织造废边的结构及利用方案探讨

严 昉 赵连英 张陈恬 项国富 陈 操

（浙江理工大学，浙江杭州，310018）

1 织造废边的回收情况

以织物加工量的3%粗略估算织造废边的产量，每年我国的织造废边总量在百万吨之多。随着无梭织机的普及和织机速度的提升，织造废边的产量还在逐年增加。虽然织造废边是全新的原料，但大多还是被当作废料处理，一些企业将织造废边作为垃圾焚烧处理，也有一些企业将织造废边作为填充材料使用。浙江温州苍南县是一个以服装加工中产生的边角料为原料生产再生纱线的产业集群地，主要工艺流程是将边角料褪色、切断、开松成纤维状，再利用棉纺粗号纱的纺纱方式加工成纱。利用当地的加工条件，也可以将织造废边切断后再开松成纤维，加工成粗号再生棉纱，主要用于生产拖布、包皮布等低档纺织品。虽然再生纱的加工方式具有一定的环保优势，但边角料或织造废边在被开松过程中会产生大量飞花粉尘，在颜色漂白中需要大量的化学药品处理，对当地环境造成污染。

有研究人员研究如何减少织造废边的产生量或者将织造废边中的纬纱抽掉，对留下的经纱进行回用。虽然有一定的可行性，但要在高速运转的织机上进行相关改造的技术难度较大，同时也会带来织造面料新的疵点问题和设备加工效率低的现实。所以，尽管织造行业的废边产量巨大，但一直以来都没有引起同行的足够重视。通过技术改造，获得织造废边的绿色高效利用，对提高织造废边的利用价值、减少环境污染、实现绿色制造具有较大的积极意义［1］。

2 不同种类织造废边的概述

为了分析织造废边的形态、结构，我们收集了衬衫面料、窗帘面料、色织外套面料、牛仔面料生产企业不同种类的织造废边。由于面料类别不同，其废边的结构差别非常大。其中，衬衫面料生产企业的废边纬纱成分以棉14.5 tex 纱、涤棉混纺14.5 tex 纱为主；色织外套面料生产企业的废边纬纱成分以涤纶20 tex 纱、涤粘混纺20 tex 纱为主，大多数含有氨纶包芯纱，废边在切断后会呈现出收缩聚拢现象；窗帘等家纺类面料的废边多以涤纶长丝为主，被切断部分的废边纬纱长度较长，废边的宽度较宽，呈平面刷子状；牛仔面料的织造废边主要成分以棉为主，也有一些是涤棉混纺纱或涤粘混纺纱，面料的纬纱大多在59 tex 左右，因此废边可以达到7 g/m 左右，加捻加固后的直径可达6 mm。

我们对上述比较典型的织造废边进行了观察、测量和成分分析，包括废边来源、面料种类、边经纱、纬纱的组成情况、纬纱密度、边经纱号数、纬纱号数、废边自然状态下的宽度、将片状布边经搓捻加工成了绳状纱线的直径等。不同类型的面料生产企业其废边的原料组成、色彩、形态差别很大，尤其是色织企业的废边，由于所加工的面料多为小批量、多品种，废边颜色和成分丰富，这对废边的批量利用开发带来了一定的技术难度，不少服用面料其纬纱含有弹性纤维，废边的形态呈现收缩卷曲状态，废边中的纬纱会发生不同程度的滑移。另外，废边中往往还有一些用于处理断经纱用的备用零散经纱，废边在废边筒内的存放处于杂乱状态，废边很容易发生互相缠绕现象，严重影响后续的工业化回收加工。废边筒内还会发现挡车工随意丢弃的食品包装等垃圾，这些情况都对织造废边的高效利用带来了困难。

3 织造废边的再利用举例及开发优势

3.1 织造废边的再利用举例

本研究广泛收集了喷气织机、剑杆织机的布边，分析了不同类型、不同成分、不同密度状态的面料加工中布边的主要形式，分析其纱线的构成方式，经纱和纬纱之间的交织状态和固结方式等［2-3］，建立起布边结构和性能技术数据库，为布边的合理利用方案设计提供基础。

虽然废边中的纬纱有滑移等现象，但总体来说织造废边的边经纱和纬纱之间具有一定的稳定性，已经具有类似花式纱线的特点，可以通过一定的固化，加工生产类似绳状的特粗型花式再造纱线，将其用于开发地毯、靠垫等厚重类纺织品。本研究优选了许多规整的织造废边，图1（a）是其中一个灰色废边的照片。我们采用自主设计的小型机械，将条状织造废边加工成灰色废边花式纱，如图1（b）所示。图1（b）采用了纱线和灰色废边双包覆的加捻方法，有效解决了织造废边的散脱问题，也提高了织造废边的强力、可织造性，为织造废边的高效利用提供了优化方案。采用编织的方式，可以生产出灰色废边地毯面料，如图1（c）所示。

