第三节　废旧纺织品前处理

一、物理开松法

物理开松法是废旧纺织品回收利用方法之一，又称为机械开松法，物理开松法再利用技术是指将废旧纺织品不经分离而直接加工成可以纺出纱线的再利用纤维，然后织出具有穿着性或一定使用功能的面料，或直接将废旧布片经简单加工后直接使用的纤维层面的方法。物理开松法回收再利用废旧纺织产品的本质是将纤维还原到初始状态，这种方法仅仅是改变纤维的原始状态，几乎不破坏纤维分子的基本构成，是当下应用最广的废弃纺织产品再资源化方法。物理开松法再利用废弃纺织品具有工艺简单、步骤少、要求低等特点，所得纤维符合成纱标准，通过简单的加工处理即可重回市场。

机械开松需要经过机械的切割、开松和撕裂等过程，得到的纤维分为可纺纤维和不可纺纤维。在转杯纺、环锭纺、摩擦纺和平行纺中，机械开松纤维可作为纺纱的原材料。纤维的细度和长度在转杯纺中要求相对较低，对于纺织厂的废棉和落棉，可以与其他的棉混合，作为转杯纺的原料。在实际生产经验中，人们发现将不同的纤维混纺比单一的废旧纤维的纺纱效果好，在一定程度上可以改善纺出纱线的质量。

（一）物理开松法再利用原料来源

机械开松法再利用原料废旧纺织品主要来源于以下几个方面。

1.纤维加工产生的废料

无论是天然纤维还是化学纤维的生产，都不可避免地会产生一些副产物或废弃物，如轧花产生的落花和棉短绒、梳麻产生的亚麻下脚料和麻屑、生产化学纤维过程中产生的粗纤维屑和废丝等。这类纺织废料成分单一，且主要呈纤维状。

2.纺纱工程产生的废料

在纺纱工程中也会产生各种纺织废料，如落花、落毛、落丝、回丝、废纱等。这类废料成分易于确定，有的呈纤维状，有的则以具有一定捻度的纱线形式存在。

3.服装、纺织品加工产生的废料

服装、纺织品加工产生的废料是指服装、纺织品加工过程中，剪裁和缝制时产生的线头、布边、布角、布头等。纺织废料除了可以拼接加工布艺产品外，还是生产再利用纤维的主要原料。我国是纺织品生产和出口大国，每年纺织行业产生的纤维废料数量庞大。这类废料的成分比较复杂，花色多，具有一定的组织结构。

4.生活中的废弃物和纺织品

随着人们生活水平的提高，服装、纺织品的更新周期加快，生活中的废弃服装和纺织品数量惊人而且随处可见，如旧服装、旧地毯、旧纤维包装物等，这类废弃物均可作为纤维生产再利用的原料。而且，其中的一些旧服装或纺织品还可以进入二手市场流通。这类纺织废料的成分复杂，不仅具有一定的组织结构，而且颜色和形状种类繁多。

（二）机械开松法再利用技术现状

1.国外废旧纺织品物理开松法再利用状况

在国外，再利用纺织品往往售价比普通纺织品高出10%～20%，而在国内却难以摆脱低档廉价的形象。“黑心棉”等事件还使许多人对再利用纺织品产生抵触情绪。实际上，目前再利用棉纱的主要原料是生产服装过程中产生的碎布料，这些材料都是新的，与人们通常理解的二手服装、旧衣服不是一个概念。

日本采用机械开松技术的企业主要集中在爱知县岗崎地区和大阪府泉州泉南地区。岗崎地区由于离丰田公司较近，企业主要是再利用旧衣物和纺织服装，生产汽车内饰用产品，主要包括汽车隔热、隔音棉，同时也生产建筑物隔热层、劳动手套以及其他类似用途的产品。大阪府泉南地区的企业主要使用边角料生产棉纱和土木工程用棉。

