CN108842250A - 一种再生色纱生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种再生色纱生产工艺，涉及废旧纺织品回收循环再利用领域，以棉制废旧纺织品作为原料，包括如下步骤：S1.颜色分类；S2.再生棉提取；S3.一次配色；S4.有色棉条制备；S5.二次配色；S6.色纱制备；S7.色纱改性；首先，将色纱放入低温等离子体处理器中，处理时间为60‑120S；接着，将色纱浸入改性剂中，色纱和改性剂的质量之比1:（50‑80），反应温度为85‑120℃，处理时间为20‑40min，然后，依次用无水乙醇和蒸馏水对色纱进行清洗，最后烘干；所述S7中的改性剂包括如下重量份的组分：六甲基二硅氧烷15‑32份、纳米二氧化硅0.2‑1.5份。色纱的生产过程中无需进行脱色和染色两道工序，起到了节能又环保的工艺效果，符合生态经济的理念。色纱经改性后，吸湿排汗性能大幅上升。

Description

一种再生色纱生产工艺
技术领域
本发明涉及废旧纺织品回收循环再利用领域，特别涉及一种再生色纱生产工艺。
背景技术
废旧纺织品回收循环再利用是我国当今纺织业的一项重要任务，即将废旧纺织品分解为纤维，再重新进行纺纱织造。传统处理方法如下：先对废旧纺织品进行化学脱色，再分解成本白脱色纤维，接着使用本白脱色纤维进行纺纱(环纺、气纺)，进而得到纱线，然后对纱线进行染色，最后将纱线按织物结构要求进行织造，获得所需色纱。
公告号为CN102587109B的中国专利公开了一种纺织废纱回收利用成为可纺纤维的再生工艺，依次包括以下步骤：第一步退浆，选择淀粉酶作为退浆剂，淀粉酶占纱线重量的0.5％-1％；第二步剥色，采用氧化性剥色剂亚氯酸钠作为剥色剂，所用80％浓度的亚氯酸钠占纱线重量的4％-6％；第三步漂白，选用次氯酸钠作为漂白剂，所用10％浓度的次氯酸钠占纱线重量的5％-10％；第四步脱氯，主要采用亚硫酸钠和纯碱，亚硫酸钠占纱线重量的1％-1.5％，纯碱占纱线重量的1％-1.5％。
上述废纱回收再生工艺和传统工艺相同，均具有对废纱进行脱色的工序。由于脱色和染色工序均会产生大量的污染源，并且消耗大量能量，对环境造成极大的破坏，因此有待改进。
发明内容
针对上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种再生色纱生产工艺，充分体现生态环保理念，无需进行脱色和染色工序，进而避免环境污染，并且节约了大量能源。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种再生色纱生产工艺，以棉制废旧纺织品作为原料，包括如下步骤：
S1颜色分类：根据颜色的不同，对废旧纺织品进行分类；
S2再生棉提取：首先，通过旋切机对同类颜色的废旧纺织品进行切段，得到长度小于20厘米的废布角；接着，往废布角上喷洒水，打湿后堆置，堆高后覆盖上透气薄膜，进行闷制，闷制过程中废布角堆中心的最高温度为25-50℃，时间为24-72H；然后，将废布角输送到预开松机中进行预分解开松；然后，通过气流输送机送到棉箱给棉机组，最后，用振动式均棉供料棉箱将其送入开松机组进行开松分梳处理，制得再生棉；
S3一次配色；根据成纱颜色的基本要求，将不同颜色的再生棉进行配比；
S4有色棉条制备：将配色好的再生棉送入清梳联工序，得到有色棉条；
S5二次配色：根据成纱颜色的要求，将有色棉条进行配比；
S6色纱制备：将配色好的有色棉条送入并条工序，再通过粗纱、细纱工序，得到色纱；
