一种废旧编织网纤维材料的分离方法转让专利

申请号 : CN201711258682.6

文献号 : CN107738382B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 彭绍洪

申请人 : 广东石油化工学院

摘要 :

本发明公开了一种废旧编织网纤维材料的分离方法,该方法先将含纤维绳和纤维丝的废旧编织网切条;所述纤维丝或纤维绳材料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯中的任何2种;将破碎后的纤维混合物进行开松,开松后,单位重量纤维绳混合物的表观体积增大5‑10倍,细毛纤维编织的纤维绳被开松为蓬松絮状物,单丝纤维仍保持为原条形状;将开松后的纤维混合物送入分离槽进行湿法分离;蓬松絮状物富集在分选液体表层;单丝纤维富集在液体下层及底部;分别收集液体表层的絮状物、液体底部的纤维丝,脱除液体、干燥后得到纯的纤维绳材料和单丝纤维材料。本发明不仅分离效果好,而且不受纤维真实密度的限制;分离技术方案简单、经济、环保。

权利要求 :

1.一种废旧编织网纤维材料的分离方法,其特征在于包括如下步骤:

1)将废旧含纤维绳和 纤维丝的编织物切条;所述纤维丝或纤维绳材料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯中的任何2种;

2)将破碎后的纤维混合物进行开松,细毛纤维编织的纤维绳被开松为蓬松絮状物,开松后,控制开松后单位质量纤维混合物的体积增大到其原单位质量纤维混合物体积的5-10倍,单丝纤维不能被开松为蓬松的絮状物,仍保持为细条形状;

3)将开松后的纤维混合物送入分离槽进行湿法分离;蓬松絮状物富集在分选液体中表面附近;单丝纤维富集在液体下层及底部;通过振动、翻动絮状物和纤维丝的混合物,絮状物中夹带的少量纤维丝被振松、解离出来进入分选液中而下沉;纤维丝沉降后;分别收集液体表层附近的絮状物、液体底部的纤维丝,脱除液体、干燥后得到纯的纤维绳材料和纯单丝纤维材料。

2.根据权利要求1所述的一种废旧编织网纤维材料的分离方法,其特征在于,所述开松是将压紧的、互相纠缠的细纤维丝进行松解,改变纤维之间缠绕方式,扩大纤维间距,增加单位质量纤维的表观体积。

3.根据权利要求1所述的一种废旧编织网纤维材料的分离方法,其特征在于,所述的将废旧含纤维绳的纤维丝的编织物切条是切成长度为5-10cm纤维条,清洗干燥后,进一步切成长度为1 2cm的丝条。

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4.根据权利要求1所述的一种废旧编织网纤维材料的分离方法,其特征在于,所述分选液体为水、盐水溶液或乙醇与水的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种废旧编织网纤维材料的分离方法,其特征在于,所述振动、翻动絮状物和纤维丝的混合物采用机械或人工的方式进行。

6.根据权利要求5所述的一种废旧编织网纤维材料的分离方法,其特征在于,采用机械的方式进行包括安装超声波振动器或安装机械振动装置进行振动。

7.根据权利要求5所述的一种废旧编织网纤维材料的分离方法,其特征在于,采用人工的方式进行包括如击打液体表面进行振动。

8.根据权利要求1所述的一种废旧编织网纤维材料的分离方法,其特征在于,所述纤维丝沉降的时间为30 60分钟。

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说明书 :

