CN112011894A - 一种涤纶废丝的再生利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涤纶废丝的再生利用方法，涉及废丝再生技术领域。本发明提供的一种涤纶废丝的再生利用方法，根据POY和FDY的热学性能及纤维收缩率不同，利用POY和FDY的热性能中的玻璃化或熔点差异，采用热轧加固温度在POY玻璃化或熔点之上，FDY玻璃化或熔点之下，使得该温度下POY纤维组份起到粘合作用，FDY纤维组份性能保持不变，通过控制POY/FDY混合纤网的热轧加固温度使得POY/FDY混合纤网中的POY纤维组份与FDY纤维组份发生粘合加固，并利用POY纤维组份的高热收缩率对POY/FDY混合纤网进行纠缠加固，从而获得强力性能优异的POY/FDY非织造布。本发明可解决涤纶废丝处理过程复杂、容易对环境造成污染且制得产品质量较低的技术问题。

Description

一种涤纶废丝的再生利用方法
技术领域
本发明涉及废丝再生技术领域，特别涉及一种涤纶废丝的再生利用方法。
背景技术
涤纶(PET)属于高分子聚合物，是由对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)经过缩聚产生聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，再将PET通过水下切粒得到。纤维级的PET聚酯切片主要用于制造涤纶短纤维和涤纶长丝，是供给涤纶纤维企业加工纤维及相关产品的原料。PET聚酯纤维生产总量巨大，占化纤全行业的80%左右，聚酯纤维产业链中生产废料每年大约350万吨，消费后废弃量甚至多达2300万吨/年，但其综合回收比例低于5%。随着聚酯工业的迅猛发展，聚酯废丝的回收再利用已引起国内外的高度重视，也已成为决定聚酯工业能否保持快速发展的关键问题之一。
目前，国内外涤纶废丝的回收利用方法通常分为两大类，化学回收法和物理回收法。其中，涤纶废丝化学回收法原理主要为：将固态的聚合物材料解聚，使其转化为较小的分子、中间原料或是直接转化为单体，产物经分离、纯化后可重新作为生产聚酯的单体或合成其它化工产品的原料，如采用醇解或碱水解等化学方法对聚酯废丝进行降解处理，再以单体形式回收，如中国专利CN 96111216.6，CN201520325171.1，CN201510257890.9，CN201720019328.7，CN201610193620.0提供的废丝回收方法，该类方法的主要缺点在于，回收工序流程较为复杂，易产生工业“三废”，回收所得产品质量也存在一定的不足。涤纶废丝物理回收法原理主要为：将涤纶废丝经洗涤、脱水、切断加工成泡料，再将泡料熔融挤出制成塑料或短纤维类产品，如中国专利CN201820823937.2，CN201710519906.8提供的废丝回收方法，该类方法的主要缺点在于，涤纶废丝在熔融过程中容易因热分解导致粘度降低，使得回收所得产品的机械杂质含量高，批次粘度差异大，含水量波动大，产品质量较低，决定其仅能够应用于低品质短纤维生产，并且生产工序中存在劳动强度大、能耗高、环境污染严重、不利于集中管理等技术问题。
另外，涤纶长丝生产中，根据涤纶纺丝、拉伸、变形等复合加工的不同，可产生POY、DTY、FDY等多种废丝，废丝性能存在差异，如废丝的熔点、热收缩、结晶度、取向度等不同，在一定程度上也限制了上述涤纶废丝回收方法的实际应用。
发明内容
针对相关技术存在的上述问题，本发明提供了一种涤纶废丝的再生利用方法，用以解决现有技术存在的技术问题。本发明的技术方案如下：
根据本发明实施例的一个方面，提供一种涤纶废丝的再生利用方法，其特征在于，所述方法包括：
1）将POY废丝和 FDY废丝按照1:1~5的质量比例均匀混合得到POY/FDY混合废丝，将所述POY/FDY混合废丝通过喂料斗中的喂入罗拉连续喂入到超声波除油槽进行超声除油处理；
2）将超声除油处理后的所述POY/FDY混合废丝送入轧干辊轧除除油剂，然后送入烘箱进行烘干处理，再将烘干处理后的所述POY/FDY混合废丝送入纤维切断箱切断为5~15mm长度尺寸的POY/FDY混合短纤维；
