回收棉再織造織物物理性能研究

雷枋喜

（上饒幼兒師范高等專科學(xué)校，江西 上饒 334000）

世界人口的迅猛增加造成了突出的問題，如糧食短缺、耕地不足、大氣污染以及廢舊棉麻制品的處理等問題。其中，廢舊棉麻制品的處理雖然沒有前幾個問題突出，且我國是產(chǎn)棉大國，但是隨著出口的增多，我國市場也出現(xiàn)了面料短缺的問題[1]。隨著人們生活條件的改善，棉纖維等天然纖維素纖維被越來越多地應(yīng)用于服裝面料生產(chǎn)，服裝的使用周期也越來越長，廢舊棉麻制品的處理已成為亟待解決的難題。

1 棉麻制品亟待回收的原因及方法

當(dāng)下采用的廢舊棉麻制品的處理方式主要有兩種：掩埋和焚燒。這兩種方式對人類來說是非?？膳碌?，直接導(dǎo)致大量資源浪費，還對環(huán)境造成了極大的破壞，畢竟棉麻制品的分子結(jié)構(gòu)特別堅固，降解周期也比一般的物體長[2]。除此之外，棉纖維的生產(chǎn)從原材料提取開始就很復(fù)雜，需要投入非常多的人力、財力，付出與收獲甚至不匹配。因此，棉花的種植面積在慢慢減少。然而，隨著生活水平的提高，人們對棉制品的需求也越來越大，供需不平衡的矛盾全面加劇。

回收廢舊棉麻織造物并進行再利用，節(jié)省了大量的棉紡織原材料，可以緩解目前糧地與棉地的矛盾與沖突，是一種可持續(xù)發(fā)展的思路，也是在環(huán)保的基礎(chǔ)上衍生出來的可持續(xù)發(fā)展的做法，目前已經(jīng)被許多科研項目列為研究對象?，F(xiàn)在，對廢舊服裝的回收、加工利用主要有機械法、化學(xué)法、物理法和熱能法4種方法[3]。本研究探討利用機械法進行日常純棉紗線和織物的回收和再加工，原棉與回收棉在2∶1和1∶1的比例下形成的混紡紗線、純原棉紗線及其織造物的物理性能。

2 棉麻織物物理性能再造的實驗過程

物理機械回收法被更多地應(yīng)用在純棉紡材質(zhì)的物品上，處理的辦法是用切割機器將廢棄的純棉紡織品切割成大小適當(dāng)?shù)牟級K以后，用濼口機對布塊進行再加工，此時大小適當(dāng)?shù)牟級K又變成棉纖維的狀態(tài)。接下來開始進行再織造，經(jīng)過常規(guī)的制造工序后又形成新的棉質(zhì)織造物。物理機械回收法的優(yōu)點是對普通棉麻織物的回收操作簡便、價格低廉。

2.1 儀器設(shè)備

和毛機器（?。℉PTL）、棉布精梳儀器（WKHY）、小型數(shù)字式小樣并捻機（SLLW-D1） （臨沂紡織器材廠）、麻紡織實驗儀（SECL-O8）、數(shù)字紙紗機（RKLD，永嘉市精誠機電有限公司），織布打樣機（RLE0438，永嘉市精誠機電有限公司），電腦橫機（CM320，美國STOLL公司）。

2.2 實驗材料

首先，準備一條28 mm的原棉纖維。實驗過程如下：

（1）將原棉纖維開松、梳理、并條、粗紗、細紗、合股，然后紡成一條68 tex的紗線，經(jīng)過所有的織造程序后做成20 cm以上的平紋織物和斜紋織物。

（2）用電腦的橫機將原本的紗線織成一個長 30 cm、寬16 cm的平織針織物—1+1羅紋組織針織物。

其次，開始進行原棉紗線和織物的物理性能測試。按照國家標準，進入預(yù)調(diào)濕和調(diào)濕的程序，就可以對原棉紗線和織物進行物理性能測試，測試的程序如下：