S7色纱改性：首先，将色纱放入低温等离子体处理器中，处理时间为60-120S；接着，将色纱浸入改性剂中，色纱和改性剂的质量之比1∶(50-80)，反应温度为85-120℃，处理时间为20-40min，然后，依次用无水乙醇和蒸馏水对色纱进行清洗，最后烘干；
所述S7中的改性剂包括如下重量份的组分：
六甲基二硅氧烷15-32份；
纳米二氧化硅0.2-1.5份。
通过采用上述技术方案，色纱的生产过程中无需进行脱色和染色两道工序，起到了节能又环保的工艺效果，为废旧纺织品回收再利用提供了一种科学合理、经济环保的可靠方法，符合生态经济的理念。二步配色法的使用，能够让色纱具有朦胧的美感，满足人们的审美需求。
色纱在等离子体处理过程中，高能粒子碰撞其表面，引起刻蚀，进而使得棉纤维表面产生多个与中腔连通的微孔，进而改善色纱织物的吸湿性、透气性、导汗快干性；高能粒子碰撞过程中，棉纤维表面还能够形成大量自由基，并与六甲基二硅氧烷发生反应，使得硅氧烷单体接枝到棉纤维上，形成Si-O-Si或Si-C结构。普通的棉纤维具有良好的吸湿性，但透湿性相对来说较差，排汗能力弱。经过疏水基团的接枝改性后，色纱内部依然具有良好的亲水性，便于吸汗的进行，而外表面的疏水性则大大提高，汗水通过芯吸效应从织物内部向外部转移的阻力减小，进而便于汗水迅速迁移到表面后能快速挥发，起到良好的吸湿排汗性能。对于废旧衣服上回收再生而来的棉纤维而沿，改性所带来吸湿排汗性能增强更加明显。
纳米二氧化硅不仅能接枝到棉纤维表面，还具有庞大的比表面积，混入到棉纤维结构中后，能够有效提高色纱的抗菌性、抗紫外线能力。
本发明进一步设置为：所述S7色纱改性中对色纱进行等离子体处理之前进行预处理，先将色纱浸入阴离子表面活性剂，色纱和阴离子表面活性剂的质量之比为1∶(40-60)，沸水浴28-33分钟，再用55-66℃温水清洗，最后在室温下用清水洗净，晾干。
通过采用上述技术方案，色纱表面的污垢、油脂能够被清除，进而便于后续等离子体处理的进行。
本发明进一步设置为：所述阴离子表面活性剂为仲烷基磺酸钠。
通过采用上述技术方案，仲烷基磺酸钠具有良好的去污和乳化力，清除效果好，并且生物降解性优良，属于绿色表面活性剂，符合环保节能的工艺理念。
本发明进一步设置为：所述S7色纱改性中处理时间为90s。
通过采用上述技术方案，处理时间和色纱表面疏水性能增强程度之间呈正相关，处理时间为90s时色纱表面已经具有优异的疏水性能，并且继续处理下去所增强的疏水性能明显降低。
本发明进一步设置为：所述S7色纱改性中色纱和改性剂的质量之比为1∶60。
通过采用上述技术方案，色纱和改性剂的质量之比过大时，容易造成改性剂的浪费；质量之比过小时，无法充分反应。该比值能够充分将硅氧烷单体接枝到色纱表面，不容易造成浪费。
本发明进一步设置为：所述S7色纱改性中反应温度为100℃。
通过采用上述技术方案，改性温度升高时，色纱溶胀程度提高，硅氧烷单体能更好的扩散进入棉纤维表面，当温度为100℃时，色纱具有较高的接枝率和疏水性能。
本发明进一步设置为：按重量份计，所述改性剂还包括重量份为0.3-1份纳米氧化锌和0.3-1份纳米二氧化钛。
通过采用上述技术方案，纳米氧化锌和纳米二氧化钛均能够提高色纱的抗紫外线能力和抗菌性，并且两者表面原子所处的环境和禁带宽度不同，因此表面效应存在差异，吸收紫外线的波段不同，因此两者之间存在纳米协同效应，相比于单一物质，吸收的紫外线波段更宽，故而色纱的抗紫外线能力和抗菌型更强。
本发明进一步设置为：按重量份计，所述改性剂还包括0.3-0.6份六偏磷酸钠和0.3-0.6份聚丙烯酸钠。
