回收纤维的方法

回收纤维的方法

　　技术领域

　　本发明涉及一种从纺织多层复合材料的无背衬，背衬和/或变形的地毯废料和/或备用材料废料中回收纤维的方法，特别是汽车制造领域中的乘客舱地毯或行李厢地毯。

　　汽车工业中使用的乘客舱地毯主要由顶层（即实用层），具有不同备用材料的地毯组成；和绝缘层。特别地，采用平针毡，丝绒和簇绒作为所述地毯的备用材料。

　　对于簇绒地毯，PA6.6，PA6，PP，rPA和rPET主要用作纱线材料，而对于丝绒和平针毡地毯，PET，PET/PP，PP，PA/PET和rPET主要用作纤维材料。簇绒等级的簇绒背衬主要由PET/PP,PET/coPET 或 PET/PA制成。这里使用的纤维粘合材料特别包括：簇绒地毯中主要是EVA和PE，丝绒和平针毡地毯中主要是SBR乳胶或丙烯酸酯；其他片材，无纺布，粘合剂（热熔胶），热塑性材料（主要是PE）以及丝绒和平针毡地毯中的热粘合（Klieverik； EP 1 598 476B1）。此外，越来越多地使用粘合纤维，EVA或热塑性分散体。该涂层主要是作为基材无纺布的粘合层，也用于加固，主要包括PE或PP。

　　备用材料（主要是隔音和/或加强无纺布）通常由PET和混合纤维无纺布组成。PE/PA和PE/PA/PE片材用作密封或减振片材，而PE/PA/PE+PET用作片材无纺布。

　　根据声学要求，也可采用所谓的厚片材。

　　在顶层和车身地板之间有绝缘层，尤其是PUR泡沫或无纺布结构。泡沫牢固地粘合到顶层（泡沫粘合）；无纺布结构也可以牢固地粘合（通常是粘合剂粘合）到顶层。但是也可以使用简单堆叠。

　　在地毯织物的生产中，目前约有6%的废料被获得，而在地板地毯的生产中，高达30%（轮廓修整）。

　　生产平针毡和丝绒（无粘合材料、无涂层）的废料通常经过再处理；大部分被粉碎并回收用于纤维加工。

　　乘客舱地毯和行李厢地毯生产中的废料通常用于燃烧（热回收）；同样，它也被用于例如生产马术场的地板覆盖物（DE 101 47 676 C1，EP 1 285 997 B1）。

　　在汽车制造中，地毯的优质纤维材料和备用材料废料（轮廓修整废料）经过背衬和变形为乘客舱地毯和行李厢地毯后不进行任何再加工/进一步加工。

　　在平针毡和丝绒（无粘合材料，无涂层；或仅少量）以及隔音和/或加强无纺布[单个无纺布；无背衬和无变形的织物]的生产过程中的废料进行后再处理。

　　而且，存在一些方法和装置，例如，通过这些方法和装置，地毯织物的各个层或纤维从总复合材料中分离。现有技术中有用于此目的的方法和装置，例如：

　　粉碎：

　　DE 100 52 262 A1，DE 196 21 916 A1，EP 0 740 001 A1。

　　分离（也包括簇绒地毯）：

　　US 2013/0068865 A1，US 2015/0115075 A1，US 2013/0327858 A1，US 2015/0321383A1，US 2015/0102138 A1，US 2013/0112790 A1，US 2016/0176006 A1，US 2016/0368171A1，WO 2016 / 106024 A1，US 2012/0291601 A1，US 2013/0231030 A1，US 2012/0149284A1，US 2012/0037734 A1，US 2014/0251545 A1，US 2015/0057379 A1（通过加热），US2013/0112727 A1（通过加热），EP 3 141 366 A2（通过加热），US 2013/0174517 A1（通过水浴）。

　　使用溶剂：

　　US 2016/0075848 A1。

　　通过挤压方法回收废料（有粘合材料和涂层的地毯；以及可选的备用材料）的方法是已知的：

　　DE 43 11 708 C2，US 2015/0322231 A1。

　　在涂料/化合物中的进一步加工=>挤出涂料：

　　US 2011/0244172 A1，WO 2017/004494 A1，US 2013/0344281 A1。

　　DE 29 12 18 A1描述了一种粉碎机，其具有分解和再生纤维状起始材料和废料的相应方法，但没有具体说明后者。待分离成纤维的材料由带有粉碎齿的旋转粉碎辊的加料装置供给，并用下游的无纺布成型装置进行加工，该装置由施加在其内部空间的减压筛网辊组成。

