CN107938036B - 以废旧衣物为胎基原料的防水卷材生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防水卷材生产工艺，既实现了变废为宝，又制备得到了性能优异的防水卷材。具体步骤：(1)废旧衣物的粉碎/开松；(2)上料；(3)梳理；(4)成型；(5)浸胶；(6)烘干；(7)收卷；(8)开卷搭接；(10)浸油；(11)涂油覆面；(12)冷却储存；(13)打卷。

Description

以废旧衣物为胎基原料的防水卷材生产工艺
技术领域
本发明涉及防水材料的制造领域，特别是涉及一种以废旧衣物为胎基原料的防水卷材生产工艺。
背景技术
我国人口超过13亿，每年产生的废旧衣物多达数百万吨。衣物的成分非常复杂，有棉纺、化纤、皮革等等，如果不能进行资源化再利用会给生态环境带来巨大的负担。目前废旧衣物的再利用过程需要按照材料性质、颜色等因素进行分拣，还需要进行消毒处理，由于工序的增加使得废物再利用的成本大大增加。此外还有一些废旧衣物的再利用需要水洗、漂白等操作，这反而增加了水资源的消耗，甚至给环境带来水污染的风险。如何低成本地、环境友好地变废为宝，使大量的废旧衣物得以再利用是目前亟待解决的问题。
我国现有的防水卷材的胎基主要有玻纤胎基、复合胎基、聚酯胎基，玻纤胎基、复合胎基强度低、韧性差，目前应用较少，聚酯胎基在防水卷材中应用较为广泛。聚酯胎基又分为聚酯短纤和聚酯长丝。聚酯胎基的制造方法大概为以下步骤：聚酯原料通过螺杆挤压机熔融挤出、纺丝或者由聚合反应后的聚酯熔体直接纺丝，经冷却，集束、卷绕。从原料上来，聚酯胎基具有易老化、龟裂、寿命短、普遍漏水、施工复杂、不环保的难题。因为聚酯胎基不抗紫外线照射，在阳光下照射15天会变成粉末，很容易老化变性。加上聚酯胎基太薄，克重为200-220克/平米，用滑石粉、胶粉来增厚，当工业废机油挥发后变成一片散沙，寿命终止。从工艺上来看，从聚酯原料到纤维集合的胎基，需要加热熔融、仿丝、集束、卷绕等工序，工艺复杂，生产成本较高。
此外，现有技术中防水卷材的生产全过程中需要耗费大量水，且有废液排出，污染环境。
发明内容
为了解决上述问题，低成本地、环境友好地使废旧衣物变废为宝，同时提高防水卷材的防水性能、耐久性和耐候性，本发明创新性地提供一种兼具上述特性的防水卷材卷材生产工艺。
为达到上述目的，本发明提供一种以废旧衣物为胎基原料的防水卷材生产工艺，具体地包括以下步骤：
(1)废旧衣物的粉碎/开松：将废旧衣物去除非织物附件，粉碎成织物纤维絮，开松备用；
(2)上料：将废旧衣物纤维通过上料装置开松、去杂，风送至梳理机构；
(3)梳理：风送至梳理机构的纤维絮在风送机构的储料箱沉积，沉积后的纤维絮进行两级挤压，然后再次通过开松除杂步骤获得更加松弛、均匀、杂质更少的纤维絮；
(4)成型：梳理后的纤维絮经负压气流吸到输送网布上，根据厚度需求调节输送网布的移动速度；
(5)浸胶：输送网布上的纤维絮经挤压成纤维毡，纤维毡浸入浸胶池，浸胶池中为淀粉乳液，浸胶后纤维毡被压实；
(6)烘干：浸胶压实完毕后，烘缸一边带动纤维毡前进一边对纤维毡的两面加热烘干；
(7)收卷：烘干后，收卷切割机对纤维毡进行卷绕，根据尺寸要求剪切包装备用胎基；
(8)开卷搭接：开卷平铺、检查破洞、不同卷之间的粘接搭接；
(9)储存干燥：粘结好的胎基架设在原料储存架上，并进行干燥处理；
(10)浸油：胎基进入浸渍池进行沥青浸渍，胎基浸渍沥青后吸油率为140％-180％；
(11)涂油覆面：胎基上面涂布沥青，覆彩砂层，胎基下面涂布沥青，覆玻纤布和防粘膜；
(12)冷却储存：涂油覆面后进行冷却，在成品储存架储存；
(13)打卷：通过卷毡机打卷成品。
进一步地，在步骤(2)中，引风机使开松腔内产生负压，将开松腔内的经过开松辊开松、打匀后的物料抽入出风管中。
进一步地，步骤(4)中，负压风箱进风口各处的负压保持一致。
进一步地，步骤(5)中，淀粉为食用淀粉，浓度小于等于30％。
