做纺织的都注意了:大批量“另类纤维”上线,

2019-09-26 作者:活动中心   |   浏览(90)

随着全球化的不断发展和世界人口的持续增长,对纺织品的需求和纤维消耗也在不断增加。化石燃料和某些矿物原料的天然存储量是有限的。合理利用资源,保护环境,是地球上每个人的共同课题。

中国德富塑料网讯:可持续发展理念和循环使用已经成为很多行业发展的重点工作,可持续发展的理念被越来越多的企业作为公司的发展目标,而封闭循环和可再生利用成为企业技术的追求。近期,有多家企业或团体就循环利用可再生聚酯进行了信息公布。

《上海市生活垃圾管理条例》将于2019年7月1号开始执行,上海垃圾分类进入强制分类时代。听到这个消息,网上有一种声音是,“我分类扔了,你分类收了吗?”还有的人表示,“垃圾回收使用,会不会对我们的健康造成危害?”垃圾分类,除了强制,更需要让大众了解到什么是可回收垃圾,为什么要垃圾分类,回收的垃圾都去了哪?

一段时间以来,“reduce,reuse,recycle”这一“环保3R”口号已深入人心,循环再利用的原则已经应用在塑料瓶上:以塑料瓶为原料获取的纤维,可进一步加工制成无纺布。

H&M集团于4月发布2017年可持续发展报告,报告指出H&M集团三大关键战略宏伟目标,包括100%引领时装行业变革、100%封闭循环和可再生以及100%公正和平等。

据新华社2019年6月6日的报道[1],我国自2019年起在全国地级及以上城市全面启动生活垃圾分类。到2020年,46个重点城市基本建成生活垃圾分类处理系统。其实早在2017年,我国就已经公开发布过《生活垃圾分类制度的实施方案》[2]。该方案中对于可回收物的种类作了说明:

全世界几十亿个聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料瓶为我们提供了数量巨大的潜在次生原材料,这个材料由于质量标准极高,因此可以多次重复使用,例如可以再次用于生产塑料瓶。这种塑料瓶原材料可以在质量不受到明显影响的条件下多次反复使用。

图为H&M的成品,下面是制作它的最初的原料

可回收物。

这样的循环再利用除了在环境保护方面具有积极意义以外,对于生产成本也有正面的影响:由于新的PET必须以石油为原料制造,重复使用旧的PET塑料瓶的成本显著低于生产新瓶的成本。

世界环境日前夕,耐克发布了《2016-2017财年可持续发展商业报告》,报告显示,耐克已连续四年被公认为行业中使用可回收聚酯材料最多的企业,2017财年,75%的耐克鞋类和服装产品使用了可回收材料。

主要品种。包括:废纸,废塑料,废金属,废包装物,废旧纺织物,废弃电器电子产品,废玻璃,废纸塑铝复合包装等。

市场分析认为,德国每年使用470200吨PET塑料瓶,其回收率为97%,也就是说回收的塑料瓶有456000吨,这些瓶子中大约三分之一进入纺织业,还有三分之一用于重新制造PET塑料瓶,剩下的三分之一分散在各个应用领域,例如薄膜制造和包装业。

据食品饮料行业微刊报道,欧洲瓶装水协会公布2025年PET瓶再生塑料使用率不低于25%,并且PET回收率达到90%。可口可乐表示其旗下瓶装水至2025年包装瓶中再生塑料比重(由2016年的21%上升)达50%。

投放暂存。根据可回收物的产生数量,设置容器或临时存储空间,实现单独分类、定点投放,必要时可设专人分拣打包。

做纺织的都注意了:大批量“另类纤维”上线,纺织空间还大得很!。一次性PET塑料瓶的生命阶段

就了解,一般情况下,服装行业所使用的再生化纤是由再生PET制备,国外的饮料瓶则实现了“瓶到瓶”的技术应用。那么,再生PET聚酯材料是如何实现从“旧物”到“新颜”转变的呢?

