Спосіб карбонізації вовни

Спосіб карбонізації вовни, що включає оброблення її розчином кислоти, сушіння та випалювання у спеціальній печі, який відрізняється тим, що як кислоту використовують 3-5% борну кислоту. (19) (21) u200813820 (22) 01.12.2008 (24) 27.04.2009 (46) 27.04.2009, Бюл.№ 8, 2009 р. (72) СТАПАЙ ПЕТРО ВАСИЛЬОВИЧ, UA, МАКАР ІВАН АРСЕНТІЙОВИЧ, UA, ГАВРИЛЯК ВІКТОРІЯ ВАСИЛІВНА, UA, ПАРАНЯК НАТАЛІЯ МИКОЛАЇВ 3 40828 механічних властивостей кінцевого продукту (пряжа і вовняні тканини). В основі корисної моделі поставлене завдання – створити ефективний спосіб карбонізації вовни, який би був економічно вигідним, доступним і зручним у застосуванні. Технічний результат досягається шляхом використання для карбонізації рослинних домішок 35% розчину борної кислоти замість сірчаної кислоти. Борна кислота – слабка неорганічна трьохосновна кислота, яка широко використовується в лабораторній практиці, медицині, сільському господарстві, а також у текстильній промисловості. Запропонована як карбонізуючий чинник, борна кислота широко доступна, володіє інертними властивостями по відношенню до вовняного волокна і тому запобігає його втраті та зберігає відповідні фізико-хімічні властивості. Нетоксична, оскільки ЛД50 борної кислоти складає 3,5-4,0г/кг, тоді як для 3 сірчаної кислоти ЛД50 – 212-265мг/м . Максимально допустима концентрація випарів і аерозолю борної кислоти у повітрі робочої зони становить 3 3 10мг/м , а для аерозолю сірчаної кислоти – 1мг/м . Окрім того, борна кислота значно дешевша за сір 4 чану, що дає змогу зробити спосіб карбонізації вовни ефективним та економічно вигідним. З метою з'ясування ефективності очищення вовни від рослинних домішок нами проведені лабораторні дослідження з використанням борної кислоти різної концентрації. Як контроль ми застосували традиційний спосіб карбонізації з використанням сірчаної кислоти з концентрацією 5,5%. Зразки вовни масою 100г замочувалися протягом 30 хвилин у розчинах сірчаної та борної кислот за температури 20-25°С. Вовну відтискали і висушували, а потім випалювали рослинні домішки за температури 115°С протягом 30 хвилин. Після цього рослинні домішки механічно подрібнювали і витріпували. Потім із вовни вручну видаляли залишки рослинних домішок і за масою вовни, яку визначали зважуванням, оцінювали ступінь її очищення. Результати цих досліджень представлені у таблиці 1. З даних таблиці 1 видно, що максимальний ефект досягається при використанні 3-5% розчину борної кислоти. Варто зазначити, що ефективність очищення збільшується в залежності від тривалості висушування і випалювання. Таблиця 1 Порівняльна характеристика ефективності різних способів карбонізації Спосіб карбонізації Ступінь очищення, % Сірчана кислота, % 5,5 93 Ефективність заявленого способу і його переваги над прототипом підтверджені прикладом конкретного виконання в умовах лабораторії живлення овець і вовно утворення Інституту біології тварин УААН. Результати представлені у таблиці 2. Об'єктом досліджень були зразки вовни, очищеної від реп'яхів та інших рослинних домішок ручним способом. З метою видалення залишкового жиру зразки вовни екстрагували діетиловим ефіром, після чого вона доводилася до постійної маси висушуванням в термостаті за температури 105°С. Після охолодження в ексикаторі відбиралися середні наважки по 3,000г кожна. Надалі ці зразки оброблялися сірчаною і борною кислотою згід 1 77 2 89 Борна кислота, % 3 4 91 92 5 92 но з прийнятою методикою карбонізації. Концентрація борної кислоти при цьому складала 50г/л (5% розчин). Як контроль використовувалася вовна, яку не обробляли кислотами та температурою (вихідний зразок), а також вовна, яку замість кислот замочували у воді з наступним просушуванням, як і у випадку карбонізації. Після цього зразки вовни використовували для вивчення структури, хімічного складу і фізичних властивостей. Представлені у таблиці 2 дані свідчать, що запропонований спосіб у порівнянні з базовим дозволяє збільшити збереженість маси вовни на 8,1%, міцність волокон - на 6,4% і знизити розчинність у лугах на 10,08%. 5 40828 6 Таблиця 2 Порівняльна характеристика фізико-хімічних параметрів вовняних волокон за різних способів карбонізації Показники Вихідний зразок Оброблення водою Структура вовни: α-кератоза, % β-кератоза, % γ-кератоза, % Загальний азот, % Загальна сірка, % Цистин, % Сульфгідрильні групи, мкМ/г Гексозаміни, мг % Розчинність в 0,1н р-ні NaOH, % Міцність, км Маса вовни, г Маса вовни, % 51,0±0,27 14,5±0,04 34,4±0,23 14,3+0,01 2,41±0,01 10,08±0,03 19,27±0,46 132,9±5,91 9,40±0,24 9,9±0,04 3,000±0,0 100,00±0,0 Оброблення бор- Оброблення сірчаною кислотою ною кислотою 50,6±0,11 15,5±0,09 33,8±0,03 14,5±0,03 2,39±0,09 10,08+0,58 22,00±0,36 122,7±0,90 12,97±0,53 9,7±0,10 2,980±0,002 99,35±0,05 48,3+0,16 18,4±0,08 33,2+0,07 14,4±0,00 2,36±0,01 9,75±0,04 22,36±0,64 102,9±0,82 15,04±0,07 9,5±0,10 2,955±0,003 98,49±0,09 49,7±0,03 13,8±0,04 36,4±0,01 14,2±0,02 2,83+0,02 9,45±0,12 23,27±0,21 95,6±3,62 25,12±0,26 8,8±0,09 2,712±0,006 90,41±0,21 Структура волокон (співвідношення кератоз) і їх хімічний склад характеризуються найбільш оптимальними показниками. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601