进一步地，步骤(6)中，纤维毡进入烘干装置走“S”型路线，烘缸进油管中导热油的温度为摄氏200度左右，烘缸出油管的导热油温度为摄氏130度左右。
进一步地，步骤(10)浸油后有干燥的步骤，步骤(12)冷却方式为水冷，步骤(11)涂油覆面前以及步骤(13)打卷之前均需进行纠偏操作。
进一步地，所述的吸油率进一步为160％-180％。
进一步地，所述的胎基厚度为1-3mm。
进一步地，所述的胎基厚度进一步为1.5-1.6mm。
进一步地，所述的胎基重量为400-450g/㎡。
本发明与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：
1.有效地、低成本地、高利用率地将废旧衣物变废为宝：使用废旧衣物做防水卷材胎基原料，能够消耗大量的废旧衣物，实现变废为宝，为环境承载降低负担。由于废旧衣物材料形成防水卷材过程中需要浸渍高温沥青，废旧衣物纤维产品最终会包覆在沥青中，因此废旧衣物无需分类筛选、无需进行消毒处理，极大提高了废旧衣物资源化利用的效率，废旧衣物布料利用率可达100％，由于无需分拣、消毒等工序，废旧衣物资源化利用的成本极低。
2.降低防水卷材生产成本：相对于竹木等有机纤维、玻纤等无机纤维，使用废旧衣物作为防水卷材胎基材料，极大地降低了产品的生产成本，。
3.防水卷材物理性能提高：聚酯胎基的吸油率不到20％，竹木棉苇等纤维胎基的沥青吸油率在150％左右，而废旧衣物胎基的沥青吸油率则可以达到180％，吸油率直接反应了胎基吸收沥青的饱和度，沥青饱和度越高，防水性能越强。
4.相对于现有的编织布类(无纺布、玻纤布等)的胎基，本发明使用废旧衣物纤维毡，厚度上可以达到1-3毫米，采用浸渍沥青方式可以使饱和度和可靠性大大增强；相对于现有的毡类(聚酯毡、玻纤毡等)，本发明使用的废旧衣物纤维毡不需进行针刺操作，阳光长时间照射以及高低温环境下均能保持长期的稳定性和几乎不变的韧性。
5.本制造工艺属于纯物理方法，不需加水，无废液排出，无废气排出，完全零排放生产。
这是一个同时满足经济性、环保性和产品性能提高的发明，以下结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明防水卷材的制造工艺流程图。
图1所示的工艺流程图示出了制造防水卷材胎基的13个步骤。
具体实施方式
参见图1，本发明提供一种防水卷材胎基的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)废旧衣物的粉碎/开松
将废旧衣物去除非织物附件，粉碎成织物纤维絮，开松备用；
在这一步骤中无需对废旧衣物按照颜色、布料、品类进行分类，无需进行消毒处理。这大大提高了废旧衣物的处理效率，并大大降低了废旧衣物的处理成本。
(2)上料
将废旧衣物纤维通过上料装置开松、去杂，风送至梳理机构；
上料装置包括箱体、送料辊、开松辊、出风管。箱体一端设有进料口，通过进料口将废旧衣物纤维堆放在传送带上。
送料腔中包含送料辊，开松腔中包含开松辊，引风机与开松腔联通，在上料装置运行状态下，引风机以恒定转速旋转，使开松腔内产生负压，将开松腔内的经过开松辊开松、打匀后的物料抽入出风管中。引风机采用离心式风机，在物料中出现的杂质时，引风叶能够承受高转矩，采用上述方式可以提高引风叶及引风机的使用寿命和工作效率。
(3)梳理
风送至梳理机构的纤维絮在风送机构的储料箱沉积，沉积后的纤维絮进行两级挤压，然后再次通过开松除杂步骤获得更加松弛、均匀、杂质更少的纤维絮；
储料箱容纳厚度为12cm左右，储料箱设置梯形上盖，梯形上盖连接上料装置的出风管，以利于物料的扩散和均匀分布。在储料箱侧面偏上部设有回风入口，储料箱的回风入口通过回风管接到上料装置的回风出口，由此形成引风机的闭环回路。沉积的纤维絮先后进行两级辊压，先获得5cm厚的纤维毡，再进一步辊压获得0.5cm厚的纤维毡。纤维毡在刺辊的高速运转所产生的机械离心力作用下，甩出碎金属、塑料等块状杂质，除杂后的物料在刺辊的作用下被撕裂开松，形成飞毛状、棉絮状，梳理工序完成。
(4)成型
