Результат интеллектуальной деятельности: СОСТАВ ДЛЯ ВАЛКИ ШЕРСТЬСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к текстильной и легкой промышленности, а именно к составу, применяемому для валки шерстьсодержащих текстильных материалов, который может быть использован для различного ассортимента шерстьсодержащих текстильных материалов, в первую очередь для грубосуконных и технических полотен, предназначенных для выпуска изделий, эксплуатируемых на открытом воздухе.

Под валкой понимают технологический процесс, при котором создается сукно, характеризующееся уваленностью и наличием поверхностного застила. В процессе валки уменьшаются размеры ткани по длине и ширине куска и увеличивается толщина ее. Одновременно повышаются теплоизолирующие свойства, прочность, плотность и мягкость ткани. В условиях валки происходит массовое перемещение волокон шерсти относительно друг друга в результате которого они сближаются перепутываются и сцепляются, что приводит к усадке ткани по площади и увеличению веса единицы ее объема [Шиканова И.А. Технология отделки шерстяных тканей. М., «Легкая индустрия», 1972 г., 364 с. (с. 77)].

Валку шерстьсодержащих текстильных материалов проводят в кислой, нейтральной или щелочной средах. Выбор способа и длительность валки зависят от вида изделия, аппаратурного оформления, качества и вида эффекта [Садов Ф.И. Химическая технология волокнистых материалов / Ф.И. Садов, М.В. Корчагин, А.И. Матецкий // «Легкая индустрия», 1968, 784 с.].

Валка в нейтральной среде является очень слабой и редко проводится для тонких шерстяных и полушерстяных тканей с чувствительной окраской.

Наибольшее применение находят щелочные составы, включающие мыло, соду и аммиак с синтетическими продуктами.

Известен состав для валки, содержащий (г/л): биологически разлагаемые ПАВ (Синтанол ДС-10, Синтамид 5, Превоцелл W и т.п.) - 8-15 г/л и кальцинированную соду - 2-5 г/л) [Отделка и крашение шерстяных тканей. Справочник / Под общей редакцией В.Л. Молокова. - М.: Легпромбытиздат, 1985, 264 с.]

Недостатками щелочной валки являются значительное снижение прочностных характеристик шерсти и большие потери в виде «сбоя» [Кричевский Г.Е. Химическая технология текстильных материалов: Учеб. для вузов в 3-х т. Т. 1. М.:, 2000, 436 с.].

Также для валки используют кислые составы на основе серной, уксусной или муравьиной кислот.

Известен состав, содержащий муравьиную кислоту до рН 4-5. [Хвала А. Текстильные вспомогательные вещества (справочное пособие): Пер. с нем. в 2 ч. / А. Хвала, В. Ангер, К. Хвала. - М.: Легпромбытиздат, 1991. Ч. 1. - 432 с.] или состав, содержащий 0,2-0,5% серной кислоты [Петере Р.Х. Текстильная химия (Очистка текстильных материалов от загрязнений). Пер. с английского Г.Е. Кричевского, М.: «Легкая индустрия», 1973, 212 с.].

Известен состав для валки шляпного фетра, технического и одежного сукна, тяжелых платков. Он содержит серную кислоту до рН 4,5-6, вспомогательный компонент для валки 2-3 г/л и воду до 1 л [Хвала А. Текстильные вспомогательные вещества (справочное пособие): Пер. с нем. В 2 ч. / А. Хвала, В. Ангер, К. Хвала. - М.: Легпромбытиздат, 1991. Ч. 1. - 432 с.].

Вспомогательный компонент представляет собой анионное или неионогенное моющее средство, например, Силастан АВ, представляющий собой алкиларилсульфонат, или Синкал АВ, представляющий собой смесь алкиларилсульфоната и сульфата жирного спирта, или Лавотан НН - продукт конденсации жирных кислот.

Основным недостатком всех составов является отсутствие в нем компонента, позволяющего оградить шерстяной материал от потерь прочности в процессе последующей эксплуатации. Так, известно, что шерсть легко повреждается под действием инсоляции: под действием солнечного света (в первую очередь УФ-излучения) происходит разрушение кератина шерсти, ослабление и пожелтение волокна.

Наиболее близким к изобретению является состав для валки шерстьсодержащих текстильных материалов, содержащий кислоту, например серную или муравьиную, или уксусную в количестве 1-3 г/л, обезвоженный кремнегель, являющийся отходом производства фтористого алюминия со стадии фильтрации - 3-20 г/л и воду до 1 литра, который, благодаря использованию в качестве вспомогательного компонента обезвоженного кремнегеля, являющегося отходом производства фтористого алюминия со стадии фильтрации несколько снижает потери прочности шерстяного волокна под действием инсоляции. [Патент 2465382 Российская Федерация, МПК D06C 17/00. Состав для валки шерстьсодержащих текстильных материалов / Владимирцева Е.Л., Желнова А.С., Шарнина Л.В., Блиничева И.Б., Вильбой М.А.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет". - №2011131398/12, заявл. 26.07.2011, опубл. 27.10.2012, Бюл. №30]. Однако это снижение невелико, следовательно, валяние с этим составом не позволяет эффективно защитить шерстяные материалы от действия солнечного света.

Техническим результатом изобретения является значительное уменьшение потери прочности шерстяного волокна под действием инсоляции и заметное повышение эффективности защиты шерстяного материала от солнечного света. Белизна (светлота) шерстяного волокна при этом не меняется.

Указанный результат достигается тем, что состав для валки шерстьсодержащих текстильных материалов, содержащий кислоту, вспомогательный компонент и воду, согласно изобретению, в качестве вспомогательного компонента содержит ТiO₂-столбчатые глины, полученные интеркаляцией полигидроксокомплексов титана при следующем содержании компонентов, г/л:

При этом в качестве кислоты состав содержит серную, или муравьиную, или уксусную кислоту.