国外的物理开松法纤维再利用生产线的设备比较先进，产能较高。如西班牙的Margasa公司推出的旧衣服自动制造再利用纤维生产线，该生产线每小时能自动加工2000kg废旧衣物及纺织品，完成碎步、开松、除树脂拉链和纽扣等杂质、除短纤维及灰尘、制成棉花状纤维并完成压缩打包状态的再利用纤维。

2.国内废旧纺织品物理开松法再利用状况

目前，我国的废旧纺织品回收还没有形成规模，主要是分散的少数单位投入这一行业，缺乏大型龙头企业参与，回收到利用的产业链不够通畅。同时，针对废旧纺织品的社会认可度存在一定的问题。社会也缺乏专门的回收组织，普通群众的废旧衣物很多时候没有地方投递，导致更多的衣物被当做垃圾浪费掉，街道社区没有专门的回收点，回收面相对比较窄，这些都有待进一步的改进和提高。

在机械处理中，有时会伴随有粉尘的飘散，影响空气质量。目前，机械处理还无法达到全自动化，其核心问题在于：首先，无法实现衣服纽扣、拉链及其他非布料装饰品的自动分离，主要依靠人工用剪刀裁剪掉这些附件；其次，对于机械开松的专用设备很少，还有待进一步深入研究；最后，机械处理的信息化程度较低，还不能实现废旧纺织品纤维处理时在线检测与评估。

目前，苍南县已形成服装下脚料、废布角料收购、开花、气流纺纱、拖把和宠物饰品等产品生产的较完整产业链。苍南县再生纺织业从业人员达20多万，工业年产值达150多亿元；全年实现废角料吞吐量300多万吨，在全国占比达到80%以上，形成了以宜山、钱库为中心的再利用纺织产业群。苍南县宜山镇很多企业从事再利用棉制造，以转杯纺纱工艺加工再利用棉纱的规模以上企业约40家，全镇大约有6万余人从事再利用棉纱的生产和流通，年产约80万吨纱线，产值30多亿元，该县是全国废旧纺织品综合利用试点基地。再利用纺织产业的快速发展给当地老百姓带来了收益，但产业“低、小、散”无序发展所产生的负面效应也逐步显现，企业产业层次低、噪声与粉尘污染、消防与生产安全隐患、企业违章建厂、机器设备陈旧简陋等问题日渐严重。废旧纺织品再利用产业发展主要问题：一是环境污染问题；二是违法占地、违章建筑的问题；三是安全生产与消防安全问题；四是劳动保障与职业病防治问题；五是高能耗设备的淘汰问题；六是无照经营问题，目前没有营业执照的依然有很多；七是质量安全问题，苍南再加工纤维质量问题，归根到底是产品标识问题。

如今，国外机械法回收废弃纺织品已经不再拘泥于“成纤—纺纱—织布”这一传统模式，而是早已跨界到各个领域。如利用废旧纺织品培养真菌、降解得到微晶纤维素以及制成羧甲基纤维素等。跟国外相比，我国机械法回收再利用废旧纺织品还相对落后，依旧只是停留在重新制成纱线、织物以及非织造布的阶段，废旧纺织品新的行之有效的回收再利用方法亟待研发。

（三）机械开松法工序与装备

机械开松法再利用技术针对那些因款式过时或是不再适合穿着而被丢弃的陈旧纺织品，如若通过粉碎的方式再利用使用，在很大程度上是一种资源的浪费，这部分废弃纺织品可以通过设计、改造及再加工后成为适合重新使用的新产品。一些处于半新状态的纺织品，因款式过时或不适合其所有者的使用要求而被废弃的，若将其打碎作为再生纤维未免有些浪费。若能将这些纺织品简单处理后（分类、消毒），对其款式进行改造或者艺术再创造成为新的产品，将是一种更加合适的再利用方法。

