Способ обработки текстильных волокон

. Каания об огласно ие в вод ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР ОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Авторское свидетельство СССРМ 924198, кл, О 06 С 7/00, 1979.КорегупзЬ 1. Рггедаб ОlоКепп1966, ХХ, М 6, с.229 - 234,Авторское свидетельство СССРЛЬ 1286648, кл, О 06 Н 13/30, 1987,Изобретение относится к текстильнои и хлопкоочистительной промышленности, а именно к обработке хлопковых волокон.Известен способ обработки текстильного материала, заключающийся в том, что увлажненный до 20 - 25% материал подвергается действию токов высокой частоты в течение 70 - 90 с, при этом температура материала 70 - 90 С, а после воздействия токами высокой частоты материал подвергают вылеживанию в течение 20 - 30 ч,Недостатками этого способа являются снижение разрывной прочности материала после обработки, а также использование токов высокой частоты для нагрева, что является экономически нецелесообразным, и продолжительность всего процесса 20 - 30 ч),Изве стны также теоретические обосноработки целлюлозных материалов, которым неоднократное смачивае мерсеризованных целлюлозных(54) СПОСОБ ВОЛОКОН (57) Испол ьзо очистительнои при обработк ность изобре том, что воло при 74 - 84 С волокна суша сушке волокн плотностью и соотношение шильной каме ил.; 2 табл,ОБРАБОТКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ ание; в текстильной и хлопкопромышленности, а именно е хлопковых волокон. Сущтения; способ заключается в на смачивают горячей водой в течение 18 - 42 мин. Затем т в камере при 80-90 С. При укладывают с определенной толщиной укладки, при этом массы волокон к объему суры Ясуш152,3 10 кг/м . 5 материалов приводит к регенерации кристаллической структуры. Неоднократное смачивание и одновременная сушка приводят к возрастанию ориентации волокон. Интенсивность изложенных процессов возрастает с повышением температуры больше 50 С.Недостатками теоретических обоснований являются многократность (цикличность) процесса, неопределенность конкретных интервалов температур смачивания и сушки, а также времени смачивания и сушки, неизвестно соотношение массы высушиваемого волокна к объему сушильного агента, неизвестна плотность укладки высушиваемых волокон,Наиболее близким к предлагаемому является способ жидкостно-механической обработки с целью повышения прочности полушерстяной пряжи. Согласно способу паковку с полушерстяной пряжей, полученной на пневмомеханической прядильноймашине, помещают в ванну с водой, где пряжу замачивают до достижения относительной влажности, равной 180 - 200%, отжимают, а затем ее перематывают на приемную паковку с натяжением, составляющим 70 - 75 оот разрывной прочности пряжи в ее влажном состоянии, после чего пряжу на приемной паковке высушивают до кондиционной влажности.Недостатком извесного способа я вляется низкая прочность хлопковых волокон, обусловленная технологией их обработки.Целью изобретения является повышение прочности хлопковых волокон,Сравнение предлагаемого способа с другими известными способами и теоретическими обоснованиями показывает, что некоторые операции известны, например смачивание в воде и сушка. Сушка увлажненной пряжи производится двухстадийно и с применением токов высокой частоты, но в результате разрывная прочность пряжи падает. Или смачивание в воде и сушка должны производится неоднократно, что должно привести к регенерации степени кристалличности и ориентации волокон мерсериэованной целлюлозы, Согласно предлагаемому способу смачивание производится однократно и его сочетание с сушкой при указанном интервале температур приводит к повышению прочности волокон. Кроме того, обработке подвергается натуральное(не мерсеризованное) волокно и повышается ее прочность. Таким образом, совместное применение температурных и временных режимов смачивания и сушки в сочетании с соблюдением условий плотности и толщины укладки волокон при сушке и соотношения высушиваемой массы волокон к объему сушильной камеры приводит к повышению прочности хлопковых волокон,На фиг.1 приведена зависимость разрывной прочности а от температуры сушильной камеры для хлопковых волокон сорта 108-ф; на фиг,2 - зависимость разрывной прочности о от температуры воды при смачивании хлопковых волокон; на фиг,3 - зависимость разрывной прочности хлопковых волокон от времени выдержки в воде с Т = 80 С при смачивании; на фиг.4 - зависимость массы смоченных волокон от времени сушки при температуре сушильной камеры 353 К; на фиг.5 - зависимость квадрата оптимальной толщины укладки от ее объема при сушке хлопковых волокон,Способ реализуется следующим способом.