Шлихта для нитей из натуральных и искусственных целлюлозных волокон
Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов, в частности к шлихтованию искусственных и натуральных целлюлозных волокон, и может быть использовано в текстильной промышленности в ткацком производстве. Шлихта содержит, г/л: натуральный крахмал - 35-50, хлорамин - 0,105-0,150, лигноцеллюлозный порошок, включающий лигнин и целлюлозу в соотношении 1:(1,4-1,6), - 0,15-0,20, вода до 1 литра. Изобретение позволяет сократить расход крахмала и хлорамина, снизить приклей, повысить прочностные показатели пряжи. 1 табл.
Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в ткацком производстве для шлихтования нитей из натуральных и искусственных волокон.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ.
Известна шлихта [Гордеев В.А., Волков П.В., Некрасов К.П. Хлопкоткачество. - М.: Легкая индустрия. 1969. С.131] из модифицированного крахмала и воды. Однако она имеет следующие недостатки:
- использование дорогостоящего модифицированного крахмала, в основном импортируемого;
- высокая чувствительность полученной пленки шлихты к изменениям влажности и температуры воздуха, вследствие чего снижается качество этой пленки;
- пленка шлихты не растворяется в воде и для ее устранения с поверхности текстильного материала перед последующими отделочными операциями требуется ферментативная или окислительная расшлихтовка, естественно, усложняющая и удорожающая производство.
Известна также [Гордеев В.А., Волков П.В., Некрасов К.П. Хлопкоткачество. - М.: Легкая индустрия. 1969. С.130] шлихта на основе натурального крахмала (картофельного, кукурузного). Она содержит крахмал, хлорамин в качестве расщепителя в количестве 0,3-0,4% от массы крахмала и воду.
Однако эта шлихта имеет следующие недостатки:
- разрывное удлинение ошлихтованных основных нитей значительно уменьшается, что приводит к высокой обрывности в ткачестве и делает невозможным использование в ткачестве низкосортной пряжи;
- большой расход клеящего материала для достижения необходимого эффекта шлихтования, что усложняет последующий процесс расшлихтовки.
Известна также шлихта [Прусова С.М., Прусов А.Н. // Изв. вузов. Химия и химическая технология. - 2006, т.49, вып.10. С.64], являющаяся наиболее близкой к изобретению по совокупности существенных признаков и достигаемому результату. Шлихта содержит натуральный крахмал в количестве 6,3-4,9 мас.% после разбавления, хлорамин в качестве расщепителя крахмальных зерен в количестве, общепринятом в ткацком производстве, 0,3% от массы крахмала, и тонкодисперсный порошок микрокристаллической льняной целлюлозы в качестве загустителя. Этот порошок получен путем механохимического дезинтегрирования льна. При этом химическая обработка направлена на снижение молекулярной массы целлюлозы льна до 180-300 и повышение степени кристалличности с 60 до 70. При этом удаляют лигнин и другие сопутствующие вещества (пектин, воскообразные, дубильные, азотсодержащие- и минеральные вещества).
Однако эта шлихта имеет следующие недостатки:
- недостаточная экономичность шлихты из-за:
- повышенного расхода крахмала на стадии приготовления шлихты;
- повышенного количества хлорамина;
- повышенного приклея;
- повышенного расхода пара на сушку ошлихтованной пряжи из-за повышенного приклея;
- усложнение процесса приготовления шлихты за счет необходимости осуществления дополнительной операции разбавления готовой шлихты до регламентируемой вязкости. Эта необходимость вызвана тем, что вязкость шлихты является нерегулируемой в процессе приготовления крахмальной суспензии. Расход крахмала на приготовление шлихты должен быть не менее 8,0% для того, чтобы введенная тонкодисперсная микрокристаллическая льняная целлюлоза обеспечивала эффективный результат. Уменьшение содержания крахмала ниже указанного предела нецелесообразно, так как при этом теряется эффективность от введения в состав шлихты тонкодисперсной микрокристаллической целлюлозы и снижается качество шлихтования;
- достаточно большое снижение разрывного удлинения ошлихтованной основной нити, характеризующего упругость и эластичность пряжи;
- велика обрывность при переработке ошлихтованной низкосортной пряжи.
Таким образом, не известна шлихта на основе натурального крахмала, хлорамина в качестве расщепителя, льноцеллюлозосодержащего загустителя и воды, которая была бы экономичной, просто приготовляемой и обеспечивала бы высокие прочностные показатели ошлихтованной пряжи.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ.
Изобретательская задача состояла в поиске состава шлихты для нитей из натуральных и искусственных целлюлозных волокон, включающей натуральный крахмал, хлорамин в качестве расщепителя, тонкодисперсный льноцеллюлозосодержащий порошок в качестве загустителя и воду, которая позволила бы снизить расход крахмала и хлорамина, уменьшить приклей, упростить процесс ее приготовления и повысить прочностные показатели пряжи.
Поставленная задача решена шлихтой для нитей из натуральных и искусственных целлюлозных волокон, включающей натуральный крахмал, хлорамин в качестве расщепителя, тонкодисперсный льноцеллюлозосодержащий порошок в качестве загустителя и воду, которая в качестве загустителя содержит лигноцеллюлозный порошок, включающий лигнин и целлюлозу в соотношении 1:(1,4-1,6) при следующем содержании компонентов, г/л:
крахмал натуральный | 35-50 |
хлорамин | 0,105-0,150 |
лигноцеллюлозный порошок, | |
включающий лигнин и целлюлозу | |
в соотношении 1:(1,4-1,6) | 0,15-0,20 |
вода | до 1 литра |
Изобретение позволяет получить следующие преимущества:
- сократить расход крахмала на стадии приготовления шлихты на 20-45%;
- сократить расход хлорамина от 15 до 45%, что безусловно улучшит атмосферу на приготовительном участке ткацкого производства;
- снизить приклей до 3,3-3,5%. Это, в свою очередь, позволяет сократить расход пара на сушку ошлихтованной пряжи;
- упростить процесс приготовления шлихты, так как исключена необходимость в операции разбавления сваренного клеящего материала с целью снижения его вязкости до требуемой по технологическому регламенту;
- уменьшить потери разрывного удлинения ошлихтованной пряжи, а значит повысить эластичность и упругость пряжи;
- снизить обрывность низкосортной пряжи на 70%, что позволяет повысить качество ее переработки.
