CN1646746A - 用于再生用过的耐热高性能细纱产品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于用过的耐热高性能细纱产品的再生处理方法，其特征在于：耐热高性能细纱产品根据需要被预先水洗，并且经受轧碎处理，并且由此获得的轧碎材料被开松以变成棉花状材料，并且该棉花状材料被纺制用以再生细纱，并且根据该方法，耐热高性能细纱的用过的产品可以被再生，特别的，再生为纱线。

Description

用于再生用过的耐热高性能细纱产品的方法
技术领域
本发明涉及一种用于再生用过的耐热高性能细纱产品例如全芳族聚酰胺纤维的方法，以及可以由上述再生方法获得的再生耐热高性能细纱和其它产品。
背景技术
由于全芳族聚酰胺纤维是耐热的并且表现出较高的强度和抗切割性，其用于各种目的，例如工作手套、安全服和工业材料。虽然耐热高性能细纱产品利用由表现上述优良特性的耐热和高性能细纱如全芳族聚酰胺纤维，其性能随着长时间的使用而退化，因此由于污染、磨损、断裂或者荒磨其不能继续使用并且最终被浪费。结果，这种用过的细纱产品导致大量的浪费。
然而，不像通常的用过的产品，该用过的的耐热高性能细纱产品的任何再利用几乎尚未得以开展，而其大部分则通过焚化或填埋被浪费。“建立再生型社会基本法”已经在2000年6月发布，其中涉及建立再生型的社会的基本原则被确立。例如，对于空调、电视、电冰箱和洗衣机，“家用电器再生法”已经在2001年4月被贯彻执行，并且来自回收产品资源的再利用已经被实施。对于普通纤维的用过的产品，被称作“再生纤维”的例如破旧衣物(用过的衣物和其它物)的物件以及下脚纤维的再利用传统上已经在纤维工业中被执行(《纺机协会》(Textile Machinery Society)第55卷，第22(2002)期第71-78页)。例如，在再利用材料市场中，这种再生纤维被用作再生材料，其被处理为用于制造毛毡或工作手套等纤维制品的棉花或纱线。更特别的，用过的纤维产品通过使用已知的开松机转换成棉花状材料，并且这种棉花状材料被制成非织造物，或者所获得的棉花状材料被纺成细纱用以制造纤维产品。
可以考虑将一个与用于普通纤维的用过的产品再利用方法相类似的方法应用到耐热高性能细纱的用过的产品。然而，由于耐热高性能细纱在耐热性方面表现优良并且当与普通纤维相比时表现出更高的抗张强度和抗切割性，当在与普通纤维产品相同的常规条件下使用传统的开松机时，会产生各种困难，并且存在无法进行有效和充分开松的缺陷。
发明内容
本发明旨在提供一种用于用过的细纱产品的再生重复利用的方法，用过的细纱产品包含耐热高性能纤维例如全芳族聚酰胺纤维，特别的，将其再生为细纱，并且提供包含所获得的再生耐热高性能细纱的纤维产品。
由于为获得上述目的透彻研究，本发明人发现耐热高性能细纱的用过的细纱产品不应该被立即开松而应该在开松前执行轧碎处理，这样耐热高性能细纱的用过的细纱产品可以被容易地开松，在适当选择的开松条件下变成棉花-状，即使当使用传统的开松机时。本发明人进一步继续了相关研究以完成本发明。
更具体的，本发明涉及
(1)一种用于再生用过的耐热高性能细纱产品的方法，其特征在于：用过的耐热高性能细纱产品根据需要被预先水洗，并且经受轧碎处理，由此获得的轧碎材料被开松以变成棉花状材料，并且该棉花状材料被纺纱用以再生细纱，
(2)如上述(1)中所述的用于再生用过的耐热高性能细纱产品的方法，其中在纺纱之前或在纺纱时，以占总量10至90％的比例混合具有30至200毫米长度的未使用过的不连续纤维，
(3)如上述(1)或(2)中所述的用于再生用过的耐热高性能细纱产品的方法，其中耐热高性能细纱由选自以下组的一种或多种类型纤维组成，该组由全芳族聚酰胺(wholly aromatic polyamide)纤维、全芳香族聚酯(wholly aromatic polyester)纤维和聚异构次苯基双苯唑(polyparaphenylene benzobisoxazole)纤维组成，
(4)如上述(1)至(3)中所述的用于再生用过的耐热高性能细纱产品的方法，其中用过的耐热高性能细纱产品是安全服和工作手套，
(5)如上述(1)至(4)中所述的用于再生用过的耐热高性能细纱产品的方法，其中棉花状材料包含不少于50％的具有不小于20毫米长度的不连续纤维，和/或包含其长度不小于在耐热高性能细纱产品中使用的细纱不连续纤维长度的40％的不连续纤维，
(6)一种再生耐热高性能细纱，其通过上述(1)至(5)中所述的用于再生用过的耐热高性能细纱产品的方法获得，
(7)一种再生耐热高性能细纱，其中细纱包含不少于20％的具有不小于20毫米长度的不连续纤维，
(8)一种包含如上述(6)或(7)中所述的再生耐热高性能细纱的纤维产品。
(9)如上述(8)中所述的纤维产品，其中该产品是编织物、纺织物、针织品、绳、索、包装材料、安全服或工作手套。
(10)如上述(8)或(9)中所述的纤维产品，其中在产品上指示出其包含再生耐热高性能细纱，和
(11)如上述(10)中所述的纤维产品，其中再生耐热高性能细纱的循环再生次数被进一步指示出。
附图简要说明
