Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшей задачей промышленной экологии является решение проблемы утилизации твердых отходов, особенно бытовых. Это позволит не только уменьшить нагрузку на биосферу, но и получить дополнительный источник продукции (при рециклизации и переработке отходов) или энергии.

Угроза загрязнения окружающей среды может быть снижена за счет максимального использования в производственном процессе отходов, чтобы они были способны снова включиться в циркуляцию вещества в природе. Эта общеэкологическая точка зрения, высказанная еще В. И. Вернадским, должна стать основным подходом при решении проблем использования любых отходов вместо их ликвидации (сжигание, захоронение). Это относится и к текстильным отходам, так как также они являются загрязнителями окружающей среды.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА И СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ ОТХОДОВ

К текстильным отходам относятся отходы производства: в виде волокон, пряжи, нитей, лоскутов и обрезков текстильных материалов и отходы потребления в виде бытовых изношенных текстильных изделий. К отходам потребления относятся также отходы производственно-технического назначения в виде изношенной спецодежды, скатертей, покрывал, постельного белья, штор, гардин и т.д., образующиеся на промышленных предприятиях, на транспорте, в сферах общественного питания и здравоохранения, в медицинских учреждениях, предприятиях бытового обслуживания и т.д.

В самом общем виде все текстильные отходы могут быть распределены на четыре основные группы:

К первой группе могут быть отнесены так называемые волокнистые отходы производства, характеризующиеся высоким качеством, и которые, как правило, не выходят за стены тех предприятий , где они образуются, а подлежат переработке в основную или дополнительную продукцию без применения специального оборудования.

Например, в хлопчатобумажном производстве к таким видам отходов относятся гребенной и кардный очес, рвань ровницы , колечки и мычка (ОСТ 17-88-86), которые после небольшой дополнительной обработки подлежат переработке в хлопчатобумажную пряжу больших линейных плотностей.

Ко второй группе относят текстильные отходы производства, которые не могут быть переработаны на тех предприятиях, где они образуются, а подлежат отправке на специальные фабрики по переработке вторичного сырья . На этих фабриках после операций измельчения (резки) и, возможно, разволокнения они перерабатываются в нетканые материалы различного назначения или в более простую по технологии изготовления продукцию в виде пакли, ваты мебельной и технической, обтирочных концов и т.д.

То или иное назначение нетканого материала зависит, в первую очередь, от сырьевого состава отходов, которые используются для его изготовления. Например, традиционные шерстяные или полушерстяные отходы используются чаще всего для выработки утеплителей для швейной промышленности - ватинов и мебельных прокладок, а отходы синтетических волокон чаще всего применяются для изготовления геотекстильных материалов для транспортного строительства.

К третьей группе относятся текстильные отходы производства и потребления, состоящие из химических, хлопковых и смешанных волокон, которые вследствие отсутствия щипального оборудования не могут быть в настоящее время разволокнены и переработаны в продукцию ответственного назначения, а используются чаще всего как обтирочный материал или просто выбрасываются на свалки.

К четвертой группе текстильных материалов относятся низкосортные отходы производства, такие как подметь и пух из пыльных камер и т.п., которые практически непригодны для производства текстильной продукции . К этой же группе могут быть отнесены отслужившие свой срок промышленные фильтры, очистка и восстановление которых экономически нецелесообразны.

При наличии измельчающего оборудования они могут быть использованы, например, для получения композиционных материалов, применяемых, в свою очередь, для изготовления волокнистых строительных плит. В настоящее время отходы этой группы чаще всего подвергаются уничтожению посредством сжигания или выбрасывания на свалки.

При решении проблем утилизации текстильных отходов следует иметь в виду, что в настоящее время на специализированных предприятиях по переработке вторичного сырья в основном имеется оборудование, для переработки отходов второй группы. Поэтому сбору и заготовке этих отходов следует уделять основной внимание.

Для отходов третьей группы требуется щипальное оборудование, часто отсутствующее на отечественных предприятиях. Отходы четвертой группы могут быть после соответствующей подготовки переработаны в плитные материалы строительного назначения, но и здесь в каждом конкретном случае необходимо решить проблемы, связанные с монтажом оборудования, экологической безопасности производства, его рентабельностью и другие.

Текстильные отходы потребления в соответствии с действующими нормативно-техническими документами сортируются более чем на 90 сортов и подразделяются на группы :

Тряпье шерстяное, полушерстяное

Шубнина

Размещено на http://www.allbest.ru/

Валяльно-войлочные изделия

Тряпье хлопчатобумажное, льняное, полульняное и смешаннРазмещено на http://www.allbest.ru/

ое

Тряпье для обтирочной ветоши

Размещено на http://www.allbest.ru/

Мешковина

Стеганые изделия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Крученые изделия

Тряпье изделий из синтетических волокон

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тряпье изделий из искусственных волокон

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тряпье низкосортное

Основные показатели качества вторичного текстильного сырья: Размещено на http://www.allbest.ru/

Влажность

Массовая доля пыли

Размещено на http://www.allbest.ru/

Массовая доля нетекстильных примесей

Массовая доля текстильных примесей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Массовая доля минеральных примесей