物理开松法回收废旧纺织类产品一般包括以下步骤：预处理、成纤、纺纱以及成型，见图2-11。

1.回收及前处理阶段

废旧纺织品形式不同，废旧衣物类产品会有金属及其其他材质的辅料，物理开松再利用废旧纺织品时，必须在切割前去掉金属拉链、纽扣、金属饰品等，以免这些材料的存在对切割刀具造成破坏。废旧纺织品来源不同，卫生情况难以保证，尤其是使用后的废旧纺织品，必须要进行清洗、消毒等处理。

纤维的回收阶段最需要注意的是尽可能地减少对纤维的损伤以及防止飞花现象，针对这个问题，可以根据实际情况，在加工过程中对纤维加湿或者是加油剂处理使其变软。

（1）废料切割技术。在原料前处理过程中最重要的技术是将纺织废料切割成适当的小片，纺织品废料切割是回收纤维阶段的第一步，切割设备制造者的主要目标是提高设备单位时间的处理能力。

回收设备在废旧纺织品回收中占有重要的地位，在实际的生产中作用十分明显，随着回收废旧纺织品的不断发展，纤维处理设备的研究得到了一定的发展和关注，纤维处理设备研究的重点在于加大处理能力和拓展多品种处理对象。

纤维处理机主要包括了放射式刀盘、平行切断刀片、旋转式切割机、豹式破布开清机。

放射式刀盘是目前在短纤维切断方面使用最普遍、最成熟的技术。其切断长度的适用范围非常广泛，可切断从最短3mm到200mm长度的纤维，切出的纤维长度均匀。

切断刀片位于刀盘上，刃口向上，在一个平面方向上排布，切断长度由刃口之间的间距决定。进给装置是一个倾斜的压轮，经过刀盘及碾压将废旧纺织品切成需要的给定长度。切断后的纤维靠重力作用自由垂直落下，整个过程落棉顺畅，压轮同时和多把刀片接触，切断效率和精度较高。

旋转式切割机配备有四个锋利的刀片，从而使切割得到的产物较短，不会引起加工对象的浪费。

豹式破布开清机可以很好地加工废布料，经过不同的工艺流程，不同特性的机械设备功能得到充分发挥，原料每小时的处理能力达到2.5吨，工作宽度达1.9m。

（2）撕破技术。撕破技术是回收纤维阶段的第二步，是将切割后的小布片通过机械方法进一步分解成更小的可供梳理的单位，主要是通过匹配锡林的外周线速度来解决，当排出的碎块较大时可被单独地或集中地收集起来，然后再次喂入。

（3）非纤维制品组分分离技术。从机械角度来看，如何去除非纤维制品组分是充分利用这类原料的技术非常重要的所在，原料回收原理是利用纺织品和非纺织制品之间质量的差异，在分离装置上采用其中任意一种分离方法，整个原料流的初步除杂过程需要在精细开松阶段之前进行。

（4）开松技术。开松是利用机械上布满钢钉的锡林将织物开松为纤维状，这个步骤是回收纤维阶段最关键的一步，一般纱线的结构越结实，越难保证低损伤回收纤维的要求，因此这就要求采用更高技术水平的开松技术来达到回收纤维的性能要求。

（5）混合技术。现在的纤维回收设备绝大部分都需要使用均匀不同投料的混合炉。炉体保证了原料喂入、输出的顺利进行，而原料喂入情况的好坏正是纤维质量和设备发挥高效率的保证。依靠炉体容积与相应的改进技术，混合炉还可以放置于破布开清机的前部，另外，如果流程中相互间隔几台混合炉，那么就可同时使用数台破布开清机，这样就提高了生产效率。

