CN111655912B - 用于再利用含纤维素的纺织材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于回收含纤维素纺织材料以生产再生纤维素成型体(102)的方法，该方法包括：粉碎(56)纺织材料；粉碎的纺织材料的非纤维组分的至少一部分与粉碎的纺织材料的纤维组分分离(58)；纤维组分的至少一部分非纤维素纤维与纤维组分的纤维素纤维机械分离(66)；以及至少另一部分非纤维素纤维与纤维素纤维化学分离(76)；在机械分离(66)和化学分离(76)之后，生产(94)基于纤维素纤维的成型体(102)。

Description

用于再利用含纤维素的纺织材料

技术领域

本发明涉及一种用于再利用或再用含纤维素的纺织材料。

背景技术

由被称作粘胶法的湿纺方法生产的化学纤维或再生纤维被称为粘胶纤维。粘胶法的原材料是纤维素，它是由木材制成的。溶解浆形式的高纯度纤维素是从这种原材料木材中获得的。在连续的工艺步骤中，首先用氢氧化钠溶液处理纸浆，进而形成碱性的纤维素。该碱性的纤维素与二硫化碳在随后反应中形成纤维素-黄药。由此，通过进一步添加氢氧化钠溶液来制作粘胶纺丝溶液，将其通过喷淋状喷丝头的孔泵入纺丝浴中。通过凝结会在每个喷丝头孔上形成粘胶长丝。然后将以此方式生产的粘胶长丝切成粘胶短纤维。

莱赛尔纤维是一种含纤维素的再生纤维，其是通过直接溶剂法生产的。纤维素是从原材料木材中提取，并用于莱赛尔法。然后可以将通过这种方式获得的纸浆通过不经过化学改性的脱水而溶解在溶剂N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)中，进行过滤，且随后被挤压通过喷丝头。以这种方式形成的长丝在通过NMMO水溶液的浴的气隙后沉淀，然后切成短纤维。

因此，传统上用于莱赛尔法和粘胶法中的原材料主要是木材或由其制成的纸浆。

发明内容

本发明的目的是以一种可持续的及有益环境的有效方式生产纤维素。

该目的将通过根据独立权利要求的技术方案解决。优选的技术方案在从属专利权利要求中获得。

根据本发明的一个示例性实施例，提供一种用于再利用(或重用)含纤维素的纺织材料以用于生产再生纤维素成型体(特别是由纤维素组成的)的方法，其中，在该方法中，将纺织材料粉碎，将粉碎的纺织材料的非纤维组分的至少一部分与粉碎的纺织材料的纤维组分分离，将纤维组分的至少一部分非纤维素纤维与纤维组分的纤维素纤维机械分离，将至少另一部分非纤维素纤维与纤维素纤维化学分离，并且成型体是在机械分离和化学分离之后基于纤维素纤维产生的。

在本申请的上下文中，术语“纤维素”尤其可以理解为是作为植物细胞壁的一部分或可以合成产生的有机化合物。纤维素是一种多聚糖(即，多糖)。纤维素是直链的，且通常具有数百至数万个β-D-葡萄糖分子(β-1,4-糖苷键)或纤维二糖单元。纤维素纤维是植物从纤维素分子中以受控方式构建的。可以使用一种技术方法来组装纤维素分子以形成再生纤维，例如作为抗撕裂纤维。

在本申请的上下文中，术语“成型体”尤其可以理解为是二维或三维几何体，其是生产或回收纤维素的方法的结果。特别地，成型体可以理解为是指含纤维素或由纤维素组成并由溶解的纸浆制成的二维或三维的物体。成型体尤其可以是莱赛尔成型体，粘胶成型体或莫代尔成型体。典型的成型体是细丝、纤维、海绵和/或薄膜，纤维素的成型体所有类型都适用于本发明的示例性实施例。其中，连续长丝、具有常规尺寸(例如长度为38mm)的切段纤维以及短纤维都应理解为纤维。为了生产纤维，可以考虑在一个或多个挤出喷丝头之后具有提取装置的工艺以及其他工艺，例如特别是熔喷工艺。作为纤维的替选物，含纤维素的膜即具有纤维素或由纤维素制成的平坦且基本均匀的薄膜也可以制成作为成型体。特别地，薄膜可以通过以下方式生产，通过设置莱赛尔法的工艺参数，仅在长丝撞击后至少部分地在接收表面上触发凝结。膜可以理解为是指扁平纤维素成型体，其中，这些膜的厚度是可调的(例如，通过选择串联布置的多个喷丝头梁)。成型体的其他示例性实施例是由纤维素丝或纤维素纤维制成的织物和套毛，特别是由整体熔融(“合并”)基本连续的纤维素丝(“熔喷”)制成的纺粘织物。在此，织物可以理解为尤其是由至少两个(优选成直角或几乎成直角)交叉的线***(或纤维***)，其中，纵向上的线(或纤维)称为经线，横向上的线(或纤维)称为纬线。套毛或无纺布可以被描述为由有限长度的长丝或纤维或切纱制成的无序(特别是在缠结状态)结构，它们结合及彼此(特别是摩擦地)连接在一起形成纤维层或纤维堆。成型体也可以制成球形。具有纤维素的颗粒，例如尤其是珠子(即颗粒或珠子)或薄片也可以作为成型体，以这种形式可以进一步加工。可能的纤维素成型体也是颗粒结构，例如颗粒、球形粉末或纤条体。优选将含纤维素的纺丝溶液从挤出喷丝头挤出实现成型体成形，以此方式可以以非常均匀的形式生产大量的纤维素成型体。另一种可能的纤维素成型体是海绵，或更一般地是多孔的成型体。根据示例性实施例，所提及的成型体可以用于例如生产纱线、纺织品、凝胶或复合材料。

在本申请的上下文中，术语“纺织材料”应理解为尤其是纺织原料(Rohstoffe)，由其制成的构成物(Gebilde)，以及再次由其制成的成品或产品。纺织原料尤其可以是天然纤维和/或化学纤维，特别是含纤维素或由纤维素组成。在纺织材料中，也可以包含非纺织原料，该非纺织原料可以通过各种方法加工成线状、片状和空间的构成物。特别是可以用这些原料制成线形的纺织的构成物(例如纱线或线)和片状纺织的构成物(例如机织织物、编织物、无纺布和毛毡)和空间纺织的构成物(例如纺织软管，长袜或纺织的半成品)。以产品或成品形式的纺织材料可以通过上述产品提供给其他加工者或消费者。

在本申请的上下文中，术语“机械分离”尤其可以理解为至少一种分离过程(Separationsprozedur)，在该分离过程中，将具有不同性质的混合物彼此或从载体介质中分离出来。从载体介质中物质可能的机械分离方法可以是在离心分离机中过滤、沉降和分离。用于分离具有不同特性的物质的可能方法可以是浮动、筛分、根据密度或其他特性(例如磁性，电导率，表层等)进行分离。

在本申请的上下文中，术语“化学分离”尤其可以理解为是指至少一种利用化学分离机理的分离过程，在分离过程中，至少一种待分离的物质(Spezies)可以被化学转化为另一种物质。特别是，在化学分离的过程中，选择性地将一种物质(例如非纤维素纤维)从另一种物质(例如纤维素纤维)降解。因此，化学分离方法可以利用化学性质和化学反应将物质或化合物分离。例如，用于化学的分离方法是基于不同溶解度的分离、基于化学结构的分离等。

