CN107245161A - 一种硫酸‑机械分离废旧涤棉混纺织物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硫酸‑机械分离废旧涤棉混纺织物的方法，其特征在于，包括：通过硫酸处理和机械粉碎，使棉纤维变为粉末状，而涤纶纤维保持原状，在机械粉碎过程中借助于机械粉碎机的离心力使涤纶纤维团浮在上层，而棉纤维粉末沉在底层，将涤纶纤维团和棉纤维粉末分离。本发明的突出优势是分离后的棉纤维和涤纶纤维主要发生了物理变化，而化学结构及成分没有变化，为其后道回用技术提供了多种可能；此外，本发明的分离工艺能耗小，成本低，无污染，能够实现涤纶和棉纤维同时分离回用，对废旧涤棉布的回收利用起到良好的推动作用。为废旧涤棉织物分离与回用提供了一条新思路。

Description

一种硫酸-机械分离废旧涤棉混纺织物的方法
技术领域
本发明涉及一种硫酸-机械分离废旧涤棉混纺织物的方法，属于纺织材料技术领域。
背景技术
我国每年产生大量废旧纺织品，回收并再利用这类纺织材料不仅能够减少污染、保护环境，而且能够缓解我国纺织原材料短缺的危机，推动资源的可持续发展。涤棉混纺织物约占织物总量的50％以上，因而研究其分离方法对实现废旧纺织品的大规模回用具有重要的现实意义。涤棉混纺织物分离的基本原理为，根据两种纤维对某种试剂溶解性的不同，将其中一种纤维溶解或分解，将两者分离后再分别进行回用。目前的分离方法可以分为两大类：一种是溶解涤纶纤维部分，如公开号为CN 102219924B，CN 102250379B，CN 105113A，CN 103304839A，CN 102219924A，CN 104327255A，CN 102250379A等的发明均提供了溶解涤纶纤维的方法，但未涉及棉纤维的回用；公开号为CN 105197915A的发明所提供的方法，在溶解涤纶纤维的同时将棉纤维部分变为碳材料；另一种是溶解棉纤维部分，如公开号为CN106519293A及CN 102199310B的发明，分别采用浓磷酸和抗氧化剂-4-甲基吗啉-N-氧化物混合溶液将棉纤维溶解，再分别进行回用。本发明提出了硫酸-机械法，基于棉纤维和涤纶纤维对硫酸的稳定性不同，外加机械粉碎作用，使得棉纤维呈粉末状，而涤纶仍保持纤维状，可简单有效地将两者分离，然后再分别进行回用。与现有方法相比，本发明的突出优势是分离后的棉纤维和涤纶纤维主要发生了物理变化，为其后道回用技术提供了多种可能。如棉纤维粉末可进行碱化处理制备纤维素黄原酸酯，用于吸附重金属离子；也可以完全溶解制成纺丝液，然后经纺丝加工制备再生纤维素纤维；涤纶纤维因仍保持纤维状，可以直接开松梳理后进行纺织加工；也可以采用如上述发明专利中的方法进行溶解制成纺丝液，然后经纺丝加工制备涤纶纤维。此外，本发明所提供的分离工艺能耗小，成本低，无污染，为废旧涤棉织物分离与回用提供了一条新思路。
发明内容
本发明的目的是提供一种硫酸-机械分离废旧涤棉混纺织物的方法，能够简单高效地分离涤纶纤维和棉纤维。
为了达到上述目的，本发明提供了一种硫酸-机械分离废旧涤棉混纺织物的方法，其特征在于，包括：通过硫酸处理和机械粉碎，使棉纤维变为粉末状，而涤纶纤维保持原状，在机械粉碎过程中借助于机械粉碎机的离心力使涤纶纤维团浮在上层，而棉纤维粉末沉在底层，将涤纶纤维团和棉纤维粉末分离。
优选地，所述的硫酸处理的具体步骤包括：将清洗烘干的废旧涤棉混纺织物按1∶10～1∶20的固液质量比浸泡于硫酸溶液中进行处理，硫酸质量浓度为10％～15％，处理温度为90～100℃，处理时间为30～60min。
更优选地，所述的清洗包括将废旧涤棉混纺织物用自来水清洗干净，烘干称重。
