嚴(yán)濤海

(閩江學(xué)院 服裝與藝術(shù)工程學(xué)院，福建 福州 350121)

廢舊棉紡織品機(jī)械拉毛法回收纖維實(shí)驗(yàn)研究

嚴(yán)濤海

(閩江學(xué)院 服裝與藝術(shù)工程學(xué)院，福建 福州 350121)

廢舊紡織品回收再利用是解決全球環(huán)境和資源問題的一種方法，機(jī)械拉毛法回收再利用廢舊紡織品是使回收和再生變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的一種簡單可行的方法.自制拉毛簡易裝置，經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在對廢舊棉紡織品使用拉毛法回收纖維時(shí)，其排列間隔、釘子露出長度和釘子尺寸等對拉毛效果有一定的影響.

廢舊棉紡織品；回收纖維；釘子；拉毛

資源的匱乏和環(huán)境污染是當(dāng)今全球共同面臨的問題.在紡織工業(yè)中,一方面隨著人口的日漸增多,原料緊缺問題表現(xiàn)突出，并且價(jià)格大幅度上揚(yáng)；另一方面，近幾年成衣款式的快速變化造成了極大的浪費(fèi)，廢舊紡織品產(chǎn)生的數(shù)量逐年遞增[1-2].機(jī)械法回收可以將廢舊紡織品不經(jīng)分離而直接加工成可以紡出紗線的再生纖維，然后織出具有穿著性或者一定使用功能的面料,或者直接將廢舊布片經(jīng)簡單加工后直接使用.利用廢舊紡織品可以進(jìn)行紡紗織布，非織造技術(shù)則使下腳纖維材料的回收和再生變?yōu)楝F(xiàn)實(shí).

1 實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)使用相同的布料，布料規(guī)格為10 s×10 s×299(根/10 cm)×173(根/10 cm)，280 g/m2，剪取相同大小的布樣，實(shí)驗(yàn)樣布固定在木板之上，利用釘子自制了一個(gè)簡單的廢舊棉紡織品拉毛裝置,該裝置的原理是利用釘子對織物表面的纖維進(jìn)行勾絲而拉出纖維.在不同條件下，把得到的廢舊棉紡織品進(jìn)行拉毛處理，實(shí)驗(yàn)參數(shù)見表1.

表1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)表Tab.1 Experimental parameters

1.2實(shí)驗(yàn)操作

根據(jù)實(shí)驗(yàn)安排表，將回收來的廢舊棉紡織品水洗、預(yù)蒸、晾曬后，再剪取130片30 cm×30 cm大小的布片，10個(gè)一組并每組逐個(gè)進(jìn)行編號(hào)(1～10)，再用電子天平逐個(gè)稱取質(zhì)量，稱取后計(jì)入表格.每次拉毛的時(shí)間為5 min，拉毛固定拉力為200 N.拉毛后，再次用電子天平量取布片的質(zhì)量，比較兩次的差值，即可得出每次拉毛回收的廢舊棉紡織品質(zhì)量.

2 結(jié)果與討論

2.1釘子直徑對拉毛法回收纖維的影響

按照從大到小的順序分3次把釘子固定在木板上對布片進(jìn)行拉毛，釘子排列間隔為1.50 cm，釘子露出長度為0.80 cm.每個(gè)布片拉毛后，把布取下，再次用電子天平量取布的質(zhì)量.表2是在拉毛實(shí)驗(yàn)中，不同大小釘子拉毛時(shí)差值的平均值、最大值、最小值以及差值標(biāo)準(zhǔn)差的對比.

表2 不同直徑的釘子拉毛數(shù)據(jù)對比 Tab.2 The comparison picking data of nails with different diameters

由表2可知，當(dāng)釘子直徑為2.00 mm的時(shí)候，拉毛前后差值的平均值為7.20 g；當(dāng)釘子直徑為1.50 mm的時(shí)候，拉毛前后差值的平均值為7.72 g；當(dāng)釘子直徑為1.00 mm的時(shí)候，拉毛前后差值的平均值為8.78 g.當(dāng)釘子直徑減少時(shí)，拉毛前后織物質(zhì)量的差值變大，釘子直徑從2.00 mm變?yōu)?.00 mm時(shí)，拉毛前后織物質(zhì)量的差值提高了21.9%，說明釘子直徑對拉毛法回收纖維的影響明顯.由此可以得出,釘子直徑越大，拉毛回收的纖維量越少；釘子直徑越小，拉毛回收的纖維量多.究其原因，釘子直徑越小，越容易深入織物中抓取纖維，故拉毛效果最好.

