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【纺织热点】做纺织的都注意了:一大波“另类纤维”上线,纺织空间还大得很!

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。

一段时间以来,“reduce,reuse,recycle”(减少使用、重复使用、循环使用)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。

全世界几十亿个聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)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。

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。

一次性PET塑料瓶的生命阶段

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

1) PET颗粒的生产

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。

2) 预成型件的生产和运输

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。

3) PET塑料瓶的生产

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。

4) PET塑料瓶的灌装和销售

塑料瓶生产完成后即被灌装、封口,然后进入市场。

5) 一次性PET塑料瓶的循环使用

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。

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。

PET塑料瓶连同聚丙烯(PP)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”。

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。

PET塑料瓶再生成为纤维

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。

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。

利用回收的PET瓶生产(针刺)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(重约40克)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。

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。

以PET瓶为原料制造聚酯纤维的生产过程

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:

  • 吸音板

  • 汽车内饰(可见的和不可见的)

  • 人造革底基

  • 地毯(地面铺层)

  • 卫生用品

  • 保温毡

  • 布块

  • 超蓬松的针刺无纺布产品

应用范围和领域及其广泛。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(PP)、聚酰胺(PA)或聚酯(PET)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

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(即椰肉)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

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。

纤维和刺针的协调配合

天然纤维的横截面各不相同,这在原则上给针刺带来一定难度。因此,人们经常使用锥形刺针或钩刺大小逐渐改变的刺针。这种方式可确保更高的稳定性,减少断针,增加使用寿命。特别是对于椰壳纤维这类磨损性天然纤维,这一点非常重要。

格罗茨-贝克特的GEBECON®刺针的最大特点是锥形的工作部位以及直达针杆的整个锥形区域。这使针刺过程开始时穿刺力较小,从而减少针刺机的负荷。此外,细窄的针尖使最终产品的针刺孔较小,从而改善表面质量。与中间较细的标准刺针相比,GEBECON®刺针在负荷测试中表现出更高的偏移。这一改进的动态特点可抵抗负荷峰值,从而减小断针风险。同时,弹性高、抗弯强度均匀的特点使产品不易变形,可实现更高的线速度。

为了满足最终产品的要求,协调配合的生产过程是不可或缺的。在这个过程中,选择匹配的刺针非常重要。而且合适的刺针和优化的使用寿命可确保实现良好的生产经济效益。

你是否知道?

如果将迄今为止出售的所有GEBECON®刺针在长度上首位衔接排列,总长度可达到约20,000公里——这相当于北极到南极的距离。

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