Склад для шліхтування целюлозовмісних основ

Склад для шліхтування целюлозовмісних основ, який містить адгезив на основі вуглеводу, компоненти спеціального призначення та розчинник, який відрізняється тим, що як адгезив вико ристовують продукти метаболізму пивних дріжджів, а як компоненти спеціального призначення - каоліни, загальна формула яких АЬОз * 2S1O2 * 2Н2О, або кристалогідрати загальної будови Mtn(A)m * НОН, де Mt- алюміній, А - SO 4 2 , СІ, ІЧОз, при такому співвідношенні компонентів, г/л Крохмаль кукурудзяний 35,0-40,0 ПМПД 35,0-40,0 Сульфат алюмінію 0,70 - 0,80 Пшогасник 0,10-0,15 Антимікробний препарат 0,25 - 0,30 Вода до 1000 Винахід відноситься до текстильної промисловості, і може бути використаний у ткацькому виробництві в процесі підготовки целюлозовмісних основ до ткацтва В основному для підготовки до ткацтва основ найчастіше використовують в якості адгезивів в ШЛІХТІ речовини, які одержують з харчових продуктів(різні крохмалі), або дефіцитні та дорогі синтетичні високомолекулярні сполуки [1-3] Для шліхтування целюлозовмісних основ найбільш поширеними є технологи, які основані на використанні складів шліхти, де адгезивом шліхтуючого препарату є різні вуглеводні - крохмалі у КІЛЬКОСТІ 35 - 80г на 1 кг складу [4] Згідно [4] бавовняну основну пряжу 29 текс шліхтують складом, г/кг Крохмаль картопляний 50,0 Хлорамін 0,08 їдкий натр 0,04 Антимікробний препарат 0,20 Пшогасник 0,50 Вода, до 1000 Недоліком даної шліхти є те, що ошліхтовані основи мають низькі фізико - механічні властивості Плівка шліхти, яка утворюється на пряжі при шліхтуванні, нееластична неміцна та має невисоку адгезію до основ, внаслідок чого вона осипається з волокон в процесі ткацтва, підвищуючи пилевиділення Це негативно впливає на ефективність їх переробки в ткацтві, та погіршує санітарно - ГІГІЄНІ чні умови в цеху Завданням даного винаходу є розробка складу шліхти для підготовки до ткацтва целюлозовмісних основ, який би дозволив покращити фізико - мехаН І Ч Н І х а р а к т е р и с т и к и о ш л і х т о в а н о ї п р я ж і , с т р у к т у р но - механічні властивості адгезивних плівок при зниженні витрат крохмалю, який одержують з харчових продуктів - картоплі, кукурудзи, рису та ш Поставлена задача досягається складом для шліхтування целюлозовмісної пряжі, куди входить крохмаль, розщеплювач, пластифікатор,гігроскопічна речовина, змочувач і вода При цьому, по винаходу, склад містить в якості пгроскопічної добавки комплексні солі алюмінію(каолши) або його кристалогідрати, і, додатково, відходи пивоварної промисловості(продукти метаболізм пивних дріжджів) при наступному співвідношенні компонентів, г/л Крохмаль 35,0 - 40,0 Продукти метаболізу пивних дріжджів 35,0-40,0 Розщеплювач 0,12 Гігроскопічна речовина 0,7 - 0,8 Вода, до 1000 Основною складовою продуктів метаболізму пивних дріжджів(ПМПД) є дріжджові клітини Для кожної клітини з власним обміном речовин(метаболізмом) характерний певний вміст води Пресовані пивні дріжджі вміщують від 65 до 85% води(в середньому 75%) Із загального об'єму ^f ^ ^ £ 2 " 00 ^Г ^f 00 ^f р — ^f _Г ^J 5Г — 48448 від 55 до 65% припадає на воду, що зв'язана в середині клітини, і тільки 10 - 30% складає вільна вода, яка притягується поверхневими силами та гідратна ХІМІЧНИЙ склад дріжджових клітин залежить від їх фізіологічного стану та віку Основними складовими компонентами ПМПД є такі речовини(%) азотисті(45 - 60), сахариди(15 - 37), жири(ліпіди 2 12), мшеральні(6 -12) Ферментативний комплекс дріжджових клітин має загальну назву зіназа, складається з дванадцяти різних амінокислот та двох 2,3 - фосфогліцинова та тіамінпірофосфатна Після протікання процесу бродіння ПМПД осаджуються в бродильних чанах Велика КІЛЬКІСТЬ ПМПД не використовується