一种废旧编织网纤维材料的分离方法

技术领域

[0001] 本发明涉及废旧建筑安全网、遮阳网、渔网纤维材料的回收利用,具体是将废编织网中不同纤维材料分离为单一纤维材料的方法。

背景技术

[0002] 渔业捕捞和养殖行业每年需要消耗大量各类渔网,同时也产生大量废旧渔网,目前这些报废的渔网大部分没有得到有效利用,多数被随地丢弃在海洋、滩涂。由于难以降解,漂浮在海洋中的渔网不仅危及轮船的航行安全,还会严重威胁海洋生物的生存。另外在农业、建筑业也大量使用纤维编织网,使用完后也面临处理问题。这类编织网一般由化工合成纤维制成,是不可再生的石油化工资源,因此从报废的编织网回收纤维材料具有非常好的环境和经济效益。
[0003] 中国发明专利申请201310556888.2公开了一种废渔网回收再制方法,该方法将废渔网切割、去除杂质、清洗、干燥等步骤后,再加入尼龙-66熔融造粒生产新渔网材料。具体而言,该废渔网回收再制方法包含以下步骤:混合原料:将该渔网丝与耐纶-66(nylon-66)进行混合,其中该渔网丝占总重量的70-99.9%,耐纶-66占总重量的0.1-30%;熔融:将混合后的渔网丝与耐纶-66进行熔融;制粒:将熔融后的渔网丝与耐纶-66进行制粒;抽丝:将制粒步骤中产生的原料粒进行抽丝,藉此可将废渔网进行有效回收再制,进而能提供实用性高的塑胶材料。
[0004] 专利(CN201510051361.3)公开了一种废旧渔网改性塑料的制备方法,将废旧渔网回收料55~65%、滑石粉22~24%、共混型热塑性弹性体5~8%、环氧树脂弹性体2~4%、氧化聚乙烯1~2%、聚乳酸-纤维素介质相容剂3~11%、抗氧化剂0.2~0.4%、紫外线吸收剂0.4~0.6%、聚乙烯对苯二酸0.2~0.3%和山梨醇油酸单甘油脂0.1~0.2%共混制成了一种改性材料,制备的改性塑料耐候性强,拉伸性能优异且不易断裂。
[0005] 专利(CN201010125963.6)公开了利用废渔网制备的尼龙6切片的方法,将95 98%~的废渔网与 0.5%-1.0%的扩链剂、1.0%-3.0%的复合热稳定剂及0.5%-1.0%润滑剂混炼后,能制得性能接近尼龙6新料切片的再生尼龙材料。
[0006] 但是上述技术加入物理、化学改进剂,通过加热熔融再成型的技术回收纤维材料产品,虽然工艺简单、成本低廉,但不同类型纤维的共混会大幅降低材料的力学性能,因此熔融再成型的回收技术不适合再生混合渔网纤维材料的回收,尤其是不适合含多种纤维的废旧渔网的直接回收利用。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于克服现有技术存在的问题,提供一种将含纤维丝和纤维绳的废旧编织网中分离出纤维丝和纤维绳离方法,且分离的纤维丝和纤维绳力学性能保持不变。
[0008] 本发明针对废旧编织网中纤维绳与纤维丝的分离需要,通过改变纤维绳的形貌及表观体积,提出了新的分离方案。现有的很多网状纤维编织网产品,网的主体由单丝纤维编织,在网边缘采用另外一种材料的纤维绳来加固、承重或安装。用于编织主体网状产品的单丝纤维直径范围一般为0.1 1毫米,而纤维绳则由直径为10 100微米的细毛纤维织成。~ ~
[0009] 单丝纤维和纤维绳通常由不同类型的高分子材料制成,两者相容性差,如果直接以混合物熔融成型方式再生,再生产品的机械性能差,利用价值低。
[0010] 单丝纤维一般较细、较软,且破碎后的纤维表面容易起毛,加上呈细条的外形,这些因素使其密度分选介质(如水或空气)中的沉降运动容易受到介质流动的干扰,因此采用现有的常规密度分选技术分离这类混合物,即使两种纤维的真密度相差较大,也很难将两种混合纤维材料完全分开,获得的再生纤维材料的纯度达不到要求。
