СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЖИДКИХ ТЕКСТИЛЬНЫХ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2023 года по МПК D06B1/00 

Изобретение относится к способам и устройствам обработки волокон, нитей, пряжи, ткани или волокнистых изделий из этих материалов жидкими веществами [D06B 1/00, D06B 19/00, D06B 19/007, D06M 10/00, D06M 10/04].

СПОСОБ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ВИСКОЗНОГО ВОЛОКНА [CN1115814 (A), опубликовано: 31.01.1996], характеризующийся использованием переменного магнитного поля для воздействия на вискозу для улучшения качества готового изделия из волокна, используемое переменное магнитное поле создается постоянным магнитом из редкоземельных металлов, разряжается с определенным интервалом магнитного расстояния, размещенным в несколько групп в фильтре, на гусаке перед коагуляционной ванной. Магнит может представлять собой полностью замкнутое кольцо, либо комбинированное кольцо из двух полукруглых блоков, а также может быть выполнен в виде квадрата или столбика. Расстояние и количество между двумя магнитами определяют путем испытаний в соответствии с размером диаметра трубы и расходом вязкой жидкости. Напряженность поля редкоземельного постоянного магнита должна быть выше 600 Гаусс в центре.

Наиболее близким по технической сущности является СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ ОМАГНИЧЕННОЙ ВОДЫ ПРИ ПОДГОТОВКЕ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ [RU 2763551 C1, опубликовано: 30.12.2021], заключающийся в том, что в процессе замасливания для приготовления замасливающей эмульсии используют воду, подвергшуюся воздействию магнитного поля напряженностью от 64 до 720 кА/м в режиме ее движения ламинарном или в области перехода к турбулентному в течение от 0,3 до 0,5 с.

Основной технической проблемой аналога и прототипа является ограниченная область использования омагничивания текстильных вспомогательных веществ для обработки волокон и текстильных изделий.

Задача изобретения состоит в устранении недостатков прототипа.

Технический результат изобретения заключается в улучшении физико-механических свойств волокон, нитей, пряжи, ткани или волокнистых изделий из этих материалов.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ подготовки жидких текстильных вспомогательных веществ для обработки волокнистых материалов характеризуется тем, что смешивают жидкие ингредиенты для получения текстильного вспомогательного вещества для последующей обработки волокнистых материалов и омагничивают полученный жидкий раствор текстильного вспомогательного вещества путем его пропускания в ламинарном или турбулентном движении через магнитное поле напряженностью от 50 до 750 кА/м, созданное с помощью постоянных магнитов, смонтированных на противоположных стенках трубы, через которую пропускают жидкий раствор текстильного вспомогательного вещества, при этом магниты обращены друг к другу разноименными полюсами.

В частности, воздействие магнитного поля на жидкий раствор текстильного вспомогательного вещества осуществляют в течение от 0,1 до 1,0 секунд.

В частности, труба выполнена из немагнитых материалов.

Краткое описание чертежей.

На фиг. 1 схематично показано устройство для омагничивания.

На фиг.2 схематично показан ряд магнитов на трубе с разнополюсным обращением.

На фигурах обозначено: 1 - труба, 2 - магниты, 3 - насос, 4 - емкость.

Осуществление изобретения.

Текстильные вспомогательные вещества играют огромную роль на всех стадиях обработки волокнистых материалов в химико-текстильных производствах. Они используются для ускорения технологических процессов и повышения качества текстильных материалов, в целях экономии крупнотоннажных реагентов, тепловой и электрической энергии, для придания изделиям новых эксплуатационных, гигиенических и других потребительских и специальных свойств [Мельников Б.Н. Роль текстильных вспомогательных веществ. Прогресс текстильной химии и технологии. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2002, т. XLVI, № 1. УДК 677.8].

Текстильные вспомогательные вещества включают в себя препараты химического характера, которые положительно влияют на переработку нитей природного происхождения или химического производства, используются при изготовлении и облагораживании текстильной продукции и придают ей требуемые свойства.

