СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПУХОПЕРЬЕВОГО ВОЛОКОННОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2007 года по МПК D02G3/04 

Область техники

Настоящее изобретение относится к технологии пухоперьевых волоконных материалов, в частности к материалу из пухоперьевых волокон и способу его производства. Предшествующий уровень техники

Пух и перья являются превосходными естественными материалами для тепловой защиты. Перо - подобно листу, его бородки распределены параллельно и расходятся в обе стороны от стержня. Пух может быть проклассифицирован как пух и пуховое перо, причем пух имеет собственные бородки, радиально распределенные и расходящиеся от очина, являющегося центром, а пуховое перо имеет собственные бородки, радиально распределенные и расходящиеся от стержня, являющегося осью. Поэтому ни перья, ни пух не относятся к волокнам. Если бородки пера или пуха отделить от стержня или очина по обычной технологии, то бородки образуют отдельные пухоперьевые волокна. Волокна бородок пера более грубые, чем пуха или пухового пера, однако все они имеют подобную структуру с бородками, распределенными по основным бородкам волокон, снабженных разветвлениями и/или бородками второго порядка, таким образом являясь уникальным натуральным волокном, которое является легким и имеет превосходные термозащитные и теплоизоляционные свойства. Поскольку пухоперьевые волокна относительно коротки, обычно их длина составляет 15-25 мм, и не скручиваются, они не будут взаимосвязываться, а будут находиться в состоянии пуха, состоящего из отдельных волокон, которые трудно прочесать, удвоить и вытянуть по обычной текстильной технологии. Поэтому возможно изготавливать только пуховые пальто, стеганые одеяла, пуховые матрасы и другие постельные принадлежности с использованием пера, пуха или пухоперьевых волокон как набивки в виде ватина, что приводит к низкому уровню их использования.

Технология прядения пуха, соединенного с другими волокнами, раскрыта в описаниях и формулах следующих опубликованных патентных документов: №CN 1222591 А с названием "Технология прядения пуха" и №CN 1293270 А с названием "Пуховое волокно".

Пух, также известный как пуховое перо, определяется в местной и международной промышленности как пух, включающий волокна мягких бородок перьев гуся или утки. Термин пуховое перо в основном относится к вышеописанным пуховому перу и к пуху со стандартными минимальными требованиями и небольшому числу частей пера, волокнам бородок пуха, волокнам бородок перьев и их смеси. Пух в опубликованных источниках не относится ни к ткани с такой структурой, ни к волокнам. Термин волокно относится к натуральному или искусственно синтезированным нитевидным материалам. Поэтому пух используется в своем натуральном виде без прядения. Если даже пух принудительно смешать с другими прядомыми волокнами, то поскольку пуховое перо рыхлое снаружи и плотное внутри, размеры пуховых перьев различны, а в пуховом материале содержатся различные части пера и волокна, то полученная пряжа будет неоднородной, т.е. качественная однородная связная комбинация с другими текстильными волокнами не сможет сформироваться, при этом большая часть пуха будет находиться сама по себе или будет сдута потоками воздуха во время производства.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является создание пухоперьевого волоконного материала и способа для производства тканей непосредственно из нескрученных пухо-перьевых волокон, имеющих высокую прочность на растяжение.

Цель настоящего изобретения достигается за счет волокна, состоящего из пухо-перьевых волокон 10-100 мас.% и текстильных волокон 0-90 мас.%.

В качестве пухоперьевых волокон могут быть использованы одиночные волокна бородок, отделенные от промытых контурных перьев, пуховых перьев и пуха птиц, подобных утке или гусю, путем удаления стержня и очина.

Текстильные волокна могут быть выбраны из группы: натуральное волокно, включая хлопок, пенька, шерсть или шелк; химическое волокно, включая терилен, акрилон, полиамид, хлорсодержащее органическое волокно, полипропилен, полиуретан, винилон и вискоза.