2.2釘子露出長度對拉毛法回收纖維的影響

釘子露出長度分別為1.00 cm，0.80 cm和0.60 cm，釘子直徑為1.00 mm，釘子排列間隔為1.50 cm，然后對一組(10塊)布進(jìn)行拉毛.表3是在拉毛實(shí)驗(yàn)中，在釘子不同露出長度拉毛時(shí)差值的平均值、最大值、最小值以及差值標(biāo)準(zhǔn)差的對比.

表3 不同長度的釘子拉毛數(shù)據(jù)對比Tab.3 The comparison picking data of nails with different lengths

由表3可知,當(dāng)釘子露出長度為1.00 cm的時(shí)候，拉毛前后差值的平均值為8.60 g；當(dāng)釘子露出長度為0.80 cm的時(shí)候，拉毛前后差值的平均值為8.32 g；當(dāng)釘子露出長度為0.60 cm的時(shí)候，拉毛前后差值的平均值為7.79 g.當(dāng)釘子露出長度減少時(shí)，拉毛前后織物質(zhì)量的差值變小，長度從0.60 cm變?yōu)?.00 cm時(shí)，拉毛前后織物質(zhì)量的差值減少了10.4%，說明釘子的露出長度對拉毛法回收纖維的影響較明顯.由此可以得出,釘子露出的長度越短，拉毛回收的纖維量越少；釘子露出的長度越長，拉毛回收的纖維量多.究其原因，釘子露出的長度越長，越容易深入織物中抓取纖維，故拉毛效果最好.

2.3釘子排列間隔對拉毛法回收纖維的影響

將釘子按照2.00 cm，1.50 cm和1.00 cm的間隔排列，釘子露出長度為1.00 cm，釘子直徑為1.00 mm，對另外10塊布再次拉毛5 min.表4是在拉毛實(shí)驗(yàn)中，釘子不同的排列間隔拉毛時(shí)差值的平均值、最大值、最小值以及差值標(biāo)準(zhǔn)差的對比.

表4 釘子不同排列間隔拉毛數(shù)據(jù)對比 Tab.4 The comparison picking data of different spaced permutations nails

由表4可知,當(dāng)釘子排列間隔為2.00 cm的時(shí)候，拉毛前后差值的平均值為6.85 g；當(dāng)釘子排列間隔為1.50 cm的時(shí)候，拉毛前后差值的平均值為7.49 g；當(dāng)釘子排列間隔為1.00 cm的時(shí)候，拉毛前后差值的平均值為8.70 g.當(dāng)釘子排列間隔縮短時(shí)，拉毛前后織物質(zhì)量的差值變大，當(dāng)釘子間隔從2.00 cm變?yōu)?.00 cm時(shí)，拉毛前后織物質(zhì)量的差值提高了27%，說明釘子的排列間隔對拉毛法回收纖維的影響顯著.由此可以得出,釘子的排列密度越疏松，拉毛回收的纖維量越少；釘子排列的密度越緊密，拉毛回收的纖維量越多.究其原因，釘子排列越緊密，深入織物抓取纖維的釘子數(shù)量越多，其拉毛效果越好.

2.4棉布經(jīng)緯向放置對拉毛法回收纖維的影響

釘子排列間隔為1.00 cm，釘子露出長度為2.00 cm，釘子直徑為1.00 mm，將兩組布按照不同的經(jīng)緯向進(jìn)行拉毛，前一組10塊經(jīng)向拉毛，后一組另外10塊緯向拉毛，研究棉布經(jīng)緯向?qū)ɑ厥盏挠绊?表5是在拉毛實(shí)驗(yàn)中，棉布不同經(jīng)緯向拉毛時(shí)差值的平均值、最大值、最小值以及差值標(biāo)準(zhǔn)差的對比.

表5 棉布經(jīng)緯向時(shí)拉毛實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比 Tab.5 The comparison experimental picking data of cotton warp and weft

由表5可知，當(dāng)棉布經(jīng)向拉毛時(shí)，拉毛前后差值的平均值為8.04 g；當(dāng)棉布緯向拉毛時(shí)，拉毛前后差值的平均值為6.45 g.經(jīng)緯向拉毛回收纖維差異明顯，相差24.7%.由此可以得出,棉布緯向拉毛，拉毛回收的纖維量較少；棉布經(jīng)向拉毛，拉毛回收的纖維量較多.究其原因，纖維順紗線方向纏繞排列，纖維順紗線方向受力時(shí)較易被拉出，本研究所選用樣布的經(jīng)向密度比緯向密度大，當(dāng)拉毛的拉力順經(jīng)向運(yùn)動(dòng)時(shí)釘子更易抽取纖維，故順經(jīng)向拉毛效果更好.