图1是在轧碎操作中使用的轧碎机的纵断面视图。在这方面，6代表轧碎机，10代表机箱，11和12代表上侧轧碎辊，13代表下侧轧碎辊，14和15代表螺旋状轧碎刀片，19a代表逆向刀，19b代表辅助引导件。
图2是图1的轧碎机的平面视图。在该图中，10至15相当于上述的描述。
图3是图1轧碎机的下侧轧碎辊的平面视图。在此图中，13代表下侧轧碎辊，16和17代表螺旋状轧碎刀片，并且18代表格栅。
图4是用于开松处理的开松机的纵断面视图。在此图中，1代表被轧碎的材料，1a代表不连续的纤维，2代表进料辊，3代表给棉板，4代表开松滚筒，并且2a和4a代表锯齿钢丝。
图5是一个截面图，其图解了在如图1至13中示出的轧碎机中的两个上侧轧碎辊和下侧轧碎辊的另一种形式。在此图中，11至13相当于上述的描述。
图6是用于连续执行根据本发明的轧碎处理和开松处理的装置的截面图。在此图中，21a代表主传送带，21b代表辅助传送带，22代表进料辊，23代表滚筒，24代表走轮，25代表开松部分，26代表开松机，27代表滚筒箱体，28代表纤维抄针部分，29代表外侧箱体，30代表纤维无序化增强部分，31代表用过的耐热高性能细纱产品，并且32代表棉花状材料。
图7是一个图解在制条(人造短纤维(SF)混合率0％)之后条子的纤维长度分布的曲线。纵轴代表纤维长度(单位：毫米)，横轴代表所需数量的样品被平行排列置于其中的宽度，并且宽度是25厘米。
图8是一个图解在制条(人造短纤维(SF)混合率0％)之后条子的纤维长度分布的曲线。纵轴代表纤维长度(单位：毫米)，横轴代表一个所需数量的样品被平行排列置于其中的宽度，并且宽度是25厘米。
具体实施方式
关于包括在本发明中使用的耐热高性能细纱的耐热高性能纤维，其优选使用具有不低于300℃热解点的纤维。热解点可以根据由JIS K7120：1987限定的塑料热重分析测量方法被容易地测量。耐热高性能纤维可替换地可以是没有明确熔点的纤维。没有明确熔点的纤维是在差示扫描量热法(DSC)中不表现明确峰值的纤维。更为优选的，耐热高性能纤维具有例如(a)不小于约5cN/dtex的抗拉强度，并且优选不小于约10cN/dtex，以及(b)不小于约400cN/dtex的抗拉伸弹性。在这点上，抗拉强度和抗拉伸弹性可以根据由JIS L 1013：1999限定的化纤长丝纱线测试方法被容易地测量。
更特别地，在本发明中使用的耐热高性能纤维可以例如是全芳族聚酰胺纤维、全芳香族聚酯或者杂环高性能纤维。在这些当中，全芳族聚酰胺纤维或者聚对苯撑苯并双恶唑纤维(在下文中将其称作“PBO”)更加优选使用。
上述的全芳族聚酰胺纤维可以大致分类为异构型芳族聚酰胺纤维和间位型芳族聚酰胺纤维。这些任一个可以在本发明中使用。芳族聚酰胺纤维可以根据已知的方法或者任何按照此处的方法制造。异构型芳族聚酰胺纤维可以例如是商业上现有的产品，例如聚异构次苯基对苯二亚甲基酰胺(polyparaphenylene terephthalamide)纤维(由DuPont-Toray Co.，Ltd以KEVLAR(商标)的产品名制造；由TeijinTwaron Bmbh以TWARON(商标)的产品名制造)或者共聚异构次苯基-3，4’-对苯二亚甲基酰胺纤维(copolyparaphenylene-3，4’-diphenyleher terephthalamie)(由TERJIN Ltd.以TECHNORA(商标)的产品名制造)，并且间位型芳族聚酰胺纤维可以例如是商业上现有的产品，例如聚间位次苯基对苯二亚甲基酰胺(polymetaphenyleneterephthalamide)纤维(由EI DuPont de Nemours and CO.以NOMEX(注册商标)的产品名制造；由Teijin Ltd.以CONEX(注册商标)的产品名制造)。在这些中，异构型芳族聚酰胺纤维优选作为耐热高性能纤维使用，聚异构次苯基对苯二亚甲基酰胺纤维(polyparaphenyleneterephthalamide)更加优选使用。
全芳香族聚酯纤维可以例如包括由异构羟基-苯甲酸(parahydroxy-benzoic acid)的自凝聚聚酯制得的纤维，聚酯由对苯二酸和对苯二酚组成，或者聚酯由异构羟基苯甲酸(parahydroxybenzoic acid)和6-羟基-2-萘甲酸(6-hydroxy2-naphthoic acid)组成。全芳香族聚酯纤维可以根据已知的方法或者任何按照此处的方法制造。也可能使用例如VECTRAN(由Kuraray Co.，Ltd出售的产品名)的商业上现有的产品。
杂环高性能纤维可以例如是聚异构次苯基(polyparaphenylenebenzobisthiazole)(PBZT)纤维、PBO纤维或者聚苯并咪唑(polybenzimidazole)纤维。杂环高性能纤维可以根据已知的方法或者任何按照此处的方法制造，并且其也可能使用商业上现有的纤维(例如，由Toyobo Co.，Ltd以产品名XYRON出售的PBO纤维)。
在本发明中使用的耐热高性能细纱没有特别受限，只要细纱由上述耐热高性能纤维单独或组合组成。耐热高性能细纱可以包含除耐热高性能纤维以外的纤维。在这种情况中，优选耐热高性能纤维的含量不小于全部细纱的50％。然而，在本发明中使用的耐热高性能细纱优选仅由上述的耐热高性能纤维组成。
