CN110100051A - 用于解构纺织废料的设备 - Google Patents
用于解构纺织废料的设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110100051A CN110100051A CN201780027311.9A CN201780027311A CN110100051A CN 110100051 A CN110100051 A CN 110100051A CN 201780027311 A CN201780027311 A CN 201780027311A CN 110100051 A CN110100051 A CN 110100051A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- textile material
- equipment
- destructing
- station
- processed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010784 textile waste Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 234
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 98
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 82
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims description 164
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 53
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 47
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 37
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 31
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 16
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 12
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 12
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 claims description 12
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 11
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 10
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 9
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 238000009941 weaving Methods 0.000 claims description 7
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 claims description 6
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 claims description 6
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 6
- SISDIULSGIQDKQ-UHFFFAOYSA-N ethenamine;n-ethenylformamide Chemical compound NC=C.C=CNC=O SISDIULSGIQDKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 4
- 230000005619 thermoelectricity Effects 0.000 claims description 4
- 239000004382 Amylase Substances 0.000 claims description 3
- 102000013142 Amylases Human genes 0.000 claims description 3
- 108010065511 Amylases Proteins 0.000 claims description 3
- 102000004882 Lipase Human genes 0.000 claims description 3
- 108090001060 Lipase Proteins 0.000 claims description 3
- 239000004367 Lipase Substances 0.000 claims description 3
- 235000019418 amylase Nutrition 0.000 claims description 3
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000019421 lipase Nutrition 0.000 claims description 3
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 claims description 2
- 239000004365 Protease Substances 0.000 claims description 2
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 claims description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001768 cations Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 235000012771 pancakes Nutrition 0.000 claims 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 claims 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 10
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 7
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 7
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 6
- 239000004902 Softening Agent Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 239000003570 air Substances 0.000 description 4
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 210000000085 cashmere Anatomy 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 2
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 2
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 2
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000000474 nursing effect Effects 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 2
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 2
