СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАТЫ Российский патент 2000 года по МПК D21F11/14 D04H1/02 C12S3/04 C12S3/06 

Область техники.

Предлагаемое изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к технологии получения медицинской гигиенической ваты.

Уровень техники.

Известен способ получения медицинской гигиенической ваты путем обработки целлюлозных волокон щелочно-перекисным раствором по периодическому способу [Г. А. Вайнштейн. Справочник по ватному производству. Издательство "Легкая индустрия", Москва, 1972, с. 153]. Недостатком этого способа являются большие тепло- и энергозатраты, высокое потребление технологической воды и, как следствие этого, увеличение выброса сточных вод.

Известен способ получения ваты по технологии непрерывного щелочно-перекисного беления [Справочник "Отделка хлопчатобумажных тканей", том 1. Москва, Легпромбытиздат, 1991, с. 98]. Однако при белении по этой технологии не обеспечиваются требуемые показатели качества, характеризующие медицинскую вату по ГОСТу 5556-81 (низкая капиллярность, белизна, поглотительная способность). При использовании льняного волокна в качестве исходного целлюлозного сырья при подготовке по обоим способам вата не имеет требуемых капиллярности и белизны.

Известен способ получения ваты на основе сурового котонина льна, включающий щелочную варку и осуществляющийся при тех же параметрах, что и при варке хлопка, но с добавлением восстановителя [В.В. Живетин, Н.Н. Осипова, Б. П. Осипов, В.А. Губанов. Опыт получения льняной ваты в АО "Ватиз", Льняное дело N 3, 1996, с. 16-19]. Беление производится гипохлоритом натрия в две стадии, что значительно снижает экологичность процесса, усложняет технологию промывки от химических реагентов. При такой обработке вата имеет белизну 72-75%, водопоглощение 25-26 г/г и капиллярность 85 мм.

Однако при этом способе получения ваты велик процент потери массы, что связано с деструкцией под действием химических реагентов не только нецеллюлозных примесей, но и целлюлозы волокна. Потеря массы после химической обработки волокон составляет 25-35%. Это приводит к повышенному загрязнению сточных вод отходами производства.

Известен также способ получения ваты по технологии периодического щелочно-перекисного способа беления [Справочник "Отделка хлопчатобумажных тканей", том 1. Москва, Легпромбытиздат, 1991, с. 96]. Он заключается в последовательном проведении предварительной обработки, беления и механической обработки.

Предварительную обработку проводят путем варки в растворе, содержащем гидроксид натрия и неионогенный смачиватель. Отбеливают перекисным раствором, содержащим пероксид водорода, силикат натрия, гидроксид натрия и смачиватель, при температуре 95-100^oC.

Механическую обработку проводят путем рыхления мокрого волокна, сушки, трепания, чесания.

Однако белизна, капиллярность и поглотительная способность ваты, полученной по этому способу, невысоки и не отвечают требованиям ГОСТа 5556-81.б. Процесс длителен, энергоемок и неэкологичен.

Наиболее близким к изобретению по техническому существу является способ производства ваты по патенту РФ N 2078163. Способ заключается в последовательном проведении стадий предварительной обработки льняного волокна, его отбеливания и механической обработки.

Предварительную обработку проводят с целью очистки льняного волокна и его химического облагораживания. Для этого осуществляют следующие операции: очистка на разрыхлительно-очистительных агрегатах, разволокнение на кардо-чесальных машинах, химическое облагораживание путем варки при температуре 130-140^oC и давлении 3-4 атм. в течение 180-210 мин в водном растворе, содержащем каустическую соду, кальцинированную соду, мыло хозяйственное, смачиватель, кислование, промывка.

После такой предварительной обработки волокно отбеливают составом, содержащим 4,0 г/л серной кислоты и 2,8 г/л гипохлорита натрия. Затем прокислованное, промытое и отжатое волокно подвергают механической обработке путем разволокнения, рыхления мокрого волокна, сушки, трепания и чесания.

Способ имеет следующие недостатки:
1) высокая сложность процесса, обусловленная многооперационностью предварительной обработки волокна;
2) высокая энергоемкость, обусловленная тем, что создание и поддержание в течение 3-3,5 часов в варочных котлах температуры 130-140^oC и давления 3-4 атм. требует высоких энергозатрат. К тому же высококонцентрированная щелочная отварка требует после себя большого количества промывок горячей водой;
3) недостаточная белизна в случае использования целевого продукта в качестве глазной нестерильной ваты;
4) большая длительность предварительной обработки - 3-3,5 часа;
5) высокая токсичность используемого реагента - гипохлорита натрия. В сточных водах при химическом взаимодействии активного хлора и других реагентов образуются высокотоксичные диоксины.

Таким образом, неизвестен простой, с малой энергоемкостью способ получения ваты, позволяющий получить высокую белизну при сокращении длительности процесса и концентрации химических реагентов.

Сущность изобретения.

Задачей изобретения является поиск простого и малоэнергоемкого способа получения ваты, позволяющего повысить белизну целевого продукта и сократить длительность процесса и концентрацию химических реагентов.