2.5棉布干濕狀態(tài)對拉毛法回收纖維的影響

釘子排列間隔為1.00 cm，釘子露出長度為2.00 cm，釘子直徑為1.00 mm，經(jīng)向排列兩組布.將兩組布按照不同的干濕狀態(tài)進(jìn)行拉毛，前一組10塊干態(tài)拉毛，后一組另外10塊濕態(tài)拉毛，研究棉布干濕向?qū)ɑ厥盏挠绊?表6是在拉毛實(shí)驗(yàn)中，棉布不同干濕狀態(tài)拉毛時(shí)差值的平均值、最大值、最小值以及差值標(biāo)準(zhǔn)差的對比.

表6 棉布不同干濕狀態(tài)拉毛數(shù)據(jù)對比 Tab.6 The comparison experimental picking data of dry and wet states

由表6可知，當(dāng)棉布干態(tài)拉毛時(shí)，拉毛前后差值的平均值為7.17 g；當(dāng)棉布濕態(tài)拉毛時(shí)，拉毛前后差值的平均值為5.07 g.棉布在干濕狀態(tài)下拉毛法回收纖維差異明顯，差值相差41.4%.由此可以得出，棉布為浸濕狀態(tài)時(shí)，拉毛回收的纖維量較少；當(dāng)棉布為干燥狀態(tài)時(shí)，拉毛回收的纖維量較多.究其原因，濕態(tài)下的棉布有一定的膨脹，織物組織變得更加緊密，所以纖維更難被抽出.

2.6拉毛法回收纖維的基本性能

將回收后的纖維進(jìn)行長度檢測發(fā)現(xiàn)，其長度在5～30 mm，與常規(guī)棉纖維相比，其長度明顯變小、長度的分布范圍更大，并且還有部分回收纖維長度在5 mm以下，基本沒有紡紗價(jià)值.究其原因，是因?yàn)槔ɑ厥諏w維有一定程度的機(jī)械損傷，導(dǎo)致纖維的性能下降.將回收后的纖維進(jìn)行強(qiáng)力檢測發(fā)現(xiàn)，其平均斷裂強(qiáng)度為34.47 cN/dtex，與常規(guī)棉纖維的斷裂強(qiáng)度相比，其力學(xué)性能下降不明顯.

3 結(jié)論

拉毛法加工是纖維成紗過程的逆向加工，拉毛法回收廢舊棉紡織品具有一定的可行性.濕法加工對廢舊紡織品有洗滌作用，能減少拉毛時(shí)飛散的棉花纖維，改善環(huán)境，但是濕態(tài)下回收的纖維較少，所以濕態(tài)下拉毛技術(shù)還有待提高.本實(shí)驗(yàn)中，最好的拉毛法回收纖維要求是在棉布的干態(tài)狀態(tài)下，以棉布的經(jīng)向拉毛，釘子應(yīng)較長較小且排列密集.回收后的纖維長度差異變大且變短，斷裂強(qiáng)度下降不明顯，這些結(jié)論對進(jìn)一步推進(jìn)廢舊紡織品的回收再利用有著重大意義.

[1] 王一薇．紡織廢料的回收利用及安全控制[J]．紡織導(dǎo)報(bào)，2007(9):70-71．

[2] 史晟，戴晉明，蔡智峰．廢舊紡織品的再利用[J]．紡織學(xué)報(bào)， 2011(11)：147-152.

Theexperimentalstudyonrecyclingwastecottonfibersbymechanicalpickingmethod

YAN Tao-hai

(ClothingandDesignFaculty,MinjiangUniversity,Fuzhou350121,China)

Waste textile recycling is one of the solutions to global environmental and resource problems. Mechanical picking method makes recycling textile waste recycling and regeneration into reality. This paper made simple experiment research and showed that, the waste cotton textiles using picking method to recycle fiber has some roles for the compartment arrangement, nail length, nail size.

waste cotton textiles; recycled fiber; nails; galling

2013-11-11

福建省教育廳科技項(xiàng)目(JA13258)；閩江學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(201310395051)

嚴(yán)濤海(1983-)，男，湖北仙桃人，講師，主要從事紡織服裝新材料方面的研究.

TS102.2

A

1674-330X(2014)01-0022-04