我国废旧纺织品资源循环再利用简况

2021-04-04 11:15李德利刘世扬贺燕丽
高科技纤维与应用 2021年2期
关键词:化学法涤纶聚酯

李德利,刘世扬,贺燕丽

(中国化学纤维工业协会,北京 100027)

1 概述

废旧纺织品是指生产和使用过程中被废弃的纺织材料及其制品。根据国标《废旧纺织品分类与代码》(GB/T 38923—2020),按照废旧纺织品的来源,废旧纺织品分为废纺织品和旧纺织品两类。废纺织品指纺织材料及其制品在生产加工过程中(如纺丝、纺纱、织造、印染、裁剪等工序)产生的废料;旧纺织品是指消费后淘汰的纺织制品,包括服装、家用纺织品、产业用纺织品及其他纺织制品等。

由于我国不允许二手服装纺织进入市场销售,因而不能继续延长其作为纺织品和服装的使用价值。目前我国废旧纺织品回收分类混乱,服装成分复杂,直接制约了其再生利用率。因此对废旧纺织品的再生利用主要集中在生产中的废料、服装厂的边角料,以及用物理法分拣、破碎、开松后的纺织品。

2 废旧纺织品的增量估算

根据中国纺织工业联合会(简称中国纺联)的统计数据,2019年,我国纺织纤维加工总量为5 600万吨,化学纤维在纺织纤维加工总量中占比84%左右。衣着用、家用及产业用三大终端产品纤维加工量比重分别为44∶27∶29,其中产业用纺织品行业纤维加工量为1 620万吨,服装与家纺行业纤维加工量为3 980万吨。

根据中国纺联统计,2019年国内市场纤维消费量为3 200多万吨。如果按照三大终端领域消费比例,国内服装与家纺纤维消费2 270万吨左右,其中服装约1 400万吨,家用纺织品870万吨左右,产业用约为940万吨。

按照服装、家纺平均使用寿命约3年计算,2019年国内产生旧服装467万吨,旧家纺287万吨,合计754万吨,产业用纺织品可循环再利用量较难估算,按照消费总量的10%估计,在100万吨左右,三大应用领域合计在800~900万吨。

另据中国纺联发布的《2014/2015我国废旧纺织品回收与再利用研究报告》中的数据,2013年我国产生了约2000万吨废旧纺织品的社会存量。根据商务部公布的数据,2018年,我国废旧纺织品综合利用量约为380万吨,因此综合利用率约为19%(实际利用率更低些),其基数为2013年的社会存量。

采用哪种计算方法,直接关系到废旧纺织品的年增加量及相关政策的制定依据,为此,仍需工业主管部门牵头组织中国纺联及相关部委和单位,进行细致的测算和调研,以确保数据的准确性和科学性。

3 循环再利用化学纤维行业总体情况

循环再利用化学纤维(以下简称再生化学纤维)是利用回收的废弃聚合物材料和废旧纺织材料,加工制成的化学纤维。再生化学纤维是纤维新材料的重要组成部分,是解决我国化纤行业资源短缺和环境压力双重问题的关键,是化纤行业实现可持续发展的重中之重。循环再利用涤纶(以下简称再生涤纶),是其中的主要品种,占再生化学纤维总量的95%以上。其他化纤品种,如锦纶、氨纶等,目前技术水平还主要停留在利用生产过程中产生的废丝、废料生产新的化学纤维,且量很小。

我国的再生涤纶原料是以回收的废旧聚酯瓶片为主,约占再生涤纶量的70%~80%,主要原料并非回收的废旧化纤纺织品。“十三五”期间,再生涤纶行业受国家强化环境保护、禁塑令、行业规范条件、垃圾分类等政策影响,产能产量有序调整。部分不符合环境保护要求的小企业相继退出,2016年全行业产能为1 110万吨,2019年,全行业产能为800万吨左右,再生涤纶产量为520万吨,较2017年高峰期降低13.3%。

