СПОСОБ ОЧИСТКИ ЛЬНЯНОГО ВОЛОКНА Российский патент 2009 года по МПК D01B1/10 D01G21/00 

Изобретение может быть использовано в текстильной промышленности при получении очищенного льноволокна, пригодного для изготовления широкого ассортимента материалов технического и медицинского назначения.

Уровень техники

Отходы трепания, короткое волокно, очесы и т.д., доля которых в общем балансе льняного сырья превышает 70%, имеют значительно меньшую стоимость в сравнении с длинноволокнистым льном и сохраняют все его положительные природные свойства. Однако в настоящее время они используются крайне нерационально. Качественная же их очистка позволит использовать их для изготовления высококачественных изделий технического и медицинского назначения.

Отходы льнопереработки представляют собой хаотичную массу перепутанных волокон различной длины 5-400 мм, различной тонины - линейная плотность 0.3-10 текс, с закостренностью до 50%, с высоким содержанием природных примесей. Механическая очистка включает разрыхление волокнистой массы, частичное укорочение, разволокнение грубых комплексов (продольное их деление на более тонкие) и максимальное удаление костры и сорных примесей.

Известны способы очистки короткого льноволокна при включении его в состав смесей льняного очеса для последующего прядения. Его очистка в этом случае включает разрыхление, очистку от костры и пыли, перемешивание и формирование потока волокон в виде ленты [Справочник по прядению льна. / под ред. С. В.Тарасова. М.: 1979. - с.79]. При этом требуемая степень очистки достигается последовательной обработкой волокна на кардочесальных, ленточных и гребнечесальной машинах. Недостатком указанных способов является большой, более 50%, выход непрядомого волокна [Нормы технологического проектирования предприятий легкой промышленности. Раздел 5.1. Льняная промышленность. Прядильное производство. Утверждены Легпромом СССР, 1979. - с.30].

Известен способ получения котонизированного льноволокна при подготовке его для совместного прядения с хлопком и шерстью. В этом случае наряду с удалением костры, твердых примесей и пыли происходит укорочение и утонение льняного волокна до размеров, близких к хлопковому волокну. В этом способе льняное волокно подвергается операциям рыхления, чесания, удаления пыли [Живетин В.В., Горн И.В., Гинзбург Л.Н. /Текстильная промышленность, 1995, №3, с.6-9].

Иногда дополнительно используют операцию штапелирования (поперечного разрезания волокон) [Пат.РФ N 2109859].

Известен способ получения очищенного котонизированного короткого льняного волокна. Он включает рыхление, чесание, а для удаления сорных примесей и костры используют аэродинамическую систему [Пат.РФ N 2141545].

Недостатками перечисленных способов являются: низкая экономичность процессов и излишняя элементаризация волокон льна, что делает невозможным их использование для изготовления широкого ассортимента высококачественной продукции. Предусмотренные в этих случаях последующие химические или механические операции ведут к большой потере волокнистой массы из-за уноса коротких волокон при жидкостных обработках или их выпадениям при механических воздействиях. Наиболее близким по техническому существу к заявленному изобретению является способ очистки льняного волокна на линии «Кардатекс» [Живетин В.В. Рыжов А.И., Гинзбург Л.Н. Моволен (модифицированное волокно льна). М.: РЗИТЛП, 2000. - с.97, 108]. Его осуществляют путем проведения следующих операций:

- рыхление с одновременным укорочением волокна на машине рыхления льна МРЛ-1;

- отделение твердых частиц в ОТЧ (отделителе твердых частиц) воздействием на волокно воздушного центробежного потока. Здесь удаляются сорные примеси и несвязанная с волокном костра, отделенная на МРЛ-1;

- отделение сорных примесей и костры, утонение и укорочение волокон на двухбарабанной чесальной машине ЧМД-РВЛ первого перехода;

- отделение костры, утонение и укорочение волокон на двухбарабанной чесальной машине ЧМД-РВЛ второго перехода.