收运处置。可回收物产生主体可自行运送,也可联系再生资源回收利用企业上门收集,进行资源化处理。

1:颗粒 €€ 2:预成型件 €€ 3:原体积的PET塑料瓶 €€ 4:挤压后的PET塑料瓶 €€ 5:PET瓶片 €€ 6:PET制造的纤维

在此,就瓶子如何回到瓶子和衣服做一个简单的梳理。

塑料垃圾污染越严重,其回收利用越是迫在眉睫

1) PET颗粒的生产

瓶子的归宿

以大众比较熟悉的塑料垃圾为例。塑料对地球的污染,近几十年可谓是步步为营,稳步推进,从城市农村到高原荒漠,再到大江大河均有被其污染的报道。2019年2月份,英国纽卡斯尔大学的研究人员联合另外两个机构的学者在皇家学会的一个开放获取期刊上发表了一篇文章[3],披露了他们在海洋中几个较深区域的海洋生物肠道中发现了合成纤维和微塑料。这些海洋区域中,有一个是马里亚纳海沟,是目前已知最深的海沟,这或许意味着海洋中再也没有未受塑料污染的地带了。因此,推动塑料的回收利用,减少其对环境的污染显得尤为重要。

生产PET颗粒所需的原材料是石油。PET是一种通过缩聚作用生产的热塑性塑料,其化学性质决定了它可以应用于食品业。

喝完的饮料瓶扔进垃圾桶就是他们最终的归宿吗?其实并不是。

塑料的种类很多,包括PE(聚乙烯,常用来制作食品保鲜膜、管材)、PP(聚丙烯,常用来制作玩具、文具)、PVC(聚氯乙烯,常用来制作管材、板材)等,我们以熟悉的PET塑料为例,来了解下塑料垃圾回收后会被如何处理。

2) 预成型件的生产和运输

被作为日常生活用品的聚酯类塑料制品,如饮料瓶、油瓶等包装容器经消费后,被当作垃圾经收集、分拣、运送、清洗、干燥、熔融、纺丝,再转卖;最后,它可能成为一张地毯、一床保暖被或一件服装;但也有可能,它又会成为一个瓶子,周而复始。

PET塑料是日常生活中常见的一种性能优良的材料,常见的是超市货架上的饮料瓶。转动你手中的矿泉水瓶,你会发现底部有一个由三个箭头组成的代表循环的三角形,中间有个数字1,三角形的外部标注有PET字样的三个字母。如果有这个标识,那么说明你正拿着一个PET瓶子。

为了优化运输成本和效率,被运输的并不是PET成品瓶,而是所谓的“预成型件”。这样,一辆载重货车上一次可以运输70万个预成型件,否则只能装下15000个塑料瓶。

所以,你扔掉的饮料瓶很有可能又回到了你的身边。

PET的中文名称是聚对苯二甲酸乙二醇酯,是一种饱和的热塑性聚合物[4],即在一定的温度条件下,塑料能软化或熔融成任意形状,冷却后形状不变,这种状态可多次反复。PET的主要用途是制造涤纶纤维、聚酯薄膜和聚酯饮料瓶等[5]。

3) PET塑料瓶的生产

回收来的饮料瓶会通过一系列再制造流程,最终变成再生聚酯纤维,再纺成面料,最终制作成衣服、地毯、沙发、人工草坪、土工布、滤材、汽车零件等等,这背后拥有4、5个亿的产值呢!

如果说聚对苯二甲酸乙二醇酯这个名字不太熟悉,那么由PET制成的聚酯纤维对你而言一定并不陌生。大家衣服的成分标签上经常有这种成分,它是合成纤维中的第一大品种,还有一个名字是的确良。这种纤维抗皱性和保形性很好,具有较高的强度与弹性恢复能力。其坚牢耐用、抗皱免烫、不粘毛。作者至今记着在上世纪八十年代初,添置第一件的确良外套时的喜悦心情,因为这种布料实在是太结实了,不像棉布的衣服容易磨破(一不小心就暴露了年龄,捂脸)。

到达目的地后,预成型件通过所谓的吹瓶工艺制造成PET成品瓶。在这个过程中,瓶坯被加热至加工温度,通过压缩空气被压入瓶子的阴模中。

所以从瓶子到再生聚酯纤维,中间经历了什么?