在本发明中使用的耐热高性能细纱产品没有特别受限，只要产品包含上述的耐热高性能细纱。更特别地，这种产品包括例如包含耐热高性能细纱的工作手套、安全服、工业材料(纺织物、编织物)。优选上述耐热高性能细纱单独用于这样的耐热高性能细纱产品中。然而，其也可以包含纱线，优选除了耐热高性能细纱以外的细纱。在这种情况下，优选耐热高性能纤维的含量不小于全部纤维产品的50％。
在本发明中使用的用过的耐热高性能细纱产品包括，除了上述耐热高性能细纱产品的用过的产品以外，在耐热高性能细纱产品制造期间产生的纤维回丝和剩余纤维。
根据本发明用于再生用过的耐热高性能细纱产品的方法特征在于：上述用过的耐热高性能细纱产品被预先可选择地水洗，轧碎在根据需要的加油操作后执行，由此获得的轧碎材料被开松成为棉花状材料，并且棉花状材料被纺纱用以再生细纱。在这些中，优选使用这样的配置，其中考虑到简化和处理效率有可能从轧碎处理连续变化到开松。各个处理将在在下文中详细解释。
首先，优选预先水洗上述用过的耐热高性能细纱产品。通过这个水洗处理，附着到用过的耐热高性能细纱产品的污物和例如塑料的纠缠物以及金属粉末或油可以被消除，以便因此限制设备故障的发生，并且可以获得有效的再生处理。特别地，工作手套经常含有沾染在其上的金属块或者塑料块或油，因此执行充分的水洗处理是有利的。执行的水洗操作考虑到提高再生物件的质量也是优选的。也可能检查将成为拼分的用过的耐热高性能细纱产品是否可以被重新使用，或者检查产品是否包含机器部件，例如螺钉和其它的垃圾。
水洗方法不特别受限，并且可能使用已知的方法。在这些中，除了通过使用清洁原料或溶剂使得污物或油分解或分离以外，优选使用这样的水洗方法，其中常规已知的旋转洗涤和将污物击落的击打的应用关于水洗物同时采用。
在本发明中，根据需要在轧碎处理(将在后面描述)之前或之后可能在用过的耐热高性能细纱产品中加入一些油整理剂，这取决于湿度或季节。这种油整理剂的增加不局限为在轧碎处理之前或之后，而是也可以在开松前或在开松时关于轧碎物执行，或者在纺纱之前或在纺纱时关于棉花状物品执行。这种油整理剂的增加具有这样的优点，在轧碎处理、开松步骤或者纺纱步骤期间的静电的发生可以受限制，并且上述处理可以平稳地执行。油整理剂不特别受限只要油整理剂的主要成分是用于普通纺纱的油整理剂。油整理剂可以包括例如动物和植物油或者矿物油、其中界面活性剂(阴离子型表面活性基，阳离子型表面活性剂或者非离子表面活性剂)与烷基磷酸脂钾盐的光滑剂结合的油整理剂、或者其中硅胶，一种高粘性的高聚物，与上述结合的油整理剂。虽然这种油整理剂的加入量没有特别限制，其优选关于用过的耐热高性能细纱产品的重量不超过约2wt％。
然后用过的耐热高性能细纱产品经受轧碎处理。因为通过该轧碎处理用过的耐热高性能细纱产品被机械分解并分离成纱线、碎片和棉花，与产品被直接开松的情况相比，开松处理可以被更简单地执行以促进向棉花状材料的转化。本发明的轧碎处理没有特别受限制，只要可以获得上述的目的，并且其可能使用已知的装置。本发明旨在再生用过的耐热高性能细纱产品，特别地再生成为细纱，并且通过随后开松处理获得的棉花状材料的不连续纤维的长度越接近于原始长度，它们就越可能再生成具有高度抗拉强度恢复的细纱。因此相应的优选采用这样的一个处理，通过该处理，包含的长度接近于原始长度的不连续纤维的数量在本发明的轧碎处理中增加。
更特别地，本发明的轧碎处理包括用过的耐热高性能细纱产品的收聚、压缩、发送、劈开(ripping)和撕破处理(在下文中将其简单称作“撕破处理”)。在这方面，轧碎处理不需要包括上述所有的操作。然而，优选包括劈开和/或撕破处理。轧碎处理也可以包括切断处理，其中用过的耐热高性能细纱产品被粗略地切断。在这种情况中，优选根据产品的外形将切断间隔设长，使得具有接近于原始长度的不连续纤维的含量比例变得尽可能大。例如，切断以不小于在用过的耐热高性能细纱产品中使用的细纱不连续纤维长度的间隔执行。也优选执行劈开和轧碎以致夹紧、撕裂和抽出产品。通过进一步执行刮削和分割，也可能转化到将在后面简短描述的开松处理。更特别地，包括(a)通过使用已知轧碎装置执行剪切劈开的处理，已知的轧碎装置例如由Takehara机械实验室(Takehara Machinery Laboratory)制造的“垂直轧碎机”，(b)在设置有突起的两个辊之间的收聚、压缩和撕裂处理，(c)穿过装备螺旋刀片的两个辊之间的撕裂处理，以及(d)通过使用例如剪刀或剪断机的已知切断机械的粗略切断处理。
适合作为本发明轧碎处理的撕裂处理可以通过使用例如轧碎机或收聚装置的已知装置执行。轧碎机或收聚装置用于轧碎纸张，并且尤其是废纸或塑料，用以制造非织造物或用以再生纤维的再梳理工艺，并且在这种领域中使用的装置可以用于本发明的轧碎处理。用于执行撕裂处理的轧碎机的一个实施方案将参考图1至3解释。然而，本发明撕裂处理的装置显然不局限于此。