在本申请的上下文中，术语“纤维组分”或“与纤维相关的组分”应理解为尤其是指纺织材料的组分(例如，粉碎的纺织品)，该纺织材料全部或基本上由纤维组成，或至少包含绝大多部分的纤维材料(例如至少80重量％的纤维，更特别是至少90重量％的纤维)。相应地，术语“纤维组分”指纺织材料的组分，其特征在于具有纤维的特性，并且最多包含不展现纤维特性的很小部分的组分。例如，纺织材料的纤维可以含纤维素纤维，例如，莱赛尔纤维、粘胶纤维和/或棉纤维。除此之外，该纤维也可以含合成纤维，例如聚酯和/或弹性纤维。

在本申请的上下文中，术语“非纤维组分”或“与纤维无关的组分”尤其可以理解为是指完全或基本上不是由纤维材料组成的纺织材料的组分(例如，粉碎的纺织品)，或至少含大部分不同于纤维材料的材料(例如至多20重量％的纤维，此外尤其至多10重量％的纤维)。纺织材料的非纤维组分例如可以包括纽扣和拉链。

根据本发明的示例性实施例，创建了一种用于由待回收的纺织品材料，优选地由旧服装和/或纺织品的制造残余物来生产含纤维素的成型体的方法。尽管这类原材料通常以纺织品混纺织物的形式存在，其成分高度不均匀，并且杂质(例如聚酯接缝和弹性纤维)和异物(例如纽扣和拉链)的比例很高，因此，迄今为止，尚未考虑用于生产高纯度纤维素成型体，根据所描述的方法，也可以基于旧服装、纱线废料、切屑残余料等来生产成型体。在相应的方法，可以首先将纺织材料粉碎。随后非纤维形式较大的异物可以至少在很大程度上被分离。然后，首先可以对剩余的纤维组分进行机械处理，以将纤维素纤维从其他纤维机械分离，然后进行化学处理，以将纤维素纤维从在机械处理之后仍保留在其中的其他纤维进行化学分离。结果是可以生产化学再生纤维的相对纯净的纤维素组分(例如，通过莱赛尔法或通过粘胶法)。该过程简单，有益环境并且可以容易地以工业规模实施。以所描述的方式可以有效实现，以可持续的方式再利用纺织材料生产含纤维素的成型体。

该方法的另外的示例性实施例在下面描述。

根据一个示例性实施例，纺织材料的粉碎可包括切碎。特别地，可以(例如使用至少一个裁切机)将纺织材料粉碎成平均尺寸为例如几厘米的纺织片。结果是，以这种方式粉碎的纺织材料非常适合于随后从非纤维组分分离纤维组分。

根据一个实施例，在分离过程中，至少一部分非纤维组分可以从其余的纺织材料中分离出异物，异物包括纽扣、拉链、接缝和纺织印花。分离标准可以是例如非纤维组分的大小和/或材料。

根据一个实施例，非纤维组分可以基于不同的物理特性与纤维组分分离，特别是通过金属沉积和/或重力沉积。例如，金属组件(例如拉链、铆钉等)可以根据其磁性属性进行分离。重力对不同成分的不同影响也可以用于分离。

根据一个实施例，机械分离可以基于非纤维素纤维和纤维素纤维之间的密度差来实现。例如，由于离心力的不同，可以在离心机中分离不同密度的材料。组分转移到液体介质中后，由于密度不同，它们可能部分堆积在表面上，而其他成分则漂浮或沉降在下面。

根据一个实施例，机械分离可以基于非纤维素纤维和纤维素纤维之间不同的静电特性来实现。由于不同的静电特性，不同的纤维可以以不同的方式对施加的电场做出反应。

这继而使纤维素纤维与非纤维素纤维分离。

根据一个实施例，机械分离可以将纤维组分悬浮(即转移至悬浮液)在液体介质(特别是水性介质)中，并且由于在液体介质中不同的物理特性而将非纤维素纤维从纤维素纤维分离(特别是具有不同的重力，与离心力有关的，浮动的和/或静电的特性)。如果液体介质中不同的纤维由于其成分不同而表现出不同的行为，则这也将使不同的纤维组分分离。

根据一个实施例，液体介质可以包含至少一种用于增强不同物理特性的添加剂，特别是分散剂和/或溶胀剂。反絮凝剂或分散剂尤其可以理解为是指能够或稳定分散的添加剂，也就是说，物质(例如纤维)精细分布于连续介质(例如在液体中)中。溶胀剂尤其可以理解为是指促进物质溶胀的添加剂。溶胀可以理解为是指一种物质(特别是一种液体)渗透到固体中并使固体体积增加的过程。如果将一种或多种这样的添加剂添加到介质中，则可以增加引起不同纤维的机械分离的各种纤维的性能差异。这提高了分离效率。

根据一个实施例，化学分离可以包括：选择性地将至少一部分非纤维素纤维或至少一部分纤维素纤维溶解在溶剂中；以及分离，特别是滤出至少一部分未溶解的纤维组分。换句话说，可以将不同的纤维输送至(例如液体，特别是水性的)介质中，其中仅这些纤维中的某些(特别是选择性地聚酯纤维)明显地溶解，相反，其他纤维(特别是纤维素纤维)在其中没有显示出或仅显示出较弱的溶解行为。可以将未溶解或微不足道的溶解或较弱溶解的纤维(特别是纤维素纤维)滤出或分离，然后可以从已被溶解的纤维分离出并做进一步处理。

根据一个实施例，机械分离和/或化学分离可以包括将合成纤维分离为非纤维素纤维。合成来源的非纤维素纤维通常存在于再利用的纺织材料中，尤其是旧服装和/或纺织废料。作为一实例，这种合成纤维可以被称作聚酯、聚酰胺和/或弹性纤维。可以使用本文描述的方法将它们与纤维素纤维有效分离。

根据一个实施例，化学分离可以包括添加碱性溶液，特别是使用氧化剂，特别是碱性沸腾物。特别地，可以添加碱性溶液以分解非纤维素纤维，特别是合成纤维，更特别是聚酯纤维。由此，尤其是聚酯可以分解成水溶性成分，该水溶性成分可以借助于在该过程中产生的废水从纤维素纤维中分离。

根据一个优选的实施例，如上所述预处理的基于纤维素(特别是基于棉花)的富含纤维素纤维的(即主要获得纤维素纤维)纺织材料的碱蒸煮过程可以通过如下进一步处理以产生进一步纯化的溶解浆(Zellstoff)：纤维，特别是已经富集的纤维素的(主要是纤维素的)纤维，可以在压力容器中利用碱性溶液(例如氢氧化钾)与气态氧化剂(例如O₂)结合处理(最好pH值至少为9)，亦即：

a)在90°至185°之间的温度下；

b)反应周期为45分钟至270分钟；

c)存在纤维素稳定添加剂(例如镁盐，优选地，硫酸镁；或基于过渡金属的螯合化合物，例如，乙二胺四乙酸(EDTA))，浓度优选为0.01重量％至5重量％；

d)基于输入的纤维，碱浓度在1重量％至35重量％之间；

e)初始气压范围为1巴至21巴(对应地，约0.1MPa至约2.1MPa)