梳理后的纤维絮经负压气流吸到输送网布上，根据厚度需求调节输送网布的移动速度；
成型装置包括负压风箱、输送网布、吸气风机。负压风箱的入风口接调节风箱的出风口，通过减速电机控制输送轴的转速，根据需求可调节输送网布的移动速度，以调节纤维毡成型的厚度，输送网布移动越慢，纤维毡厚度则越厚。风箱内部设置有整流板，以使负压风箱进风口各处的负压尽量保持一致。
(5)浸胶
输送网布上的纤维絮经挤压成纤维毡，纤维毡浸入浸胶池，浸胶池中为淀粉乳液，淀粉浓度最高为30％，浸胶后纤维毡被压实；
在输送网布上的纤维毡经过进料辊，被传送到浸胶池中，浸胶池底部交错设置有若干组导向辊，使纤维毡在浸胶池中走“S”型路线，纤维毡被多次弯转，可以充分被浸胶池中的粘合剂浸渍，使浸胶更加充分和均匀。淀粉优选为食用淀粉。浸胶池后侧设有出料辊，使纤维毡被压实，同时挤掉纤维毡上多余的淀粉乳液，纤维毡经过出料辊后传送至烘干装置。
(6)烘干
浸胶压实完毕后，烘缸一边带动纤维毡前进一边对纤维毡的两面加热烘干；
浸胶装置后设置有烘干装置，烘干装置采用导热油进行加热烘干，烘干装置平行排列着两排导热油烘缸，烘缸进油管中导热油的温度为摄氏200度左右，烘缸出油管的导热油温度为摄氏130度左右，返复循环，烘缸的转速相同，相邻烘缸旋转方向相反，浸胶完毕后，纤维毡进入烘干装置走“S”型路线，烘缸一边带动纤维毡前进一边对纤维毡的两面加热烘干。
(7)收卷
烘干后，收卷切割机对纤维毡进行卷绕，根据要求剪切包装成捆。
(8)开卷搭接：开卷平铺、检查破洞、不同卷之间的粘接搭接；
(9)储存干燥：粘结好的胎基架设在原料储存架上，并进行干燥处理；
(10)浸油：对沥青原料(90#沥青40-50重量份，70#沥青50-60重量份)加温融化，胎基进入浸渍池进行沥青浸渍，胎基浸渍沥青后吸油率为140％-180％；
(11)涂油覆面：胎基上面涂布沥青，覆彩砂层，胎基下面涂布沥青，覆玻纤布和防粘膜；对制品正面进行涂油(沥青防水涂层，10#沥青40-50重量份，90#沥青30-40重量份，792丁苯橡胶10-20重量份)；用彩色矿物颗粒(彩砂)对制品进行覆面；对制品背面进行涂油(沥青自粘涂层，70#沥青80-90重量份、792丁苯橡胶10-20重量份；)并覆以玻纤布和防粘膜，即得成品；
(12)冷却储存：涂油覆面后进行冷却，在成品储存架储存；
(13)打卷：通过卷毡机打卷成品。
此外，用60万大卡导热油锅炉对沥青储油罐、涂层池进行加温；储油罐和涂层池的温度加热到200-220℃；
胎基浸涂沥青(胎基内部浸涂)及对制品正面涂油(沥青防水涂层)时的速度为每分钟20-50米；
在沥青防水涂层表面覆盖矿物颗粒(彩砂)；
用碾压装置把制品表面碾压成一个光滑的平面,增强矿物颗粒的粘结牢度；
用涂层装置给制品的背面涂油(沥青自粘涂层)并覆膜；
用水冷系统对制品进行降温冷却；
用自动打卷机对制品进行长度计数、切割、打卷，即得抗老化自粘卷材成品。
由于废旧衣物最终要浸渍在高温流体的沥青中，表面被黑色沥青所覆盖，因而无需对废旧衣物进行筛选和消毒的工序，因而可以大批量、低成本地、高效地使用废旧衣物原料，降低环境负担，变废为宝。
同时，本发明人在胎基材料的选择上进行了反复的试验，使用废旧衣服纤维浸渍流体态沥青时，对比其他材料具有极其出色的吸油率，也即饱和度。饱和度的提升意味着防水性能的提高。废旧衣物纤维为柔性纤维，柔性纤维各向异性的分布结构，导致无论从纤维本身角度，还是纤维集合体角度，都能大大增加对沥青流体的吸附率。
下表体现了分别使用聚酯胎基、有机纤维胎基和废旧衣物纤维毡胎基时的防水卷材性能：
胎基材料 聚酯胎基 有机纤维胎基 废旧衣物纤维毡胎基
最高吸油率 20％ 160％ 180％
耐久性 3-5年 30年 30年以上
成本 高 高 低
环保 污染 无污染但消耗资源 变废为宝
实际操作中，废旧衣物胎基与所吸收沥青的重量比可以达到100:140-100:180，即吸油率达到140％-180％。试验中的吸油率区间大部分在160％-180％，当吸油率高过170％时，优良的不透水性以及耐候性使得防水卷材的寿命可达50年以上。