Массовая доля жира

Размещено на http://www.allbest.ru/

Массовая доля мелкого сырья

Основные направления хозяйственного использования и переработки текстильных оРазмещено на http://www.allbest.ru/

тходов

Получение регенерированных волокон:

Размещено на http://www.allbest.ru/

получение восстановленой шерсти;

получение регенерированных хлоРазмещено на http://www.allbest.ru/

пковых, льняных и химических волокон;

Производство нетканых полотен;

Производство ваты;

Размещено на http://www.allbest.ru/

Производство обтирочных материалов;

Размещено на http://www.allbest.ru/

Производство пакли;

Производство строительных матеРазмещено на http://www.allbest.ru/

риалов

Характеристика технологий переработки текстильных отходов

Технология переработки предусматривает стадию обработки:

Обработка производственных текстильных отходов предусматривает

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сортировку

Обработка текстильных отРазмещено на http://www.allbest.ru/

ходов производственного потребления предусматривает

Сортировку

Мойку (или химчистку)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обработка текстильных отходов бытового потребления включает

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дезинфекцию

Сортировку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Мойку (или химчистку)

Технология получения регенерированных волокон включает следРазмещено на http://www.allbest.ru/

ующие операции:

Резку текстильных отходов на обрезки длиной от 30 до 90мм

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эмульсирование и антистатическая обработка

Разволокнение, чесание

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контроль качества

Прессование, упаковка, маркировка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Резка текстильных отходов осуществляется на резальных машинах различного типа (ротационных, гильотинных)

Разволокнение текстильных отходов осуществляется на щипальных, концервальных или чесальных машинах

Основные показатели качества регенерированных волокон:

Длина волокна

Массовая доля неразработанных клочковРазмещено на http://www.allbest.ru/

ткани

Массовая доля неразработанных нитей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влажность

Массовая доля минеральных примРазмещено на http://www.allbest.ru/

есей

Массовая доля жира

Производство нетканых полотен осуществляется следующим способом: Размещено на http://www.allbest.ru/

вязально - прошивным

иглопробивным

Размещено на http://www.allbest.ru/

валяльно - войлочным

клеевым

Размещено на http://www.allbest.ru/

термического скрепления

Производство нетканых материалов вязально-прошивным способомРазмещено на http://www.allbest.ru/

заключается в механическом провязывании петлями нитей или волокон различных структур (холста, нитей, тканей и их комбинации).

Технология производства нетканых материалов вязально-прошивным способом включает следующие операции:

Сортировку

Резку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Приготовление смесовой «постели»

Разработка нРазмещено на http://www.allbest.ru/

а щипальной машине

Изготовление волокнистого холста

Провязывание волокнистого холста на вязально-прошивной машине

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обрезка кромок

ПроизводсРазмещено на http://www.allbest.ru/

тво нетканых полотен иглопробивным способом заключается в механическом протаскивании волокон через холст иглами с зазубринами

Технология производства нетканых полотен включает:

Резку отходов

Приготовлении смеси

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эмульсирование смеси

Изготовление полотнРазмещено на http://www.allbest.ru/

а на иглопробивном агрегате

Упаковку

Производство нетканыРазмещено на http://www.allbest.ru/

х полотен валяльно-войлочным способом заключается в свойлачивании волокон в холсте и основано на способности шерсти к свойлачиванию

Технология производства нетканых полотен валяльно-войлочным способом включает:

Приготовление смеси

Обработка смеси на щипальном и обеспыливающем оборудовании

Размещено на http://www.allbest.ru/

Формирование холста

Свойлачивание пласРазмещено на http://www.allbest.ru/

тин войлока на катальной или универсально-свойлачивающей машине

Вылеживание продукции

Упаковка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Клеевой способ производства нетканых полотен заключается в скреплении волокон различными связующими.

Технологический процесс производства нетканых полотен клеевым способом включает:

Сортировку отходов

Резку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Приготовление смесовой «постели»

Замасливание и вылеживание

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разволокнение (на чесальной машине )

Формирование холста

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пропитка холста клеем

Сушка холста

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обрезка кромок

Упаковка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Производство нетканых полотен методом термического скрепления заключается в размягчении термопластичных волокон под действием температуры и последующем скреплении холста.

Технология производства нетканых полотен методом термоскрепления включает:

Подготовку текстильных отходов текстильных отходов из натуральных волокон

Размещено на http://www.allbest.ru/

Подготовку текстильных отходов из термопластичных волокон

Формирование холста

Размещено на http://www.allbest.ru/

Уплотнение холста

Сложение холстов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Уплотнение холста

Скрепление холста на термообрабаРазмещено на http://www.allbest.ru/

тывающей машине

Обрезку кромок

Упаковку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технологический процесс производства мебельной и швейной ваты включает:

Подготовку текстильных отходов

Разрыхление, Размещено на http://www.allbest.ru/

очистку и обеспыливание

Чесание

Размещено на http://www.allbest.ru/

Упаковку ваты

Технологический процесс производства обтирочных материалов включает: Размещено на http://www.allbest.ru/

