ПРОИЗВОДСТВО ТАФТИНГОВЫХ ПОКРЫТИЙ: рециклинг отходов


Нетканые текстильные материалы нашли широкое применение в народном хозяйстве. Они прочно вошли в нашу повседневную жизнь, применяются в строительстве (в том числе дорожном), сельском хозяйстве, медицине, в быту, мебельной промышленности, автомобиле- и авиастроении и многих других отраслях экономики любой страны. Особое место занимают нетканые материалы так называемого бытового назначения — полотенца, халаты, одеяла и покрывала, различные протирочные и фильтровальные материалы (например, фильтры в пылесосах), обивка мебели, а также большое количество всевозможных напольных покрытий.


Наибольшее распространение и популярность получили ковры, произведенные по тафтинговой технологии. Это связано с тем, что они обладают хорошим показателем соотношения «цена—качество». При достаточной тепло- и звукоизоляции, отличных потребительских характеристиках они обладают значительно более низкой ценой по сравнению с традиционными ткаными коврами.

История тафтинговой технологии берет свое начало в 1950 г., когда американский инженер Коббл спроектировал машину для поточного производства ковров иглопрошивным методом. С этого момента иглопрошивной ковролин начал свое триумфальное шествие по миру, позволив значительно расширить сферу применения ковров.

За сравнительно непродолжительное время компания Cobble Blackburn Limited, которую основали братья Коббл, значительно усовершенствовала конструкцию машин и превратилась в самую авторитетную в этой области фирму в мире, производящую высококачественные тафтинговые машины. Большие инвестиции в исследовательские и конструкторские работы позволили фирме в течение многих лет оставаться лидером в своей отрасли.

Благодаря Кобблу сегодня ковролин можно увидеть не только в гостиной или спальне уютной квартиры, но и в банках, офисах, на лестницах и в коридорах общественных зданий, в спортивных и концертных залах и даже в плавательных бассейнах. Благодаря тому, что ковролины изготавливаются из разных материалов и на различных основах, они не боятся сырости и не подвержены гниению, устойчивы к истиранию, легко очищаются от загрязнений и сохраняют первозданную яркость цветов на протяжении всего срока эксплуатации, чего не скажешь об обычных тканых коврах.

Тафтинговые изделия являются в настоящее время наиболее распространенными напольными покрытиями. В США и странах Западной Европы доля тафтинговых ковров составляет более 90%. Во всем мире 75% всех ковровых покрытий, в том числе искусственная трава, изготавливаются тафтинговым способом производства. Все это объясняется прежде всего высокой производительностью оборудования по сравнению с тканой технологией и низкой себестоимостью производства.

Машина, которую спроектировал Коббл, работает по принципу, схожему с принципом работы швейной машины, но отличается от нее количеством игл, расположенных очень близко друг к другу. Каждая игла простегивает нить сквозь первичную основу, изготавливаемую из полипропиленовых неплотных тканей. С изнаночной стороны нитка подхватывается крючком, который делает небольшую петлю, формируя так называемый петельчатый ворс, как правило, полиамидный. Крючок может быть снабжен режущим лезвием, которое разрезает петельку, как только она сформирована, таким образом создавая разрезной ворс. Затем пряжа закрепляется латексом с большим содержанием мела, после чего может наноситься вторичная основа. Ну, и, наконец, происходит обрезание кромок готового полотна для придания товарного вида с последующим наматыванием в готовые рулоны. Таким образом, одним из существенных недостатков этой технологии является обрезание кромок, которые составляют примерно 3 см с каждой стороны тафтингого полотна по всей его длине.

Из-за данной особенности технологии, существующей на сегодняшний день, в результате производства тафтинговых напольных покрытий ежедневно образуется большое количество отходов, которые в настоящее время, как правило, в основной своей массе не перерабатываются. Образующиеся в результате обрезания кромок отходы в одном случае вывозятся на свалки, что требует значительных затрат на их утилизацию. При этом окружающая среда загрязняется синтетическими негниющими отходами. В другом случае отходы сжигают, что приводит к сильному загрязнению атмосферы токсичными продуктами сгорания.

В последние годы в России наметился значительный экономический рост. Как следствие, одновременно с этим увеличивается благосостояние граждан, что ведет к увеличению потребительского спроса, в том числе и на бытовые нетканые материалы, к которым кроме прочих относятся и тафтинговые напольные покрытия. Очень медленно, но вместе с экономикой всей страны развивается и текстильная промышленность, пытаясь удовлетворить растущий потребительский спрос. Не может не радовать тот факт, что тафтинговые напольные покрытия не только импортируются из-за рубежа, но и производятся у нас в стране. На сегодняшний день в России производством тафтинговых напольных покрытий занимается около 7 компаний. Среди них такие известные отечественные производители, как «Нева Тафт», «Номатекс», «Балттекстиль» и др. Объем производства только одной фирмы «Нева Тафт» в настоящее время составляет более 10 млн кв. м в год. Компания занимает одно из ведущих мест по производству тафтинговых напольных покрытий на российском рынке. При таких объемах производства на данном предприятии ежегодно образуется порядка 1500 кубометров отходов, которые также еще называют пухтой. Учитывая общее количество фабрик, производящих тафтинговые напольные покрытия по всей стране, получается внушительная цифра. Помимо промышленных отходов на свалку попадает огромное количество уже использованных готовых ковров, что еще больше усложняет экологическую обстановку в нашей стране.

