Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Вторичные ресурсы


Нетканых, искусственных и композицион. материалов/Вторичные ресурсы/Нетрадиционные пути использования отходов текстильной промышленности

Нетрадиционные пути использования отходов текстильной промышленности

04 мая 2010
Технический текстиль №24, 2010

Коган Александр Григорьевич

 

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.

На кафедре прядения натуральных и химических волокон (ПНХВ)   Витебского государственного технологического университета (ВГТУ) 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. 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...90мм 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.
 

КОМПАНИИ И ТОРГОВЫЕ МАРКИ, УПОМЯНУТЫЕ В СТАТЬЕ

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ

НАШИ  ЖУРНАЛЫ И СПРАВОЧНИКИ

Смотреть архив

АНОНСЫ:
ЖУРНАЛ "РЫНОК ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ" №118

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "РЫНОК ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ" №117

                    ( читать ... )