3）将所述POY/FDY混合短纤维经振动网筛振动过滤后，送入杂乱刺辊进行进一步混合，然后落于尘笼成网帘表面形成POY/FDY混合纤网，所述POY/FDY混合纤网的克重为20~60g/cm2；
4）将所述POY/FDY混合纤网送入热轧辊进行热轧加固处理，再送入卷绕装置卷绕得到POY/FDY非织造布，热轧加固处理过程中所述POY/FDY混合纤网的POY纤维组份发生高度收缩，使得POY纤维组份缠结于FDY纤维组份，进一步对所述POY/FDY混合纤网进行加固。
在一个优选的实施例中，所述热轧辊的热轧温度为230~250℃。
在一个优选的实施例中，所述尘笼成网帘中心处由负压吸风机进行吸风产生负压，吸风速度为15~20m/s，所述负压吸风机的输送风道中心线与所述尘笼成网帘的水平线夹角为30~60°，使所述POY/FDY混合短纤维均匀凝聚于所述尘笼成网帘的1/3~1/4表面处。
在一个优选的实施例中，所述纤维切断箱中刀辊的转速为300~500rpm，切割压实温度为120~150℃。
在一个优选的实施例中，所述烘箱的烘干温度为70~120℃。
与现有技术相比，本发明提供的一种涤纶废丝的再生利用方法具有以下优点：
本发明提供的涤纶废丝的再生利用方法，根据POY和FDY的热学性能及纤维收缩率不同，POY的软化温度和粘流温度较低且收缩率大的材料特性，通过气流成网和热轧工艺直接制备POY/FDY非织造布，利用POY和FDY的热性能中的玻璃化或熔点差异，采用热轧加固温度在POY玻璃化或熔点之上，FDY玻璃化或熔点之下，使得该温度下POY纤维组份起到粘合作用，FDY纤维组份性能保持不变，通过控制POY/FDY混合纤网的热轧加固温度使得POY/FDY混合纤网中的POY纤维组份与FDY纤维组份发生粘合加固，并进一步利用POY纤维组份的高热收缩率对POY/FDY混合纤网进行纠缠加固，从而获得强力性能优异的POY/FDY非织造布。本发明通过简单的气流成网、热轧工艺将不同种类涤纶废丝有效结合生产涤纶非织造布，在简化涤纶废丝处理工艺流程的同时，充分利用不同涤纶废丝的材料性能进行纤维间的粘合加固，避免了涤纶废丝处理过程容易对环境造成污染、制得产品质量较低的技术问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的涤纶废丝的再生利用方法的制备方法的方法流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的涤纶废丝的再生利用装置的装置示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
在说明本发明提供的涤纶废丝的再生利用方法前，对现有涤纶废丝的处理工艺缺陷进行进一步的说明：
1．涤纶废丝化学方法回收过程复杂，对相关物质的分类和纯化需要的分离系列设备费用高，工艺投资成本很大，在生产过程中存在二次污染，加工工艺相对复杂，技术水平要求高。
2． 涤纶废丝物理回收方法是单向回收利用，无法实现完全封闭利用，易形成二次污染。存在涤纶废丝在熔融过程中，因热分解导致粘度降低，PET的粘度、分子量分布和染质含量都会发生变化。所以物理回收稳定性较差，各批次货源质量参差不齐，并且生产工序中存在劳动强度大、能耗高、环境污染严重、不利于集中管理等问题。
3．涤纶废丝种类不同，废丝的性能不容，目前涤纶废丝回收主要针对同一种类的涤纶废丝进行处理回收，没有检索到针对多种不同种类的涤纶废丝进行回收处理的方法。
为了解决上述涤纶废丝物理回收方法和化学回收方法所具备的技术问题，本发明提出了一种涤纶废丝的再生利用方法。
图1是根据一示例性实施例示出的一种涤纶废丝的再生利用方法的方法流程图，如图1所示，该涤纶废丝的再生利用方法包括：
步骤（1）：将POY废丝和 FDY废丝按照1:1~5的质量比例均匀混合得到POY/FDY混合废丝，将所述POY/FDY混合废丝通过喂料斗中的喂入罗拉连续喂入到超声波除油槽进行超声除油处理。
步骤（2）：将超声除油处理后的所述POY/FDY混合废丝送入轧干辊轧除除油剂，然后送入烘箱进行烘干处理，再将烘干处理后的所述POY/FDY混合废丝送入纤维切断箱切断为5~15mm长度尺寸的POY/FDY混合短纤维。
