铆钉及用相变拆解铆钉的方法与流程

本发明涉及一种用于拆解纺织制品上的铆钉的方法。特别地，本发明涉及使用相变(phase change)来拆解纺织制品上的铆钉。

背景技术：

1、纺织工业是世界上污染最严重的工业之一(仅次于石化工业)，在生产过程的不同阶段需要极高的水和化学品消耗量。2015年，全球纺织品消耗量估计为9560万吨。到2030年，纺织品消耗量预计将进一步增加至8.5万亿吨左右。不言而喻，对时尚纺织品日益增长的需求正在对地球上有限的材料和能源资源施加巨大压力。如今，每秒钟都会丢弃一满卡车纺织品。纺织工业中使用的材料只有1％是回收材料。然而，关注点越来越多地转向循环经济，纺织工业在循环经济中有许多机会。

2、在纺织工业中，金属铆钉最初执行紧固和/或加固的作用，主要是接缝受到磨损。如今，铆钉在纺织工业中被广泛使用，例如作为掀钮(press-stud)、作为鞋带孔或孔眼(eyelet)、作为连接手段或纯粹作为装饰性细节。铆钉之所以受到重视，主要是因为它们的低成本、良好的强度性能和简单的应用方式。

3、由若干组件组成并且可能有铆钉的大多数基于纺织品的产品，在它们的使用寿命结束时很难回收和/或重复使用。如果这些材料仍然被回收，则尝试将构成产品的不同材料分离。为此，将纺织产品切碎，然后在空气压力、磁力和/或离心作用的影响下，可能根据材料类型对其进行分类。通过这种方式，除其他外，从纺织品上去除硬材料和/或硬点。然而，该过程是能源密集型且复杂的，并导致回收材料的质量和/或经济价值降低。这些复合纺织产品中铆钉的存在在这种回收过程中通常是一个非常困难的因素，并确保回收材料的纯度降低。

4、由于回收过程中固有的质量和纯度降低，回收的纺织产品通常只适用于所谓的“降级回收(down-cycling)”。这些材料可以重复使用，但它们只用于明显不同的市场，例如用作绝缘垫和混凝土的填充材料。

5、因此，需要一种有效的方法来分离和/或拆解纺织制品的各个组件(包括铆钉)，消除切碎，并确保回收材料的质量和纯度。铆钉和单个纺织品组件的重复使用此处应简述。

6、ep2861793描述了一种具有纺织制品的内置拆解功能的缝制方法。在这种方法中，由含有金属颗粒的纱线(thread)制成的缝线(stitching)会在电磁波的影响下散开。然而，纺织产品中铆钉的存在仍然是其重复使用和回收的复杂因素。

7、必须切碎包括铆钉的纺织产品，以便移除铆钉。

8、目前已知铆钉的可拆解替代方案目前非常稀缺。

9、jp3140636u描述了一种可拆解的替代方案，然而，通过螺钉机构组装是非常耗时的。该机构固有地仅允许有限数量的实施例，其中螺钉定位于穿过纺织品的中心，并且铆钉的装饰性头部专门设计为允许旋转。因此，在jp'636中所描述的铆钉不适用于掀钮、孔眼或装饰性纽扣(button)等。此外，拆解铆钉需要大量的体力劳动，每个铆钉都必须单独拧下。

10、wo2021/048735描述了一种可拆解的替代方案，其使用允许用于自动热拆解的形状记忆材料，由于获得形状记忆效果所需的化学交联需要时间并且使得连续和(成本)高效的生产成为不可能，因此生产成本高。

11、本发明的目的是至少解决上述问题或缺点中的一些。

技术实现思路

1、本发明涉及根据权利要求1所述的用于拆解纺织制品上的铆钉的方法。在权利要求2-8中示出了优选的实施例。

2、本发明的第二方面涉及根据权利要求9所述的具有内置拆解功能的铆钉。在权利要求10-14中示出了优选的实施例。

3、第三方面和第四方面分别涉及根据权利要求15和16所述的制造纺织制品的方法，以及根据权利要求17和18所述的包括铆钉的纺织制品。

4、本文所描述的拆解方法和内置的拆解功能消除了用于回收的切碎，使得回收材料的尺寸不会进一步减小，并且更好地保持了回收材料的机械性能。此外，根据本发明的方法能够使多组件纺织制品在其使用寿命或预期寿命结束时容易地被拆解。这可以防止由于不同组件的不能拆解或拆解不当而造成的回收材料的污染。由于来自纺织工业回收材料的质量下降主要是由材料的机械性能下降以及纯度降低引起的，因此本发明使本领域技术人员能够真正地从纺织工业获得高质量的回收产品。

5、高质量材料的拆解和重复使用一方面在处理纺织品废料中节省了巨大的资金，另一方面也为生产新的纺织制品获得了原材料，因此在生产新的纺织制品中也继续节省资金。由于目前生产的纺织品数量已远远超过地球上的材料和能源原则上允许的数量，纺织产品的循环重复使用具有在市场上创造更多回旋余地的优势，因此供应和定价不会受到压力。由于可以半自动地或全自动地运行拆解过程，与现有的用于回收纺织制品的过程相比，这是一个低劳动力的过程，因此也是一个相对便宜的过程。