轧碎机6包括形成一对的上侧轧碎辊11、12和在机箱10中以向下方式设置的下侧轧碎辊13，机箱10的上部开放。上侧轧碎辊11、12分别包括螺旋形轧碎刀片14、15。两个轧碎刀片的螺线包括在相同方向的扭曲，其中一个轧碎刀片14是单螺线刀片，而另一个轧碎刀片15是双螺线刀片，两者在相反的方向上旋转用以收聚插入其中的材料，并且分别在如箭头A、B所示的收聚插入其中材料的方向上起作用。下侧轧碎辊13这样形成，其中格栅18由两个不同螺距的螺旋形轧碎刀片16、17形成。在这方面，图中的19a代表逆向刀，其与下侧轧碎辊13的出料面相对设置，并且19b代表提供在其相对侧面的辅助引导。
本发明的轧碎机可替换地可以这样设置，其中突起连续排列的锯齿形刀片以恒定的间距设置，而不是设置在上侧轧碎辊11、12和下侧轧碎辊13处的螺旋刀片。换句话说，这是这样的一个构形，其中具有期望外形的坚硬的锯齿钢丝绕着辊卷绕。在这种情况中，轧碎辊11、12优选这样设置，以致锯齿形刀片的突起以恒定的间距啮合。其截面图在图5中图解。通过使用这样的一个轧碎机的配置，轧碎辊11、12的锯齿形刀片的突起将收聚、压缩、撕裂和劈开插入的材料，并且用过的耐热高性能细纱产品将被分解和分离。通过轧碎辊13其被进一步收聚、撕裂和发送。轧碎辊13可以被设置为在开松处理中起所谓的进料辊的作用，开松处理是随后的处理。对于例如可伸长并且粗糙的手套的编织产品，优选使用通过使用两个设置有突起的辊收聚和撕裂的轧碎机。
然后通过上述轧碎处理获得的轧碎后材料被开松。对于开松处理，有可能使用已知的开松机(也被称作“开棉机”)。优选将开松机与在上述轧碎处理中使用的例如轧碎机的设备直接连接用以连续进行处理。该配置具有使轧碎后材料的发送工序省略的好处。在本发明开松处理中使用的开松机的一个实施方案现在将参考图4解释。然而，在本发明中使用的开松机显然不局限于此。
如图4中图解的开松机被设置为将具有绕其圆周面卷绕的锯齿钢丝2a的进料辊2与给棉板3以指定的距离相对配置，如在放大视图中所示的，具有绕其圆周面卷绕的锯齿钢丝的开松滚筒4被设置为与给棉板3的末端和进料辊2的表面以指定距离g分离，锯齿钢丝2a卷绕到进料辊2。由进料辊2的旋转发送到开松滚筒4锯齿钢丝4a上的轧碎后材料1通过开松滚筒4上锯齿钢丝4a的齿尖研磨，开松滚筒4以比轧碎后材料1的发送速度大的速度旋转，并且轧碎后材料1被开松为单独的不连续纤维1a。开松后的不连续纤维1a通过使用例如负压抽吸装置的适当收集装置汇集为纱线和棉花状材料的混合物。在这点上，在本发明上下文中的术语“棉花状材料”包括纱线和棉花状材料的混合。第一次开松不能产生令人满意的棉花状材料而是产生纱线和棉花状材料的混合物，在汇集材料中纱线的比率在每次执行开松后会减少而棉花状材料的比率会上升，因此更加容易完成纺纱。因此优选将轧碎后材料的开松执行多次。虽然重复开松处理的次数依赖于开松条件(开松滚筒的直径或者锯齿钢丝刀片的密度、齿距和尺寸)，优选设定至少三次并且优选不少于四次。这是因为频率越高混入高速旋转的开松机的杂质和开松不足可以被消除的机会就会增加。另一方面，当频率变得更高时，纤维受到的损害也将加重并且不连续纤维将变得更短，因此上限优选设置为约5次。如在这种情况中，当开松被执行多次时，优选根据执行开松的次数配置和排列开松机。由此配置，多个开松处理可以连续并且因此有效地执行。
在如图4中图解的开松机中，轧碎处理可以在开松机4中通过使用卷绕有锯齿辊而不是给棉板3的进料辊执行。更特别的，用过的耐热高性能细纱产品通过两个卷绕有锯齿钢丝的相对进料辊劈开和撕裂，以便随之轧碎并且然后被送入开松机的开松滚筒4中。
根据另一实施方案的装置在图6中图解，其中轧碎和开松可以在一次通过中完成。该装置由开松机26组成，其包括具有主传送带21a、辅助传送带21b、进料辊22、滚筒23和走轮24的部分25，滚筒箱体27，其以开松部分25的滚筒23旋转后方之间的适当间距L1覆盖滚筒23的外表面，纤维抄针部分28，形成于滚筒23和滚筒箱体27之间的位置关系中，外部箱体29，其设置在滚筒箱体27的后部侧和外侧如此以至其上端侧以它们之间适当的间距L2对着滚筒箱体27的后部侧，以及纤维无序化促进部分30，其滚筒23、滚筒箱体27和外侧箱体29之间的的定位连接组成。将成为拼料的用过的耐热高性能细纱产品31在由主传送带21a接收的同时通过辅助传送带23b收聚，并被引入到两个具有坚硬锯齿钢丝的进料辊22。引入的用过的耐热高性能细纱产品31在由进料辊22收聚的同时被轧碎、压缩、劈开和撕裂，紧靠进料辊22外圆周的一点，其被发送进入以高速在相反方向旋转的滚筒23中，被切碎和弄碎，然后轧碎的材料穿过包括滚筒23和走轮24并在那儿被开松的开松部分25。经过开松得到的棉花状材料在纤维抄针部分28通过由滚筒23高速旋转造成的离心力从滚筒23被抄针，以便获得棉花状材料32。当多次执行开松处理时，有可能获得更好品质的棉花状材料。在该装置中在处理用过的耐热高性能细纱产品之前，优选预先以例如不小于约50毫米的间距执行用过的耐热高性能细纱产品的大致剪切。由此配置，由进料辊22的轧碎处理可以被更顺利地执行。
