способ переработки бытовых и промышленных отходов вторичного текстиля

Формула изобретения

1. Способ утилизации бытовых и промышленных отходов, включающий сбор текстильных отходов и отбор из них пригодных для вторичного использования материалов, отличающийся тем, что в качестве пригодных для вторичного использования материалов отбирают текстильные изделия одного вида, отбор ведут до количества, пригодного для промышленной переработки, при этом указанные текстильные изделия содержат, по меньшей мере, один типовой составной элемент, пригодный для формирования настила и в соответствии с которым создают карту раскроя, по указанной карте формируют настил из типового составного элемента, для настила согласно карте раскроя подбирают, по меньшей мере, одно лекало изготавливаемого изделия, позиционируют лекало на верхнем слое настила и затем раскраивают настил с получением деталей изготавливаемого изделия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что детали изготавливаемого изделия раскраивают путем вырубки изделий посредством вырубочного пресса.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что раскрой деталей изготавливаемого изделия осуществляют лучом лазера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для переработки текстильных изделий, бывших в употреблении, в частности изделий типа «секонд хэнд» (second hand clothing graders).

Известно, что ресурсы текстильных отходов, являющихся вторичным сырьем и пригодных к переработке, достаточно велики. Вторичное текстильное сырье - отходы, образующиеся в процессе переработки сырья текстильной промышленности при раскрое и изготовлении швейных и трикотажных изделий, а также отходы потребления в виде изношенных изделий, непригодных для применения по прямому назначению, но пригодных после соответствующей обработки, для использования в качестве промышленной и бытовой продукции: пряжи, мебельной, технической и тюфячной ваты, мебельного ватина, нетканых материалов, набивных материалов и др. Все это находит применение в производстве верхней одежды, при изготовлении мебели, напольных покрытий, мягких детских игрушек, матрацев и др.

В России ресурсы текстильных отходов, являющихся вторичным сырьем и пригодных к переработке, достаточно велики, что связано, в частности, и с ввозом подержанной одежды «секонд хэнд» из других стран. Это с особой остротой ставит проблему рециклинга и утилизации объемов текстильных отходов.

Существуют различные виды отходов текстильных материалов, к которым относятся, в основном, отходы производства в виде волокон, пряжи, нитей, лоскутов и обрезков текстильных материалов, а также отходы потребления в виде бытовых изношенных текстильных изделий (так называемый «секонд хэнд»). Некоторые из этих видов могут перерабатываться на тех предприятиях, где они образуются, с получением основной или дополнительной продукции. Другие виды текстильных отходов, которые не могут быть переработаны на тех предприятиях, где они образуются, подлежат отправке на специальные фабрики по переработке вторичного сырья. На этих фабриках после операций дезинфекции и измельчения (резки) они перерабатываются в нетканые материалы различного назначения или в более простую по технологии изготовления продукцию в виде пакли, ваты мебельной и технической, обтирочных концов и т.д.

Использованные одежда и домашний текстиль относятся к чистым отходам, процесс вторичной переработки которых не требует проведения дополнительных операций, связанных с химической или биологической подготовкой (дезинфекцией), и потому технология рециклинга является экологически чистой.

Проблема рециклинга вторичного текстильного сырья стала в последние годы одной из актуальных тем, которым чаще всего посвящено внимание ведущих научных центров, занимающихся проблематикой текстильного производства. Существуют различные технологии рециклинга текстильных отходов, среди которых наиболее популярной является технология механического прочесывания, расслаивания или измельчения отходов. Технология механического рециклинга вторичного текстильного сырья включает, как правило, операции сортировки и измельчения (резки) материала с дальнейшей его обработкой и получением элементарных волокон, ровницы или пряжи, нетканых изделий и других продуктов.

Известна, например, описанная в патенте № 75661 (опубл. 20.08.2008) поточная линия, предназначенная для реализации способа регенерации отходов, в соответствии с которым производят разъединение и регенерацию отходов плоских текстильных материалов (лоскута ткани, трикотажа, нетканых полотен). Устройство по указанному патенту осуществляет переработку отходов текстиля с получением на выходе волокнистого сырья, которое в дальнейшем используется для производства текстильных изделий. То есть данное техническое решение направлено на совершенствование механического метода рециклинга путем модификации существующей установки. Для реализации указанной технологии используется довольно сложное оборудование, описанное в патенте, и, кроме того, она предназначена в основном для переработки текстильных отходов с высоким коэффициентом износа и с получением на выходе волокнистого сырья.

Существуют также другие технологии по переработке вторичного текстильного сырья. К таковым относятся, например, способы химической или термической переработки. Например, технология переработки текстильных отходов методом термоскрепления предусматривает получение на выходе нетканых полотен и включает следующие стадии процесса:

- подготовку текстильных отходов из натуральных волокон;

- подготовку текстильных отходов из термопластичных волокон;

- формирование и уплотнение холста;

- сложение и уплотнение холстов;

- скрепление холста на термообрабатывающей машине;

- обрезку кромок и упаковку.