　　DE 41 21 024 A1描述了一种用于再处理塑料涂层纺织材料，尤其是塑料背衬织物地板覆盖物以及回收其中所含纺织纤维和塑料的方法。该方法包括以下操作步骤：

　　-将要再处理的材料切成小片，尺寸约为5 x 5至10 x 10 mm2； 将这些碎片与水混合形成可泵送物；

　　-在粉碎机中粉碎切碎以形成纸浆；

　　-对纸浆进行脱水和干燥；

　　-从所得的塑料颗粒中机械分离纤维。

　　此外，描述了一种用于执行该方法的装置，其特征在于以下部件：

　　-由纵向切割器和横向切割器组成的再处理粉碎装置；

　　-至少一间带有下游计量和运输装置的用于切片的中间贮存室；

　　-至少一个搅拌容器，用于生产粉碎悬浮液；

　　-至少一台研磨机，用于将粉碎的悬浮液转化为纸浆；

　　-至少一个筛分装置，其具有设置在下游的干燥器；

　　-至少一个机械分离装置，用于从所得的塑料颗粒中分离出纤维，

　　其中搅拌容器，研磨机和筛分装置的部件通过可关闭的液体管连接在一起。

　　DE 2003 398涉及一种用于将纺织废料转化为工业上可利用的产品的方法和装置，特别是合成聚合或缩聚产品的无取向或冷取向的连续线。

　　一方面，现有技术中提出的地毯废料再处理的方法和装置非常复杂；最终产生的“回收物”太昂贵了；另一方面，特别是在汽车供应行业中获得的乘客舱地毯或行李厢地毯废料（轮廓饰件）-地毯+基材无纺布+可选的密封或减振片材，有背衬和变形的-不进行重新处理。因此，其中所含的纤维不可再利用。

　　本发明的目的是提供一种从无背衬，背衬和变形的乘客舱地毯或行李厢地毯废料中回收纤维的方法，特别是从机动车辆中回收纤维。并将其主要用于工业产品中，尤其是无纺布（气动网，针刺网，Struto网）和绝缘材料（衬垫，无纺布成型件，纤维植绒部件）。

　　根据本发明的方法是使得能够在将地毯和备用材料废料（轮廓修整废料）在背衬和变形之后的纤维再利用到汽车制造中的乘客舱地毯或行李厢地毯上，并且将其主要用于无纺布材料和隔音部件。

　　在本发明的第一实施例中，上述目的通过一种用于从纺织多层复合材料的无背衬，背衬和/或变形的地毯废料和/或备用材料废料中回收纤维的方法来实现的。特别是汽车制造中的乘客舱地毯或行李厢地毯，

　　其特征在于，

　　1.通过在切割装置中沿纵向和横向切割，将废料切割成所需的尺寸，尤其是至少100×100 mm2；

　　2.在第一粉碎过程中用一个或两个辊进料将切屑粉碎。

　　3.纤维与粉尘和粉末部分大致分离；

　　4.对分离的纤维进行配料和可选择性储存；

　　5.所述纤维可选择性地进行湿润或蒸汽处理，优选在空调室中处理；

　　6.对纤维进行至少一秒钟的连续粉碎过程； 和

　　7.所得纤维用于汽车制造中的无纺布或隔音部件。

　　根据本发明的方法是使得能够在将地毯和备用材料废料（轮廓修整废料）在背衬和变形之后的纤维再利用到汽车制造中的乘客舱地毯或行李厢地毯上，并且将其主要用于无纺布材料和隔音部件。

　　图1示出了第一实施例中的根据本发明的方法。

　　将纺织多层复合材料的无背衬，背衬和/或变形的地毯废料和/或备用材料废料，特别是汽车制造中的乘客舱地毯或行李厢地毯的修整和冲孔废料放在不同尺寸的粉碎机的支撑台上。在材料的厚度（mm）和纤维方向（MD/CD）而言，电荷的重量变化可能非常大。

　　当这里使用辊进料而不是托盘进料，则粉碎辊的进料几何形状会更大。 [例如，对于直径为104 mm的辊子，纤维复合材料的自由距离约为52 mm，夹紧点到粉碎辊。]这为材料提供了更大的空间，而不考虑纵向或横向进给以及厚度。