通过采用上述技术方案，六偏磷酸钠和聚丙烯酸钠均能起分散剂作用并存在协同作用，在纳米粉体表面形成吸附层，产生并强化空间位阻效应，使纳米粉体间的位阻排斥作用能增大，进而将纳米粉体均匀分布在棉纤维表面，防止纳米粉体团聚，保证纳米粉体发挥其作用。
本发明进一步设置为：所述改性剂的制备方法如下：先将0.3-0.6份六偏磷酸钠、0.3-0.6份聚丙烯酸钠加入到15-32份六甲基二硅氧烷中，混匀，恒温水浴至70-90℃，再将0.2-1.5份纳米二氧化硅、0.3-1份纳米氧化锌、0.3-1份纳米二氧化钛加入其中，最后使用超声波乳化仪，加速介质分散，过程中不断搅拌，持续时间45-60min。
通过采用上述技术方案，超声波能加速纳米粉体分散的进行，保证纳米粉体在改性剂溶液中均匀分布。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.废旧纺织品回收再利用时采用二步配色法，无法进行脱色和染色工序，进而避免这两个工序产生的污染以及消耗的大量能源，工艺理念绿色环保、无污染；
2.利用六甲基二硅氧烷，对色纱改性处理，使得疏水基团硅氧烷单体接枝到棉纤维表面，进而增加棉纤维表面的疏水性，而棉纤维内部的亲水性依然保持优良，因此色纱的吸湿排汗性能明显提高；
3.改性剂中添加纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米二氧化钛，使得色纱的强度、抗菌性、抗紫外线能力均增强。
具体实施方式
实施例一：
一种再生色纱生产工艺，以棉制废旧纺织品作为原料，包括如下步骤：
S1颜色分类：根据颜色的不同，对废旧纺织品进行分类，若废旧纺织品颜色并非单一，则沿颜色交界处将其分剪开，再进行分类；
S2再生棉提取：首先，通过旋切机对同类颜色的废旧纺织品进行切段，旋切机的速度为215转/分钟，得到长度小于20厘米的废布角；接着，往废布角上喷洒水，打湿后堆置，堆高后覆盖上透气薄膜，进行闷制，闷制过程中废布角堆中心的最高温度为35℃，时间为50H；然后，将废布角输送到预开松机中进行预分解开松；然后，通过气流输送机送到棉箱给棉机组，最后，用振动式均棉供料棉箱将其送入开松机组进行开松分梳处理，制得再生棉；
S3一次配色；根据成纱颜色的基本要求，将不同颜色的再生棉进行配比；
S4有色棉条制备：将配色好的再生棉送入清梳联工序，得到有色棉条；
S5二次配色：根据成纱颜色的要求，将有色棉条进行配比；
S6色纱制备：将配色好的有色棉条送入并条工序，再通过粗纱、细纱工序，或者是气流纺工序，得到色纱；
S7色纱改性：首先，将色纱浸入阴离子表面活性剂，色纱和阴离子表面活性剂的质量之比为1∶50，沸水浴30分钟；接着，用60℃温水清洗，在室温下用清水洗净，晾干；再接着，将色纱放入低温等离子体处理器中，处理时间为90S；然后，将色纱浸入改性剂中，色纱和改性剂的质量之比1∶60，反应温度为100℃，处理时间为30min；最后，依次用无水乙醇和蒸馏水对色纱进行清洗，烘干。
拟定基本色谱并输入电脑存档，作为颜色对比和配比的参照物。S1中颜色分类可以是人工筛选，或是依照拟定色谱而进行电脑筛选；S3一次配色时，将客户色纱要求与电脑储存色谱和不同颜色的再生棉进行对比，确定再生棉混纺配比方案，S5二次配色同理。
S7中的改性剂包括如下重量份的组分：
六甲基二硅氧烷25份；
纳米二氧化硅1份；
纳米氧化锌0.7份；
纳米二氧化钛0.7份；
六偏磷酸钠0.4份；
聚丙烯酸钠0.4份。
改性剂的制备方法如下：先将0.4份六偏磷酸钠、0.4份聚丙烯酸钠加入到25份六甲基二硅氧烷中，混匀，恒温水浴至80℃，再将1份纳米二氧化硅、0.7份纳米氧化锌、0.7份纳米二氧化钛加入其中，最后使用超声波乳化仪，加速介质分散，过程中不断搅拌，持续时间50min。
