СРЕДСТВО ДЛЯ ЗАМАСЛИВАНИЯ ШЕРСТИ, ШЕРСТЯНЫХ И СМЕШАННЫХ ВОЛОКОН (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2006 года по МПК D06M13/02 D06M13/217 D06M13/513 

Изобретение относится к области переработки шерсти, шерстяного волокна и его смеси с химическими волокнами. Может быть использовано в текстильной промышленности, а именно при обработке шерсти, волокон различного происхождения и тканей.

Процесс производства тканей включает стадию отмывки шерсти, в результате чего содержание жира в ней снижается до 0,3-0,8%, которого недостаточно для осуществления процесса прядения. Поэтому технологический процесс предусматривает замасливание шерсти путем нанесения специального средства - прядильного масла (замасливателя). Особое значение имеет замасливание при суконном прядении, т.к. применение прядильного масла повышает адгезию волокон друг с другом, улучшает их способность к скольжению, предупреждает ломкость волокон, образование очесов, снижение качества шерсти и исключает технологические трудности, возникающие в процессе прядения (например, обрыв нити). Правильный подбор эффективного замасливателя позволяет получить названный выше технический результат.

Для замасливания камвольной пряжи рекомендован (Шенфельд Н. Неионогенные моющие средства, - М.: Химия, 1965, - с.305) расход замасливателя в количестве 0,5-1,5% от массы волокна, для суконной пряжи - 5-7%.

Известно достаточно много композиций для замасливания на основе минерального масла. В промышленных условиях прядильные масла применяют в виде эмульсии масло - вода. В большинстве случаев водные эмульсии замасливателей содержат 15-20% масла (Шенфельд Н. Неионогенные моющие средства, - М.: Химия, 1965, - с.306).

После вылеживания обработанной замасливающим средством шерсти осуществляют ее отмывку от замасливателя. Трудоемкость, продолжительность этого процесса, эффективность отмывки и расход промывной воды зависят от качества используемого средства.

Для замасливания химических волокон в процессе отделки и перемотки используют описанные в (Справочник химика, Л. Химия, - т.6, с.434-435) композиции, которые включают смесь сульфированных природных жиров и масел с минеральным маслом. В качестве эмульгатора минерального масла применяют анионактивное вещество.

Там же описано средство для замасливания текстильной нити при ее перемотке, состоящее из минерального масла (вазелиновое) (80 масс.%), олеиновой кислоты (14 масс.%), триэтаноламина (6 масс.%) и уайт - спирита в количестве 10-12 масс.% от массы замасливателя.

Общими признаками известных замасливателей и предлагаемого средства является использование в их составе различных масел, анионактивных и неионогенных эмульгаторов.

Известно описанное в (Шенфельд Н. Поверхностно-активные вещества на основе оксида этилена. Пер. с нем. / Под ред. Н.Н.Лебедева. Изд. 2-е. - М.: Химия, 1982. - с.488.) средство для замасливания волокон, которое включает нейтральные масла (арахисовое) и жирные кислоты (олеиновая). Там же представлен состав для замасливания волокон, включающий смесь анионоактивных и неиногенных ПАВ.

Состав замасливателя на основе минерального, животного или растительного масла с добавлением оксиалкилированного высшего спирта или эфира многоатомного спирта известен из (Патент 5269950 США, Заявл. 12.11.1991, опубл. 14.12.93).

Общими признаками представленных выше замасливателей и предлагаемого средства также является использование в их составе базовой масляной основы и анионактивных и неионогенных эмульгаторов и стабилизаторов.

В (Козлова О.В., Ильина О.В., Одинцова О.И. // Международная научно-техническая конференция «Проблемы развития малоотходных ресурсосберегающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности», (Прогресс - 95), Иваново, 31 октября - 3 ноября, 1995: Тез. Докл. - Иваново, 1995. - с.136-137.) описаны композиции замасливателей на основе парафинов, хлорпарафинов, синтетических жирных кислот. Эмульгаторами и стабилизаторами эмульсий при этом являются ПАВ (например, Синтанол).