Способ производства пухоперьевого волоконного материала включает следующие технологические операции: отбор сырья, загрузка сырья в устройство подачи и преобразования, скручивание, конусная намотка, тепловая обработка, тканье, при этом тепловую обработку осуществляют 5-20 минут при температуре 80-120°С.

Устройство подачи и преобразования содержит камеру для сырья, подающие ленточные транспортеры, гладкий регулируемый ролик, сортировочный барабан, первую стабилизационную камеру, гладкий ролл, выпускной барабан, первую стабилизационную камеру, которые объединены в одном корпусе, в котором полости сообщаются, а вторая стабилизационная камера имеет выход для формирования волокнистой мычки, сформированный в виде клинообразной щели, заканчивающейся двумя прядильными перфорированными цилиндрами.

Настоящее изобретение имеет следующие преимущества по сравнению с традиционными технологиями: (1) устройство подачи и преобразования осуществляет двойное прочесывание в пространстве между корпусом и вращающимися сортировочным и выпускным барабанами, дважды равномерно распределяет сырье перед барабанами с помощью гладкого регулируемого ролика и гладкого ролла и дважды стабилизирует сырье равномерно с помощью первой и второй стабилизационных камер, обеспечивая непрерывное и равномерное прохождение пухоперьевых волокон через выход для формирования мычки. До этого было невозможно производить пухоперьевую пряжу непосредственно из пухопереьевых волокон из-за того, что пухоперьевые волокна не скручиваются и не обладают коггезией, т.е. проблема не была решена, т.к. не могли использоваться традиционные способы прочесывания, скручивания и вытягивания. Тем не менее, оказалось, что нет необходимости скручивать и модифицировать пухоперьевые волокна, при этом можно использовать их первоначальную структуру, непосредственно формируя из них мычку с последующим прядением, т.о. избегая их повреждения или частичного переламывания при решении проблемы «в лоб», т.е. мечта производства ткани из пуха и перьев осуществилась; (2) конусная намотка и тепловая обработка используются, чтобы устранить дефекты волокон, связанные с их высокой упругостью и нескручиваемостью, т.е. чтобы полученная пряжа не раскручивалась, что, в свою очередь, может привести к снижению прочности и выпадению волокон; (3) пухоперьевое волокно является натуральным волокном, легким и обладающим превосходными термозащитными и теплоизоляционными свойствами, поэтому пухоперьевой материал также обладает малым весом и превосходными термозащитными и теплоизоляционными свойствами, становясь тем самым в текстильной промышленности новым натуральным волоконным материалом для термозащиты и теплоизоляции; (4) пухоперьевой материал может иметь множество разновидностей, занять достойное место и широко использоваться.

На чертеже схематично показана конструкция устройства подачи и преобразования, где представлены: камера для сырья 1, сортировочный барабан 4 и выпускной барабан 7. Горизонтальный подающий ленточный транспортер 12 расположен снизу камеры для сырья 1. Наклонный подающий ленточный транспортер 2 со скребками 10 в виде лопастей расположен у окончания горизонтального подающего ленточного транспортера 12. Гладкий регулируемый ролик 3, вращающийся инверсно, расположен выше ленты средней части наклонного подающего ленточного транспортера 2. Сортировочный барабан 4 расположен выше гладкого регулируемого ролика 3. Первая стабилизационная камера 5 находится под сортировочным барабаном 4 и сообщается с ним. В нижней части первой стабилизационной камеры 5 расположен выпускной барабан 7 с гладким роллом 6, вращающимся в противоположную сторону. Вторая стабилизационная камера 8 находится под выпускным барабаном 7 и сообщается с ним. В нижней части второй стабилизационной камеры 8 расположен выход для формирования волокнистой мычки, сформированный в виде клинообразной щели (или воронки), заканчивающейся двумя прядильными перфорированными цилиндрами 9. Оба перфорированных цилиндра 9 снабжены внутри камерами разряжения, из которых может отсасываться воздух, и могут вращаться в одном направлении. Первая и вторая стабилизационные камеры 5, 8 сообщаются с полостью 11 через пространство между корпусом 13 и сортировочным барабаном 4, выпускным барабаном 7 и подающими транспортерами 2, 12.