在一个优选的实施例中，所述纤维切断箱中刀辊的转速为300~500rpm，切割压实温度为120~150℃。
在一个优选的实施例中，所述烘箱的烘干温度为70~120℃。
步骤（3）：将所述POY/FDY混合短纤维经振动网筛振动过滤后，送入杂乱刺辊进行进一步混合，然后落于尘笼成网帘表面形成POY/FDY混合纤网，所述POY/FDY混合纤网的克重为20~60g/cm2。
在一个优选的实施例中，所述尘笼成网帘中心处由负压吸风机进行吸风产生负压，吸风速度为15~20m/s，所述负压吸风机的输送风道中心线与所述尘笼成网帘的水平线夹角为30~60°，使所述POY/FDY混合短纤维均匀凝聚于所述尘笼成网帘的1/3~1/4表面处。
步骤（4）：将所述POY/FDY混合纤网送入热轧辊进行热轧加固处理，再送入卷绕装置卷绕得到POY/FDY非织造布，热轧加固处理过程中所述POY/FDY混合纤网的POY纤维组份发生高度收缩，使得POY纤维组份缠结于FDY纤维组份，进一步对所述POY/FDY混合纤网进行加固。
本发明通过简单的气流成网、热轧工艺与涤纶废丝回收利用有效结合在一起，根据不同涤纶废丝的材料特性，充分利用POY的高收缩性和FDY较好的强度，能制备纤维抱合缠结、强力好的非织造布，大大缩减了涤纶废丝的处理过程和成本，为涤纶废品回收利用提供了新思路。
在一个优选的实施例中，所述热轧辊的热轧温度为230~250℃。
示例性地，本发明还提供了一种涤纶废丝的再生利用装置的装置示意图，如图2所示，该涤纶废丝的再生利用装置用于实施上述涤纶废丝的再生利用方法，该涤纶废丝的再生利用装置包括：喂料斗1，所述喂料斗1中的喂入罗拉3，位于所述喂料斗1下方的超声波除油槽4，所述超声波除油槽4中水平设置的第一压辊5和第二压辊6，所述超声波除油槽4出口侧的轧干辊7，所述轧干辊7出口侧的烘箱8，所述烘箱8内的烘干棍9，所述烘箱8出口侧依次设置的第一导辊10和第二导辊11，设于所述第二导辊11出口侧的纤维切断箱12，设于所述纤维切断箱12内的刀辊13，设于所述纤维切断箱12下方的振动筛网15，所述振动筛网下方的杂乱刺辊16，设于所述杂乱刺辊下方的尘笼成网帘17，与所述尘笼成网帘中心处相连通的负压吸风机18，设于所述尘笼成网帘17一侧的热轧辊20以及设于所述热轧辊20出口侧的卷绕辊21。
在图2中，POY/FDY混合废丝2通过喂料斗1中的喂入罗拉3连续喂入至超声波除油槽4进行超声除油处理，并依次经过超声波除油槽4中水平设置的第一压辊5和第二压辊6后，从超声波除油槽4的出口侧进入轧干辊7轧除除油剂，然后送入烘箱8进行烘干处理，在烘箱8内经烘干棍9烘干后，经过烘箱8出口侧的第一导辊10和第二导辊11送入纤维切断箱12，由纤维切断箱12中的刀辊13将POY/FDY混合废丝2切断为5~15mm长度尺寸的POY/FDY混合短纤维14，POY/FDY混合短纤维14经振动网筛15振动过滤后，送入杂乱刺辊16进行进一步混合，经过尘笼成网帘17中心处由负压吸风机18进行吸风产生的负压影响落于尘笼成网帘17表面形成POY/FDY混合纤网19，POY/FDY混合纤网19送入热轧辊20进行热轧加固处理，再送入卷绕辊21卷绕得到POY/FDY非织造布。
为了更好地说明本发明提供的一种涤纶废丝的再生利用方法所带来的有益效果，示出下述实施例1-3进行说明：
实施例1
步骤（1）：将POY废丝和 FDY废丝按照1:4的质量比例均匀混合得到POY/FDY混合废丝，将所述POY/FDY混合废丝通过喂料斗中的喂入罗拉连续喂入到超声波除油槽进行超声除油处理。
步骤（2）：将超声除油处理后的所述POY/FDY混合废丝送入轧干辊轧除除油剂，然后送入烘箱进行烘干处理，再将烘干处理后的所述POY/FDY混合废丝送入纤维切断箱切断为5mm长度尺寸的POY/FDY混合短纤维，所述纤维切断箱中刀辊的转速为300rpm，切割压实温度为150℃，所述烘箱的烘干温度为70℃。
