Ткачук Г.С., Єжевська О.С.

Хмельницький національний університет

НОВА ШЛІХТУВАЛЬНА КОМПОЗИЦІЯ

Сучасний економічний стан нашої країни, її промислових галузей, зокрема текстильної, вимагає впровадження нових технологій і матеріалів, що допоможуть знизити собівартість продукції, відвищити ресурсозбереження, зменшити навантаження на навколишнє середовище. Запропонована композиція належить до підготовчого відділу ткацького виробництва - шліхтування текстильних основ - і може бути використана з метою підвищення ефективності переробки їх на ткацькому обладнанні.

Технологія шліхтування целюлозомістких основ передбачає використання препаратів, у складі яких в якості адгезивів виступають продукти харчування - полісахариди крохмалі або дорогі синтетичні високомолекулярні сполуки. Запропонована шліхтувальна композиція та технологія її застосування дозволяє частково або повністю вивільнити адгезивну компоненту шліхтуючого препарату, яку одержують з вказаних вище препаратів.

Процес шліхтування залежить від цілої низки факторів, одним з яких є вологотемпературні характеристики оточуючого середовища. Здатність плівок шліхти утримувати вологу дозволяє не лише покращити якісні та технологічні показники прядива і підвищити ефективність його переробки у ткацтві, але й покращити умови праці на виробництві шляхом зниження пилоутворення.

Недоліком шліхт, що містять крохмалі та тверді або м’які парафіни є те, що оброблене основне прядиво має невисокі фізико-механічні та структурно-механічні властивості, нерівномірне покриття плівкою шліхти та збільшену ворсистість, що знижує ефективність переробки текстильних основ у ткацтві.

Завданням запропонованого винаходу є зниження обривності, покращення здатності целюлозних основних волокон перероблятись у ткацтві за рахунок підвищення якості шліхти, технологічних та якісних показників ошліхтованого прядива, структурно-механічних властивостей плівки, що утворюється на прядиві в процесі шліхтування та зниження витрат адгезиву (крохмалю) та олії, одержуваних з харчових продуктів.

Поставлене завдання досягається так: до складу шліхти на основі крохмалю, м’яких парафінів, цільових домішок та води в якості компонента, що покращує фізико-механічні властивості ошліхтованих основ, структурно-механічні характеристики адгезивних плівок, утворюваних на прядиві в процесі шліхтування, використовують комплексні сполуки алюмінію, каоліни загальної хімічної будови AL₂O₃∙2SiO₂∙2HOH або калієвоалюмінієві квасці K[AL(SO₄)₂]∙12HOH.

М’які парафіни – це суміші вуглеводнів ряду метану нормальної будови в межах С₁₉Н₄₀ – С₃₅Н₇₂, продукти переробки нафти, молекулярна маса котрих становить 300-400, температура плавлення – 50-54^°С, вміст мастил не перевищує 0,6-2,3%. На відміну від твердих парафінів, м’які – мають високу пластичність. Використання м’яких парафінів в технології шліхтування дає можливість покращити зносостійкість та еластичність прядива в процесі ткацтва, чим досягається не лише підвищення ефкктивності цього процесу, але й пониження пиловиділення. Тому м’які парафіни досить широко використовують в технології підготовки основ до ткацтва.

Каолін як сполука являє собою алюмінієву кислоту (H₄AL₂SіO₂) та має циклічну структурну формулу. Його частинки є дрібнодисперсними гідрофільними речовинами, мають пластинчасту будову та щільне пакування, що зумовлює найважливішу властивість каолінів – водонепроникність. Наявність в цих речованах хімічно зв’язаних молекул води, котрі міцно ними утримуються до 400^°С, зумовлює пластичність каолінів та стабільність гігроскопічних властивостей текстильних матеріалів, оброблених препаратами на їхній основі. Гідрофільні додатки позитивно впливають на фізико-механічні та структурно-механічні властивості ошліхтованого прядива та на адгезивні властивості плівок, утворених на волокнах в процесі шліхтування. Чисті каоліни являють собою білу масу, ніжну на дотик, котра містить близько 2,0% лугів. Найбільша кількість їх родовищ знаходиться в Україні (Глухівський район, що на Вінничині).

Калієво-алюмінієві квасці - комплексні солі алюмінію будови k[aL(so₄)₂]∙12НОН, котрі утворюються при взаємодії калій та алюміній сульфатів. Їхні молекули, як і каоліни, містять хімічно зв’язну воду, котра міцно ними утримується. Наявність хімічно зв’язних молекул води у молекулах квасців дозволяє забезпечити стійкі гігроскопічні властивості текстильним матеріалам, обробленим цими речовинами. Такі властивості відіграють особливу роль в процесі ткацтва. Зміна вологотемпературних режимів на ткацькому виробництві, як правило, знижує його ефективність. Разом з тим, для підтримання конденційної вологості основ в процесі ткацтва, витрачають значні кошти, наприклад, на обладнання цехів системою зволоження. Калієво-алюмінієві квасці є найважливішими сполуками для техніки серед сполук такого типу. Вони використовуються в текстильній промисловості в процесі фарбування тканин як антистатики.

