1%以下；
（2）开松：将烘干后的废旧纤维破碎开松成纤维根数在100根以下的纤维束或纤维团；
（3）除尘：将经破碎开松处理后的纤维束或纤维团与粉尘分离；
（4）气流成网：在开松除尘后获得的纤维束或纤维团中混入占其0-10wt%的低熔点纤维，经过气流成网在输网帘上形成具有预定厚度的三维结构纤维网，成网过程中同时在纤维网上均匀喷洒占纤维网总重量5-20wt%的胶粉，通过气流作用使胶粉均匀飘附在纤维网表面，所述低熔点纤维的熔点为180℃-220℃，所述胶粉的熔点为160-200℃；
（5）辊压：利用180℃-200℃的高温使胶粉完全融化或部分融化，并通过施加20N-30N的压力将纤维网初步压实；
（6）压制成板：将初步压实的纤维网进一步压实，并得到所需密度、厚度和强度的板材；
（7）切边、打包：对板材进行切割、打包后输出。
作为本发明的一种改进，所述开松步骤之前可以增加预开松和预除尘步骤，所述除尘步骤之后可以增加精开松步骤。
作为本发明的进一步改进，所述除尘步骤、预除尘步骤采用气流除尘，其气体流速为5-20m/s。
作为本发明的另一种改进，所述压制成板步骤为多家压制成板，多极板压箱内温度为200-230℃，多极板压从入口到出口处的多个上压板依次压制三维结构的纤维网，使其逐渐压实。
作为本发明的一种改进，所述气流成网步骤中，可以通过控制输网帘的速度调节单位面积板材的密度。
作为一种优选，所述废旧纤维包括废旧过滤袋或废旧纺织品，其主要成份为聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、聚四氟乙烯纤维、涤纶纤维、亚克力纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、氟美斯纤维和美塔斯纤维中的一种或几种。
采用上述技术方案具有以下有益效果：
1、本发明选用气流成网工艺，使得纤维网中纤维排列无方向性，产品的横纵向比接近1：1；适用于各种长度不等、品种繁多的纤维，对原料要求小，可适用纤维范围广；与传统梳理成网通过多层铺网来达到所需的产品厚度的方案相比，气流成网可直接通过控制输网帘的速度的输出速度来得到所需的产品厚度，工序简单，成本更低。
2、本发明采用的气流成网步骤之前不需要先对纤维进行梳理，也不需要采用额外的浸胶工艺，而是在气流成网过程中同时在纤维网上均匀喷洒胶粉，通过气流作用使胶粉均匀地飘附于纤维表面，采用该方式可以提高胶粉与纤维的接触效果，减少胶粉用量，工序更简单，且可以降低成本；使用胶粉和低熔点纤维两种材料作为粘合剂，利用高温使低熔点纤维初步熔化，与其它纤维粘合形成网状结构，使胶粉熔化，各相邻纤维表面进一步粘合，利用两种不同的粘合方式可有效提高成品的横纵向断裂强力。
3、采用气流除尘的方式进行除尘，减少清洗工序，避免采用清洗方式进行清洗后产生的污水需要再次处理的问题，同时气流除尘得到的粉尘杂质也可以作为建筑材料的填充物，更为环保。
4、采用一次压制成板，密度板在冷却后会发生一定的反弹，影响了产品尺寸稳定性和产品质量，本发明采用多极压制成板，通过多次板压成型，降低了每次压制过程中压板承受的压力，从而可以提高最终纤维板的密度，并且多次压制可逐渐抵消密度板内部的压力，降低密度板内部应力作用，提高产品成型的尺寸稳定性，适用于制备中高密度板。
5、通过增加增加预开松、预除尘步骤和精开松步骤，可以有效的提高开松和除尘效果，且分步开松能减少对纤维的损伤。
6、将废旧过滤袋经烘干后进行破碎开松可以有效提高除尘杂的效果。
附图说明
图1为本发明利用废旧纤维制造板材的方法的工艺流程示意图；
图2为本发明利用废旧纤维制造板材的设备的连接关系示意图；
图3为本发明辊压装置和板压装置结构示意图。
图中标示对应如下：
1-下压板， 2-上压辊，
3-上压板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
本发明利用废旧纤维制造板材的方法的工艺流程示意图如图1所示，在本实施例中以废旧过滤袋作为废旧纤维原料，但本领域的技术人员很容易理解，以废旧纺织品作为废旧纤维原料也是实现本发明的，只要其主要成份为聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、聚四氟乙烯纤维、涤纶纤维、亚克力纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、氟美斯纤维和美塔斯纤维等纤维中的一种或几种。本发明的方法可以按以下步骤进行处理：