2.纤维成纱阶段

在纺纱加工阶段也可以在回收纤维中混用一些新纤维共纺来得到品质更高的纱线。随着环锭纺、摩擦纺、转杯纺和平行纺等先进纺纱技术的发展，使得采用回收处理得到的纤维进行纺纱变成了现实，并可进一步保证一定的纱线质量。摩擦纺低速高产，且对原料适应性广，是经济可行的加工回收再利用纤维的方法，其加工棉类废旧纺织品的工艺路线为：废旧纺织品分类、加湿—切割机—开松机—梳棉机—并条机—摩擦纺纱机。环锭纺和转杯纺都可以使用新旧混合纤维进行纺纱，其中转杯纺主要考虑纤维的强力因素，对纤维长度和纤度要求不高，这些特点正适合于废旧纺织品的加工。将废旧布片纺成粗纱工艺路线为：废旧布片分类、加湿—切割机—开松机—并条机—转杯纺纱机。平行纺是将短纤维平行排列，不经加捻而由长丝呈螺旋线状将它们包缠起来的纺纱方法，这种纺纱方法适合加工废旧短纤维。

3.成品阶段

经前段处理工艺得到的较长、性能较好的纤维用来纺纱，纱线可以直接用于织造新的纺织品，最后经过织造形成织物成品；对于经前处理工艺得到的较短、性能较差的不可纺纤维，可以利用非织造工艺制得非织造产品。非织造布工艺流程短、生产速度快、成本低、含量高、用途广，更重要的是其生产原料来源多，碎衣布料经过处理后也可用来生产非织造布，为废旧纺织品的回收再利用提供一条重要渠道。由废料再加工非织造布除前段工序以外，还包括以下两个工序：纤维制网、纤网加固。由于非织造布工艺的多样性，以及再生纤维长度不均匀，纤维较混杂的特点，为了得到物理和化学性能优良的产品，在再加工工艺的选择上必须要与再生纤维的特点相结合，同时，也可以在再生纤维中混入一定量的新纤维，以进一步提高非织造布的化学性能。

（四）特点与适用范围

日常使用的纺织品，一部分是由天然纤维包括棉、麻、毛等材料构成，另外一部分是由化学合成纤维材料构成。一般来说，天然纤维及其制品很难通过化学方法进行再利用。目前的纺织品以混纺为主，既满足了时尚性又具有良好的功能性。但是目前使用的纺织品给再利用带来很大的困难。

机械开松法再利用纤维的结构与性能特性决定了其应用领域，国内外文献均有对物理开松法再利用纤维在吸油吸水性能上的报道，计算方法如下：

通过与传统的清除漏油的纤维进行比较，发现纺织废弃纤维开松后快速吸油的能力是最好，表2-7中列出了不同纤维的吸油能力和吸油速度。为了进一步证实物理开松法再利用纤维的吸油速度快，又补做了玻璃管实验。将准备用于实验的纤维状原料均匀地塞进内径为1.0cm的玻璃管。塞进纤维的玻璃管一端垂直浸没在液体（油）槽中。测量通过芯吸作用吸收到纤维原料中的油重量并将其变为时间的函数关系再进行比较。玻璃管芯吸实验同样表明蓝色和白色纺织废弃物纤维原料的吸油速度比原棉快得多。

表2-7　不同纤维原料清除漏油的特性①

棉型再利用棉纱基本上是由棉针织服装的边角料加工制成，化纤再利用纱基本上是以涤纶服装或制品的边角料加工而成，通过专业化的边角料经营、再利用棉纱转杯纺纱加工、纱线销售等上下游产业链，为牛仔布、窗帘布、沙发布、手套和拖布提供了原料。再利用棉纱的加工生产几乎全部采用转杯纺纱，这主要是由于原料经过开松后，纤维长度缩短、强力下降，不适合环锭纺纱流程，而转杯纺工序短、产量高，非常适合再利用棉纱的生产。棉型再利用纱用途中，1/3用于生产牛仔布，1/3用于生产窗帘和沙发面料，其余用于生产劳动手套和拖布。化纤再利用纱多用于生产装饰布、手套、拖布和填充物等。