2017年以后,再生涤纶行业原料结构发生了一些小的变化,受废旧PET瓶片进口政策和技术进步影响,10%~15%的泡料和切片的利用有了一定的扩大。再生聚酯瓶片是指回收的聚酯(PET)整瓶或毛瓶片经加工处理后得到的可以直接纺丝用的碎片。再生聚酯泡料是指未进入消费领域的涤纶面料的边角料、浆块、聚酯(PET)膜等经切断、摩擦加工形成的膨化状颗粒物。

再生聚酯瓶片和泡料通过干燥、熔融、纺丝、后加工处理,可以生产棉型再生涤纶短纤维及中空填充类再生涤纶短纤维,广泛应用于服装、家纺、产业用纺织品领域。再生的切片和部分优质再生瓶片用来生产再生涤纶长丝。近年来,再生涤纶新产品不断涌现,包括高柔软性、高压缩弹性、抗菌、阻燃、石墨烯改性、远红外等功能化、差别化再生涤纶短纤维和竹炭、吸湿排汗、阳离子可染、复合纤维等功能性再生涤纶长丝等品种。

特别值得关注的是,目前我国是唯一掌握对废旧涤纶类纺织品用化学法进行处理并生产高端聚酯(PET)纤维的国家,这一技术已经实现产业化。作为化学法处理废旧纺织品生产再生涤纶长丝的代表,浙江佳人新材料有限公司使用世界领先的化学法循环再生技术,将回收来的涤纶材质的旧衣服通过化学处理还原成分子级别,完全去除颜色和细微杂质,重新生成与原生纤维相同的高质量的新的涤纶,用于新的服装和纺织品制造。

4 我国废旧纺织品循环再利用技术路径

目前针对废旧纺织品的回收再利用途径主要有3类,分别是物理法、化学法和物理化学法。

4.1 物理法利用技术

物理法即机械法,即将废旧纺织品不分材质,经过破碎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一定使用功能的面料,或用短纤维制成非织造布和毛毡类纺织品。此法在回收的棉纺制品或成分比较多元的废旧纺织品应用较多,是相对容易但偏于低值化的一种循环再利用方法。

4.2 化学法和物理化学法利用技术

化学法和物理化学法是特指涤纶类废旧纺织品而言的。化学法是用化学试剂将涤纶面料中的高分子化合物解聚,将其转化成单体或低聚物,然后再利用这些单体制造新的聚酯切片或涤纶。这种方法可以较为彻底地除去废旧涤纶纺织品中的杂质,如染化料、劣化分子链段结构等,再生涤纶制品的品质通常可媲美原生。化学法工艺在废旧涤纶类纺织品(含PET量超过90%)的循环再利用上实现了工业化生产,设计产能可处理废旧纺织品2.5万吨/年。

物理化学法也是特指涤纶类废旧纺织品而言,是针对物理法本身局限性的改进升级,通过将回收的聚酯废料熔融后,进行液相或者固相增黏,辅以化学法提高分子量,降低杂质含量。物理化学法所用原料主要以涤纶纺丝、面料生产中的废料、服装厂的边角料为主,以及少量纯涤类的旧纺织品。在生产成本增加不大的情况下,可有效提升再生制品的品质并实现涤纶短纤维的差别化再生。

5 废旧纺织品回收利用代表性企业

5.1 物理法

对废旧纺织品直接开松利用的产能主要集中在早期的浙江温岭、苍南一带,目前该技术用于棉制品及混纺制品。浙江苍南地区每年处理的纺织废料达上百万吨,业已成为全国闻名的废旧纺织品回收利用基地。回收的废纺织品的边角料,有的是纯棉,有的是涤棉混纺或其他混纺,由于原料是在生产环节,尚未进入消费领域,因而比较干净,无需消毒。回收利用的再加工纤维被广泛应用于家具装饰、服装、家纺、玩具和汽车工业等各个行业领域。再加工纤维中一些长度较短的纤维不能纺纱,可用来制作工业用非织造布、汽车的隔热保温材料和沙发坐垫等方面。再加工后的棉纤维可用于室内装饰材料和非织造纺织品,亦可与新棉或其他纤维通过不同配比混合生产纱线。温州天成纺织有限公司是该区域代表性企业,公司拥有未进入消费领域的废纺织品收集、分拣、开松、纺纱全产业链,现有开松生产线9条,年产各类再生纱线6万吨,产品用于牛仔布、手套、绒布、帆布、化纤布等领域。