低温等离子体处理器的型号为SZBM-DZ系列，购买自深圳市伯名环保科技有限公司；超声波乳化仪的型号为FS-1000T，购买自上海生析超声仪器有限公司；阴离子表面活性剂为仲烷基磺酸钠。
实施例二：
一种再生色纱生产工艺，以棉制废旧纺织品作为原料，包括如下步骤：
S1颜色分类：根据颜色的不同，对废旧纺织品进行分类，若废旧纺织品颜色并非单一，则沿颜色交界处将其分剪开，再进行分类；
S2再生棉提取：首先，通过旋切机对同类颜色的废旧纺织品进行切段，旋切机的速度为190转/分钟，得到长度小于20厘米的废布角；接着，往废布角上喷洒水，打湿后堆置，堆高后覆盖上透气薄膜，进行闷制，闷制过程中废布角堆中心的最高温度为25℃，时间为24H；然后，将废布角输送到预开松机中进行预分解开松；然后，通过气流输送机送到棉箱给棉机组，最后，用振动式均棉供料棉箱将其送入开松机组进行开松分梳处理，制得再生棉；
S3一次配色；根据成纱颜色的基本要求，将不同颜色的再生棉进行配比；
S4有色棉条制备：将配色好的再生棉送入清梳联工序，得到有色棉条；
S5二次配色：根据成纱颜色的要求，将有色棉条进行配比；
S6色纱制备：将配色好的有色棉条送入并条工序，再通过粗纱、细纱工序，或者是气流纺工序，得到色纱；
S7色纱改性：首先，将色纱浸入阴离子表面活性剂，色纱和阴离子表面活性剂的质量之比为1∶40，沸水浴28分钟；接着，用55℃温水清洗，在室温下用清水洗净，晾干；再接着，将色纱放入低温等离子体处理器中，处理时间为60S；然后，将色纱浸入改性剂中，色纱和改性剂的质量之比1∶50，反应温度为85℃，处理时间为20min；最后，依次用无水乙醇和蒸馏水对色纱进行清洗，烘干。
拟定基本色谱并输入电脑存档，作为颜色对比和配比的参照物。S1中颜色分类可以是人工筛选，或是依照拟定色谱而进行电脑筛选；S3一次配色时，将客户色纱要求与电脑储存色谱和不同颜色的再生棉进行对比，确定再生棉混纺配比方案，S5二次配色同理。
S7中的改性剂包括如下重量份的组分：
六甲基二硅氧烷15份；
纳米二氧化硅0.2份；
纳米氧化锌0.3份；
纳米二氧化钛0.3份；
六偏磷酸钠0.3份；
聚丙烯酸钠0.3份。
改性剂的制备方法如下：先将0.3份六偏磷酸钠、0.3份聚丙烯酸钠加入到15份六甲基二硅氧烷中，混匀，恒温水浴至70℃，再将0.2份纳米二氧化硅、0.3份纳米氧化锌、0.3份纳米二氧化钛加入其中，最后使用超声波乳化仪，加速介质分散，过程中不断搅拌，持续时间45min。
低温等离子体处理器的型号为SZBM-DZ系列，购买自深圳市伯名环保科技有限公司；超声波乳化仪的型号为FS-1000T，购买自上海生析超声仪器有限公司；阴离子表面活性剂为仲烷基磺酸钠。
实施例三：
一种再生色纱生产工艺，以棉制废旧纺织品作为原料，包括如下步骤：
S1颜色分类：根据颜色的不同，对废旧纺织品进行分类，若废旧纺织品颜色并非单一，则沿颜色交界处将其分剪开，再进行分类；
S2再生棉提取：首先，通过旋切机对同类颜色的废旧纺织品进行切段，旋切机的速度为230转/分钟，得到长度小于20厘米的废布角；接着，往废布角上喷洒水，打湿后堆置，堆高后覆盖上透气薄膜，进行闷制，闷制过程中废布角堆中心的最高温度为50℃，时间为72H；然后，将废布角输送到预开松机中进行预分解开松；然后，通过气流输送机送到棉箱给棉机组，最后，用振动式均棉供料棉箱将其送入开松机组进行开松分梳处理，制得再生棉；
S3一次配色；根据成纱颜色的基本要求，将不同颜色的再生棉进行配比；