通过物理开松法再利用的纤维被广泛应用于家居装饰、服装、家纺、玩具和汽车工业等各个行业领域。按照物理开松法再利用纤维形态结构主要分为以下几类：

1.再加工纤维织物

废旧纺织品在纺织领域的应用最成熟，也是应用最早的领域。目前废旧纺织品物理开松法再利用的原料以棉纤维为主（包括了纯棉、棉纤维为主的涤棉织物等）。再利用的毛纤维一般长度较长，可以直接纺纱织成粗纺面料或编织毛衣裤，由这种废毛生产的粗纺呢或毛衣裤其质量并不比原毛生产的逊色，对于纤维长度较长的再生毛纤维也可掺入其他好纤维使用，采用环锭纺、转杯纺、摩擦纺或平行纺等纺纱机均可，所纺纱线可用于制作家居面料、工业用织布、过滤材料及各种毛毯、面料、服装衬里等。

2.再加工纤维非织造布

这是纤维回收再利用最广泛的领域，主要应用于工农业生产和各生活领域。由于非织造布生产工艺流程短、成本低且对原材料的适应性好，因而纺织废料用于非织造布的加工正在逐步扩大。对于一些化纤短纤维，可以加工成针刺毡等非织造布用作汽车中的隔音网、车座的衬里、地毯等，也可做家具业的装饰用品、土木工业的土工布、过滤产品等。

3.再加工纤维填絮料

对于一些质量较差的、长度较短的再生纤维，经过适当处理可做填絮料使用。如隔热、隔音层的材料，也可做运动场上聚酯泡沫塑料垫内的填充物。

二、泡料、摩擦料制备法

（一）工艺流程及装备

泡料、摩擦料工艺流程包括了废旧纺织品的清洁、废旧纺织品中纤维的鉴别与分离、废旧纺织品粒料的制备。

1.废旧纺织品的清洁

废旧纺织品再利用之前，必须将回收的废旧纺织品进行清洁处理，清洁的过程主要包括预洗、热/冷漂洗、干燥、消毒等。在清洁过程中水的处理很重要，一条成功的生产线需要有水的处理和循环体系。水的使用也直接影响清洗机器的保养和加工成本。常用的废旧纺织品消毒方法有紫外线消毒、蒸汽消毒和消毒剂浸泡消毒。

2.废旧纺织品中纤维的鉴别与分离

大多数回收的废旧纺织品中，纤维的组成不是单一的，因而在加工利用之前往往需要将纤维进行分离。主要以人工分拣法与自动在线分拣法为主。其中自动在线分拣方法中以近红外识别方法最具有代表性，相比较传统依靠人工经验分拣效率低、错误率高等问题（图2-12），近红外技术是废旧纺织品实现快速、在线、准确、低碳分拣的最佳手段（图2-13）。

NIR光谱采集的信息：主要是含氢基团（O—H,C—H,N—H,S—H,P—H等）在中红外区吸收的倍频和合频吸收。但光谱吸收强度低、谱带复杂而且重叠严重，在进行定性或定量分析中，必须借助化学计量学软件才能得到准确、可靠的分析结果，识别过程如图2-14所示。NIR光谱技术是把光谱测量技术、化学计量学和计算机技术融为一体的综合技术，是目前在现场进行快速、无损分拣的最佳选择。近红外技术应用于废旧纺织品鉴别及成分预测是可行的，一方面可以解决制约废旧纺织品回收再利用的技术瓶颈——分拣的问题；另一方面又可以提高废旧纺织品回收再利用产品的质量。由于废旧纤维制品在宏观上具有蓬松度大、易缠结、不易粉碎、含混纺结构等特点，和块体塑料有较明显的差别，因此机械旋分法、浮分法并不太适用。近年来，近红外线光谱识别技术的发展，在废旧纺织品分拣方面应用较为突出。近红外光谱分析的本质依据是不同物质含有不同的化学基团，不同的化学基团具有不同的近红外图谱，可借助不同基团与不同图谱之间的一一对应关系来实现纤维种类的鉴别及成分预测。同时，废旧纺织品虽然经过使用，但是其纤维的化学结构及分子组成没有发生变化，与原纺织品的纤维成分及含量几乎没有差异，因而利用近红外技术对其进行鉴别及成分预测是可行的。Polychromix基于对专利的MENS（微机电系统）的核心技术，提供了新一代便携式和强大的分析工具，降低了成本。

