СПОСОБ МНОГОСТАДИЙНОГО ПЕРОКСИДНОГО БЕЛЕНИЯ ЛЬНОСОДЕРЖАЩИХ ТКАНЕЙ Российский патент 2003 года по МПК D06L3/02 D06L3/14 

Предлагаемое изобретение относится к способу беления льносодержащих тканей и может быть использовано в текстильной промышленности для подготовки ткани перед крашением и печатью или для получения отбеленных тканей.

Известны способы беления чистольняных и полульняных тканей (основа хлопчатобумажная пряжа, уток - льняная пряжа) для получения высокой белизны, заключающиеся в последовательной обработке ткани гипохлоритными и пероксидными растворами [Справочник по химической технологии обработки льняных тканей. М.: "Легкая индустрия", 1973. С.77-94].

Известен способ беления, в котором ткань последовательно сначала обрабатывают органической кислотой или проводят окислительную отварку, после чего белят гипохлоритом натрия, затем пероксидом водорода [Ивлев А.Г. Совершенствование технологии отбеливания льняных тканей, Тез.докл. Химия-96, Иваново. 1996, - c.173]. Это позволяет уменьшить концентрацию активного хлора в растворах при гипохлоритной обработке и исключить промежуточную промывку между гипохлоритной и пероксидной обработками. Однако это не позволяет полностью отказаться от использования хлорсодержащих отбеливателей.

Известен также способ беления полульняных тканей [Технология беления льносодержащих тканей/Р. Д. Билялетвинова, В.М. Ракитина/Инф.сообщение ЦНИИЛВ, Текстильная промышленность, Москва. 1987. 11, - c.10-11]. По этому способу проводят расшлихтовку, отварку щелочным раствором, кислование, пероксидное беление, кислование и нейтрализацию. Такая обработка обеспечивает высокое качество беления полульняных тканей при одновременном снижении расхода окислителей, но она не пригодна для беления льняных тканей и, следовательно, не является универсальной, поскольку применима для беления ограниченного ассортимента. Использование щелочной отварки значительно снижает прочностные характеристики льняной составляющей.

Наиболее близким к заявленному по существу, то есть прототипом, является способ непрерывного беления ткани до полной белизны в пять стадий с промежуточными промывками водой [Фриндлянд Г.И. Отделка льняных тканей/М., Легкая и пишевая промышленность, 1982, с. 174-188]. Способ осуществляют последовательным проведением следующих операций:
1 Стадия. Расшлихтовка, состоящая из пропитки ткани при температуре 50-60^oС раствором, содержащим, г/л:
Смачиватель - 0,25-0,3
Щавелевая кислота - 2-2,5
и вылеживания 60-90 мин. Затем ткань промывают водой при 50-60^oС.

2 Стадия. Высокотемпературное беление. Оно состоит в пропитке белящим раствором при 50-60^oС и запаривании при 85-90^oС в течение 60-90 мин. Далее ткань промывают в горячей воде при 65-70^oС и холодной воде.

Пропитка ткани осуществляется раствором, содержащим, г/л:
Сернокислый магний - 0,15-0,2
Триполифосфат натрия - 0,25-0,3
Силикат или метасиликат натрия - 2,3-2,5
Перекись водорода, считая на активный кислород - 1,8-2,0
3 Стадия. Низкотемпературное беление. Его осуществляют пропиткой ткани раствором, содержащим, г/л:
Гипохлорит натрия (в пересчете на активный хлор) - 1,8-2,7
Смачиватель - 0,25-3
Силикат натрия - 2,5-3
Затем ткань вылеживается в течение 60-90 мин при 18-23^oС. После чего ее промывают горячей водой при 65-70^oС и холодной водой.

4 Стадия. Высокотемпературное беление. Условия обработки ткани такие же, как и на 2 стадии.

5 Стадия. Кислование. Ее осуществляют пропиткой ткани раствором серной кислоты 1,3-1,5 г/л при 20-25^oС, после чего ткань выдерживают в течение 30 мин. Далее следует промывка холодной водой, раствором кальцинированной соды 0,6-0,8 г/л и опять холодной водой.

Недостатки прототипа
1. Большая длительность процесса по причине малоэффективной расшлихтовки и продолжительного кислования. Несмотря на то что современные процессы менее продолжительны ранее существовавших, однако их длительность все-таки значительно выше применяемой для беления хлопчатобумажных тканей и составляет не менее 5 стадий. Это связано с тем, что льняные ткани содержат больше нецеллюлозных примесей и имеют более высокую поверхностную плотность. Только льняная ткань, выработанная из пряжи почти полной белизны (с применением при обработке ровницы хлорита натрия или окислительной отварки), может быть обработана примерно с такой же продолжительностью процесса, как и хлопчатобумажная. Ступенчатое воздействие химреагентов на примеси льняного волокна обеспечивает минимальную деструкцию целлюлозы и снижает риск котонизации волокна, т. е. расщепления на более короткие волокна. Поэтому сокращение стадийности процесса за счет увеличения концентрации химических реагентов в растворе при белении льняного волокна недопустимо.