（1）烘干：将废旧过滤袋烘干，使废旧纤维的含水量保持在1%以下，如果废旧过滤袋上有钢圈等明显的非纤维物质，应该在烘干之前将其去除。烘干的时间和温度等参数可以根据实际生产设备进行设定，只要其能确保废旧纤维的含水量保持在1%以下。
（2）预开松：将烘干后的废旧过滤袋开松成较大的纤维团和纤维束，该步骤中使用的开松辊针布为角钉，虽然角钉开松后得到的是较大的纤维团和纤维束，但可以减少后续开松和精开松过程中对纤维的损伤。
（3）预除尘：除去预开松散落出来的以及纤维表面的粉尘。
（4）开松：将预除尘后的废旧纤维破碎开松成纤维根数在100根以下的纤维束或纤维团；该步骤中使用的开松辊针布可以为锯齿或梳针，采用锯齿开松得到的单纤维或小纤维束中会含有较多纤维经较大的纤维束，但是对纤维的损伤较小，而采用梳针开松可以得到纤维经叫小的纤维束，但是对纤维的损伤较大。由于在本实施例的后续步骤中还将进行精开松步骤，本实施例在开松步骤中采用锯齿开松。
（5）除尘：除去开松散落出来的以及纤维表面在预除尘步骤中未被除去的粉尘。
（6）精开松：将开松和除尘后的纤维束或纤维团再次进行开松，该步骤中使用的开松辊针布为梳针，目的在于确保开松效果。
（7）气流成网：在精开松后的纤维束或纤维团中混入占其0-10wt%熔点为180℃-220℃的低熔点纤维，经过气流成网形成具有预定厚度的三维结构的纤维网，成网过程中同时在纤维网上均匀喷洒占纤维网总重量5-20wt%熔点为160℃-200℃的胶粉，通过气流作用使胶粉均匀飘附在纤维网表面；
（8）辊压：将上述步骤处理后的纤维送入辊压装置，利用180℃-200℃的高温使胶粉完全融化或部分融化、低熔点纤维部分融化，并通过施加20N-30N的压力将纤维网初步压实；
（9）多极压制成板：将初步压实的纤维网进一步压实，并得到所需密度、厚度和强度的板材。多极板压箱内温度为200-230℃，多极板压从入口到出口处的多个上压板依次压制三维结构的纤维网，使其逐渐压实。
（10）切边、打包：对板材进行切边、打包后输出。
上述除尘步骤、预除尘步骤采用气流除尘，其气体流速为5-20m/s，通过气体将粉尘从纤维中吸走，收集到的粉尘还可以作为建筑填充物。
下面提供四个具体实施例：
实施例一：按上述步骤，废旧过滤袋回收后依次经过去钢圈、烘干、预开松、预除尘、开松、除尘、精开松、气流成网、辊压、多级压制成板、切边和打包，其中，在多级成网步骤中，混入的低熔点纤维量为开松除尘后获得的纤维的5wt%，喷洒的胶粉量为纤维网总重量的10wt%，在多级压制成板步骤中，纤维网在多极板压箱的时间为12min，从入口到出口处经过四个上压板板压，可以得到密度在650kg/m3以上、预定厚度和强度的板材。
实施例二：本例与实施例一的区别为，在多级成网步骤中，混入的低熔点纤维量为开松除尘后获得的纤维的10wt%，喷洒的胶粉量为纤维网总重量的5wt%，在多级压制成板步骤中，纤维网在多极板压箱的时间为12min，从入口到出口处经过四个上压板板压，可以得到密度在650kg/m3以上、预定厚度和强度的板材。
实施例三：本例与实施例一的区别为，在多级成网步骤中，混入的低熔点纤维量为开松除尘后获得的纤维的5wt%，喷洒的胶粉量为纤维网总重量的10wt%，在多级压制成板步骤中，纤维网在多极板压箱的时间为10min，从入口到出口处经过四个上压板板压，可以得到密度在650kg/m3以上、预定厚度和强度的板材。
实施例四：本例与实施例一的区别为，在多级成网步骤中，混入的低熔点纤维量为开松除尘后获得的纤维的5wt%，喷洒的胶粉量为纤维网总重量的10wt%，在多级压制成板步骤中，纤维网在多极板压箱的时间为15min，从入口到出口处经过四个上压板板压，可以得到密度在650kg/m3以上、预定厚度和强度的板材。
实施例五：本例与实施例一的区别为，在多级成网步骤中，不混入的低熔点纤维，即低熔点纤维量为0wt%，喷洒的胶粉量为纤维网总重量的15wt%，在多级压制成板步骤中，纤维网在多极板压箱的时间为12min，从入口到出口处经过四个上压板板压，可以得到密度在650kg/m3以上、预定厚度和强度的板材。