Дезинфекцию

Сортировку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Мойку, отжим

Сушку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Упаковку ветоши

Сортировку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технологический процесс производства пакли включает:

Подготовку и обработку текстильных отходов

Резку, очистку и обеспыливаниеРазмещено на http://www.allbest.ru/

Разволокнение

Смешивание

Размещено на http://www.allbest.ru/

Упаковку

Основные направления производства строительных материалов с использованием текстильных волокон:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Производство пакли

Производство рубероида

Размещено на http://www.allbest.ru/

Производство теплозвукоизоляционных материалов

Технология производства теплозвукоизоляционного материалРазмещено на http://www.allbest.ru/

а (ТеЗИП) с использованием низкосортных и неутилизируемых текстильных отходов ( кноп, коротковолокнистые текстильные отходы, содержимое пылевых камер и др.) включает:

Приготовление раствора связующего

Размещено на http://www.allbest.ru/

Подготовку текстильных отходов

Смешивание

Размещено на http://www.allbest.ru/

Формирование ковра

Сушку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Резку

2. ТЕКСТИЛЬНЫЕ ОТХОДЫ: ПЕРЕРАБОТКА И НЕРЕШЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ

текстильный ткань материал

Основу решения проблемы переработки текстильных отходов.

В промышленно развитых странах твердые бытовые отходы (ТБО) образуются в значительных количествах, а ежегодный прирост ТБО составляет не менее 3%, а в некоторых странах -- до 10%. В ряде стран образование ТБО возросло до 0,6-0,75 т, а в урбанизованных районах -- до 1 т на человека в год. Для России этот показатель в среднем не превышает 0,25-0,3 т (1,35-1,5 м3) на человека в год, причем наблюдаемая тенденция роста образования отходов (2-6% ежегодно) в 3 раза превышает темпы роста населения. В городах и поселках России ежегодно образуется 130 млн. м3 (26 млн. т) ТБО. На территории Москвы ежегодно «оседает» около 6% всего объема образуемых ТБО.

По своему составу ТБО неоднородны и содержат макулатуру, черные и цветные металлы, пищевые отходы, пластмассу, стекло, текстиль. После стадии обеспыливания проводят сортировку текстильных отходов, в основном бытового потребления -- для удаления нетекстильных элементов изделий (застежек, кнопок, молний и др. элементов фурнитуры). Обычно сортировку осуществляют вручную с применением малой механизации: сортировочных столов, оборудованных дисковыми и ленточными ножами. Обязательная при переработке текстильных отходов трудоемкая стадия ручной сортировки и ручного удаления текстильной фурнитуры из первоначальной массы отходов, по-видимому, является основной причиной отсутствия в мировой практике налаженной системы переработки текстильных бытовых отходов. Лишь в некоторых странах практикуется сбор у населения отходов по сортам (макулатура, тряпье, стеклотара и др.), чем предотвращается попадание в ТБО ценных текстильных компонентов, которые могут быть переработаны и использованы повторно. Относительные успехи в сборе вторсырья порождают иллюзию, что этим методом вообще можно решить проблему ТБО. Вместе с тем, многочисленные эксперименты как у нас в стране, так и за рубежом, по селективному сбору компонентов ТБО у населения показали нерентабельность сортировки всех ТБО на месте их образования в бытовых условиях (слабая активность населения, большие трудозатраты, невозможность повсеместного внедрения) и невозможность решения этим методом проблемы ТБО, общее количество которых ежегодно возрастает по крайней мере на 3-4%. Из-за огромного количества ТБО проблема не может быть решена непромышленными методами. Тем не менее, сбор у населения отсортированного, незагрязненного вторичного сырья не противоречит промышленной переработке ТБО, а должен рассматриваться как составная часть в решении комплексной проблемы твердых бытовых отходов. В особенности это касается текстильного вторсырья, так как при анализе извлекаемых компонентов на 31 заводе по переработке ТБО, расположенных в основном в Европе, текстильная составляющая не значится, а извлекаемыми компонентами являются макулатура, лом черных металлов, стекло, полимеры. Только на заводе по переработке ТБО, расположенном в Донкастере (Великобритания) производительностью 320 т/сутки по ТБО в качестве одного из извлекаемых компонентов значится текстиль. Еще на одном заводе в ФРГ производительностью 50 т/час по ТБО осуществляется ручная сортировка текстиля. В остальных случаях текстильный компонент вместе с другими неизвлекаемыми компонентами попадает в топливные брикеты и направляется на сжигание.

Стирка загрязненного вторичного текстильного сырья используется для удаления грязи. Обычно для этой цели применяют стиральные машины периодического действия (СМО-100 и ПК-53А). Однако с помощью стирки обычно не удаляются полностью такие загрязнители, как масло, краска, органические вещества, нерастворимые в воде. Поэтому технологический процесс подготовки текстильных материалов к разволокнению должен обязательно включать химическую чистку.

Химическая чистка сильно загрязненных и засаленных текстильных материалов проводится органическими растворителями на машинах КХ-007 и КХ-012. Предварительно отходы обрабатывают в высококонцентрированном растворе щелочи, а затем после отжима -- органическим растворителем. Для удаления масла с текстильных отходов используют эмульсию перхлорэтилена (или трихлорэтилена) в воде, нагретую до 40-500С.