П р и м е р 1. Берут навеску хлопковых волокон весом 4 г и опускают в горячую воду(смачивают), Т = 79 С, и выдерживают в течение с = 30 мин в камере сушильного шкафа, Затем волокна механически отжимаютдо влагосодержания Иl = 135 ": 7 далее5 волокна разрыхляют до плотности рул ==(0,30 .ф. 0,05) 10 кгlм и укладывают столщиной и = 5 мм (при объеме ч укладки,равном 60 см, смаке = 8,7 мм). При этомзсушку ведут при соотношении массы воло 10 кон к объему сушильной камеры Яуш ==135 10 кг/м и выдерживают 30 мин приТ = 85 С. Разрывная прочность о при этомповышается по сравнению с исходными волокнами (сорт 108-ф) на 53 о .П р и м е р 2. В отличие от примера 1смачивание проводят при Т = 74 С. При этомУр повышается по сравнению с исходнымиволокнами на 46,П р и м е р 3. В отличие от примера 1смачивание проводят при Т = 84 С. При этомпр повышается по сравнению с исходнымиволокнами на 41 о ,П р и м е р 4, В отличие от примера 1смачивание водой проводят при Т = 70 С,При этом ор повышается по сравнению сисходным вооа на 23П р и м е р 5, В отличие от примера 1смачивание проводят при 90 С. При этомгтрк повышается по сравнению с исходнымиволокнами на 14 о ,П р и м е р 6. В отличие от примера 1смачивание водой проводят в течение 18мин, При этом ир повышается по сравнениюс исходными волокнами на 37 ,П р и м е р 7. В отличие от примера 1смачивание водой проводят в течение 42мин, При этом О повышается по сравнениюс исходными волокнами на 50 о .П р и м е р 8, В отличие от примера 1смачивание водой проводят в течение 15мин. При этом гг повышается по сравнениюс исходными волокнами на 28 %.П р и м е р 9, В отличие от примера 14 смачивание водой проводят в течение 45мин. При этом ор повышается по сравнениюс исходными волокнами на 34 о ,П р и м е р 10, В отличие от примера 1сушку производят при 80 С. При этом оповышается по сравнению с исходными волокнами на 49 о . П р и м е р 11, В отличие от примера 1 сушку производят при 90 С. При этом ор повышается по сравнению с исходными волокнами на 51 о .П р и м е р 12, В отличие от примера 1 сушку производяг при 75 ОС. При этом ор повышается по сравнению с исходными волокнами на 41 ,.П р и м е р 13. В отличие от примера 1 сушку производят при 95 С, При этом ор повышается по сравнению с исходными волокнами на 29%.П р и м е р 14. В отличие от примера 1 сушку производят в течение 20 мин. При этом ср повышается по сравнению с исходными волокнами на 48 ,П р и м е р 15, В отличие от примера 1 сушку производят в течение 40 мин, При этом ор повышается по сравнению с исходными волокнами на 52%.П р и м е р 16. В отличие от примера 1 сушку производят в течение 15 мин, При этом Ор повышается по.сравнению с исходными волокнами на 32 о .П р и м е р 17. В отличие от примера 1 сушку производят в течение 45 мин. При этом Ор повышается по сравнению с исходными волокнами на 52%.П р и м е р 18, В отличие от примера 1 сушку ведут при соотношении массы волокон к объему сушильной камеры Ясуш = =152,3 10 кг/м . При этом ор повышается по сравнению с исходными волокнами на 46 П р и м е р 19. В отличие от примера 1 сушку ведут при соотношении массы волокон к объему сушильной камеры Ясуш = = 156 10 кг/м, При этом ор повышается по сравнению с исходными волокнами на 31%.П р и м е р 20, В отличие от примера 1 волокна разрыхляют при укладке до плотности рукл = 0,43 10 кг/м, При этом ур3 3повышается по сравнению с исходными волокнами на 45 о ,П р и м е р 21, В отличие от примера 1 волокна разрыхляют при укладке до плотности рукл = 0610 кг/м . При этом ц3 3повышается по сравнению с исходными волокнами на 32 .