- XOJVVFBFDXDTEG-UHFFFAOYSA-N Norphytane Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C XOJVVFBFDXDTEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000009950 felting Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 208000021760 high fever Diseases 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000002563 ionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000002964 rayon Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 125000004469 siloxy group Chemical group [SiH3]O* 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000008542 thermal sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
- D01G11/00—Disintegrating fibre-containing articles to obtain fibres for re-use
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/66—Disintegrating fibre-containing textile articles to obtain fibres for re-use
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
- Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
本发明涉及用于纺织废料的质量解构的设备,其包括初始进料箱或料斗、进料箱输送机、一个或多个串联连接的处理/解构组、出口输送机和集中式计算机控制器。本文所述的设备可以生产相对于由撕裂鼓产生的那些纤维具有一种或多种增强品质的纤维。
Description
技术领域
本发明一般涉及通过创造和制造可用于下游应用的优质纤维来再生纺织废料的设备领域。
背景技术
当纺织废料再循环时,废织物通常经过解构过程,其中织物被撕裂鼓撕裂以形成劣质纤维。撕裂鼓通常以高速运行以提高生产率,并且通常不进行温度控制。
棉纤维对热敏感,并且在该过程中易于破碎成较短的纤维和/或灰尘。聚丙烯纤维、聚酯纤维和其它热敏纤维易于熔化,导致性能和质量特性相对较差。
由这种类型的工艺产生的短而多尘、破碎和磨损的纤维通常仅用于制造低质量的最终产品,其功能通常是声学、绝缘或填充。
发明概述
总的来说,本发明涉及用于解构纺织废料的设备。纺织废料通常包括表面修饰物,其可以在解构之前存在或者可以被移除。
本发明还提供了解构废料的方法,以及通过使用本文所述的方法和设备解构废纺织材料而生产的经处理的纤维。
本发明部分基于这样的理解,即通过使用切割针与针脚将纤维与纺织材料分开来解构暴露于蒸汽以打开纤维的纺织废料而不是不通过蒸汽打开纤维的纺织废料,并通过控制温度,可以获得更高质量的纤维。而且,在不使用风扇输送纺织材料的那些实施方案中,相对于使用风扇的情况,该设备可以在解构过程中减少对单根纤维的损坏。
在一个实施方案中,提供了一种用一种或多种化学处理剂处理纺织废料的设备。整个过程通常包括将蒸汽施加到纺织废料上以打开纤维,特别是当纤维是棉或其他天然纤维时。一旦纤维被打开,它们可以用一种或多种化学和/或酶处理进行处理。在一些实施方案中,这些处理可有助于随后的纤维解构。在其他实施方案中,处理可赋予处理过的纤维有利的化学和/或物理性质。
用于施加化学处理的设备包括多孔传送带、施加蒸汽的第一区域和施加化学或酶处理的第二区域。
在一个实施方案中,蒸汽从纺织材料上方以及从输送机下方施加。可以使用两个或更多个喷嘴施加蒸汽,其中至少一个喷嘴位于每侧(即,在纺织材料上方和传送带下方)。在第二实施方案中,仅从纺织材料上方或从传送带下方施加蒸汽。在第二实施方案的一个方面,蒸汽施加在一侧,并且在另一侧上抽真空,例如,使用一个或多个喷嘴。
在蒸汽松散纺织材料中的纤维之后,平均水分含量通常在纤维重量的约10%至约30%的范围内,更通常在按纤维重量计的约12%至约15%的范围内。
然后对纤维进行化学和/或酶处理。可以从纺织材料上方或从输送机下方施加处理,例如,使用一个或多个喷嘴。抽真空单元存在于提供处理的相反尺寸。也就是说,如果从纺织材料的顶部施加处理,则在输送机下方设置抽真空单元。如果从输送机下方进行处理,则在纺织材料上方设置抽真空单元。因为在处理纺织材料时对纺织材料抽真空,所以与仅仅喷涂在纺织材料顶部或输送机下方相比,处理可以更均匀地分布。
每个处理站包括至少一个输送机,该输送机可以是入口输送机。入口输送机可以是每个处理站中的唯一输送机,或者每个处理站可以独立地进一步包括一个或多个附加输送机。
这些附加输送机中的一个可以是处理站输送机,其适于从入口输送机接收材料并将材料从处理站内的一个位置输送到处理站内或处理站之外的第二位置。
如果处理站输送机将材料输送到处理站内的第二位置,则处理站还包括出口输送机。可以存在中间输送机,以从处理/解构站的出口输送纺织材料,通过处理/解构站,并且到另一个处理/解构站。
每个处理站中的至少一个输送机是多孔的,因此当液体被施加到被处理的材料上时,多余的液体可以通过输送机。输送机应该是不与用于处理材料的任何化学品反应或基本上不与用于处理材料的任何化学品反应。
如果处理站中只有一个输送机,该输送机是入口输送机,那么入口输送机是多孔的。如果处理站包括处理站输送机,则处理站输送机是多孔的,并且入口输送机可以是或可以不是多孔的。如果处理站还包括出口输送机,则出口输送机可以是或可以不是多孔的。
如上所述,待处理的材料通过输送机,其中输送机行进通过每个处理站中的处理区。一个或多个喷嘴设置在适当的输送机上方,并且这些喷嘴适于将一种或多种处理组合物输送到通过处理站输送的材料。
在从纺织材料上方施加化学处理的情况下,在任何输送机通过处理站输送待处理材料的下方设置抽真空单元。在输送机为连续环形式的情况下,抽真空单元设置在环的顶部和底部之间。在输送机有顶面和底面的情况下,顶面与被处理材料接触,真空设置在输送机的底面上。
抽真空单元适于将一个或多个从喷嘴输送的处理组合物抽吸通过纺织材料,因为这样的组合物穿过材料到达传送带上。在一个实施方案中,抽真空单元包括真空泵、冷凝盘管或两者。
每个处理站还包括用于通过喷嘴泵送所需处理组合物的泵。如本文其他地方所讨论的,泵可以例如使用中央计算机单元(或中央处理单元/CPU)来控制,其可以在任何给定处理站中通过喷嘴控制所需处理组合物的类型和沉积速率。
每个处理站任选地还包括冷凝收集单元,其收集处理站中的冷凝物,该冷凝物由从喷嘴输送的处理组合物的冷凝产生的而不是由真空单元收集。当以蒸气形式施加化学处理时,这尤其有用。
每个处理站还任选地但优选地包括温度调节装置,以调节处理站的温度。可以使用一个或多个温度计、热电偶、温度计和/或恒温器监测处理站内的温度。可以控每个处理站内的温度制,例如,使用水、空气、制冷剂等,其可以通过例如加热和/或制冷单元,包括热泵。
在一个方面,处理站任选地包括发生器单元,其与冷凝收集单元连接。发电机单元从冷凝收集单元中收集的冷凝物传递热量,并利用传递的热量产生蒸汽,蒸汽可以是过热蒸汽。蒸汽可以用于为处理站的操作提供动力,例如,通过发电,或者可以用于向一个或多个处理/解构站提供热量。
在另一个实施方案中,本发明提供了一种装置,该装置解构纺织废料,并且相对于使用撕裂鼓的情况生产具有提高质量的纤维。该装置在此称为解构站,包括多个旋转滚筒,其可以是相同的尺寸,或者可以是不同的尺寸。每个旋转滚筒具有设置有多排切割针的曲线表面。
在该实施方案的一个方面中,第一旋转滚筒设置在第二旋转滚筒的顶部并面向第二旋转滚筒,并且在第一旋转滚筒和第二旋转滚筒的曲线表面上的多排切割针彼此插入。存在马达以旋转每个滚筒。在使用中,第一旋转滚筒和第二旋转滚筒被驱动以指定的速度沿相反的方向旋转,该速度可以是预定的速度,并且纺织材料在其间通过。切割针穿透纺织材料,并切割成纱线段,将纱线段分成长条纱线。
在该实施方案的另一个方面,存在三个或更多个旋转滚筒。滚筒的定向方式使它们不会相互干扰。例如,在有三个滚筒的情况下,它们可以以圆形取向定位,使得每个滚筒与其它滚筒大约相隔60度,其中暴露切割针的滚筒的开口部分面向其他滚筒的开口部分。在有四个滚筒的情况下,它们可以以圆形取方向定位,使得每个滚筒与其他滚筒大约相隔45度,以此类推,以获得更大数量的滚筒。
