废旧棉纺织品机械拉毛法回收纤维实验研究

严涛海

(闽江学院 服装与艺术工程学院，福建 福州 350121)

废旧棉纺织品机械拉毛法回收纤维实验研究

严涛海

(闽江学院 服装与艺术工程学院，福建 福州 350121)

废旧纺织品回收再利用是解决全球环境和资源问题的一种方法，机械拉毛法回收再利用废旧纺织品是使回收和再生变为现实的一种简单可行的方法.自制拉毛简易装置，经实验研究发现，在对废旧棉纺织品使用拉毛法回收纤维时，其排列间隔、钉子露出长度和钉子尺寸等对拉毛效果有一定的影响.

废旧棉纺织品；回收纤维；钉子；拉毛

资源的匮乏和环境污染是当今全球共同面临的问题.在纺织工业中,一方面随着人口的日渐增多,原料紧缺问题表现突出，并且价格大幅度上扬；另一方面，近几年成衣款式的快速变化造成了极大的浪费，废旧纺织品产生的数量逐年递增[1-2].机械法回收可以将废旧纺织品不经分离而直接加工成可以纺出纱线的再生纤维，然后织出具有穿着性或者一定使用功能的面料,或者直接将废旧布片经简单加工后直接使用.利用废旧纺织品可以进行纺纱织布，非织造技术则使下脚纤维材料的回收和再生变为现实.

1 实验

1.1实验准备

在标准大气条件下进行实验.实验使用相同的布料，布料规格为10 s×10 s×299(根/10 cm)×173(根/10 cm)，280 g/m2，剪取相同大小的布样，实验样布固定在木板之上，利用钉子自制了一个简单的废旧棉纺织品拉毛装置,该装置的原理是利用钉子对织物表面的纤维进行勾丝而拉出纤维.在不同条件下，把得到的废旧棉纺织品进行拉毛处理，实验参数见表1.

表1 实验参数表Tab.1 Experimental parameters

1.2实验操作

根据实验安排表，将回收来的废旧棉纺织品水洗、预蒸、晾晒后，再剪取130片30 cm×30 cm大小的布片，10个一组并每组逐个进行编号(1～10)，再用电子天平逐个称取质量，称取后计入表格.每次拉毛的时间为5 min，拉毛固定拉力为200 N.拉毛后，再次用电子天平量取布片的质量，比较两次的差值，即可得出每次拉毛回收的废旧棉纺织品质量.

2 结果与讨论

2.1钉子直径对拉毛法回收纤维的影响

按照从大到小的顺序分3次把钉子固定在木板上对布片进行拉毛，钉子排列间隔为1.50 cm，钉子露出长度为0.80 cm.每个布片拉毛后，把布取下，再次用电子天平量取布的质量.表2是在拉毛实验中，不同大小钉子拉毛时差值的平均值、最大值、最小值以及差值标准差的对比.

表2 不同直径的钉子拉毛数据对比 Tab.2 The comparison picking data of nails with different diameters

由表2可知，当钉子直径为2.00 mm的时候，拉毛前后差值的平均值为7.20 g；当钉子直径为1.50 mm的时候，拉毛前后差值的平均值为7.72 g；当钉子直径为1.00 mm的时候，拉毛前后差值的平均值为8.78 g.当钉子直径减少时，拉毛前后织物质量的差值变大，钉子直径从2.00 mm变为1.00 mm时，拉毛前后织物质量的差值提高了21.9%，说明钉子直径对拉毛法回收纤维的影响明显.由此可以得出,钉子直径越大，拉毛回收的纤维量越少；钉子直径越小，拉毛回收的纤维量多.究其原因，钉子直径越小，越容易深入织物中抓取纤维，故拉毛效果最好.

2.2钉子露出长度对拉毛法回收纤维的影响

钉子露出长度分别为1.00 cm，0.80 cm和0.60 cm，钉子直径为1.00 mm，钉子排列间隔为1.50 cm，然后对一组(10块)布进行拉毛.表3是在拉毛实验中，在钉子不同露出长度拉毛时差值的平均值、最大值、最小值以及差值标准差的对比.

表3 不同长度的钉子拉毛数据对比Tab.3 The comparison picking data of nails with different lengths

由表3可知,当钉子露出长度为1.00 cm的时候，拉毛前后差值的平均值为8.60 g；当钉子露出长度为0.80 cm的时候，拉毛前后差值的平均值为8.32 g；当钉子露出长度为0.60 cm的时候，拉毛前后差值的平均值为7.79 g.当钉子露出长度减少时，拉毛前后织物质量的差值变小，长度从0.60 cm变为1.00 cm时，拉毛前后织物质量的差值减少了10.4%，说明钉子的露出长度对拉毛法回收纤维的影响较明显.由此可以得出,钉子露出的长度越短，拉毛回收的纤维量越少；钉子露出的长度越长，拉毛回收的纤维量多.究其原因，钉子露出的长度越长，越容易深入织物中抓取纤维，故拉毛效果最好.

2.3钉子排列间隔对拉毛法回收纤维的影响

将钉子按照2.00 cm，1.50 cm和1.00 cm的间隔排列，钉子露出长度为1.00 cm，钉子直径为1.00 mm，对另外10块布再次拉毛5 min.表4是在拉毛实验中，钉子不同的排列间隔拉毛时差值的平均值、最大值、最小值以及差值标准差的对比.