Выбор технологии для переработки текстильных отходов зависит прежде всего от структуры перерабатываемых отходов, их сырьевого состава. Однако указанные технологии многостадийны и трудоемки, некоторые стадии считаются вредным производством.

Известен «Способ подготовки бытовых и промышленных отходов с отбором пригодных для вторичного использования компонентов» по патенту РФ № 2165879 (опубл. 27.04.2001), который выбран в качестве прототипа. В соответствии с указанным способом производят сбор отходов в одном месте, сортировку с отбором пригодных для вторичного использования компонентов и отделение непригодных компонентов на утилизацию. Сортировка включает предварительную ручную сортировку, обеспечивающую разделение отходов на пригодные для вторичного использования материалы, которые затем направляют на вторичное использование.

Однако данный способ наиболее эффективен при комплексном обслуживании предприятий с промышленными отходами, включающими полимерные отходы и волокна, и не предназначен для переработки изделий типа «секонд хэнд». Кроме того, способ реализует только часть технологии по переработке отходов и не включает этап вторичного использования отходов, в частности этап переработки вторичных текстильных изделий. Для вторичного использования подготовленные отходы отправляют для дальнейшей переработки на другие предприятия.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа переработки бытовых и промышленных отходов вторичного текстиля, предусматривающего комплексную переработку текстильных изделий, в частности изделий типа «секонд хэнд».

В результате решения данной задачи возможно получение технических результатов, заключающихся:

- в снижении количества вторичных текстильных отходов, отправляемых на свалку или подвергаемых химической, термической и другим видам переработки за счет использования вторичных текстильных отходов, в частности изделий типа «секонд хэнд» в качестве сырья для производства швейных изделий массовых серий, для которых низкая себестоимость производства наряду с приемлемым качеством является главным конкурентным преимуществом;

- в снижении трудозатрат за счет выполнения операций по сортировке, проектированию и выкраиванию изделий на одном предприятии, а также за счет исключения из последующей технологической цепочки сложного и дорогостоящего оборудования;

- в обеспечении высокой производительности за счет упрощения технологии раскроя.

Указанные результаты достигаются тем, что в способе утилизации бытовых и промышленных отходов, включающем сбор текстильных отходов и отбор из них пригодных для вторичного использования материалов, в качестве пригодных для вторичного использования материалов отбирают текстильные изделия одного вида, при этом отбор ведут до количества, пригодного для промышленной переработки. Указанные текстильные изделия содержат, по меньшей мере, один типовой составной элемент, пригодный для формирования настила и в соответствии с которым создают карту раскроя. По разработанной карте формируют настил из типового составного элемента, для которого согласно карте раскроя подбирают, по меньшей мере, одно лекало изготавливаемого изделия. Лекало позиционируют на верхнем слое настила и затем раскраивают настил с получением деталей изготавливаемого изделия.

Детали изготавливаемого изделия могут быть раскроены путем вырубки изделий с использованием соответствующего пресса, либо с использованием лазерной системы раскроя.

При реализации предлагаемого способа обеспечивается снижение количества вторичных текстильных отходов, которые могут быть отправлены на свалку, сжигание или переработку с применением сложных технологических операций (прочесывания, разволокнения и т.д.) и вредных (химических, термических) стадий переработки. Продажа изделий типа «секонд хэнд» через специализированные магазины также не решает проблемы реализации этих изделий в полном объеме. Предлагаемый способ является экономически выгодным и экологически безопасным.

Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает снижение трудозатрат за счет комплексной переработки вторичных текстильных изделий, а более конкретно изделий типа «секонд хэнд», начиная с выполнения операций по сортировке и заканчивая раскроем и пошивом изделий, на одном предприятии, высокую производительность за счет формирования и раскроя настила, состоящего из нескольких слоев однотипных изделий или из их частей, а также рационального размещения лекал на верхнем слое настила.

Проверка заявляемого способа на техническую применимость показала, что его реализация достигается средствами, соответствующими известному уровню техники.

