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 льняную пряжу средних и малых линейных плотностей получают способом мокрого прядения с предварительным химическим облагораживанием ровницы. В процессе химической обработки ровницы происходит ослабление межволоконных связей технических комплексов волокон и облегчается их дробимость в процессе прядения.

Наиболее эффективным способом подготовки льняной ровницы к мокрому прядению является режим хлоритно-перекисного беления, получивший широкое распространение на льнокомбинатах. Данный способ включает обработку воздушно-сухой ровницы в аппаратах периодического действия типа АКД, водным раствором хлорита натрия 2,5-5,5 г/л (в пересчете на активный хлор), нитрата натрия 2,8-2,9 г/л, серной кислоты 2,7-3,0 г/л при температуре 45^оС в течение 60 мин, с подъемом температуры до 45^оС в течение 30 мин, антихлорирование и нейтрализацию остатков хлора и кислоты при температуре 45^оС в течение 5-10 мин раствором, содержащим едкий натр до избыточной щелочности 0,1-0,2 г/л и бисульфит натрия в расчете 0,4 г/л на 0,1 г/л активного хлора, окислительную варку при 96-98^оС 60 мин водным щелочным раствором перекиси водорода, содержащим триполифосфат натрия 0,4-0,5 г/л, силикат натрия 8,0-15,0 г/л, каустическую и кальцинированную соду при общей щелочности раствора 6,0-13,5 г/л в пересчете на едкий натр и перекись водорода 0,6-1,2 г/л в пересчете на активный кислород, с подъемом температуры до 96-98^оС в течение 60 мин, промывку раствором триполифосфата натрия 0,5-1,0 г/л при 70-75^оС в течение 10 мин, нейтрализацию остатков щелочных агентов водным раствором уксусной кислоты с концентрацией 0,7-0,8 г/л при температуре 50-55^оС в течение 15 мин и промывку водой при 25-30^оС в течение 10 мин (1).

При данном способе обработки в льняных волокнах эффективно разрушаются компоненты, расположенные в срединных пластинках - пектины, белки, лигнин. Степень одревеснения срединных пластинок снижается до 5-10% , при этом компоненты, расположенные внутри клеточных стенок - гемицеллюлозы и целлюлоза, - предохраняются от деструкции. Такой характер облагораживания льняных волокон в процессе хлоритно-перекисного беления обеспечивает низкий уровень обрывности в прядении и высокое качество получаемой пряжи.

Недостатком хлоритно-перекисного способа обработки льняной ровницы является использование импортного реагента хлорита натрия NaClO₂, выпуск которого за рубежом резко сокращается из-за большой экологической опасности производства. Кроме того, данный препарат является высокотоксичным, взрывоопасным, и оказывает сильное корродирующее воздействие на используемое оборудование.

В связи с этим в настоящее время необходимо на стадии подготовки льняной ровницы к мокрому прядению использовать режимы интенсивной химической обработки на основе препаратов отечественного производства, позволяющие обеспечить высокий уровень дробления волокон в процессе прядения и получение льняной пряжи средних и малых линейных плотностей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ окислительной варки льняной ровницы (прототип), включающий обработку воздушно-сухой ровницы водным раствором серной кислоты с концентрацией 1,5-2,0 г/л при 30-35^оС 10-25 мин, нейтрализацию остатков кислоты в растворе едкого натрия, 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 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 (2).

Недостатком прототипа являются его ограниченные возможности в повышении прядильной способности волокна. Это обусловлено недостаточным удалением лигнина срединных пластинок волокон в процессе окислительной варки, так как перекись водорода в щелочной среде является в большей степени отбеливающим, а не делигнифицирующим агентом. При этом наблюдается повышенная деструкция полимерных компонентов клеточных стенок элементарных волокон - целлюлозы и гемицеллюлоз. В связи с этим в прядении грубых волокон наблюдается высокая обрывность, а получаемая пряжа имеет пониженную прочность.