用于开松处理的条件根据用过的耐热高性能细纱产品的形状、在这种产品中使用的耐热高性能纤维的类型、以及开松机的类型而不同，因此它们不能被简单地限定，但是适当的条件可以通过对成为拼料的用过的耐热高性能细纱产品执行适当的测试来确定。然而，优选选择如此开松条件，使得通过开松处理获得的棉花状材料包含不小于约50％的不连续纤维，该不连续纤维具有不小于约20毫米的长度。也优选选择开松条件使得不连续纤维包含不小于约50％，该不连续纤维具有不小于在原始产品中使用的细纱不连续纤维长度的约40％的长度。如上面陈述的，长度越长，换句话说，具有接近原始纤维长度的不连续纤维的量越大，再生细纱的抗拉强度恢复(再生耐热高性能细纱的抗拉强度关于商业上现有细纱的抗拉强度的比率)可以越高。在这方面，纤维长度的分布可以通过遵照“JIS L 1015：1992 7.4.1 A”的纤维长度排列图被容易地测量。
通过开松处理获得的棉花状材料被纺纱以再生产细纱。根据本发明，未使用过的不连续纤维可以混入通过将轧碎材料开松获得的棉花状材料中，以不超过总量约90％的比例，优选以约10至90％，并且更优选以约10至50％，并且更加优选以20至40％的比例。未使用过的不连续纤维的混合具有有效恢复再生耐热高性能细纱抗拉强度的好处。未用过的不连续纤维优选是具有卷曲的不连续纤维。通过卷曲的提供，股状或束状纤维的开松可以被更容易地执行。优选具有不小于约30毫米长度的不连续纤维，并且更优选约30至200毫米的长度。未使用过的不连续纤维的长度越长，获得的棉花状材料的量将越大，它们将纠缠得更多以致提高增强效果，由此有可能获得抗拉强度被进一步恢复的再生耐热高性能细纱。在本发明中使用的未使用过的不连续纤维包括(a)商业上现有的耐热高性能纤维，也包括(b)由在制造这种连续纤维制成品期间产生的废纤维和剩余纤维所获得的耐热高性能纤维的连续纤维或不连续纤维。优选长度约30至200毫米，并且其包括使得更容易开松的卷曲。(b)中所述不连续纤维可以这样获得，通过切断由在这种连续纤维制成产品的制造期间产生的废纤维和剩余纤维所获得的耐热高性能纤维的连续纤维或不连续纤维。
将未使用过的不连续纤维与棉花状材料混合的方法没有特别受限，并且有可能使用例如已知的混合方法，例如用于棉花和聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)纤维的混合方法。未使用过的不连续纤维的混合在纺纱时执行，并且优选在将在下文描述的纺纱制条工艺中。
因为由棉花状材料或棉花状材料和未使用过不连续纤维的混合物制造细纱的方法(在下文中简单称作“纺纱方法”)已经在本技术领域中充分确立，该步骤将被直接遵循。更特别的，纺纱方法包括棉纺类型、精纺纱线纺纱类型、粗纺纱线纺纱类型、苎麻纱纺纱类型、绢丝纺纱类型和短麻精纺类型的一个。也可能适当地组合这些方法。在这些中，本发明优选使用棉纺类型、精纺纱线纺纱类型或者粗纺纱线纺纱类型的纺纱方法。
更特别地，包括制条步骤、前纺步骤和纺纱步骤的纺纱方法是上述纺纱方法的适合例子。现在将解释棉纺类型方法的各个步骤。
制条步骤也被称作梳理步骤，其中体积密度通过开松处理减小的棉花状材料被最终分离成单独的纤维块，因此条子被制造，条子是几乎无限数目的股状和长丝状长纤维的集合体。这样的一个制条处理可以通过使用已知的梳理装置执行。在这些中，本发明优选通过盖板梳棉机执行制条处理。在本发明中获得的条子优选包含不少于约50％的具有不小于约20毫米长度的不连续纤维，和/或不小于约50％的不连续纤维，该不连续纤维具有不小于在耐热高性能细纱产品中使用的细纱不连续纤维长度的约40％的长度。在这方面，纤维长度的分布可以通过遵照“JIS L 1015：1992 7.4.1 A”的纤维长度排列图被容易地测量。
前纺步骤是这样的一个步骤，其中条子被拉伸用以获得纤维排列的改进，通过附加在中间调节步骤中的通常多个上和下转子的组合，用于获得为了将条子供给到纺纱步骤(其被称作“牵伸”)目的的适当纤维排列和厚度，条子在制条步骤中制造。前纺步骤进一步分成并条步骤和粗纱步骤。其中在制条步骤之后，立即执行的牵伸基本为不良纤维排列的条子，以主要用于获得排列改进的步骤，该步骤被称作并条步骤，其通常重复多次。在此之后执行的，用于完成继续将条子厚度以适当的程度予以细化的操作的步骤被称作粗纱步骤。
纺纱步骤是这样的一个步骤，其中供给在粗纱步骤中获得的粗纱并将上述粗纱最终转换成期望的宽度(纱线支数)，并且在根据需要将上述纱线加捻之后卷绕上述纱线。在这方面，通常的情况是加捻和卷绕被同时执行。
因此获得的再生耐热高性能细纱优选包含不少于约20％的具有不小于约20毫米长度的不连续纤维。如上面所述的，其原因是包含的长不连续纤维的量越大，抗拉强度恢复可以被提高的更多。在这方面，纤维长度的分布可以通过遵照“JIS L 1015：1992 7.4.1 A”的纤维长度排列图被容易地测量。
包含不小于约20％，优选不小于约35％并且更优选不小于约50％的具有不小于约20毫米长度的不连续纤维的再生耐热高性能细纱表现出这样的效果，再生耐热高性能细纱的抗拉强度关于未使用过的耐热高性能细纱的抗拉强度的比率较高，并且因而具有其可以因此用于多种目的的好处。更特别的，再生耐热高性能细纱的抗拉强度约为未使用过的耐热高性能细纱抗拉强度的15至100％，并且优选约35至100％，并且更优选约60至100％。细纱抗拉强度遵照“JIS L 1095：19959.5”测量。再生耐热高性能细纱具有另外的好处，其可以被进一步细化并且表现出柔软的质地。