Недостатками способа являются следующие:

1. Высокое - более 30% содержание короткого, до 15 мм волокна, вследствие излишнего утонения и укорочения волокон при двукратном прохождении их через двухбарабанные чесальные машины ЧМД-РВЛ (первого и второго переходов). Это приводит к большой потере волокнистой массы при последующих жидкостных и механических обработках;

2. Большая потеря механической прочности волокон вследствие их излишнего утонения при многократных механических воздействиях;

3. Низкая экономичность процесса, обусловленная:

- большой энергоемкостью оборудования (10 единиц основного оборудования) из-за необходимости установки 4-х чесальных машин в каждом переходе из-за их невысокой производительности;

- большим расходом воздуха для обеспечения доставки волокна по разветвленной и сложной системе пневмотранспорта;

- высокими расходами на обеспыливание больших объемов воздуха, использованного для транспортировки волокна на линии;

- высокими затратами на содержание производственных площадей.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является поиск способа очистки льноволокна, включающего рыхление с одновременным укорочением волокна и отделение твердых частиц воздействием на волокно воздушного центробежного потока, который позволил бы снизить содержание короткого волокна и потери механической прочности волокна, а также повысить экономичность его производства.

Поставленная задача решена способом очистки льняного волокна, включающим рыхление с одновременным укорочением волокна и отделение твердых частиц воздействием на волокно воздушного центробежного потока, при котором отделение твердых частиц осуществляют путем одновременного воздействия воздушного центробежного потока и многократного ударного воздействия с использованием колковых барабанов при скорости их вращения 700-1200 об/мин, после чего проводят повторное рыхление с одновременным укорочением волокна до средней массодлины 35-55 мм с последующим отделением твердых частиц указанным выше образом.

Изобретение позволяет получить следующие преимущества:

1. Уменьшить количество коротких волокон - не выше 15% при достаточно малом остаточном содержании костры - не более 1%;

2. Снизить потери механической прочности;

3. Повысить экономичность процесса за счет:

- снижения энергозатрат из-за уменьшения количества единиц основного технологического оборудования (не более 5). При этом установленная мощность основного оборудования снижается не менее, чем в 2.2 раза по сравнению со способом-прототипом;

- уменьшения расхода воздуха для обеспечения доставки волокна вследствие уменьшения протяженности системы пневмотранспорта. Общий расход воздуха на транспортирование волокна, его обеспыливание и удаление угаров снижается не менее чем в 2.3 раза по сравнению со способом-прототипом;

- снижения расходов на обеспыливание воздуха, использованного для транспортировки волокна на линии;

- экономии расходов, связанных с уменьшением в 3.5-4.0 раза производственных площадей под технологическим оборудованием.

Волокно, очищенное по предлагаемому способу, в большей степени, чем котонизированное, соответствует требованиям, предъявляемым к льносырью, направляемому на изготовление технических, в частности, нетканых материалов, или на химическую очистку для последующего изготовления из него изделий медицинского назначения.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

В качестве исходного сырья можно использовать волокна льна в виде отходов чесания, отходов трепания, например короткого волокна, вытряски и т.д. Эти отходы при необходимости проходят подготовительную обработку, чтобы их качество было не хуже, чем у короткого льноволокна №3, например:

- отходы льнопроизводства с закостренностью более 27% подвергаются предварительной декортикации;

- волокна с влажностью меньшей, чем нормированная, кондиционируют (выдерживают при определенной влажности) или увлажняют;

- волокно в кипах разделяют на грубые клочки и равномерным слоем подают на питатель машины МРЛ-1.

Способ реализуют последовательным проведением следующих операций:

- рыхление с одновременным укорочением волокна. Оно может осуществляться, например, на машине рыхления льна марки МРЛ-1. В процессе обработки происходит разделение грубых клочков и прядей волокна на более мелкие, их перемешивание, частичное отделение костры от грубых волокнистых комплексов и частичное удаление костры и сорных примесей, не связанных с волокном. При этом происходит частичное разволокнение и укорочение только волокон, находящихся в поверхностных слоях клочков и прядей;

- отделение твердых частиц. Его осуществляют путем одновременного воздействия воздушного центробежного потока и многократного ударного воздействия с использованием колковых барабанов при скорости их вращения 700-1200 об/мин, например, в машине для рыхления и очистки волокнистых хлопковых и льняных материалов марки РО, выпускаемой ИПФ «Текс Инж». Очистка от костры обеспечивается как за счет удаления костры, выделенной из волокна на предыдущей стадии обработки в машине рыхления льна, так и выделяемой непосредственно при одновременном воздействии на волокно воздушного центробежного потока и многократного ударного воздействия;