步骤（3）：将所述POY/FDY混合短纤维经振动网筛振动过滤后，送入杂乱刺辊进行进一步混合，然后落于尘笼成网帘表面形成POY/FDY混合纤网，所述POY/FDY混合纤网的克重为20g/cm2，所述尘笼成网帘中心处由负压吸风机进行吸风产生负压，吸风速度为15m/s，所述负压吸风机的输送风道中心线与所述尘笼成网帘的水平线夹角为30°，使所述POY/FDY混合短纤维均匀凝聚于所述尘笼成网帘的1/3表面处。
步骤（4）：将所述POY/FDY混合纤网送入热轧辊进行热轧加固处理，再送入卷绕装置卷绕得到POY/FDY非织造布，热轧加固处理过程中所述POY/FDY混合纤网的POY纤维组份发生高度收缩，使得POY纤维组份缠结于FDY纤维组份，进一步对所述POY/FDY混合纤网进行加固，所述热轧辊的热轧温度为230℃。
实施例2
步骤（1）：将POY废丝和 FDY废丝按照1:2的质量比例均匀混合得到POY/FDY混合废丝，将所述POY/FDY混合废丝通过喂料斗中的喂入罗拉连续喂入到超声波除油槽进行超声除油处理。
步骤（2）：将超声除油处理后的所述POY/FDY混合废丝送入轧干辊轧除除油剂，然后送入烘箱进行烘干处理，再将烘干处理后的所述POY/FDY混合废丝送入纤维切断箱切断为10mm长度尺寸的POY/FDY混合短纤维，所述纤维切断箱中刀辊的转速为400rpm，切割压实温度为130℃，所述烘箱的烘干温度为90℃。
步骤（3）：将所述POY/FDY混合短纤维经振动网筛振动过滤后，送入杂乱刺辊进行进一步混合，然后落于尘笼成网帘表面形成POY/FDY混合纤网，所述POY/FDY混合纤网的克重为50g/cm2，所述尘笼成网帘中心处由负压吸风机进行吸风产生负压，吸风速度为18m/s，所述负压吸风机的输送风道中心线与所述尘笼成网帘的水平线夹角为30°，使所述POY/FDY混合短纤维均匀凝聚于所述尘笼成网帘的1/3表面处。
步骤（4）：将所述POY/FDY混合纤网送入热轧辊进行热轧加固处理，再送入卷绕装置卷绕得到POY/FDY非织造布，热轧加固处理过程中所述POY/FDY混合纤网的POY纤维组份发生高度收缩，使得POY纤维组份缠结于FDY纤维组份，进一步对所述POY/FDY混合纤网进行加固，所述热轧辊的热轧温度为240℃。
实施例3
步骤（1）：将POY废丝和 FDY废丝按照1: 5的质量比例均匀混合得到POY/FDY混合废丝，将所述POY/FDY混合废丝通过喂料斗中的喂入罗拉连续喂入到超声波除油槽进行超声除油处理。
步骤（2）：将超声除油处理后的所述POY/FDY混合废丝送入轧干辊轧除除油剂，然后送入烘箱进行烘干处理，再将烘干处理后的所述POY/FDY混合废丝送入纤维切断箱切断为15mm长度尺寸的POY/FDY混合短纤维，所述纤维切断箱中刀辊的转速为500rpm，切割压实温度为120℃，所述烘箱的烘干温度为120℃。
步骤（3）：将所述POY/FDY混合短纤维经振动网筛振动过滤后，送入杂乱刺辊进行进一步混合，然后落于尘笼成网帘表面形成POY/FDY混合纤网，所述POY/FDY混合纤网的克重为60g/cm2，所述尘笼成网帘中心处由负压吸风机进行吸风产生负压，吸风速度为20m/s，所述负压吸风机的输送风道中心线与所述尘笼成网帘的水平线夹角为60°，使所述POY/FDY混合短纤维均匀凝聚于所述尘笼成网帘的1/4表面处。
步骤（4）：将所述POY/FDY混合纤网送入热轧辊进行热轧加固处理，再送入卷绕装置卷绕得到POY/FDY非织造布，热轧加固处理过程中所述POY/FDY混合纤网的POY纤维组份发生高度收缩，使得POY纤维组份缠结于FDY纤维组份，进一步对所述POY/FDY混合纤网进行加固，所述热轧辊的热轧温度为250℃。
对上述实施例1-3制备得到的各个POY/FDY非织造布进行面密度、透气性和蓬松性、强力性能的相关测试，并与现有涤纶废丝制备所得非织造布测试性能数据进行对比，得到的各项性能测试参考数据如表一所示。
其中，（1）面密度测试采用圆刀采样器和电子天平测量，测试方法依据GBT24218.1-2009标准执行。
（2）透气性测试采用YG461D数字式织物透气量仪，测试方法依据GB/T5453－1997标准执行。
（3）蓬松性测试采用FZ/T 64003-2001《喷胶棉絮片》中纤维制品蓬松度测试方法。
（4）强度测试采用YG026H-50电子织物强力机，测试方法依据GB/T453-2002标准执行。
