Спосіб рідинної обробки текстильних, трикотажних виробів і волокнистих матеріалів

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для жидкостной обработки текстильных, трикотажных изделий и волокнистых материалов, например, шерсти, в моющих растворах и органических растворителях (стирка, промывка, химическая чистка и т.п.). Наиболее широко используемым способом жидкостной обработки является механический способ, при котором материалы обрабатывают путем трения и механического воздействия гидропотоков, создаваемых вра щением активатора или барабана. Эффект отстирывания является результатом совместных воздействий химического и механического характера. Химическое воздействие на первом этапе стирки заключается в разрушении связей загрязнений с волокнами тканей, диспергировании загрязнений и переводе их в граничный слой моющего раствора. Чтобы процесс разрушения адгезионных связей загрязнений с тканью стал практически необратимым, необходимо перевести загрязнения в жидкость, где, благодаря включению в мицелярную структур у поверхностно-активных веществ, они окончательно стабилизируются. Таким образом, основная роль механического воздействия заключается в перенесении находящихся в граничном слое загрязнений в объем жидкости. Экспериментально установлено, что на долю механических воздействий приходится 50% эффекта отстирывания, химических - 3%, на совместное воздействие этих двух факторов - около 47% [1]. Следовательно, механический способ интенсификации физико-химических процессов, протекающих при жидкостной обработке (в частности, стирке) является наиболее эффективным. К существенному признаку предлагаемого изобретения, общему с аналогом относится следующий: обработка производится при воздействии на обрабатываемые материалы и изделия гидродинамических потоков моющего раствора или жидкого растворителя. Недостатками механического способа являются ускорение износа обрабатываемых материалов за счет трения, а также их закручивание, что приводит к нежелательным деформациям изделий и запутыванию волокнистых материалов. Так, при стирке механическим способом режим, при котором окружная скорость вращения барабана составляет (1,5 - 2,0)м/с обеспечивает не только максимальное качество стирки, но и максимальные показатели истираемости белья [1]. Эти недостатки связаны с вращательным движением активатора или барабана, в результате которого возникают циркулирующие потоки моющего раствора. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ стирки белья при воздействии гидроакустических колебаний в течении всего цикла с частотой 1 - 3кГц и интенсивностью колебаний 0,1 - 0,5Вт/см в импульсном режиме с частотой следования импульсов 1 - 2Гц [2]. К существенным признакам предлагаемого изобретения, общим с прототипом относятся следующие: обработка производится при совместном воздействии на обрабатываемые материалы и изделия гидродинамических потоков моющего раствора или жидкого растворителя и гидроакустических колебаний в течение всего цикла обработки. Недостатком известного способа является наличие направленной циркуляции моющего раствора в баке стиральной машины, создаваемой насосом питания гидроакустических излучателей. Циркуляция моющего раствора приводит к запутыванию волокнистых материалов и трению белья о стенки бака, что снижает его прочность. Но с другой стороны, именно циркуляция моющего раствора обеспечивает процесс стирки, т.к. в отсутствие макроскопического движения моющего раствора при одном лишь воздействии гидроакустических колебаний, созданных какимлибо другим способом, с параметрами, указанными в прототипе, стирка белья вообще не происходит. Гидроакустические колебания частотой 1 - 3кГц способствуют отрыву частиц загрязнителей от отстирываемых материалов, но не могут обеспечить вынос частиц из волокон и поступление свежего раствора вследствие малости колебательных перемещений частиц жидкости. К недостаткам прототипа следует также отнести то обстоятельство, что при работе стиральной машины в воздух будут излучаться акустические шумы на рабочей частоте гидроакустических излучателей 1 - 3кГц. В основу изобретения поставлена задача создать такой способ обработки волокнистых материалов и текстильных изделий в моющих растворах или органических растворителях, при котором применение новых режимов обработки, обеспечивающих исключение циркулирующи х гидропотоков, позволит избежать закручивания и трения обрабатываемых изделий, их нежелательного деформирования и свойлачивания шерсти и наряду с этим обеспечить надежное удаление загрязнений с поверхности обрабатываемых материалов. Сущность изобретения заключается в том, что в способе обработки волокнистых материалов, текстильных и трикотажных изделий в моющих растворах или