李德利,劉世揚,賀燕麗
(中國化學纖維工業協會,北京 100027)
廢舊紡織品是指生產和使用過程中被廢棄的紡織材料及其制品。根據國標《廢舊紡織品分類與代碼》(GB/T 38923—2020),按照廢舊紡織品的來源,廢舊紡織品分為廢紡織品和舊紡織品兩類。廢紡織品指紡織材料及其制品在生產加工過程中(如紡絲、紡紗、織造、印染、裁剪等工序)產生的廢料;舊紡織品是指消費后淘汰的紡織制品,包括服裝、家用紡織品、產業用紡織品及其他紡織制品等。
由于我國不允許二手服裝紡織進入市場銷售,因而不能繼續延長其作為紡織品和服裝的使用價值。目前我國廢舊紡織品回收分類混亂,服裝成分復雜,直接制約了其再生利用率。因此對廢舊紡織品的再生利用主要集中在生產中的廢料、服裝廠的邊角料,以及用物理法分揀、破碎、開松后的紡織品。
根據中國紡織工業聯合會(簡稱中國紡聯)的統計數據,2019年,我國紡織纖維加工總量為5 600萬噸,化學纖維在紡織纖維加工總量中占比84%左右。衣著用、家用及產業用三大終端產品纖維加工量比重分別為44∶27∶29,其中產業用紡織品行業纖維加工量為1 620萬噸,服裝與家紡行業纖維加工量為3 980萬噸。
根據中國紡聯統計,2019年國內市場纖維消費量為3 200多萬噸。如果按照三大終端領域消費比例,國內服裝與家紡纖維消費2 270萬噸左右,其中服裝約1 400萬噸,家用紡織品870萬噸左右,產業用約為940萬噸。
按照服裝、家紡平均使用壽命約3年計算,2019年國內產生舊服裝467萬噸,舊家紡287萬噸,合計754萬噸,產業用紡織品可循環再利用量較難估算,按照消費總量的10%估計,在100萬噸左右,三大應用領域合計在800~900萬噸。
另據中國紡聯發布的《2014/2015我國廢舊紡織品回收與再利用研究報告》中的數據,2013年我國產生了約2000萬噸廢舊紡織品的社會存量。根據商務部公布的數據,2018年,我國廢舊紡織品綜合利用量約為380萬噸,因此綜合利用率約為19%(實際利用率更低些),其基數為2013年的社會存量。
采用哪種計算方法,直接關系到廢舊紡織品的年增加量及相關政策的制定依據,為此,仍需工業主管部門牽頭組織中國紡聯及相關部委和單位,進行細致的測算和調研,以確保數據的準確性和科學性。
循環再利用化學纖維(以下簡稱再生化學纖維)是利用回收的廢棄聚合物材料和廢舊紡織材料,加工制成的化學纖維。再生化學纖維是纖維新材料的重要組成部分,是解決我國化纖行業資源短缺和環境壓力雙重問題的關鍵,是化纖行業實現可持續發展的重中之重。循環再利用滌綸(以下簡稱再生滌綸),是其中的主要品種,占再生化學纖維總量的95%以上。其他化纖品種,如錦綸、氨綸等,目前技術水平還主要停留在利用生產過程中產生的廢絲、廢料生產新的化學纖維,且量很小。
我國的再生滌綸原料是以回收的廢舊聚酯瓶片為主,約占再生滌綸量的70%~80%,主要原料并非回收的廢舊化纖紡織品。“十三五”期間,再生滌綸行業受國家強化環境保護、禁塑令、行業規范條件、垃圾分類等政策影響,產能產量有序調整。部分不符合環境保護要求的小企業相繼退出,2016年全行業產能為1 110萬噸,2019年,全行業產能為800萬噸左右,再生滌綸產量為520萬噸,較2017年高峰期降低13.3%。
2017年以后,再生滌綸行業原料結構發生了一些小的變化,受廢舊PET瓶片進口政策和技術進步影響,10%~15%的泡料和切片的利用有了一定的擴大。再生聚酯瓶片是指回收的聚酯(PET)整瓶或毛瓶片經加工處理后得到的可以直接紡絲用的碎片。再生聚酯泡料是指未進入消費領域的滌綸面料的邊角料、漿塊、聚酯(PET)膜等經切斷、摩擦加工形成的膨化狀顆粒物。
再生聚酯瓶片和泡料通過干燥、熔融、紡絲、后加工處理,可以生產棉型再生滌綸短纖維及中空填充類再生滌綸短纖維,廣泛應用于服裝、家紡、產業用紡織品領域。再生的切片和部分優質再生瓶片用來生產再生滌綸長絲。近年來,再生滌綸新產品不斷涌現,包括高柔軟性、高壓縮彈性、抗菌、阻燃、石墨烯改性、遠紅外等功能化、差別化再生滌綸短纖維和竹炭、吸濕排汗、陽離子可染、復合纖維等功能性再生滌綸長絲等品種。
特別值得關注的是,目前我國是唯一掌握對廢舊滌綸類紡織品用化學法進行處理并生產高端聚酯(PET)纖維的國家,這一技術已經實現產業化。作為化學法處理廢舊紡織品生產再生滌綸長絲的代表,浙江佳人新材料有限公司使用世界領先的化學法循環再生技術,將回收來的滌綸材質的舊衣服通過化學處理還原成分子級別,完全去除顏色和細微雜質,重新生成與原生纖維相同的高質量的新的滌綸,用于新的服裝和紡織品制造。
目前針對廢舊紡織品的回收再利用途徑主要有3類,分別是物理法、化學法和物理化學法。