[0011] 本发明的目的是克服现有密度分离技术的不足,本发明通过如下技术方案实现:
[0012] 一种编织网纤维材料的分离方法,包括如下步骤:
[0013] 1)将废旧含纤维绳和纤维丝的编织网切条;所述纤维丝或纤维绳材料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯中的任何2种;
[0014] 2)将破碎后的纤维混合物进行开松,细毛纤维编织的纤维绳被开松为蓬松絮状物,开松后,控制开松后单位质量纤维混合物的体积增大到其原单位质量纤维混合物体积的5-10倍,单丝纤维不能被开松为蓬松的絮状物,仍保持为细条形状;
[0015] 3)将开松后的纤维混合物送入分离槽进行湿法分离;蓬松絮状物富集在分选液体中表层附近;单丝纤维富集在液体下层及底部;通过振动、翻动絮状物和纤维丝的混合物,絮状物中夹带的少量纤维丝被振松、解离出来进入液体而下沉;纤维丝沉降后;分别收集液体表层附近的絮状物、液体底部的纤维丝,脱水、干燥后得到纯的纤维绳材料和纯单丝纤维材料。
[0016] 为进一步实现本发明目的,优选地,所述开松是将压紧的、互相纠缠的纤维进行松解,改变纤维之间缠绕方式,扩大纤维间距,增加单位质量纤维表观体积。纤维绳的开松可采用机械或人工的扯松、打松等方式完成。
[0017] 优选地,所述的将废旧含纤维绳的纤维丝的编织网切条是切成长度为5-10cm纤维条,清洗干燥后,进一步切成长度为1 2cm的丝条。~
[0018] 优选地,所述分选液体为水、盐水溶液或乙醇与水的混合物。
[0019] 优选地,所述振动、翻动絮状物和纤维丝的混合物采用机械或人工的方式进行。
[0020] 优选地,采用机械的方式进行包括安装超声波振动器或安装机械振动装置进行振动。
[0021] 优选地,采用人工的方式进行包括如击打水面进行振动。
[0022] 优选地,所述纤维丝沉降的时间为30 60分钟。~
[0023] 本发明是从纤维丝和纤维绳的废旧编织网产品中分离出纤维丝和纤维绳。本发明将开松后的纤维混合物送入分离槽进行湿法分离;纤维绳开松后转变为纤维絮状物,在分选液体中下沉过程受到的阻力也因其外形变化而明显增大,发明人通过实验发现,即使纤维绳原料的真实密度大于分选液体,纤维绳开松后形成的纤维絮状物下沉速度也极慢,容易富集在液体表层附近;开松后纤维丝保持为单丝纤维,由于开松过程其外形没有被明显改变,因此受到的浮力主要取决于纤维丝材料的真密度。当纤维丝材料的真实密度大于液体密度,纤维丝主要富集在液体下层及底部;通过振动、翻动絮状物和纤维丝的混合物,絮状物中夹带的少量纤维丝被振松、解离出来而下沉;让纤维丝沉降30 60分钟后;分别收集~液体表面附近的絮状物、液体底部的纤维丝,脱除液体、干燥后即可得到纯纤维绳材料和纯单丝纤维条材料。
[0024] 本发明振动、翻动纤维开松混合物的目的是为了将絮状物中夹带的纤维丝松动并解离出来,振动、翻动方法可以采用机械、人工的方式,如击打液面、安装超声波振动器、安装机械振动装置等,但不限于这些方式。
[0025] 相对于现有技术,本发明具有如下优点:
[0026]  1、与现有的密度分选技术相比,本发明采用开松的方法,使纤维绳具有与单丝纤维明显不同的形貌、表观体积,从而根据其在分选介质中不同的浮沉行为实现纤维绳和纤维丝的分离,比直接用密度分离方法分离这些混合物具有更好的分离效果。
[0027] 2、本发明提出的分离方法,不受两种纤维真实密度的限制,当需要分离两种密度相近的纤维材料时,现有的密度分选技术很难处理,而采用本发明提出的技术方案特别有效。
[0028] 3、与现有的溶剂法、化学法再生技术相比,本发明的分离方案更加简单、经济、环保。

