способ производства льняной ваты

Классы МПК:D04H1/02 хлопковая вата; ватин
D21F11/14 изготовление целлюлозной ваты, фильтровальной или промокательной бумаги 
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-05-30
публикация патента:

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в производстве льняной ваты. Способ включает в себя механическое разволакивание, варку, отбелку, промывку, отжим, рыхление, сушку и чесание. Варку проводят в электромагнитном поле сверхвысоких частот в течение 40-45 мин при температуре 110-120°С. Изобретение позволяет ускорить процесс варки, снизить энергозатраты, повысить экологичность технологического процесса и качество ваты. 2 табл.

Формула изобретения

Способ производства льняной ваты, включающий механическое разволакивание, варку, кислование, беление, промывку, отжим, рыхление, сушку и чесание, отличающийся тем, что варку проводят в электромагнитном поле сверхвысоких частот в течение 40-45 мин при температуре 110-120°С.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в производстве льняной ваты.

Уровень техники

Традиционный технологический процесс производства ваты (по Вайнштейн «Справочник по ватному производству») состоит из трех основных этапов:

1) механическая подготовительная обработка;

2) жидкостная обработка;

3) механическая заключительная обработка.

На первой стадии механической обработки лубяных волокон необходимо обеспечить частичное продольное разрушение комплексных волокон и их очистку от костры. Степень разволакивания технических комплексов должна быть такой, чтобы, с одной стороны, обеспечивалась доступность элементов структуры льна для проникновения химических реагентов вовнутрь элементарных волокон, и, с другой стороны, не было излишней элементаризации комплексов и значительной потери волокнистой массы. Волокно после предварительного рыхления и очистки подвергают жидкостной обработке, направленной на очищение целлюлозы от химических примесей и загрязнений. Волокно подвергается отварке в щелочных растворах, отбелке, кисловке и многократным промывкам в воде. Далее волокно, имеющее влажность 80способ производства льняной ваты, патент № 2396380 85%, сушат в сушильных машинах до влажности 13способ производства льняной ваты, патент № 2396380 14%.

Известен способ изготовления льняной ваты, включающий в себя механическое разволакивание, варку, отбелку, промывку, отжим, рыхление сушку и чесание. Варку проводят в варочном котле с конвективным способом подвода тепла в присутствии комплексона и восстановителя в течение 120-150 мин, при температуре 120-135°С (патент РФ № 2175363 кл. В04Н 1/02).

Недостатком вышеописанного способа является длительность щелочной варки при высокой температуре. Известно, что при температуре варки свыше 130°С, давлении 3способ производства льняной ваты, патент № 2396380 4 атм и продолжительности более 2,5 часов создаются благоприятные условия для деструкции целлюлозы: происходит обезжиривание волокна, повышается его жесткость, электризуемость, что отрицательно сказывается при последующей механической обработке. Так как щелочная варка является наиболее сложной, длительной и дорогостоящей операцией, во многом определяющей качество готового продукта, необходимо интенсифицировать варку, сохраняя при этом качество ваты.

Повышенной реакционной способностью обладают активированные водные среды, поэтому ускорение процесса варки возможно при наличии электромагнитного поля.

Известен способ получения ионообменных волокон, по которому варку волокон проводят в электромагнитном поле сверхвысоких частот (RU 2262557, В01Р 11/04, 20.10.2005). Известный способ заключается в щелочном гидролизе раствором N 2Н4 (2 г/л) и NaОН (4 г/л) полиакрилонитрильного волокна при температуре 100°С в течение 60 минут. После завершения гидролиза волокно промывают до рН 7 и подвергают нагреванию в микроволновой печи в дистиллированной воде в течение 5 минут с момента закипания. СВЧ-излучение используется в качестве дополнительного активного агента, позволяющего освободить волокна от остатков гидразидных групп предыдущих обработок.

Недостатком описанного способа является то, что он применяется только для гидролиза синтетических волокон и используется в качестве дополнительного вида обработки.

Сущность изобретения

Технический результат заявленного изобретения заключается в поиске способа производства льняной ваты, позволяющего упростить технологический процесс за счет сокращения продолжительности щелочной варки и температурных режимов, обеспечивая при этом необходимое качество ваты.

Технический результат достигается за счет того, что способ производства льняной ваты, включающий механическое разволакивание, варку, кислование, беление, промывку, отжим, рыхление, сушку и чесание, согласно изобретения варку проводят в электромагнитном поле сверхвысоких частот в течение 40-45 мин при температуре 110-120°С. Последовательно проводятся следующие операции:

1. Механическое разволакивание на кардочесальных машинах до

линейной плотности волокон 0,3-1,5 текса.

2. Варка в СВЧ-установке в растворе следующих компонентов (г/л):

едкий натр 100% - 5-20; восстановитель - 3-15; комплексен - 0,1-2,0;

смачиватель - 0,1-2,0.

Время варки 40-45 мин, температура 110-120°С, частота излучения 2450 МГц.

Продолжительность варки в электромагнитном поле обоснована следующим: при длительной обработке (более 45 минут) происходит механическое разрушение волокна, связанное с тем, что накопленная жидкость внутри клетки приводит к повышению осмотического давления, вода из клеток переходит в межклеточное пространство, разрывая ткани продукта. При дальнейшей варке возникают глубокие изменения коллоидной системы, влекущие значительную потерю массы волокна (пример 1).

Температура варки в электромагнитном поле сверхвысоких частот обоснована следующим: так как варка направлена на химическое очищение целлюлозы от сопровождающей ее примесей и загрязнения, температура варки определяется с одной стороны условиями химических реакций, с другой - возможностью деструкции целлюлозы. Известно, что при температуре варки свыше 130°С создаются благоприятные условия для разрушения целлюлозы, а при температуре менее 100°С не происходит гидролиза нецеллюлозных компонентов (пример 1).