物理法即機械法,即將廢舊紡織品不分材質,經過破碎直接加工成可以紡出紗線的再生纖維,然后織出具有穿著性或一定使用功能的面料,或用短纖維制成非織造布和毛氈類紡織品。此法在回收的棉紡制品或成分比較多元的廢舊紡織品應用較多,是相對容易但偏于低值化的一種循環再利用方法。
化學法和物理化學法是特指滌綸類廢舊紡織品而言的。化學法是用化學試劑將滌綸面料中的高分子化合物解聚,將其轉化成單體或低聚物,然后再利用這些單體制造新的聚酯切片或滌綸。這種方法可以較為徹底地除去廢舊滌綸紡織品中的雜質,如染化料、劣化分子鏈段結構等,再生滌綸制品的品質通常可媲美原生。化學法工藝在廢舊滌綸類紡織品(含PET量超過90%)的循環再利用上實現了工業化生產,設計產能可處理廢舊紡織品2.5萬噸/年。
物理化學法也是特指滌綸類廢舊紡織品而言,是針對物理法本身局限性的改進升級,通過將回收的聚酯廢料熔融后,進行液相或者固相增黏,輔以化學法提高分子量,降低雜質含量。物理化學法所用原料主要以滌綸紡絲、面料生產中的廢料、服裝廠的邊角料為主,以及少量純滌類的舊紡織品。在生產成本增加不大的情況下,可有效提升再生制品的品質并實現滌綸短纖維的差別化再生。
對廢舊紡織品直接開松利用的產能主要集中在早期的浙江溫嶺、蒼南一帶,目前該技術用于棉制品及混紡制品。浙江蒼南地區每年處理的紡織廢料達上百萬噸,業已成為全國聞名的廢舊紡織品回收利用基地。回收的廢紡織品的邊角料,有的是純棉,有的是滌棉混紡或其他混紡,由于原料是在生產環節,尚未進入消費領域,因而比較干凈,無需消毒。回收利用的再加工纖維被廣泛應用于家具裝飾、服裝、家紡、玩具和汽車工業等各個行業領域。再加工纖維中一些長度較短的纖維不能紡紗,可用來制作工業用非織造布、汽車的隔熱保溫材料和沙發坐墊等方面。再加工后的棉纖維可用于室內裝飾材料和非織造紡織品,亦可與新棉或其他纖維通過不同配比混合生產紗線。溫州天成紡織有限公司是該區域代表性企業,公司擁有未進入消費領域的廢紡織品收集、分揀、開松、紡紗全產業鏈,現有開松生產線9條,年產各類再生紗線6萬噸,產品用于牛仔布、手套、絨布、帆布、化纖布等領域。
中民循環經濟產業技術開發(山東)有限公司成立于2015年9月,位于山東高密市高新技術產業開發區,年產再生可紡紗線1萬噸/年。該公司采用和國家慈善組織——中民社會捐助發展中心戰略合作的模式,作為全國首家、山東唯一一家捐贈廢舊衣物生產基地,以捐助渠道收集的廢舊紡織品、廢舊軍服為原料,通過引進或購買關鍵部件,應用自主研發、研制的生產設備和工藝,對廢舊紡織品進行分揀、開松、紡紗,其生產的再生紗線用于生產帳篷、勞保手套等再生紡織品。
浙江佳人新材料有限公司創建于2012年,位于浙江紹興,是一家專業從事化學法循環再生聚酯及滌綸長絲生產企業,具備2.5萬噸再生切片和再生滌綸長絲生產能力,是化學法工藝路線的代表,也是目前世界上少數實現工業化生產的企業之一,可以實現廢舊滌綸紡織品的無限循環。佳人新材料循環再生化學纖維產品憑借高品質、多規格、差別化等優良特性,廣泛用于高端運動服、休閑服、內衣、時裝、制服、工裝、家紡等領域,成功和阿迪、迪卡儂、H&M、耐克、宜家、卡帕、GAP 等國際品牌展開合作。
寧波大發化纖有限公司、優彩環保資源科技有限公司自主開發的“微醇解-脫揮-聚合”聚酯再生技術是目前我國物理化學法產業化的代表性技術。該技術先通過解聚使熔融后的聚酯泡料熔體的黏度降低,熔體中的雜質能夠由過濾及脫揮有效去除,同時均化聚酯分子量,從而獲得雜質含量較低的低黏熔體,之后再通過縮聚,可獲得較好的增黏效果,該技術實現再生熔體穩定增粘至0.63 dL/g以上,主要用來生產有色循環再利用滌綸短纖維,無需染色,產品廣泛應用于面料、沙發、床品、毛絨玩具以及汽車內飾、工業建筑等領域。
建議請有關工業主管部門牽頭,會同相關政府部門、行業協會、高校院所和生產企業形成合力,調研借鑒國外的先進經驗,抓緊研究廢舊紡織品再利用從回收-分揀-流通-制造-銷售全產業鏈的“十四五”實施行動計劃和相關的法規、政策、標準,并爭取盡快頒布和實施。
對于利用各種廢舊聚酯瓶及紡織品原料生產新的化學纖維等新材料的企業,鑒于他們的生產成本比原生滌綸高,因此要進一步減免這些再生企業的增值稅和所得稅,使其實現可持續發展。同時,要利用國家《技術改造》、《核心競爭力提升》、《環保相關專項》等對技術含量高的擴建項目、新建項目給予資金補助,因為循環再利用化學纖維也是戰略性新興產業指導目錄中新材料的組成部分。
目前,在我國廢舊紡織品相關法規、制度很不完善的情況下,最具有可操作性的辦法是定向回收。從相對簡單的步驟做起,并建立有效的回收機制,即首先加大對廢舊警服、各類工裝、政府的制服、軍服、學生校服的回收力度,這類衣物材料成分多為滌綸,材質一致性較好,這一部分量也較大,同時衣物淘汰后使用價值不大,社會流通的可能性很小。