在该实施方案的一个方面中,每个切割针具有切割部分,该切割部分具有至少一个切割边缘,该切割边缘定向成面向纺织材料被输送到第一旋转滚筒和第二旋转滚筒的方向,以切割成纺织材料并解构纺织材料不会对纺织材料中的纤维造成显着损害。
在该实施方案的另一个方面,切割针每个在切割边缘部分下方具有扁平形状的基部。该扁平形状的基部可用于将切割针分别连接到第一旋转滚筒和第二旋转滚筒。
在此描述的设备中使用的旋转滚筒的尺寸可以是但不必小于现有技术解构方法中使用的旋转滚筒,因为该设备使用多个彼此面对并且在相反的方向上旋转的旋转滚筒,而不是现有技术中使用的一个大型旋转滚筒。现有技术中的大型旋转滚筒设计成以高速运行以实现最大产量,但是那些高速产生相对高的温度。当旋转滚筒上的金属销和桶板没有冷却时,发生纤维断裂,产生相对短的多尘纤维,这些纤维不能用于高价值的应用中。存在于本文所述设备中的旋转滚筒中的切割针也不同于现有技术中旋转滚筒上的圆形销。切割针切成纺织材料并解构纺织材料而不会显着损坏纺织材料的纤维,而圆形销仅撕开纺织材料而不实际分离纺织材料的单根纤维。
滚筒理想地是温度控制的,以使纺织材料的降解,破裂和/或熔化最小化并且得到回收的纤维。在一个实施方案中,温度控制装置,例如恒温器、热电偶或温度计,以及加热或冷却源,可以设置在每个旋转滚筒内。温度控制装置允许用户监视和控制一个或多个旋转滚筒的温度。在该实施方案的一个方面,温度可以保持在指定或预定温度的几度内。控制旋转滚筒温度的一种代表性方法是在旋转滚筒内部提供芯,该芯使用水、空气、制冷剂等冷却。监测旋转滚筒内温度的一种代表性方法是在旋转滚筒上或在芯中安装一个或多个温度表、热电偶、温度计和/或恒温器。
与使用相对高密度的撕裂销群来产生短的,多尘的,破碎的和磨损的纤维的现有技术的解构技术相比,本文所述的设备可以以保持用于构造它们的原始纤维以及纺织纱线和所得织物的完整性的方式解构和再生废织物。
在另一个实施方案中,公开了一种装置,其包括至少一个处理站和至少一个解构站。在该实施方案的一个方面,处理站和解构站容纳在一个外壳中,该外壳包括用于接收待处理和解构的纺织材料的入口,以及用于输出源自经处理和解构的纺织材料的纤维的出口。在该实施方案的另一个方面,存在用于处理站和解构站的单独外壳。
在该实施方案的一个方面,该装置包括:
用于储存准备加工的纺织材料的初始进料箱或料斗;以及
适于将材料从初始进料箱或料斗输送到一个或多个串联连接的处理和/或解构站的进料箱输送机,
一个或多个串联连接的处理和/或解构站,以及
出口输送机,用于将成品输送出设备,例如,输送到储存容器或工位中,以进一步精制成品。
虽然将纺织品输入和输出处理和解构站的确切方法不是如本文所述的本发明的关键,但下面描述的是将纺织品输入和输出设备的某些方式,更具体地,将纺织品输入和输出每个单独的处理/解构站。每个站可包括入口输送机。在处理和/或解构站跟随进料箱输送机的情况下,入口输送机适于从进料箱输送机接收材料。在处理和/或解构站跟随先前的处理/解构站的情况下,入口输送机适于从先前处理/解构站的出口输送机接收材料。
在一些方面,处理/解构站中的入口输送机还用作出口输送机,因为材料在单个输送机上进出站。在其他方面,该站包括入口输送机和出口输送机。
入口输送机将从进料箱输送机输出的纺织材料或先前处理/解构站的出口输送机输出的纺织材料输送到后续处理/解构站,或者,如果处理和/或解构完成,则输送到设备外部。例如,经处理/解构的材料可以被输送到单独的储存容器,可以按密度分离成相对高密度和相对低密度的材料,或者可以被送到精炼站以进一步精制。
处理/解构站的最终输出通常是化学处理的纤维。
取决于要解构的纺织材料的类型和期望的产品的质量,本文描述的设备的不同实施方案可包括不同数量的处理和/或解构站。然而,该设备包括每种类型的站中的至少一个。
在一个实施方案中,该设备包括至少两个解构站。在该实施方案的一个方面中,后续处理和解构站的多排切割针中的每一排中的切割针之间的间隔小于每个先前解构站的切割针之间的间隔。以这种方式,每个随后的解构站递送更细的纱线段,直到在最终的解构站处递送单个纱线段。
该设备包括至少一个出口输送机,其将经处理和解构的纺织材料从一系列处理和解构站中的最后一个输送到期望的位置,例如输出储存箱或可以进一步精制材料的站。
在一个实施方案中,该设备还包括在出口输送机处的再储存机构,其将出口输送机上的纺织材料分成包括相对较轻重量或相对较低密度的纺织材料的第一组,其在一个方面随后被转换成成品纱线,以及包括相对较重或相对较高密度的纺织材料的第二组。在该实施方案的一个方面,较高密度的材料尚未转化为成品纱线,因此需要进一步处理和解构。可以使用再储存机构将相对较高重量或较高密度的材料转移到指定的先前处理和解构组,并且可以将第一组纺织材料转移到随后的处理和解构组或输出储存盒。
在一个方面,再储存机构包括出口输送机处的覆盖区域,并且还包括设置在被覆盖区域的顶端处的抽吸装置和输送机、抽吸源,例如真空软管,或用于材料分离时去除材料的其他装置。
在使用中,当出口输送机在被覆盖区域运动时,可以使用抽吸装置抽吸出口输送机上的纺织材料并通过它们的相对重量和/或密度将它们分开。抽吸装置可以朝向被覆盖区域的顶端定位,使得在出口输送机上留下重量相对较重或密度相对较高的纺织材料。例如,相对较重的材料可以移动到向后输送机上,后向输送机将其上的纺织材料输送到指定的先前处理和解构站,在那里将其进一步处理和/或解构成纤维状态。然后可以关闭抽吸装置以将抽吸的相对轻质或低密度的纺织材料释放到出口输送机,以便输送到随后的目的地。
该装置还包括集中式计算机控制器或中央处理单元(CPU)。该控制器控制该设备的一个或多个功能。可以控制的代表性功能包括但不限于由喷嘴输送的处理组合物的类型,由喷嘴输送的处理组合物的施用率,切割刀片的尺寸,处理站的温度,第一旋转滚筒和/或第二旋转滚筒,基于织物的组成的第一旋转滚筒和/或第二旋转滚筒的旋转速度。
在一个实施方案中,进料箱输送机、每个处理/解构站的入口输送机、每个处理站输送机(如果存在的话)、每个中间输送机(如果存在的话)和出口输送机形成用于将纺织材料从设备的入口输送通过设备到达装置的出口的连续系统。连续输送机系统可以是变速驱动带驱动输送机系统。
在一个实施方案中,位于喷嘴下方的一个或多个处理站中的输送机是不锈钢网的形式,这允许由处理站中的喷嘴输送的处理组合物穿过纺织材料,并且通过传送带。然而,当然可以使用其他材料,只要它们包括足够大小的网以允许处理化学品通过,同时不允许纤维通过。
在一个实施方案中,一个或多个进料箱输送机、每个处理和解构站的入口输送机、每个处理站的中间输送机(如果存在)和一个或多个处理和/或解构站的出口输送机是以PVC网带的形式。
在一个实施方案中,待解构和处理的纺织材料在不使用风扇的情况下输送。通过不使用风扇将纺织材料从一个区域输送到另一个区域,该设备可以减少在解构过程中对单根纤维的损害。
在使用中,待处理的纺织材料通过料斗或进料箱进入第一输送机,然后进入处理站,在处理站中纺织材料中的纤维通过暴露于蒸汽而打开,然后用一个或多个处理组合物来处理。在任何给定的处理站内,可以应用一种或多种处理。处理组合物可以是蒸气、液滴、液体流、分散体等形式,但蒸气可以是优选的。
总的来说,蒸汽和化学/酶处理的组合在本文中称为“催化蒸汽处理”。虽然蒸汽在技术上不是催化剂,但它可以打开纤维并使它们更有效地接受化学/酶处理。水以蒸汽的形式加入,随后纤维被分离除去,因此本身不是反应物。出于这个原因,该过程被称为“催化蒸汽”。
这些处理可用于一个或多个目的,例如在废料中软化和松弛捻度,提供抗污性,提供抗微生物污染,提供颜色,纤维增强助剂,有助于抗静电配方的油,用于织物下游上的饰面的纳米技术,杀灭微生物污染物的抗菌剂,以及个人护理产品的表面活性剂。催化蒸气处理中的处理组合物可包括一种或多种酶,例如纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶、果胶酶或淀粉酶,表面活性剂,其可以是阳离子、阴离子、两性离子或非离子表面活性剂,或有机硅处理。处理的选择取决于待处理的纺织材料的类型。
在一个实施方案中,待处理和/或解构的纺织材料为纱线形式,在这种情况下,一种或多种处理组合物包含增强纺织材料的纱线元素用于进一步加工的有机试剂。
在另一个实施方案中,例如,当解构棉织物时,处理组合物可包含表面活性剂或酶,例如纤维素酶。纤维素酶的作用是,例如,通过将一部分纤维素溶解在棉花中,从而放松将织物保持在一起的结,并使切割针相对容易地使织物松开并形成纤维或线。
当解构天然毛发织物,例如羊绒或羊毛,或聚酯、尼龙或聚丙烯纤维时,处理组合物可包含聚(乙烯胺-乙烯基甲酰胺)共聚物,或任选存在于合适载体中的其它破乳剂。这些化合物可以防止羊毛或其他天然毛发织物的收缩和毡缩。
在进一步的实施方案中,处理组合物包含抗微生物应用和/或杀生物剂。
在各种处理站中应用的处理过程旨在增加纤维的强度,以确保它们不会被削弱,或者在该过程中不产生额外的破损。