П р и м е р 22. В отличие от примера 1 толщина укладки составляет Ь = Ьмакс = 8,7 мм(при объеме укладки ч =-60 см ), При этом3ор по вы шается по сравнению с исходн ы ми волокнами на 44%,П р и м е р 23, В отличие от примера 1 толщина Уклаздки СоставлЯет й = 9,5 ммймакс (при ч = 60 м ). При этом ор повышается по сравнению с исходными волокнами на 36%.На фиг,1 приведена зависимость разрывной прочности ор от температуры сушки для хлопковых волокон сорта 108 ф, при этом другие параметры жидкостно-тепловой обработки остаются неизменными и соответствуют режиму предлагаемого способа. Из графика видно, что ор проходит через максимум при 80 - 90 С, В области Т80 С и Т80 С разрывная прочность имеет меньшее значение.На фиг.2 приведена зависимость ор оттемпературы воды при смачивании для 5 хлопковых волокон селекционного сортаТашкент, при этом другие параметры жидкостно-тепловой обработки остаются неизменными и соответствуют режиму предлагаемого способа. Из графика видно, 10 что ор при Т = 80 С имеет максимальноезначение. В случаях Т80 С и Т80 С прочность ниже.На фиг,З приведена зависимость ор отвремени выдержки в воде при смачивании, и ри этом другие параметры жидкостно-тепловой обработки остаются неизменными и соответствуют режиму предлагаемого способа. Из графика видно, что максимальное значение ор наблюдается при т = 30 мин.На фиг.4 приведена зависимость массысмоченных волокон от времени сушки при Т = 80 С. Из графика видно, волокна через с = 30 мин после начала сушки практически высушиваются до постоянного веса, Таким образом, с точки зрения получения наибольшего значения разрывной прочности, экономии. энергии и времени наиболее оптимальным является следующий режим:Тводы = 80 С, время смачивания 30 мин; Тсушки = 85 С, время сушки 30 мин.В табл.1 приведены результаты экспериментов по выявлению оптимального соотношения высушиваемой массы волокон к объему сушильной камеры35ОволЯсуш =чкамгде п 1 вол - масса смоченных волокон с влагосодержанием И/ = 135 : 7%, кг.Чкам - объем сушильной камеры, м,3Анализ данных табл,1 позволяет заключить, что условием сушки волокон при Т = =80 С и 1 = 30 мин являетсяЯсуш 152,3 10 кг/м 3.На фиг.5 приведена графическая зависимость квадрата толщины укладки от ее объема при сушке, откуда видно, что график зависимости имеет прямолинейный вид, Обработкой графического материала получено аналитическое соотношениеч = чо + а пмаксилиг- ц.Ьмакс =агде чо=(22 3) 10 ма =0,54.+ 0,08 м.Значение чо соответствует экстраполяционному объему укладки, при котором волокна даже при пмакс = 0 не Высушивдются, Отсюда+ блица лиц гп вол,Оукл -Чогде гпвол - масса смоченных волокон с влагосодержанием Ю = 1357 о ;о - экстраполяционный объем, при котором волокна не высушиваются.Экспериментально установлено (табл.1, что для волокон с исходной массой 410 кг/паол = 9,4 10 кг при О/= 135 о, Отсюдакукл = (0,43 + 0,05) 10 кг/мз, Таким образом, условием сушки волокон при Т =- =80 С, т = 30 мин и Я152,3 10 кг/м являются рукл 0430,05) 10 кг/м,з з(0,54 0,08)где ч - объем укладки волокон, м .зВ табл.2 приведены результаты испытаний разрывной прочности хлопковых волокон различного селекционного сорта, обработанных предлагаемым способом.Из табл.2 видно, что для всех испытанных сортов эффект повышения разрывной прочности обнаруживается и значительно превышает ошибку эксперимента.Использование предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет повысить разрывную прочность нитей, приводящую к снижению их обрывности при прядении и ткачестве, что повышает производительность труда. Кроме того, пря жа или ткань, полученная из более прочноговолокна, обладает лучшими эксплуатационными характеристиками, т.е, является более высококачественной,10 Формула изобретенияСпособ обработки текстильных волокон, преимущественно хлопковых, состоящий в том, что волокна смачивают водой и сушат, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 15 повышения прочности волокон, смачиваниеволокон водой проводят в течение 18-42 мин при температуре воды 74 - 84 С, а сушку волокон осуществляют в сушильной камере при температуре 80 - 90 С в течение 20-40 20 мин, при этом соотношение массы волоконк объему сушильной камеры составляет Ясуш152,3 10 кг/м с укладкой волокон(0,54 й 0 08)гдзе ч - обьем укладки волокон при сушке,