Спосіб обробки волокнистих матеріалів

1. Спосіб обробки волокнистих матеріалів, що включає вплив на них у водному середовищі імпульсними електричними розрядами, який відрізняється тим, що імпульсні електричні розряди формують у вигляді розвинених стримерних корон. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що як водне середовище використовують водний розчин електроліту, електроактивований шляхом мембранного електролізу. 3. Спосіб за п.2, який відрізняється тим, що процес обробки проводять у два етапи, спочатку в аноліті, а потім в католіті. (19) (21) 2003054169 (22) 08.05.2003 (24) 16.01.2006 (46) 16.01.2006, Бюл. № 1, 2006 р. (72) Хохлова Ірина Яківна, Теляшов Лев Лутфуллович, Коротенко Світлана Миколаївна (73) Хохлова Ірина Яківна, Теляшов Лев Лутфуллович, Коротенко Світлана Миколаївна (56) US 3852031, 03.12.1974 US 5725748, 10.03.1998 GB 717932, 03.11.1954 UA 17283 A, 01.04.1997 UA 17136 A, 31.10.1997 3 74598 4 обробки значно слабкіші, оскільки згенеровані кон та забезпечується рівномірність впливу на електричні імпульси поглинаються у середовищі увесь волокнистий матеріал, тим самим внутрішньої посудини. підвищується якість волокна. Найближчим до способу, що заявляється, є Приклади реалізації рішення, що заявляється. спосіб отримання волокон із стебла луб'яних кульПриклад 1. Водяний 0,8%-вий розчин їдкого тур [Авт. Свід. СРСР № 362080, D01С 1/04,1973 р., натру пропускали крізь електроактиватор, отримаБюл. № 2], який полягає в тому, що, для ний аноліт (рН, що дорівнює 3) та католіт (рН, що підвищення інтенсифікації процесу та якості водорівнює 11) зливали до окремих посудин, у які по локна, процес мочіння стеблин у розчині черзі занурювали стебла льону. здійснюють одночасно з застосуванням електричЗа допомогою багатоштиркової електродної них розрядів при напрузі 30-50кВ, ємності накописистеми (див. Теляшов Л.Л. «Особливості розвитчувача 0,2-1,0мкФ та частоті 2-10імп/сек. Слід заку "безпробійного" електричного розряду в рідині», значити, що у наведеному способі електричні Електронна обробка матеріалів, 1989 - № 2) плорозряди відбуваються у безпосередній близкості щею 0,125м2 та генератора імпульсних токів з родо поверхні водяного розчину і це захищає волокбочою напругою 30кВ, енергією імпульсу - 22кДж і на від розривів та ушкоджень. Процеси, які частотою - 1імп/сек формували електричні розрявідбуваються, супроводжуються високим тиском ди у вигляді розвинених стримерних корон. При та температурою внаслідок електричного розряду, цьому стримери "пророщувалися" в електроактищо утворює пробій міжелектродного проміжку, та вованих розчинах крізь всю товщу шару стеблин випромінюється ударна хвиля. льону. Стрімке просування кожного стримеру Недоліком відомого способу є низькі показники супроводжується випромінюванням ударної хвилі, його ефективності та якості отриманого волокна. при цьому на шляху його просування лишається Низька ефективність обумовлена втратою енергії хвилястий плазменний слід, що викликає вибухове парогазової порожнини (дорівнює половині всієї кипіння прилеглих до нього мікронних шарів розенергії розряду), що розпорошується у зовнішнє чину. Внаслідок цього виникає парогазовий середовище. На якість волокна впливають циліндр. З причин своєї нестійкості цей тунель підпалини плазмою канала розряду, який виникає розпадається на окремі бульки, які потім лускабезпосередньо в системі "водяне середовищеються та утворюють кумулятивні струмочки, що сировина". Спроби віддалити епіцентр розряду від спрямовані у бік перешкоди, тобто до стеблин волокнистого матеріалу призводять до різкого (у льону. Таким чином, у шарі стеблин утворюється третьому ступені від відстані) падіння пікового тисрівномірно розподілена кавітація. Ударні хвилі та ку ударної хвилі та втратою іншого фактору впливу кавітація є головним фізичним фактором, що - короткоживучих активних часток, які додатково руйнує кору стебин льону та відділяє волокнисті знижують ефективність обробки. Це засвідчує пучки (луб) від кори та деревини (костри). Під час наявність у цьому способі технічного протирічча: обробки стебла та волокна відчувають незначні епіцентр розряду необхідно одночасно приближупереміщення, що е достатніми для вимивання вати до матеріалу , що обробляється, та віддаляти окремих інкрустованих речовин. Дія імпульсних від нього. електричних та електромагнітних полів, ударних Завданням винаходу, що заявляється, є хвиль і кавітації на розчин викликають утворення підвищення ефективності способу обробки та додаткових короткоживучих активних часток у поліпшення якісних показників волокнистих вигляді іонів кисню, ОН-, сполук Н2O2, О3 і тому матеріалів шляхом формування імпульсних елекподібне. тричних розрядів у вигляді розвинених стримерних Під час обробки стелів льону в аноліті розчикорон та використання у якості водяного середону, що має окислювальну хімічну активність, вища електроактивованого водяного розчину відбувається деструкція пектинових речовин та електроліту, отриманого шляхом мембранного лігніну кори, а потім лубу і деревини. Ударні хвилі і електролізу. При цьому