Цель данного изобретения - снижение обрывности в прядении и улучшение качества пряжи за счет более эффективного удаления лигнина в процессе химической обработки льняной ровницы с использованием реагентов отечественного производства.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу окислительной варки льняной ровницы, для подготовки к мокрому прядению, обработку воздушно-сухой ровницы осуществляют водным раствором триполифосфата натрия с концентрацией 0,3-0,6 г/л и превоцела - 0, 2-0,3 г/л при температуре 60-65^оС в течение 15 мин, окислительную варку проводят при температуре 96-98^оС в течение 30-60 мин в водном щелочном растворе, перекиси водорода, содержащем триполифосфат натрия 0,3-0,6 г/л, силикат натрия 9-11 г/л, кальцинированную соду 7-15 г/л при общей щелочности раствора 4-8 г/л в расчете на едкий натр и перекись водорода 1,1-1,5 г/л в расчете на активный кислород с подъемом температуры до 96-98^оС в течение 60 мин. Затем проводят промывку ровницы водным раствором триполифосфата натрия 0,3-0,6 г/л при температуре 60-65^оС в течение 15 мин, сульфитно-щелочную варку проводят при температуре 93-95^оС 30-120 мин, в растворе, содержащем кальцинированную соду Na₂CO₃ 9-12 г/л, едкий натрий NaOH 1,9-2,2 г/л и сульфит натрия Na₂SO₃ 3-8 г/л с подъемом температуры до 93-95^оС в течение 10-20 мин.

Способ осуществляется 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 температуре 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 щелочным раствором перекиси водорода, содержащим триполифосфат натрия 0,3-0,6 г/л, силикат натрия 9-11 г/л, кальцинированную соду 7-15 г/л при общей щелочности раствора 4-8 г/л в расчете на едкий натр и перекись водорода 1,1-1,5 г/л в расчете на активный кислород при температуре 96-98^оС 30-60 мин. Подъем температуры до 96-98^оС проводит в течение 60 мин. В процессе окислительной варки происходит отбеливание льняной ровницы до степени белизны 50-65% , при этом из срединных пластинок удаляется часть пектиновых веществ, белков и повышается реакционная способность лигнина за счет ослабления его связей с окружающими компонентами полимерной матрицы клеточных стенок волокон. По окончании окислительной варки раствор из аппарата сливают и проводят промывку ровницы водным раствором триполифосфата натрия 0,3-0,6 г/л при температуре 60-65^оС в течение 15 мин. После слива раствора триполифосфата ровницу обрабатывают водным раствором кальцинированной соды 9-12 г/л, едкого натрия 1,9-2,2 г/л и сульфита натрия 3-8 г/л при температуре 93-95^оС в течение 30-120 мин, поднимая температуру до 93-95^оС в течение 10-20 мин.

В процессе щелочно-сульфитной варки происходит практически полное удаление пектиновых веществ и эффективно растворяется лигнин, при этом целлюлоза предохраняется от деструкции.

После слива щелочного раствора из аппарата ровницу промывают горячей водой, содержащей 0,3-0,5 г/л триполифосфата натрия в течение 15 мин при температуре 65-70^оС. Затем нейтрализуют остатки щелочных агентов водным раствором уксусной кислоты с концентрацией 1,0-1,1 г/л при температуре 40^оС в течение 15 мин, и проводят промывку ровницы водой при температуре 10-25^оС в течение 10 мин.

В данном способе подготовки льняной ровницы к мокрому прядению, основанном на окислительной варке ровницы в водном щелочном растворе перекиси водорода, увеличение растворимости лигнина срединных пластинок волокна достигается не за счет дополнительной обработки ровницы хлорсодержащими окислителями в кислой среде (типа хлорита натрия, гипохлорита натрия), а путем действия восстановителя - сульфита натрия - в щелочной среде. При этом сульфитно-щелочную варку необходимо проводить после окислительной варки ровницы, так как в противном случае затрудняется отбеливание волокна, и усиливается деструкция целлюлозы. Дополнительная сульфитно-щелочная варка ровницы позволяет снизить интенсивность перекисного беления и в более полной степени сохранить природные свойства льняного волокна.

Для сравнения с заявляемым способом подготовка льняной ровницы номер 1 к мокрому прядению проводилась по заявляемому способу и способу, предлагаемому в прототипе и аналоге.

Прядение обработанной ровницы осуществлялось на прядильной машине ПМ-88-Л-8. Была выработана льняная пряжа линейной плотности 46,1 текс (21,7 номер).