Общими признаками известного замасливателя и заявляемого средства является использование Синтанола.

Известен (пат. США №2730498) состав текстильного масла на основе минерального масла, оксиэтилированной лауриновой кислоты, децилфосфата, эфира триэтаноламина и жирных кислот кокосового масла, триэтаноламина и диаминфенола.

Общими признаками известного замасливателя и заявляемого средства является содержание в их составе масла и триэтаноламина.

Из (ТУ 6-14-999-80) известен «Замасливатель Б-73», состав которого включает минеральное масло, олеиновую кислоту, сульфированное касторовое масло, триэтаноламин, Олеокс-5, Ксилан О или моноолеат глицерина.

Общими признаками данного замасливателя и предлагаемого средства является использование в их составе масляной основы и анионактивных и неионогенных эмульгаторов.

Аналогом заявляемого средства является «Замасливатель для синтетических, преимущественно полиакрилонитрильных, волокон», описанный в (пат.RU №2093627, опубл. 20.10.1997). Состав данного средства для замасливания содержит, в масс.%: минеральное масло 6,64-9,83; оксиэтилированная стеариновая кислота со средней степенью оксиэтилирования 6 0,1-0,2 (Стеарокс-6); смесь (алкилдиоксиэтилен) метилметилдиэтиламмоний бензолсульфонатов, содержащих в алкильном радикале 16-18 атомов С (алкамон ОС-2) 0,01-0,05; полиэтиленгликолевые эфиры изононилфенола со средней степенью оксиэтилирования 12 (неонол АФ 9-12) 0,01-0,03; дибутилфталат 0,01-0,03; ферроцианид аммония 0,04-0,05 и воду остальное до 100.

Общими признаками известного замасливателя и предлагаемого средства является использование в их составе минерального масла, Стеарокса-6.

Основными недостатками эмульсий, приготовленных из представленных выше средств для замасливания, являются недостаточно высокие антистатические и дисперсионные свойства, вспенивание, расслаивание, биопоражаемость, коррозионная активность, высокий расход реагентов и замасливателей. Отмывка шерсти и изделий из нее в некоторых случаях сопряжена с большими затратами воды и материальных средств.

Наиболее близким (прототип) по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому средству для замасливания является известный из (Справочник химика, Л. Химия, - т.6, с.435) замасливатель текстильной нити, состав которого включает вазелиновое масло (84 масс.%), олеиновую кислоту (3 масс.%), триэтаноламин (1 масс.%), эмульгатор ОП-4 (6 масс.%) и антистатик Стеорокс-6 (6 масс.%).

Недостатками известного средства для замасливания (прототипа) являются:

- недостаточно высокие антистатические и дисперсионные свойства (вспенивание и расслаивание),

- подверженность биопоражению при хранении и эксплуатации,

- высокая коррозионная активность.

Задачей изобретения является расширение ассортимента средств для замасливания шерсти, шерстяных и смешанных волокон с хорошими эксплуатационными свойствами, стабилизация технологического процесса переработки шерсти.

Технический результат, достижение которого обеспечивает реализация заявляемого средства для замасливания шерсти, шерстяных и полушерстяных волокон, заключается в улучшении его физико-химических и эксплуатационных свойств, а именно в:

- улучшении антиэлектростатических (сброс зарядов) и дисперсионных свойств (предотвращение вспенивания и расслаивания),

- понижении коррозионной активности,

- предотвращении биопоражения,

- сокращении расхода эмульгаторов и антистатиков.

