Шлихта для нитей из натуральных и искусственных целлюлозных волокон

Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов, в частности к шлихтованию искусственных и натуральных целлюлозных волокон, и может быть использовано в текстильной промышленности в ткацком производстве. Шлихта содержит в г/л: натуральный крахмал - 35-50, лигноцеллюлозный порошок, включающий лигнин и целлюлозу в соотношении 1:(1,4-1,6), - 0,15-0,20 и воду до 1 литра. Изобретение позволяет сократить расход крахмала, снизить приклей и повысить прочностные показатели пряжи. 1 табл.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в ткацком производстве для шлихтования нитей из натуральных и искусственных целлюлозных волокон.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ.

Известна шлихта [Гордеев В.А., Волков П.В., Некрасов К.П.Хлопкоткачество. - М.: Легкая индустрия. 1969 г. С.131] на основе натурального крахмала (картофельного, кукурузного), содержащая хлорамин в качестве расщепителя в количестве 0,3-0,4% от массы крахмала и воду. Однако использование хлорсодержащего вещества в составе шлихты обусловливает следующие недостатки:

- ухудшает условия труда;

- требует жесткого контроля сточных вод;

- при наличии хлорамина в готовой шлихте происходит коррозия сушильных барабанов и повреждение пряжи, так как он взаимодействует с целлюлозным материалом с образованием оксицеллюлозы;

- наличие хлора в шлихте не обеспечивает стабильности ее вязкостных и когезионных свойств;

- пленки из шлихты, приготовленной с хлорамином, чувствительны к высокой влажности, при которой они вновь приобретают свойства клейкости, липкости. В связи с этим необходим строгий контроль влажности воздуха в ткацком зале в пределе 68-72%;

- при химическом расщеплении крахмала возможно не только снижение степени полимеризации крахмала, но и крайне нежелательное химическое изменение его структуры с образованием декстринов. Этому процессу легко подвергается низкомолекулярная фракция крахмала - амилоза, содержание которой достаточно высокое - 21-28%. Продукты окислительной деструкции крахмала не обладают пленкообразующими свойствами и их содержание в шлихте делает ее пленку ломкой, хрупкой. Такая пленка осыпается с поверхности нити, что отрицательно сказывается на ее обрывности в ткачестве.

Известна также шлихта без химического расщепителя крахмала (Друсова С.М., Прусов А.Н. // Изв. вузов. Химия и химическая технология. - 2006, т.49, вып.10. С.64], являющаяся наиболее близкой к изобретению по совокупности существенных признаков и достигаемому результату. Она содержит крахмал, дополнительные ингредиенты - мягчитель - 0,3-0,4 г/л, смачиватель - 0,1-0,2 г/л и льносодержащую специальную добавку как реологический модификатор, в качестве которой используют тонкодисперсную льняную микрокристаллическую целлюлозу в виде порошка. Этот порошок получен путем механохимического дезинтегрирования льна. При этом химическая обработка направлена на снижение молекулярной массы целлюлозы льна до 180-300 и повышение степени кристалличности с 60 до 70. При этом удаляют лигнин и другие сопутствующие вещества (пектин, воскообразные, дубильные, азотсодержащие и минеральные вещества).

Однако эта шлихта имеет следующие недостатки:

- недостаточная экономичность шлихты из-за:

- повышенного расхода крахмала на стадии приготовления шлихты;

- повышенного расхода шлихты из-за высокого приклея;

- сложность процесса приготовления шлихты за счет необходимости осуществления дополнительной операции разбавления готовой шлихты до регламентируемой вязкости. Эта необходимость вызвана тем, что вязкость шлихты является нерегулируемой в процессе приготовления крахмальной суспензии. Расход крахмала на приготовление шлихты должен быть не менее 8,0% для того, чтобы введенная тонкодисперсная микрокристаллическая льняная целлюлоза обеспечивала эффективный результат. Уменьшение содержания крахмала ниже указанного предела нецелесообразно, так как при этом теряется эффективность от введения в состав шлихты тонкодисперсной микрокристаллической целлюлозы и снижается качество шлихты;

- высокое налипание шлихты и склеивание нитей в шлихтовании. Это приводит к необходимости дополнительного введения в шлихту растительного масла (хлопковое, касторовое, подсолнечное). Однако это удорожает шлихту. Кроме того, образование жировых пятен на пряже снижает качество ее последующих обработок;

- достаточно большое снижение разрывного удлинения ошлихтованной основной нити, характеризующего упругость и эластичность пряжи;

- велика обрывность при переработке ошлихтованной низкосортной пряжи.

Таким образом, не известна шлихта на основе натурального крахмала, содержащая также льносодержащую специальную добавку и воду, которая была бы экономичной, просто приготовляемой и обеспечивала бы высокие прочностные показатели ошлихтованной пряжи.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Изобретательская задача состояла в поиске состава шлихты для нитей из натуральных и искусственных целлюлозных волокон, включающей натуральный крахмал, льносодержащую специальную добавку и воду, которая позволила бы:

- уменьшить расход крахмала на стадии приготовления шлихты;

- уменьшить расход шлихты;

- снизить потери разрывного удлинения обработанной нити;

- уменьшить обрывность в ткачестве низкосортной пряжи;

- упростить процесс приготовления шлихты;

- исключить налипание шлихты и склеивание нитей.

