Образование и классификация текстильных отходов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

При изготовлении текстильных материалов и изделий из них, а также после их использования образуется значительное количество отходов. Среди них межлекальные обрезки и лоскут первичных текстильных материалов, спутанные волокна и пряжа, отработанная спецодежда, фильтровальные, протирочные, упаковочные ткани и др. Только в автомобильной помышленности страны ежегодно образуется несколько тысяч тонн текстильных отходов, поэтому задача их утилизации весьма актуальна.

1. Образование и классификация текстильных отходов

При изготовлении текстильных материалов и изделий из них, а также после их использования образуется значительное количество отходов. Среди них межлекальные обрезки и лоскут первичных текстильных материалов, спутанные волокна и пряжа, отработанная спецодежда, фильтровальные, протирочные, упаковочные ткани и др. Только в автомобильной промышленности страны ежегодно образуется несколько тысяч тонн текстильных отходов, поэтому задача их утилизации весьма актуальна.

Текстильные отходы могут быть разбиты на три крупные категории:

Отходы от производства сырья. Они образуются на предприятиях, вырабатывающих волокна и производящих пряжу.

Отходы, образующиеся при производстве текстильных материалов.

Отходы, образующиеся при использовании текстильных материалов, которые, в свою очередь, делятся на отходы бытового и промышленного потребления.

Текстильные отходы различаются по структуре и химическому составу в зависимости от технологии того производства, в котором они образовались.

Все отходы текстильных материалов в виде лоскута и межлекальных обрезков, не загрязненные посторонними включениями, представляют собой ценное вторичное сырье и могут быть утилизированы без специальной очистки.

Текстильные материалы технического назначения после использования сильно загрязнены отходами других материалов, использованных в тех или иных технологических процессах. Поэтому перед утилизацией отходы технического потребления должны быть тщательно очищены от загрязнений: металлической стружки и других посторонних включений.

Отходы изношенной спецодежды после стирки могут быть использованы в качестве протирочного материала.

Сложнее обстоит дело с сильно загрязненными отходами фильтровальных, шлифовальных, полировальных и т.п. текстильных материалов, использованных для технологических целей. Их регенерация нецелесообразна, и потому они подлежат сжиганию или захоронению.

Классификация текстильных отходов возможна по следующим признакам: по химической природе волокна; по технологии производства и виду текстильных материалов; по стадии производства текстильных материалов; по цвету; по чистоте.

В зависимости от химической природы волокна текстильные отходы могут быть из хлопковых, шерстяных, лубяных, шелковых, химических волокон и из их смесей.

В зависимости от технологии производства и вида текстильных материалов могут быть отходы тканей, трикотажа, нетканых материалов и их комбинаций.

На различных стадиях производства текстильных материалов образуются волокнистые отходы, путанка и концы пряжи, лоскут и обрезки полотен.

По цвету отходы могут быть белыми, светлыми (т.е. окрашенными в светлые тона, к которым относятся бежевый, светло-желтый цвета и их комбинации), темные (т.е. окрашенные в красный, зеленый, синий, черный цвета и их комбинации) и разноцветные.

В зависимости от чистоты текстильные отходы делятся на неочищенные и очищенные (т.е. подвергшиеся стирке, химчистке, дезинфекции и другим способам чистки).

Любое использование текстильных отходов предусматривает их предварительную подготовку и разрыхление. Объем подготовительных работ зависит от их вида, состава, места образования в технологическом процессе и степени загрязнения.

2. Отходы текстильной промышленности

При осуществлении множества технологических операций по применению и производству синтетических красителей формируются, ясное дело, промышленные отходы, а также сточные воды сильно загрязненные и с интенсивной окраской. Эту проблему помогает решить применение окислительно-восстановительных реакций, инициированных активными физико-химическими агентами, обладающими большим запасом химической энергии в момент образования. Примером может служить обеспечение полной деградации ПАВ с потерей их поверхностно-активных свойств; изменение структуры органических красителей вплоть до нарушения хромофорно-ауксохромного строения. Это приводит в последующем к глубокому расщеплению промежуточных продуктов до более простых, легко окисляемых органических соединений, или безвредных минеральных веществ.

До 80% синтетических красителей (продукция анилинокрасочной промышленности) используется в красильно-отделочных производствах легкой промышленности. Их применяют при окрашивании пряжи, тканей, кожи, мехов. Данные красители имеют весьма многообразное строение, которое придает им по отношению к окрашиваемым объектам всевозможные физико-химические свойства. Это заставило ввести техническую и химическую классификацию красителей.

На чем базируется химическая классификация? На природе химических связей и спецификах строения молекул. Данная химическая классификация предусматривает дележ красителей на классы по одной черте - общности хромофорных систем.

В свою очередь техническая классификация предусматривает отношение красителей к материалам, проходящим процесс окраски: растворимые в воде (прямые, кислотные, активные, протравные); нерастворимые (пигменты, дисперсные, сернистые, лаки, окислительные, азоидные); растворимые в органических средах (полиэфирные, спирто-, жиро- и ацетонорастворимые); а также деление на группы по различию в свойствах красителей.