更优选地，所述的废旧涤棉混纺织物中棉的比例为5％～95％。
优选地，所述的机械粉碎的具体步骤包括：将硫酸处理后的废旧涤棉混纺织物清洗后，置于机械粉碎机中进行机械粉碎，功率为1500W～5000W，转速为15000～50000r/min，时间为10min～40min，得到涤纶纤维团和棉纤维粉末混合物，在机械粉碎过程中借助于机械粉碎机的离心力使涤纶纤维团浮在上层，而棉纤维粉末沉在底层。
更优选地，所述的清洗包括将硫酸处理后的废旧涤棉混纺织物用浓度为80ml/L～120ml/L的氨水溶液洗涤，再用自来水洗涤，烘干到恒重。
更优选地，所述的烘干在烘箱中完成，烘干温度为80℃～110℃、时间为5～12h；恒重是指前后两次称重的差值在0.2mg/g。
优选地，所述的分离的具体步骤包括将涤纶纤维团和棉纤维粉末分别取出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明根据涤纶纤维耐酸、而棉纤维不耐酸的特点，提出了硫酸-机械法简单有效地分离涤棉混纺织物，分离后的棉纤维呈粉末状，涤纶纤维仍保持原状，两种纤维均是发生物理变化，而化学结构及成分没有变化，为其后道回用技术提供了多种可能。本发明所提供的分离工艺能耗小，成本低，无污染，能够实现涤纶和棉纤维同时分离回用，对废旧涤棉布的回收利用起到良好的推动作用。为废旧涤棉织物分离与回用提供了一条新思路。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明：以下实施例所使用的废旧涤棉混纺织物来自市购；所使用的化学试剂均在阿拉丁试剂(上海)有限公司购买；各称重步骤使用Mettler Toledo公司生产的电子天平，NewClassic MF型；各烘干步骤在上海一恒科学仪器有限公司生产的电热鼓风干燥箱中完成，DHG-9145A型；恒重是指前后两次称重的差值在0.2mg/g；各硫酸处理步骤使用南通宏大实验仪器有限公司生产的水浴振荡器来进行加热，HD500型；各机械粉碎步骤使用上海江信科技有限公司生产的多功能机械粉碎机，LX-05型。
本发明中的各比例和浓度，如无特殊说明，均为质量比例和质量浓度。
实施例1
一种硫酸-机械分离废旧涤棉混纺织物的方法，具体步骤为：
第一步：清洗：将废旧涤棉混纺织物(涤纶与棉纤维的比例为55∶45)用自来水清洗干净，在105℃的电热鼓风烘箱中烘干6h称重，为13g；
第二步：硫酸处理：将清洗烘干的废旧涤棉混纺织物按1∶20的固液质量比浸泡于硫酸溶液中，硫酸浓度为10％，处理温度为100℃，处理时间为35min；
第三步：清洗：将硫酸处理后的废旧涤棉混纺织物用浓度为100ml/L的氨水溶液洗涤，再用自来水洗涤，在105℃的电热鼓风烘箱中烘干6h到恒重；
第四步：机械粉碎：将第三步处理后的织物置于多功能机械粉碎机中进行机械粉碎，功率为3000W，转速为25000r/min，时间为20min，得到涤纶纤维团和棉纤维粉末混合物，在机械粉碎过程中借助于机械粉碎机的离心力使涤纶纤维团浮在上层，而棉纤维粉末沉在底层；
第五步：分离：将涤纶纤维团和棉纤维粉末分别取出，打包回收；可分别对涤纶纤维和棉纤维烘干称重，棉纤维为5.67g，涤纶纤维为7.01g，以计算回收率。
所回收的涤纶和棉纤维的测试如下：
棉纤维回收率：97％；
棉纤维平均长度：19.50μm；
棉纤维平均细度：6.40μm；
涤纶纤维回收率：98％；
涤纶断裂强度：4.74cN/dtex；
涤纶断裂伸长率：21.08％。
实施例2
一种硫酸-机械分离废旧涤棉混纺织物的方法，具体步骤为：