Пример 1.

Пухоперьевой волоконный материал содержит пухоперьевые волокна 70 мас.% и текстильные волокна 30 мас.%.

Последовательность технологических операций: отбор сырья→загрузка сырья в устройство подачи и преобразования→скручивание→конусная намотка→тепловая обработка→тканье→помещение готового изделия на хранение. Пояснения технологических операций.

1. Отбор сырья: в качестве пухоперьевых волокон используют одиночные волокна бородок, отделенных от промытых контурных перьев, пуховых перьев и пуха птиц, подобных утке или гусю, путем удаления стержня и очина; в качестве текстильного волокна используют по крайней мере спряденное волокно или нити, выбранные из группы: натуральное волокно, включая хлопок, пенька, шерсть или шелк; химическое волокно, включая терилен, акрилон, полиамид, хлорсодержащее органическое волокно, полипропилен, полиуретан, винилон и вискоза.

2. Загрузка сырья в устройство подачи и преобразования: это устройство представляет собой особый аппарат, сконструированный в соответствии с естественными физическими свойствами пухоперьевых волокон, являющихся одиночными и нескрученными. Пухоперьевые волокна или смесь пухоперьевых волокон выходит из камеры для сырья 1 и с помощью транспортеров 12, 2 поступает на сортировочный барабан 4 относительно равномерно распределенным потоком, регулируемым с помощью регулируемого ролика 3, затем прочесывается дважды через сортировочный барабан 4 и выпускной барабан 7, причем равномерность управляется еще раз с помощью ролла 6, дважды стабилизируется в первой и второй стабилизационных камерах 5, 8, и, наконец, подходит к клинообразной щели. Далее формируют однородную пухоперьевую волокнистую мычку путем стабилизации пухоперьевых волокон непрерывно, однородно и равномерно в клинообразной щели, снабженной на выходе перфорированными цилиндрами 9, в которых создано разрежение.

3. Скручивание: в зависимости от исходного сырья, при скручивания однородной пухоперьевой волокнистой мычки в зону формирования пряжи подают спряденные текстильные волокна или нити, затем эта мычка скручивается непрерывно и однородно с пряденым волокном или нитью, являющихся сердечником с помощью вращения в одном направлении двух перфорированных цилиндров 9, в которых создано разряжение, используя традиционную технологию прядения, формируя тем самым пухоперьевую волоконную пряжу.

4. Конусная намотка: пухоперьевую волоконную пряжу наматывают на коническую бобину, используя традиционную технологию.

5. Тепловая обработка: смотанную пряжу помещают в термостат, где нагревают до температуры 80-120°С, при которой выдерживают 5-20 минут.

6. Тканье: с использованием традиционной тканой технологии или вязания из полученной пряжи изготовляют пухоперьевую волоконную ткань для тепловой защиты.

7. Помещение готового изделия на хранение: пухоперьевую волоконную ткань проверяют, упаковывают и складируют.

Пример 2.

Пухоперьевой волоконный материал содержит пухоперьевые волокна 100 мас.% и текстильные волокна 0 мас.%.

Последовательность технологических операций: отбор сырья→загрузка сырья в устройство подачи и преобразования→скручивание→конусная намотка→тепловая обработка→сложение→тканье→помещение готового изделия на хранение. Пояснения технологических операций.

1. Скручивание: пухоперьевую волоконную мычку из сцепленных непрерывно и однородно волокон скручивают с помощью вращения в одном направлении двух смежных перфорированных цилиндров 9, в которых создано разрежение, используя традиционную технологию безверетенного прядения, формируя тем самьм пухоперьевую волоконную пряжу.

2. Сложение; смотанную пухоперьевую волоконную пряжу еще раз скручивают сложением.

3. Тканье: с использованием традиционной тканой технологии или вязания из полученной пряжи изготовляют пухоперьевую волоконную ткань для тепловой защиты и термоизоляции.