Указанный технический результат от реализации средства для замасливания шерсти, шерстяных и полушерстяных волокон на масляной основе, включающего олеиновую кислоту, триэтаноламин, эмульгатор и антистатик, достигают за счет того, что в качестве масляной основы применяют базовую основу трансформаторного масла, в качестве эмульгатора используют Синтанол, в качестве антистатика используют Стеорокс-6, состав может включать антистатик Коприн-А и присадку ПЭС-3, кроме того, в состав дополнительно вводят 0,1% (масс.) раствор ампициллина в этиловом спирте, который берут в количестве 0,001% от массы нижеприведенных составов, при следующем соотношении компонентов, % масс.:

олеиновая кислота- 3,0-10,0триэтаноламин- 0,5-1,0Стеарокс-6- 0,4-7,0Синтанол- 6,0-12,0Коприн А- 1,5-8,0ПЭС-3- 0,05-0,50трансформаторное масло- остальное

либо:

олеиновая кислота- 3,0-10,0триэтаноламин- 0,5-1,0Стеарокс-6- 0,4-7,0Синтанол- 6,0-12,0Коприн А- 1,5-8,0трансформаторное масло- остальное

либо:

олеиновая кислота- 3,0-10,0триэтаноламин- 0,5-1,0Коприн А- 1,5-8,0трансформаторное масло- остальное

либо:

олеиновая кислота- 3,0-10,0триэтаноламин- 0,5-1,0Стеарокс-6- 0,4-7,0Синтанол- 6,0-12,0ПЭС-3- 0,05-0,5трансформаторное масло- остальное

либо:

олеиновая кислота- 3,0-10,0триэтаноламин- 0,5-1,0Стеарокс-6- 0,4-7,0Синтанол- 6,0-12,0Коприн А- 1,5-8,0трансформаторное масло- остальное

Сопоставительный анализ прототипа и предложенного изобретения показывает, что общим является использование в составе замасливателя на масляной основе олеиновой кислоты, триэтаноламина, эмульгатора и антистатика.

Отличием изобретения от известной композиции является то, что в качестве масляной основы применяют базовую основу трансформаторного масла, в качестве эмульгатора используют Синтанол, в качестве антистатика используют Стеорокс-6, состав может включать антистатик Коприн-А и присадку ПЭС-3, кроме того, в состав дополнительно вводят 0,1% (масс.) раствор ампициллина в этиловом спирте, который берут в количестве 0,001% от массы нижеприведенных составов, при следующем соотношении компонентов, % масс.:

олеиновая кислота- 3,0-10,0триэтаноламин- 0,5-1,0Стеарокс-6- 0,4-7,0Синтанол- 6,0-12,0Коприн А- 1,5-8,0ПЭС-3- 0,05-0,50трансформаторное масло- остальное

либо:

олеиновая кислота- 3,0-10,0триэтаноламин- 0,5-1,0Стеарокс-6- 0,4-7,0Синтанол- 6,0-12,0Коприн А- 1,5-8,0трансформаторное масло- остальное

либо:

олеиновая кислота- 3,0-10,0триэтаноламин- 0,5-1,0КопринА- 1,5-8,0трансформаторное масло- остальное,

либо:

олеиновая кислота- 3,0-10,0триэтаноламин- 0,5-1,0Стеарокс-6- 0,4-7,0Синтанол- 6,0-12,0ПЭС-3- 0,05-0,5трансформаторное масло- остальное

либо:

олеиновая кислота- 3,0-10,0триэтаноламин- 0,5-1,0Стеарокс-6- 0,4-7,0Синтанол- 6,0-12,0Коприн А- 1,5-8,0трансформаторное масло- остальное

Физико-химические свойства применяемых компонентов представлены ниже.

1. Синтанол АЛМ-10 (ТУ 6-14-864-86).

Синтанол представляет собой смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных жирных спиртов фракции С₁₂С₁₄. Данный продукт применяют в качестве эффективного поверхностно-активного вещества при производстве синтетических моющих средств. Технический результат от использования Синтанола заключается в повышении стабильности эмульсии, улучшении ее дисперсионных свойств, предотвращении расслаивания концентрата замасливателя и приготовленной из него эмульсии. По физико-химическим показателям Синтанол АЛМ-10 соответствует требованиям и нормам, указанным в таблице 1.