В мире проблемы, связанные с образованием большого количества отходов тафтингового производства, стоят еще более остро. Это объясняется тем, что по всему миру, в том числе в Европе, Японии и США, предприятий, производящих тафтинговые напольные покрытия, больше, чем в России, в сотни раз. Наиболее динамично развивается производство тафтинговых напольных покрытий в Китае. Стремясь снизить издержки производства, производители тафтинговых ковров в России, как и производители всего мира, сталкиваются с одной и той же проблемой, связанной с переработкой отходов производства.

Рынок тафтинговых напольных покрытий продолжает расти, количество отходов их производства будет только увеличиваться. В России, как и в других развитых странах, все сильнее ужесточаются правила и нормы природоохранного законодательства, что, в свою очередь, вынуждает производителей использовать безотходные или малоотходные технологии. Производство тафтинговых напольных покрытий — не исключение. Перерабатывая, а не вывозя отходы на свалку, можно значительно сократить издержки производства, что, в конечном счете, должно привести к удешевлению готовой продукции для конечного потребителя, а также снизить негативное влияние человека на окружающую среду.

Основная проблема, которая препятствовала за эти годы всем усилиям переработать отходы, образующиеся в результате обрезания кромок, — трудность сортировки и отделения частей отходов по видам полимеров, таким как нейлон 6, нейлон 6.6, ПЭТ, ПЭФ, полипропилен и смеси полимеров. Существует два основных типа нейлона, используемых в производстве тафтинговых ковров, — нейлон 6 и нейлон 6.6. Эти два типа нейлона составляют примерно 70 % от всех отходов, образующихся при производстве ковров. Несмотря на то, что оба названия содержат цифру 6, это две разные формы нейлона, которые имеют различную химическую структуру. Поэтому если их смешать вместе, они не смогут быть расплавлены или обработаны химически без возникновения серьезных проблем в получающемся химическом составе.

Для закрепления тафтинговых петель сегодня, как правило, используются жидкие латексные связующие. Добавление в них достаточно большого в процентном соотношении количества мела затрудняет последующую переработку. Вместо жидких латексных связующих можно использовать полиамидные пленки или порошки полиамида. Для улучшения показателей скрепления используют сополиамид, характеризующийся пониженной точкой плавления. Кроме того, возможно использование волокон из других легкоплавких полимеров, таких как, например, полиолефин или полипропилен. Вспомогательные компоненты, вводимые в наименьшем объеме, являются второстепенными относительно общего веса используемого материала и поэтому не создают никаких проблем для переработки посредством деполимеризации. Сополиамиды, подходящие для этой цели, являются стандартными плавкими клеями, доступными как в форме пленки, так и в порошковом виде.

Наиболее перспективным направлением является разработка технологий и материалов для производства полностью перерабатываемых ковров и отходов, образующихся при обрезании кромок. Благодаря использованию химически однородного материала во всех компонентах тафтингового ковра при его переработке или повторном использовании отпадает необходимость в отделении компонентов и их частей друг от друга.

Разработка методов разделения ковра и отходов его производства на составляющие компоненты является актуальной, т. к. на данный момент основная масса ковров (около 90%) производится по технологии, использующей волокнистые материалы различной химической природы. Из разделенных однородных компонентов переработанных отходов производства тафтинговых ковров можно получать гранулированные или подобные материалы, которые могут использоваться как сырье для формирования различных материалов из расплава полимера.

На сегодняшний день существуют различные пути решения проблемы переработки отходов тафтингового производства, однако все они, как правило, не предполагают получения из отходов первичного полимерного сырья или волокон, пригодных для производства текстильных материалов. Среди таких способов, пожалуй, наибольшее распространение получил способ сжигания отходов, в результате которого, в лучшем случае получают тепловую и электрическую энергию для самого предприятия.

Кроме того, в мире существуют разработки, которые позволяют из отходов тафтингового производства, образующихся в результате обрезания кромок, получать сырье для различных отраслей народного хозяйства. Например, по некоторым технологиям из перемолотых отходов получают листовые материалы, которые можно использовать как водостойкий заменитель фанеры и древесностружечных плит. Другие разработки подразумевают получение волокон нейлона, которые можно добавлять к таким материалам, как бетон. Их добавляют в раствор в качестве армирующих бетон волокон.

Все многообразие существующих в мире методов и способов переработки отходов, образующихся в результате обрезания кромок, к сожалению, не решает данной проблемы в комплексе. Каждое предприятие самостоятельно пытается утилизовать образующиеся в результате производства отходы.

www.newchemistry.ru