процес обробки кавітація активізують цей процес, забеспечують здійснюють у два етапи - спочатку волокнистий розколювання та відрив кори, що потріскалася, а матеріал обробляють в аноліті, а потім у католіті. також наганяють розчин у мікрощілини між пучкаЗавдяки таким діям досягається максимально ми волокон (капілярний ефект). Крім очищення повне використання всієї енергії розрядів та волокон від інкрустуючих речовин, перший етап факторів їх впливу, а саме короткоживучих активобробки закладає основу для забезпечення них частин (вільних радикалів). необхідної м'якості волокна. Додатковим ефектом Технічний результат досягається завдяки від обробки волокнистих матеріалів способом, що формуванню розвинених стримерних корон заявляється, є глибоке обеззараження за рахунок замість одинарних електричних розрядів. Як і у бактерицидних властивостей аноліту, які відомих способах, у способі, що заявляється підсилюються електричними розрядами. використовується енергія імпульсного електричноНа другому етапі обробки волокнистих го розряду, але рішення, що пропонується, матеріалів у католіті розчину, що має поновлюючі дозволяє підвищити ефективність процесу обробвластивості та значно більшу кількість (ніж в ки не менш, як у два рази у зв'язку з тим, що аноліті) таких сполук, як іони ОН- та перекису воденергія електричного розряду у вигляді розвиненю, відбувається подальша деструкція лігніну та них стримерних корон максимально ефективно часткове вибілювання волокон. Під дією ударних прикладається щодо волокнистих матеріалів, а не хвиль та кавітації перекис водню в присутності ОНзадарма витрачається на пароутворювання. Як розкладається на іони пергідроксилу НО2, що має наслідок, виключаються підпалини і розриви волоще більші відбілюючі властивості. Крім того, 5 74598 6 католіт має підвищену розчинну, екстрагуючу та білість вати, при цьому витрати стабілізатора адсорбційно-хімічну активність, яка сприяє позменшуються на 75% від звичайних витрат. дальшому очищенню та роз'єднуванню великих Наведені приклади показують, що формуванжмутів волокон, і, як наслідок, досягненню ня імпульсних стримерних корон дозволило виконеобхідної м'якості, капілярності та тону. ристати енергію плазми і парогазових утворень Обробка 0,6кг стеблів льону відбувалася безпосередньо у об'ємі водяного середовища, що впродовж 5-ти хвилин. Після промивання та містить волокнистий матеріал. Показники способу, сушіння матеріалу, що оброблявся, визначалася що заявляється, значно поліпшуються у порівнянні частка котонинових волокон. Вона склала 30% від з відомими, завдяки тонким плазменим слідам у усієї маси отриманого волокна. Сліди підпалин та вигляді стримерних корон, які пронизують об'єм у розривів волокон відсутні. 6-8см3 (у порівнянні з понадпотужним каналом Приклад 2. Обробка стеблів коноплі розряду діаметром 2мм) та утворюють парогазові здійснюється за технологією, що наведена у циліндр, які розпадаються на безліч кавітаційних Прикладі 1. Для випробування використовувалися бульок (у порівнянні з однією великою булькою до частини стеблів довжиною 0,5м (рівні довжині 20см). електродної системі). Використання електроактивованих водяних Після обробки 0,5кг сировини впродовж 6-ти розчинів електролітів та додаткове утворення акхвилин було отримано пенькове волокно, 80% тивних частинок під впливом коронного розряду якого мало довжину 0,5м. Кінцівки коротших волобезпосередньо у поверхні волокнистих матеріалів кон мали загострену форму, що вказує на ще більше підвищує ефективність процесу обробвідсутність розривів. Сліди підпалин також ки. відсутні. Спільна дія електрофізичного та фізикоПриклад 3. Обробка очищеного від костри хімічного процесів значно примножує суму льоноволокна № 2 у електроактивованому водярезультатів, ніж використання кожного процесу ному 2,5%-вому розчині хлористого натрію. Інші окремо. Саме це надало можливість використання умови випробувань лишаються без змін. Процес атравматичного типу розряду і, як наслідок, забезобробки практично не відрізняється від того, що печило підвищення якості волокна. наведений у Прикладі 1, за виключенням того, що Спосіб, що заявляється, може бути віднесений в аноліті основними окисниками є активний хлор до технологій з параметрами, які регулюються у та хлорноватиста кислота. широкому діапазоні (напруга, енергія та частота Час обробки 0,5кг льоноволокна склав 2 хвислідування розрядів, електропроводність, склад лини. В результаті обробки була отримана льоняводяних розчинів, час обробки), що дозволяє обна вата з підвищеними, по відношенню до робляти волокнисті матеріали різної природи та бавовняної вати, характеристиками капілярності регулювати параметри вихідного матеріалу від 107мм та поглинаючою здатністю - 36г. елементарних комплексів до комплексів з заданою Подальше вибілювання у розчині метасилікату товщиною та довжиною (від целюлози, медичної натрію в католіті дозволило отримати стандартну вати і таке інше до високоякісних натуральних волокон). Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 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