然后，可以将产生的溶解的溶解浆进行洗涤程序。

然后，可以通过影响化学环境来有利地控制纤维素纤维在化学环境中的部分降解，使得纤维素的所得聚合度在期望的区间内。特别应注意的是，可以调整优选在由回收的纤维素生产成型体时使用的溶剂NMMO中的DP值(其中DP表示平均聚合度，即每个大分子的单体单元数)，以使其在NMMO中具有良好的溶解性能。对于回收物的DP值的典型数值为低于2000mL/g，优选地，低于1000mL/g，特别优选地，低于800mL/g。所提到的值与单位为mL/g的特性粘度的极限数值(GVZ，与纤维素的聚合度相关)有关。通过可选的但有利的附加措施，例如选择、混合、蒸煮等，可以使特别适用于莱赛尔工艺的GVZ值达到200ml/g至700ml/g范围。

根据一个示例性实施例，化学分离包括：可以将至少一部分非纤维素纤维转化成可溶性的，特别是水溶性的物质；将可溶性物质溶解在溶剂，特别是水性溶剂中；以及，分离，特别是从已溶解的物质中滤出未溶解的纤维素纤维。由此可以将各种纤维输送到(例如水性的)溶剂中，在该溶剂中仅非纤维素纤维显著溶解。不溶解或不显著溶解或较弱溶解的纤维(特别是纤维素纤维)可以被滤出或分离，然后可以与已溶解的纤维分开做进一步处理。

根据一个实施例，可以通过莱赛尔法或通过粘胶法基于纤维素纤维生产成型体。

在本申请的上下文中，术语“莱赛尔法”尤其可以理解为是指通过直接溶剂法制备纤维素的方法。该纤维素可以从莱赛尔法中由包含该纤维素的原材料获得。在莱赛尔法中将原材料熔解在合适的溶剂(特别是具有叔胺氧化物，例如N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)和/或离子液体，即由阳离子和阴离子组成的低熔点的盐)中，溶解可以特别地通过脱水和/或不经化学改性而实现。然后可通过一个或多个喷丝头利用莱赛尔法将所得溶液(也称为浓液(Dope)或纺丝溶液)进行挤压。由此形成的细丝可以在它们自由或受控下落期间和/或之后通过含水的浴(特别是在装有水的NMMO溶液的浴中)中的气隙和/或位于气隙中的空气湿度而沉淀。

在本申请的上下文中，术语“粘胶法”尤其可以理解为通过湿纺法生产纤维素的方法。该纤维素对应于粘胶方法可以从包含该纤维素的原材料(特别是木材或木质纤维素)中获得。在粘胶法中的连续步骤中，可以先用碱(例如用氢氧化钠溶液)处理原材料，以形成碱纤维素。然后该碱纤维素与二硫化碳反应，形成纤维素-黄药。)由此，可以通过进一步掺入碱来产生粘胶纺丝溶液，该粘胶纺丝溶液通过一个或多个喷丝头挤压。在纺丝浴中通过凝结产生粘胶长丝。

根据莱赛尔法的一个实施例，成型体的生产可以包括：将纤维素纤维溶解在溶剂中；将溶解的纤维素纤维输送到纺丝块中；将纺丝块通过喷丝头挤出为成型体；将挤出的成型体在纺丝浴中沉淀。在溶解和沉淀之间，由溶解生产的莱赛尔纺丝溶液可以通过喷丝头输送并在那里纺成成型体。

根据一个实施例，纤维素纤维可以通过直接溶解方法和/或通过叔胺氧化物，特别是N-甲基吗啉-N-氧化物作为溶剂完成溶解。在这种直接溶解过程中，纤维素明显地物理溶解在相应的溶剂中。优选地，叔胺氧化物作为溶剂，特别优选为N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)。

根据一个示例性实施例，可以通过水性环境(特别是具有水浴，更特别地基本上由水或水和溶剂的混合物组成)来稀释溶解的纤维素纤维。莱赛尔法中水明显降低了使纤维素溶解的溶剂浓度，以至于所获得的稀释溶液降至纤维素的溶解度极限以下，从而使纤维素沉淀或沉降。凝结介质(即特别是水浴)可以基本上是纯净的水或可以与溶剂混合。

根据一个实施例，该方法可以包括漂白化学分离的纤维素纤维。这样可以去除染料。这样的漂白可以包括：氧化性漂白(即染料被氧化侵蚀的漂白，例如使用氧或具有-OO基团的化合物，例如过氧化氢)；还原性漂白(即，一种漂白剂，其中，染料通过还原侵蚀和/或转化成可溶形式，特别是用于去除还原染料，如靛蓝)；和/或酶促漂白(即，漂白，其中染料受到酶的侵蚀，例如使用蛋白酶来生物降解蛋白质)。优选的，可以是氧化漂白，因为它可以有效地去除染料并允许简单的工艺控制。

根据一个优选的实施例，漂白可以分三个阶段(特别是一个或多个阶段，例如具有一个、两个、三个、四个、五个或更多个漂白阶段)执行，例如，通过进行酸洗，(特别是随后)进行臭氧漂洗，以及(尤其是后续步骤)进行过氧化物漂白。通过酸性洗涤可以去除金属离子和/或分解无法通过碱性过程降解的纺织品化学物质。臭氧漂白可以分解染料并有利地调节特性粘度极限值，并因此调节纤维素的聚合度。过氧化物漂白可用于进一步改善纤维素的聚合度。

根据一个示例性实施例，在分离至少一部分非纤维组分之后，该方法可以包括：进一步粉碎分离出的非纤维组分；从其他粉碎的非纤维组分中回收纤维残留物；以及将回收的纤维残留物进料到至纤维组分和/或用于机械分离。纤维素组分仍可以与非纤维组分结合。为了不损失它们以进行特别有效的再循环，因此，非纤维组分可以再次实施粉碎流程，以便从纤维残留物分离，该纤维残留物可以被输送到先前已分离的纤维组分中。

根据一个示例性实施例，该方法可以在机械分离之前，特别是借助于撕裂和/或研磨，将纤维组分(以及可能的回收的纤维残留物或纤维残留物)分离成单个的纤维。在机械和化学分离之前，通过将组分减小到单个纤维的尺寸，并可选地缩短单个纤维，与非纤维素纤维相比，可以大大提高在随后的纤维素纤维分离中的效率。

根据一个示例性实施例，该方法可包括对沉淀的纤维素进行后处理以获得成型体。这种可选的后处理可以包括：例如，对所获得的纤维素进行干燥，浸渍和/或成型。适当的后处理使得有可能在莱赛尔法结束时以特定的应用方式完成成型体的生产。