Очищенные текстильные отходы далее перерабатывают на специальных текстильных линиях (фирм «Трютцшлер», «Лярош» и др.) с применением в качестве основных операций резки, замасливания и разволокнения. Резку проводят обычно с применением гильотинных или более современных ротационных резальных машин для получения волокон оптимальной длины. Замасливание текстильных отходов проводится с целью облегчения важнейшей и заключительной операции -- разволокнения. В зависимости от состава и вида отходов применяют различные замасливатели, количество которых может достигать 10% от массы отходов. Текстильные отходы из синтетических материалов могут поступать на разволокнение без замасливания, но увлажненными. В качестве замасливателей используют поверхностно-активные вещества, например, оксиэтилированные синтетические кислоты (лауриновая, стеариновая, олеиновая), некоторые оксиэтилированные жирные спирты, сульфоэфиры высших жирных спиртов и ненасыщенных кислот. Применение минеральных масел для замасливания волокна нежелательно, так как они содержат неомыляемые компоненты, которые отрицательно влияют на процесс последующей отделки текстильных изделий.

Разволокнение замасленных отходов осуществляется на щипальных машинах, где и происходит превращение отходов во вторичное волокно, которое затем используется при выработке всевозможных текстильных материалов: тканей, трикотажа, ковровых покрытий, нетканых материалов и др. В последние годы созданы щипальные машины, позволяющие получить более высокую степень разволокнения отходов и уменьшить повреждение образующихся волокон. Перспективными технологиями разволокнения текстильных отходов являются процессы, основанные на использовании ультразвука, водяного пара и сжатого воздуха, которые существенно облегчают и ускоряют отделение волокон друг от друга. При этом разволокнение отходов происходит в щадящих условиях: не разрушается структура волокна и не снижается его прочность.

Вторичные или восстановленные волокна являются ценным сырьем для текстильной промышленности. Их используют как в «чистом» виде, т. е. без добавления первичного волокнистого сырья, так и в смеси с последним. Из восстановленного волокна получают аппаратную пряжу. Кроме того, минуя стадию прядения, из вторичных волокон изготавливают нетканые текстильные материалы различного назначения. Например, используемые в производстве линолеума, геотекстильных материалов, фильтров с большой плотностью, гидро- и электроизоляционных материалов, технических войлоков, тепло- и звукоизоляционных материалов, одеял, упаковочных материалов, подкладочных материалов для мебели и обуви, напольных покрытий с плотностью холста 200-400 г/м2. При смешении восстановленного волокна с исходным первичным волокном получают сырье для производства высококачественной пряжи, идущей на производство всех видов текстильных материалов. Из него изготавливают и высококачественные нетканые материалы. Содержание вторичного волокна в смеси может достигать 80-90% в зависимости от назначения пряжи и материала. Нетканые материалы, полученные из регенерированных волокон, обладают хорошими акустическими и механическими свойствами.

Геотекстильные материалы, изготовленные из регенерированных волокон, имеют плотность холста 250-850 г/м2 и предназначены для фильтрации и стабилизации насыпаемого на них грунта. Такие материалы используют при строительстве железных и автомобильных дорог, в борьбе с эрозией почвы, для укрепления берегов каналов, водохранилищ, пляжей, дамб, насыпей, при строительстве спортивных площадок, взлетно-посадочных полос аэродромов и для других целей. Срок службы материалов, изготовленных из синтетических волокон, -- не менее 20 лет, поскольку такие волокна не подвержены гниению. Наиболее целесообразно применять полиэфирные и полипропиленовые волокна, полученные из отходов. Технология получения нетканых полотен вязально-прошивного способа формирования с использованием отходов льняных волокон предложена в докладе на конференции «Текстильная химия-2000» в Иваново (авторы А. Коган и В. Буткевич). Сущность технологии заключается в следующем. Предварительно подготовленные и отсортированные отходы льна (вытряска различных номеров) подаются на щипальную машину, где происходит процесс расщипывания и удаления костры, пыли, коротких и поврежденных волокон. Затем очищенная волокнистая масса смешивается на традиционной смесовой машине с предварительно подготовленными отходами волокон шерсти, а также химических волокон. Полученная смесь подвергается кардочесанию на аппарате Ч-22-Ш и формированию нетканого полотна вязально-прошивного способа на машине ВП-180. Физико-механические показатели нетканого полотна при вложении до 50% отходов льняного волокна практически не уступают показателям полушерстяного ватина и полностью соответствуют требованиям стандарта. Разрывная нагрузка у образцов с вложением отходов льна на 15% превышает базовую. При дальнейшем увеличении процентного вложения льняных отходов происходит снижение физико-механических показателей ватина, причем наблюдается параболическая зависимость. Кроме того, в изделии появляется характерная для льняных волокон жесткость и плотность. Нетканые полотна с вложением отходов льняного волокна могут быть получены и иглопробивным способом формирования. А. Коган и В. Буткевич утверждают, что вложение до 25% отходов льна позволяет получить нетканые полотна без существенной переналадки основного технологического оборудования.

