Результат интеллектуальной деятельности: СОСТАВ ДЛЯ ВАЛКИ ШЕРСТЬСОДЕРЖАЩИХ ТЕКСТИЛЬНЫХ 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 материалов, содержащих шерстяное волокно, а именно для сваливания ровницы или валки чистошерстяных тканей, а также полушерстяных тканей, содержащих синтетические или натуральные волокна.

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.].

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.

Кислотную валку используют исключительно для грубосуконных тканей [Шиканова И.А. Технология отделки шерстяных тканей. М., «Легкая индустрия», 1972 г., 364 с.].

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 [Петерс Р.Х. Текстильная химия (Очистка текстильных материалов от загрязнений). Пер. с английского Г.Е. Кричевского, М.: «Легкая индустрия», 1973, 212 с.].

Наибольшее применение находят щелочные составы, включающие мыло, соду или аммиак с синтетическими продуктами [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.].

Обычно рабочий валочный раствор содержит 0,5-1 г/л соды или другого щелочного агента (NH₄OH, NaHCO₃ и пр.) и 15-20 г/л вспомогательного агента, которым чаще всего является поверхностно активное вещество, но могут быть и другие текстильно-вспомогательные вещества (ТВВ) [Шиканова И.А. Технология отделки шерстяных тканей. М., «Легкая индустрия», 1972 г., 364 с.].

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

Недостатками перечисленных валочных составов является то, что они не решают задачу защиты шерстяного волокна от микробиологического повреждения, которое является серьезной проблемой и наносит существенный ущерб при хранении и транспортировке шерстяных материалов [Новорадовская Т.С., Садова С.Ф. Химия и химическая технология шерсти. М: Легпромбытиздат, 1986 г., 200 с.]. И тем более не придает шерстяному волокну антимикробных свойств.

Известен 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 обеспечивает защиту шерсти от микробиологического повреждения [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 он не придает волокну антимикробных свойств, кроме того в этом случае валка происходит в кислой среде, что существенно ограничивает ассортимент обрабатываемых им материалов.

Наиболее близким к изобретению является состав, содержащий в качестве щелочного агента гидроксид аммония, а в качестве вспомогательного вещества алкилбензосульфонат и этоксилированный жирный спирт [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.] Однако этот состав не обеспечивает защиту шерстяного волокна от микробиологического повреждения в процессе эксплуатации и не может придать изделиям антимикробные свойства.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности защиты шерстьсодержащих текстильных материалов от микробиологического повреждения и придание им антимикробных свойств.

Указанный результат достигается составом для валки шерстьсодержащих текстильных материалов, содержащим щелочной агентгидроксид аммония, вспомогательный компонент и воду, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного компонента содержит нитрат серебра в сочетании с дитионитом натрия при следующем содержании компонентов, г/л:

Достижение заявленного технического результата обуславливается использованием в качестве вспомогательного компонента нитрата серебра в сочетании с дитионитом натрия, которые в совокупности с известными признаками обеспечивают получение следующих существенных преимуществ:

- уменьшение потерь прочности шерстяного материала в процессе эксплуатации: от микробиологического повреждения (действия гнилостных бактерий) - с 65-80 до 3-5%;

- придание шерстяному материалу антимикробных свойств.

В процессе валки шерстяного материала в щелочной среде, создаваемой гидроксидом аммония происходит восстановление серебра из водного раствора нитрата серебра дитионитом натрия. Специфика строения шерсти, имеющей наружный чешуйчатый слой, наличие пор размером до 12 мкм [Новорадовская Т.С., Садова С.Ф. Химия и химическая технология шерсти. М.: Легпромбытиздат, 1986 г., 200 с.] обусловливают возможность инкрустации в них наночастиц серебра с прочной его фиксацией на поверхности шерстяного волокна, обеспечивая заявленные преимущества.

Для осуществления изобретения использованы следующие вещества:

Гидроксид аммония (NH4OH) ГОСТ 3760-79

Нитрат серебра (AgNO3) ГОСТ 1277-75

Дитионит натрия ГОСТ 246-76

Вода (техническая) (ГОСТ 17.1.1.04-80).

Состав готовят традиционным способом. Для этого в воду при перемешивании вводят в необходимых количествах гидроксид аммония, нитрат серебра и дитионит натрия.

Пример 1.

В воду (0,5 л) последовательно вводятся г/л: гидроксид аммония - 2, нитрат серебра - 0,0001 и дитионит натрия - 1. Состав перемешивается и доводится водой до 1 л.

Пример 2.

В воду (0,5 л) последовательно вводятся г/л: гидроксид аммония - 5, нитрат серебра - 0,0002 и дитионит натрия - 2. Состав перемешивается и доводится водой до 1 л.

Пример 3.

В воду (0,5 л) последовательно вводятся г/л: гидроксид аммония - 8, нитрат серебра - 0,0003 и дитионит натрия - 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 заявленными составами и составом-прототипом обрабатывали одни и те же материалы по одинаковой технологии.

Качественные показатели определяли одинаково и для прототипа, и для предлагаемых составов.

Устойчивость к гниению определяли после почвенного испытания, в ходе которого образцы закапывали в землю (смесь песка, коровьего навоза, садовой земли в соотношении 1:1:1 с рН 6,0…7,5) на глубину 10 см. Площадку для закапывания делали с небольшим наклоном, чтобы при поливе вода не удерживалась на образцах [Лувшис Л.А. Методы испытания волокна, пряжи и ткани в шерстяной промышленности / Л.А. Лувшис, Е.И. Биренбаум - М.: Легкая индустрия, 1967. - 218 с.].

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.].

Биоцидный эффект оценивали дискодиффузионным методом: на поверхность агара в чашке Петри наносят бактериальную суспензию определенной плотности, помещают диски из свалянной шерсти, инкубируют при условиях, благоприятных для каждого конкретного микроорганизма. Измеряют диаметры зон задержки роста вокруг диска в миллиметрах (с учетом диаметра диска) [Биоповреждения и методы оценки биостойкости материалов. Сборник статей. - М.: Наука, АН СССР, Научный Совет по биоповреждениям, 1988. - 140 с.]. Оценивают результат путем сопоставления диаметра зон задержки роста испытанной культуры. В качестве бактериальных культур использовали Staphilococcusaureus и Candidaalbicans.

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

Из представленных в таблице данных видно, что после валки с заявленным составом потери прочности шерстяного материала от микробиологического повреждения под действием гнилостных бактерий снижаются до 3-5%. Кроме того, материалы, прошедшие валку с заявленным составом, приобретают антимикробные свойства, о чем свидетельствуют результаты дискодиффузионного метода: подавление жизнедеятельности бактерий Staphilococcusaureus составило 5-8 мм, a Candidaalbicans - 11-17 мм, что позволяет считать такие материалы бактерицидными.