2. Экологическая опасность из-за использования гипохлорита натрия, являющегося высокотоксичным веществом. Применение гипохлорита натрия в производстве требует очень тщательного контроля технологических параметров, так как отклонение от них, например, в результате вынужденного останова оборудования приводит к резкому снижению степени полимеризации целлюлозы, в ряде случаев снижению белизны в результате образования оксицеллюлозы. Каталитическое разложение гипохлоритных растворов с одновременной деструкцией целлюлозы происходит под действием окисла железа. Для предотвращения этого явления аппараты для гипохлоритной обработки должны быть изготовлены из нержавеющей стали и дополнительно покрыты пленкой лака. Использование гипохлорита натрия осложняется необходимостью обеспечения безопасных условий работы для обслуживающего персонала. Оборудование для приготовления питающего раствора, подводящие трубы и аппараты должны быть герметичными. Установки должны быть снабжены аварийной вытяжной вентиляционной системой, не зависящей от общей вентиляционной системы помещения. На данный момент существенные трудности представляет транспортировка хлорсодержащих соединений, которая требует специальной охраны груза на всем пути следования. Все вышеперечисленные обстоятельства приводят к значительному удорожанию продукции, ухудшению характеристик сточных вод в результате попадания токсичных хлорсодержащих веществ и более низкому качеству продукции по экологическим стандартам и потере прочности ткани из-за деструкции целлюлозы. Это в свою очередь снижает конкурентоспособность льняных и полульняных тканей на мировом рынке текстильных изделий.

3. Недостаточная капиллярность ткани и значительное повреждение целлюлозы волокна по причине частичной деструкции целлюлозы волокна на стадии расшлихтовки в результате высокой кислотности среды и значительного повреждения целлюлозы волокна в результате воздействия гипохлорита натрия на 3 стадии.

Таким образом не известен экологически безопасный, менее длительный способ, позволяющий получить качественные отбеленные льносодержащие ткани
Задачей изобретения является поиск способа беления льносодержащих тканей, включающего расшлихтовку в присутствии щавелевой кислоты и смачивателя, две стадии высокотемпературного беления с промежуточным низкотемпературным белением и кислование, который позволил бы при высокой экологической безопасности и меньшей продолжительности получать высокое качество ткани.

Поставленная задача решена способом многостадийного пероксидного беления льносодержащих тканей, включающим расшлихтовку в присутствии щавелевой кислоты и смачивателя, две стадии высокотемпературного беления с промежуточным низкотемпературным белением и кислование, в котором расшлихтовку проводят при концентрации щавелевой кислоты 0,5-0,8 г/л в присутствии ферментов Аквазим 240L и Вискозим L при их концентрации 0,5-0,8 и 0,2-0,5 г/л соответственно, низкотемпературное беление проводят в водном щелочно-пероксидном растворе, а кислование течение 15-20 мин.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в:
- сокращении длительности обработки ткани за счет сокращения стадии расшлихтовки, кислования, а для льняных тканей - пероксидного беления;
- улучшении экологической обстановки для обслуживающего персонала и характеристик отработанной технологической воды за счет исключения использования гипохлорита натрия;
- повышении капиллярности и прочности ткани за счет проведения эффективной расшлихтовки, способствующей удалению шлихты и нецеллюлозных примесей и без деструкции целлюлозы волокна и беления с использованием пероксида водорода, который оказывает меньшее деструктирующее действие на целлюлозу волокна.

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения.

В качестве расшлихтовывающих реагентов используют ферментсодержащие препараты Аквазим и Вискозим.

Препарат Аквазим 240L является продуктом микробиологического синтеза микроорганизма Bacillus и имеет стандартную активность 240 ед/г белка (паспорт 1999-08-19 соответствующий Директиве EEC 91/155/EЕС с дополнениями и рекомендованный "Ассоциацией производителей ферментационных энзимных продуктов (АМFТР), фирмы Novo Nordisk, Дания). Препарат представляет собой жидкость бурого цвета энзимного протеина, содержащий α-амилазу. Код препарат по IUВ - 3.2.1.1., код по CAS-9000-90-2, код EINTCS - 232-565-6. По LD-50>2 г/кг веса тела у крыс препарат классифицирован как "не токсичный", по LC-50 (рыба)>100 мг/л, ЕС-50 (дафнии)>100 мг/л и IC-50 (дафнии)>100 препарат классифицирован как "не опасный" для окружающей среды. Препарат биоразложим.