К подобным веществам относятся:

смачиватели, применяемые для повышения скорости обработки текстиля;

дисперсные смеси и стабилизаторы, способствующие созданию устойчивых смесей;

выравнители, способствующие равномерному окрашиванию;

переносчики, упрощающие попадание краски в структуру полиэфирного волокна;

резервирующие компоненты, регулирующие скорость вбирания красителей в материал для получения краски одного тона;

вещества для закрепления стойкости краски к разнообразным воздействиям.

Чтобы придать текстильным изделиям разнообразные свойства, они подвергаются обработке различными составами:

меламино - и мочевино -формальдегидные смолы для уменьшения сминаемости;

целлюлозу в щелочных смесях, ее водорастворимые эфиры, поливиниловый спирт для придания материалу большей жесткости;

антистатики для снижения воздействия статической силы;

замасливатели для склеивания и защиты элементарных волокон;

поверхностно-активные вещества для снижения поверхностного натяжения;

полимеры с содержанием хлора для огнестойкости;

составы с парафином и солями различных металлов для обеспечивания влагоотталкивающих свойств;

полимеры с содержанием фтора для обеспечения грязеотталкивания;

клеи и расплавы;

бактерицидные элементы, обеспечивающие антимикробное покрытие.

Известно, что магнитная обработка жидкого вещества повышает эффективность протекания многих технологических процессов в различных отраслях. Например, магнитная обработка воды оказалась весьма эффективной при борьбе с накипью. Ускорение процесса кристаллизации минеральных примесей в воде, прошедшей такую обработку, приводит к значительному уменьшению размеров частиц накипеобразующих солей, в результате практически прекращается оседание их на стенках аппаратов и труб.

Магнитная обработка помогает не только предотвращать выпадение неорганических солей из жидкого раствора, но и значительно уменьшать отложения органических веществ. Такая обработка оказывается полезной при добыче и перекачке нефти. Даже уже образовавшиеся отложения солей и парафинов разрушаются при контакте с магнитной водой.

Эффект ускорения кристаллизации и уменьшения размеров кристаллов, выпадающих из магнитной воды, используется и в других областях, например, в строительной индустрии. Так, обработка цемента магнитной водой сокращает сроки затвердевания, и образующаяся мелкокристаллическая структура придает изделиям большую прочность и повышает их стойкость к агрессивным воздействиям. Есть сведения о том, что бетон, замешанный на омагниченной воде, на 25-30% прочнее обычного.

Для удаления из раствора трудноосаждаемых тонких взвесей (мути) используется иное свойство магнитного раствора - его способность ускорять коагуляцию (слипание и осаждение) частиц с последующим образованием крупных хлопьев. Омагничивание успешно применяется на водопроводных станциях при значительной мутности природных вод; аналогичная обработка промышленных стоков позволяет быстро осаждать мелкодисперсные загрязнения.

Способность магнитной воды улучшать смачивание твердых поверхностей используется для извлечения ценных металлов из руд при их флотационном обогащении.

В настоящее время в текстильной промышленности для интенсификации процессов крашения, промывки и заключительной отделки тканей различного волокнистого состава (целлюлозных, шерстяных, синтетических и смешанных) успешно применяется омагниченная вода.

Сущность изобретения заключается в подготовке текстильных вспомогательных веществ для обработки волокон, нитей, пряжи, ткани или волокнистых изделий из этих волокнистых материалов путем воздействия них магнитным полем.

Перед омагничиванием приготавливают текстильное вспомогательное вещество, предназначенное для последующей обработки волокнистых материалов смешиванием ингредиентов в жидком виде (замасливатель, антистатик, стабилизаторы, эмульгаторы, растворы на различной основе, расплавы и т.д.).