2. Стеарокс-6 - неионогенное поверхностно-активное вещество, которое представляет собой смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров стеариновой кислоты (ГОСТ 8980-75). Характеризуется общей формулой R-СОО(СН₂СН₂O)_nН, где R - остаток стеариновой кислоты, n=6÷12. Применяется в качестве вспомогательного средства в процессе отделки, авиважа и замасливания химических волокон. Используется как отделочное средство в производстве химических волокон, в качестве эмульгатора в композиции замасливателей при прядении искусственных волокон и в качестве антистатика для полиакрилонитрильных волокон. Предназначен для придания мягкого грифа полушерстяным, вискозным и хлопчатобумажным тканям. По физико-химическим показателям Стеарокс-6 соответствует требованиям и нормам, указанным в таблице 2.

Синтанол и стеарокс-6 образуют композицию, которая снижает трение и пушение шерсти в процессе производства волокна, смягчает гриф шерстяной ткани, повышает приемистость шерсти к окрашиванию. Технический результат от совместного использования Синтанола и Стеарокса-6 заключается также в усилении эмульгирующего действия Синтанола.

3. Коприн А - новый антистатический препарат изготовлен (ТУ №2484-070-45663826-98) на основе полиэтиленгликолевых эфиров природных жирных кислот и их амидов со специальными добавками. Является неионогенным продуктом со слабокатионным оттенком. Предназначен для снижения электрических зарядов на волокнах различной природы, возникающих в процессах их переработки. Коприн А отлично зарекомендовал себя при переработке смесей шерстопрядения и при ворсовании бархата из полиэфирных нитей, при этом он не снижает устойчивости окраски к сухому трению. Технический результат от совместного использования Стеарокса-6 и Коприна-А в составе заявляемой композиции заключается в усилении антистатического действия, в улучшении мягкости грифа ткани, в улучшении антикоррозионных свойств, замедлении гниения эмульсии и сокращении расхода реагентов и замасливателя.

4. Базовая основа трансформаторного масла (ТУ 38. 1011025-85) получена в условиях нефтепереработки. По физико-химическим показателям данный компонент соответствует требованиям и нормам, указанным в таблице 3.

Базовая основа трансформаторного масла в сочетании с совокупностью остальных компонентов заявляемой композиции является смазывающим компонентом средства. Технический результат от его использования заключается в улучшении приемистости замасливателя шерстью и последней к окрашиванию.

5. Полиэтилсилоксановая жидкость марки ПЭС-3 представляет собой смесь полимеров линейной структуры общей формулы:

, где n=3÷12.

Характерными свойствами ПЭС-3 являются: малая величина поверхностного натяжения, химическая инертность, очень низкая испаряемость, хорошая совместимость с минеральными маслами. Полиэтилсилоксановая жидкость марки ПЭС-3 применяется в качестве добавки в полировальные составы, и как охлаждающая и рабочая жидкость. Ее широко используют в качестве масел и смазок. По физико-химическим характеристикам присадка ПЭС-3 соответствует требованиям и нормам, изложенным в таблице 4.

Несмотря на известность использования большинства компонентов заявляемого средства в составах для замасливания, их соотношения и ввод в композицию подобраны таким образом, чтобы при реализации изобретения максимально проявился заявляемый технический результат.

Благодаря совместному присутствию компоненты, заявляемой композиции, в процессе ее использования оказывает одновременно как смазывающее, антистатическое, диспергирующее, антикоррозионное, биоцидное и т.п. действие, так и сумму этих действий в конкретных условиях обработки шерсти, шерстяных и смешанных изделий из нее.

Реализация предлагаемого изобретения и возможность получения технического результата при этом показана в следующих примерах.

Пример 1. Приготовление средства для замасливания.

Получение заявляемого средства осуществляют следующим образом. В емкость, снабженную мешалкой и оборудованную обогревом, вводят расчетное количество базовой основы трансформаторного масла, одновременно включают перемешивание и нагрев и сразу же начинают вводить олеиновую кислоту. После перемешивания в течение 30 мин вводят триэтаноламин в заявляемом соотношении. Температуру смеси поднимают до 60°С и перемешивают в течение 30 мин. После чего вводят расчетное количество Каприна А, температуру при этом поддерживают в интервале 60-70°С, смесь постоянно перемешивают в течение 30 мин. Затем в состав дополнительно вводят 0,1% (масс.) раствор ампициллина в этиловом спирте, который берут в количестве 0,001% от массы полученной выше смеси и перемешивают в течение 30 мин.