Известно, что текстильные изделия с минимальной степенью износа не могут быть реализованы как одежда в связи с тем, что либо вышли из моды, либо по другим причинам и накапливаются на складах поставщиков в количествах, достаточных для промышленной переработки. Такие бывшие в употреблении изделия, относящиеся по товарной номенклатуре внешнеэкономической деятельности к коду ТНВД 6309000000 (одежда, бывшая в употреблении), сортируются для вторичного использования по виду изделия, размеру, фасону и составу ткани. Из изделий одинакового фасона, размера и состава ткани выбирают типовой составной элемент. Типовым составным элементом является, например, рукав или спинка футболки, передняя или задняя часть, например, юбки и т.п. По типовому элементу составляют карту раскроя - технологический документ, содержащий задание для настилания партии материала (например, количество типовых элементов в настиле) и фактические данные раскроя. Формирование карт раскроя выполняется с учетом текстуры материала, размеров типового составного элемента, количества раскраиваемых комплектов и других параметров. По каждому типовому элементу формируют многослойный настил. Настилы могут быть сформированы как из цельных однотипных изделий, так и из частей однотипных изделий, например из рукавов или спинок рубашек одинакового размера. Таким образом, формируют, по сути дела, новую сырьевую базу для выкраивания новых деталей швейных изделий. Выбор лекал и их позиционирование на верхнем слое настила осуществляется с учетом формы и размера настила, т.е. с учетом данных, указанных в карте раскроя для данного настила. В результате получают детали для изготовления новых швейных изделий из изделий типа «секонд хэнд», имеющих достаточно низкую себестоимость, при этом качество получаемых изделий в основном бытового назначения отвечает требованиям рынка.

Сущность изобретения поясняется на следующем примере.

На фиг.1, 2, 3 изображены варианты получения типового составного элемента из разных видов текстильных изделий.

На фиг.1 изображена схема выкраивания типового составного элемента 1 из спинки флисовой куртки. Этот типовой составной элемент имеет размеры A 46 см и B 42 см и используется для формирования настила.

На фиг.2 изображена схема выкраивания типового составного элемента 2 - рукава флисовой куртки. Этот типовой составной элемент имеет размеры C (ширина рукава) 25 см и D (длина рукава) 40 см и используется для формирования настила.

На фиг.3 изображена схема выкраивания типового составного элемента 3 из переда юбки из джинсовой ткани. Из соответствующих элементов формируют настил для раскроя.

На фиг.4 изображен комплект шаблонов лекал для раскроя одного изделия (в данном примере - перчатка). Комплект шаблонов лекал состоит из семи деталей, и он регламентирован картой раскроя.

На фиг.5 изображены:

- многослойный настил Е, сформированный из спинок футболок;

- многослойный настил F, сформированный из рукавов;

- многослойный настил G, сформированный из рукавов меньшего размера.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Из предложений предприятий - сортировщиков одежды «секонд хэнд» известно, что у них скапливаются запасы предварительно отсортированных вручную и упакованных футболок с длинным рукавом из утепленного трикотажа (Adult Fleece Jackets). Причем эта позиция имеется в наличии круглогодично в количестве не менее контейнерной загрузки. Далее проводится сортировка футболок с отбором их по размеру, цвету и т.п.

Из отобранных футболок выбирают в качестве типового составного элемента, например, спинку или рукав (фиг.1, 2).

Затем составляют карту раскроя. Из отобранных типовых составных элементов по предварительно составленным картам раскроя формируют многослойные настилы (фиг.5). Настилы формируют следующим образом:

настил Е сформирован из типового составного элемента 1 спинок футболок и имеет размеры не менее 42x46 см, при этом типовой составной элемент 1 из спинки футболки складывается вчетверо, образуя, таким образом, один слой настила. Таких слоев может быть несколько. Для данного примера настил состоит из трех слоев.

настил F сформирован из типового составного элемента 2 рукавов, шириной у основания не менее 25 см и длиной не менее 40 см. Для данного примера настил Б состоит из трех слоев (рукавов).

настил G сформирован из типового составного элемента 2 рукавов меньшего размера, шириной у основания менее 25 см и длиной менее 40 см. Для данного примера настил G также состоит из трех слоев.

Определяющим при формировании раскладки шаблонов лекал изготавливаемого изделия является следующее: модель изготавливаемого изделия выбирается из условия максимального соответствия ее кроя размеру и форме составных типовых элементов.

Раскладка шаблонов лекал осуществляется следующим образом:

на верхнем слое настила Е раскладывают шаблон лекала 7, шаблоны лекал 3, 4, 5, 6 и 9 размещают на верхнем слое настила F, а шаблон лекала 8 размещают на верхнем слое настила G.

Раскрой настилов осуществляется с помощью вырубочного пресса, например, ПВГ8-2-0, за один ход которого получают:

из настила Е - двенадцать деталей 7,

из настилов F и G - по шесть деталей 3, 4, 5, 6 и 9 - в результате обеспечивается комплектность кроя.

Количество слоев настилов может быть различным и определяется прежде всего числом требуемых деталей для шитья из них изделия, а также мощностью пресса и квалификацией оператора.

Готовые детали кроя поступают в швейный цех, где из них сшивают, в частности, рабочие перчатки.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит изготавливать в промышленных масштабах изделия массового спроса из текстильного вторсырья, цена которых будет значительно ниже, а качество не уступит качеству изделий, производимых из новых материалов.