使用位于待处理的纺织材料上方或多孔输送机下方的一个或多个喷嘴将该处理或多个处理施加到纺织品上。在应用处理时以及应用处理之后,无论是蒸汽、溶液、分散液、喷雾等,分别在输送机下方或待处理的织物上方抽真空,将处理物拉过待处理的织物。如果需要,可以收集和回收过量的处理化学品。
然后,处理过的,经过湿润化的纺织材料可以通过处理站到达另一个处理站以接收受进一步处理,或者到达解构站。在解构站中,纺织材料在上述旋转滚筒之间通过,其中切割针切入材料并将材料分成纤维。可能需要两个或更多个解构站才能达到理想的解构水平。
在纺织材料被解构成所需程度之后,所得到的材料(主要包括分离的纤维)可以进行进一步处理,包括增加纤维强度、着色处理、消毒处理等的处理。当达到所需的解构和处理程度时,成品材料可以通过出口输送机通过最后的处理/解构站转移到再储存机构、储存容器和/或能够对成品提供额外改进的精炼站,成品可以是处理过的纤维。进一步的改进包括,例如,将经处理的纤维转化为纱线以制成用于服装、家庭或工业应用的针织物或织造织物或用于个人护理、婴儿、汽车或工业用途的非织造织物。
参考以下详细描述将更好地理解本发明。
附图说明
图1是切割针在旋转滚筒中重叠的实施方案的示意图,因为当滚筒旋转时切割针彼此相互作用。
图2是施加在待处理的纺织材料上以及在输送机下方的蒸汽的实施方案的示意图。
图3是处理站的实施方案的示意图。
图4是使用输送机连接的处理站和解构站的实施方案的示意图。
图5是解构站的实施方案的示意图。
发明详述
在一个实施方案中,本发明提供了一种设备,该设备解构纺织废料,并且相对于使用撕裂鼓的情况下生产具有提高质量的纤维。在另一个实施方案中,本发明提供了解构废料的方法。本发明还涉及通过解构废纺织材料生产的经处理的纤维。
在一个实施方案中,本文所述的装置包括初始进料箱/料斗、进料箱输送机、一个或多个串联连接的处理和解构组、出口输送机和集中式计算机控制器。
根据信息和推测,这里描述的设备与回收设备市场中的所有现有技术相反。典型的回收设备采用可以高速转动的大直径旋转气缸构建,并配有金属棒或带有可以连续撕裂织物的圆形钢筋或销钉的桶板,直到最后的“气缸”提供“伪劣”类型或者纤维材料,在设备回收线末端短而多尘)。
另一方面,这里描述的设备采用两个或更多个旋转圆筒,这些圆筒填充有锋利的针,所述尖锐的针穿透织物并切穿到纱线段,将它们分成长条纱线。
虽然以前的解构设备以干燥的形式处理纺织品而不进行任何化学处理,而本方法包括将纺织材料传递到处理站,其中在纺织材料上放置调理剂以在纺织材料通过解构站之前和/或之后增强其性能和强度。
1961年,Meinke在其专利US 3,098,264中指出,“热量使纤维变短,变得无法使用”。但迄今为止开发的设备主要是大型高速金属圆筒,其中包含没有安装温度控制器的钢齿,以及市场上出现的“短伪劣纤维”数量增加,这些都掩盖了他最初的观察结果被忽略。Meinke用一个“swift”(撕裂圆柱体),五个而不是六个来解决它。事实上,在他自己公司的后续实施方案中,似乎关注的是通过其“织物撕裂系统”速度、体积和减少浪费。
在关注高质量复原纤维的同时,了解热敏性对于处理所有类型的纤维非常重要。棉纤维对热敏感,因此在该过程中会破裂并产生较短的纤维和/或灰尘。在将其分离成纱线片时允许过多的热量在创造高质量的最终产品时会弄巧成拙。如果高温是聚丙烯纤维、聚酯纤维或其它热敏纤维再生的一个因素,它们会融合并导致差的性能和质量特性,以及下游制造中的生产效率低下,并因此导致其特定的消费产品。
本文所述的设备和方法的目的不一定是从织物制造纤维,而是在整个过程的其余部分中产生可以软化和解捻的纱线段。在现有技术的其他实施方案中,使用单个圆柱体,其填充有“钢齿”或“金属销”,其以高速运行并且用于立即产生纤维并且以如此苛刻的方式产生纤维,从而产生难以用于价值导向的下游应用的短的,多尘的,棉结填充纤维。这里描述的设备不是关注那些应用,而是关注在下游生产中具有高效率的优质纤维。
下面更详细地描述该设备的各种部件。
进料箱/料斗
进料箱/料斗的主要要求是它可以容纳所需量的待处理纺织材料,并以与输送机移动速度一致的方式将材料输送到输送机。
初始进料箱用于储存或收集准备加工的纺织材料。在一个实施方案中,进料箱/料斗由工业级钢制成。虽然几乎可以使用任何尺寸的料斗,但初始进料箱的合理商业尺寸在总高度上约为10英尺。在装入进料箱/料斗之前,将待加工的纺织材料切割成宽约2-3英寸、长约2-3英寸的部分。材料可以堆叠在进料箱/料斗内。
待加工的纺织材料可以使用任何合适的方法从初始进料箱转移到进料箱输送机,包括使用长钉或其他这样的装置。
输送机
每个处理和解构站包括入口输送机。如果入口输送机没有穿过特定处理或解构站的整个长度,则存在另一输送机(出口输送机)。在一些实施方案中,存在三个输送机,包括入口输送机、出口输送机和中间输送机。如果在纺织材料离开最终处理或解构站的出口输送机之后在至少一部分纺织材料上重复该过程,则纺织材料可以使用输送机通过一个或多个处理或解构站再循环作为再储存机制的一部分。
入口输送机与先前处理和解构组的进料箱输送机或出口输送机连接或位于其下方,用于将从先前处理和解构组的进料箱输送机或出口输送机输出的纺织材料输送到处理站。
用于应用处理化学品的组件
每个处理站包括至少一个输送机、多个喷嘴、抽真空单元和泵,并且任选地包括冷凝单元、温度调节装置和发电机单元中的一个或多个。
在一个实施方案中,一个或多个处理站由涂层钢、不锈钢或其组合制成。
在一个实施方案中,处理站输送机与入口输送机连接并在整个处理站中延伸,以将纺织材料从处理站的第一端输送到处理站的第二端。
在一个实施方案中,待处理的纺织材料在其通过喷嘴下方时所处的输送机是不锈钢网的形式。这允许由喷嘴输送的处理组合物穿过纺织材料,然后穿过输送机上的网。
一个或多个喷嘴设置在处理站输送机上方,能够将处理组合物以雾化蒸汽形式、雾状、液体形式、喷雾形式等输送到处理站输送机上的纺织材料上。
喷嘴的尺寸可以基于该过程所需的水所需的溶液流量,或水和调节剂的组合。例如,在100巴和1450PSI下操作,平均液滴尺寸通常为约25-50微米,并且具有80%的分布。在1160PSI下在80巴下操作可以提供相同的水滴分布结果。本领域技术人员可以容易地确定喷嘴的尺寸。
抽真空单元设置在输送机下方,并且真空可以将处理组合物抽吸通过传送器上的纺织材料。抽真空单元可包括真空泵和/或冷凝盘管。
在使用冷凝盘管作为抽真空单元的情况下,通过冷凝盘管处的蒸汽冷凝来实现自然真空;由于蒸汽的体积大约是水的1000倍,当蒸汽冷凝回水时,在发生冷凝的区域产生自然真空。
在使用真空泵作为抽真空单元的情况下,可以保持更精确的真空。因此,真空泵优于冷凝盘管。
该泵用于以指定的速率将指定的处理组合物(可由中央计算机单元指定)泵送到一个或多个喷嘴。在一个实施方案中,泵是具有足够大小以保持压力和流速以便有效地水蒸汽化蒸汽的再循环泵的形式。
在这种情况下,各种泵可以成功地起作用,包括但不限于离心式、往复式、齿轮式、正位移式等。
冷凝收集单元
可任选地存在冷凝收集单元以收集处理站中的冷凝物,该冷凝物是由从喷嘴输送的处理组合物的冷凝产生的。
温度测量和调节
在每个处理站中,理想地调节温度。单元内的催化蒸汽的温度可以在100℃至200℃的范围内,取决于应用。在聚酯、聚丙烯或尼龙等合成材料的生产的这个阶段,使用冷雾蒸气,其中软化剂结合芯吸或超声波技术以减少与这些织物相关的静电。
温度调节装置调节处理站的温度。可以使用一个或多个温度表、热电偶、温度计和/或恒温器监测处理站内的温度。可以控制每个处理站内的温度,例如,使用水、空气、制冷剂等,其可以通过例如加热和/或制冷单元,包括热泵。
发电机单元
任选地,该设备可包括发电机单元。发电机单元与冷凝收集单元连接,以使用在冷凝收集单元中收集的冷凝物产生蒸汽动力。该动力可用于为处理站的运行提供动力。
使用冷凝收集单元和发电机单元的好处是双重的。首先,由先前经过化学处理的冷凝系统返回的水可以在过程蒸汽系统中作为锅炉给水再利用。这降低了处理新锅炉给水的成本。其次,使用冷凝水代替补给锅炉给水的热增益降低了能量消耗,因为冷凝水的温度远高于补给水。不必购买,加热或处理锅炉补给水所节省的成本通常使得对冷凝水回收系统的投资在经济上是可行的并且总体上是可持续的。
处理组合物
处理组合物可以是催化蒸汽,其软化和松弛废料的捻度;催化蒸汽可以是纤维素酶、表面活性剂或硅氧烷处理,这取决于待处理的纺织材料的类型;或者一种有机试剂,它可以强化纺织材料的纱线元素,以便进一步加工,例如,在解构棉织物的情况下的表面活性剂,在解构天然毛发织物如羊绒的情况下包括聚(乙烯胺-乙烯基甲酰胺)共聚物与载体的复合催化蒸气,在解构聚酯、尼龙或聚丙烯纤维的情况下包括聚(乙烯胺-乙烯基甲酰胺)共聚物复与载体的合催化蒸气,或者抗微生物应用或杀生物剂。