喝完饮料扔掉的PET饮料瓶还能干啥?

4) PET塑料瓶的灌装和销售

饮料瓶到再生聚酯纤维的变身

PET废料的回收利用主要有两类方法,一类方法是采用降解的方法回收单体对苯二甲酸和乙二醇,或是加入有机溶剂和助剂生产地面涂料、胶黏剂和润滑剂等。例如,将PET回收料进行醇解,然后加入二元酸酐等缩聚到一定的酸值,经稀释、过滤并加入适量催化剂能得到醇酸树脂漆,具有黏着力较好,耐酸、耐碱、防水的特点,可用作地面涂料。

塑料瓶生产完成后即被灌装、封口,然后进入市场。

首先要知道什么是再生聚酯纤维?再生聚酯纤维是以废弃聚酯类塑料制品、废旧纺织品为原料,处理后经熔融纺丝或经聚合物解聚后再聚合纺丝形成的纤维。简单地说,就是我们通常指的涤纶,只不过这里是再生制品,所以可以叫做再生涤纶。

另一类方法是将PET回收料直接再生塑化成型或者经过共混改性制备改性再生料的制品。例如,将回收的PET塑料瓶通过清洗、分离、干燥后再造粒。可以供制备非食品用的容器、配件、纤维等。

5) 一次性PET塑料瓶的循环使用

这也解释了为什么瓶子可以制成衣服:它们都是聚酯类。

提到纤维,有人可能会问:PET原料可以纺丝,难道回收的PET矿泉水瓶还能再纺丝制备纤维?这个还真可以。上世纪末用于纤维工业的PET世界年消费量约为1140万吨[6],占世界PET总产量的70%。回收的PET经过分离、清洗、粉碎、干燥、塑化、聚股、梳棉等工艺最终被纺成聚酯纱线,并织成聚酯纤维布料。

正式的循环再生过程开始之前,塑料瓶首先被运输到回收站。在那里,瓶子被挤压成紧压包。

那么哪些瓶子可以回收制成再生聚酯纤维?

除了制备聚酯纤维布料,回收的PET还可以制作无纺布,它是一种应用新型纺丝技术的产品。目前,大力提倡使用无纺布购物袋代替一次性塑料袋,减少塑料垃圾的产生量。其实,PET无纺布也是一种塑料,因此,希望大家循环使用无纺布购物袋。另外,回收PET还能用于纺丝制作地毯。由此可见,PET的回收利用途径广泛。

循环再生过程由多个阶段组成,第一步是打开紧压包,通过机械和手工方式对PET塑料瓶进行预选。这个过程会将金属、罐头之类的异物挑拣出去。同时瓶子按照颜色分类,因为在生产食品级PET瓶的过程中只能使用透明的瓶子。彩色瓶被分离出来,它们经常用于生产再生纤维。

以上列举出来的瓶子都可以,当然还有油桶,不过需要经过专业的清洗和深度净化才可以使用,否则油污会影响后期的制作。但是医用、农药的瓶子是不包含在其中的。

塑料瓶的回收利用,可有效地减少环境中的固体废弃物,节省能源,保护环境。垃圾回收,是垃圾分类处理、利用的基础。做好垃圾回收,意义重大。

PET塑料瓶连同聚丙烯瓶盖一起进入一个粉碎机,被切碎成预定的尺寸。在循环再生过程的这一步中产生的就是所谓的“瓶片”。

另外,除了瓶子,还有一些东西是能制成再生聚酯纤维的。有瓶、片、膜、块、带、废丝及废旧纺织品,即含有聚酯类塑料的东西,只要不属于危废,都可以被回收再利用。

接下来,PET和PP瓶片在一个分离池中彼此分离。在这一过程中,PP瓶盖切片会漂浮在水面上,较重的PET瓶片则沉到池底。然后,经过清洁和干燥过程将瓶片上的污物去除。这之后,这些瓶片被装到大型包装袋中。现在,PET瓶片和PP瓶片已处理完毕,可作为生产原料再次使用。