Оригинальное решение для переработки отслуживших свой срок ваты и ватных изделий (одеял, подушек, телогреек и др.) предложено в работе В. Гальцова и С. Маркаряна («ЛегПромБизнес-Директор», № 9(10)'1999 г.). С помощью разработанного комплекта оборудования волокна ваты проходят разволокнение на грубом рыхлителе, окончательное разволокнение -- на тонком разрыхлителе-очистителе. После этого их масса готова для повторного изготовления новых ватных изделий без ухудшения их качественных показателей и потребительских свойств. Происходит это следующим образом. Перерабатываемые ватные изделия, предварительно подвергшиеся санитарной обработке, вручную освобождаются от текстильных деталей и фурнитуры, равномерно, вручную укладываются на питающий транспортер грубого рыхлителя. Эта масса уплотняется, вводится в жало питающих валов и попадает в зону интенсивного рыхления. Затем разрыхленная волокнистая масса подхватывается воздушным потоком и по волокнопроводу подается в волокноотделитель тонкого рыхлителя-очистителя. Далее воздушно-волокнистая масса перерабатывается в зависимости от ее дальнейшего применения. Так, для получения волокнистого слоя в виде холста, в частности, для производства мягкой мебели, после тонкого рыхлителя-очистителя она по воздуховоду отсасывается вентилятором и направляется в бункер, снабженный волокноотделителем и парой выпускных валов. Эти валы и выводят волокнистую массу из бункера в виде сплошного волокнистого слоя. Он направляется по лотку к накатному устройству, где скатывается в рулон на картонный патрон с разделением слоев с помощью ровницы. Установка имеет массу не многим более 3 т, может быть размещена на площади 30 м2, производительность установки составляет 80-120 кг/ч по ватным отходам. Волокнистый слой, выпускаемый с установки, имеет ширину 800-1000 мм и плотность 1-1,5 кг/м2. Для получения матрацев, подушек и одеял воздушно-волокнистая масса из тонкого рыхлителя по воздуховоду отсасывается вентилятором через пневматический наполнитель наматрацников (короб специальной конструкции). Еще один вентилятор и специальные устройства обеспечивают отсос и фильтрацию запыленного воздуха из наполнителя и с поверхности наматрацника, тем самым равномерно распределяя в нем волокнистый материал. В зависимости от засоренности исходного продукта оборудование для переработки вторичного ватного сырья может быть выполнено в двух вариантах: - для переработки наиболее засоренного продукта с использованием вторичного ватного сырья в смеси с отходами хлопкопрядильного производства; - для переработки менее засоренного продукта с использованием только волокнистой массы из ватных изделий и в смеси с очищенным хлопковым волокном. Использование этого оборудования позволит вовлечь в производство вторичные текстильные отходы и уменьшить потребность в импорте первичного волокнистого сырья. А также -- удешевить производство и снизить цены на продукцию, изготовленную из вторичных отходов (матрацы, ватные одеяла, подушки и др.), на 30-50%, обеспечить экологическую безопасность и исключить загрязнение окружающей среды. Переработка отходов текстильных материалов из синтетических волокон имеет принципиальное отличие от описанной выше технологии. Один из таких способов заключается в измельчении отходов и подаче их шнеком на специальный экструдергранулятор, где они расплавляются и очищаются от вспомогательных веществ, содержащихся в текстильном материале. Благодаря специальной конструкции экструдера в него одновременно с отходами подается первичный полимерный материал, который смешивается с расплавленными и очищенными отходами, что позволяет повысить свойства изготавливаемых гранул.

Другим нетрадиционным способом переработки отходов текстильных материалов из синтетических волокон является экстрагирование селективными растворителями полимерной части отходов, благодаря которому можно получать очищенный от всех примесей полимер. Технологический процесс регенерации синтетического полимера из текстильных отходов состоит из следующих стадий: измельчение отходов; растворение синтетических волокон; фильтрация раствора от нерастворимых примесей; высадка полимера из растворителя; сушка полимера; грануляция полимера. Таким образом, современная промышленность располагает различными технологиями и оборудованием для переработки текстильных отходов. Окончательное решение о выборе того или иного способа переработки может быть принято после проведения технико-экономического анализа, позволяющего учесть все расходы, в том числе транспортные (на доставку отходов) и энергетические (на проведение процесса), а также наличие устойчивого спроса на продукцию из перерабатываемых отходов.

3. НЕТРАДИЦИОННЫЕ ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Органо-синтетические плиты с использованием коротковолокнистых отходов. На предприятиях текстильной отрасли образуется большое количество отходов, значительная часть которых удаляется в места хранения и захоронения. Наиболее острая проблема стоит в отношении отходов текстильных материалов и искусственного меха, а также коротковолокнистых отходов коврового производства. Переработка данных отходов является достаточно сложной и дорогостоящей ввиду необходимости создания специального оборудования. К данной группе текстильных материалов относятся низкосортные отходы легкой промышленности, в частности, волокна искусственного меха, невозвратные от стабилизации, стрижки и глажения, длиной 0,5...25 мм. Они образуются в основном на приготовительном участке и составляют 34% от используемого сырья.