Для получения композиций, содержащих Синтанол, Стеарокс-6 и ПЭС-3, названные реагенты последовательно один за другим вводят в смесь после добавления в нее Коприна А, полученную смесь при этом постоянно перемешивают. Полученный замасливатель исследуют в соответствии с требованиями, предусмотренными нормативно-технической документацией.

В результате реализации изобретения получают средство для замасливания текстильного волокна, при следующем соотношении компонентов, % масс.:

олеиновая кислота- 6,5триэтаноламин- 0,75Стеарокс-6- 4,5Синтанол- 6,0Коприн А- 2,3ПЭС-3- 0,3трансформаторное масло- остальное

и 0,1% (масс.) раствор ампициллина в этиловом спирте в количестве 0,001% от массы вышеприведенного состава.

Полученное средство имеет следующие физико-химические свойства:

водородный показатель (рН) 10% водной эмульсии- 7,5;стабильность 10% водной эмульсии, сут.- стабильна;массовая доля влаги, %, не более- 1,0;массовая доля жирных веществ в 20% эмульсии, %- 6,0;Вязкость условная, °усл при 30°С- 3,4;Внешний вид- однородная масса.

Пример 2. Определение бактерицидных свойств предлагаемого средства для замасливания.

Бактерицидные свойства полученного по примеру 1 средства для замасливания исследовали по методике, изложенной в (Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: Справочник / Под общей ред. С.Г.Энтелиса, Э.М.Берлинера. - 2-е изд., пере-раб. и доп. М.: Машиностроение, 1995. 496 с.). В качестве индикатора используют 0,5% (масс.) водный раствор 2,3,5 - трифенилтетразолия хлористого (ТТХ).

Балл микробиологического поражения эмульсии оценивали визуально по наличию и интенсивности окраски 10% - ной водной эмульсии, приготовленной из заявляемого средства и состава по прототипу. При испытании замасливателя с составом по прототипу показан предельный IV-й балл биопоражения по V-балльной шкале от 0 до IV. Это средство непригодно к дальнейшей эксплуатации. У средства заявляемого состава определен 0 балл биопоражения. Предложенное средство хорошо хранится в течение значительно более длительного времени и остается пригодным для использования.

Пример 3. Определение антикоррозионных свойств предлагаемого средства для замасливания.

Антикоррозионные свойства замасливателей оценивали по методике, изложенной в (ГОСТ 2917-76 «Метод определения коррозионного воздействия на металлы»). Для сравнения и контроля балл коррозии оценивали у замасливателей, приготовленных по прототипу и по заявляемому изобретению. В результате проведенных испытаний установлено, что состав замасливателя, приготовленный по прототипу, имеет балл коррозии III (по V-балльной шкале от 0 до IV баллов), что соответствует умеренной степени коррозии, приготовленный по заявляемой рецептуре состав, имеет балл, равный 0, что соответствует отсутствию коррозии.

По сравнению с известными смазывающими композициями, которые не обладают необходимыми эксплуатационными свойствами, заявляемое средство для замасливания позволяет достичь желаемых результатов, используя при этом несложный метод его получения известные и доступные продукты. Использование предлагаемого средства для замасливания шерсти, шерстяных и смешанных волокон обеспечивает по сравнению с известными замасливателями предотвращение технологических трудностей, существенное повышение надежности и стабильности технологического процесса переработки шерсти и изделий из нее.

