СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЛЬНЯНОЙ РОВНИЦЫ К МОКРОМУ ПРЯДЕНИЮ Российский патент 1994 года по МПК D01C1/02 

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к технологии подготовки льняной ровницы к мокрому прядению.

В настоящее время во всем мире повышенным спросом пользуются чистольняные ткани, сохраняющие естественный природный цвет льняных волокон. Пряжу, необходимую для выработки таких тканей, можно получить способом мокрого прядения с предварительным химическим облагораживанием льняной ровницы.

Широко распространенным способом подготовки льняной ровницы к мокрому прядению является ее окислительная варка в аппаратах периодического действия типа АКД, включающая обработку воздушно-сухой ровницы водным раствором серной кислоты с концентрацией 1,5-2,0 г/л при 30-35^оС в течение 10-25 мин, нейтрализацию остаков кислоты в растворе едкого натра, варку при 95-98^оС в течение 60-90 мин водным щелочным раствором перекиси водорода при общей щелочности раствора 4,7-9,5 г/л в расчете на едкий натр и концентрации перекиси водорода 1,3-1,7 г/л в расчете на активный кислород в присутствии силиката натрия 9-20 г/л, две промывки водой при 65-70^оС, нейтрализацию остатков щелочных агентов водным раствором уксусной кислоты с концентрацией 1,1-1,2 г/л при 30^оС в течение 30 мин и промывку водой при 10-20^оС в течение 10 мин [1] .

Недостатком этого способа являются его ограниченные возможности в повышении прядильной способности волокна. Наиболее трудной задачей при улучшении прядильных свойств волокна на стадии химической обработки ровницы является удаление лигнина из срединных пластинок технических комплексов волокон. Перекись водорода в щелочной среде является отбеливающим, а не делигнифицирующим агентом. Она эффективно удаляет пектиновые вещества и белки из срединных пластинок, мало затрагивая лигнин. При этом наблюдается повышенная деструкция полимерных клеточных стенок элементарных волокон - целлюлозы и гемицеллюлоз. В связи с этим в прядении грубых волокон наблюдается высокая обрывность, а получаемая пряжа имеет пониженную прочность. Кроме того, при щелочно-перекисной обработке ровницы происходит отбеливание волокна, поэтому данный способ не приемлем для льняного волокна.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ щелочной варки льняной ровницы, включающий обработку воздушной сухой ровницы водным раствором, содержащим 18-20 г/л кальцинированной соды, 0,6-0,8 г/л бисульфита натрия, 0,20-0,25 г/л смачивателя неиногенного типа, с подъемом температуры до 95-98^оС в течение 30 мин и последующей варкой при этой температуре в течение 60 мин, промывку раствором триполифосфата натия 0,6-0,8 г/л при 65-70^оС в течение 15 мин, нейтрализацию остатков щелочных агентов водным раствором уксусной кислоты с концентрацией 1,0-1,1 г/л при 45-50^оС в течение 10 мин и промывку водой при 10-25^оС в течение 5 мин (прототип) [2] . Обработка ровницы по приведенному режиму позволяет сохранить естественный цвет суровых льняных волокон.

Недостатком прототипа является низкая степень делигнификации льняных волокон в процессе щелочной варки, поэтому в прядении чистольняной ровницы наблюдается высокая обрывность, а получаемая пряжа имеет пониженную прочность.

Цель изобретения - снижение обрывности в прядении и улучшение качества пряжи, сохраняющей естественный цвет льняных волокон, за счет эффективного удаления лигнина в процессе щелочной варки ровницы.

Указанная цель достигается тем, что обработку ровницы осуществляют водным раствором триполифосфата натрия с концентрацией 0,3-0,6 г/л и превоцела 0,2-0,3 г/л при 60-65^оС в течение 15 мин, варку проводят при 93-95^оС 60-120 мин в растворе, содержащем едкий натр NaOH 3,8-4,4 г/л и сульфит натрия Na₂SO₃ 10-18 г/л, с подъемом температуры до 93-95^оС в течение 10-20 мин.

Способ осуществляют следующим образом.

Воздушно-сухую льняную ровницу обрабатывают в аппарате периодического действия типа АКД водным раствором триполифосфата натрия с концентрацией 0,3-0,6 г/л и превоцела 0,2-0,3 г/л при 60-65^оС в течение 15 мин. При этом из волокна удаляются минеральные примеси, а из аппарата вытесняется воздух. Затем после слива отработанного раствора триполифосфата и превоцела из аппарата ровницу обрабатывают водным раствором едкого натра 3,8-4,4 г/л и сульфита натрия 10-18 г/л, поднимая темперауру до 93-95^оС в течение 10-20 мин и осуществляя последующую варку при этой температуре в течение 60-120 мин. В процессе щелочно-сульфитной варки происходит удаление пектиновых веществ и эффективно растворяется лигнин, при этом целлюлоза практически полностью предохраняется от деструкции.

После слива сульфитно-щелочного раствора из аппарата ровницу промывают горячей водой, содержщей 0,3-0,5 г/л триполифосфата натрия, в течение 15 мин при 65-70^оС. Затем нейтрализуют остатки щелочных агентов водным раствором уксусной кислоты с концентрацией 1,0-1,1 г/л при 40^оС в течение 15 мин и проводят промывку ровницы водой при 10-25^оС в течение 10 мин. Эффект увеличения растворимости лигнина в процессе щелочной варки льняной ровницы достигается введением в варочный раствор, наряду с щелочью, сульфита натрия в соотношении, г/л: NaOH : Na₂SO₃ (3,8-4,4) : (10-18).