Хімічна будова клітин дріжджів та проведені нами дослідження дозволяють обумовити те, що вони мають адгезивну здатність по відношенню до целюлозовмісних матеріалів і можуть бути використані як адгезивна компонента шліхти замість білкових адгезивів Наприклад колагенів - желатин [1,4] Дріжджові клітини ферментативно розщеплюють полісахариди, в процесі бродіння, до моносахаридів Тому ПМПД можуть бути використані, також, як розщеплювачі крохмалю Проведені нами дослідження дали позитивний результат Таким чином, в складі шліхти ПМПД використовувались як адгезиви так і розщеплювачі полісахаридів В якості гігроскопічної компоненти шліхти використовували каоліни або кристалогідрати солей алюмінія Каолін - це алюмінієва KHcnoTafbUAbSiC^), яка має циклічну структурну формулу ОН НО—Аї п \S О Аї—ОН СІ п LJI \^/ ОН Частинки каоліну є дрібнодисперсними гідрофільними сполуками Мають пластинчату будову та щільну упаковку Цим обумовлюється одна з найважливіших властивостей каолінів - водонепроникність Наявність в каоліні хімічнозв'язаних молекул води, які міцно ним утримуються до 400°С, зумовлює його пластичність, обумовлює стабільність гігроскопічних властивостей текстильних матеріалів, що оброблені препаратами на його основі Ця сполука позитивно впливає на фізико-механічні та структурно-механічні властивості ошліхтованої пряжі, і, зокрема, адгезивні властивості плівок, що утворюються на волокнах в процесі шліхтування Чисті каоліни являють собою білу масу, ніжну на дотик, яка містить біля 20% лугів Найбільша КІЛЬКІСТЬ їх родовищ знаходиться на Україні (Глухівський район, що на ВІННИЧЧИНІ) Калієвоалюмінієві квасці є комплексними солями алюмінію будови K[AI(SO4)2]*12HOH, які утворюються при взаємодії сульфатів алюмінію та калію, їх молекули, як і каоліни мають ХІМІЧНО зв'язану воду, яка міцно ними утримується Наявність ХІМІЧНО зв'язаних молекул води в молекулах квасців, дозволяє забезпечити СТІЙКІ гігроскопічні властивості текстильним матеріалам, що оброблені цими сполуками Як відомо, ці властивості та їх конденційність, відіграють особливу роль в процесі ткацтва, їх зміна на виробництві, як правило, знижує ефективність переробки пряжі Калієво-алюмінієві квасці являються найважливішими сполуками для техніки серед сполук даного типу В патентній та науково-технічній літературі практично відсутні дані, що до застосування ПМПД в якості адгезивів шліхтуючих препаратів для целюлозних основ В літературі описано застосування ПМПД в якості адгезива для водорозчинних клейових систем, які використовують для склеювання целюлозних матеріал ів(паперу, картону, деревини та ш), а також, для автоматичного закріплення їх на гідрофобних поверхнях [6] В текстильній промисловості ПМПД використовують в технологічному процесі друку текстильних матеріалів [7], що, таким чином, відповідає критерію "новизна" технічного рішення, яка заявляється Шліхту з використанням ПМПД готують по відомим класичним технологіям [1, 4] ПМПД додають в водну суспензію крохмалю при 20 - 25°С Склад шліхти, и фізико-хімічні характеристики та структурно-механічні властивості адгезивних плівок наведені в таблиці 1 Наведемо конкретні приклади складу шліхти для целюлозмістких основ Приклад 1(по винаходу) Готують шліхту такого складу, г/л Крохмаль кукурудзяний 35,0 ПМПД 35,0 Каолін або кристалопдратні солі алюмінія 0,70 Пшогасник 0,15 Антимікробний препарат 0,30 Водалдо 1000 Шліхту готують таким чином в реактор для приготування шліхти заливають воду(одну третю необхідного об'єму) та нагрівають до 25 - 30°С Засипають крохмаль і перемішують до утворення суспензії крохмалю Потім, при постійному перемішуванні додають ПМПД та хлорамш(попередньо розведений в 2 - Зл води при 25 30°С) Нагрівають суміш до 90 - 95°С