Разработана технология переработки коротковолокнистых отходов в органо-синтетические волокнистые плиты твердые(ОСВПт). Данная технология состоит из подготовки отходов на универсальном измельчителе с последующим добавлением подготовленных отходов на первой стадии технологического процесса получения древесноволокнистых плит. Отходы вводятся в смесь с древесным волокном (их доля - 30...70%), а дальнейший процесс получения композиционных материалов идет по обычной технологии производства древесноволокнистых плит (ДВП).

ДВП имеют невысокие прочностные свойства, неустойчивы к воздействию атмосферных факторов, имеют низкую био- и химостойкость. Это ограничивает сферу их применения в качестве конструкционных и конструкционно-отделочных материалов. Кроме того, они имеет сравнительно высокую стоимость. Разработка технологии получения ОСВПт с использованием коротковолокнистых отходов позволит упростить и удешевить существующую технологию путем сокращения компонентов и использования дополнительно в наполнителе коротковолокнистых отходов текстильного производства. ОСВПт рекомендуется изготавливать по мокрому способу производства, который состоит из семи технологических операций:

1. Подготовка сырья к производству. Изготовление молотой древесной массы, дробление текстильных отходов

2. Смешивание древесной массы с отходами текстильного производства и приготовление древесно-полимерной композиции

3. Подготовка проклеивающих составов и проклейка древесно-полимерной массы

4. Формирование древесноволокнистого ковра

5. Горячее прессование

6. Послепрессовая обработка

7. Форматный раскрой и упаковка.

Свойства ОСВПт, полученных с использованием коротковолокнистых отходов в качестве наполнителя, сведены в табл. 1. В зависимости от требуемых физико-механических показателей ОСВПт предлагается изготавливать при плотности - 940...960 кг/м³, прочности при изгибе - 20...23 МПа, разбухании - 16%, температуре прессования - 165 ^оС, содержании текстильных отходов - 30%. Установлено, что полученные композиционные ОСВПт с содержанием текстильных отходов обладают повышенными физико-механическими свойствами по сравнению с контрольным образцом. Еще одним направлением использования отходов является разработанная технология получения органо-синтетических волокнистых плит стружечных(ОСВПс) на основе технологии ДСП. ОСВПс состоят из трех основных компонентов: частиц измельченной древесины, синтетических отходов производства легкой промышленности, комплекса специальных химических добавок (модификаторов), улучшающих технологические и другие свойства композиции и получаемой продукции. В качестве текстильных отходов предлагается использовать отходы окончательной стрижки искусственного меха - кноп стригальный, отходы коврового производства - кноп ткацкий, и отходы обувного производства - подноски. При необходимости они подвергаются измельчению. Этот процесс необходим, так как текстильные отходы разнородны по длине и не могут быть использованы в получении качественных плитных материалов, потому что способны свойлачиваться и образовывать неоднородные комки при длительном хранении. Оптимальным составом для изготовления ОСВПс является композиция, состоящая из 60% древесной стружки и 40% отходов меха. Материалы на основе остальных приведенных составов могут использоваться в сухих помещениях в качестве древесно-изоляционных.

Многослойные рулонные материалы. Схема технологического процесса изготовления многослойных текстильных рулонных материалов механическим способом формирования представлена на рисунке 1.



Технологический процесс осуществляется следующим образом (рис.2): полотно основы 1 сматывается с рулона, проходя узел нанесения клея 2, смачивается клеевым составом, затем полотно основы попадает в устройство нанесения волокнистого материала 3, состоящего из самого устройства и накопительного бункера 4, подающего волокнистую массу на распределительные валы. Устройство распределяет продукт по всей ширине полотна, образуя волокнистое покрытие. Затем полотно подается в сушильную камеру 5, где происходит фиксация материала на основе. После выхода из сушильной камеры покрытие уплотняется прижимным валиком 6. Далее полотно подвергается чистке от излишков волокнистого материала и сматывается в рулон 7, который вращается от электродвигателя 8.



Текстильные настенные покрытия представляют собой нетканое полотно основы, ламинированное тканью. В качестве основы используются различные материалы: бумага, флизелин, поролон, а в качестве верхнего слоя - льняная ткань, основой и утком которой является пряжа из короткого льняного волокна. Благодаря оптимизированной технологии получения пряжи из короткого льноволокна и разработанной технологии получения текстильных настенных покрытий, пряжу больших линейных плотностей из короткого льняного волокна стало возможно использовать в тканях бытового назначения. Разработанная техпроцесс производства текстильных настенных покрытий осуществляется следующим образом (рис.3).



Нижний слой (основа) 1 и верхнее полотно (ткань) 2 подаются в рулонную установку 3, пройдя которую они движутся через устройство натяжения 4 и столы накопители 5 к узлу нанесения клея 6. Клей наносится на полотно основы. По ходу полотна происходит склейка двух слоев системами прижимных валиков 7. Полотно текстильных настенных покрытий подводится к столу-накопителю и затем поступает в сушильную камеру 8. Из сушильной камеры, пройдя узел обрезки кромки 9, полотно текстильных настенных покрытий поступает на стол-накопитель, где охлаждается, и подается на автомат для размотки обоев 10 в потребительские рулончики 11.

