[发明专利]加工光学纤维废料的方法

说明书

本发明涉及一种从废弃玻璃纤维材料粉碎玻璃纤维的方法，且涉及添加剂在介质磨机中为粉碎玻璃纤维作为聚集体的用途。

在玻璃纤维的典型生产过程中，在所有执行的加工步骤中形成相当数量的废弃玻璃纤维材料。这些废弃的玻璃纤维材料主要由长度通常在5到10米范围的长纤维构成。为了能够回收这些废弃玻璃纤维材料到生产过程从而提高该过程的经济效率，将这些纤维粉碎到适合生产过程的目标长度是理想的。

US2007/0042890描述了一种方法，其中纤维首先被粗切然后在球磨机里磨碎。

US6032883描述了一种加工玻璃纤维的方法，其中玻璃纤维和少量玻璃粉末，碎玻璃或水混合。

在这种玻璃纤维加工的初步实验中，发现使用合适的切削工具直接粉碎到所需的目标长度对该工具有很高的磨损。另外，玻璃纤维也会被工具磨损形成的颗粒所污染。

另外，纤维研磨实验显示纤维基本上趋向于相互结块。这样制造出毛茸茸的玻璃纤维聚集体，显著降低磨机的研磨性能，从而不再可能实现待磨材料或玻璃纤维的有效粉碎。

因此，本发明的目的是提供一种方法，该方法可以使得废弃玻璃纤维材料能够被重新利用。

根据本发明，该目标可以通过从废弃玻璃纤维材料粉碎玻璃纤维的方法实现，包括以下步骤：

a)粗粉碎玻璃纤维从而获得粗粉碎的玻璃纤维；和

b)使用d50值在0.1到5.0毫米范围的颗粒添加剂作为聚集体精粉碎所述粗粉碎的玻璃纤维，从而获得精粉碎的玻璃纤维，玻璃纤维与添加剂的混合重量比为25/75到95/05。

该方法生产含有玻璃纤维的混合物。

与上述US2007/0042890相比，添加剂被使用并保留在材料中，而US2007/0042890A1使用返回到研磨过程的直径为3到9毫米的研磨球。典型地，在该文件中描述的磨机含有50％的研磨球和50％的待研磨材料。铝密度为3.96g每立方厘米和玻璃纤维密度为0.7到0.9克每立方厘米，可以获得大约20：80(玻璃纤维与氧化铝研磨球之比)的质量比。

上述US6032883使用玻璃粉末在其它材料之间作为载体材料。玻璃粉末的比例从1：10到1：40(玻璃粉末与玻璃纤维之比)。

根据本发明所使用的玻璃纤维可以是包覆的玻璃纤维或非包覆的玻璃纤维。例如，包覆的玻璃纤维是具有氨基硅烷涂层的玻璃纤维。

如果废弃玻璃纤维材料具有高残余水分，例如，大于或等于6重量％，可以实施干燥步骤，优选在所述粗粉碎玻璃纤维之后以及精粉碎所述粗粉碎玻璃纤维步骤之前。对于技术人员来说，合适的干燥设备在现有技术中是已知的。因此，例如，可以使用温控风机干燥粗粉碎的玻璃纤维。

在玻璃纤维生产中获得的废弃玻璃纤维材料可以在第一步骤，步骤a)中借助合适的切割设备进行粗粉碎。典型地，用非控方式将松散的废弃玻璃纤维材料装载在合适的切割设备上，例如从装有废弃玻璃纤维材料的容器中倒入。或者，废弃玻璃纤维材料也可以从线轴上展开或从玻璃熔体中直接拉出并供给切割设备。

本发明方法尤其适用于所谓的随机纤维，即，没有特定方向的玻璃纤维球。

根据优选的实施方式，通过切割粉碎机(cutting mill)、截切机(guillotine cutter)、磨轮(attrition wheel)、齿根轧机(toothed roller mill)、锤式粉碎机(hammer mill)、转盘式粉碎机(pinned disk mill)或冲击式磨机(impact mill)来执行粗粉碎的步骤的。对本领域技术人员来说，这些设备在现有技术中都是已知的。磨轮也叫做摩擦轮(friction wheel或frictional wheel)。在某些情况下，连续进行两个或多个粗粉碎步骤是有用的。

在采用两个粗粉碎步骤的实施方式中，在第一步中仅先将纤维长度粉碎到10到100厘米，然后再进行一次或多次更进一步的粗粉碎可能是有用的。

优选地，在步骤a)中获得5到50毫米，优选为5到35毫米，更优选为10到20毫米平均长度的粗粉碎的玻璃纤维。精确的长度取决于所使用的粗粉碎设备的种类。截切机(guillotine cutter)加工出相当一致的长度，而磨轮或齿根轧机(toothed roller mill)加工的长度则不太均匀。粗粉碎减少了在随后精粉碎过程中的结块现象。