处理站为所呈现的每个部分和每种类型的织物提供不同的用途。例如,棉花需要在此阶段向其纤维中添加水分和软化剂。
在这种情况下,催化的硅氧烷蒸气可以是用于棉花的许多选择之一,例如Softycon的SHP-C,Sofytcon的TRN或Rexamine CP 91 94AL。其他选择包括纤维素酶、表面活性剂或其他硅氧烷软化处理。
在人造丝织物的情况下,催化蒸汽可包括软化剂,其可以是例如非离子柔软剂如烷基聚乙氧基醚或聚氧乙烯烷基醚的共混物。然而,水的应用在这里并不重要。
已证明作为这些织物的催化蒸汽技术的一部分成功的产品是Perrustol CCF、Perrustol CCA或Softycon的RWT。
保持水分含量
整个解构过程中的理想水分含量为纺织材料重量的约7%至约20%,更通常为约14%重量。
如果纤维在解构过程中破裂或磨损,其质量将在下游受到影响。因此,在本文所述的解构和精炼过程中,监测水分含量,增加材料/纱线/纤维的湿度并保持温度控制以消除来自干燥或机械滥用纤维的短纤维和灰尘可能是重要的。
中间输送机与处理站输送机连接,以将纺织材料从处理站的第二端输送到解构站。
解构站
每个解构站包括两个或更多个旋转滚筒。旋转滚筒和每个旋转滚筒具有设置有多排切割针的曲线表面。
每个切割针具有切割部分,该切割部分具有至少一个切割边缘,该切割边缘定向成面向纺织材料被输送到第一旋转滚筒的方向,而另一个旋转滚筒切入纺织材料并且解构纺织材料而不损坏纤维纺织材料的纤维,以及在切割边缘部分下方的扁平形状的基部,用于将切割针分别连接到第一旋转滚筒和另一个旋转滚筒。
旋转滚筒设置在旋转滚筒的顶部并面向旋转滚筒,旋转滚筒的曲线表面上有成排切割针,随后的旋转滚筒彼此插入。旋转滚筒被驱动以指定的速度沿相反方向旋转,以使纺织材料在其间穿过,使得切割针穿透纺织材料并切割穿过纱线段,将纱线段分成长条纱线。
后续解构站的多排切割针中的每排切割针中的切割针之间的间隔小于先前解构站的切割针之间的间隔,使得每个随后的解构站递送更细的纱线段。例如,该过程可以继续,直到在最终处理或解构站处输送单个软纱段。
温度控制
温度控制可以是纺织材料成功解构和处理的重要部分。已证明高热会降低纤维质量。然而,在所有其他回收和纤维再生实施方案中,虽然偶尔会解决热量并且建造具有钢齿的较大圆柱体,但它们仍然使用金属“销和桶板”来完成,其以高速运行以提高生产率,并且根据信息和推测,永远不进行温度控制。
在所有解构站中持续和/或一致地监测旋转滚筒的温度可能是重要的,并且确保当相对于原料的成分温度过高时,例如使用空气、水或制冷剂冷却它们。由于这些原因,温度控制装置理想地设置在第一旋转滚筒和第二旋转滚筒中的每一个内,第一旋转滚筒和第二旋转滚筒中的每一个监视和控制第一旋转滚筒和第二旋转滚筒的温度处于指定的水平。
在一个实施方案中,旋转滚筒的温度控制装置包括在每个滚筒内部的芯,其由水、空气、制冷剂等冷却。温度调节装置调节处理站的温度。可以使用一个或多个温度表、热电偶、温度计和/或恒温器监测处理站内的温度。每个处理站内的温度可以被控制,例如,使用水、空气、制冷剂等,其可以通过例如加热和/或制冷单元,包括热泵。
在棉花的情况下,相对于单独的热因子,它在248°F的温度下开始降解和/或破裂;尽管有机械操纵。聚丙烯在150°F的温度下开始熔化,如果织物含有低熔点聚酯,则其熔点可为110°F或更低。因此,希望在旋转滚筒中保持大约98°F的平均温度,尽管温度可以高于所处理的特定纤维的熔点以下约5至10度,其中温度可以根据被处理的纤维来调节,并且低于约50°F,优选低于约80°F。
设置有本发明的切割针的旋转滚筒逆时针旋转,以使能够分离的纱线部分的量最大化。理想地,它们被冷却以减少旋转期间积聚的热量,从而保持表面冷却,以便在该过程中不会撕裂、破坏或以其他方式损坏任何材料。不能夸大的是,为了在高水平应用中获得可用的纤维,必须严格注意该过程中暴露于高温的水平。温度表可安装在旋转滚筒上,以监测和控制其外部温度,并确保正确调节,以便将纤维应力降至最低。
初步解构后的化学处理
在经受初始解构站和初始处理部分中的化学处理之后,没有特定的顺序,纺织材料可以被输送到第二解构站,其中旋转滚筒上的针被分组在一起并且采取相同的措施。这往往会产生更少和更长的纱线段。该过程可以在进一步的解构站中重复,其中旋转滚筒上的针更紧密地组合在一起,依此类推,直到在过程结束时产生单个软纱段。
出口输送机
出口输送机与后续处理和解构组或输出储物箱的入口输送机连接,用于将从解构站输出的纺织材料输送到随后的处理和解构组或输出储物箱。
再储存机构
出口输送机上的任选再储存机构的目的是将出口输送机上的纺织材料分成包括重量或密度相对较轻的纺织材料的第一组和包括重量或密度相对较重的纺织材料的第二组,转移第二组纺织材料到指定的先前处理和解构组,并将第一组纺织材料转移到后续处理和解构组或输出储存箱。
在一个实施方案中,再储存机构包括在每个处理和解构组的出口输送机处的覆盖区域,其设置有设置在被覆盖区域的顶端处的抽吸装置和移除装置,并且出口输送机暂时停在在被覆盖区域,首先接通抽吸装置以抽出出口输送机上的纺织材料,该纺织材料重量轻,朝向被覆盖区域的顶端,在出口输送机上留下重量重的纺织材料以便通过移除装置移除到后向输送机,该后向输送机将其上的纺织材料传送到指定的先前处理和解构组,在那里允许它们被修复和解构成纤维状态,然后关闭抽吸装置以释放抽吸的轻质纺织材料到出口输送机,用于输送到后续目的地。
集中式计算机控制
虽然整个过程可以手动处理,但也可以通过计算机进行控制。集中式计算机控制器可用于控制由喷嘴输送的处理组合物的类型和速度中的一种或多种、切割刀片的尺寸、第一旋转滚筒和第二旋转滚筒的温度、基于织物的组成的第一旋转滚筒和第二旋转滚筒的旋转速度。
本领域技术人员可以容易地对计算机进行编程以处理这些处理步骤。
代表性实施方案
在一个实施方案中,存在四个处理和解构组,但是基于操作工厂环境中的选择结构组的特定要求,在实际生产中当然可以存在更多或更少。
出于该说明的目的,以及包括广谱织物解构的许多其他场景,可以以下列方式使用个体处理和解构组。
在第一处理站中,可以施加柔软剂,并且可以在清洁阶段从纺织材料中除去存在于待处理的纺织材料上的表面化学品。
例如,在棉的情况下,这些表面化学品通常包括淀粉、蜡、抗皱饰面、疏水饰面等。在合成纤维的情况下,饰面通常包括多元羧酸(PCA)、丙烯酸类施胶剂、上油蜡或硅氧烷基润滑剂以及它们的组合。
本发明方法中使用的柔软剂可以在受控环境中起到软化织物表面的作用,以使其松弛,使得解构过程可以更有效且侵入性更小。
在随后的处理站中,可以在纱线段被解构时使用另外的化学品来强化纱线段。这可以帮助保持其中纤维的完整性。Kunal集团的Para-KRC是一种优良的产品,可用于增加丝绸的撕裂强度和抗拉强度。
多种表面活性剂可用于棉,并且当在该过程的该区域中催化PVA时,类似于Avco-Soft PE的产品是优异的。
使用聚(乙烯胺-乙烯基甲酰胺)共聚物与载体的产品可用于改善已经被削弱的纤维的强度,例如,在天然毛发收集例如羊绒的情况下由于机械应力。
相对于未处理的纤维,这些强化处理可用于增加处理过的纤维的抗拉强度。
在一个实施方案中,进一步的处理包括施用抗微生物剂,如果下游产品将用于医疗保健、医疗、个人护理或婴儿产品行业,则该抗微生物剂特别有用。虽然它不一定是系统中的最终过程,但它是对微生物方案进行预处理的战略阶段。
如果在下游应用中特定纤维必须具有疏水性,则可以在处理站中进行预处理。如果在下游应用中对于特定纤维具有更亲水性质是重要的,则可以在处理站中应用预处理。
由于该技术的性质及其在高质量下游应用中的重要性,可以提供许多催化蒸汽(处理化学品),其可被输送以在该过程的这个阶段提高最终用途纤维的性能。
在每个处理和解构组的解构站中,有两个如上所述冷却的旋转滚筒,并且装有专门设计用于将该织物解构成纱线段的工业切割针套。旋转滚筒的尺寸根据线的宽度而变化,线的宽度决定了生产能力。
在每小时产生约2,500磅的生产线的代表性实施方案中,在该实施方案的一个方面,旋转滚筒的直径约为500mm,宽度约为2,500mm。每个这样的旋转滚筒可以容纳20,000至120,000个工业切割针,当它们准备用于进一步纤维细化时,其解构通过旋转滚筒的纺织材料。
当纱线段穿过解构站时,切割针被设计成使得它们的功能非常特定,使纺织材料通过该过程的每个阶段。
例如,在表面清洁之前的初始阶段,纺织材料可以被切割针穿透,以准备通过酶和化学品进行清洁。然后可以用例如软化剂处理纺织材料。在纺织材料软化并且纱线段开始暴露之后,仍然存在必须渗透并分离成纱线的纺织材料的可见存在。
另一个解构站通常是切割针开始分离纱线段的部分,其不产生存在的实际纺织材料的痕迹,仅产生纱线段。
当分段到达第四个或后续的解构站时(当然,取决于被再生的织物的类型),纱线段将被适当地软化和加强,准备用于下游处理,并准备交付给输出存储盒,然后进行随后的纤维细化处理。
