【技术实现步骤摘要】
当前公开的主题涉及一种从纺织品中回收棉和聚酯组分的系统和方法。当前公开的主题还涉及一种高质量棉和聚酯组分的生产方法，该方法能够通过环境友好的方法生产高级材料。
技术介绍
1、在纺织工业中，成衣和相关商品的使用寿命有限。当它们的使用寿命结束时，它们通常会送进垃圾掩埋场或废物焚化设施。据估计，美国每年产生超过1500万吨的使用过的纺织品废料。再生纤维作为天然原始纤维(如棉花)的可持续替代品，已越来越受欢迎。通常，纺织品从两个主要来源回收，这些来源包括：(1)消费前来源，例如纱线和织物制造产生的副产品废料；(2)消费后来源，例如衣物、车辆内饰、家居用品等。目前的纺织品回收从根本上分为两组进行加工。对于天然纺织品(例如100％棉)，材料将被切碎或拉成纤维，随后被加工成纱线以进行重新纺丝，并准备随后用于织造和/或编织。对于基于聚酯的纺织品，服装将被切碎，然后制成颗粒状并加工成聚酯片。随后，这些片将被熔化并用于产生用于聚酯织物的新纤维。但是，回收和/或再生纺织品的常规方法存在明显的缺陷，例如使用昂贵且刺激性强的水解剂、回收方法复杂、废水排放、污染、能源消耗使过程变得繁琐以及需要花费大量时间。因此，通过提供一种简单且成本效益高的再生优质的可循环纤维的方法，来显著减少化学品的使用和废水的产生，从而克服当前技术的缺点将是有益的。
技术实现思路
1、在一些实施方案中，当前公开的主题涉及一种从基本上包括100％棉或棉/聚酯共混物材料的废弃纺织品材料中生产纤维素和对苯二甲酸(tpa)中一种或两种的方法。特
2、在一些实施方案中，废弃纺织品材料包括棉/聚酯共混物材料，并且在亚临界水反应器中的处理包括ph范围为约10-14。该方法进一步包括回收tpa。该方法进一步包括回收纤维素。该方法进一步包括对回收的纤维素进行分解过程。
3、在一些实施方案中，废弃纺织品材料包括棉/聚酯共混物材料，并且在亚临界水反应器中的处理包括：在约10-14的ph范围内的第一处理，其中产生tpa；以及对纤维素的第二处理，所述纤维素在约2-4的ph范围的第一处理中产生，其中在第二处理中产生的纤维素包括聚合度范围为约150-2000。在一些实施方案中，具有聚合度为约150-2500的纤维素的纯度范围为约94％-98％。该方法进一步包括对经第二处理后产生的纤维素进行回收，包括对纤维素进行洗涤、分解、酸洗、活化工艺、溶解纺液(dope)或湿纺中的一个或多个步骤。
4、该方法允许减小废弃纺织品材料中纤维素纤维的尺寸、使纤维素纤维从废弃纺织品材料中松散，或两者。
5、在一些实施方案中，该方法进一步包括在亚临界水反应器中进行处理之前或之后对废弃纺织品材料进行分选。在一些实施方案中，分选基于颜色、组成、纤维素的重量百分比、非纤维素组分或以上的组合。
6、该方法允许溶解存在于废弃纺织品材料中的纤维素纤维。
7、在一些实施方案中，该方法进一步包括减小废弃纺织品材料尺寸的预处理步骤。该预处理步骤可以通过机械切割进行。在一些实施方案中，该减小操作将产生尺寸约60mm或更小的颗粒。
8、在一些实施方案中，该方法进一步包括在用亚临界水反应器处理之前、之中或之后将废弃纺织品材料的颜色去除。在一些实施方案中，去除颜色包括利用过氧化氢、过氧化钠、次氯酸钠、次氯酸钙、二甲基亚砜、次氯酸锂、过硼酸钠、臭氧、氧气、活性炭、生物炭、碳酸钠、过氧乙酸、高锰酸钾、过硫酸盐、氯化钠、氯氧化钙、氯胺、二氧化氯、二氧化硫、亚硫酸氢钠或taed(四乙酰基乙二胺)中一种或多种进行处理。
9、在一些实施方案中，亚临界水反应器处理包括甲醇、乙醇、异丙醇、四丁基溴化磷(tbpb)或苄基三丁基氯化铵(btbac)或它们的共聚物中的一种或多种。
10、在一些实施方案中，亚临界水反应器内的废弃纺织品材料与水的比例为约1:5-1:95。
11、在一些实施方案中，该方法进一步包括在亚临界水反应器中对废弃纺织品材料进行酸处理。然后，对废弃纺织品材料中的纤维素进行机械分解过程。该方法可以允许回收废弃纺织品材料中的纤维素以产生再生纤维素。
12、在一些实施方案中，该方法进一步包括在亚临界水处理之前调节亚临界水反应器内的水的ph。在一些实施方案中，调节ph至约2-4。在一些实施方案中，调节ph至约10-14。在一些实施方案中，使用0.01-5％(v/v)的有机酸、0.5-20％(w/v)的氢氧化钠或0.5-20％(w/v)的氢氧化钾对ph进行调节。
13、在一些实施方案中，其中废弃纺织品材料包括棉/聚酯共混物，亚临界水反应器的作用是分解聚酯并调节纤维素大分子的聚合度。
14、在一些实施方案中，亚临界水反应器能够使聚酯溶解为对苯二甲酸(tpa)和乙二醇(eg)。
15、在一些实施方案中，提供了一种由聚酯废弃纺织品材料生产对苯二甲酸(tpa)的方法，该方法包括：在约105℃至190℃的温度下、约40至300psi的压力下，或两者的条件下，在亚临界水反应器中处理废弃纺织品材料约0至90分钟，其中产生溶解的tpa和乙二醇(eg)。ph可以在约10-14的范围内。该方法进一步包括沉淀和重结晶tpa。
16、在一些实施方案中，当前公开的主题涉及一种使用所公开的方法生产的再生纤维素材料。在一些实施方案中，当前公开的主题涉及一种使用所公开的方法生产的再生聚酯材料。在一些实施方案中，再生纤维素材料产品包括人造丝、粘胶人造丝、莱赛尔(lyocell)或乙酸纤维素。再生纤维素和tpa具有使其适用于纤维纺丝和纺织品的应用的特性。例如，在一个实施方案中，本公开的再生纤维素单丝的韧度的范围为1.3g/den至1.8g/den，断裂应变为约10％至12％。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种从含棉或含棉/聚酯共混物材料的废弃纺织品材料中生产纤维素和对苯二甲酸(TPA)中的一种或两种的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述温度的范围为约130℃至160℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述废弃纺织品材料包括棉/聚酯共混物材料，并且在所述亚临界水反应器中的处理包括调节pH至约10-14的范围。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，调节pH包括使用0.01-5％(v/v)的有机酸、0.5-20％(w/v)的氢氧化钠或0.5-20％(w/v)的氢氧化钾。