СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ И ПОДГОТОВКИ ЛЬНЯНОЙ РОВНИЦЫ К ПРЯДЕНИЮ Российский патент 2010 года по МПК D01H13/30 

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к льнопрядильному производству, где на последнем технологическом переходе для выработки льняной пряжи используют полуфабрикат в виде ровницы.

Последовательность процессов получения льняной пряжи состоит из формирования волокнистого продукта в виде ленты, имеющего постоянный развес (линейную плотность), с ее утонением - понижением линейной плотности, на последующих технологических переходах. Заканчивается технология подготовки волокна к прядению формированием ровницы - продукта с линейной плотностью 0,25-2,0 ктекс. Для наматывания ее на паковку, удобную для использования на дальнейших технологических переходах, ровница должна иметь определенную прочность. Наряду с используемым в промышленности способом упрочнения ровницы ее подкручиванием известен способ получения льняной ровницы (RU №2208070 С, 01.07.2001), в котором для повышения ее прочности при формировании тонкий пучок волокон - мычку, выходящую из вытяжного прибора, смачивают водой. При этом происходит склеивание технических волокон льна пектиновыми веществами, входящими в состав льняного волокна.

Для обеспечения процесса пряжеобразования и стабильности его протекания ровница подвергается химической обработке. (Лазарева С.Е. и др. Прядение льна с варкой ровницы. - М.: Легкая индустрия, 1966.)

Целью этого процесса является ослабление связей между элементарными волокнами в комплексах технического волокна. В результате химической обработки ровницы появляется возможность вырабатывать пряжу, отвечающую требованиям стандарта в широком диапазоне линейных плотностей при стабильном технологическом процессе.

Процесс химической обработки обладает рядом недостатков, к которым относятся - большие затраты энергии (4200 кДж на 1 кг ровницы), использование химикатов, большой расход воды, нарушение поточности технологического процесса, обязательное наличие очистных сооружений.

Известен способ подготовки лубоволокнистого материала (RU №2139374 С1, 11.12.98), в котором для нарушения связей между комплексами и элементарными волокнами используется электрохимически активированный (ЭХА) водный раствор с окислительно-восстановительным потенциалом от минус 1000 до плюс 1000 мВ, с кислотностью 2-11 рН, при температуре 16-40°С. При этом обработке подвергается короткое льняное волокно или льняной очес, предназначенные для получения котонина и последующей переработки по хлопковой технологии. Использование полученного в результате такой обработки продукта в качестве ровницы не представляется возможным.

Прототипом предлагаемого изобретения является изобретение (RU №2227824 С1, 25.02.2003), в котором мычку из льняных волокон, выходящую из вытяжного прибора, смачивают раствором кальцинированной соды Na₂CO₃ с концентрацией от 10 до 35 г/л и таким образом, формируют бескруточную ровницу, которую наматывают в бобины крестовой мотки, которые подвергаются химической обработке. Использование кальцинированной соды позволяет проводить процесс химической обработки ровницы, начиная с момента ее формирования на ровничной машине. Но завершить полный цикл химической обработки на ровничной машине при таком способе не удается, т.к. раствор кальцинированной соды Na₂CO₃ является только первым из растворов, требуемых для подготовки льняной ровницы к прядению. Дальнейшая химическая обработка проводится, например, в следующей последовательности (силикат натрия + бисульфатнатрия → вода горячая → вода холодная → уксусная кислота → вода). Первые два этапа проходят при температуре 95-100°С.

Технической задачей предлагаемого изобретения является сокращение времени, снижение энергозатрат и расхода воды на химическую обработку ровницы, отказ от химикатов, что приведет к снижению затрат на утилизацию полученных в результате химической обработки ровницы растворов.

Указанная цель достигается тем, что процесс формирования ровницы и ее подготовка (химическая обработка) к процессу вытягивания в вытяжном приборе прядильной машине совмещаются. При этом в процессе формирования некрученой ровницы используется электрохимически активированный раствор с окислительно-восстановительным потенциалом от минус 1000 до плюс 1000 мВ с кислотностью рН 2-11 при температуре 16-40°С.

Предлагаемый способ формирования ровницы и подготовки ее к прядению осуществляется следующим образом. Мычка, сформированная в вытяжном приборе ровничной машине, с линейной плотностью от 0,25 до 2,0 ктекс, проходит через вьюрок ложного кручения, где уплотняется и попадает в трубчатую камеру, в которую подается электрохимически активированный раствор. Раствор смачивает мычку, при этом за счет сил поверхностного натяжения жидкости возникают силы, прижимающие волокна друг к другу. Это приводит к тому, что сформированный таким образом продукт - ровница, имеет прочность, достаточную для его наматывания на катушку. Одновременно с формированием ровницы начинается расщепление комплексов, содержащихся в техническом волокне, на элементарные волокна, причем нарушение связей между волокнами продолжается в ровнице, намотанной на катушку. Выбор диапазона указанных параметров электрохимически активированного раствора определяется требованиями, предъявляемыми к обработанной ровнице, и зависит от свойств исходного волокна, подготавливаемого к производству пряжи. Экспериментально установлено, что при правильном выборе активности раствора нарушение связи между элементарными волокнами в комплексах технического волокна происходит в течение 30 минут, после чего ровница готова к формированию пряжи на прядильной машине.