4. Остальные технологические операции - так же как в примере 1.

Пример 3.

Пухоперьевой волоконный материал содержит пухоперьевые волокна 90 мас.% и текстильные волокна 10 мас.%.

Последовательность технологических операций: отбор сырья→загрузка сырья в устройство подачи и преобразования→скручивание→конусная намотка→тепловая обработка→обвивка→тканье→помещение готового изделия на хранение. Пояснения технологических операций.

1. Отбор сырья: в качестве текстильного волокна используют натуральные спряденные или химические волокна или нити.

2. Обвивка: По традиционной технологии смотанную пухоперьевую волоконную пряжу еще раз скручивают со спряденными волокнами или нитями, которые являются оболочкой, обвивающей пухоперьевую пряжу как сердечник.

3. Остальные технологические операции - так же как в примере 1.

Пример 4.

Пухоперьевой волоконный материал содержит пухоперьевые волокна 50 мас.% и текстильные волокна 50 мас.%.

Последовательность технологических операций: отбор сырья→смешивание→загрузка сырья в устройство подачи и преобразования→скручивание→конусная намотка→тепловая обработка→тканье→помещение готового изделия на хранение. Пояснения технологических операций.

1. Отбор сырья: в качестве текстильного волокна используют натуральные или химические волокна.

2. Смешивание: пухоперьевые волокна и текстильные волокна смешивают равномерно по традиционной технологии.

3. Скручивание: пухоперьевую волоконную мычку из сцепленных непрерывно и однородно волокон скручивают с помощью вращения в одном направлении двух перфорированных цилиндров 9, в которых создано разрежение, при этом из мычки формируют волоконные ленты или ровницы в соответствии с различной спроектированной перфорации цилиндров 9, а затем формируют пряжу более высокого номера путем роторного скручивания или кольцевого скручивания соответственно.

4. Остальные технологические операции - так же как в примере 1.

Пример 5.

Пухоперьевой волоконный материал содержит пухоперьевые волокна 10 мас.% и текстильные волокна 90 мас.%. Последовательность технологических операций - так же как в примере 4.

1. Тканье: тканье осуществляют с использованием Пухоперьевой волоконной пряжи или Пухоперьевой смешанной волоконной пряжи, используемых в качестве уточной нити, с использованием других текстильных пряж в качестве основной нити.

2. Остальные технологические операции - так же как в примере 4.

Пример 6.

Пухоперьевой волоконный материал содержит пухоперьевые волокна 20 мас.% и текстильные волокна 80 мас.%.

Последовательность технологических операций: отбор сырья→смешивание→загрузка сырья в устройство подачи и преобразования→скручивание→конусная намотка→тепловая обработка→сложение→тканье→помещение готового изделия на хранение.

Пояснения технологических операций.

1. Сложение: смотанную пухоперьевую волоконную пряжу или смешанную пряжу еще раз скручивают сложением саму с собой или с другими текстильными волоконными пряжами.

2. Остальные технологические операции - так же как в примере 4.