根据一个示例性实施例，在该方法中，最多(或仅精确地)使用一部分由纺织材料制成的非纤维素纤维，特别是仅精确地由聚酯和/或弹性纤维制成的合成纤维生产成型体。根据一个示例性的实施例，所生产的成型体可以具有弹性纤维作为异物，其在纤维素溶解期间也至少部分地溶解。弹性纤维用于许多纺织品，特别是服装，此外特别地是旧服装，并且可以作为异物有意地留在含纤维素的成型体中。已经发现，在回收的纤维素成型体中弹性纤维不会对其产品性能产生不利影响，因此，当生产成型体时，不必以复杂的方式将其从原材料中去除至最大可达到的极限。甚至可以将弹性纤维留在具有一定弹性的纤维素成型体中，使后者具有一定的弹性。也可以以此方式生产具有改变弹性性能的成型体。

根据一个实施例，所生产的成型体可以具有作为异物的聚酯，当其溶解，特别是沉淀时，聚酯可以至少部分留在加工的纺织材料中。聚酯是一种异物，通常被发现在消费后的旧服装中。根据一个示例性的实施例，该聚酯的至少一部分可以保留在生产的纤维素成型体中。显然，这种聚酯残留物可以在成型体中像热熔粘合剂一样发挥作用，并机械地增强由纤维素制成的纤维织物或无纺布。由此，通过将聚酯至少部分地留在纤维素成型体中，可以提供机械上的特别坚固的纤维素材料，其也可以具有热塑性。因此，根据这样的示例性实施例，聚酯导致提高所制造的成型体的机械强度或稳定性。

根据一个实施例，可以使用不均匀的纺织材料，特别是混合织物作为纺织材料。根据优选的实施例，产品或预成型件可至少部分地基于用作纤维素源的旧服装作为生产产品或预成型坯的原材料来生产。例如，在纺织材料中，使用基于纺织材料的总重量的至少3重量％，特别是至少10重量％，此外特别是至少30重量％，优选至少50重量％的旧服装作原材料。被回收以用于制造产品的旧纺织品可以特别有利地包括或由使用者穿着的服装或由其组成。

根据一个实施例，纺织材料可以包括来自服装生产的和/或特别是由消费者穿着的旧服装的残余物或由其组成。原材料尤其可以具有待回收的纤维素源或由其组成，尤其是全部或部分地由服装生产和/或旧服装的残余物形成。在本申请的上下文中，术语“纤维素源”尤其可以理解为是指一种介质(特别是固体介质)，该介质提供用于此目的的纤维素材料，作为在相应的生产过程中生产含纤维素的成型体的基础。一个例子是木材或木浆。还可以在回收过程中找到这种原材料的入口，其不是首先从木材等自然资源中获取的，而是从已经使用过的产品中获取的。在这种情况下，对消费者使用后的旧服装特别有利的，因为待回收纤维素的这样的旧服装有非常大的储量。

在本申请的上下文中，术语“来自服装生产的残留物”尤其可以理解为是指包含纤维素或由纤维素组成的纺织品或纱线的废品和/或废物，这些残留物是在生产服装的过程中获得的。例如，在制作服装的过程中，含纤维素的纺织品作为原材料，从中切出扁平的部分(例如以T恤衫半的形式)，剩下的是残留物，根据一个示例性实施例例，该残留物可以再次进料到用于生产含纤维素的成型体的方法中。因此，服装生产中的残留物可以是包含纤维素或由其组成的原材料，该原材料可以在消费者将残留物用作服装或以任何其他方式使用之前用于回收纤维素。特别地，服装生产中的残留物可以由基本上纯的纤维素构成，特别是没有单独的且不含纤维素的异物(例如纽扣，纺织品印花或接缝)。

在本申请的上下文中，术语“旧服装”尤其可以理解为是指当回收至少一部分纤维素时已经被消费者使用(特别是穿着)的含纤维素的衣服，因此旧衣服可以是含纤维素的原材料，该原材料可能(但不必)包含大量异物并且可用于纤维素的回收，在消费者将旧衣服用作衣服或以其他方式使用后。尤其是，旧衣服可以由纤维素和一种或多种异物组成的混合物构成，特别是包含(尤其是经常用于服装)合成塑料(例如聚酯和/或弹性纤维)和/或单独且不含纤维素的异物(例如纽扣，纺织品印花或接缝)。聚酯尤其应理解为在其主链中具有酯官能团(R-[-CO-O-]-R)的聚合物。聚酯包括聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二酯。弹性纤维应理解为特别是指具有高弹性的可拉伸的化学纤维。弹性纤维所基于的嵌段共聚物可以包含至少85％质量比的聚氨酯。

根据实例，纺织材料在回收过程中至少部分免除纤维与织物材料的连接。例如，可通过碱性和/或酸性预处理来实现，特别是取决于交联剂的类型。相应的交联剂会干扰，因为它可能会降低莱赛尔纤维素在莱赛尔溶剂中的溶解度。通过预处理(例如，通过进行碱性步骤和/或酸性步骤)至少部分地去除交联剂，并且部分或完全溶解不期望的交联可以提高获得的作为化学制浆的纤维素的适用性，以用于生产成形再生成型体。

根据一个实施例，用于再循环过程的纺织材料可以渗入另一种纤维素源。例如，另一纤维素源借助于莱赛尔法生产的纤维素(见图3)和粘胶法生产的纤维素(见图4)可以包括来自如下组中至少一种材料：木浆，碎布浆(特别是来自诸如亚麻，纱线等的材料残余物的纸浆)，棉花(即，来自棉株的纤维素，见图5)。另一纤维素源可以根据可用性灵活进行添加。由此，特定纤维素源中的任何临时瓶颈都不会影响回收过程的大规模使用。相反，可能的是，例如，旧服装纤维素的任何短缺可以通过其他纤维素补偿或平衡。然而，优选地，形成原材料只能是旧服装。

根据本发明生产的成型体可以用作例如：包装材料，纤维材料，纺织品复合材料，纤维复合材料，套毛材料，针刺毡室，内装饰棉，织物，针织物，以及作为作为家用纺织品，例如床单、衣服、填充物、植绒材料，医院纺织品，例如衬里、尿布或床垫，也可用作隔热毯、鞋垫和伤口敷料的织物。本发明的实施例既可适用于广泛的技术领域也适用于医学、化妆品和保健品。例如，在医学中，用于伤口处理和伤口愈合的材料可以由决定机械性能的载体和与皮肤和伤口表面特别相容的生物相容性涂层材料构成。还可有许多其他应用。

附图说明

下面参照以下附图详细描述本发明的示例性实施例。

图1示出根据本发明示例性实施例的用于回收含纤维素的纺织材料以用于生产成型体的方法的流程图。

图2示出了根据本发明的示例性实施例的用于生产含纤维素的成型体的设备。

图3显示了通过莱赛尔法生产的纤维素纤维。

图4显示了通过粘胶法生产的纤维素纤维。

图5显示了来自棉花植物的天然纤维素纤维。

具体实施方式

不同图中的相同或相似组件具有相同的附图标记。

在参考附图描述示例性实施例之前，应总结一些基本的构思因素，基于该构思得出本发明的示例性实施例。

根据本发明的示例性实施例，描述了通过回收含纤维素的纺织材料来生产成型体的工艺。尤其是描述了将旧纺织品或纺织品废料形式的纺织材料加工成化学制浆的进一步工艺步骤。利用该工艺，有利地可分离或回收纺织原材料中含纤维状纤维素组分，与非纤维素的组分分离，并按照化学制浆的要求进行清洗。