Кроме этого изобретение позволяет получить дополнительное преимущество:
- удешевить шлихту за счет использования более дешевого загустителя, поскольку лигноцеллюлозный порошок получают без использования химической обработки льна.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ.
Для шлихты используют следующие компоненты:
- крахмал картофельный ГОСТ 7699-82 или кукурузный ГОСТ 7697-82;
- хлорамин [Бородин А.И. и др. Справочник по технологии хлопкоткачества. - М.: Легкая индустрия, 1968, с.464];
- лигноцеллюлозный порошок (ЛЦП). Он может быть получен следующим образом. Льняное волокно измельчают в любом измельчителе, обеспечивающем размол до тонкодисперсного состояния, например в дезинтеграторе или шаровой мельнице, и отбирают фракцию с соотношением лигнина и целлюлозы 1:(1,4-1,6);
- вода технологическая.
Шлихту готовят известным образом на традиционно используемом оборудовании. В емкость заливают холодную воду и засыпают крахмал и лигноцеллюлозный порошок. Суспензию перемешивают в течение 10 минут. После этого вводят предварительно растворенный в теплой воде хлорамин в количестве 0,3% от массы крахмала. Всю массу при постоянном перемешивании нагревают до температуры 98°С и выдерживают 20 минут. Получают шлихту, готовую к употреблению. Пряжу шлихтуют заявляемой шлихтой по традиционной технологии.
Свойства шлихты и качественные показатели пряжи, ошлихтованной заявленной шлихтой и по прототипу, определяли одинаково по соответствующим инструкциям:
- вязкость шлихты - [Бородин А.И. и др. Справочник по технологии хлопкоткачества. М.: Легкая индустрия, 1968, с.468-471];
- приклей - [Сборник инструкций по техническому контролю в хлопчатобумажном ткачестве. Гизлегпром, 1951, с.92];
- физико-механические показатели пряжи - ГОСТ 6611.73-6611.2.73;
- обрывность основных нитей - [Сборник инструкций по техническому контролю в хлопчатобумажном ткачестве. Гизлегпром, 1951, с.108-111].
В таблице представлены качественные показатели составов заявленной шлихты с различным количественным содержанием компонентов и соотношением лигнина и целлюлозы в лигноцеллюлозном порошке, а также состава-прототипа после разбавления. Данные таблицы с очевидностью доказывают высокое качество ошлихтованной пряжи.
Таблица | |||||||
Качественные показатели заявленной шлихты | |||||||
N | Состав шлихты, г/л | Показатели шлихты и обработанной хлопчатобумажной пряжи N34 (*). | |||||
Степень расщепления крахмала, % | Относительная вязкость | Приклей, % | Увеличение прочности на разрыв относительно мягк. пряжи, % | Уменьшение разрывного удлинения относительно мягк. пряжи, % | Обрывность в ткачестве, обр/м | ||
1. | Крахмал карт. - 50 | 90,7 | 2,4 | 3,3 | 24,5 | 11,0 | отсутствует |
Хлорамин - 0,165 | |||||||
ЛЦП 1: 1,6-0,2 | |||||||
Вода до 1 л | |||||||
2. | Крахмал карт.- 35 | 90,7 | 2,1 | 3,5 | 25,9 | 12,4 | отсутствует |
Хлорамин - 0,100 | |||||||
ЛЦП - 0,15 | |||||||
Вода до 1 л | |||||||
3. | Крахмал кук. - 50 | 90,4 | 2,4 | 3,3 | 24,1 | 11,3 | 0,08 |
Хлорамин - 0,165 | |||||||
ЛЦП1: 1,4-0,2 | |||||||
Вода до 1 л | |||||||
4. | Прототип: | 90,7 | 1,7 | 4,0 | 24,1 | 21,0 | отсутствует |
Крахмал карт.- 80 | |||||||
Хлорамин - 0,240 | |||||||
АПЦ - 0,6 | |||||||
Вода - до 1 л | |||||||
5. | Прототип: | 90,1 | 1,7 | 5,7 | 29,6 | 21,9 | 0,32 |
Крахмал карт.- 80 | |||||||
Хлорамин - 0,240 | |||||||
АПЦ - 0,6 | |||||||
Вода - до 1 л | |||||||
* - в примерах 1, 2, 4 использовали мягкую пряжу I сорта, в примере 3, 5 мягкую пряжу, показатели которой ниже предъявляемых к III сорту. |
Шлихта для нитей из натуральных и искусственных целлюлозных волокон, включающая натуральный крахмал, хлорамин в качестве расщепителя, тонкодисперсный льноцеллюлозосодержащий порошок в качестве загустителя и воду, отличающаяся тем, что она в качестве загустителя содержит лигноцеллюлозный порошок, включающий лигнин и целлюлозу в соотношении 1:(1,4-1,6), при следующем содержании компонентов, г/л:
крахмал | 35-50 |
хлорамин | 0,105-0,150 |
лигноцеллюлозный порошок, | |
включающий лигнин и целлюлозу | |
в соотношении 1:(1,4-1,6) | 0,15-0,2 |
вода | до 1 л |