技术特征：

1.一种用于拆解纺织制品上的铆钉的方法，所述铆钉(1)包括至少两个单独的铆钉元件(2，3)，其中所述铆钉元件中的至少一个包括第一材料(13)和第二材料(14)，其中，所述第一材料的熔融和/或玻璃化转变温度在50.0℃至300.0℃之间，其中所述第二材料的熔融和/或玻璃化转变温度比所述第一材料的熔融和/或玻璃化转变温度高至少20.0℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一材料(13)的熔融和/或玻璃化转变温度在100.0℃至250.0℃之间，优选在130.0℃至200.0℃之间。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过将铆钉加热到在所述第一材料(13)和第二材料(14)的对应的熔融和/或玻璃化转变温度之间的温度来完成在所述纺织制品上的铆钉的拆解。

4.根据前述权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二材料(14)至少部分地封装第一材料(13)，其中所述第一材料不与纺织制品直接接触。

5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述铆钉(1)是在组装期间通过机械变形组装到所述纺织制品的铆钉。

6.根据前述权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述铆钉(1)被直接加热或间接加热。

7.根据前述权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述拆解在用于拆解铆钉的装置中进行，所述装置包括加热单元(8)，所述加热单元(8)设置有一个或多个加热元件(10)，以及可选的一个或多个蒸汽发生器(11)。

8.根据前述权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述铆钉(1)在拆解后被移除。

9.一种具有内置拆解功能的铆钉，所述铆钉包括至少两个单独的铆钉元件(2，3)，其中所述铆钉元件中的至少一个包括第一材料(13)和第二材料(14)，其特征在于，所述第一材料的熔融和/或玻璃化转变温度在50.0℃至300.0℃之间，其中所述第二材料的熔融和/或玻璃化转变温度比所述第一材料的熔融和/或玻璃化转变温度高至少20.0℃。

10.根据权利要求9所述的铆钉，其特征在于，所述第一材料(13)的熔融和/或玻璃化转变温度在100.0℃至250.0℃之间，优选在130.0℃至200.0℃之间。

11.根据权利要求9或10所述的铆钉，其中，所述第二材料(14)至少部分地封装所述第一材料(13)。

12.根据权利要求11所述的铆钉，其中，所述部分地封装通过浸渍、喷涂、片材成型、热成型、拉伸、深拉伸、涂覆、粉末喷涂、注射成型、2k注射成型、或其组合获得。

13.根据前述权利要求9-12中任一项所述的铆钉，其中，所述第一材料(13)选自热塑性塑料组，例如聚甲醛、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚醚、聚丙交酯、聚氨酯、和前述聚合物的共聚物、或其组合。

14.根据前述权利要求9-13中任一项所述的铆钉，其特征在于，所述第二材料(14)选自由金属、陶瓷、热塑性塑料、弹性体、织物或热固性聚合物组成的组。

15.一种制造纺织制品的方法，其中铆钉(1)应用于所述纺织制品，所述铆钉包括至少两个单独的铆钉元件(2，3)，其中所述铆钉元件中的至少一个包括第一材料(13)和第二材料(14)，其特征在于，所述第一材料的熔融和/或玻璃化转变温度在50.0℃至300.0℃之间，其中所述第二材料的熔融和/或玻璃化转变温度比所述第一材料的熔融和/或玻璃化转变温度高至少20.0℃。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述铆钉是根据权利要求9-14中任一项所述的铆钉。

17.一种设置有铆钉(1)的纺织制品，其中，所述铆钉包括至少两个单独的铆钉元件(2，3)，其中所述铆钉元件中的至少一个包括第一材料(13)和第二材料(14)，其特征在于，所述第一材料的熔融和/或玻璃化转变温度在50.0℃至300.0℃之间，其中所述第二材料的熔融和/或玻璃化转变温度比所述第一材料的熔融和/或玻璃化转变温度高至少20.0℃。

18.根据权利要求17所述的纺织制品，其特征在于，所述纺织制品通过根据权利要求15或16所述的方法获得，或其中所述纺织制品包括根据权利要求9-14中任一项所述的一个或多个铆钉。

技术总结
本发明的第一方面涉及一种用于拆解纺织制品上的铆钉的方法，所述铆钉包括至少两个单独的铆钉元件，其中所述铆钉元件中的至少一个包括第一材料和第二材料，并且其中所述第一材料的熔融和/或玻璃化转变温度在50.0℃至300.0℃之间，其中所述第二材料的熔融和/或玻璃化转变温度比所述第一材料的熔融和/或玻璃化转变温度高至少20.0℃。第二、第三和第四方面分别涉及具有内置拆解功能的铆钉、制造纺织制品的方法以及包括铆钉的纺织制品。

技术研发人员：C·范霍克
受保护的技术使用者：再生有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16