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述废弃纺织品材料包括具有>90％纤维素含量的棉/聚酯共混物材料。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括回收纤维素，其中回收的纤维素的纯度为94％或更高。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括回收纤维素，其中回收的纤维素的聚合度范围为约300-1700。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括回收纤维素，其中回收的纤维素具有至少约1000的聚合度。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括回收纤维素，并对回收的纤维素进行以下步骤中的一个或多个：洗涤、分解、酸洗、活化工艺、溶解纺液或湿纺。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括在用所述亚临界水反应器处理之前、之中或之后，将所述废弃纺织品材料进行去除颜色，所述去除颜色包括使用过氧化氢、过氧化钠、次氯酸钠、次氯酸钙、二甲基亚砜、次氯酸锂、过硼酸钠、臭氧、氧气、活性炭、生物碳、碳酸钠、过氧乙酸、高锰酸钾、过硫酸盐、氯化钠、氯氧化钙、氯胺、二氧化氯、二氧化硫、亚硫酸氢钠或TAED(四乙酰基乙二胺)中的一种或多种进行处理。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述亚临界水反应器的处理包括甲醇、乙醇、异丙醇、四丁基溴化磷(TBPB)或苄基三丁基氯化铵(BTBAC)或它们的共聚物中的一种或多种。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括回收TPA。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述回收包括将溶解的TPA沉淀、将沉淀的TPA结晶，以及将结晶的TPA进行聚合过程以产生再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述再生PET具有0.620dl/g的特性粘度。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述再生PET具有在标准参比PET的峰值温度+/-5％或+/-2.5％内的通过差示扫描量热法测量的峰值温度和通过热重分析测量的起始温度。
17.一种使用权利要求1所述的方法生产的再生纤维素，其具有94％或更高的纯度。
18.一种使用权利要求1所述的方法生产的再生纤维素，其具有约300-1700的聚合度和94％或更高的纯度。
19.一种使用权利要求1所述的方法生产的再生纤维素，其具有至少约1000的聚合度和94％或更高的纯度。
20.一种使用权利要求1所述的方法生产的再生纤维素，其具有至少约500的聚合度和94％或更高的纯度。
21.根据权利要求1所述的方法，其中，所述废弃纺织品材料包括具有纤维素含量>50％的纤维素的棉/聚酯共混物材料。
22.根据权利要求1所述的方法，其中，所述废弃纺织品材料包括具有纤维素含量＜50％的纤维素的棉/聚酯共混物材料。
...【技术特征摘要】
1.一种从含棉或含棉/聚酯共混物材料的废弃纺织品材料中生产纤维素和对苯二甲酸(tpa)中的一种或两种的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述温度的范围为约130℃至160℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述废弃纺织品材料包括棉/聚酯共混物材料，并且在所述亚临界水反应器中的处理包括调节ph至约10-14的范围。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，调节ph包括使用0.01-5％(v/v)的有机酸、0.5-20％(w/v)的氢氧化钠或0.5-20％(w/v)的氢氧化钾。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述废弃纺织品材料包括具有>90％纤维素含量的棉/聚酯共混物材料。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括回收纤维素，其中回收的纤维素的纯度为94％或更高。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括回收纤维素，其中回收的纤维素的聚合度范围为约300-1700。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括回收纤维素，其中回收的纤维素具有至少约1000的聚合度。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括回收纤维素，其中回收的纤维素具有至少约500的聚合度。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括回收纤维素，并对回收的纤维素进行以下步骤中的一个或多个：洗涤、分解、酸洗、活化工艺、溶解纺液或湿纺。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括在用所述亚临界水反应器处理之前、之中或之后，将所述废弃纺织品材料进行去除颜色，所述去除颜色包括使用过氧化氢、过氧化钠、次氯酸钠、次氯酸钙、二甲基亚砜、次氯酸锂、过硼酸钠、臭氧、氧气、活性炭、生物碳、碳酸钠、过氧乙酸、高锰酸钾、过硫酸盐、氯...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·G·巴拉，T·肖沃尔特，HC·苏，J·琼斯，I·鲍勃，
申请(专利权)人：希尔科公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。