S4有色棉条制备：将配色好的再生棉送入清梳联工序，得到有色棉条；
S5二次配色：根据成纱颜色的要求，将有色棉条进行配比；
S6色纱制备：将配色好的有色棉条送入并条工序，再通过粗纱、细纱工序，或者是气流纺工序，得到色纱；
S7色纱改性：首先，将色纱浸入阴离子表面活性剂，色纱和阴离子表面活性剂的质量之比为1∶60，沸水浴33分钟；接着，用66℃温水清洗，在室温下用清水洗净，晾干；再接着，将色纱放入低温等离子体处理器中，处理时间为120S；然后，将色纱浸入改性剂中，色纱和改性剂的质量之比1∶80，反应温度为120℃，处理时间为40min；最后，依次用无水乙醇和蒸馏水对色纱进行清洗，烘干。
拟定基本色谱并输入电脑存档，作为颜色对比和配比的参照物。S1中颜色分类可以是人工筛选，或是依照拟定色谱而进行电脑筛选；S3一次配色时，将客户色纱要求与电脑储存色谱和不同颜色的再生棉进行对比，确定再生棉混纺配比方案，S5二次配色同理。
S7中的改性剂包括如下重量份的组分：
六甲基二硅氧烷32份；
纳米二氧化硅1.5份；
纳米氧化锌1份；
纳米二氧化钛1份；
六偏磷酸钠0.6份；
聚丙烯酸钠0.6份。
改性剂的制备方法如下：先将0.6份六偏磷酸钠、0.6份聚丙烯酸钠加入到32份六甲基二硅氧烷中，混匀，恒温水浴至90℃，再将1.5份纳米二氧化硅、1份纳米氧化锌、1份纳米二氧化钛加入其中，最后使用超声波乳化仪，加速介质分散，过程中不断搅拌，持续时间60min。
低温等离子体处理器的型号为SZBM-DZ系列，购买自深圳市伯名环保科技有限公司；超声波乳化仪的型号为FS-1000T，购买自上海生析超声仪器有限公司；阴离子表面活性剂为仲烷基磺酸钠。
实施例四：
与实施例一不同的是，改性剂不包含六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、纳米氧化锌和纳米二氧化钛。
实施例五：
与实施例一不同的是，改性剂不包含六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠。
实施例六：
与实施例一不同的是，改性剂中的聚丙烯酸钠均替换为六偏磷酸钠。
实施例七：
与实施例一不同的是，改性剂中的六偏磷酸钠均替换为聚丙烯酸钠。
对比例一：
与实施例一不同的是，去除S7色纱改性步骤。
对比例二：
与实施例一不同的是，改性剂不包含六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米二氧化钛。
色纱制成织物后的吸湿性能测试：
根据国家行业标准《GB/T9995-1997》中记载的方法，对织物进行吸湿测试，得到回潮率，见表1。
色纱制成织物后的透湿性能测试：
根据国家行业标准《GB/T12704-1991》中记载的方法B，对织物进行测试，得到相对透湿率，见表1。
色纱制成织物后的抗菌性测试：
根据纺织行业标准《FZ/T01021-92》，所用菌种为金黄色葡萄球菌，对织物进行测试，得到抗菌率，见表1。
色纱制成织物后的抗紫外线性能测试：
根据国家行业标准《GB/T18830-2009》，对织物进行测试，得到紫外线透过率，见表1。
表1
回潮率(％) 相对透湿率(％)) 抗菌率(％) 紫外线透过率(％)
实施例一 13.23 59.85 96.2 3.2
实施例二 12.19 55.36 96.4 3.3
实施例三 12.38 54.82 95.8 3.3
实施例四 12.81 57.62 81.5 5.1
实施例五 12.75 57.95 91.3 3.8
