Спосіб обробки вовняного волокна

Реферат: Спосіб обробки вовняного волокна включає обробку вовни електричними розрядами високої напруги, яку проводять перед білінням та фарбуванням. UA 111316 U (54) СПОСІБ ОБРОБКИ ВОВНЯНОГО ВОЛОКНА UA 111316 U UA 111316 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області текстильної промисловості і може бути використана як попередня обробка в технологіях біління та фарбування вовняного волокна. Відомий спосіб попередньої обробки вовняного текстильного матеріалу водними розчинами хлорвмісними речовинами для зміни властивостей його поверхні [Новорадовская Т.С. Химия и химическая технология шерсти / Т.С. Новорадовская, С.Ф. Садова. - М.: Легпромбытиздат, 1986. - 200 с]. При хлоруванні відбувається розм'якшення клітин кутикули, що є результатом ряду процесів окислення, розриву дисульфідних зв'язків і часткової деструкції чи гідролізу поліпептидних ланцюгів, що приводить до зростання сорбції барвників та зменшення звалювання вовни. Загальний недолік застосування даних речовин - це необхідність ретельного контролю параметрів процесу, внаслідок того, що існує ймовірність пошкодження волокна, а також небезпека виділення токсичного газоподібного хлору. Крім того, хлорування призводить до пожовтіння вовни. Відомий спосіб обробки вовни композиціями на основі ферментів та поверхнево-активних речовин [Riva A. Effect of enzymatic treatments of wool fabrics regarding dyeing absorption, colour and colourfastness / A.Riva, R.Algaba, I. Preto // International seminar "Textile science for XXI century". Portugal, 1999. - P. 20] При цьому ферментативний протеоліз волокна дозволяє отримати ефект антизвалювання і збільшити ступінь вибирання барвника з фарбувальної ванни при одночасному поліпшенні міцності одержуваних забарвлень. Недоліком цього способу є необхідність суворого контролю тривалості операції з урахуванням інтенсивності механічного впливу на тканину і якості вихідної сировини. Відомий спосіб обробки вовняної пряжі, гребінної стрічки із суміші волокон розробленими ферментними препаратами [Breier R. Lanazym a new enzymatic antifelt and antipilling finishing for wool //Preceding of the 10-th International Wool Textile Research Conference, DWI, Aachen. Germany, 2000. - P. 97]. Зразки вовни після обробки відрізняються високим ступенем білизни, м'якістю, відсутністю пілінгу. Однак недоліком цього способу є нерівномірний вплив ферментів на волокна вовни, внаслідок чого окремі волокна можуть сильно пошкоджуватися під дією ензиму. Також ферментні препарати володіють підвищеною термочутливість і є не універсальними. Відомий спосіб обробки вовняних текстильних матеріалів низькотемпературною плазмою [Naebe M. Effects of plasma treatment of wool on the uptake of sulfonated dyes with different hydrophobic properties / M. Naebe, P.G. Cookson, J. Rippon, R.P. Brady, Xl Wang, N. Brack, G. van Riessen // Textile Research Journal. - 2010. - № 80 (4). - P. 312-324], внаслідок якої підвищується змочуваність поверхні волокна та зростає сорбція барвників волокном. Недоліком цього способу є складність і громіздкість обладнання, велика споживана енергія та необхідність вакуумування. Фізичні способи попередньої обробки вовняного волокна, до яких належить електророзрядна обробка, набувають все більшого поширення. Підвищена увага до способу обробки електричними розрядами високої напруги пояснюється екологічною і хімічною безпекою процесу, повною його контрольованістю. Завдяки комплексу явищ, які виникають при електророзрядній обробці (потужні імпульсні електричні і магнітні поля, світлове випромінювання, акустичні випромінювання низькочастотного діапазону, інтенсивні гідропотоки, ударні хвилі, хімічні радикали і радикальні групи, які утворюються внаслідок розкладу молекул води), досягається певний рівень впливу на процес модифікації вовняного волокна. Щодо відомих технологій попередньої обробки вовни, вона має низку важливих переваг по енерго- та ресурсозбереження. Найбільш близьким аналогом за виконанням є спосіб очищення овечої вовни з використанням електричних розрядів високої напруги [Патент UA № 38562., МПК (2006), D01С 3/00. Спосіб очищення овечої вовни / Ю.