中民循环经济产业技术开发(山东)有限公司成立于2015年9月,位于山东高密市高新技术产业开发区,年产再生可纺纱线1万吨/年。该公司采用和国家慈善组织——中民社会捐助发展中心战略合作的模式,作为全国首家、山东唯一一家捐赠废旧衣物生产基地,以捐助渠道收集的废旧纺织品、废旧军服为原料,通过引进或购买关键部件,应用自主研发、研制的生产设备和工艺,对废旧纺织品进行分拣、开松、纺纱,其生产的再生纱线用于生产帐篷、劳保手套等再生纺织品。

5.2 化学法

浙江佳人新材料有限公司创建于2012年,位于浙江绍兴,是一家专业从事化学法循环再生聚酯及涤纶长丝生产企业,具备2.5万吨再生切片和再生涤纶长丝生产能力,是化学法工艺路线的代表,也是目前世界上少数实现工业化生产的企业之一,可以实现废旧涤纶纺织品的无限循环。佳人新材料循环再生化学纤维产品凭借高品质、多规格、差别化等优良特性,广泛用于高端运动服、休闲服、内衣、时装、制服、工装、家纺等领域,成功和阿迪、迪卡侬、H&M、耐克、宜家、卡帕、GAP 等国际品牌展开合作。

5.3 物理化学法

宁波大发化纤有限公司、优彩环保资源科技有限公司自主开发的“微醇解-脱挥-聚合”聚酯再生技术是目前我国物理化学法产业化的代表性技术。该技术先通过解聚使熔融后的聚酯泡料熔体的黏度降低,熔体中的杂质能够由过滤及脱挥有效去除,同时均化聚酯分子量,从而获得杂质含量较低的低黏熔体,之后再通过缩聚,可获得较好的增黏效果,该技术实现再生熔体稳定增粘至0.63 dL/g以上,主要用来生产有色循环再利用涤纶短纤维,无需染色,产品广泛应用于面料、沙发、床品、毛绒玩具以及汽车内饰、工业建筑等领域。

6 废旧纺织品循环再利用相关建议

6.1 抓紧制定我国废旧纺织品回收再利用的顶层设计路线图

建议请有关工业主管部门牵头,会同相关政府部门、行业协会、高校院所和生产企业形成合力,调研借鉴国外的先进经验,抓紧研究废旧纺织品再利用从回收-分拣-流通-制造-销售全产业链的“十四五”实施行动计划和相关的法规、政策、标准,并争取尽快颁布和实施。

6.2 国家要加大政策支持

对于利用各种废旧聚酯瓶及纺织品原料生产新的化学纤维等新材料的企业,鉴于他们的生产成本比原生涤纶高,因此要进一步减免这些再生企业的增值税和所得税,使其实现可持续发展。同时,要利用国家《技术改造》、《核心竞争力提升》、《环保相关专项》等对技术含量高的扩建项目、新建项目给予资金补助,因为循环再利用化学纤维也是战略性新兴产业指导目录中新材料的组成部分。

6.3 加大定向回收涤纶类废旧纺织品的力度

目前,在我国废旧纺织品相关法规、制度很不完善的情况下,最具有可操作性的办法是定向回收。从相对简单的步骤做起,并建立有效的回收机制,即首先加大对废旧警服、各类工装、政府的制服、军服、学生校服的回收力度,这类衣物材料成分多为涤纶,材质一致性较好,这一部分量也较大,同时衣物淘汰后使用价值不大,社会流通的可能性很小。

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