Кроме того, указанный эффект наблюдается только при температурах варки 93-95^оС. За пределами этого интервала растворимость лигнина в процессе сульфитно-щелочной варки резко падает. Это объясняется тем, что растворение лигнина в щелочной среде является результатом протекания двух конкурирующих процессов: гидролитического расщепления лигнина на низкомолекулярные фрагменты и их конденсации с образованием высокомолекулярных нерастворимых лигноподобных соединений. В процессе варки льняной ровницы в щелочном растворе преобладает реакция конденсации, в результате чего лигнин проявляет повышенную устойчивость и мало растворим.

Введенный в варочный раствор сульфит натрия блокирует реакционноспособные метоксильные группы СН₂ОН образующихся низкомолекулярных фрагментов лигнина и препятствует их конденсации. Вследствие этого растворимость лигнина в процессе сульфитно-щелочной варки резко возрастает. Данный эффект наблюдается только в указанном интервале соотношения компонентов в растворе и температур варки.

Удаление лигнина из срединных пластинок позволило значительно улучшить прядильную способность волокна, снизить обрывность в прядении и повысить качество пряжи. Кроме того, при обработке льняной ровницы сульфитно-щелочным способом обнаружен новый эффект - льняное волокно приобретает блеск, становится эластичным и шелковистым. Таким образом, предлагаемая обработка льняного волокна позволяет восстановить его высокие природные свойства. По качеству такие волокна являются аналогом знаменитых древнерусских льнов и по праву могут быть названы "Северным шелком".

Для сравнения подготовка льняной ровницы N 2 к мокрому прядению проводилась по заявляемому способу и способу, предлагаемому в прототипе. Прядение обработанной ровницы осуществлялось на прядильной машине ПМ-88-Л-5. Была выработана чистольняная пряжа линейной плотностью 41,7 тес (N 24).

Показатеи физико-химических и механических свойств льняной ровницы и пряжи приведены в табл. 1 и 2.

Как следует из табл. 1, в льняной ровнице, обработанной по данному способу (режим 2), по сравнению с прототипом значительно снижается степень одревеснения лигнина (с 2,79 до 2,01% ), при этом гемицеллюлозы, которые оказывают положительное влияние на качество волокна, сохраняются в большей степени, а целлюза практически предохраняется от деструкции. Удельная вязкость медно-аммиачных растворов целлюлозы ровницы, обработанной по заявляемому способу, имеет очень высокое значение - 2,89. Такой комплекс физико-химических свойств льняной ровницы способствует резкому повышению прядильной способности волокна по сравнению с прототипом.

Как следует из табл. 2, после обработки ровницы по заявляемому сульфитно-щелочному способу по сравнению с известным способом щелочной варки обрывность в прядении снижается с 71 до 11 обрывов на 100 веретен в ч, при этом значительно повышается качество пряжи. По показателям физико-механических свойств пряжа относится к группе специальная льяняная 1 сорта СЛ I.

Уменьшение концентрации компонентов NaOH, Na₂SO₃ в варочном растворе, а также их увеличение за пределами указанного диапазона приводит к ухудшению свойств ровницы. Сульфитно-щелочная варка ровницы по режимам 1 и 3 (табл. 1) менее эффективно удаляет лигнин из волокна и снижает степень одревеснения срединных пластинок, при этом в большей степепни растворяются гемицеллюлозы. Это приводит к ухудшению прядильной способности льняной ровницы.

Обработка ровницы по предлагаемому способу улучшает внешний вид пряжи. Как следует из табл. 1, после сульфитно-щелочной обработки значительно повышаются координаты цвета волокна. Это обусловлено эффективным удалением аморфных нецеллюлозных компонентов с поверхности волокна - лигнина, пектинов и белков. Очистка поверхности волокна приводит к значительному повышению координаты Z и появлению блеска. (56) 1. Справочник по химической технологии обработки льняных тканей. Под ред. Г. И. Фридлянд. М. : Легкая индустрия, 1973, с. 55-56.

2. Регламентированные технологические процессы обработки ровницы, пряжи и ткани. - Методические указания. М. : ЦНИИТЭИлегпром, 1982, с. 6-7.

Использование: в легкой промышленности, в частности в производстве льняной ровницы. Сущность изобретения: способ предусматривает обработку воздушно-сухой ровницы водным раствором триполисфосфата натрия с концентрацией 0,3 - 0,6 г/л и превоцела с концентрацией 0,2 - 0,3 г/л при 60 - 65С в течение 15 мин. Варку производят при 93 - 95С 60 - 120 мин в растворе, содержащем щелочь 3,8 - 4,4 г/л, сульфит натрия 10 - 18 г/л, с подъемом температуры до 93 - 95С в течение 10 - 20 мин. 2 табл.

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЛЬНЯНОЙ РОВНИЦЫ К МОКРОМУ ПРЯДЕНИЮ, включающий варку воздушно-сухой ровницы в водном растворе едкого натра и сульфита натрия, промывку водным раствором триполифосфата натрия при 65 - 70^oС в течение 15 мин, нейтрализацию водным раствором уксусной кислоты с концентрацией 1,0 - 1,1 г/л при повышенной температуре в течение 10 мин и промывку водой в течение 10 мин, отличающийся тем, что перед варкой воздушно-сухую ровницу обрабатывают водным раствором триполифосфата натрия с концентрацией 0,3 - 0,6 г/л и поверхностно-активного смачивателя неиногенного типа - превоцела с концентрацией 0,2 - 0,3 г/л при 60 - 65^oС в течение 15 мин, варку осуществляют при соотношении едкого натра и сульфита натрия 3,8 - 4,4 : 10 - 18 с подъемом температуры до 93 - 95^oС в течение 10 - 20 мин и поддержанием данной температуры в течение 60 - 120 мин, промывку водным раствором триполифосфата натрия ведут при его концентрации 0,3 - 0,5 г/л, а нейтрализацию - уксусной кислотой при 40^oС.