此外，胎基层的厚度为1-3mm，为了均衡防水卷材整体厚度、重量以及防水性能，废旧衣物胎基层厚度优选为1.5-1.6mm，胎基重量为400-450g/㎡。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应纳入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种以废旧衣物为胎基原料的防水卷材生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)废旧衣物的粉碎/开松：将废旧衣物去除非织物附件，粉碎成织物纤维絮，开松备用；废旧衣物无需分类筛选、无需进行消毒处理；
(2)上料：将步骤(1)得到的织物纤维絮通过上料装置开松、去杂，采用引风机送至储料箱；
(3)梳理：纤维絮在储料箱沉积，沉积后的纤维絮进行两级挤压，然后再次通过开松除杂步骤获得更加松弛、均匀、杂质更少的纤维絮；
(4)成型：梳理后的纤维絮经负压气流吸到输送网布上，根据厚度需求调节输送网布的移动速度；
(5)浸胶：输送网布上的纤维絮经挤压成纤维毡，纤维毡浸入浸胶池，浸胶池中为淀粉乳液，浸胶后纤维毡被压实；
(6)烘干：浸胶压实完毕后，烘缸一边带动纤维毡前进一边对纤维毡的两面加热烘干；
(7)收卷：烘干后，收卷切割机对纤维毡进行卷绕，根据尺寸要求剪切包装备用胎基；
(8)开卷搭接：开卷平铺、检查破洞、不同卷之间的粘接搭接；
(9)储存干燥：粘结好的胎基架设在原料储存架上，并进行干燥处理；
(10)浸油：胎基进入浸渍池进行沥青浸渍，胎基浸渍沥青后吸油率为大于160％,小于等于180％；
(11)涂油覆面：胎基上面涂布沥青，覆彩砂层，胎基下面涂布沥青，覆玻纤布和防粘膜；
(12)冷却储存：涂油覆面后进行冷却，在成品储存架储存；
(13)打卷：通过卷毡机打卷成品。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：在步骤(2)中，所述上料装置包括箱体、送料辊、开松辊、出风管，箱体一端设有进料口，通过进料口将织物纤维絮堆放在传送带上，送料腔中包含送料辊，开松腔中包含开松辊，引风机与开松腔连通，在上料装置运行状态下，引风机以恒定转速旋转，使开松腔内产生负压，将开松腔内的经过开松辊开松、打匀后的物料抽入出风管中。
3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：步骤(4)中，负压风箱进风口各处的负压保持一致。
4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：步骤(5)中，淀粉为食用淀粉，浓度小于等于30％。
5.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：步骤(6)中，纤维毡进入烘缸走“S”型路线，烘缸进油管中导热油的温度为摄氏200度左右，烘缸出油管的导热油温度为摄氏130度左右。
6.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：步骤(10)浸油后有干燥的步骤，步骤(12)冷却方式为水冷，步骤(11)涂油覆面前以及步骤(13)打卷之前均需进行纠偏操作。
7.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述的胎基厚度为1-3mm。
8.根据权利要求7所述的生产工艺，其特征在于：所述的胎基厚度进一步为1.5-1.6mm。
9.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述的胎基重量为400-450g/㎡。
10.一种以废旧衣物为胎基原料的防水卷材，其特征在于由权利要求1-9任意一项所述的方法制备得到。
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