і витримують ЗО - 35хв За 3 - 5хв до кінця клейстеризацм крохмалю вводять ІНШІ компоненти, вказані в складі шліхти Припиняють нагрівання і перемішують масу ще протягом 8 - Юхв Далі, шліхту витримують 25 - ЗОхв Визначають основні фізико-хімічні характеристики шліхти(ступшь розщеплення крохмалю, в'язкість, рН, сухий залишок) і подають на шліхтувальні машини Шліхтують бавовняну основу лінійної ЩІЛЬНОСТІ 52текс Приклад 2(по винаходу) Готують шліхту такого складу, г/л Крохмаль кукурудзяний 35,0 ПМПД Каолін або кристалогідрати! солі алюмінія Пшогасник 35,0 0,80 0,15 48448 Антимікробний препарат 0,30 Вода, до 1000 Технологія приготування шліхти, як в прикладі 1 ФІЗИКО-ХІМІЧНІ властивості шліхти наведені в таблиці 1 Шліхтують бавовняну основу лінійної ЩІЛЬНОСТІ 52гекс Приклад 3(по винаходу) Готують шліхту такого складу, г/л Крохмаль кукурудзяний 35,0 ПМПД 35,0 Каолін або кристалопдратні солі алюмінія 0,75 Пшогасник 0,15 Антимікробний препарат 0,30 Вода, до 1000 Технологія приготування шліхти, як в прикладі 1 ФІЗИКО-ХІМІЧНІ властивості шліхти наведені в таблиці 1 Шліхтують бавовняну основу лінійної ЩІЛЬНОСТІ 52гекс Приклад 4(по винаходу) Готують шліхту такого складу, г/л Крохмаль кукурудзяний 40,0 ПМПД 35,0 Каолін або кристалопдратні солі алюмінія 0,70 Пшогасник 0,15 Антимікробний препарат 0,30 Вода, до 1000 Технологія приготування шліхти, як в прикладі 1 ФІЗИКО-ХІМІЧНІ властивості шліхти наведені в таблиці 1 Шліхтують бавовняну основу лінійної ЩІЛЬНОСТІ 52гекс Приклад 5(по винаходу) Готують шліхту такого складу, г/л Крохмаль кукурудзяний 40,0 ПМПД 35,0 Каолін або кристалогідрати і солі алюміній 0,80 Пшогасник 0,15 Антимікробний препарат 0,30 Вода до 1000 Технологія приготування шліхти, як в прикладі 1 ФІЗИКО-ХІМІЧНІ властивості шліхти наведені в таблиці 1 Шліхтують бавовняну основу лінійної ЩІЛЬНОСТІ 52гекс Приклад 6(по винаходу) Готують шліхту такого складу, г/л Крохмаль кукурудзяний 40,0 ПМПД 35,0 Каолін або кристалопдратні солі алюмінія 0,75 Пшогасник 0,15 Антимікробний препарат 0,30 Вода, до 1000 Технологія приготування шліхти, як в прикладі 1 ФІЗИКО-ХІМІЧНІ властивості шліхти наведені в таблиці 1 Шліхтують льноджутову основну пряжу ЩІЛЬНОСТІ 340текс Приклад 7(по прототипу) Склад шліхти, г/л Крохмаль картопляний 50,0 Хлорамін 0,18 0,04 їдкий натр 1,00 Гліцерин 0,30 Олія соняшникова 0,30 Скипидар 0,50 Бура 1000 Вода до Шліхту готують таким чином в ємкість заливають воду і нагрівають до 25 - 30°С При постійному перемішуванні засипають крохмаль Додають хлорамін, попередньо розчинений в воді Підвищують температуру до 98°С та кип'ятять протягом 35хв За 5хв до закінчення вводять всі ІНШІ компоненти шліхти Масу перемішують протягом Юхв ФІЗИКО-ХІМІЧНІ властивості шліхти наведені в таблиці 1 Шліхтують бавовняну пряжу лінійної ЩІЛЬНОСТІ 54текс х1 Приклад 8(аналог) Склад шліхти, г/л Крохмаль картопляний 35,0 Хлорамін 0,12 Колаген 30,0 Концентрат низькомолекулярних дикарбонових кислот (КНДК) 70,0 Гліцерин 0,90 Змочувач 0,03 Вода до 1000 Шліхту готують таким чином спочатку розварюють крохмаль, як описано в прикладі 7 Після цього додають колаген Масу перемішують Юхв, після чого додають КНДК та ІНШІ компоненти згідно рецепту Шліхтують бавовняну пряжу лінійної ЩІЛЬНОСТІ 54текс х 2 Аналіз даних наведених в таблиці 1 дозволяє зробити висновки проте, що добавка в складі шліхти ПМПД дозволяє покращити ЯКІСНІ та КІЛЬКІСНІ показники шліхти в порівняні з відомими технічними рішеннями(аналогта прототип) В'язкість ШЛІХТИ З добавками ПМПД при більшій концентрації адгезиву, менше в 1,2 - 1,Зрази порівняно з аналогом та прототипом Це дозволяє ШЛІХТІ в процесі шліхтування проникати не тільки на поверхню пряжі але і в середину, що позитивно впливає на фізико-механічні