（1）紗線的性能。在不存在其他因素的情況下，只考察紗線的性能。

（2）物理性能。在物理性能的測試中，最大的考驗是織物的強韌性，通過各項比對得出有效結(jié)果。

（3）織物的其他性能，包括織物的頂破力和起毛程度。

2.3 模擬日常使用

將所有織物按照國家標準GB/T 7632放入普通洗衣機執(zhí)行洗滌過程30次，按照國家標準GB/T 9632.3執(zhí)行烘干程序，洗滌烘干結(jié)束后將織物剪成3 cm×1 cm的小碎物，多余的邊角料再投入測試的機器中。

測試結(jié)果顯示，雜質(zhì)分析儀將紗線和織物破碎成纖維，雜質(zhì)箱中有部分紗線未能完全破碎，將其再次喂入雜質(zhì)分析儀中，直至織物和紗線被充分破碎成纖維，最終進行分類回收。

在破碎過程中，短絨纖維被雜質(zhì)分析儀處理成雜質(zhì)不再回收。將雜質(zhì)箱中剩余的紗線重新回收，所得的棉纖維回收率在92%~95%。

2.4 實驗結(jié)果與討論

在1∶1和2∶1的比例下，原棉和回收棉的物理性能測試結(jié)果見表1。由表1可知，在1∶1的比例下，織物經(jīng)過各種機械的物理碾壓會出現(xiàn)不同程度的性能變化，和新的織物還是有顯著的區(qū)別；在2∶1的比例下，織物的物理性能變化不太明顯，性能與之前的新織物基本接近，可以滿足再織造的條件。

表1 不同比例回收棉紗線與純原棉紗線斷裂強力和毛羽測試結(jié)果

3 棉麻織物物理性能再造的實驗結(jié)果

（1）無論何種比例的織物，經(jīng)過回收再造以后，原有的強韌性都出現(xiàn)了下降的趨勢，并且是不同程度的下降。出現(xiàn)這種情況的原因：經(jīng)過機器的強力撕扯以及拆解，纖維與纖維之間、紗線與紗線之間的相互作用力直接呈現(xiàn)下降的趨勢。在外力的不斷沖擊下，原來就受損的棉纖維分子從結(jié)實的大分子鏈中脫落，形成纖維斷口，大大降低了織造物的韌度。隨著回收織物中原棉含量的增加，整體力學(xué)性能也相應(yīng)提升。在1∶1和2∶1的比例下，混紡針織物與純原棉針織物的頂破強力、抗起毛起球性能、耐磨性能都有所變化。

（2）針織物線圈的結(jié)構(gòu)特性之一就是卷曲性，并且回收的衣物纖維長度較短，所以在回收再造中容易出現(xiàn)斷線頭等問題，這在1∶1的比例下更為明顯，因此，整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到很大影響，導(dǎo)致強韌性降低，但還是可以滿足平時的衣物需求。

（3）本實驗使用純粹的物理方法，用到的機器多是雜質(zhì)分析儀器，這也是在現(xiàn)有技術(shù)和造價條件允許的情況下常用的回收處理辦法，因此有許多缺陷，比如機器的內(nèi)部拆解一定會對纖維形狀、長度造成一定程度的破壞，即使是先進的機器也會不可避免地出現(xiàn)這種現(xiàn)象。在回收及再造的過程中，織物的成分會受到不同程度的磨損，因此，再造出來的實物與原材料有質(zhì)量上的差異也是很常見的。

（4）通過實驗可以看出，回收的棉線、織造物品在很大程度上能還原原制品的物理性能，也可以滿足基本的日常需求，如果加以推廣，還是可以一步步運用到今后的回收中。值得一提的是，因為本次實驗用到的機器比較保守、落后，隨著科技的發(fā)展，精密儀器的應(yīng)用會越來越廣泛，紡織品回收工作會越來越普遍。