此外，根据示例性实施例，将所选的原料描述为纺织材料。

对于生产化学制浆，此类旧纺织品或纺织品废料尤其适合作为可回收的纺织材料。化学制浆具有纤维素组分占主要比例，如棉花和/或再生纤维素纤维(尤其是莱赛尔纤维、粘胶纤维、莫代尔纤维)。此类纺织材料或原材料可以通过人工、半自动或全自动分拣过程从旧纺织品和/或其他纤维素来源的总量中选择性地获得。

优选地，可选择仅含有纤维素成分的原料作为纺织材料。例如，生产废料(例如填垫材料上的切割残留物)。然而，现成的纺织品通常含有一定比例的非纤维素纤维。例如基于聚酯的缝纫线。因此特别地，旧纺织品的加工应考虑使用作为用于所述工艺的纺织材料或原材料的混合材料。

在选择纺织材料后，非纤维的组分或非纤维组分从纤维的组分或纤维组分分离出，及完成分解原材料或纺织材料。

非纤维成分(尤其是宏观非纤维成分，即不仅仅是微观成分，如染料)或非纤维组分如纽扣和/或拉链，通常作为原材料或纺织材料包含在旧纺织品中，它们可在加工过程开始时从所选的原材料或纺织材料的纤维或纤维组分中去除。为此，根据一个示例性实施例，(例如，按颜色、质量、纯度等)预先分类的纺织材料可首先通过一个或多个切纸机或通过切割机粉碎成织物碎块。例如，织物碎块可形成约1cm到数厘米的形状，例如具有在1cm到5cm的范围的中等直径。然后，附着有非纤维成分或非纤维组分的或由此类材料组成的织物碎块就可以由于物理特性(例如，通过金属分离器、重力或其他方式)自动地(尤其是部分自动或全自动)从总流中移除。为了减少或完全避免纤维的损失，有利的是，可以通过将分离出的织物碎块再次返回到破碎和分离步骤，以及将回收的纤维材料再次返回到生产化学制浆的主要工艺中。

由纯纤维材料制成的织物碎块，即纺织材料中的纯纤维组分，可以通过下面的机械工艺(例如研磨、研磨)进一步加工，以便使纤维组分中包含的织物、切屑、纱线等可以完全或部分分离成单个的纤维。可选地，也可以缩短纤维的长度。在混合纱的情况下，分离成单个纤维尤其有利。在纱线层面上，不同的纤维材料彼此是物理连接的。

它也可以用于暴露微观非纤维的组分或非纤维组分。例如，可以暴露渗入纤维中的颜料，然后可以选择在其他的步骤中分离，例如根据其物理性质。

接下来，根据示例性示例描述纤维组分的机械分离。

纺织材料或纺织的原料分解为单个纤维后，可以用机械方法分离方法或分类方法，将纤维素纤维或纤维素的纤维材料从非纤维素的纤维或非纤维素的纤维材料中分离出来。为此，可将单个纤维悬浮在液体介质中，优选为水介质中，并且可根据其物理性质进行例如重力和/或静电和/或浮选彼此分离。可将分离成单个纤维的织物碎块悬浮在带有搅拌器的混合槽中的水中。例如，棉纤维和聚酯纤维可以根据其密度差在重力作用下彼此分离。可以任选地但有利地将添加剂(例如，分散剂和/或溶胀剂)添加到液体介质中，以提高相应工艺的分离效率。例如，可以添加一种化学物质来降低水的表面张力，以抑制碎的织物碎块的漂浮。机械分离可以分几个步骤进行，以提高分离效果。

优选地，可通过一个或多个水力旋流器(即离心力分离器)和/或在浮选池中进行重力分离。

根据一个实施例，搅拌悬浮液后，可将其添加到水力旋流器中，其中，可根据不同密度在悬浮液中分离出特别是被分离成单个纤维的织物碎块。纤维素(尤其是棉花)的密度比聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)高，而聚对苯二甲酸乙二醇酯的密度又高于弹性纤维。为了提高分离效率，可以级联多个水力旋流器。

根据一个实施例替换的或附加的用于在至少一个水力旋流器中实施纤维材料的机械分离的处理方式也可以在浮选池中进行。特别是，可在浮选池中执行以下流程：

(a)在悬浮液中产生气泡

(b)使气泡与纤维材料在悬浮液中开始接触

(c)待分离的纤维材料附着在或粘贴在气泡上

(d)允许气体/固体混合物上升到可以被提取的表面，由于它们的密度较低，所以在浮选池中，优选较轻的PET和弹性纤维颗粒上浮并且可以提取，而较重的纤维素颗粒保留在浮选池中。

浮选池中所述处理可以连续或分批进行。

替选的或附加的纤维材料的静电分离可以在干燥的或湿法工艺中实施。

尽管优选为多步骤设计，但所引用的本发明的实施例中，有时无法在纯机械分离中实现材料完全分离。在一个实施例中，输入物料流被分离为主要纤维素流(主要含纤维素纤维)和主要非纤维素流(主要含非纤维素纤维)，其中在随后进一步加工成化学制浆的纤维素流中，非纤维素部分可首先还要在随后的化学分离中进一步消耗。根据示例性实施例，通过选择合适的工艺参数和工艺步骤的数量，可以满足非纤维素组分的期望目标范围。

根据本发明示例性实施例，下面描述纤维素纤维流的化学制备(尤其是蒸煮)。

关于化学制浆的生产，尤其是其用于制造纤维素再生成型体的再利用和相关纯度要求，根据本发明的示例性实施例是有利的，从机械分离后获得的主要纤维素材料流(即含有少量其他物质杂质的纤维素纤维)中通过化学方法进行化学分离，从而进一步尽可能定量地去除其中仍然含有的非纤维素成分。这可以根据本发明的示例性实施例通过化学方法步骤来实现。这些方法步骤的目的是选择性或优先降解非纤维素组分。

根据一个实施例，也可以选择性地溶解所述纤维材料的组分并随后过滤未溶解的组分。在一个实施例中，纤维素纤维流或以纤维素为主的纤维可进行碱性蒸煮。例如在此道工序中，聚酯可分为单体乙二醇和对苯二甲酸。这些是水溶性的，根据一个实施例可以工艺浸出从纤维素纤维中分离出来。纤维素还原反应也可与聚酯降解在蒸煮过程中同时进行。通过选择适当的工艺参数，可以根据本发明的实施例来控制纤维素降解，从而设定一定程度的目标聚合度。有利的是，因为纤维素聚合度(以极限值表示)是化学制浆的规范标准。

根据一个实施例，碱性蒸煮过程可以支持使用氧化剂。

根据一个实施例，最好同时在该蒸煮过程中溶解或降解原材料(例如染料)中固有的纺织化学品的某些部分，并转化成可溶的形式。

然后可以执行漂白程序来去除或灭活染料。

根据本发明的一个实施例，具体而言，在蒸煮后，纤维素纤维流(即，主要包含纤维素纤维或纤维素的纤维流)以优选的多级漂白顺序进一步制备。这种有利的漂白顺序的目的是通过尽可能完全去除或完全降解仍然存在的所有染料或纺织化学品来建立高的白度。根据一个实施例，氧化、还原和/或酶漂白阶段可彼此组合。在一个简单的实施例中，纯氧化漂白步骤是有利的。