3. Промывка на машинах грабельного типа.

4. Отбелка в составе (г/л): перекись водорода 100% - 8-12; силикат или метасиликат натрия - 3-8; едкий натр 100% - 1,5-2,1; комплексен - 0,1-2,0; смачиватель - 0,1-1,5.

5. Промывка в машинах грабельного типа.

6. Отжим на каландрах.

7. Рыхление мокрого волокна на рыхлители мокрого волокна РМ-240-02.

8. Сушка до влажности 12-17%.

9. Трепание на трепальных машинах ТБ-2 и ТБ-3.

10.Чесание на чесальных машинах ЧВПИ-600 до толщины одиночного волокна 0,15-0,20 текс.

Описанный способ позволяет за 40-45 минут варки в электромагнитном поле получать вату с поглотительной способностью на 4 г выше требований ГОСТ и капиллярной способностью на 4-6 мм больше требований ГОСТ (пример 2). Это связано с тем, что избыточное давление внутри волокна, возникшее в результате действия СВЧ-поля, способствует интенсивному перемещению влаги к наружным слоям и щадящему механическому разволакиванию, тем самым увеличиваются капиллярность и поглотительная способность волокна (пример 2).

Способ исключает деструкцию целлюлозы, обеспечивая при этом высокую степень расщепления до 1,2 текс и элементаризацию пучков лубяных волокон (пример 2).

Способ повышает качество ваты путем уменьшения количества пуха и волокон размером менее способ производства льняной ваты, патент № 2396380 5 мм на 0,06%, что подтверждает сохранность тканей волокон в процессе варки (пример 2).

Пример 1
Температурно-временные режимы варки
Температурные параметры варки, °С
способ производства льняной ваты, патент № 2396380 Количество пуха и волокон менее 5 мм, % Убыль массы волокна, %
Номер примера Номер примера
12 31 23
100 0,080,11 0,1011 109
110 0,090,11 0,1112 1010
120 0,100,11 0,1112 1110
130 0,140,14 0,1614 1314
140 0,180,19 0,1919 1619
150 0,230,27 0,2622 2124
способ производства льняной ваты, патент № 2396380 Продолжительность варки, минут
300,07 0,100,09 97 8
35 0,07 0,110,10 119 10
40 0,09 0,110,11 1210 10
45 0,09 0,120,11 1211 11
50 0,12 0,140,15 1514 15
55 0,14 0,160,15 1515 16
60 0,15 0,160,15 1715 16

Пример 2
Показатели качества медицинской ваты
Наименование показателей Требование ГОСТ 5556-81 Значения показателей (варка в СВЧ-поле, время 40-45 минут, температура 110-120°С)
Номер примера
12 3
Массовая доля плотных нерасчесанных скоплений волокон, % 1,01,0 0,91,0
Массовая доля волокон длиной менее 5 мм, % не более 0,150,09 0,110,11
Засоренность, % не более0,24 0,24 0,240,24
Массовая доля жиров и восков, % не более 0,240,24 0,240,24
Капиллярность, мм, не менее67 72 7474
Степень белизны, %, не менее77 77 7777
Поглотительная способность, г/г, не менее19 24 2120
Реакция водной вытяжки нейтральная нейтральнаянейтральная нейтральная
Зольность, %, не более0,3 0,30,3 0,3
Расщепление элементарных волокон, текс способ производства льняной ваты, патент № 2396380 1,2 1,21,2

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2396380

patent-2396380.pdf

Класс D04H1/02 хлопковая вата; ватин

изделие для чистки кожи -  патент 2521302 (27.06.2014)
способ получения льняной ваты -  патент 2501895 (20.12.2013)
способ получения гигроскопической ваты и гигроскопическая вата -  патент 2495170 (10.10.2013)
гигроскопическая вата и способ ее получения -  патент 2494183 (27.09.2013)
способ изготовления целлюлозной хирургической ваты -  патент 2390591 (27.05.2010)
гигиенические трусы для однократного использования -  патент 2370250 (20.10.2009)
способ электроимпульсной обработки волокнистых материалов -  патент 2216616 (20.11.2003)
способ изготовления ваты из целлюлозных волокон -  патент 2191232 (20.10.2002)
способ производства ваты из целлюлозных волокон -  патент 2191231 (20.10.2002)
способ получения ваты -  патент 2157434 (10.10.2000)

Класс D21F11/14 изготовление целлюлозной ваты, фильтровальной или промокательной бумаги 

способ получения гигроскопической ваты и гигроскопическая вата -  патент 2495170 (10.10.2013)
гигроскопическая вата и способ ее получения -  патент 2494183 (27.09.2013)
установка для соединения двух полос целлюлозной ваты с или без маркировки упомянутых полос -  патент 2478746 (10.04.2013)
способ получения универсальной кислотно-основной индикаторной бумаги -  патент 2464368 (20.10.2012)
бумагоделательная машина -  патент 2429322 (20.09.2011)
бумагоподобный композиционный материал на основе минеральных волокон с использованием в качестве связующего солей алюминия и поливинилацетатной эмульсии (пваэ) -  патент 2425919 (10.08.2011)
крепированный тканью впитывающий лист с переменным локальным базовым весом -  патент 2419546 (27.05.2011)
аддитивные композиции для обработки различных основ -  патент 2409303 (20.01.2011)
крепированный с использованием материала лист для выдачных устройств -  патент 2402657 (27.10.2010)
салфеточные изделия, имеющие улучшенные свойства в поперечном машинном направлении -  патент 2393284 (27.06.2010)
Наверх