那么饮料瓶是如何变身的呢?简单讲,瓶子经过回收、粉碎、清洗、干燥、熔融、纺丝等一系列流程,最后就变成了我们身上的衣服。

PET塑料瓶再生成为纤维

其变身过程在《化纤白皮书》中有完整的流程体现。

这些处理预备好的PET瓶片不仅可以再次用于生产塑料瓶,而且还可以作为生产聚酯纤维的原料。对此,在回收的PET颗粒中混入以石油为原料制造的所谓的“原始颗粒”。这一混合比例会影响纤维的质量等级。再生纤维经常会体现蓝绿色调,是因为生产时使用了较廉价的蓝绿色塑料瓶片。

了解了以上的生产环节,就容易理解文章开篇所说的H&M集团、耐克和可口可乐是如何进行再生聚酯的循环利用了。

聚酯纤维是最受欢迎的纤维材料之一,包括高可塑性在内的许多特性使其能够应用在众多领域。此外生产时可以调整纤维的细度和无纺布的手感,使其符合最终产品的要求。聚酯纤维还具有极高的抗拉强度、耐磨性、耐旱及防潮特性,且极耐漂白、不易断裂。

据悉,2017 年,H&M集团通过旧衣回收计划总共回收了17771 吨纺织品,其中在中国市场回收了超过482吨纺织品,以实现重新利用和循环使用;耐克通过Nike Grind的环保技术,从垃圾填埋场转化了1250多万磅的工厂和消费后废料,中国工厂产生的废料同比降低了5.5%。

利用回收的PET瓶生产无纺布的市场潜力相当巨大:专家认为,一个容积2升的PET瓶可以制成面积约1平方米的无纺布。这种重量级的无纺布的常见用途之一为卫生用品和失禁产品的覆盖无纺布。

那么,再生聚酯纤维对于人类的意义是什么呢?

也就是说,如果进入德国纺织业的152000吨PET瓶全部用来生产每平方米40克的无纺布的话,可以制成的总面积为380万平方公里。这个数量的无纺布足够覆盖整个印度。

数据显示,每回收再利用1吨再生产品,能减少6吨石油消耗,减少3.2吨二氧化碳排放,相当于200棵树1年吸收的二氧化碳量。

上述原因很好地解释了,为什么回收PET由于其来源丰富、特性极佳、价格低廉而成为广受欢迎的、现在市场上不可或缺的无纺布原料。

与此同时,再生聚酯纤维的性能与原生纤维相当,有些性能,比如再生三维填充用短纤维的回弹性、滑爽度、蓬松度等指标,甚至高于原生纤维。所以无论从碳排放、社会责任,还是资源投入,再生聚酯纤维对于人类的重要性是毋庸置疑的。

以PET瓶为原料制造聚酯纤维的生产过程

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聚酯纤维是通过熔体纺丝方法生产的。首先将原始颗粒和回收瓶片混合在一起。然后材料进入挤压机发生熔融,形成一种可进行纺丝的粘性物质。挤压机将这一纺丝熔体通过带有喷丝孔的喷丝板挤出去。这些小孔€€€€根据制成的纤维产品所需的细度€€€€具有相应的预定的喷嘴直径。在这一过程中同时还可以确定纤维束的横截面形状,例如三角形或星形。

从喷丝孔中压出的熔体细流接下来会经过一个冷却甬道。这些细丝在这里被纺成丝线并冷却。

现在,纤维束被送往以不同速度运转的压辊对之间,以使纤维得到拉伸。喷丝孔的直径以及通过冷却甬道和压辊对之间时的拉伸过程,两者的共同作用决定了纤维最后的细度和结晶度。