根据一个实施例，序列A-Z-P可以有利地使用。在此，A阶段(酸洗)特别用于去除溶解的金属离子和降解碱性不可降解的纺织化学品。Z阶段(臭氧漂白)一方面作为生色团/染料降解的强氧化阶段，同时作为调整特性粘度极限值的另一阶段。最后的P阶段(过氧化物漂白)然后特别用于微调聚合度(类似于特性粘度极限值)并达到所需的最终白度。描述的漂白阶段是可选的：漂白阶段的数量和类型以及它们的具体工艺条件可以根据可用的材料或特定的应用来调整。

特别是，反应介质和工艺化学品的循环是有利的。根据本发明示例性实施例，有利地通过回收方法的实施，可以保持整个处理过程的较低的资源需求(尤其是关于化学品、能源、水)。

以下是再生成型体生成的实施例，即基于从纺织材料中分离的纤维素生产纤维素的成型体。

通过选择合适的原材料或纺织材料、合适的工艺参数以及上述工艺步骤的组合和彼此协调，可以使用上述制备工艺，从旧纺织品或纺织废料中提取化学制浆作为原材料或纺织原料。该化学制浆可用于生产纤维素的再生成型体，尤其是通过粘胶法和/或(尤其是基于NMMO溶剂的)莱赛尔法。

由此得到的纤维素再生成型体的质量与使用常规木质化学制浆可达到质量相当。

图1示出了根据本发明实施例的将旧服装回收后作为含纤维素的纺织材料用于生产由纤维素构成的成型体102(参见图2)的方法的流程图50。

纺织材料是以消费者使用和处理的形式为消费后旧衣服的不均匀纺织材料或混合织物(见附图标记52)。

首先，如附图标记56所示，纺织材料在一个或多个切纸机中粉碎和/或通过粉碎(优选地，使用切割刀)。由此，对于粉碎的织物碎块，例如，其尺寸范围在0.5x0.5cm²到10x10cm²之间。

随后，将粉碎的纺织材料的非纤维组分或织物碎块从粉碎的纺织材料的纤维组分或织物碎块分离。织物碎块能够作为非纤维组分与诸如纽扣、拉链、接缝和/或纺织品印花等异物分离。更准确地说，从粉碎的织物碎块中去除那些含材料的或由不同于纤维的材料形成的。优选地，非纤维组分与纤维组分的分离58可以通过由于与纤维组分不同的物理属性而分离非纤维组分的过程来完成。例如，通过金属分离器将由金属铆钉或拉链组成的或具有金属铆钉或拉链的织物碎块与其他的织物碎块分开。塑料纽扣可以利用异质的织物碎块的混合物与以纺织纤维为主的织物碎块的不同密度并通过重力分开来分离(如离心、过滤等)。

随后可选地，可以对分离的(主要不是由纤维形成的)非纤维组分进行粉碎60。例如，非纤维组分可以用切纸机再次切割。由此，可以将纤维材料的残余物从以非纤维组分为主的织物碎块中分离出来，并重新返回回收过程。换句话说，回收62从进一步粉碎的主要由非纤维组分构成的纤维残留物(以进一步纤维组分的形式)中实现。回收的纤维残留物可返回纤维组分，以进一步提取纤维素，参见附图标记63。

例如，可以通过切割机、进一步粉碎或分离64纤维组分和可选地回收的纤维残留物来完成以下操作。所提及的组分或织物碎块可以被粉碎成线，然后完全粉碎为独立纤维。

根据上述实施例，随后完成纤维组分(包括纤维残留物)的非纤维素纤维(尤其是合成纤维，例如聚酯、聚酰胺或氨纶，通常存在于旧纺织品中)与纤维素组分的纤维素纤维的机械分离66。机械分离66在不同的实施例中可以以不同的方式执行。例如，可以基于非纤维素纤维和纤维素纤维之间的密度差完成机械分离66。可选地或附加的，可基于非纤维素纤维和纤维素纤维之间的不同静电特征完成机械分离66。

在图1所示的实施例中，机械分离66显示含水介质中纤维组分的悬浮液68。换言之，纤维组分被填充到液体容器中。随后，由于上述两种组分的浮选性质不同，在水介质中将非纤维素纤维从纤维素纤维中分离出来。浮选是由于颗粒表面表面可湿润性不同而对细粒固体进行物理化学分离的过程。有利的，分散剂和/或溶胀剂可添加到进行浮选分离的水介质中，与纤维素纤维相比，可增强用于分离的非纤维素纤维的不同物理性质。

在机械分离66之后，有利于将非纤维素(尤其是合成的)纤维的另一部分的与纤维素纤维进行化学分离76，以进一步提高提取物的纤维素含量。化学分离76也有各种可能性。

在上述实施例中，化学分离76可包括仅纤维素纤维选择性溶液72在溶剂(例如NMMO)中。换言之，可以选择溶剂使得可确保只有纤维素纤维而不是非纤维素(PET)纤维以显著方式溶解在其中。这允许随后过滤不在溶液中的非纤维素(PET)纤维，参见附图标记74。

在一个特别优选的实施例中，机械分离66之后的化学分离76(具有或不具有根据附图标记72和74中程序的中间切换过程)包括通过使用氧化剂的碱性溶液进行碱性蒸煮(参见附图标记78)。

在化学分离76的情况下，非纤维素纤维可转化80为水溶性物质。例如，聚酯可以通过碱性蒸煮转化为水溶性单体。水溶性物质溶解82可在水溶剂中进行。随后可能可以将未溶解的纤维素纤维从溶解的物质中滤出(参见附图标记84)。

在化学分离76之后，该过程可对已被化学分离的纤维素纤维继续进行漂白86，以去除或灭活染料等。例如，漂白86可以是氧化漂白。根据本发明的优选实施例，漂白86可包括执行酸洗88、臭氧漂白90、过氧化物漂白92。通过漂白86可以去除再利用的纺织材料中的染料和其他化学残留物。

然后，从其获得的纤维素材料通过莱赛尔法(或通过粘胶法)生产纤维素的成型体102的套毛(参见附图标记94)。

为此，在漂白86之后获得的纤维素材料可直接溶解96在溶剂116中(对比附图2，例如叔胺氧化物，例如N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO))，优选无需进一步的化学预处理。更准确地说，材料可以直接输送到溶液中，由此，形成纺丝块。以此方式的生产或回收过程以异常简单、快速且有益环保地执行。令人惊讶的是，在对再利用的纤维素材料进行上述过程后，仍残留有少量异物(如聚酯或弹性纤维)，而对莱赛尔法并未产生干扰，对再利用的莱赛尔纤维素的质量也未产生不利影响。相反，在生产的纤维素纤维中可以保留一定量的弹性纤维，而不会损害其性能。例如，弹性纤维可以作为异物存在于成型体中，基于成型体的总重量，至少具有0.001重量％，尤其是至少0.01重量％，进一步地特别是至少1重量％。一定量的残留聚酯不会干扰所获得的产品，然而甚至可以加强成型体102的机械完整性。例如，聚酯可作为异物存在于成型体中，基于成型体的总重量，至少具有0.001重量％，尤其是至少0.01重量％，仍然特别是至少1重量％。