Электрохимически активированный раствор в течение трех суток теряет свои свойства, превращаясь в воду, которая не нуждается в специальной очистке для ее утилизации.

Осуществление предлагаемого способа поясняется следующими примерами.

Определение параметра заряда электрохимически активированного раствора для достижения уровня готовности (нарушение связей между элементарными волокнами) ровницы к процессу пряжеобразования зависит от типа используемого волокна.

Для достижения поставленной цели - получение полуфабриката, способного к переработке в пряжу, отвечающую требованиям стандарта, необходимо соблюдать режимы обработки, приведенные в таблице.

Заряд ЭХА раствора, мВ Кислот-
ность ЭХА раствора, рН Тип волокна Гибкость, мм Содержание инкрустов, % Содержание волокон, связанных одревеснением, % Время обра-
ботки, мин Характеристика процесса вытягивания +1000 2,0 Очень грубое 45-50 выше 3,50 30 15 Нестабильно 30 Стабильно 60 Стабильно +700 4,0 Грубое 50-55 3,25-3,5 16-25 15 Нестабильно 30 Стабильно 60 Стабильно -1000 11,0 Средней мягкости 55-60 3,00-3,25 14-16 15 Нестабильно 30 Стабильно 60 Стабильно -700 9,0 Мягкое 50-60 2,75-3,00 12-14 15 Нестабильно 30 Стабильно 60 Стабильно -500 8,0 Очень мягкое Больше 60 до 2,75 10-12 15 Нестабильно 30 Стабильно 60 Стабильно

В последней колонке таблицы приведена качественная характеристика процесса вытягивания ровницы, полученной согласно предлагаемому способу, в вытяжном приборе прядильной машины, в зависимости от времени обработки. Приведенные данные позволяют установить минимальное время, необходимое для получения положительного эффекта, - 30 минут. Интенсивность процесса зависит от температуры раствора. При снижении температуры интенсивность падает, и при температуре ниже 14°С процесс протекает настолько медленно, что его применение становится нецелесообразным. С увеличением температуры интенсифицируется процесс обработки, но одновременно сокращается время релаксации раствора, т.е. он быстрее теряет электрохимический потенциал и превращается в воду. При температуре раствора более 40°С это происходит до завершения подготовки ровницы к прядению. Таким образом, рекомендуемый диапазон температуры составляет 14-40°С.

Полезный эффект от предлагаемого изобретения заключается в ускорении процесса формирования и подготовки ровницы к прядению и исключении из него громоздкого и дорогостоящего оборудования, предназначенного для химической обработки ровницы, снижении энергозатрат с 4200 кДж на 1 кг ровницы до 3 Дж/кг, исключении специального процесса утилизации отработанных реактивов.

Способ формирования и подготовки льняной ровницы к прядению может быть использован в льнопрядильном производстве, где на последнем технологическом переходе для выработки льняной пряжи используют полуфабрикат в виде ровницы. Согласно способу выходящую из вытяжного прибора мычку смачивают в растворе, путем ее уплотнения формируют ровницу и наматывают сформированную ровницу на бобины крестовой намотки, которые подвергаются химической обработке, после чего перерабатывают в пряжу. Мычку смачивают электрохимически активированным водным раствором с окислительно-восстановительным потенциалом от минус 1000 до плюс 1000 мВ, кислотностью 2-11 рН при температуре 16-40°С, а полученную ровницу не ранее чем через 30 минут после формирования перерабатывают в пряжу. Технический результат состоит в ускорении процесса формирования и подготовки ровницы к прядению, снижении энергозатрат с 4200 кДж на 1 кг ровницы до 3 Дж/кг и расхода воды на химическую обработку ровницы, в отказе от химикатов, позволяющем снизить затраты на утилизацию полученных в результате химической обработки ровницы растворов, и в исключении громоздкого и дорогостоящего оборудования для химической обработки ровницы. 1 табл.

Способ формирования и подготовки льняной ровницы к прядению, согласно которому выходящую из вытяжного прибора мычку смачивают в растворе, путем ее уплотнения формируют ровницу и наматывают сформированную ровницу на бобины крестовой намотки, которые подвергаются химической обработке, после чего перерабатывают в пряжу, отличающийся тем, что мычку смачивают электрохимически активированным водным раствором с окислительно-восстановительным потенциалом от минус 1000 мВ до плюс 1000 мВ, кислотностью 2-11 рН при температуре 16-40°С, а полученную ровницу не ранее чем через 30 мин после формирования перерабатывают в пряжу.