Использование в качестве вспомогательного компонента ТiO₂-столбчатых глин, полученных интеркаляцией полигидроксокомплексов титана [Butman M.F., Ovchinnikov N.L., Karasev N.S., Kochkina N.E., Agafonov A.V., Vinogradov A.V. Photocatalytic and adsorption properties of TiO2-pillared montmorillonite obtained by hydrothermally activated intercalation of titanium polyhydroxo complexes. BeilsteinJ. Nanotechnol. 2018, V. 9. P. 364-378] в совокупности с известными признаками позволяет снизить потери прочности шерстяного материала от действия солнечного света на 45-60%. Эффект достигается за счет специфики строения шерстяного волокна, имеющего наружный чешуйчатый слой и систему микропор и микротрещин размером до 12 мкм [Новорадовская Т.С., Садова С.Ф. Химия и химическая технология шерсти. М.: Легпромбытиздат, 1986 г., 200 с.], что обусловливает возможность инкрустирования и прочной фиксации в них наночастиц глин, обогащенных путем гидротермальной интеркаляции оксидом титана. В нативном виде оксид титана не фиксируется на шерстяном волокне.

Состав содержит следующие компоненты:

Для создания кислой среды могут быть использованы различные кислоты, обычно используемые в технологических процессах текстильного отделочного производства, т.е. нелетучие, взрыво-пожаробезопасные, доступные по цене, недефицитные, например:

- Серная кислота (ГОСТ 2184-77); муравьиная кислота (ГОСТ 1706-78); уксусная кислота (ГОСТ 19814-74);

- ТiO₂-столбчатые глины, полученные интеркаляцией полигидроксокомплексов титана (Butman M.F., Ovchinnikov N.L., Karasev N.S., Kochkina N.E., Agafonov A.V., Vinogradov A.V. Photocatalytic and adsorption properties of TiO2-pillared montmorillonite obtained by hydrothermally activated intercalation of titanium polyhydroxo complexes. BeilsteinJ. Nanotechnol. 2018, V. 9. P. 364-378)

- техническая вода (ГОСТ 17.1.1.04-80).

Состав готовят традиционным способом. Для этого в воду при перемешивании вводят в необходимых количествах кислоту и ТiO₂-столбчатые глины, полученных интеркаляцией полигидроксокомплексов титана [Butman M.F., Ovchinnikov N.L., Karasev N.S., Kochkina N.E., Agafonov A.V., Vinogradov A.V. Photocatalytic and adsorption properties of Ti02-pillared montmorillonite obtained by hydrothermally activated intercalation of titanium polyhydroxo complexes. BeilsteinJ. Nanotechnol. 2018, V. 9. P. 364-378].

Пример 1

В воду (0,5 л) последовательно вводятся г/л: ТiO₂-столбчатые глины, полученные интеркаляцией полигидроксокомплексов титана - 5, серная кислота - 1.Состав перемешивается и доводится водой до 1 л.

Пример 2

В воду (0,5 л) последовательно вводятся г/л: ТiO₂-столбчатые глины, полученные интеркаляцией полигидроксокомплексов титана - 3, уксусная кислота - 2. Состав перемешивается и доводится водой до 1 л.

Пример 3

В воду (0,5 л) последовательно вводятся г/л: ТiO₂-столбчатые глины, полученные интеркаляцией полигидроксокомплексов титана - 10, муравьиная кислота - 3. Состав перемешивается и доводится водой до 1 л.

Валку текстильных материалов проводят по традиционной технологии на стандартном оборудовании - сукновальных машинах типа СВ-500Ш, СВ-300Ш, СВФ-500-Ш и пр. Ткань или волокно пропитывается валочным раствором на специальных замыливающих машинах, обеспечивающих более равномерное нанесение состава или непосредственно на сукновальной машине, после чего подвергается многократным воздействиям органов машины, усаживаясь последовательно по длине и ширине. Длительность валки зависит от типа ткани [Шиканова И.А. Технология отделки шерстяных тканей. М, «Легкая индустрия», 1972 г., 364 с.].

Для получения корректных сравнительных данных заявленным составом и составом-прототипом обрабатывали одни и те же материалы по одинаковой технологии.

Воздействие на материал солнечного света имитировали на приборе дневного света ПДС, разработанном в ЦНИХБИ [Лабораторный практикум по текстильному материаловедению / под ред. Коблякова А.И. - М.: Легпромбытиздат, 1986. - 343 с.] при облучении в течение 48 ч. Повреждение шерстяного материала контролировали по степени его растворимости в 0,1 Н растворе щелочи (NaOH) при температуре 65°С. Мера повреждения шерсти определялась как разность в массе образца до и после обработки, выраженная в процентах к массе исходного сухого образца. При этом потеря массы при обработке в щелочи тем больше, чем больше поврежден образец при валке. В качестве образца сравнения использовали образец исходного материала. [Корчагин М.В. Лабораторный практикум по химической технологии волокнистых материалов. Учебное пособие для студентов вузов текстильной промышленности / М.В. Корчагин. - М.: «Легкая индустрия», 1976, 352 с.].

О белизне (светлоте) текстильных материалов судили по величине коэффициента отражения, определяемого на спектрофотометре «Спекол-11» при длине волны 540 нм.

Качественные показатели текстильных материалов, обработанных составом-прототипом и заявленным составом, приведены в таблице.

Как видно из представленных в таблице данных, после валки с заявленным составом потери прочности шерстяного волокна составляют от 5 до 10%, что ниже, чем после валки с составом-прототипом. Белизна (светлота) обработанных материалов при этом сохраняется на прежнем уровне.