Способ предназначен для получения пухоперьевого волоконного материала, содержащего пухоперьевые волокна 10-100 мас.% и текстильные волокна до 90 мас.%, и обладающего высокой прочностью на растяжение. Согласно способу формируют пухоперьевую пряжу из сырья, содержащего по крайней мере пухоперьевые волокна, путем отбора сырья, прочесывания сырья с формированием пухоперьевой волокнистой мычки, скручивания мычки в пряжу, ее конусной намотки и тепловой обработки смотанной пряжи. Прочесывание сырья с получением мычки осуществляют в устройстве подачи и преобразования, в котором сырье преобразуют двойным прочесыванием с помощью вращающихся барабанов, двойным равномерным распределением перед барабанами с помощью роликов и/или роллов, и двойной стабилизацией в стабилизационных камерах под барабанами. Формирование мычки осуществляют на выходе из второй стабилизационной камеры в клинообразной щели. Полученный способом материал решает проблему невозможности обработки пуха по традиционным технологиям прочесывания, скручивания и вытягивания, из-за чего он мог использоваться только как набивочный материал для пуховых пальто, стеганых одеял, пуховых матрасов и других постельных принадлежностей, что приводило к низкому уровню использования пуха. Изобретением решена проблема скручивания и ткачества пухоперьевых волокон. Выработанные ткани могут быть использованы для производства пальто, носков, одеял, матрасов и других постельных принадлежностей для тепловой защиты. 15 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ производства пухоперьевого волоконного материала, содержащего пухоперьевые волокна 10-100 мас.% и текстильные волокна до 90 мас.%, согласно которому получают пухоперьевую пряжу из сырья, содержащего по крайней мере пухоперьевые волокна, используя следующие технологические операции: отбор сырья, прочесывание сырья с формированием пухоперьевой волокнистой мычки, скручивание мычки в пряжу, конусная намотка пряжи, тепловая обработка смотанной пряжи, отличающийся тем, что, по крайней мере, прочесывание сырья с получением мычки осуществляют в устройстве подачи и преобразования, в котором сырье, по крайней мере, преобразуют двойным прочесыванием с помощью вращающихся барабанов, двойным равномерным распределением перед барабанами с помощью роликов и/или роллов и двойной стабилизацией в стабилизационных камерах под барабанами, а формирование мычки осуществляют на выходе из второй стабилизационной камеры в клинообразной щели.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что прочесывание сырья осуществляют в следующей последовательности: загрузка в камеру для сырья, подача с помощью ленточного транспортера на сортировочный барабан с одновременным первым распределением с помощью ролика, смонтированного выше ленты ленточного транспортера, первое прочесывание на сортировочном барабане, первая стабилизация в стабилизационной камере под сортировочным барабаном, второе прочесывание на выпускном барабане с одновременным вторым распределением с помощью ролла, вторая стабилизация в стабилизационной камере под выпускным барабаном.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после тепловой обработки из пухоперьевой пряжи ткут пухоперьевую ткань.4. Способ по п.4, отличающийся тем, что пухоперьевую пряжу используют в качестве уточной нити ткани, при этом в качестве основной нити используют текстильную пряжу.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пухоперьевых волокон используют одиночные волокна бородок, отделенных от промытых контурных перьев, пуховых перьев и/или пуха птиц, подобных утке или гусю, путем удаления стержня и/или очина.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве текстильных волокон используют натуральное волокно.7. Способ по п.6, отличающийся тем, что натуральное волокно выбирают из группы хлопок, пенька, шерсть, шелк.8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве текстильных волокон используют химическое волокно.9. Способ по п.8, отличающийся тем, что химическое волокно выбирают из группы терилен, акрилон, полиамид, хлорсодержащее органическое волокно, полипропилен, полиуретан, винилон и вискоза.10. Способ по п.1, отличающийся тем, что тепловую обработку осуществляют в течении 5-20 мин при температуре 80-120°С.11. Способ по п.1, отличающийся тем, что скручивание производят с помощью двух вращающихся смежных перфорированных цилиндров, внутри которых создают разрежение.12. Способ по п.1, отличающийся тем, что материал содержит текстильное волокно, при этом при скручивания мычки в зону формирования пряжи подают спряденное текстильное волокно или нить, которые являются сердечником.13. Способ по п.1, отличающийся тем, что смотанную пряжу повторно скручивают сложением.14. Способ по п.1, отличающийся тем, что материал содержит текстильное волокно, при этом смотанную пухоперьевую пряжу еще раз скручивают с текстильным волокном, используя его в качестве оболочки, обвивающей пухоперьевую пряжу как сердечник.15. Способ по п.1, отличающийся тем, что в сырье также включают текстильные волокна, которые смешивают с пухоперьевыми волокнами перед прочесыванием.16. Способ по п.15, отличающийся тем, что из мычки формируют волоконные ленты или ровницы, из которых затем формируют пряжу более высокого номера путем роторного скручивания или кольцевого скручивания соответственно.