Согласно технической классификации применимость ряда красителей такова:

¦ кислотные красители, производимые в виде натриевых, аммониевых или калиевых солей, диссоциируют с образованием окрашенных анионов и используются для окраски в кислой среде шерсти, шелка, кожи меховой овчины, полиамидных волокон, косметических средств;

¦ протравные красители, способные переходить в нерастворимое состояние после образования в окрашиваемом волокне комплексного соединения с солями металлов, нашли применение в комплексе с ионами хрома для окраски шерсти и меховых изделий;

¦ прямые красители обладают свойством удерживаться целлюлозными (вискоза, хлопок, ацетат, лен), белковыми (шелк), полушерстяными и синтетическими веществами в присутствии электролитов (например, NaCl), повышающих адсорбцию их волокном;

¦ активные красители являются солями органических кислот и оснований, содержащих подвижные (реакционно-способные) атомы (например, хлора); в процессе крашения шерсти, шелка, целлюлозных полиамидных волокон образуются ковалентные химические связи, обеспечивающие прочность при стирке, трении, химчистке;

¦ сернистые красители содержат дисульфидные группировки, нерастворимы в воде, но способны восстанавливаться сульфидом натрия в щелочной среде в растворимые, адсорбирующиеся целлюлозными волокнами, а после окисления непосредственно на волокне возвращаются в исходную (нерастворимую) форму, применимы только для окраски целлюлозных волокон;

¦ дисперсные красители применяют для крашения гидрофобных ацетатных и синтетических волокон, имеющих повышенный отрицательный заряд поверхности; чтобы они могли проникнуть в волокно их при производстве диспергируют до размера частиц 0,2-2 мкм;

¦ пигменты и лаки применяют для любых текстильных материалов путем их закрепления на волокне с помощью специальных связующих веществ, а в пластмассах, резине, химических волокнах пигменты закрепляются путем механического распределения в массе полимеров

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.

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. Физико-механические свойства данной пряжи представлены в табл. 2.

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.

Разработанные текстильные настенные покрытия обладают рядом ценных свойств (табл. 3):

· 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 Русар и 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…90 мм и перерабатываются по аппаратной системе прядения шерсти. Для получения пряжи из отходов комплексных нитей Русар в 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 Русар по 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.

На кафедре ПНХВ ВГТУ разработаны технологии получения комбинированных электропроводящих нитей и пряжи на тростильно-крутильном и прядильно-крутильном оборудовании по сокращенным цепочкам с необходимыми прочностными и электрофизическими характеристиками. 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.

3. Текстильные отходы: переработка и нерешенные проблемы

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 экструдер-гранулятор, 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.

Переработка текстильных отходов в теплоизолирущие плиты

Технология производства теплозвукоизоляционных плит из текстильных отходов (далее ТеЗИП) изготовляемые из неиспользуемых отходов далее отходов) и минерального связующего по технологии полумокрого формования. Содержание связующего в ТеЗИП около 30%. Плиты предназначаются для утепления ограждающих конструкций и устройства звукоизоляционных прокладок или слоев в полах. Используемое сырье: неиспользуемые текстильные отходы из натуральных, искусственных и синтетических волокон (отходы производства хлопка, льна, шерсти, кноп, содержимое пыльных камер текстильных производств, отходы трикотажной и швейной промышленности и др.), макулатура, отходы деревообработки Используемое связующее: неорганическое, подбирается с макси¬мальным использованием имеющихся компонентов по месту внедрения технологии производства ТеЗИП (типа гипса и пр.).

Технология производства ТеЗИПа включает следующие операции: приготовление раствора связующего, подготовка сырья и их перемешивание, формование плиты и ее отвердение.

Все технологические операции осуществляются в автоматическом режиме. Технология производства и сам материал не имеют токсичных выделений и отходов.

ТеЗИП предназначен для утепления ограждающих конструкций и устройства звукоизоляционных прокладок или слоев в полах при строительстве. Полученные в лаборатории образцы ТеЗИП прошли необходимые испытания у строительных, пожарных и санитарно-эпидемиологической государственных служб, где материал получил положительные заключения на его использование. Разработанная технология позволяет экономически выгодно решить проблему производства теплозвукоизоляционных плитных материалов для строительства из местных сырьевых ресурсов, значительно уменьшить транспортные издержки, улучшить экологическую обстановку района и обеспечить занятость населения.

текстильный отход переработка теплоизолирующий

Литература

1. Мансуров И.З., Бромберг А.И. Ломоперерабатывающее оборудование. Обзор. - М.: НИИМАШ, 1982. - 96 с.

2. Вторичные материальные ресурсы черной металлургии. Справочник в 2-х т. т. 1: Лом и отходы черных металлов и огнеупорных материалов / под ред. Хомского Г.С. - М.: Экономика, 1986. - 229 с.

3. Морозов С.И. Оборудование для переработки легковесного лома. - М.: Металлургия, 1982. - 232 с.

4. Справочник по чугунному литью / под ред. Гиршовича Н.Г. - Л.: Машиностроение, 1978. - 758 с.

5. Высококачественные чугуны для отливок / под ред. Александрова Н.Н. - М.: Машиностроение, 1982. - 222 с.

6. Шевелева Л.Н., Метушевская В.И. Качество стали и влияние на него использования лома (по материалам Европейской экономической комиссии ООН) - М.: Машиностроение, 1995. - 176 с.

7. Валеев В.Х., Сомова Ю.В., Авдеева М.В. Разработка способа переработки замасленной окалины прокатного производства / Межрегиональный сб. науч. тр.: Теория и технология металлургического производства. Вып. 7. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. - С. 150-152.

8. Вторичные материальные ресурсы черной металлургии. Справочник в 2-х т. т. 2: Шлаки, шламы, отходы обогащения железных и марганцевых руд, отходы коксохимической промышленности, железный купорос / под ред. Смирнова Л.А. - М.: Экономика, 1986. - 344 с.

Размещено на Allbest.ru