这之后,纤维束还可以通过一个卷绕筒进行卷绕。经过上述这些步骤之后,纤维束被剪裁为需要的纤维长度,然后被挤压成紧压包。

有利环保的二次生命

现在,从回收的PET瓶片循环再生制成的聚酯纤维已准备好进入无纺布生产过程中实现其第二个生命周期。使用回收的PET塑料瓶制造纺织品本身就是对环境保护和资源保护的巨大贡献。

此外,还可以将这类纤维用于制造同样有利环保的产品,例如用于清洁的针刺空气过滤器,或者防锈蚀的高度压缩的土工布。

当然还有很多其它应用领域,例如:

超蓬松的针刺无纺布产品

应用范围和领域及其广泛。

汽车行李箱遮物帘

汽车行李箱内衬

由于针刺过程中纤维质量不同,以原始颗粒或回收PET瓶片制成聚酯纤维的这一加工过程是流程安全地生产无纺布的一大考验。格罗茨-贝克特可以根据应用领域的不同提供能够显著稳定生产过程中各种影响因素的刺针和产品

最新视野:“另类纤维”制成无纺布

目前,一些企业正在首次深入研究这个问题,并尝试利用回收材料生产产品€€€€例如利用通常由聚丙烯、聚酰胺或聚酯材料制作的废弃的渔网。这些废弃物被重新加工成纤维,再次投入纺织增值链中。

流程优化和产品创新有助于更好地实现可持续发展。比如这些“另类纤维”制造的无纺布。

香蕉纤维是收割香蕉时产生的废料。与字面意义相反,香蕉纤维并不是香蕉果实的纤维,而是蕉杆的一部分。由于香蕉植株一生只结一次果,因此收割香蕉时要将整棵蕉杆都砍掉。然后香蕉茎杆被切开,分割成单层。这些分开的纤维层在机器中除去其中的液体部分,加工形成分离的纤维束。最后,这些纤维被挂起晾干。

香蕉纤维除了用于制造服装布料、茶袋和日元纸币以外,还可进一步加工成无纺布垫,用于土工织物领域,例如用作防腐或防草布。

椰棕垫制造的土工织物

椰壳纤维由于具有耐湿性也适合制造防腐保护材料,用于园艺和景观学。椰子由外果皮、大约8厘米厚的纤维层、坚硬的内果皮、白核和核中的椰汁组成。纤维层的重量大概占到椰子总重的30-35%。它由短纤维和最长可达30厘米的纤维束组成。后者可通过一种机械过程加工成单根纤维。

椰棕垫可加工成无纺布制成隔热装置,也可以用作床垫、地毯底布,或者作为增强材料用于制造天然纤维增强塑料。汽车内饰板是众多应用中的一个例子。

“龙舌兰纤维”用于汽车业

种植地里收获龙舌兰

近观龙舌兰纤维

汽车制造商福特非常重视可持续发展和新型资源问题。福特与龙舌兰酒生产商Jose Cuervo合作,研究将龙舌兰纤维用于汽车内部或者用作轻量汽车部件。

龙舌兰纤维,也常被称作西沙尔麻、剑麻,是制造龙舌兰酒时的副产品,从切割下来的龙舌兰叶中获得。龙舌兰叶的纤维比例大约为5%,通过一种类似获取香蕉纤维的机械过程可从叶肉中分离出纤维。

除了应用在汽车业中以外,龙舌兰纤维与香蕉和椰壳纤维一样也可用作布垫和土工织物。

用菠萝纤维制作人造革

另一个利用食品业废料的例子是菠萝纤维。与收获龙舌兰相似,收获菠萝时也要将植株的叶子割下来,可将其分离成纤维。由于菠萝叶的叶肉含量较少,因此纤维比例较高,获取也比较容易。

一家欧洲企业不久前已证明,菠萝纤维可以在同等程度上取代聚酯或聚酰胺纤维,用于生产人造革基布。纤维被轮流从两侧进行多次针刺,制成无纺布。然后将这种无纺布与一层聚合物结合,再进行化学处理。这种不含动物性成分的皮革可用于制造鞋、服装和配件,也可用于家具、汽车饰件等室内装饰。

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