实施例1 实施例2 实施例3 现有涤纶废丝制备所得非织造布
面密度（g/m<sup>2</sup>） 20 50 60 50
强度（N/5cm）（纵向） 86 116 141 104
透气性（mm/s） 2.1 1.3 1.1 0.8
蓬松性（cm<sup>2</sup>/g） 31 48 57 42
表一
通过表一示出的各项性能数据对比可知，相较于现有涤纶废丝制备所得非织造布，本发明实施例1-3提供的POY/FDY非织造布在强度、透气性和蓬松性方面的测试数据更佳，此外，本发明制备的POY/FDY非织造布在强度上具有较高的测试数值，其物理机械性能不会受到任何损伤，耐老化性能更好，进而扩展产品的使用领域范围。
综上所述，本发明提供的涤纶废丝的再生利用方法，根据POY和FDY的热学性能及纤维收缩率不同，POY的软化温度和粘流温度较低且收缩率大的材料特性，通过气流成网和热轧工艺直接制备POY/FDY非织造布，利用POY和FDY的热性能中的玻璃化或熔点差异，采用热轧加固温度在POY玻璃化或熔点之上，FDY玻璃化或熔点之下，使得该温度下POY纤维组份起到粘合作用，FDY纤维组份性能保持不变，通过控制POY/FDY混合纤网的热轧加固温度使得POY/FDY混合纤网中的POY纤维组份与FDY纤维组份发生粘合加固，并进一步利用POY纤维组份的高热收缩率对POY/FDY混合纤网进行纠缠加固，从而获得强力性能优异的POY/FDY非织造布。本发明通过简单的气流成网、热轧工艺将不同种类涤纶废丝有效结合生产涤纶非织造布，在简化涤纶废丝处理工艺流程的同时，充分利用不同涤纶废丝的材料性能进行纤维间的粘合加固，避免了涤纶废丝处理过程容易对环境造成污染、制得产品质量较低的技术问题。
虽然，前文已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之进行修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。

Claims (5)

1.一种涤纶废丝的再生利用方法，其特征在于，所述方法包括：
1）将POY废丝和 FDY废丝按照1:1~5的质量比例均匀混合得到POY/FDY混合废丝，将所述POY/FDY混合废丝通过喂料斗中的喂入罗拉连续喂入到超声波除油槽进行超声除油处理；
2）将超声除油处理后的所述POY/FDY混合废丝送入轧干辊轧除除油剂，然后送入烘箱进行烘干处理，再将烘干处理后的所述POY/FDY混合废丝送入纤维切断箱切断为5~15mm长度尺寸的POY/FDY混合短纤维；
3）将所述POY/FDY混合短纤维经振动网筛振动过滤后，送入杂乱刺辊进行进一步混合，然后落于尘笼成网帘表面形成POY/FDY混合纤网，所述POY/FDY混合纤网的克重为20~60g/cm2；
4）将所述POY/FDY混合纤网送入热轧辊进行热轧加固处理，再送入卷绕装置卷绕得到POY/FDY非织造布，热轧加固处理过程中所述POY/FDY混合纤网的POY纤维组份发生高度收缩，使得POY纤维组份缠结于FDY纤维组份，进一步对所述POY/FDY混合纤网进行加固。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热轧辊的热轧温度为230~250℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述尘笼成网帘中心处由负压吸风机进行吸风产生负压，吸风速度为15~20m/s，所述负压吸风机的输送风道中心线与所述尘笼成网帘的水平线夹角为30~60°，使所述POY/FDY混合短纤维均匀凝聚于所述尘笼成网帘的1/3~1/4表面处。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维切断箱中刀辊的转速为300~500rpm，切割压实温度为120~150℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烘箱的烘干温度为70~120℃。
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