В науково-технічній літературі практично відсутні дані стосовно використання калієво-алюмінієвих квасців та каолінів як гігроскопічних сполук та речовин, що покращують структурно-механічні властивості адгезивних плівок, утворюваних на прядиві в процесі шліхтування. Таким чином, можна стверджувати, що проведені досліди (таблиці 1-3) відповідають критерію “новизна”.

Запропонований винахід проілюстровано прикладами 1-9 та таблицями 1-3, в яких наведено властивості шліхти, ошліхтованого прядива та показники процесу ткацтва.

Шліхту (складу 1-9) для проклеювання основ з використанням у якості адгезиву крохмалю, готували згідно з відомими класичними технологіями. Комплексні сполуки квасців або каоліну в процесі приготування шліхти додавали до суспензії, котра утворювалась на початковій стадії одержання препарату, в результаті перемішування крохмалю та розчинника в реакторі при температурі 20-25^°С. М’які парафіни додавали до шліхти після клейстеризації крохмалю.

Таблиця 1

Кількісний склад та фізико-хімічні властивості шліхти

Номер прикла-ду	Вміст компонентів у складі, мас. %				Відно-сна в’яз-кість	Кисло-тність, рН	Ступінь розщеп-лення крохмалю
	Крох-маль кукуруд-зяний	М’який парафін	Каолін або квасці	Вода, до
1	4, 50	0,80	0,10	100, 00	1,58	7,20	87,0
2	4, 50	0,80	0,20	100, 00	1,65	7,25	87,8
3	4, 50	0,80	0,30	100, 00	1,70	7,30	88,6
4	4, 50	0,80	0,40	100, 00	1,69	7,40	88,0
5	4, 50	0,80	0,50	100, 00	1,72	7,50	89,3
6	4, 50	0,80	-	100, 00	1,42	7,20	86,5
7	-	99,60	0,40	-	1,51	-	-
8	-	99,60	0,40	-	1,51	-	-

Приклад 1. До реактора для приготування шліхти заливали воду та нагрівали до 25-30^°с. При постійному перемішуванні засипали крохмаль до утворення суспензії. Потім додавали каолін або квасці, підвищували температуру до 98^°с та проводили клейстеризацію крохмалю протягом 35 хвилин. Перемішуючи, додавали м’який парафін. Перемішування продовжували на протязі 10 хвилин. Шліхтували бавовняні основи лінійної щільності 50 текс. Фізико-хімічні властивості шліхти представлено в таблиці 1.

Приклади 2-6. Технологія приготування шліхти, така сама, як у прикладі 1. Шліхтували бавовняні основи лінійної щільності 50 текс. Фізико-хімічні властивості шліхти наведено в таблиці 1.

Приклад 7. Ванну вощильного пристрою шліхтувальної машини наповнювали м’яким парафіном. Нагрівали до 55^° С, витримували до повного розплавлення м’якого парафіну. До розплаву при перемішуванні додавали каолін. Залишали композицію на 10 хвилин, а потім шліхтували основне лляне прядиво лінійної щільності 240 текс. Фізико-хімічнї властивості шліхти наведено в таблиці 1.

Приклад 8. Ванну вощильного пристрою шліхтувальної машини наповнювали м’яким парафіном. Нагрівали до 55^°С. Витримували до повного розплавлення м’якого парафіну. При перемішуванні до розплаву парафіну додавали калієво-алюмінієві квасці. Шліхтували джуто-кенафне прядиво лінійної щільності 340 текс. Фізико-хімічної властивості шліхти наведено в таблиці 1.

Приклад 9. Шліхту готували таким чином: в реактор для приготування шліхти заливали воду і нагрівали до 25-30^°с. При перемішуванні засипали крохмаль. Додавали хлорамін, попередньо розведений у воді при 25-30⁰С. Піднімали температуру до 98^°С і проводили клейстеризацію протягом 35 хвилин. За 5 хвилин до кінця приготування шліхти вводили усі інші компоненти, зазначені у рецепті. Масу перемішували протягом 10 хвилин. Шліхтували бавовняне основне прядиво лінійної щільності 50 текс. Фізико-хімічні властивості шліхти наведено в таблиці 1.