Поставленная задача решена способом получения ваты на основе целлюлозных волокон, включающим предварительную обработку, беление и механическую обработку, в котором предварительную обработку проводят в растворе, содержащем, г/л: пектаваморин П10Х - 1-3, липоризин ГЗХ - 1-3, неионогенный смачиватель - 0,01-0,05.

Изобретение имеет следующие преимущества:
1) способ прост, т.к. предварительная обработка осуществляется в одну стадию;
2) снижаются энергозатраты, поскольку предварительная обработка не является высокотемпературным процессом, а протекает при атмосферном давлении и не требует большого количества промывок;
3) высокие значения белизны позволяют использовать вату даже в качестве нестерильной глазной;
4) небольшая длительность предварительной обработки, которая составляет всего 1 час;
5) отсутствие токсичных хлорсодержащих реагентов.

Полученная по этому способу вата соответствует требованиям норм для хирургической и гигиенической ваты по ГОСТу 5556-81, а по показателям капиллярности, поглотительной способности и белизне превышает его. Полученная вата характеризуется однородностью, отсутствием узелков и брака в виде "орешков", легко расслаивается на параллельные слои произвольной толщины. Массовая доля коротких волокон не превышает 0,2%, зольность не более 0,4%. Массовая доля жировых и воскообразных загрязнений не более 0,5%, сернокислых солей не более 0,019%, хлористых не более 0,03%, кальциевых не более 0,058%. Содержание посторонних примесей, иголочек, щепочек отсутствует, реакция водной вытяжки нейтральная, содержание восстанавливающих веществ - следы. Потеря массы не превышает 16-25%. Использование 100% биологически расщепляемых реагентов обеспечивает улучшение характеристик сточных вод. Сокращается длительность процесса, т. к. предварительная обработка составляет всего 1 час. При этом уменьшаются затраты энергии, пара и технологической воды.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Для выработки медицинской гигиенической ваты в качестве целлюлозного волокна использовали хлопок-сырец или хлопкоподобное волокно - котонин льна.

Препарат пектаваморин П10Х (ГОСТ 18920-73) является продуктом пектолитических ферментов и кислой протеазы из культуры гриба A.awamori. Ферментный комплекс включает: эндо- и экзо-полигалактуроназу, пектинэстеразу, ксиланазу, кислую протеазу, β-глюканазу. Пектолитическая активность препарата составляет 27 ед.г, пектинэстеразная - 40, полигалактуроназная - 330, протеолитическая - 9. Фермент липоризин ГЗХ является препаратом липазы из глубинной культуры гриба Asp.oryzae. Плесневый гриб Asp.oryzae выращивают в течение 3-х суток при температуре 30^oC и при pH 5,6 в среде с пшеничными отрубями. Далее осуществляется освобождение культуральной жидкости от мицелия, осаждение сульфатом аммония, ацетонирование, подкисление до pH 3,3, обработка акринолом, элюция с колонки с дуалитом A2, кристаллизация в ацетоне, повторная кристаллизация [О. Кислухина, И. Кюдулас "Биотехнологические основы переработки растительного сырья", Каунас, Технология, 1997, с. 91]. Стандартная активность липазы - 250000 ед/г. В качестве неионогенного смачивателя можно использовать, например, препарат Неонол АФ 9-10 (ТУ 38.507-63-171-91) или "Синтанол БВ" (ТУ 6-36-5744684-85-90), или "Феноксол 9/10 БВ" (ТУ 6-36-70-0-91).

Способ реализуется следующим образом.

Для предварительной обработки целлюлозное волокно замачивают в котле ферментным раствором, содержащим, г/л:
Пектаваморин П10Х - 1-3
Липоризин ГЗХ - 1-3
Неионогенный смачиватель - 0,01-0,05,
при температуре 40-50^oC в течение 60 минут, промывают горячей и холодной водой и отжимают до 80-85% остаточной влажности.

Отбеливание проводят перекисным раствором, содержащим, г/л:
Пероксид водорода 100% - 2,5-3
Силикат натрия - 10-11
Гидроксид натрия - 1-1,2
Смачиватель - 0,5,
при температуре 95-100^oC со сменой циркуляции в течение 90 минут. После этого волокно промывают горячей и холодной водой, затем его обрабатывают раствором H₂SO₄ - 3-4 г/л, промывают холодной водой и отжимают до 80-85% остаточной влажности.

Механическую обработку проводят путем рыхления мокрого волокна, сушки, трепания, чесания.

Показатели целлюлозного волокна, обработанного по предлагаемому способу, приведены в таблице.

Способ касается получения ваты и может быть использован в целлюлозно-бумажной промышленности. Целлюлозные волокна предварительно обрабатывают в растворе, содержащем пектаваморин П10Х, липоризин ГЗХ и неионогенный смачиватель, при температуре 40-50°С. Затем осуществляют отбеливание и механическую обработку. Способ позволяет повысить белизну целевого продукта, сократить длительность процесса и концентрацию химических реагентов. 1 табл.

Способ получения ваты на основе целлюлозных волокон, включающий предварительную обработку, отбеливание и механическую обработку, отличающийся тем, что предварительную обработку волокна проводят в растворе, содержащем, г/л:
Пектаваморин П10Х - 1 - 3
Липоризин ГЗХ - 1 - 3
Неионогенный смачиватель - 0,01 - 0,05
при температуре 40 - 50^oС.