具体实施方式

[0029] 为更好地理解本发明,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的实施方式不限如此。
[0030] 实施例1
[0031] 由聚酰胺(PA)纤维丝(直径为0.5mm)、聚酯(PET)纤维(单丝为20 50μm)绳编织的~网状产品废物10kg,经切断、清洗、干燥、再破碎到长度1 2cm的纤维条(绳),然后将纤维混~
合物送入打松机进行开松,形成包括纤维条、絮状物的纤维混合物,控制开松后单位质量纤维混合物的表观体积为9.3 升/ kg,是开松前(1.8升/ kg)的5.1倍 。取1kg开松后的混合纤维送入以水为分离介质的分离槽,启动位于分离槽下面的震荡机,调节振动频率为200次/min,同时人工翻动水面的絮状物,待PA纤维丝从PET絮状物中释放完后,停止振动,继续沉降30分钟。收集水面附近的絮状物,脱水后,并在100℃干燥60min,获得0.29 kg干的絮状物,经热重和红外分析,发现絮状物的熔点为115℃,红外吸收峰谱与PET红外吸收谱吻合,没有发现PA组分的熔点峰和特征红外吸收峰,确定絮状物应为纯PET。收集水底的纤维条,脱水并在100℃干燥60min,获得0.68kg干纤维丝,经红外和热重分析测定,发现纤维丝的熔点为125℃,红外吸收谱与PA红外吸收谱吻合,没有发现PET的熔点峰和特征红外吸收峰,确定纤维丝为纯PA。
[0032] 实施例2
[0033] 由聚酰胺(PA)纤维丝(单丝直径为0.3 mm)、聚酯(PET)纤维绳(单丝纤维为50 80μ~m)编织的网状产品废物10 kg,经切断、清洗、干燥、再破碎到长度1 2cm的纤维条(绳),然后~
将纤维混合物送入扯松机进行开松,形成包括纤维条、絮状物的纤维混合物,控制开松后单位质量纤维混合物的表观体积为9.5 升/ kg,是开松前(1.7升/ kg)的5.6倍 。取1kg开松后的混合纤维送入以水为分离介质的分离槽,启动位于分离槽下面的震荡机,调节振动频率为200次/min,同时人工翻动水面的絮状物,待PA纤维丝从PET絮状物中释放完后,停止振动,继续沉降40分钟。收集水面附近的絮状物,脱水后,并在100℃干燥60min,获得0.28 kg干的絮状物,经热重和红外分析,发现絮状物的熔点为115℃,红外吸收峰谱与PET红外吸收谱吻合,没有发现PA组分的熔点峰和特征红外吸收峰,确定絮状物应为纯PET。收集水底的纤维条,脱水并在100℃干燥60min,获得0.69kg干纤维丝,经红外和热重分析测定,发现纤维丝的熔点为125℃,红外吸收谱与PA红外吸收谱吻合,没有发现PET的熔点峰和特征红外吸收峰,确定纤维丝为纯PA。
[0034] 实施例3
[0035] 由聚酰胺(PA)纤维丝(单丝直径为1 mm)、聚酯(PET)纤维绳(单丝纤维为20 50μm)~编织的网状产品废物10kg,经切断、清洗、干燥、再破碎到长度1 2cm的纤维条(绳),然后将~