手持式近红外光谱仪识别纺织品中组分过程如图2-15所示。

3.废旧纺织品粒料的制备

废旧纺织品粒料的制备即造粒，目前包括以下几种造粒方法：冷相造粒法、熔融造粒法、摩擦造粒法和水热协同塑化造粒技术。

（1）冷相造粒法。冷相造粒法是指将废旧纤维制品置于258～260℃条件下，经过一系列的处理过程后重新得到高聚物粒子的方法。具体操作步骤如下：将经粉碎、洗涤、干燥后的废旧纤维制品投放到冷相造粒机中，当造粒机中的温度上升至200℃左右时，造粒机自动注水降温，当机中温度再次升高至200℃时，再次注水降温，然后经出料、脱水干燥以及筛选后，得到粒径为2～11mm的粒子，造粒过程完成。

（2）熔融造粒法。熔融造粒法包括三个步骤：废旧纺织品前处理、熔融塑化以及切粒包装。废旧纤维制品经粉碎、洗涤、干燥后，经螺杆输送至输送管，废料被压实后在管口挤出，再经熔融冷却，切粒加工成切片。废旧纤维制品经过熔融造粒后得到的切片，可以跟原生切片混合使用制成聚合物合金，除了用于纺织行业，还用作泡沫土工材料等。

为了减少熔融造粒中聚酯降解带来的影响，人们发展了熔融增黏技术。与传统的固相增黏技术相比，液相增黏技术省去了中间切粒再熔融的过程，因此在能耗方面有着一定的优势。但是液相增黏技术，特别是大容量的连续化操作，对反应的压力、温度、停留时间等影响熔体热历史的因素控制要求较为严格。图2-16是熔融增黏造粒设备示意图。

（3）摩擦造粒法。摩擦造粒法的主要设备是摩擦造粒机，摩擦造粒法的原理是将废旧纺织品经由计量推进器喂入一个定盘和旋转盘之间，物料与盘之间摩擦生热，达到一定温度后，物料塑化成条，此时向定盘和旋转盘通入冷水冷却，冷却后的条状物料进入切碎机进行粉碎，再经由旋风分离以及筛选后，符合要求的粒子进入料仓，不符合要求的粒子则返回再加工。

摩擦造粒的工艺流程如下所示：

废旧纺织品→皮带输送机→切丝机（粉碎机）→单螺旋加料器→造粒机→切粒机→成品称重→手工包装

其关键技术在于：

①采用风力输送形式，减少操作人员的工作强度，能源耗用低，能达到高的再生纺料造粒效率。

②摩擦粒子黏度几乎不变，可随时开车、停车，不需暖机时间。

③生产弹性大。可以回收多种废纤维、废塑料，如丙纶、涤纶、锦纶，亦可对废泡沫塑料、废胶、废薄膜等进行回收造粒。在造粒机的进料部位安装有加色机构，如添加彩料、色母粒或其他添加剂，可生产有色粒子。

④操作方便，能耗低。整个生产过程，除加料和包装为手工操作外，其余全为自动操作，劳动强度低，操作要求不高。废料从进料到出料，所需时间不到2min，物料的停留时间短，既保证造粒质量，又使能量消耗低，经济效益高。

⑤设备易于维修和保养，所需设备数量少，且结构简单，安全可靠，维修保养简便，有利于设备的现代化管理。

⑥摩擦粒子消耗低，产品质量好，在生产过程中无废料生产，也不加入其他辅助材料，产量等于废旧纺织品的加入量减去水分和油分，产品质量主要取决于废旧纺织品，在加工过程中黏度降低很少，不超过0.02dL/g。