本发明利用废旧纤维制造板材的设备的连接关系示意图如如图2所示，包括出口和入口依次相连的烘干装置、开松除尘装置、气流成网装置、辊压装置、板压装置以及切边和打包装置，其中气流成网装置的出口处设置有上胶机构，上胶机构可以在成网的过程中向气流成网装置添加粉胶，其设置方式可以使常规的方式。上述装置可以通过传送带连接成一条流水线。
在本实施例中，开松除尘装置包括出口和入口依次相连的预开松机构、预除尘机构、开松机构、除尘机构和精开松机构，所述预开松机构的开松辊针布为角钉，所述开松机构的开松辊针布为锯齿，所述精开松机构的开松辊针布为梳针。
在本实施例中，预除尘机构和除尘机构都包括尘笼、放置在尘笼外部的离心风机，所述尘笼表面均匀分布有直径相同的圆孔，离心风机风速控制为5-20m/s，圆孔直径为0.5cm-3cm。工作时，离心风机产生的风力将纤维中的粉尘中圆孔中抽走。
本实施例还提供了辊压装置和板压装置的结构，如图3所示，包括下压板1、上压辊2、上压板3，下压板1通过链条（图中未示出）传动，上压板3通过凸轮（图中未示出）传动，下压板1同时作为辊压装置的下压辊。辊压装置和板压装置工作过程中，下压板1和上压辊2向右作线速度周期性的运动，当下压板1和上压辊2静止时，上压板3刚好压下，并维持一段时间后上压板3上升，下压板1和上压辊2再向右运动一个上压板3的长度后静止，完成一个周期的运动。
上面结合附图对本发明做了详细的说明，但是本发明的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本发明做出各种变形，如在精开松步骤之后再增加一道除尘等，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种利用废旧纤维制造板材的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）烘干：将废旧纤维烘干，使废旧纤维的含水量保持在1%以下；
（2）开松：将烘干后的废旧纤维破碎开松成纤维根数在100根以下的纤维束或纤维团；
（3）除尘：将经破碎开松处理后的纤维束或纤维团与粉尘分离；
（4）气流成网：在开松除尘后获得的纤维束或纤维团中混入占其0-10wt%的低熔点纤维，经过气流成网在输网帘上形成具有预定厚度的三维结构纤维网，成网过程中同时在纤维网上均匀喷洒占纤维网总重量5-20wt%的胶粉，通过气流作用使胶粉均匀飘附在纤维网表面，所述低熔点纤维的熔点为180℃-220℃，所述胶粉的熔点为160-200℃；
（5）辊压：利用180℃-200℃的高温使胶粉完全融化或部分融化，并通过施加20N-30N的压力将纤维网初步压实；
（6）压制成板：将初步压实的纤维网进一步压实，并得到所需密度、厚度和强度的板材；
（7）切边、打包：对板材进行切割、打包后输出。
2.如权利要求1所述的利用废旧纤维制造板材的方法，其特征在于，所述开松步骤之前增加预开松和预除尘步骤，所述除尘步骤之后增加精开松步骤，所述预开松的开松辊针布为角钉，所述开松的开松辊针布为锯齿，所述精开松的开松辊针布为梳针。
3.如权利要求2所述的利用废旧纤维制造板材的方法，其特征在于，所述除尘步骤、预除尘步骤采用气流除尘，其气体流速为5-20m/s。
4.如权利要求1所述的利用废旧纤维制造板材的方法，其特征在于，所述压制成板步骤采用多级压制成板，多极板压箱内温度为200-230℃，多极板压从入口到出口处的多个上压板依次压制三维结构的纤维网，使其逐渐压实。
5.如权利要求1所述的利用废旧纤维制造板材的方法，其特征在于，所述气流成网步骤中，通过控制输网帘的速度调节单位面积板材的密度。
6.如权利要求1所述的利用废旧纤维制造板材的方法，其特征在于，所述废旧纤维包括废旧过滤袋或废旧纺织品，其主要成份为聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、聚四氟乙烯纤维、涤纶纤维、亚克力纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、氟美斯纤维和美塔斯纤维中的一种或几种。
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