纤维混合物送入打松机进行开松,形成包括纤维条、絮状物的纤维混合物,控制开松后单位质量纤维混合物的表观体积为9.7 升/ kg,是开松前(1.8升/ kg)的5.4倍 。取1kg开松后的混合纤维送入以水为分离介质的分离槽,启动位于分离槽下面的震荡机,调节振动频率为200次/min,同时人工翻动水面的絮状物,待PA纤维丝从PET絮状物中释放完后,停止振动,继续沉降30分钟。收集水面附近的絮状物,脱水后,并在100℃干燥60min,获得0.35 kg干的絮状物,经热重和红外分析,发现絮状物的熔点为115℃,红外吸收峰谱与PET红外吸收谱吻合,没有发现PA组分的熔点峰和特征红外吸收峰,确定絮状物应为纯PET。收集水底的纤维条,脱水并在100℃干燥60min,获得0.63kg干纤维丝,经红外和热重分析测定,发现纤维丝的熔点为125℃,红外吸收谱与PA红外吸收谱吻合,没有发现PET的熔点峰和特征红外吸收峰,确定纤维丝为纯PA材料。
[0036] 实施例4
[0037] 由聚酰胺(PA)纤维丝(直径为0.5mm)、聚酯(PET)纤维(单丝为20 50μm)绳编织的~网状产品废物10kg,经切断、清洗、干燥、再破碎到长度1 2cm的纤维条(绳),然后将纤维混~
合物送入打松机进行开松,形成包括纤维条、絮状物的纤维混合物,控制开松后单位质量纤维混合物的表观体积为8.5 升/ kg,是开松前(1.3升/ kg)的6.5倍 。取1kg开松后的混合纤维送入以水为分离介质的分离槽,启动位于分离槽下面的震荡机,调节振动频率为250次/min,同时人工翻动水面的絮状物,待PA纤维丝从PET絮状物中释放完后,停止振动,继续沉降60分钟。收集水面附近的絮状物,脱水后,并在100℃干燥60min,获得0.23 kg干的PA絮状物,经热重和红外分析,发现絮状物的熔点为125℃,红外吸收谱与PA红外吸收谱吻合,没有发现PET组分的熔点峰和特征红外吸收峰,确定絮状物为纯PA。收集水底的纤维条,脱水并在100℃干燥60min,获得0.76kg干纤维丝,经红外和热重分析测定,发现纤维丝的熔点为
114℃,红外吸收峰与PET红外吸收谱吻合,没有发现PA的熔点峰和特征红外吸收峰,确定丝条为纯PET。
[0038] 实施例5
[0039] 由聚酰胺(PA)纤维丝(直径为0.2mm)、聚乙烯(PE)纤维(单丝为40 60μm)绳编织的~网状产品废物10kg,经切断、清洗、干燥、再破碎到长度1 2cm的纤维条(绳),然后将纤维混~
合物送入打松机进行开松,形成包括纤维条、絮状物的纤维混合物,控制开松后单位质量纤维混合物的表观体积为13.5 升/ kg,是开松前(1.8升/ kg)的7.5倍 。取开松后的混合纤维1kg送入以水为分离介质的分离槽,启动位于分离槽下面的震荡机,调节振动频率为250次/min,同时人工翻动水面的絮状物,待PA纤维丝从PE絮状物中释放完后,停止振动,继续沉降60分钟。收集水面附近的絮状物,脱水后,并在100℃干燥60min,获得0.25 kg干的絮状物,经热重和红外分析,发现絮状物的熔点为120℃,红外吸收峰谱与PE红外吸收谱吻合,没有发现PA组分的熔点峰和特征红外吸收峰,确定絮状为纯PE。收集水底的纤维条,脱水并在
100℃干燥60min,获得0.74kg干纤维丝,经红外和热重分析测定,发现纤维丝的熔点为125℃,红外吸收峰谱与PA红外吸收谱吻合,没有发现PE的熔点峰和特征红外吸收峰,确定其为纯PA材料。
[0040] 实施例6
[0041] 由聚丙烯(PP)纤维丝(直径为0.6mm)、聚乙烯(PE)纤维(单丝为40 60μm)绳编织的~网状产品废物10kg,经切断、清洗、干燥、再破碎到长度1 2cm的纤维条(绳),然后将纤维混~
合物送入打松机进行开松,形成包括纤维条、絮状物的纤维混合物,控制开松后单位质量纤维混合物的表观体积为15.5 升/ kg,是开松前(1.7升/ kg)的9.1倍。取开松后的混合纤维