После приготовления жидкого раствора текстильного вспомогательного вещества осуществляют его омагничивание путем пропускания раствора вещества в ее ламинарном или турбулентном движении через устройство для омагничивания, представляющее собой трубу 1 (см.Фиг.1), выполненную из немагнитых материалов, например, ПВХ и проходящую между магнитами 2, размещенными, по крайней мере, напротив друг друга с противоположных боковых стенок трубы и обращенными друг к другу разноименными полюсами. В качестве магнитов 2 используют высокоэнергетические постоянные неодимовые магниты. Упомянутые магниты 2 могут быть выполнены как прямоугольными, так и в виде обжимающих трубу 1 полуколец. Магниты 2 вдоль трубы 1 могут быть установлены в ряд, при этом количество магнитов 2 в упомянутом ряду зависит от объема протекаемого текстильного вспомогательного вещества через трубу 1 в единицу времени и мощности магнитов. С увеличением объема протекаемого вещества количество магнитов 2 и/или их мощность увеличивают для увеличения времени нахождения вещества под воздействием магнитного поля магнитов 2 или степени воздействия, а с уменьшением объема - количество магнитов 2 и/или их мощность уменьшают. Давление вещества в трубе 1 создают с помощью насоса 3, смонтированного на входе устройства. К насосу 3 подключена емкость 4 с текстильным вспомогательным веществом.

Напряженность магнитного поля составляет от 50 до 750 кА/м, а время воздействия упомянутого магнитного поля на жидкие раствор текстильного вспомогательного вещества составляет от 0,1 до 1,0 секунды.

Используемые параметры обработки жидкого текстильного вспомогательного вещества, а именно, напряженность магнитного поля от 50 до 750 кА/м в режиме ламинарного или турбулентного движения вещества в течение 0,1-1,0 с, являются оптимальными с точки зрения эффективности. Повышение значений параметров выше 1,0 секунды и 750 кА/м приводят к неоправданным экономическим и энергетическим затратам, а снижение параметров ниже 0,1 секунды и 50 кА/м не приводят к заметному эффекту.

В результате воздействия на молекулы и атомы жидкого текстильного вспомогательного вещества постоянным магнитным полем, происходит их ориентация по силовым линиям поля со сдвигами в результате чего капли вещества, состоящие от 10 до 1000 молекул разделяются на капли, состоящие от 2 до 10 молекул, что способствует улучшении взаимной диффузии смешиваемых ингредиентов жидкого текстильного вспомогательного вещества, взаимопроникновение их друг в друга увеличивается и при нанесении упомянутого вещества на волокна, упомянутые волокна покрываются пленкой этого вещества, которая снижает трение между волокнами и оптимизирует количество воды и жидких ингредиентов, добавляемых в раствор, что улучшает качество материала, их механические свойства (прочность на разрыв, гибкость, электролизуемость), улучшает способность к дальнейшим нанесением покрывных материалов, улучшает физические и органолептические свойства материала.

Для повышения эффективности омагничивания текстильного вспомогательного вещества в варианте реализации устройства с несколькими магнитами 2, смонтированными вокруг трубы 1 в ряд, упомянутые магниты 2 вдоль ряда обращены друг к другу разноименными полюсами (см.Фиг.2) с возможностью изменения направления линий магнитных полей этих магнитов 2 вдоль трубы 1. Изменение направлений линий магнитных полей магнитов 2 вдоль трубы 1 позволяет осуществлять воздействие на текстильное вспомогательное вещество в трубе 1 на большую глубину и улучшить диффузию смешиваемых ингредиентов.

В 2022 году автором изобретения были проведены испытания многокомпонентной такни обработанной омагниченным раствором текстильного вспомогательного вещества, приготовленным в соответствии с описанием изобретения. Среднеарифметические значения показателей по результатам испытаний трех образцов ткани, изготовленных с использованием текстильного вспомогательного вещества по стандартной технологии (образец № 1) и трех образцов ткани, изготовленных с использованием текстильного вспомогательного вещества, омагниченного при пропускании через магнитное поле напряжённостью 480 кА/м, с временем воздействия этим магнитным полем на вещество в течении 0,3 с (образец № 2) приведены в таблице.

Состав сырья ткани:

шерсть натуральная - 45 %,

полиэстер - 10 %,

акрил - 5 %,

вискоза - 15 %,

капрон - 25 %.