- повторное рыхление с одновременным укорочением волокна. Оно может осуществляться, например, на машине рыхления льна марки МРЛ-2. Мелкие клочки, пряди и отдельные волокна, частично очищенные от костры, сорных примесей и пыли, перемешиваются и формируются в более равномерную и упорядоченную волокнистую массу. При этом происходит отделение костры от сравнительно небольших волокнистых комплексов и частичное ее удаление. На этой операции происходит также дополнительное частичное разволокнение и утонение волокон, а именно тех, которые на 1-ой стадии рыхления находились внутри клочков и прядей и потому не подвергались механическим воздействиям рабочих органов МРЛ-1. На этой стадии осуществляется укорочение волокна до средней массодлины 35-55 мм;

- повторное отделение твердых частиц путем одновременного воздействия воздушного центробежного потока и многократного ударного воздействия с использованием колковых барабанов при скорости их вращения 700-1200 об/мин. Оно может осуществляться, например, в машине для рыхления и очистки волокнистых хлопковых и льняных материалов марки РО, выпускаемой ИПФ «Текс Инж». Здесь воздействию подвергаются сравнительно небольшие, но не освобожденные еще полностью от костры, волокна. Одновременное воздействие воздушного центробежного потока и многократного ударного воздействия позволяет удалить как костру, не связанную с волокном, т.е. выделенную на предыдущей стадии, так и костру, отделяемую непосредственно на этой операции.

Анализ качественных показателей волокна, очищенного по заявляемому способу и способу-прототипу, осуществляли одинаково:

- остаточное содержание костры - в соответствии с ГОСТ 9394;

- содержание коротких волокон, длиной до 15 мм - на основании ручного разбора волокон по группам длин. При ручном разборе навеску волокна, предварительно очищенного от костры и взвешенного, тщательно, без усилий разделяли на отдельные элементарные и комплексные волокна. После измерения длины волокна относили к соответствующей группе и в пределах каждой группы определяли их массу (г). Содержание волокон длиной менее 15 мм рассчитывали в мас.%;

- среднюю массодлину и среднюю линейную плотность рассчитывали согласно [Текстильное материаловедение./ Кукин Г.Н., Соловьев А.Н., Кобляков А.И., М.: Легпромбытиздат, 1989.- с.82-85] на основании полученных данных по распределению волокон в группах длин.

- потерю механической прочности рассчитывали по степени снижения разрывной нагрузки волокон, определенной на разрывной машине FM 27.

Показатели качества волокна, полученного при различных режимах обработки, приведены в таблице.

Данные таблицы с очевидностью доказывают, что, используя заявленную совокупность и последовательность операций и варьируя условия их осуществления, изобретение дает возможность получить высокоочищенное льноволокно со значительно меньшим содержанием короткого волокна и с меньшими потерями механической прочности.

Качественные показатели очищенного волокна№примераИсходное волокноПараметры обработкиНаименование показателей очищенного волокнаСкорость вращения колковых барабанов, об/минСредняя массодлина, ммСодержание короткого волокна, %Средняя линейная плотность, тексОстаточное содержание костры, %Степень снижения разрывной нагрузки, %первый переходвторой переход1Короткое волокно №37001200559.12.70.631.12Короткое волокно №311008003513.82.10.537.43Вытряска800700558.22.90.827.54Вытряска12008003512.42.30.634.45Очесы8007003514.92.00.239.96Короткое волокно №3 (по способу-прототипу)  2331.12.10.655.5

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к получению очищенного льноволокна. Способ очистки льняного волокна включает рыхление волокна с одновременным укорочением, затем отделяют твердые частицы путем одновременного воздействия на волокно воздушного центробежного потока и многократного ударного воздействия с использованием колковых барабанов при скорости их вращения 700-1200 об/мин, после чего проводят повторное рыхление с одновременным укорочением волокон до средней массодлины 35-55 мм с последующим отделением твердых частиц указанным выше образом. Изобретение позволяет уменьшить содержание короткого волокна в целевом продукте при остаточном содержании костры не более 1%, снизить потери механической прочности волокна и повысить экономичность процесса. 1 табл.

Способ очистки льняного волокна, включающий рыхление с одновременным укорочением волокна и отделение твердых частиц воздействием на волокно воздушного центробежного потока, отличающийся тем, что отделение твердых частиц осуществляют путем одновременного воздействия воздушного центробежного потока и многократного ударного воздействия с использованием колковых барабанов при скорости их вращения 700-1200 об/мин, после чего проводят повторное рыхление с одновременным укорочением волокна до средней массодлины 35-55 мм с последующим отделением твердых частиц указанным выше образом.