· высокой гигроскопичностью и паропроницаемостью, что позволяет поддерживать в помещении постоянную влажность

· высоким уровнем звукопоглощения

· антистатическими свойствами

· долговечностью, в силу своих природных свойств льняное волокно достаточно прочно и уже не способно к гниению, а значит и естественному разрушению

· противоаллергическими и антимикробными свойствами.

Многослойные материалы. Установлено, что для получения многослойных текстильных ворсовых материалов аэродинамическим способом длина волокон не должна превышать 1,2 мм.Разработан технологический процесс подготовки коротковолокнистых отходов к вторичной переработке. Для подготовки однородной волокнистой смеси выбран метод измельчения ударным способом. В качестве оборудования для подготовки волокнистой смеси принята дробилка роторная ДР-185. Разработка способов формирования многослойных материалов и изделий с ворсовым покрытием позволит значительно расширить ассортимент многослойных материалов. Характеристики используемых материалов сведены в табл. 4; свойства покрытий - в табл. 5. Одним из достоинств аэродинамического способа напыления является его экономичность не только по стоимости сырья, но и временным затратам. Кроме того, структура ворсового покрытия дает возможность расширить виды отделки швейных изделий.

Принципиальная схема технологии многослойных рулонных материалов представлена на рисунке 4. Полотно основы 1, сматываясь с рулона 2 и проходя узел нанесения клея 3, смачивается клеевым составом, затем попадает в зону аэродинамического напыления, состоящую из узла дозирования волокнистых частиц и аэродинамического устройства. Волокна, подаваемые из бункера 4, попадают в аэродинамическое устройство 5. Форсунка устройства, имеющая сложную конфигурацию распыляющего диффузора, распределяет волокно по всей ширине полотна основы, образуя ворсовое покрытие 6. Затем полотно подается в камеру сушки 7, где происходит фиксация ворса на основе. После выхода из сушильной камеры многослойный материал 8 формируется в рулон.

Огнетермостойкая ткань для спецодежды сварщиков. Использование огнестойких волокон нового поколения, разработка тканей новых структур открывает широкие возможности для создания спецодежды, обладающей комплексом защитных свойств от высокой температуры и теплового излучения в полной мере отвечающей предъявляемым к ней требованиям по промышленной безопасности.

На кафедре ПНХВ разработан новый технологический процесс получения пряжи и тканей из отходов арамидных волокон. Нити и волокна Русар-О(огнестойкий) имеют относительную прочность 70...100 сН/текс, высокое удлинение при разрыве (3,0...4,0%) и высокий кислородный индекс (42%), обладают устойчивостью к действию химических реагентов и используются в специальных термостойких тканей для изготовления боевой одежды пожарных. При производстве комплексной химической нити Русар и получаемых из нее технических тканей на разных стадиях технологического процесса образуются отходы в виде концов нитей с формовочных, крутильных, сновальных машин, кромки ткани с ткацких станков, межлекальных выпадов. Поэтому вследствие высокой стоимости исходного полимера и комплексной нити Русар большое значение имеет рациональная переработка отходов, образующихся при производстве. Традиционно данные виды отходов используются при производстве нетканых материалов. Переработка отходов комплексной нити Русари получение пряжи из них создают большие возможности для снижения себестоимости продукции, экономии средств, разработки нового ассортимента изделий.

Собранные в цехах отходы сортируются и разрезаются на рубочном оборудовании на комплексы длиной 45...90мм и перерабатываются по аппаратной системе прядения шерсти. Для получения пряжи из отходов комплексных нитей Русарв чистом виде разработана технологическая цепочка (рис. 4). В производственных условиях ОАО Витебские ковры разработан технологический процесс получения пряжи линейной плотности 57...100 текс из регенерированного волокна Русарпо аппаратной системе прядения шерсти. Физико-механические и теплофизические свойства разработанной пряжи сведены в табл. 6. Установлено, что разработанная огнетермостойкая пряжа относятся к классу высокопрочных и огнетермостойких и может быть использована при производстве одежды специального назначения для защиты от высоких температур и открытого пламени. По результатам испытаний данные типы пряжи и нитей можно отнести к трудногорючим и материалам с умеренной дымообразующей способностью, отвечающие современным требованиям нормативных документов.

Разработан новый ассортимент тканей из 100%-ного волокна Русар. Проведены испытания физико-механических и теплофизических свойств тканей. Разработаны технические условия на новые виды тканей. Установлено, что разработанные ткани по ряду показателей превышают мировые аналоги и требования ГОСТ и могут быть использованы в производстве специальной защитной одежды от высоких температур и открытого пламени. Нормативные данные по стойкости ткани к прожиганию зависят от назначения ткани: при повышенных температурах воздуха значение этого показателя должно быть не менее 45 с, при нормальных условиях микроклимата - не менее 50 с, при пониженных температурах воздуха - не менее 60 с. Ткань с поверхностной плотностью 244 нити/дм обеспечивает наибольшую стойкость к прожиганию - 81 с при норме 50 с. Именно этот вариант наиболее пригоден при использовании для спецодежды сварщиков. Такая ткань обеспечит высокие защитные функции изделий, повысит их безопасность и обеспечит более долгий срок эксплуатации по сравнению с известными аналогами. Разработана конструкция специальной одежды сварщика и пожарного-спасателя. Опытные образцы костюмов получили положительные отзывы на ведущих производственных предприятиях РБ.