№ Наименование
показателя Ед. изм. Норма, согласно ТУ Метод испытания Образец № 1 Образец № 2 1 Ширина (без кромок) см 152+2* ГОСТ 3811-72 151 152 2 Поверхностная плотность: г/м² 475 - 525 ГОСТ 3811-72 505 510 3 Разрывная нагрузка,
не менее:
по основе
по утку Н 1000
900 ГОСТ 17316-71
Размеры образца 50×200 мм
Размеры рабочего участка 50×100 мм 1 088
942 1 186
1 017 4 Удлинение при разрыве:
по основе
по утку % 30-60
30-60 ГОСТ 17316-71
Размеры образца 50×200 мм
Размеры рабочего участка 50×100 мм 42
48 46
51 5 Устойчивость окраски, не менее
синей шкалы
-к свету
Серой шкалы
- к поту
- к дистиллированной воде
- к органическим растворителям
-к сухому и мокрому трению балл 7
4
4
4
4 ГОСТ 9733.3-83
ГОСТ 9733.6-83
ГОСТ 9733.5-83
ГОСТ 9733.3-83
ГОСТ 9733.3-83 7
4
4
4
4 8
4-5
4-5
4-5
4-5 6 Изменение линейных размеров после влажной обработки, не более
по основе
по утку % 4
4 2,1
2,7 1,9
2,4 7 Грибоустойчивость,
не более балл 2 ГОСТ 9.048-75 1,1 0,9 8 Устойчивость к истиранию,
не менее цикл 8 000 ГОСТ 18976-73 23 670 29 840 9 Пиллингуемость, не более пилли/см² 2,7 ГОСТ 14326-73 2,2 1,9 10 Сминаемость, Кс , не более 0,6 ГОСТ 18117-80 0,45 0,4 11 Драпируемость,Кд , не менее % 42 ГОСТ 57470-2017 58 62 12 Воздухопроницаемость, не менее дм³/
(м²с) 50 ГОСТ 12088-77 72 79 13 Гигроскопичность, не более % 20 ГОСТ 3816-81 17 15 14 Водоупорность Па 3501 -7 000 ГОСТ 3816-81
ГОСТ 51553-99 5 430 5 960

Анализ полученных результатов показал, что ткань, изготовленная с использованием текстильного вспомогательного вещества, омагниченного при пропускании через магнитное поле, по своим физико-механическим и технологическим свойствам превосходит аналогичную ткань, изготовленную с использованием текстильного вспомогательного вещества по стандратной технологии, что говорит о достижении технического результата изобретения - улучшение физико-механических свойств волокон, нитей, пряжи, ткани или волокнистых изделий из этих материалов.

Изобретение относится к способам обработки волокон, нитей, пряжи, ткани или волокнистых изделий из этих материалов жидкими веществами. Способ подготовки жидких текстильных вспомогательных веществ для обработки волокнистых материалов включает смешивание жидких ингредиентов для получения текстильного вспомогательного вещества для последующей обработки волокнистых материалов и омагничивание полученного жидкого раствора текстильного вспомогательного вещества путем его пропускания в ламинарном или турбулентном движении через магнитное поле напряженностью от 50 до 750 кА/м. Магнитное поле создают с помощью постоянных магнитов, смонтированных на противоположных стенках трубы, через которую пропускают жидкий раствор текстильного вспомогательного вещества. При этом магниты обращены друг к другу разноименными полюсами. Изобретение позволяет улучшить физико-механические свойства волокон, нитей, пряжи, ткани или волокнистых изделий из этих материалов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

1. Способ подготовки жидких текстильных вспомогательных веществ для обработки волокнистых материалов, характеризующийся тем, что смешивают жидкие ингредиенты для получения текстильного вспомогательного вещества для последующей обработки волокнистых материалов и омагничивают полученный жидкий раствор текстильного вспомогательного вещества путем его пропускания в ламинарном или турбулентном движении через магнитное поле напряженностью от 50 до 750 кА/м, созданное с помощью постоянных магнитов, смонтированных на противоположных стенках трубы, через которую пропускают жидкий раствор текстильного вспомогательного вещества, при этом магниты обращены друг к другу разноименными полюсами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздействие магнитного поля на жидкий раствор текстильного вспомогательного вещества осуществляют в течение от 0,1 до 1,0 секунд.