将上述材料溶解96于溶剂(优选NMMO)后，所得莱赛尔纺丝溶液可通过挤压一个或多个喷丝头，从而形成具有粘性黏度的线或长丝(参见方框97，该方框示出了该喷丝头或拉丝)。

在这些线或长丝掉落期间和/或之后，它们与水环境结合并因此被稀释。线或长丝的溶剂116的浓度由此在潮湿大气及含水液体浴中被进一步降低，使得莱赛尔纺丝溶液转移到由纤维素长丝构成的固相。换言之，纤维素丝开始沉降、沉淀或凝结，参见附图标记98。由此获得成型体102的预成型坯。因此，通过在纺丝浴中沉淀98(参见图2中的附图标记191)将纺丝块挤压形成成型体102。

另外，该方法可以具有对已沉淀的成型体102的后处理99。该后处理99可包括例如对获得的成型体102的干燥、浸渍和/或变换。例如，成型体102可通过该生产方法加工成纤维、薄膜、织物、羊毛、球、多孔海绵或珠，然后进一步使用。可以使用图2中示出的装置100来执行与生产94成型体102相对应的步骤。原材料110是在漂白86之后获得的含纤维素的材料。

因此，图2示出了根据本发明的示例性实施例的用于制造含纤维素的成型体102的设备100，该成型体例如以套毛(无纺布)的形式，制成纤维、薄膜、球、织物、海绵或珠状或薄片状。根据图1，成型体102直接由纺丝溶液104制成。后者通过凝结流体106(特别是来自大气中的水分)和/或凝结浴191(例如可选地具有叔胺氧化物例如N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)的水浴)转化为成型体102。莱赛尔法可以通过设备100进行。以此方式，例如，基本无尽的长丝或纤维108或离散长度的基本无尽的长丝与纤维108的混合物可以制成为成型体102。提供多个喷丝头，每个喷丝头具有一个或多个开口126(也可以称为纺丝孔)，以喷射莱赛尔纺丝溶液104。

如在图2中可以看到的，基于纤维素的原料110可以经由计量装置113输送到储罐114中。

根据一个示例性的实施例，可以通过下面更详细描述的溶剂116(特别是NMMO)实现将水引入到基于纤维素的原材料110中。纤维素基于原材料110本身也已经可以含有一定的残留水分(例如，干燥的纤维素通常具有5重量％至8重量％的残留水分)。特别地，根据所描述的示例性实施例，可以将原材料110直接添加到水和溶剂116的混合物中，而无需预先润湿。那么，可以省略图2中所示的可选水箱112。

根据一个替选的示例性实施例，含纤维素的原材料110可以另外被润湿，从而由此提供潮湿的纤维素。为此目的，水可以通过计量装置113从可选的水箱112输送到储罐114。因此，借助于控制装置140控制的计量装置113可以向储罐114提供可调节相对量的水和原材料110。

溶剂容器中装有适当的溶剂116，优选叔胺氧化物，例如N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)，或溶剂116的水性混合物，例如水中76％的NMMO溶液。可以在浓缩装置118中通过添加纯溶剂或水来调节溶剂116的浓度。然后可以在混合单元119中以限定的相对量将溶剂116与原材料110混合。混合单元119也可以通过控制单元140来控制。由此，将含纤维素的原材料110在相对量可调节的溶解装置120中溶解于浓的溶剂116中，从而得到莱赛尔纺丝液104。如本领域技术人员所知道的，用于根据莱赛尔法生产的纤维素的再生成型体的纺丝溶液104中原材料110、水和溶剂116组分的相对浓度范围(也称为纺丝窗口)是可以适当地调节的。

莱赛尔纺丝溶液104被输送到纤维发生器124(其可以由多个喷丝头梁或喷嘴122构成)。

当莱赛尔纺丝溶液104通过喷嘴122的开口126时，它被分成莱赛尔纺丝溶液104的多个平行线。所描述的过程控制将莱赛尔纺丝溶液104转换为越来越长和细的线，这些线的特性可以通过控制单元140所控制的适当调节过程条件来调整。可选地，气流可以在其从开口126至纤维接收接收单元132的途中使莱赛尔纺丝溶液104加速。

在莱赛尔纺丝溶液104移动通过喷嘴122并进一步向下移动之后，莱赛尔纺丝溶液104的长而细的线与凝结流体106相互作用。

当与凝结流体106(例如水)相互作用时，莱赛尔纺丝溶液104的溶剂浓度降低，从而使得原材料110的纤维素至少部分地凝结或沉淀为细长的纤维素纤维108(其仍可能含有溶剂的残留物和水)。

在由挤出的莱赛尔纺丝溶液104初始形成单个纤维素纤维108的过程中或之后，纤维素纤维108被吸收在纤维接收单元132上。纤维素纤维108可以浸入图1所示的凝固浴191(例如水浴，可选地包含诸如NMMO的溶剂的水浴)中，并且在它们与凝固浴191的液体相互作用时可以完成其沉淀。纤维素可以形成纤维素纤维108(如图所示，其中纤维素纤维108可一体式或整体地彼此融合(“合并”)，或可以作为分离的纤维素纤维108存在)，或可以在纤维接收单元132上由纤维素形成膜，或薄膜(图2中未示出)均取决于凝结的工艺设置。

因此，纤维素纤维108从喷嘴122的喷丝头中被挤出，并通过纺丝浴或凝结浴191(例如，含有水和低浓度的NMMO，以进行沉淀/凝结)，在此，纤维素纤维108在凝固浴191内被引导围绕相应的转向辊193，并引导向凝固浴191的外部至取出导丝辊195。取出导丝辊195负责纤维素纤维108的进一步运输和后拉伸，以满足期望的纤度。在取出导丝辊195之后，将来自纤维素纤维108的纤维束在洗涤单元180中洗涤，可能进行光泽处理及最终切割(未示出)。

尽管未在图2中示出，然而在凝结和随后在洗涤单元180中的洗涤过程中，已经从纤维素纤维108中去除的莱赛尔纺丝溶液104的溶剂116可以至少部分地回收或再循环，并且可以在随后的循环中再次被转移回储罐114。

在沿着纤维接收单元132的运输过程中，成型体102(在此为纤维素纤维108的形式)可以通过洗涤单元180洗涤，相应地，后者提供了用于去除溶剂残留物的洗涤液。然后可以对成型体102进行干燥。

除此之外，成型体102也可以进行后处理，参见示意性示出的后处理单元134。例如，该后处理可以包括水力缠结、针刺处理、浸渍、在通过压力供应的蒸汽和/或通过压延机进行蒸汽处理等。

纤维接收单元132可以将成型体102提供至卷绕装置136，在卷绕装置136上可以对成型体102进行卷绕。然后，可以将成型体102供应给如下实体，该实体基于成型体102生产诸如擦拭物或纺织品的产品。