характеристики ошліхтованої пряжі, та підвищує рівномірність покриття волокон основ Збільшення відсотку розчеплення крохмалю сприяє покращенню кінетичних та термодинамічних характеристик шліхти Підвищення структурно-механічних характеристик адгезивних плівок позитивно впливає на фізико-механічні та санітарно-гігієнічні характеристики в ткацькому виробництві Оскільки, в процесах шліхтування та ткацтва вона менше осипається та пилить Шліхтування основної пряжі проводили на шліхтувальних машинах ШБ - 140 та ШК - 180 за режимами регламентованими в приготувальних цехах ткацького виробництва [4] Фізико-механічні характеристики та показники процесу ткацтва целюлозвмістких основ ошліхтованих згідно відомих технолопй(аналог, прототип) та винаходу наведені в таблиці 2 Із даних наведених в таблиці 2 видно, що основи ошліхтовані складами шліхти згідно винаходу, за фізико-механічними властивостями ВІПОВІдають вимогам, які ставляться до шліхтуючих 48448 препаратів Якість шліхтування основ(розривні навантаження, розривне видовження, адгезія плівки шліхти до волокон основи) порівняно краща за вихідні(прототип, аналог) технічні рішення Як наслідок цього, основи з меншою(1,2 - 1,5разів) обривністю переробляються в ткацтві, що дозволяє підвищити ефективність технологічного процесу ткацтва, проводити розшліхтовку сурових тканин вироблених за запропонованою технологією в процесі їх відбілювання Таким чином, як випливає з прикладів та даних, наведених в таблиці 1, 2, запропоноване технічне рішення дозволяє скоротити на 30% витрати крохмалю, який одержують із харчових продуктів, утилізувати нетоксичні та економічно ефективні відходи пивоварного виробництва, підвищити ефективність процесу ткацтва за рахунок зменшення обривності в процесі переробки основ на ткацькому обладнанні 8 Джерела інформації 1 Потягалова А Ф Шлихтование основ - М Легкая индустрия, 1965г 2 Сарибеков Г С , Осик Ю Й , Видющенко Е Н , Глущенко А Й Заменители пищевого сырья в текстильной промышленности - К Техніка, 1987г 3 Ганзюк Л И Новые шлихтующие препараты - К Техніка, 1991 г -С 5 4 Рекомендации по приготовлению шлихты из крохмалопродуктов, химических клеящих материалов и параметрам шлихтования хлопчатобумажных и вискозных штапельных основ ЦНИИТЭИ легпром - М , 1979г - С 35(прототип) 5 Патент України №24855 D 06 М 15/03, 06 10 98,25 12 98 Бюл №6(аналог) 6 Ганзюк Л І ФІЗИКО-ХІМІЧНІ основи створення поліпептидних адгезивних систем з направленими властивостями // Вісник Технологічного університету Поділля -1997г -№1,С 101-108 Таблиця 1 ФІЗИКО-ХІМІЧНІ властивості шліхти Приклад Крохмаль Порівняльні (за винаходом) 35,0 35,0 35,0 35,0 35,0 25,0 1 2 3 4 5 6 За протогипом7 За аналогом 8 Вміст компоненту складу, г/л Адгезив Добавки спеціальні ПМПД Колаген Каолін кндк — 0,4 — — 0,4 — 0,4 0,4 — 0,4 — — — — — 50,0 35,0 _ _ 30,0 7,0 В'язкість відносна Кислотність, РН 88,4 89,2 90,3 91,4 92,1 1,38 1,42 1,50 1,52 1,58 7,22 7,25 7,20 7,15 7,10 82,5 25,0 28,0 31,0 35,0 40,0 Ступінь розщеплення крохмалю, % 1,68 7,4 85,2 1,82 7,1 Адгезія (приріст), /о 14,2 14,6 15,2 16,0 16,7 20,2 Таблиця 2 Фізико-механічні властивості ошліхтованої пряжі та показники процесу ткацтва Номер прикладу Збільшення розри- Зниження розривЗбільшення Приклей, % (+- Вологість ошліхтоОбривність основи, вного навантажен- ного подовження, % адгезії плівки до ваної пряжі,% обр/м 0,1) ня, % (-1-0,2) пряжі, % (-1-0,2) (+• 0-2) За винаходом 1 5,2 6,8 2 5,3 6,8 3 5,4 6,9 4 5 5,6 5,7 7,1 7,1 6 4,2 13,8 За прототипом 7 За аналогом 8 5,7 5,7 5,6 5,0 19,7 19,9 20,4 21,2 21,6 16,7 20,1 19,6 11,6 11,9 12,1 12,3 12,6 12,9 12,5 12,9 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 18,5 18,7 18,9 19,3 20,1 15,9 — — 0,08 0,07 0,06 0,06 0,07 0,05 0,09 0,14