图2-17是用于废旧纺织品回收的摩擦造粒设备示意图。

热熔快速造粒，其结果为原料特性基本不变，再利用料的利用价值大幅度提高。此外，摩擦造粒法工艺简单、设备投资少，不会给环境带来很大的影响。但是此法也存在很大的不足。在回收加工过程中，由于水分子或残留酸的存在使得聚合物大分子发生降解，相对分子质量降低，最终导致再生产物的性能发生恶化，如黏度下降、色值变差。由于回收过程中废旧纺织品可能会发生降解反应而产生乙醛，因此在食品和药品包装领域的应用受到了限制。除此之外，废旧纺织品每一次熔融造粒后，其物理化学性能就会降低，一次再生产后产生的废料或废弃物就无法再用物理法进行回收了，因此该方法回收废旧纺织品不能形成闭式循环。同时，根据物理法的回收机制，摩擦造粒法主要被应用在单一成分的合成纤维上。但是为了满足使用需求，市面上的纺织品大多是混纺纤维，成分不单一，因此摩擦造粒法的使用受到了很大的限制。摩擦造粒法主要用于单组分废旧纺织品回收的前处理，不适用于混纺纺织品的回收再利用。

（4）水热协同塑化造粒技术。废旧纺织品宏观形态蓬松（堆积密度为0.3～0.6g/cm3），严重影响进料效率，因此必须先对其进行造粒预处理以提升其堆积密度（堆积密度为0.9～1.1g/cm3），即布泡料的制备。造粒原理是利用纤维与机器刀片间的高强剪切摩擦生热实现物料熔黏压缩。传统泡料制备中温度的控制仅通过摩擦时间进行粗略控制，因此常会出现局部过热导致聚酯发生不可逆热降解，黏度损失严重，且泡料质量差异大，直接影响后续熔体的增黏。

针对此问题，采用水热协同塑化造粒技术，在废旧纺织品清洗后的离心脱水过程中，通过控制脱水工艺，保证其具有一定含量的水分，同时在摩擦过程中定时定量补加一定水分，这些水分在团粒过程中主要起到三个作用：

①调节泡料温度，一方面使过热部分冷却，防止不可逆热降解劣化的发生及扩大；另一方面气化的水可以有效地将团粒系统内的热量均匀分散与平衡，实现体系内温度的稳定调节。

②作为增塑剂，少量的水分子经热扩散进入聚酯非晶区，增加非晶区含量，可产生较为明显的塑化效果，利于搓粒成团，且可实现低温下的团粒。通常热熔团粒需要220℃以上温度才能实现，而引入水分子塑化后，进一步避免过程中热降解的发生。

③有利于泡料的粉碎，引入一定量的水分熔黏团粒后，会使泡料形成一定气孔微相，在后期大量水冷作用后，能够提高泡料强度及韧性，在团粒一定时间后加入适量的水对其进行急剧冷却，并在高速旋转的刀盘作用下破碎，破碎稳定，效率高。

水热协同塑化过程PET大分子聚集态演变示意图如图2-18所示。

水热协同塑化造粒与常规摩擦造粒在500r/min工艺条件下，系统内温度变化情况及团粒效果如图2-19，可以看出，在5min后搓粒的泡泡料具有一定的黏结性，同时由于改进的搓粒装置中设置了温度报警与自动加水降温装置，因此不会出现传统的搓粒装置中搓粒区温度持续增加的问题，并且在150～160℃，废纤就具有良好的黏结和成团性能。同时，由样品黏度降数据（图2-20）也可以看出，水热协同团粒法能够缓解团粒过程中的热降解，黏度降由12%降低至3%。