Таблица 1Наименование показателяНормаВнешний вид при 20°СПаста от белого до слегка желтого цветаЦветность расплавленного продукта в единицах йодной шкалы, мг 1/100 см³, не более2Показатель активности водородных ионов (рН) водного раствора препарата с массовой долей основного вещества 10%, в пределах6,0-9,0Температура помутнения раствора продукта с массовой долей основного вещества 1% в водном растворе хлористого натрия с массовой долей 5%, °С в пределах84-92Массовая доля полиэтиленгликолей, %, не более4,0Массовая доля веществ, экстрагируемых гексаном, %, не более8,5Таблица 2Наименование показателяНорма для высшего сорта ОКП 24 8324 0120Внешний вид при (20±2)°СВазелиноподобная масса кремового цветаВнешний вид расплавленного продуктаВязкая масса светло-коричневого цвета без механических примесейУстойчивость водной дисперсии с массовой долей 1%Должен выдерживатьЧисло омыления, мг КОН/г80-88Массовая доля золы, %, не более0,5Массовая доля железа, %, не более0,003рН водной дисперсии с массовой долей 1%7,0-9,0Массовая доля влаги, %, не более0,30

Таблица 3Наименование показателяНормаВязкость кинематическая, мм²/с, не более: - при 50°С9- при минус 30°С1200Кислотное число, мг КОН/г масла, не более0,01Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С, не ниже135Температура застывания, °С, не вышеминус 45Цвет на колориметре ЦНТ, ед. ЦНТ, не более1Стабильность против окисления (при 150°С, 14 ч, расходе кислорода 50 мл/мин): - масса летучих низкомолекулярных кислот, мг КОН/г, не более;0,04- массовая доля осадка, %, не более;0,015- кислотное число окисленного масла, мг КОН/г, не более0,1Тангенс угла диэлектрических потерь при 90°С, %, не более0,5Плотность при 20°С кг/м³, не более895Таблица 4Наименование показателяНормаВязкость кинематическая, сСт, не более: - при 20°С14-17Реакция среды (рН водной вытяжки)6,0-7,0Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °С, не ниже125Температура застывания, °С,-110Массовая доля кремния, %25,2-28,0Массовая доля этоксильных групп, % не более0,30Плотность при 20°С, кг/м³0,95-0,97

Изобретение относится к области переработки шерсти, шерстяного волокна и его смеси с химическими волокнами и может быть использовано в текстильной промышленности, в частности, при замасливании указанных изделий. Средство для замасливания шерсти, шерстяных и смешанных волокон на масляной основе включает олеиновую кислоту, триэтаноламин. Масляной основой является трансформаторное масло. Варианты состава предусматривают введение антистатика и эмульгатора. Эмульгатором является Синтанол, антистатиком - Стеорокс-6. Состав может также включать антистатик Коприн-А и присадку ПЭС-3. Кроме того, в состав дополнительно входит 0,1%-ный раствор ампициллина в этиловом спирте, который берут в количестве 0,001% от массы состава. Изобретение обеспечивает улучшение его физико-химических и эксплуатационных свойств, предотвращение вспенивания и расслаивания, понижение коррозионной активности, предотвращение биопоражения, сокращение расхода эмульгаторов и антистатиков. 4 н.п. ф-лы, 4 табл.

1. Средство для замасливания шерсти, шерстяных и смешанных волокон на масляной основе, включающее олеиновую кислоту, триэтаноламин, эмульгатор и антистатик, отличающееся тем, что в качестве масляной основы оно содержит трансформаторное масло, в качестве эмульгатора - Синтанол, в качестве антистатика - Стеорокс-6 и Коприн-А и дополнительно присадку ПЭС-3 и 0,1%-ный раствор ампициллина в этиловом спирте, взятый в количестве 0,001% от массы нижеприведенных компонентов, мас.%:

Олеиновая кислота3,0-10,0Триэтаноламин0,5-1,0Стеарокс-60,4-7,0Синтанол6,0-12,0Коприн А1,5-8,0ПЭС-30,05-0,50Трансформаторное маслоОстальное

Олеиновая кислота3,0-10,0Триэтаноламин0,5-1,0Стеарокс-60,4-7,0Синтанол6,0-12,0Коприн А1,5-8,0Трансформаторное масло Остальное

Олеиновая кислота3,0-10,0Триэтаноламин0,5-1,0Стеарокс-60,4-7,0Синтанол6,0-12,0ПЭС-30,05-0,5Трансформаторное масло Остальное

Олеиновая кислота3,0-10,0Триэтаноламин0,5-1,0Коприн А1,5-8,0Трансформаторное маслоОстальное