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

Как следует из табл. 1, обработка льняной ровницы со степенью одревеснения 41% (средняя) по предлагаемому перекисно-сульфитному способу позволяет достичь практически такого же уровня химического облагораживания волокна, что и при хлоритно-перекисном способе. Эффективно удаляются из срединных пластинок пектиновые вещества, белки и лигнин.

Степень одревеснения срединных пластинок снижается с 41% до 23-25% . При этом не происходит заметной деструкции целлюлозы, удельная вязкость медноаммиачного раствора имеет достаточно высокое значение 2,41. При обработке ровницы способом окислительной варки комплекс физико-химических свойств волокна значительно ухудшается: усиливается деструкция целлюлозы, а лигнин проявляет повышенную устойчивость. Это обуславливает низкую прядильную способность волокна по сравнению с предлагаемым перекисно-сульфитным способом (фиг. 2). Как следует из табл. 2, предлагаемый перекисно-сульфитный способ обработки льняной ровницы позволяет достичь в прядении практически тех же результатов, что и при хлоритно-перекисном белении ровницы. (56) Регламентированные технологические процессы обработки ровницы, пряжи и ткани (Методические указания), М. , ЦНИИТЭИлегпром, 1982, с. 16-18.

Справочник по химической технологии обработки льняных тканей, под ред. Г. И. Фридлянд, М. , Легкая индустрия, 1973, с. 55-56.

Использование: текстильная промышленность. Сущность изобретения: воздушно-сухую ровницу обрабатывают водным раствором триполифосфата натрия с концентрацией 0,3 - 0,6 г/л и превоцела 0,2 - 0,3 г/л при температуре 60 - 65 С в течение 15 мин. Осуществляют варку в две стадии. На первой стадии проводят окислительную варку в течение 30 мин в водном щелочном растворе перекиси водорода, содержащем триполифосфат натрия 0,3 - 0,6 г/л, в присутствии силиката натрия 9 - 11 г/л, кальцинированной соды 7 - 15 г/л при общей щелочности раствора 4 - 8 г/л в расчете на едкий натр, и перекиси водорода 1,1 - 1,5 г/л в расчете на активный кислород. На второй стадии проводят сульфитно-щелочную варку при температуре 93 - 95С в течение 30 - 120 мин в растворе, содержащем кальцинированную соду 9 - 12 г/л, едкий натр 1,9 - 2,2 г/л и сульфит натрия 3 - 8 г/л с подъемом температуры до 93 - 95С в течение 10 - 20 мин. Между I и II стадиями проводят промывку в водном растворе триполифосфата натрия при его концентрации 0,3 - 0,6 г/л при температуре 60 - 65С в течение 15 мин. 2 табл.

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЛЬНЯНОЙ РОВНИЦЫ К МОКРОМУ ПРЯДЕНИЮ, включающий предварительную обработку воздушно-сухой ровницы водным раствором химических реагентов при заданных температуре и времени, окислительную варку в водном щелочном растворе перекиси водорода в присутствии триполифосфата натрия, силиката натрия и кальцинированной соды, промывку горячим водным раствором триполифосфата натрия и водой, отличающийся тем, после варки в водном щелочном растворе перекиси водорода дополнительно осуществляют сульфитно-щелочную варку в растворе, содержащем, г/л:
Кальцинированная сода 9 - 12
Едкий натр 1,9 - 2,2
Сульфат натрия 3 - 8
при повышении температуры до 93 - 95^oС и поддержании ее в течение 30 - 120 мин, варку в водном щелочном растворе перекиси водорода ведут при следующем соотношении компонентов, г/л: триполифосфат натрия 0,3 - 0,6; силикат натрия 9,0 - 11,0; кальцинированная сода 7,0 - 15,0 при общей щелочности раствора 4 - 8 г/л в расчете на едкий натр и перекись водорода 1,1 - 1,5 в расчете на активный кислород, при этом промывку водным раствором триполифосфата натрия производят между варками при его концентрации 0,3 - 0,5 г/л и температуре 60 - 65^oС в течение 15 мин, а предварительную обработку воздушно-сухой ровницы - в водном растворе триполифосфата натрия с концентрацией 0,3 - 0,6 г/л и превоцела с концентрацией 0,2 - 0,3 г/л при 60 - 65^oС в течение 15 мин.