该设备可用于处理和解构方法,其将废弃的纺织材料转化为与其原始对应物竞争或超越市场质量的纤维。
如果需要,在每个阶段期间,各个软纱线可以移出设备,在那里它们可以被储存,或者被送去接受进一步的精制。较重的织物片可以通过机械过程向前移动,直到它们被解构成柔软的纱线元素。如果在该过程的每个阶段中存在未正确分离成纱线段的纺织材料的元素,则它们可以再储存到该过程的早期阶段。
如果没有发生足够的纱线分离,例如,通过该方法的第四阶段,纺织材料的元素可以再次放置到第二处理和解构组中。如果在该过程的第三阶段中分离不充分,则可以将纺织材料的元素重新储存到初始进料箱中,以便在织物被解构后防止任何不必要的纤维断裂。在此阶段解开纤维的机械过程会变得更具侵蚀性,因此加强纤维以使其不会降解非常重要。
虽然不希望受特定理论的束缚,但据信该技术的成功取决于在该过程的每个阶段维持纤维的长度和强度,并且这最终通过具有围绕机械,化学和蒸汽技术的阶段门过程来实现。
需要强调的是,当使用棉或其他天然纤维时,可以通过添加温暖、湿润的处理来增加纤维的强度,这些处理可以穿透织物并确保不会被削弱,并且在此过程中不会产生额外的破损。
参照图1,将更好地理解解构单元中的旋转滚筒的相互作用。如图1所示,当纺织材料在它们之间通过时,每个旋转滚筒上的针(10)彼此重叠并相互作用。这使得纺织材料能够分成单根纱线。
在处理站中施加蒸汽的一个实施方案如图2所示。顶部和底部蒸汽板(分别为20和30)连接到蒸汽管(40),并且这些蒸汽板设置在待处理的纺织材料的上方和下方(50)。
处理站的一个实施方案如图3所示。液压机(60)用于向喷嘴施加压力,喷嘴用于对待处理的纺织材料施加蒸汽(70)或处理(80)。待处理的材料沿传送带(90)通过。用于使能够加热或冷却处理站的流体通过的线圈(100)存在于处理站的底部。
图4中示出了包括处理站和解构站的设备的一个实施方案。入口输送机(110)用于将纺织材料输送到处理站(120),该站包括:液压机(130),喷嘴,其将蒸汽(140)或处理(150)过多地施加在多孔输送机(160)上,并且用于使能够加热或冷却处理站的流体通过的线圈(170)存在于处理站的底部。另一个输送机(180)将处理过的纺织材料从处理站(120)输送到解构站(190),其中容纳诸如图1中所示的旋转滚筒,处理过的纺织材料在其间被解构。在解构之后,解构的经处理的材料通过出口输送机(200)被从解构站(190)输送出。
图5中示出了如图4所示的解构站的内部工作的一个实施方案。如图5所示,进给输送机(210)将待处理的纺织材料(未示出)输送到主旋转圆筒(220),主旋转圆筒与辅助旋转圆筒(230)和辅助旋转圆筒(240)相互作用。辅助旋转圆筒(240)还与辅助旋转圆筒(230)相互作用。每个圆筒包括多个切割针(如图1所示),其用于解构纺织材料。解构后,材料进入出料输送机(250)。
根据以上公开内容,本领域技术人员可以对上述实施方案进行适当的修改和变化。因此,本发明不限于上述公开内容和所述实施方案。对本发明的修改和改变应落入由权利要求限定的本发明的范围内。此外,尽管在整个说明书中使用了某些技术术语,但是技术术语旨在易于解释,而不是以任何方式限制本发明。
Claims (37)
1.处理纺织废料的设备,包括:
a)适于输送待处理纺织材料的多孔输送带,
b)用于将蒸汽施加到待处理的纺织材料的第一区域,包括在将要输送纺织材料的位置上方的至少一个喷嘴,在将要输送纺织材料的位置处的多孔输送带下方,或两者处的至少一个喷嘴,
c)用于对待处理的纺织材料进行一种或多种化学或酶处理的第二区域,包括:
i)在纺织材料将被输送的位置上方的至少一个喷嘴,以及在将输送纺织材料的位置处的多孔输送带下方的真空系统,或者
ii)在纺织材料将被输送的位置上方的至少一个真空系统,以及在输送纺织材料的位置处的多孔输送带下方的至少一个喷嘴。
2.如权利要求1所述的设备,还包括泵,用于通过所述喷嘴泵送所需的处理组合物。
3.如权利要求1所述的设备,还包括中央计算机单元或中央处理单元/CPU,其可以控制蒸汽量、待施加到纺织材料上的化学品和/或酶的类型以及施加到纺织材料上的化学品和/或酶的沉积速率中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的设备,还包括冷凝收集单元。
5.如权利要求1所述的设备,还包括温度调节装置,用于调节处理站的温度。
6.如权利要求5所述的设备,其中,所述温度调节装置包括一个或多个温度表、热电偶、温度计、恒温器、制冷剂、制冷单元或加热单元。
7.如权利要求1所述的设备,还包括发电机单元。
8.使用权利要求1的设备处理纺织废料的方法,包括:
a)将待处理的纺织材料放在多孔输送机上,
b)将所述输送机推进到第一区域,该第一区域包括一个或多个喷嘴,所述喷嘴适于将蒸汽输送到待处理的纺织材料,其中喷嘴位于所述纺织材料上方、所述多孔输送带下方或两者,
c)施加足够量的蒸汽以将待处理的纺织材料的水分含量提高至约10重量%至约30重量%,
d)将输送机推进到第二区域,该第二区域包括一个或多个喷嘴,所述喷嘴适于将一种或多种化学和/或酶处理输送到待处理的纺织材料,其中喷嘴位于纺织材料上方或所述多孔输送带下方,并且真空系统分别位于多孔输送机下方或所述纺织材料上方,并且
e)对纺织材料进行一种或多种化学和/或酶处理。
9.权利要求8的方法,其中所述处理组合物包含酶、表面活性剂或硅氧烷处理中的一种或多种。
10.权利要求9的方法,其中酶包括纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶、果胶酶或淀粉酶。
11.权利要求9的方法,其中表面活性剂是阳离子、阴离子、两性离子或非离子表面活性剂。
12.用于解构纺织废料的设备,包括:
a)输送机;以及
b)多个旋转滚筒,可以是相同的尺寸,或者可以是不同尺寸的,
其中每个旋转滚筒包括设置有多排切割针的曲线表面,以及
c)一个或多个适于旋转每个滚筒的马达。
13.如权利要求12所述的设备,其中,所述设备包括两个滚筒,每个滚筒沿相反方向旋转。
14.如权利要求13所述的设备,其中,第一旋转滚筒设置在第二旋转滚筒的顶部并面向所述第二旋转滚筒,并且在所述第一旋转滚筒和所述第二旋转滚筒的曲线表面上的多排切割针彼此插入。
15.如权利要求12所述的设备,其中,所述设备包括三个滚筒。
16.如权利要求12所述的设备,其中,每个切割针包括切割部分,所述切割部分具有至少一个切割边缘,所述切割边缘定向成面向纺织材料被输送到第一旋转滚筒和第二旋转滚筒以切割成纺织材料的方向并且解构纺织材料而不会对纺织材料中的纤维造成显着损害。
17.如权利要求12所述的设备,其中,每个切割针包括位于切割边缘部分下方的扁平形状的基部,适于将切割针连接到旋转滚筒。
18.如权利要求12所述的解构站,还包括温度调节装置,用于调节处理站的温度。
19.如权利要求18所述的解构站,其中所述温度调节装置包括一个或多个温度表、热电偶、温度计、恒温器、制冷剂、制冷单元或加热单元。
20.使用权利要求12的设备解构纺织材料的方法,包括:
a)将纺织材料放置在多孔输送机上进行解构,
b)将所述输送机推进到所述两个或更多个旋转滚筒,并传递织物以通过旋转滚筒解构,使得所述切割针穿透纺织材料,并切割成纱线段,将所述纱线段分成长条纱线。
21.设备,包括:
a)用于储存准备加工的纺织材料的初始进料箱或料斗;
b)适于将材料从初始进料箱或料斗输送到一个或多个串联连接的处理和/或解构站的进料箱输送机,
c)处理站,包括:
i)适于输送待处理纺织材料的多孔输送带,
ii)用于将蒸汽施加到待处理的纺织材料的第一区域,包括在将要输送纺织材料的位置上方、在将要输送纺织材料的位置处的多孔输送带下方,或者两者处的至少一个喷嘴,
iii)用于对待处理纺织材料进行一种或多种化学或酶处理的第二区域,包括:
ia)在纺织材料将被输送的位置上方的至少一个喷嘴,以及在将输送纺织材料的位置处的多孔输送带下方的真空系统,或者
iia)在纺织材料将被输送的位置上方的至少一个真空系统,以及在将输送纺织材料的位置处的多孔输送带下方的至少一个喷嘴,以及
d)解构站包括:
iv)输送机,以及
v)多个旋转滚筒,可以是相同的尺寸,或者可以是不同的尺寸,其中每个旋转滚筒包括设置有多排切割针的曲线表面,以及
vi)一个或多个适于旋转每个滚筒的马达,其中所述处理站和解构站串联连接。
22.如权利要求20所述的设备,其中,所述处理站和/或解构站包括温度调节装置。
23.如权利要求21所述的设备,其中,所述温度调节装置包括一个或多个温度表、热电偶、温度计、恒温器、制冷剂、制冷单元或加热单元。
24.如权利要求20所述的设备,其中,所述处理站和解构站容纳在一个外壳中,所述外壳包括用于接收待处理和解构的纺织材料的入口,以及用于输出源自所述经处理和解构的纺织品材料的纤维的出口。
25.如权利要求20所述的设备,其中,所述处理站和解构站容纳在分开的外壳中。