实施例六 13.02 58.55 94.2 3.5
实施例七 13.08 58.77 93.9 3.5
对比例一 9.19 36.91 0 6.5
对比例二 12.01 52.18 0 6.3
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种再生色纱生产工艺，以棉制废旧纺织品作为原料，其特征在于，包括如下步骤：
S1颜色分类：根据颜色的不同，对废旧纺织品进行分类；
S2再生棉提取：首先，通过旋切机对同类颜色的废旧纺织品进行切段，得到长度小于20厘米的废布角；接着，往废布角上喷洒水，打湿后堆置，堆高后覆盖上透气薄膜，进行闷制，闷制过程中废布角堆中心的最高温度为25-50℃，时间为24-72H；然后，将废布角输送到预开松机中进行预分解开松；然后，通过气流输送机送到棉箱给棉机组，最后，用振动式均棉供料棉箱将其送入开松机组进行开松分梳处理，制得再生棉；
S3一次配色；根据成纱颜色的基本要求，将不同颜色的再生棉进行配比；
S4有色棉条制备：将配色好的再生棉送入清梳联工序，得到有色棉条；
S5二次配色：根据成纱颜色的要求，将有色棉条进行配比；
S6色纱制备：将配色好的有色棉条送入并条工序，再通过粗纱、细纱工序，得到色纱；
S7色纱改性：首先，将色纱放入低温等离子体处理器中，处理时间为60-120S；接着，将色纱浸入改性剂中，色纱和改性剂的质量之比1:（50-80），反应温度为85-120℃，处理时间为20-40min，然后，依次用无水乙醇和蒸馏水对色纱进行清洗，最后烘干；
所述S7中的改性剂包括如下重量份的组分：
六甲基二硅氧烷 15-32份；
纳米二氧化硅 0.2-1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种再生色纱生产工艺，其特征在于：所述S7色纱改性中对色纱进行等离子体处理之前进行预处理，先将色纱浸入阴离子表面活性剂，色纱和阴离子表面活性剂的质量之比为1:(40-60)，沸水浴28-33分钟，再用55-66℃温水清洗，最后在室温下用清水洗净，晾干。
3.根据权利要求2所述的一种再生色纱生产工艺，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为仲烷基磺酸钠。
4.根据权利要求1所述的一种再生色纱生产工艺，其特征在于：所述S7色纱改性中处理时间为90s。
5.根据权利要求1所述的一种再生色纱生产工艺，其特征在于：所述S7色纱改性中色纱和改性剂的质量之比为1:60。
6.根据权利要求1所述的一种再生色纱生产工艺，其特征在于：所述S7色纱改性中反应温度为100℃。
7.根据权利要求1所述的一种再生色纱生产工艺，其特征在于：按重量份计，所述改性剂还包括重量份为0.3-1份纳米氧化锌和0.3-1份纳米二氧化钛。
8.根据权利要求7所述的一种再生色纱生产工艺，其特征在于：按重量份计，所述改性剂还包括0.3-0.6份六偏磷酸钠和0.3-0.6份聚丙烯酸钠。
9.根据权利要求8所述的一种再生色纱生产工艺，其特征在于：所述改性剂的制备方法如下：先将0.3-0.6份六偏磷酸钠、0.3-0.6份聚丙烯酸钠加入到15-32份六甲基二硅氧烷中，混匀，恒温水浴至70-90℃，再将0.2-1.5份纳米二氧化硅、0.3-1份纳米氧化锌、0.3-1份纳米二氧化钛加入其中，最后使用超声波乳化仪，加速介质分散，过程中不断搅拌，持续时间45-60min。
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