　　因此，获得了较佳的用于第一粉碎辊物料用量。

　　优选地存在于进给辊上的金属针布（配件）也具有相应的保持力的优点。这防止了所谓的“过客”，即长块，不受控制地被拉进去。

　　可以根据物料相对于进给辊进行调整（间隙距离），并且至第一粉碎辊的距离而变化。这可以通过机械方式或通过设置电机来实现。

　　同样重要的是，最好在弹簧轴承中（顶部）安装一个滚轮，以补偿带电材料的不均匀性。

　　与这些进料系统一样，可以通过金属监控和机械过载控制来实现安全措施。

　　优选地，在第二次粉碎之前，将纤维润湿或蒸汽处理，或在空调室中处理。

　　在具有三个粉碎辊而没有预先粉碎装料的概念中，优选地提供根据图1的设计。

　　其优点是能够更好地调节辊2和3。托盘到粉碎辊2和3的距离变得更近。质量因而明显提高。

　　这还与以下事实有关：进料（第一台粉碎机）下方不能使用的材料比例没有纳入工艺（塑料、木材等）中。

　　然后，在粉碎机2和3的辊进料下方会产生大量粉尘。

　　在图2中，在另一个实施例中描述了根据本发明的方法，其具有预粉碎和预打开。

　　从纺织多层复合材料的无背衬、背衬和/或变形的地毯废料和/或备用材料废料中获得的修整和冲孔废料，尤其是汽车制造中的乘客舱地毯或行李厢地毯，根据切割设备的质量收取费用。切割过程在纵向和横向进行。因此，获得具有优化尺寸的限定件，尤其是至少100×100 mm2。切割刀之间的距离可以是恒定的或可变的。

　　切割后的物料通过传送带被输送到临时存储装置中，该临时存储装置包括例如竖立的尖刺格子和宽度可调的轴，该轴包括卸料辊和下方的皮带。

　　物料从传送带被传送到第一粉碎机的辊进料。第一粉碎机将目前已经较好分离的物料通过冷凝器带入计量轴，随后使用皮带秤。

　　皮带秤现在采用单位时间或单位数量的数量监控功能。这样可以确保第二粉碎机始终具有规定的数量。在此，也优选在第二次粉碎之前将纤维润湿或蒸汽处理，或在空调室中处理。

　　均匀的生产可提供恒定的纤维开度，从而提供恒定的质量。

　　而且，该系统可以更好地适应不同的起始质量。

　　采用初开和细开的分离，可以更好地调整机械设置。可以选择更小的驱动器和功耗。可以相应地优化滚柱销的配合，即，可以根据要打开的材料的结构有选择地影响“预粉碎质量”。

　　而且，可以将该概念设计为连续系统，即，即穿过工厂的连续纤维通道是可能的。

　　在这种情况下，皮带秤也控制整个系统。这样做的先决条件是设计进给装置，并且在理想情况下，粉碎辊2和3在驱动方面是可控的。然后，可以选择性地影响粉碎纤维的长度。

　　因此，本发明的基本核心一方面在于提供一种将压缩的，粘合的和部分涂覆的纤维材料与纺织材料复合材料（乘客舱地毯和行李厢地毯）分离的方法，另一方面在高质量纤维材料的后处理/进一步处理中，例如，制成无纺布（气动网，针刺网，Struto网）和绝缘材料（衬垫，无纺布成型件，纤维植绒部件）。

　　优点尤其在于节省新的原材料/材料，节省能源和降低环境负荷。

　　另外，与现有技术相比，在部件和人员方面均明显降低了成本。

　　如果还考虑热回收（燃烧），则几乎可以完全利用废料。

　　乘客席地毯生产中，多层复合材料变形并冲压切口后的轮廓修整废料，例如由以下材料结构组成，如图3所示：

　　560 g/m2 PET地毯，用20% BiCo（双组分）纤维，PE/PA/PE片材（100 µm）和可回收的三明治基材无纺布（900 g/m2，PET/PP/BiCo）粘合。

　　通过应用图2的根据本发明的方法进行粉碎，并进行初步粉碎和初步打开。

　　由于已装料的废料粉碎，在第一粉碎机之后可以找到一个良好的工艺设置。

　　离开计量轴的物料可以通过皮带秤以规定的方式送入粉碎机2和3。

　　皮带秤控制生产。

　　当皮带秤上的重量偏差+或-（例如，在50％的范围内）时，进料量相应地调高或调低。

　　反馈控制系统的设计使上游系统也能适应速度。

　　如此分离的纤维（见图3）以纤维植绒的方式重新用于地板地毯绝缘材料的生产。图4显示了这种绝缘的一部分。

　　根据汽车行业的规范检查绝缘材料；包括TVOC，甲醛，乙醛，气味，雾化，机械和热学要求。

　　满足所有要求！

　　使用以下材料结构进行了另一项测试：560 g/m2PET地毯，120 g/m2 乳胶，120 g/m2 PE涂层和可回收的三明治基材无纺布（900 g/m2，PET/PP/BiCo）。

　　清楚地注意到，乳胶也通过根据本发明的方法与纤维分离。它以颗粒形式流出。

　　在这里，纤维（图5）也以纤维植绒的方法重新用于生产乘客舱地毯绝缘材料。

　　所有测试均符合汽车行业的规范。要指出的是，尽管地毯有乳胶粘合，但仍观察到了排放值。