Г. Сарібєкова, А.В. Єрмолаєва, С.А. Мясников (Україна). № u2008 09732; - Заявл. 25.07.2008; Опубл. 12.01.2009, Бюл. № 1. - 4 с]. За цим способом брудна овеча вовна послідовно піддається розпушуванню, тріпанню, обробці електричними розрядами високої напруги і промиванню у розчинах миючих речовин. Недоліком даного способу обробки є те, після чищення овечої вовни з використанням електричних розрядів високої напруги не відбувається модифікація поверхні вовни, не спостерігається підвищення білизни, сорбційних властивостей волокна та зниження звалювання. Задачею корисної моделі є спосіб обробки вовняного волокна перед технологічними операціями біління та фарбування, за рахунок технологічних особливостей якого можливо було б модифікувати поверхню вовни, підвищити білизну, сорбційні властивості оброблюваного волокна, а також знизити звалювання. 1 UA 111316 U 5 10 15 Поставлена задача вирішується тим, що спосіб обробки вовняного волокна, що згідно з корисною моделлю, проводять обробку електричними розрядами високої напруги, перед білінням і фарбуванням. А на відміну від найближчого аналога проведення способу обробки з використанням електричних розрядів високої напруги перед білінням і фарбуванням волокна дозволяє модифікувати поверхню оброблюваного волокна, сприяє підвищенню його білизни, сорбційних властивостей та зниженню звалювання. Ефективність способу пояснюється наступним: під впливом електророзрядних імпульсів високої напруги відбувається зміна зовнішньої та внутрішньої структури вовняного волокна, що дозволить інтенсифікувати процеси біління та фарбування, а також буде сприяти зменшенню відходів (вовняного кнопу) при наступному прядінні. Запропонована корисна модель ілюструється наступним прикладом її здійснення: тонке к мериносове волокно 70 , що підлягає відбілюванню або фарбуванню, попередньо піддають обробці протягом 180 с у електророзрядному реакторі. Тривалість обробки вовни менше 180 с малоефективна, а більше 180 с до того ж економічно невигідна. Оброблена вовна внаслідок дії електричних імпульсів високої напруги зазнає модифікації, яку можна охарактеризувати показниками білизни, відносної втрати маси та відносного розривного навантаження (табл. 1). Таблиця 1 Вплив електророзрядної нелінійної об'ємної кавітації на властивості вовняного волокна Час обробки, с Показник 0 56 8,93 Білизна, % Відносна втрата маси, m, % Відносне розривне навантаження, Р0, сН/текс 180 66,7 1,3 8,17 20 25 Вовна, оброблена за запропонованим способом характеризується значним підвищенням показника білизни, що дозволить скоротити тривалість процесу відбілювання та знизити витрату хімматеріалів або зовсім його виключити. При цьому спостерігається підвищення втрати маси та незначне зниження відносного розривного навантаження обробленого волокна, що свідчить про збереження цінних природних властивостей вовни. Вплив електророзрядної нелінійної об'ємної кавітації на внутрішню структуру вовняного волокна характеризується сорбційною здатністю по відношенню до барвників. Вплив попередньої електророзрядної обробки вовняного волокна протягом 180 с на кінетику сорбції барвника кислотного жовтого світлостійкого показана в табл. 2. 30 Таблиця 2 Кінетика сорбції кислотного жовтого світлостійкого вовняним волокном Час фарбування, хв. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Вміст барвника на волокні, г/кг необроблене волокно після 180 с обробки 0 0 0,35 1,72 0,41 2,46 0,50 3,15 0,51 3,67 0,51 3,83 0,51 4,95 0,51 4,95 0,51 4,95 0,51 4,95 0,51 4,95 Результати, представлені в табл. 2, свідчать про те, що сорбційна здатність вовни після електророзрядної обробки значно зросла. Це дає змогу скоротити витрати барвників та 2 UA 111316 U хімматеріалів, знизити негативний вплив температури на волокно та скоротити тривалість процесу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб обробки вовняного волокна, що включає обробку вовни електричними розрядами високої напруги, який відрізняється тим, що обробку вовни електричними розрядами високої напруги проводять перед білінням та фарбуванням. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3