26.如权利要求20所述的设备,其中,所述设备包括至少两个解构站。
27.如权利要求25所述的设备,其中,后续处理和解构站的多排切割针中的每排切割针中的切割针之间的间隔小于每个先前解构站的切割针之间的间隔。
28.如权利要求20所述的设备,还包括至少一个出口输送机,其将经处理和解构的纺织材料输送出所述一系列处理和解构站中的最后一个。
29.如权利要求27所述的设备,还包括在出口输送机处的再储存机构,其适于将已经处理和解构的纺织材料分离成包括相对较轻重量或相对较低密度的纺织材料的第一组,以及包括相对较重或相对较高密度的纺织材料的第二组。
30.如权利要求28所述的设备,其中,所述再储存机构包括在所述出口输送机处的被覆盖区域,并且还包括设置在所述被覆盖区域的顶端处的抽吸装置和输送机,以及适于在分开时移除材料的抽吸源。
31.如权利要求28所述的设备,还包括:中央计算机控制器或中央处理单元(CPU),适于控制所述设备的一个或多个功能。
32.如权利要求30所述的设备,其中,要控制的功能选自由以下构成的组:喷嘴输送的处理组合物的类型,由喷嘴输送的处理组合物的施用率,切割刀片的尺寸,处理站或解构站的温度,旋转滚筒的旋转速度。
33.使用权利要求20的设备处理和解构纺织材料的方法,包括:
a)将待处理的纺织材料通过料斗或进料箱传递到进料箱输送机上,然后进入处理站,所述纺织材料包含纤维,
b)通过在所述第一区域向它们施加蒸汽来打开所述纺织材料中的纤维,
c)在所述第二区域中用一种或多种处理组合物处理纺织材料中的纤维,以及
d)将处理过的纺织材料传递到解构站中的旋转切割滚筒。
34.如权利要求32所述的方法,其中将所述处理施加到纺织材料上以软化或松弛废料中的捻度,提供抗污性,提供抗微生物污染,提供颜色,增强纤维,或减少静电。
35.如权利要求32所述的方法,其中所述处理组合物包含酶、表面活性剂、硅氧烷处理、聚(乙烯胺-乙烯基甲酰胺)共聚物或破乳剂中的一种或多种,所述酶例如纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶、果胶酶或淀粉酶。
36.如权利要求32所述的方法,其中在处理和解构步骤之后,至少一部分纺织材料已经转化成分离的纤维。
37.使用权利要求35的纤维制备的纱线、针织物、织造织物或非织造织物。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201662305288P | 2016-03-08 | 2016-03-08 | |
US62/305,288 | 2016-03-08 | ||
PCT/US2017/020156 WO2017155757A2 (en) | 2016-03-08 | 2017-03-01 | Apparatus for deconstructing textile waste materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110100051A true CN110100051A (zh) | 2019-08-06 |
Family
ID=59790724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201780027311.9A Pending CN110100051A (zh) | 2016-03-08 | 2017-03-01 | 用于解构纺织废料的设备 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190100859A1 (zh) |
EP (1) | EP3426829A4 (zh) |
JP (1) | JP2019512618A (zh) |
CN (1) | CN110100051A (zh) |
IL (1) | IL261688A (zh) |
RU (1) | RU2018135025A (zh) |
WO (1) | WO2017155757A2 (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3845323A1 (en) * | 2020-01-02 | 2021-07-07 | Kayren Joy Nunn | Apparatus for deconstructing textile waste materials |
EP3845703A1 (en) * | 2020-01-02 | 2021-07-07 | Kayren Joy Nunn | Process for application of chemicals on textile materials during rejuvenation |
IT202000026203A1 (it) * | 2020-11-03 | 2022-05-03 | Fisi Fibre Sintetiche Spa | Procedimento e impianto per la realizzazione di una ovatta a partire da un manufatto tessile imbottito di riciclo |
CN113550133B (zh) * | 2021-07-22 | 2022-08-30 | 上海雁峰纺织品有限公司 | 一种纺织面料加工成型服饰用自动裁剪设备辅助机构 |
IT202200000206A1 (it) * | 2022-01-10 | 2023-07-10 | Grub S R L | Metodo di rigenerazione di scarti di confezione comprendenti fibre sintetiche e materiale plastico. |
CN117485814B (zh) * | 2023-12-29 | 2024-03-19 | 泉州卜硕机械有限公司 | 一种提花机的废料输送装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3676991A (en) * | 1969-11-06 | 1972-07-18 | Du Pont Canada | Crimped discontinuous filaments |
US5487873A (en) * | 1990-03-30 | 1996-01-30 | Iit Research Institute | Method and apparatus for treating hazardous waste or other hydrocarbonaceous material |
CN1128309A (zh) * | 1994-08-22 | 1996-08-07 | 莫恩里克公司 | 包含一定比例的从无纺和/或纺织废料中获得的回收纤维的无纺材料 |
US6378179B1 (en) * | 2001-01-05 | 2002-04-30 | Gary F. Hirsch | System and method for reconstituting fibers from recyclable waste material |
GB2452289A (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-04 | Global Waste Technologies Ltd | Waste sterilisation and recycling apparatus |
US20110057346A1 (en) * | 2009-09-09 | 2011-03-10 | Nunn Kayren J | Art of using regenerated fibers in multi process non-wovens |
CN102232013A (zh) * | 2008-11-06 | 2011-11-02 | 黑达勒有限公司 | 废弃材料的处理 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4130147B4 (de) * | 1990-09-17 | 2005-08-11 | Trützschler GmbH & Co KG | Vorrichtung an einer Karde, Reinigungsmaschine o. dgl. für Baumwollfasern |
JP3118531B2 (ja) * | 1992-09-14 | 2000-12-18 | 建設省土木研究所長 | 短繊維束の解繊装置 |