表4 钉子不同排列间隔拉毛数据对比 Tab.4 The comparison picking data of different spaced permutations nails

由表4可知,当钉子排列间隔为2.00 cm的时候，拉毛前后差值的平均值为6.85 g；当钉子排列间隔为1.50 cm的时候，拉毛前后差值的平均值为7.49 g；当钉子排列间隔为1.00 cm的时候，拉毛前后差值的平均值为8.70 g.当钉子排列间隔缩短时，拉毛前后织物质量的差值变大，当钉子间隔从2.00 cm变为1.00 cm时，拉毛前后织物质量的差值提高了27%，说明钉子的排列间隔对拉毛法回收纤维的影响显著.由此可以得出,钉子的排列密度越疏松，拉毛回收的纤维量越少；钉子排列的密度越紧密，拉毛回收的纤维量越多.究其原因，钉子排列越紧密，深入织物抓取纤维的钉子数量越多，其拉毛效果越好.

2.4棉布经纬向放置对拉毛法回收纤维的影响

钉子排列间隔为1.00 cm，钉子露出长度为2.00 cm，钉子直径为1.00 mm，将两组布按照不同的经纬向进行拉毛，前一组10块经向拉毛，后一组另外10块纬向拉毛，研究棉布经纬向对拉毛法回收的影响.表5是在拉毛实验中，棉布不同经纬向拉毛时差值的平均值、最大值、最小值以及差值标准差的对比.

表5 棉布经纬向时拉毛实验数据对比 Tab.5 The comparison experimental picking data of cotton warp and weft

由表5可知，当棉布经向拉毛时，拉毛前后差值的平均值为8.04 g；当棉布纬向拉毛时，拉毛前后差值的平均值为6.45 g.经纬向拉毛回收纤维差异明显，相差24.7%.由此可以得出,棉布纬向拉毛，拉毛回收的纤维量较少；棉布经向拉毛，拉毛回收的纤维量较多.究其原因，纤维顺纱线方向缠绕排列，纤维顺纱线方向受力时较易被拉出，本研究所选用样布的经向密度比纬向密度大，当拉毛的拉力顺经向运动时钉子更易抽取纤维，故顺经向拉毛效果更好.

2.5棉布干湿状态对拉毛法回收纤维的影响

钉子排列间隔为1.00 cm，钉子露出长度为2.00 cm，钉子直径为1.00 mm，经向排列两组布.将两组布按照不同的干湿状态进行拉毛，前一组10块干态拉毛，后一组另外10块湿态拉毛，研究棉布干湿向对拉毛法回收的影响.表6是在拉毛实验中，棉布不同干湿状态拉毛时差值的平均值、最大值、最小值以及差值标准差的对比.

表6 棉布不同干湿状态拉毛数据对比 Tab.6 The comparison experimental picking data of dry and wet states

由表6可知，当棉布干态拉毛时，拉毛前后差值的平均值为7.17 g；当棉布湿态拉毛时，拉毛前后差值的平均值为5.07 g.棉布在干湿状态下拉毛法回收纤维差异明显，差值相差41.4%.由此可以得出，棉布为浸湿状态时，拉毛回收的纤维量较少；当棉布为干燥状态时，拉毛回收的纤维量较多.究其原因，湿态下的棉布有一定的膨胀，织物组织变得更加紧密，所以纤维更难被抽出.

2.6拉毛法回收纤维的基本性能

将回收后的纤维进行长度检测发现，其长度在5～30 mm，与常规棉纤维相比，其长度明显变小、长度的分布范围更大，并且还有部分回收纤维长度在5 mm以下，基本没有纺纱价值.究其原因，是因为拉毛法回收对纤维有一定程度的机械损伤，导致纤维的性能下降.将回收后的纤维进行强力检测发现，其平均断裂强度为34.47 cN/dtex，与常规棉纤维的断裂强度相比，其力学性能下降不明显.

3 结论

拉毛法加工是纤维成纱过程的逆向加工，拉毛法回收废旧棉纺织品具有一定的可行性.湿法加工对废旧纺织品有洗涤作用，能减少拉毛时飞散的棉花纤维，改善环境，但是湿态下回收的纤维较少，所以湿态下拉毛技术还有待提高.本实验中，最好的拉毛法回收纤维要求是在棉布的干态状态下，以棉布的经向拉毛，钉子应较长较小且排列密集.回收后的纤维长度差异变大且变短，断裂强度下降不明显，这些结论对进一步推进废旧纺织品的回收再利用有着重大意义.

[1] 王一薇．纺织废料的回收利用及安全控制[J]．纺织导报，2007(9):70-71．

[2] 史晟，戴晋明，蔡智峰．废旧纺织品的再利用[J]．纺织学报， 2011(11)：147-152.

Theexperimentalstudyonrecyclingwastecottonfibersbymechanicalpickingmethod

YAN Tao-hai

(ClothingandDesignFaculty,MinjiangUniversity,Fuzhou350121,China)

Waste textile recycling is one of the solutions to global environmental and resource problems. Mechanical picking method makes recycling textile waste recycling and regeneration into reality. This paper made simple experiment research and showed that, the waste cotton textiles using picking method to recycle fiber has some roles for the compartment arrangement, nail length, nail size.

waste cotton textiles; recycled fiber; nails; galling

2013-11-11

福建省教育厅科技项目(JA13258)；闽江学院大学生创新训练项目(201310395051)

严涛海(1983-)，男，湖北仙桃人，讲师，主要从事纺织服装新材料方面的研究.

TS102.2

A

1674-330X(2014)01-0022-04