1kg送入以乙醇水溶液(密度为0.79g/cm3)为分离介质的水槽中,启动位于分离槽下面的震荡机,调节振动频率为300次/min,同时人工翻动水面的絮状物,待PP纤维丝从PE絮状物中释放完后,停止振动,继续沉降60分钟。收集水面附近的絮状物,清洗、脱水后,并在100℃干燥60min,获得0.27 kg干的絮状物,经热重和红外分析,发现絮状物的熔点为120℃,红外吸收峰谱与PE红外吸收谱吻合,没有发现PP组分的熔点峰和特征红外吸收峰,确定絮状物为纯PE。收集水底的纤维条,清洗、脱水后, 在100℃干燥60min,获得0.71kg干纤维丝,经红外和热重分析测定,发现纤维丝的熔点为136℃,红外吸收峰谱与PP红外吸收谱吻合,没有发现PE的熔点峰和特征红外吸收峰,确定其为纯PP。
[0042] 实施例7
[0043] 由聚氯乙烯(PVC)纤维丝(直径为1mm)、聚酯(PET)纤维(单丝为40 60μm)绳编织的~网状产品废物10kg,经切断、清洗、干燥、再破碎到长度1 2cm的纤维条(绳),然后将纤维混~
合物送入打松机进行开松,形成包括纤维条、絮状物的纤维混合物,控制开松后单位质量纤维混合物的表观体积为8.0 升/ kg,是开松前(1.3升/ kg)的6.1倍。取开松后的混合纤维
1kg送入以密度为1.2g/cm3的氯化钠水溶液为分离介质的分离槽,启动位于分离槽下面的超声振动器,调节振动频率为30KHz,同时人工翻动水面的絮状物,待PVC纤维丝从PET絮状物中释放完后,停止振动,继续沉降30分钟。收集水面附近的絮状物,脱水后、清洗后,并在
100℃干燥60min,获得0.26 kg干的絮状物,经热重和红外分析,发现絮状物的熔点为115℃,红外吸收峰谱与PET红外吸收谱吻合,没有发现PVC组分的熔点峰和特征红外吸收峰,确定絮状物为纯PET。收集水底的纤维条,脱水、清洗后并在100℃干燥60min,获得0.73kg干纤维丝,经红外和热重分析测定,发现纤维丝的熔点范围为83-96℃,红外吸收峰谱与PVC吸收谱吻合,没有发现PE的熔点峰和特征红外吸收峰,确定其为PVC纤维。
[0044] 虽然本发明是一种物理分离方法,但从上述实施例可见,本发明将包含纤维丝和纤维绳的废旧编织网中分离为纯纤维丝和纯纤维绳,分离率接近100%,这在本领域中取得了非常好的分离效果,尤其是本发明获得的纤维丝和纤维绳没有受到化学物质污染,保持了完好的物理性能,有利于回收材料的再利用;而且本发明基于纤维绳和纤维丝形貌、表观体积不同,而在分选介质中呈现不同的浮沉行为实现的分离,不受纤维真实密度的限制,分离方法简单、经济、环保,具有重要的应用价值。本发明能取得上述效果,主要基于发明人发现,用于编织主体网状产品的单丝纤维直径范围一般为0.1 1毫米,而纤维绳则由直径为10~100微米的细毛纤维织成;采用开松的方法,使纤维绳具有与单丝纤维明显不同的形貌、表~
观体积,细毛纤维编织的纤维绳被开松为蓬松絮状物,较粗的单丝纤维不能被开松为蓬松的絮状物,仍保持为细条形状,合理控制开松后单位质量纤维混合物的体积,可以根据开松后纤维混合物在分选介质中不同的浮沉行为实现纤维绳材料和纤维丝的分离。本发明的分离方法不仅分离效果好,而且不受纤维真实密度的限制,采用现有的常规密度分选技术分离这些材料,很难获得满意的分离效果。