第一步：清洗：将废旧涤棉混纺织物(涤纶与棉纤维的比例为65∶35)用自来水清洗干净，在105℃的电热鼓风烘箱中烘干6h称重，为22g；第二步：硫酸处理：将清洗烘干的废旧涤棉混纺织物按1∶15的固液质量比浸泡于硫酸溶液中，硫酸浓度为15％，，处理温度为90℃，处理时间为40min；
第三步：清洗：将硫酸处理后的废旧涤棉混纺织物用浓度为90ml/L的氨水溶液洗涤，再用自来水洗涤，在105℃的电热鼓风烘箱中烘干6h到恒重；
第四步：机械粉碎：将第三步处理后的织物置于多功能机械粉碎机中进行机械粉碎，功率为3000W，转速为3000r/min，时间为15min，得到涤纶纤维团和棉纤维粉末混合物，在机械粉碎过程中借助于机械粉碎机的离心力使涤纶纤维团浮在上层，而棉纤维粉末沉在底层；
第五步：分离：将涤纶纤维团和棉纤维粉末分别取出，打包回收；可分别对涤纶纤维和棉纤维烘干称重，棉纤维为7.39g，涤纶纤维为14.01g，以计算回收率。
所回收的涤纶和棉纤维的测试如下：
棉纤维回收率：96％；
棉纤维平均长度：20.17μm；
棉纤维平均细度：7.70μm；
涤纶纤维回收率：98％；
涤纶断裂强度：4.52cN/dtex；
涤纶断裂伸长率：19.10％。
上述所采用的硫酸用量、处理时间、处理温度、粉碎工艺等仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (8)

1.一种硫酸-机械分离废旧涤棉混纺织物的方法，其特征在于，包括：通过硫酸处理和机械粉碎，使棉纤维变为粉末状，而涤纶纤维保持原状，在机械粉碎过程中借助于机械粉碎机的离心力使涤纶纤维团浮在上层，而棉纤维粉末沉在底层，将涤纶纤维团和棉纤维粉末分离。
2.如权利要求1所述的硫酸-机械分离废旧涤棉混纺织物的方法，其特征在于，所述的硫酸处理的具体步骤包括：将清洗烘干的废旧涤棉混纺织物按1∶10～1∶20的固液质量比浸泡于硫酸溶液中进行处理，硫酸质量浓度为10％～15％，处理温度为90～100℃，处理时间为30～60min。
3.如权利要求2所述的硫酸-机械分离废旧涤棉混纺织物的方法，其特征在于，所述的清洗包括将废旧涤棉混纺织物用自来水清洗干净，烘干称重。
4.如权利要求2所述的硫酸-机械分离废旧涤棉混纺织物的方法，其特征在于，所述的废旧涤棉混纺织物中棉的比例为5％～95％。
5.如权利要求1所述的硫酸-机械分离废旧涤棉混纺织物的方法，其特征在于，所述的机械粉碎的具体步骤包括：将硫酸处理后的废旧涤棉混纺织物清洗后，置于机械粉碎机中进行机械粉碎，功率为1500W～5000W，转速为15000～50000r/min，时间为10min～40min，得到涤纶纤维团和棉纤维粉末混合物，在机械粉碎过程中借助于机械粉碎机的离心力使涤纶纤维团浮在上层，而棉纤维粉末沉在底层。
6.如权利要求5所述的硫酸-机械分离废旧涤棉混纺织物的方法，其特征在于，所述的清洗包括将硫酸处理后的废旧涤棉混纺织物用浓度为80ml/L～120ml/L的氨水溶液洗涤，再用自来水洗涤，烘干到恒重。
7.如权利要求3或5所述的硫酸-机械分离废旧涤棉混纺织物的方法，其特征在于，所述的烘干在烘箱中完成，烘干温度为80℃～110℃、时间为5～12h；恒重是指前后两次称重的差值在0.2mg/g。
8.如权利要求1所述的硫酸-机械分离废旧涤棉混纺织物的方法，其特征在于，所述的分离的具体步骤包括将涤纶纤维团和棉纤维粉末分别取出。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171013

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