再生耐热高性能细纱代表通过再生用过的耐热高性能细纱产品所获得的细纱，其中用过的耐热高性能细纱产品如上面所列。纤维长度的分布可以通过遵照“JIS L 1015：1992 7.4.1 A”的纤维长度排列图被容易地测量。
再生耐热高性能细纱可以包含未使用过的不连续纤维，未使用过的不连续纤维优选是包括卷曲的不连续纤维，其具有不小于约30毫米的长度，并且优选约30至200毫米，或者其都表现出这些特性。未使用过的不连续纤维也包括商业上现有的耐热高性能纤维产品、耐热高性能细纱连续纤维以及废纤维和剩余纤维，它们在这种连续纤维产品的制造期间产生。未使用过的不连续纤维的含量比率约为总量的10至90％，优选约10至50％并且更优选约20至40％。在这样一个其中再生耐热高性能细纱包含未使用过的不连续纤维的情况中，纤维长度的分布根据除去未使用过的不连续纤维的量而转换。更特别的，根据本发明的再生耐热高性能细纱除了未使用过的不连续纤维以外优选包含不少于约20％的不连续纤维，这些不连续纤维来自用过的耐热高性能细纱产品，优选不小约40％并且更优选不小于约60％，其具有不小于约20毫米的长度。此外，根据本发明的耐热高性能细纱优选被这样配置，除了未使用过的不连续纤维以外，来自用过的耐热高性能细纱产品的不少于约20％的不连续纤维，优选不少于约30％，并且更优选不少于约40％，具有不小于约25毫米的长度。
由于根据本发明的再生耐热高性能细纱包含耐热高性能纤维，其可以用于利用纤维特性的各种目的。例如，有可能通过编织再生耐热高性能细纱制造饰带。另外有可能通过织造或针织再生耐热高性能细纱来制造织物。这种织物表现优良的耐热性因此其可以作为耐热片用于各种目的。这种织物也可以用于制造纤维产品，例如服装。特别优选将本发明的再生耐热高性能细纱用于安全服。而安全服就其旨在保护穿着上述保护服的人体而言没有特别受限，其包括工作服、石棉衣和各种运动服装。也可以由再生耐热高性能细纱制造手套和包含再生耐热高性能细纱的织造衣物。手套以及特别的工作手套也可以通过针织本发明的再生耐热高性能细纱制造。也适用于包装材料和绳索。
优选的包含根据本发明的再生耐热高性能细纱的纤维产品带有这样的一个指示，指明其包括再生耐热高性能细纱。而指示方法没有特别受限，其可以包括例如一个其中标明“包含再生耐热高性能细纱”的文字标示的例子。也有其中添加通常已知的再生标志的情形。此外，根据特殊标记和颜色表示产品包含再生耐热高性能细纱的协定，也可能添加这种标记或颜色。
另外优选的，纤维产品具有指示再生耐热高性能细纱循环再生次数的标记。不可能无限制地循环再生使用用过的耐热高性能细纱产品，即使通过使用本发明的再生方法。因此，已经被再生过指定次数的用过的耐热高性能细纱产品将被最终废弃。指示用过的耐热高性能细纱再生次数具有这样的好处，有可能立即判断纱线是否适合作为本发明再生方法的拼料。显示再生频度的方法没有特别限制，其可以类似于上述的用于指示产品包含再生耐热高性能细纱的方法。
产品包含再生耐热高性能细纱的标记和再生频度的标记将通过使用已知的方法添加到本发明的纤维产品。例如，一个标签可以粘附到本发明的纤维产品。其也可以被缝制、针织或织造进入根据本发明的纤维产品中。
实施例
实施例1
由异构型芳族聚酰胺纤维制成的工作手套作为用过的耐热高性能细纱产品被使用。这种手套是通过使用五行拉伸排列的聚异构次苯基对苯二亚甲基酰胺纤维纱(polyparaphenylene terephthalamide)KEVLAR(注册商标)、20/2c/c纱线(由DuPont-Toray Co.，Ltd制造)制成的手套，它们在由Shima Seiki Mfg.，Ltd制造的7针SJF针织机(计算机控制花式针织机)中针织。用过的KEVLAR手套经受包括水洗和烘干的清洁处理并加入用于防止起电的油整理剂。用过的KEVLAR手套然后通过使用垂直轧碎机(由Takehara Machinery Laboratory制造)经受轧碎处理(两段轧碎)，然后通过使用开松机(Nihon SpindleMfg.，Co.Ltd的“NS超级开松机”)执行开松处理。因此获得的棉花状材料(也包含开松不足的纱线-状材料)然后经受用于根据本发明制造再生耐热高性能细纱的制条步骤、并条步骤和粗纱步骤。在这方面，在不执行轧碎处理但是适当的部分切断作为轧碎处理被执行的情况中，执行相同的步骤。
在第一次开松之后棉花状材料的外形差异、以及由于轧碎处理和存在/不存在添加油整理剂之间差异而产生的静电的差异在表1中列出。
表1
轧碎处理方法   无   部分切断   轧碎
棉花状材料的外形 纱线状材料   大量   少量   少量
棉花状材料   少量   大量   大量
添加油整理剂 没有   产生静电   产生静电   产生静电
添加   产生极少的静电   产生极少的静电   产生极少的静电
在这方面，当执行轧碎处理时，涉及在执行轧碎处理时静电产生的结果与第一次开松之后的结果是一样的。
当不执行轧碎处理时，倘若手套没有整齐和水平地放置并且手套的锁定部分由进料辊不良收聚，因此断片造成堵塞致使进料辊停转，并且即使这种断片从进料辊送出，劈开将难以执行，因为KEVLAR(注册商标)纱线的强度很大，并且断片在不充分开松的同时被发送，因此在机器中造成淤塞或者卷捻，其造成开松滚筒的停转。在手套指尖部分或碎屑在它们保持原样并包含在棉花状材料中被发送的情况中，开松需要被重复执行以取出上述物，因此当与正常开松相比时效率变得明显更糟糕。