图1 废边及其花式纱和地毯

为了实现以上加工方式，我们设计制造了适合小型纺纱的装置，以实现对织造废边的双向等捻度加捻，包覆捻度根据布边宽度和簇绒长度进行调整，目的是要让废边中的纬纱既能得到加固，又不完全被束缚，保证其簇状形态。既解决了织造废边的纬纱脱散问题，又克服了再造纱线的内应力带来的退捻和面料加工的纬斜，增加了绒毛的美观性，创新了一种全新的织造废边绿色高效利用方案，具有很好的经济效益和社会效益。

图1（a）所采用的是沙发面料织造废边，以此为芯纱，以涤纶纱线为固纱，通过双包覆加捻开发出灰色簇绒纱，再采用直径8 mm 的粗号织针将其加工成面料。为了能够在针织大圆机或横机上进行规模化生产，可以探索开发衬垫组织等厚重型针织面料创新设计，也可以开发专为特粗型纱线加工的粗针设备。采用本加工方法生产的织造废边再造纱线，经测试其各项机械性能能够符合地毯纱线要求。织造废边的结构非常丰富，废边条的宽度约1 cm～5 cm，夹持着一定长度的纬纱，呈毛刷状，类似花式纱中的轨道纱，但没有稳定的纱线结构，纬纱易脱散。图1（c）是以废边再造纱线为原料做成的地毯面料，可作为垫子、毯子等产品应用。

基于对织造废边的收集和分析，我们认为发挥织造废边绒毛状的结构优势，开发地垫、宠物用品、餐垫等厚重类产品是比较合理的。废边纱也可以创新性地应用到面料的再造上，特别是废边中经纬纱之间有一定宽度的织物片段类的废边，通过与其他面料以一定的花形轨迹缝合，可以开发新型服装面料，丰富面料的风格，增加其保暖性、时尚性。

3.2 经济优势和技术关键

我们对4 种面料类型合作企业的废边处理方式进行了收入对比。企业1 为色织小批量多品种类的面料加工企业，废边的色彩多样，每个品种的废边量不大，因此回收利用价值不高，并且大多含氨纶，废边形态杂乱，回收价格大约500 元/t。企业2 也是色织类面料，废边成分以涤粘混纺纱为主，目前是直接当作垃圾处理掉，回收价格按0元/t 计算。企业3 的废边原料成分单一，结构简单，利用价值比较高，回收价格大约为1 000 元/t。企业4 的废边原料是细号纯棉纱线，原料品种单一，纱线为本白色，因此回收利用价值最高，大约为1 200 元/t。4 家企业平均织造废边回收价格675 元/t。以涤纶长丝9 000 元/t 作为参照，假设加工粗号的地毯纱线，织造废边再造纱线加工成本能控制在5 000 元/t，就具有明显的成本优势。

目前织造废边的收集成本比较低，将织造废边开发成厚重类地毯、垫子等纺织品，其潜在经济价值和社会效益是十分明显的［4］。对废边进行特粗型再造纱线加工，整个加工工艺流程短，与以往的开松成单纤维、纺纱的加工方式相比，生产过程中碳增量会大大减少。废边在再造加工过程中经过集拢后其宽度大大减少，部分再造纱线的直径和线密度及结头形态已基本满足厚重型机织织造的纬纱要求，可以实现机械化加工。

织造废边加工地毯纱线以及地毯的工业化生产还有很多关键技术问题需要解决，如织造废边的稳定形态、织造废边的卷绕方式设计、废边条与条之间快速高效的连接方式设计、废边包覆纱线工艺设计、废边地毯等厚重纺织品的进一步开发和针织或机织加工的适应性研究等。目前，我们已初步获得解决以上技术问题的方法和整套加工工艺，包括织造废边的连接方法、利用低熔点涤纶热熔丝加固织造废边的方法［5-6］。

4 结语

利用织造废边在结构上有一定的稳定性和纬纱刷子状的特点可以开发厚重立绒状纺织品。织造废边的合理利用还需要面料织造加工企业车间管理方面的精细化配合，要改善废边的收集方式，避免废边互相缠绕，还要避免混杂其他纺织废料和挡车工茶叶渣和食品塑料包装等垃圾。要实现织造废边再造纱线的机械化加工需要对现有纺纱器件进行适应性改造，其中废边间的结头、卷绕成形等都是其中的主要技术难题。由于织造废边的总量很大，合理高效利用织造废边进行再加工有望成为一个全新的纺织产品加工门类，具有较好的经济效益和社会效益。