Препарат Вискозим L является продуктом микробиологического синтеза Asp. aculeatus и имеет стандартную активность 100 ед/г белка. Препарат представляет собой мультиэнзимный комплекс, включающий карбогидролазы, арабиназу, целлюлазу, β-глюканазу, гемицеллюлазу, ксиланазу. Паспорт препарата 2001-03-12 соответствующий Директиве EEC 91/155/EEC с дополнениями и рекомендованный "Ассоциацией производителей ферментационных энзимных продуктов" (AMFTP), фирмы Novo Nordisk, Дания). Препарат представляет собой прозрачную жидкость бурого цвета энзимного протеина. Код препарат по IUB -3.2.1.6., код по CAS- 62213-14-3, код EINTCS - 263-462-4. По LD-50>2 г/кг веса тела у крыс препарат классифицирован как "не токсичный", по LC-50 (рыба)>100 мг/л, ЕС-50 (дафнии)>100 мг/л и IC-50 (дафнии)> 100 препарат классифицирован как "не опасный" для окружающей среды. Препарат биоразложим.

Препарат Неонол АФ 9/10 представляет собой неионогенное малотоксичное поверхностно-активное вещество, является продуктом моноалкиловых эфиров полиэтиленгликоля на основе вторичных жирных спиртов. Препарат имеет вид густой пастообразной массы светло-коричневого цвета, хорошо растворимой в воде. ТУ 2483-07-057-66-801-98.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Пример 1.

1 Стадия. Расшлихтовка. Она состоит в пропитке и выдерживании на холоду в течение 30-45 мин. Пропитку ткани при 50-60^oС осуществляют раствором, содержащим, г/л:
Аквазим - 0,5
Вискозим - 0,2
Смачиватель (Неонол) - 0,25
Щавелевая кислота - 0,5
Ткань вылеживается 45 мин и промывается водой при 50-60^oС.

2 Стадия. Высокотемпературное беление. Оно состоит в пропитке белящим раствором при 50-60^oС и запаривании при 85-90^oС для льняных тканей 90 мин, для полульняных тканей 60 мин и промывке ткани горячей водой при 65-70^oС и холодной водой.

Пропитку ткани осуществляют раствором, содержащим, г/л:
Сернокислый магний - 0,15-0,2
Триполифосфат натрия - 0,25-0,3
Силикат или метасиликат натрия - 2,3-2,5
Перекись водорода, считая на активный кислород - 1,8-2,0
3 Стадия. Низкотемпературное беление. Пропитку ткани проводят раствором, содержащим такие же реагенты, как и во 2 стадии, но при 18-23^oС, вылеживание ткани для льняных тканей 90 мин, для полульняных тканей - 60 мин при 18-23^oС. Далее проводят промывку ткани горячей водой при 65-70^oС и холодной водой.

4 Стадия. Высокотемпературное беление. Условия обработки (состав пропитывающего раствора, температура и длительность обработки) ткани такие же, как и на 2 стадии.

5 Стадия. Кислование. Пропитка ткани раствором щавелевой кислоты 0,5-0,8 г/л при 50-60^oС и выдерживание 15-20 мин. Далее следует промывка холодной водой.

Пример 2.

1 Стадия. Условия расшлихтовки, как в примере 1, но пропитку осуществляют раствором, содержащим, г/л:
Аквазим - 0,8
Вискозим - 0,5
Смачиватель Неонол - 0,25
Щавелевая кислота - 0,8
Вторая, третья, четвертая и пятая стадии идентичны этим же стадиям в примере 1.

Технические результаты обработки льносодержащих тканей приведены в таблице.

Белизну ткани определяли согласно ГОСТ 18054-72. (Ткани текстильные. Методы определения белизны ткани) Капиллярность ткани определяли согласно ГОСТ 3816-81 (Ткани текстильные. Методы определения гигроскопических и водоотталкивающих свойств). Повреждение ткани определяли по величине удельной вязкости 0,1% растворов целлюлозы в медно-аммиачном реактиве согласно ГОСТ 8837-83 (Материалы текстильные). Потерю массы материалом определяли по разности массы необработанного образца и образца после беления.

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к способу беления тканей. Описывается способ многостадийного пероксидного беления льносодержащих тканей, включающий расшлихтовку в присутствии щавелевой кислоты при ее концентрации 0,5-0,8 г/л ферментсодержащих препаратов Аквазим 240L и Вискозим L при их концентрации 0,5-0,8 и 0,2-0,5 г/л соответственно и смачивателя, две стадии высокотемпературного беления с промежуточным низкотемпературным белением в водном щелочно-пероксидном растворе и кислование в течение 15-20 мин. Способ позволяет сократить длительность процесса, повысить экологическую безопасность, а также повысить капиллярность и прочность ткани. 1 табл.

Способ многостадийного пероксидного беления льносодержащих тканей, включающий расшлихтовку в присутствии щавелевой кислоты и смачивателя, две стадии высокотемпературного беления с промежуточным низкотемпературным белением и кислование, отличающийся тем, что расшлихтовку проводят при концентрации щавелевой кислоты 0,5-0,8 г/л в присутствии ферментсодержащих препаратов Аквазим 240L и Вискозим L при их концентрации 0,5-0,8 и 0,2-0,5 г/л соответственно, низкотемпературное беление проводят в водном щелочно-пероксидном растворе, а кислование проводят в течение 15-20 мин.