当适当的部分切断作为轧碎方法执行时，因为手套事先被切割成适当的尺寸，机械切断和分解、或者在开松前劈开和分离，短片在进料辊之间更容易被收聚，并且从进料辊的喂出也可以被更平滑地执行，因此滚筒不会停转。通过使用开松滚筒的开松也变得稳定以因此提高效率。
虽然手套由于作为编织物是拉伸配置，当从进料辊的发送太快时，开松机开松滚筒的开松时间很短，因此开松没有充分执行并且卷捻为长纱线。当其太慢时，手套在穿过进料辊之前由开松滚筒拉伸，因为开松在缓慢移动到开松滚筒的同时执行，并且在穿过进料辊之后，断片将绕着开松滚筒卷捻或者跳入开松机中造成异常荷载，随之开松机被停转。然而，但是通过预先劈开处理执行至少部分切断和分解或者在对手套开松之前切断，有可能除去手套或长纱线中的拉伸，因此使平滑的开松处理成为可能，其导致开松处理效率和转换成棉花状材料比例的提高，并且也导致机器异常停机的消除。
当使用轧碎机的轧碎处理被执行为其中另外执行通过适当部分切割的轧碎处理，用过的手套在第一步轧碎中被大致切割和劈开，然后切断片和其它物件被送入第二步轧碎，并且在第二步轧碎中切断片和其它物件被进一步劈开和撕裂。结果，因而获得的轧碎材料的状态是这样的，指尖部分、约50毫米的切断片、撕裂片、纱线和少量的棉花状材料出现。在这方面，使用轧碎机的轧碎处理优选是两步的轧碎。当执行不少于三步的轧碎时，成为棉花状材料的转化将被过分地促进，因此轧碎材料将变得太细，由于本发明的由开松机高效执行操作的目的并由于转换成尽可能长的不连续纤维的观点，优选使用上述的两步轧碎。当由轧碎机的轧碎处理获得的轧碎材料被开松时，在开松机中产生很少的问题，并且向纱线状和棉花状材料的转化可以被相对更好地执行。
实施例2
除了开松执行两次、四次和六次以外，与实施例1完全相同的处理被执行。就是说，相对评估鉴于开松特性和成为棉花状材料的转换根据开松次数执行。
成为棉花状材料的转换在执行实施例1的轧碎处理一次之后是不充分的，具有占总量的约50％的棉花状材料，并且针织物劈开纱线和碎片的数量也很大，其中难于开松的大量的构成手套的橡胶、弹性包芯纱或者例如手套手腕部分的固锁部分以及手指部分之间的结头仍然保留，没有通过开松机的快速旋转而被摇落。
然而，当执行两次击打时，大部分的上述无关物质被除去，因此棉花状材料、纱线和少量的无关物质保留。当执行四次击打时，纱线减少到约20％，原始手套针织物的碎片也减少了。当执行六次击打时，当与击打四次相比时只发现很小程度的改进，但几乎所有的无关物质被摇落清除。然而，被细微轧碎的纱线和橡胶仍然纠缠和保留在棉花中。因为重复频度越高纱线的损害变得越大，四次或五次的重复鉴于包含的纱线关于整体的比率是适合的。
实施例3
执行与实施2相同的处理，除了这点以外，25wt％、50wt％和75wt％的具有51毫米纤维长度的未使用过KEVLAR(注册商标)纤维(由DuPont-Toray Co.，Ltd制造)与通过开松获得的棉花状材料混合，随之获得的混合物被纺纱，并且在轧碎处理之前另外加入油整理剂，并且执行四次开松处理以获得根据本发明的再生耐热高性能细纱。
在纺纱步骤中的评估结果在表2中列出。表中的条子强度通过使用牵伸力测试仪(由Eikoo Sokki KK制造)被测定拉力。测量条件如下：辊隔距：60毫米；牵伸率：1.5；前端速率：0.5米/分。表中，双圆代表非常有利的条件，单圆代表有利的条件，并且三角形代表刚刚合适的的条件。
从表2可以理解，未使用过的KEVLAR(注册商标)纤维的混合率(在表中被称作“SF混合率”)数量变得越高，条子的强度等级将变得越高。
表2
  SF混合率   0％   25％   50％     75％
  梳理通过能力   (三角形)   (单圆)   (双圆)     (双圆)
  条子密度(克/米)   1.5   1.8   2.1     2.5
  条子强度(克)   20至70   40至120   70至140     70至130
  粗纱步骤的通过能力   (三角形)   (单圆)   (单圆)     (双圆)
因而获得的再生耐热高性能细纱的单纱强度遵照JIS L 1095：19999.5测量，并且结果在表3中列出。由于纱线厚度根据SF混合率的差异而不同，通过用测得的单纱强力除以纱线厚度获得的抗张强度与未使用过的KEVLAR(注册商标)细纱的抗张强度相比较。
如可以从表3理解的，相当于当前未使用过的细纱强度62％的强度由具有25％SF混合率的再生细纱保持，相当于当前未使用过的细纱强度91％的强度由具有50％SF混合率的再生细纱保持，并且基本等于当前未使用过的细纱强度的强度由具有75％SF混合率的再生细纱保持。
表3
  SF混合率   0％   25％   50％     75％   未使用过的细纱
  纱线支数厚度(Ne)分特   7840   16369   16369     16369   20295
  单纱强度(克)   1170   1760   2580     2840   2273