Поставленная задача решена шлихтой для нитей из натуральных и искусственных целлюлозных волокон, включающей натуральный крахмал, льносодержащую специальную добавку и воду, которая в качестве льносодержащей специальной добавки содержит лигноцеллюлозный порошок, включающий лигнин и целлюлозу в соотношении 1:(1,4-1,6), при следующем содержании компонентов, г/л:

- крахмал натуральный	- 35-50
- лигно-целлюлозный порошок, включающий
лигнин и целлюлозу в соотношении
1:(1,4-1,6)	- 0,15-0,2
- вода	- до 1 литра.

Изобретение позволяет получить следующие преимущества:

- сократить расход крахмала на стадии приготовления шлихты на 20-45%;

- снизить приклей до 3,1-3,5%. Это в свою очередь позволяет сократить расход пара на сушку ошлихтованной пряжи;

- уменьшить потери разрывного удлинения ошлихтованной пряжи, а, значит, повысить ее эластичность и упругость;

- снизить обрывность низкосортной пряжи до 0,07 обр/м, что позволяет ее перерабатывать в ткачестве как пряжу первого сорта;

- упростить процесс приготовления шлихты, так как исключена необходимость в операции разбавления сваренного клеящего материала с целью снижения его вязкости до требуемой по технологическому регламенту;

- исключить налипание шлихты и склеивание нитей.

Кроме этого, изобретение позволяет получить следующие преимущества:

- удешевить шлихту за счет исключения мягчителя, смачивателя, а также использования более дешевой специальной льносодержащей добавки, поскольку льняной лигноцеллюлозный порошок получают без использования химической обработки;

- шлихта не вспенивается, обладает высокой стабильностью, не расслаивается с понижением температуры, обладает более длительным сроком годности.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Для шлихты используют следующие компоненты:

- крахмал картофельный ГОСТ 7699-82 или кукурузный ГОСТ 7697-82;

- лигноцеллюлозный порошок (ЛЦП). Он может быть получен следующим образом. Льняное волокно измельчают в любом измельчителе, обеспечивающем размол до тонкодисперсного состояния, например в дезинтеграторе или шаровой мельнице, и отбирают фракцию с соотношением лигнина и целлюлозы 1:(1,4-1,6);

- вода технологическая.

Шлихту готовят известным образом на традиционно используемом оборудовании. В емкость заливают холодную воду, засыпают крахмал и лигноцеллюлозный порошок. Суспензию перемешивают в течение 10 минут. Затем всю массу при постоянном перемешивании нагревают до температуры 120°С и выдерживают 20 минут. Получают шлихту, готовую к употреблению. Пряжу обрабатывают заявляемой шлихтой по традиционной технологии. Качественные показатели пряжи, ошлихтованной заявленной шлихтой и шлихтой по прототипу, определяли одинаково:

- приклей - [Сборник инструкций по техническому контролю в хлопчатобумажном ткачестве. Гизлегпром, 1951, с.92];

- вязкость - [Бородин А.И. и др. Справочник по технологии хлопкоткачества. - М. Легкая индустрия, 1968, с.468-471.];

- физико-механические показатели пряжи - ГОСТ 6611.73-6611.2.73;

- обрывность - [Сборник инструкций по техническому контролю в хлопчатобумажном ткачестве. Гизлегпром, 1951, с.108-111].

В таблице представлены качественные показатели составов заявленной шлихты с различным количественным содержанием компонентов и соотношением лигнина и целлюлозы в лигноцеллюлозном порошке, а также состава-прототипа после разбавления. Данные таблицы с очевидностью доказывают высокое качество ошлихтованной пряжи.

Качественные показатели заявленной шлихты
N	Состав шлихты, г/л	Показатели шлихты и обработанной хлопчатобумажной пряжи N34 (*)
Степень расщепления крахмала, %	Относительная вязкость	Приклей, %	Увеличение прочности на разрыв относительно мягкой пряжи, %	Уменьшение разрывного удлинения относительно мягкой пряжи, %	Обрывность в ткачестве, обр/м
1.	Крахмал карт.-50	90,5	2,4	3,1	24,3	11,5	Отсутствует
	ЛЦП 1:1,4 - 0,2
	Вода до 1 л
2.	Крахмал карт.- 35	90,5	2,1	3,5	29,5	12,1	Отсутствует
	ЛЦП 1-1,4 - 0,15
	Вода до 1 л
3.	Крахмал кукурузный-50	90,1	2,4	3,3	24,9	11,2	0,07
	ЛЦП 1:1,6 - 0,2
	Вода - до 1 л
4.	Прототип:
	Крахмал карт.- 80	90,5	1,7	5,7	24,1	28,1	Отсутствует
	ПАВ - 0,2
	Мягч. (масло раст.) - 0,45
	АПЦ - 0,6
	Вода - до 1 л
	Прототип:
5.	Крахмал карт.- 80
	ПАВ - 0,2	90,1	1,7	5,5	24,5	21,9	0,25
	Мягч. (масло раст.) - 0,45
	АПЦ - 0,6
	Вода - ло 1 л
	* - в примерах 1, 2, 4 использовали мягкую пряжу I сорта, в примерах 3, 5 мягкую пряжу, показатели которой ниже предъявляемых к III сорту.

Шлихта для нитей из натуральных и искусственных целлюлозных волокон, включающая натуральный крахмал, льносодержащую специальную добавку и воду, отличающаяся тем, что она в качестве льносодержащей специальной добавки содержит лигно-целлюлозный порошок, включающий лигнин и целлюлозу в соотношении 1:(1,4-1,6), при следующем содержании компонентов, г/л:

крахмал натуральный	35-50
лигно-целлюлозный порошок,
включающий лигнин и целлюлозу
в соотношении 1:(1,4-1,6)	0,15-0,2
вода	до 1 л