органических растворителях, заключающемся в совместном воздействии на обрабатываемые материалы и изделия гидродинамических потоков моющего раствора или жидкого растворителя и гидроакустических колебаний, согласно изобретению обработку ведут в режиме резонансных колебаний упругогазожидкостной системы, образующейся при воздействии гидроакустических колебаний интенсивностью 0,5 - 5Вт/см 2 в диапазоне частот от 20 до 100Гц на обрабатывающую жидкость. Существенными отличительными признаками данного изобретения являются следующие: обработку ведут в режиме резонансных колебаний упругогазожидкостной системы, образующейся при воздействии гидроакустических колебаний интенсивностью 0,5 - 5Вт/см 2 в диапазоне частот от 20 - 100Гц на обрабатывающую жидкость. Предложенный в изобретении режим резонансных колебаний упругогазожидкостной системы обеспечивает создание локальных гидропотоков, достаточных для вымывания загрязнений, и подачи свежего моющего раствора к загрязнителю. С другой стороны, локальные гидропотоки, знакопеременные по направлению, исключают закручивание и запутывание обрабатываемых материалов и изделий. На фиг.1 схематично изображено устройство, реализующее способ; на фиг.2 - фотография процесса, происходящего в моющем растворе. Устройство состоит из цилиндрического бака 1, дно которого представляет собой излучающую поверхность поршня 2, акустического излучателя 3, герметично прикрепленного на гибком подвесе 4 к стенкам бака 1. Для удобства изучения протекающих процессов, бак 1 был выполнен из прозрачного материала (кварцевое стекло). Предложенный способ обработки текстильных, трикотажных изделий и волокнистых материалов заключается в следующем. После того, как бак 1, в нижней части которого встроен один или несколько гидроакустических излучателей 2, заполнили моющим раствором (или органическим растворителем) и загрузили обрабатываемые изделия или материалы, включают гидроакустический излучатель (излучатели). Жидкость в баке 1 начинает вибрировать, в колеблющейся жидкости образуются газовые пузырьки вследствие выделения растворенного в жидкости газа, захвата пузырьков из окружающей газовой среды мли вводятся искусственным образом (например поддувом). С течением времени они собираются в группы, образуя скопления, газовые полости значительных размеров - газовые подушки. Образуется упругогазожидкостная система, которая включает газовые подушки, являющиеся элементом упругости, жидкость в баке, являющуюся присоединенной массой и гидроакустический излучатель (излучатели), который является источником внешней возбуждающей силы. При резонансе частоты собственных колебаний упругогазожидкостной системы и частоты возбуждения гидроакустического излучателя в моющей среде возникает интенсивное колебательное движение, напоминающее бурное кипение (фиг.2), причем циркулирующие гидропотоки отсутствуют или весьма невелики, что и позволяет избежать закручивания обрабатываемых мате риалов. Загрязнения вымываются из обрабатываемых материалов и удаляются я виде грязи, осевшей на дно или вместе с загрязненным моющим раствором. Диапазон частот 20 - 100Гц является той областью частот, в которой технически возможно и практически целесообразно выполнить устройства на основе предлагаемого способа. При частоте ниже 20Гц газовая подушка не образуется, а на частоте более 100Гц ее размеры значительно уменьшаются, что существенно снижает эффективность процесса обработки. При интенсивности колебаний ниже 0,5Вт/см 2 процесс становится нестабильным и упругогазожидкостная система не образуется, а если была сформирована, то разрушается, при этом газовая подушка распадается на отдельные всплывающие пузырьки. Интенсивность колебаний более 5Вт/см 2 эффективность и качество обработки практически не улучшает, но в моющей среде возможно появление циркулирующих гидропотоков, что может приводить к закручиванию обрабатываемых материалов и изделий, т.е. к снижению полезного эффекта. Апробации предлагаемого способа производилась в лабораторных условиях. Для стирки использовалась подогретая вода температуры 30 - 40°C и стиральный порошок "Лотос". Обрабатываемыми изделиями служили хлопчатобумажные полотенца. Масса загрузки 0,3кг. Для мойки использовалась водопроводная вода,моющие средства не применялись, обрабатываемыми изделиями служили куски невыделанной овчины, а также пеньковолокно. Время стирки (мойки) контролировалось (длительность стирки - 3мин). Качество стирки (мойки) оценивалось визуально и было удовлетворительным. Таким образом, предложенный способ позволяет снизить износ и деформации обрабатываемых изделий при эффективности процесса жидкостной обработки, а также избежать запутывания волокнистых материалов, что позволяет ускорить процесс их обработки.