  抗张强度(克/分特)   1.39   4.77   6.99     7.70   7.71
从如在实施例2中陈述的方法中，在执行四次开松处理的方法中，在制条处理后获得的条子(其SF混合率为0％)的纤维长度遵照“JIS L 1015：1992 7.4.1 A”通过使用纤维长度排列图被测量。更特别的，将纤维长度放在纵轴上，其中指定量的准确测量的样品使用金属梳在纵轴上被平行拉齐，并且通过使用承载型分拣器制造约25厘米的纤维长度排列图。具有不小于α毫米纤维长度的不连续纤维在条子中占有的比例如下被计算。当平行于(垂直于横轴(x轴))纵轴的线被拉出穿过曲线的一点，在此点纵轴的数值为α，由曲线、横轴(x轴)以及纵轴(y轴)围绕的区域将被一分为二。从已经一分为二的区域中，更接近于y轴的纵轴区域(在下文中被称作“区域A”)被测量。由曲线、横轴(x轴)以及纵轴(y轴)围绕的区域(在下文中被称作“区域B”)将被同时测量。区域A关于区域B的比率是具有不小于α毫米纤维长度的不连续纤维在条子中占有的比例。
纤维长度排列图在图7中图解，并且计算结果在表4中列出。从如可以由图7获得的表4中陈述的数值可以理解，具有不小于20毫米纤维长度的不连续纤维占条子的75％，而具有不小于25毫米纤维长度的不连续纤维占条子的60％。最长的纤维长度是54毫米，而平均纤维长度是24.5毫米。
表4
  区域A(毫米2)   区域B(毫米2)     区域A/区域B
  不小于20毫米的单纤维   4646   6165     0.75
  不小于25毫米的单纤维   3681   6165     0.60
从如在实施例2中陈述的方法中，在执行四次开松处理的方法中，在牵伸条子(其SF混合率为0％)一次之后纤维长度以及条子长度被类似地测量。纤维长度排列图在图8中图解，并且计算结果在表5中列出。从如可以由图8获得的表5中陈述的数值可以理解，具有不小于20毫米纤维长度的不连续纤维占条子的76％，而具有不小于25毫米纤维长度的不连续纤维占条子的63％。最长的纤维长度是58毫米，而平均纤维长度是24.3毫米。
表5
    区域A(毫米2)     区域B(毫米2)     区域A/区域B
  不小于20毫米的单纤维     4646     6094     0.76
  不小于25毫米的单纤维     3823     6094     0.63
工业应用
耐热高性能细纱产品表现耐热性能和较高的抗张强度和抗切割性，即使当产品通过使用被污染、撕裂或损害以至它们不能再被使用而需要被用过的，它们的特性不会消失，并且其关于普通细纱的类似产品的优越性不会改变。因此，通过执行水洗、添加油整理剂、轧碎处理和使用已知开松机的开松，易于再生用过的耐热高性能细纱产品。通过混合适当数量的未使用过的不连续纤维，有可能容易地恢复表现出适用于特定目的的性能。这因此具有这样的好处，促进再生并且有可能对基于再生的社会环境做出贡献。
根据本发明的再生方法，细纱在将不连续纤维的长度保持为接近于细纱原始长度的同时产生。根据需要，混合未使用过的不连续纤维。因此，再生耐热高性能细纱将有利地表现较高的抗张强度恢复。因此将有可能提高再生耐热高性能细纱的附加值、扩展用途，并且用途的扩展将导致再生耐热高性能细纱的扩展，其可以承担再生费用。

Claims (11)

1.一种用于再生用过的耐热高性能细纱产品的方法，其特征在于：用过的耐热高性能细纱产品根据需要被预先水洗，并且经受轧碎处理，由此获得的轧碎材料被开松以变成棉花状材料，并且该棉花状材料被纺制用以再生细纱。
2.如权利要求1中所述的用于再生用过的耐热高性能细纱产品的方法，其中在纺纱之前或在纺纱时，以占总量10至90％的比例混合具有30至200毫米长度的未使用过的不连续纤维。
3.如权利要求1或2中所述的用于再生用过的耐热高性能细纱产品的方法，其中耐热高性能细纱由选自以下组的一种或多种类型纤维组成，该组由全芳族聚酰胺纤维、全芳香族聚酯纤维和聚异构次苯基双苯唑纤维组成。
4.如权利要求1至3中所述的用于再生用过的耐热高性能细纱产品的方法，其中用过的耐热高性能细纱产品是安全服和工作手套。
5.如权利要求1至4中所述的用于再生用过的耐热高性能细纱产品的方法，其中棉花状材料包含不少于50％的具有不小于20毫米的不连续纤维，和/或包含这样的不连续纤维，其长度不小于在耐热高性能细纱产品中使用的细纱不连续纤维长度的40％。
6.一种再生耐热高性能细纱，其通过如权利要求1至5中所述的用于再生用过的耐热高性能细纱产品的方法获得。
7.一种再生耐热高性能细纱，其中细纱包含不少于20％的具有不小于20毫米长度的不连续纤维。
8.一种包含如权利要求6或7中所述的再生耐热高性能细纱的纤维产品。
9.如权利要求8中所述的纤维产品，其中该产品是编织物、纺织物、针织品、绳、索、包装材料、安全服或工作手套。
10.如权利要求8或9中所述的纤维产品，其中在产品上指示出其包含再生耐热高性能细纱。
11.如权利要求10中所述的纤维产品，其中再生耐热高性能细纱的循环再生次数被进一步指示出。
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