Шліхтування основного прядива шліхтою, котре як адгезив містить крохмаль (приклади 1-6 та 9), проводили на шліхтувальних машинах ШКВ-140, ШКВ-180 за режимами, регламентованими приготувальними цехами ткацького виробництва. Обробку основ м’якими парафінами (приклади 7-8) здійснювали на шліхтувальних машинах (ШБ-140, ШКВ-180), оснащених пристроями для вощіння за технологією сухого шліхтування при наступних основних параметрах (таблиця 2):

Таблиця 2

Найважливіші параметри основного прядива на шліхтувальній машині

Параметр	Тиск в жалі валів на машині, атм	Температура води у клейовій ванні, ^0С	Вологість прядива перед обробкою м’яким парафіном, %	Температура розплаву м’якого па- рафіну, ^°С
Значення параметрів	2,0-2,5	25-40	6-7* 14-15**	45-55

Примітка * - бавовняне прядиво

** - лляне прядиво

Витяжка прядива, %	Співвідношення швидкості вощіння та вощильного ролика	Заглиблення ролика у ванну з м’яким парафіном, мм	Приклей м’якого парафіну, %
0,25-0,30	30/1-50/1	1-1,5	0,8-1,4

При обробці основного прядива за технологією сухого шліхтування м’якими парафінам (приклади 7-8) клейову ванну шліхтувальної машини заповнювали водою, ванну вощильного пристрою – розплавом м’якого парафіну. Основне прядиво зволожували у клейовій ванні водою, віджимали на віджимних валах. Зволожені основи надходили до сушильних відділів машини, де їх висушували до вологості, регламентованої вимогами ткацького виробництва (таблиця 2). Далі основне прядиво з регламентованою вологістю проходило крізь вощильний пристрій з розплавом м’якого парафіну з додатками квасців або каоліну. Парафін наносився на основи за рахунок контакту прядива з поверхнею вощильного ролика, зануреного у розплав м’якого парафіну. Після цього основи проходили крізь цінові прутки, ділильний рядок і намотувались на ткацькі навої.

Фізико-механічні характеристики та показники процесу ткацтва целюлозних основ, ошліхтованих згідно відомих технологій – аналогу (рецепт 9) та прототипу (рецепт 6) та запропонованого винаходу наведено в таблиці 3.

З даних, наведених в таблиці 3 видно, що запропоновані склади, згідно винаходу, дозволяють покращити якісні та технологічні властивості ошліхтованого основного прядива з целюлозних волокон та підвищити ефективність переробки його в ткацтві, порівняно з відомими технічними рішеннями.

Таблиця 3

Фізико-механічні властивості ошліхтованого основного прядива та показники процесу ткацтва

Но-мер при-кла-ду	Приклей, %		Воло-гість ошліх-товано-го пря- дива, % (+-0,1)	Збіль-шення розрив-ного наванта-ження, % (+-0,2)	Збіль-шення розрив-ного подов-ження, % (+-0,2)	Збільшен-ня адгезії плівки шліхти до прядива (+-0,2)	Обрив-ність основи, обр/м
	Кро-хмал (+-0,1)	Парафін, (+-0,1)
1	5,1	0,9	6,9	21,12	13,22	16,70	0,06
2	5,2	0,9	7,0	22,40	12,85	18,41	0,05
3	5,2	1,0	7,1	23,21	12,25	19,25	0,05
4	5,3	1,1	7,2	23,52	12,10	19,30	0,04
5	5,3	1,1	7,2	23,56	12,00	19,20	0,04
6	5,0	0,9	6,8	20,12	14,28	-	0,08
7	-	1,45	14,5	15,82	12,50	15,36	0,04
8	-	1,50	6,2	12,68	11,46	16,41	0,05
9	5,3	-	6,7	20,82	16,83	-	0,12

Розшліхтування основ, оброблених м’якими парафінами, здійснювали шляхом відварювання їх в лужному розчині з додаванням поверхнево-активних речовин в процесі відбілювання. Таким чином, як випливає з прикладів та даних, наведених в таблицях 1, 2, 3, запропонована шліхтувальна композиція та її використання дозволяє:

· зменшити витрати на 20-30% (рецепти 1-5), або 100% (рецепти 7-8) крохмалю та олії, одержуваних з харчових продуктів;

· виключити зі складу шліхти додатки спеціального призначення, такі, як розщеплювачі, піногасники, змочувачі;

· підтримувати практично сталу конденційну вологість основ в процесі ткацтва;

· зменшити пиловиділення і, таким чином, покращити санітарно-гігієнічні умови праці на ткацькому виробництві;

· підвищити ефективність процесу ткацтва за рахунок зниження обривності.

література

1. Деклар. пат. 10218 Україна,С09J4/06. Шліхтувальна композиція для целюлозних основ / Г.Ткачук, Л.Ганзюк, В.Щербань, В.Гнідець. – u 2005 02271; Заяв.14.03.2005; Опубл. 15.11.2005, Бюл.№11.

2. Сарибеков Г.С., Осик Ю.И., Видющенко Е.Н., Губенко А.И. Заменители пищевого сырья в текстильной промышленности. – К.: Техника, 1987.-с.184.

3. Ганзюк Л.И. Новые шлихтующие препараты. – К.: Техніка, 1991.-с.166.

4. Справочник по льноткачеству/ Р.Д. Дружинина и др. – М.: Легпромбытиздат, 1985.-с.424 .

5. Живетин В.В., Ольшанская А.В., Островская А.В. Рекомендации по шлихтованию основ с применением мягкого парафина// Текстильная промышленость.-1987.-№7.-с.57.