Электропроводные нити и ткани. Эксплуатационные показатели технических тканей обусловлены их назначением. К таким показателям относятся водо- и воздухопроницаемость, электропроводность и электризуемость, термо- и светоустойчивость, а также устойчивость к химическим реагентам, прочность связи с покрытием, линейная усадка от воздействия температур, стабильность релаксационных свойств при работе в условиях нагрузок. Применение химических волокон взамен натуральных позволяет получать технические ткани с широким диапазоном свойств.

В качестве исходного сырья используется медная микропроволока, комплексные химические нити и пряжа из натуральных волокон. Данные способы получения комбинированных электропроводящих нитей позволяют получать их с различными линейными плотностями и сырьевым составом. Разработанные технологии получения тканей и ковровых изделий специального назначения с вложением комбинированных электропроводных нитей позволяет выпускать текстильные материалы, обладающие защитными свойствами (антистатические, экранирующие 99,9% электромагнитного излучения различных диапазонов на частотах 1,2...11,5 ГГц). Разработан технологический регламент и технические условия на электропроводные нити различных линейных плотностей. Ткани и ковровые изделия специального назначения с антистатическим эффектом обладают удельным поверхностным электрическим сопротивлением в диапазоне 103... 106 Ом. Разработанный ассортимент комбинированных электропроводящих нитей направлен на расширение ассортимента изделий, обладающих антистатическими и экранирующими свойствами, потому данные нити перерабатывались в технические ткани для пошива специальной одежды работников буровых, нефтегазодобывающих и перерабатывающих кампаний и защитных комплектов от СВЧ-излучения. Стоимость комбинированных электропроводных нитей в 4 раза ниже стоимости зарубежных аналогов

Нетканые текстильные материалы с использованием отходов полипропиленовых нитей. Особое место в мировом балансе текстильного сырья по объему производства занимают ПП волокна и нити: их сравнительно легко переработать; они обладают относительно низким удельным весом - 0,92 г/см3, прекрасной устойчивостью к различным химикатам, кислотам, щелочам; низкой теплопроводностью; инертностью к воздействию микроорганизмов; гидрофобностью и др.

В настоящее время разработан целый ряд нетканых материалов, изготовленных из ПП волокон и нитей, причем большинство из них предназначено для фильтрования при разделении сред: воздух-взвесь. Вместе с тем, сегодня перед многими предприятиями стоит проблема очистки сточных вод от остаточного содержания в них различных вредных жировых соединений. Уникальной особенностью ПП волокон является низкая смачиваемость водой и высокая смачиваемость полярными жидкостями. Эти свойства ПП волокон и нитей позволяют разработать абсолютно новый ассортимент фильтровальных материалов для разделения сред: вода-нефтепродукты.

В то же время, перед рядом предприятий стоит проблема переработки отходов. Например, на ОАО Витебские ковры при производстве ковровых покрытий образуются отходы ПП жгутика в виде концов нитей. Поэтому для удешевления стоимости фильтровальных материалов в качестве сырья для производства нетканых материалов использовались отходы ПП нитей. На кафедре ПНХВ ВГТУ в условиях производственного объединения Фабрика нетканых материалов - филиала ОАО Витебские ковры - разработан технологический процесс производства нетканых материалов с использованием отходов ПП нитей вязально-прошивным и иглопробивным способами. Физико-механические свойства полученных нетканых материалов сведены в табл. 7.

Кроме этого, полученные образцы нетканых материалов различной плотности были исследованы на способность удерживать машинное масло из сточных вод на Оршанском льнокомбинате, где есть необходимость очистки сточных вод от остаточного содержания в них различных вредных жировых соединений. В результате проведенных экспериментов получили, что содержание масла в сточных водах при использовании полученных фильтровальных нетканых материалов в среднем снизилось приблизительно в 4 раза. Полученные результаты показывают, что полученный материал способен улавливать машинное масло из сточных вод.

Еще одной из областей применения нетканых материалов, где наиболее полно используются уникальные свойства ПП волокон, является обувная промышленность. Так, специалисты кафедры ПНХВ ВГТУ разработали нетканый материал с использованием отходов ПП нитей, предназначенный для изготовления стелек и обувной подкладки, обладающий способностью отводить влагу от тела. Для производства нетканых материалов данного назначения необходим дополнительный технологический переход - ворсование.

Кафедра рекомендует использовать полученные ПП нетканые материалы в качестве:

· материалов для защиты дренажа от заиления в мелкозернистых песках

·  геотекстильных полотен

· упаковочных, обивочных, изоляционных, фильтровальных, обтирочных материалов

· фильтров для воздуха

· материала для изготовления стелек

· подкладки для обуви специального назначения

· материала для фильтрации сточных вод от содержания различных вредных жировых примесей и нефтепродуктов.

Размещено на Allbest.ru