4.泡料的干燥工艺

泡料干燥是再利用喂料前的重要环节，对于减少熔融过程中的不可逆降解十分重要，通常要求含水率低于50mg/kg才可螺杆进料。目前，聚酯泡料的主要干燥方式采用真空转鼓，但由于泡料的含水率高（≥1%）、颗粒大小不一等因素导致单一真空干燥泡料含水存在差异。将真空转鼓干燥和热风干燥相结合，即采用“真空转鼓—热风”的半连续干燥工艺，同时在热风干燥仓入口增设搅拌桨保证进料均匀分散，仓内增设伞状孔板结构防止泡料干燥过程中的黏结搭桥。从根本上解决了真空转鼓干燥含水高和出料易回潮的问题，通过这种组合式干燥方式，干燥后的废聚酯纺织品的含水率低于30mg/kg，干燥效果较传统工艺提升明显。不同的干燥工艺对聚酯泡料的影响见表2-8。

表2-8　不同干燥形式的优点与缺点对比

泡料种类及级别多，生产中通常需要对不同类型的泡料进行混配使用，因此混合均匀性是至关重要的。在当前普遍采用的混合工艺中，普通的混料装置是一个立式的料筒，中间旋转轴带有倾斜角度的搅拌叶片，通过电动机带动轴转动来实现原料的搅拌。这种搅拌装置有一个缺陷，因为各种原料放入立式筒后，底层的原料始终都在最底层，而上层的也始终在上层，导致各种原料分层比较严重，并没有实现上下层料的整体搅拌，而只是某个层范围内的搅拌，这样就造成各种原料无法充分均匀混合，影响最后的纺丝质量。

由于废旧聚酯泡料本身为不规则的易成粉材料，为了降低摩擦料自身在黏度、熔点、颜色、杂质含量、粒径等方面的差异。利用螺旋旋转叶片的混料效果，从而达到强化轴向和径向混合效果，实现了底层摩擦料与上层摩擦料的均匀混合。并且混料装置带有多个可计量喂料绞龙。根据配料的需要分别计量后进入物料风机，在物料风机的作用下经物分离装置落入水平旋转的混料器，在搅拌叶片的作用下摩擦料间相产生交叉运动，互相接触，经过多次长时间的作用使得摩擦料混合均匀，实现不同品质物料的均匀混合和调配。混料示意图如图2-21所示。

针对摩擦料在投料和混料时的不匀现状，劳动强度大，结合螺旋旋转叶片的搅拌装置，实现了泡料混合和投料的半自动化，减少了工人劳动量，提高了劳动效率。其工作原理是将各种摩擦料按配比投入地下仓的料斗，再通过风机绞龙结合体定量送料进入旋风分离器进行除尘，再落入混料机使布泡料充分混合。混合结束后，摩擦料落入计量送料机，经风机再一次定量送料到另一个旋风分离器，分离后摩擦料落入大容量料筒内。在料筒内分别设置了上、下限料位计，当料位到达下限料位时给投料出发出信号，在允许的混料时间内适当加快投料速度，让料仓内的料位升高；当料位到达上限料位时给投料处发出警报，增加投料的时间间隔。这种警报设置能保持料仓内有充足原料，避免供料不足或过多而影响整条生产线。整个混合投料系统既对摩擦料进行了除尘，又实现了投料的半自动化。摩擦料的半自动投料混料系统如图2-22所示。

三、泡料质量标准与影响因素

中国化学纤维工业协会标准，T/CCFA 01018—2016，纤维级循环再利用聚酯（PET）泡料规定了纤维级循环再利用聚酯（PET）泡料产品的理化性能。本标准适用于回收的聚酯类纤维及其制品加工成的纤维级循环再利用聚酯（PET）泡料。其他类循环再利用聚酯泡料或颗粒状制品可参照使用。

纤维级循环再利用聚酯（PET）泡料的理化性能项目和指标见表2-9。泡料的理化性能项目主要包括粉末含量、过网率、水分、杂质含量、特性黏度和熔点。这些性能对于泡料的后续纺丝至关重要。如特性黏度低，难以纺丝，需要进行增粘；含水量高，会造成PET降解或是形成气泡丝；杂质含量高，则易于形成断丝。根据上述泡料的性能指标，可将样品分为优等品、一等品和合格品。

表2-9　纤维级循环再利用聚酯（PET）泡料的理化性能项目和指标