US5655262A (en) * | 1994-11-03 | 1997-08-12 | Mtm-Modern Textile Machines Ltd. | Apparatus for cleaning fibers |
DE19754838A1 (de) * | 1997-12-10 | 1999-06-17 | Henkel Kgaa | Cellulasehaltiges Enzymgranulat |
JPH11333437A (ja) * | 1998-05-25 | 1999-12-07 | Nippon Spindle Mfg Co Ltd | 繊維製品のリサイクル方法及びその装置 |
JP2012077402A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Mitsubishi Chemical Engineering Corp | 繊維製布帛の蒸気処理装置及び同処理方法 |
JP2013121556A (ja) * | 2011-12-09 | 2013-06-20 | Toray Ind Inc | 濾材 |
-
2017
- 2017-03-01 RU RU2018135025A patent/RU2018135025A/ru not_active Application Discontinuation
- 2017-03-01 EP EP17763760.0A patent/EP3426829A4/en not_active Withdrawn
- 2017-03-01 US US16/083,200 patent/US20190100859A1/en not_active Abandoned
- 2017-03-01 JP JP2018567565A patent/JP2019512618A/ja active Pending
- 2017-03-01 WO PCT/US2017/020156 patent/WO2017155757A2/en active Application Filing
- 2017-03-01 CN CN201780027311.9A patent/CN110100051A/zh active Pending
-
2018
- 2018-09-08 IL IL261688A patent/IL261688A/en unknown
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3676991A (en) * | 1969-11-06 | 1972-07-18 | Du Pont Canada | Crimped discontinuous filaments |
US5487873A (en) * | 1990-03-30 | 1996-01-30 | Iit Research Institute | Method and apparatus for treating hazardous waste or other hydrocarbonaceous material |
CN1128309A (zh) * | 1994-08-22 | 1996-08-07 | 莫恩里克公司 | 包含一定比例的从无纺和/或纺织废料中获得的回收纤维的无纺材料 |
US6378179B1 (en) * | 2001-01-05 | 2002-04-30 | Gary F. Hirsch | System and method for reconstituting fibers from recyclable waste material |
GB2452289A (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-04 | Global Waste Technologies Ltd | Waste sterilisation and recycling apparatus |
CN102232013A (zh) * | 2008-11-06 | 2011-11-02 | 黑达勒有限公司 | 废弃材料的处理 |
US20110057346A1 (en) * | 2009-09-09 | 2011-03-10 | Nunn Kayren J | Art of using regenerated fibers in multi process non-wovens |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20190100859A1 (en) | 2019-04-04 |
WO2017155757A3 (en) | 2017-11-02 |
EP3426829A2 (en) | 2019-01-16 |
WO2017155757A2 (en) | 2017-09-14 |
EP3426829A4 (en) | 2019-10-30 |
RU2018135025A (ru) | 2020-04-08 |
IL261688A (en) | 2018-10-31 |
JP2019512618A (ja) | 2019-05-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110100051A (zh) | 用于解构纺织废料的设备 | |
US8650717B2 (en) | Processing line of bast fiber | |
CN104349703B (zh) | 清扫用片及其制造方法 | |
US9630337B2 (en) | Production technology for natural bamboo fibers | |
CN106637665A (zh) | 一种脱脂棉水刺无纺布的在线连续生产工艺 | |
CN101381929B (zh) | 高强度易降解麻纤维无纺布及其生产方法 | |
US20110057346A1 (en) | Art of using regenerated fibers in multi process non-wovens | |
CN1106470C (zh) | 一种用于生产塑料纤维和纤维素纤维的纤维网的设备 | |
CN107326533B (zh) | 原棉冷堆脱脂的水刺无纺布生产工艺 | |
CN208632781U (zh) | 纺粘浆粕非织造布 | |
KR20170089425A (ko) | 패딩될 의류 및 패딩된 의류의 충전부를 채우는 방법 | |
US20160283917A1 (en) | Method and system of processing waste fabrics to rejuvenated fibrous materials | |
CN108642721A (zh) | 纺粘浆粕非织造布 | |
JPS5932582B2 (ja) | ニ−ドリングされた連続ストランドマツトの製造法 | |
CN107699989A (zh) | 一种生物精制纤维的开松机组及方法 | |
CN108754877A (zh) | 纺粘浆粕非织造布的生产线及其生产工艺 | |
CN108842227B (zh) | 一种边角料制作涤短纤维的加工方法 | |
US5425158A (en) | Method for producing a bleached cotton, nonwoven web | |
CN101142344A (zh) | 纺织用植物纤维的沤制工艺和系统 | |
CN103757963B (zh) | 一种二氧化氯气相漂白制麻皮纤维的方法 | |
EP3845323A1 (en) | Apparatus for deconstructing textile waste materials | |
WO2001031096A1 (en) | A fully automated textile waste processing system and method for the purpose of opening, cleaning, and bit elimination | |
CN101089263A (zh) | 用于清洁梳理器/机的去除区的方法和装置 | |
CN107988710A (zh) | 一种用于制备高厚度非织造布的系统 | |
EP3845691A1 (en) | Method and apparatus using uv-a and uv-c to treat textile materials and method and system of processing waste fabrics to rejuvenated fibrous materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190806 |