图3示出了通过莱赛尔法生产的纤维素纤维200的横截面。通过莱赛尔法生产的纤维素纤维200具有光滑的圆形外表面202，并且均匀地且填充有纤维素材料，并且没有肉眼可见的孔。因此，本领域技术人员可以清楚地将其与通过粘胶法生产的纤维素纤维(参见图4中的附图标记204)和由棉花生产的纤维素纤维(参见图5中的附图标记206)区分开。

图4示出了通过粘胶法生产的纤维素纤维204的横截面。纤维素纤维204是云状的，并且沿其外周具有多个弓形结构208。

图5示出了来自棉花植物的天然纤维素纤维206的横截面。纤维素纤维206是肾形的，并且在内部具有无材料的内腔210作为完全封闭的腔。

基于根据图3至图5中纤维明显的几何或结构差异，本领域技术人员可以例如在显微镜下明确地确定纤维素纤维是通过莱赛尔法、通过粘胶法还是在棉花植物中形成的。

另外，应当指出，“具有”不排除其他元件或步骤，而“一个”或“一个”并不排除多个。还应当指出的是，已经参照上述示例性实施例之一描述的特征或步骤也可以与上述其他示例性实施例的其他特征或步骤组合使用。权利要求中的附图标记不应视为限制。

Claims (36)

1.一种用于回收含纤维素纺织材料以生产再生纤维素成型体（102）的方法，所述方法包括：

粉碎（56）纺织材料；

将粉碎的纺织材料的非纤维组分的至少一部分与粉碎的纺织材料的纤维组分分离（58）；

纤维组分的至少一部分非纤维素纤维与纤维组分的纤维素纤维机械分离（66）；以及

至少另一部分非纤维素纤维与纤维素纤维化学分离（76）；

在机械分离（66）和化学分离（76）之后，生产（94）基于纤维素纤维的成型体（102）。

2.根据权利要求1所述的方法，包括以下特征中的至少一个：

其中，纺织材料的粉碎（56）包括切碎；

其中在至少一部分非纤维组分分离（58）过程中，将由纽扣、拉链、接缝和纺织品印花构成纺织材料的残留物分离；

其中非纤维组分与纤维组分的分离（58）是基于不同的物理特性进行；

其中机械分离（66）是基于非纤维素纤维和纤维素纤维之间密度差；或

其中机械分离（66）是基于非纤维素纤维和纤维素纤维之间不同的静电特性。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，非纤维组分与纤维组分的分离（58）是基于金属沉积和/或重力沉积进行。

4.根据权利要求1所述的方法，机械分离（66）包括：

将纤维组分悬浮（68）在液体介质中；

非纤维素纤维与纤维素纤维的分离（70）是基于液体介质中不同的物理特性。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，将纤维组分悬浮（68）在水介质中。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，非纤维素纤维与纤维素纤维的分离（70）是基于重力、离心相关的、浮选和/或静电特性的不同。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，液体介质包括至少一种用于增强非纤维素纤维和纤维素纤维的不同物理特性的添加剂。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述添加剂是分散剂和/或溶胀剂。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，化学分离（76）包括：

选择性地将至少一部分非纤维素纤维或至少一部分纤维素纤维溶解（72）在溶剂中；

分离（74）至少一部分未溶解的纤维组分。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述分离（74）是滤出至少一部分未溶解的纤维组分。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，化学分离（76）包括提供碱性溶液。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述化学分离（76）包括使用氧化剂。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，化学分离（76）包括提供碱性沸腾物。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，碱性溶液的提供是用于降解非纤维素纤维。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，碱性溶液的提供是用于降解合成纤维。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，碱性溶液的提供是用于降解聚酯纤维。

17.根据权利要求1所述的方法，具有至少一种下列特征：

其中，化学分离（76）包括：将至少一部分非纤维素纤维转化（80）为可溶的物质；将可溶性的物质溶解（82）于溶剂中；以及从溶解物质中分离（84）未溶解的纤维素纤维；

其中机械分离（66）和/或化学分离（76）包括将合成纤维分离为非纤维素纤维；

其中生产（94）成型体（102），是基于莱赛尔方法或粘胶方法的纤维素纤维实现的。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，将至少一部分非纤维素纤维转化（80）为水溶性的物质。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，将可溶性的物质溶解（82）于水溶剂中。

20.根据权利要求17所述的方法，其中，分离（84）是从溶解物质中过滤出未溶解的纤维素纤维。

21.根据权利要求1所述的方法，其中，成型体的生产（94）包括：

将纤维素纤维在溶解（96）于溶剂（116）中，并将溶解的纤维素纤维转移到纺丝块中；

通过喷丝头挤压（97）纺丝块，并且随后在纺丝浴（191）中沉淀（98）。

22.根据权利要求21所述的方法，包括以下特征中的至少一个：

其中，纤维素纤维的溶解（96）是通过直接溶解方法和/或借助于叔胺氧化物作为溶剂完成；

其中，在纺丝浴（191）中的沉淀（98）是在水性环境进行的。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，纤维素纤维的溶解（96）是通过直接溶解方法和/或借助于N-甲基吗啉-N-氧化物作为溶剂完成。

24.根据权利要求22所述的方法，其中，在纺丝浴（191）中的沉淀（98）是在具有空气湿度和/或水浴的水性环境进行的。

25.根据权利要求22所述的方法，其中，水性环境基本上由水或水和溶剂的混合物（116）组成。

26.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括化学分离纤维素纤维的漂白（86）。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，漂白（86）包括由氧化漂白、还原性漂白和酶促漂白中的至少一种。

28.根据权利要求26所述的方法，其中，漂白（86）包括：

执行（88）酸洗。

29.根据权利要求28所述的方法，其中，漂白（86）进一步包括：

随后执行（90）臭氧漂白。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，漂白（86）进一步包括：

随后执行（92）过氧化物漂白。

31.根据权利要求1所述的方法，在分离（58）至少一部分非纤维组分之后，所述方法包括：

进一步粉碎（60）分离出的非纤维组分；

从进一步粉碎的非纤维组分中回收（62）纤维残留物；以及

将回收的纤维残留物进料（63）至纤维组分和/或用于机械分离（66）。

32.根据权利要求1至31中任一项所述的方法，包括至少一种如下特征：

其中，机械分离（66）之前，所述方法包括将纤维组分分离（64）成单个的纤维；

其中所述方法包括对沉淀的成型体（102）进行后处理（99）；

其中在所述方法中，使用纺织材料中的最多一部分非纤维素纤维来生产成型体（102）；

其中不均匀的纺织材料被用作纺织材料；

其中所述纺织材料包括来自服装生产和/或由消费者穿过的旧服装的残留物或由其组成；

其中成型体（102）是纤维、薄膜或织物，

其中成型体（102）的形状是珠状或者薄片状，

其中所述方法包括将成型体（102）进一步加工成产品。

33.根据权利要求32所述的方法，其中，机械分离（66）之前，所述方法包括通过撕裂和/或研磨将纤维组分分离（64）成单个的纤维。

34.根据权利要求32所述的方法，其中，在所述方法中，使用纺织材料中的最多一部分聚酯和/或最多一部分弹性纤维来生产成型体（102）。

35.根据权利要求32所述的方法，其中，混合的纺织织物被用作纺织材料。

36.根据权利要求32所述的方法，其中，所述方法包括将成型体（102）进一步加工成纺织织物。