состав для обработки текстильных нитей из химических волокон путем замасливания

Формула изобретения

1. Состав для обработки текстильных нитей из химических волокон путем замасливания, содержащий минеральное масло, алкилфосфат и моноолеат глицерина, отличающийся тем, что состав дополнительно включает оксид одного из переходных металлов, являющихся окислителем по отношению к металлу, из которого изготовлены нитеконтактирующие детали текстильных машин, и высшую ненасыщенную карбоновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Минеральное масло - 75,0-79,5

Алкилфосфат - 14-16

Моноолеат глицерина - 5-6

Оксид переходного металла - 0,5-1

Высшая ненасыщенная карбоновая кислота - 1-2

2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве переходного металла он содержит одновалентную медь.

3. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве высшей ненасыщенной карбоновой кислоты он содержит олеиновую кислоту.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к текстильному производству, а именно к составам для обработки текстильных нитей из химических волокон путем замасливания при подготовке их к переработке в прядильном, ткацком и трикотажном производствах, например при подготовке основы на сновальных машинах трикотажного производства.

Из патентных и научно-технических источников известны многие химические составы, используемые для обработки замасливанием различных волокнистых материалов и текстильных нитей.

Так, известен, в частности, замасливатель для обработки волокнистых материалов, содержащий в мас. %: минеральное масло 64-70, эмульгатор 24-30, моноолеат глицерина 1,5-5, препарат Синтанол 0,2-2 (Замасливатель для обработки волокнистых материалов. А. С. СССР 471407 D 06 М 13/02 Бюл. 19 от 25.05.1975). Замасливатель предназначен для улучшения перерабатывающей способности текстильных нитей при уменьшении коэффициента трения, снижения обрывности нитей и их электризуемости. Однако обработка волокнистых материалов данным замасливателем имеет ряд недостатков, в частности имеет место слипание отдельных волокон и их комплексов; недостаточное для обеспечения качественного технологического процесса уменьшение коэффициента трения нитей о нитенаправляющие детали текстильных машин. Кроме того, данный замасливатель раздражающе действует на кожу человека, что не отвечает необходимым санитарно-гигиеническим требованиям.

Так же известен замасливатель для синтетических нитей, содержащий в мас. ч. : минеральное масло 75-80, препарат Стеарокс-6 4-8, катионактивное ПАВ-алкамон ОС-2 (или препарат ДС) 2-6, препарат ОП-4 на основе оксиэтилированных алкилфенолов (или препарат Синтанол ДС-4 на основе оксиэтилированных спиртов С₁₀-С₁₆) 4-8 и воду 2-5 (Замасливатель для синтетических нитей. А. С. СССР 812863, кл. D 06 М 13/02 1981 г. ). Данный замасливатель рекомендуется использовать для снижения электризуемости и улучшения качества перемотки синтетических нитей. Однако этот замасливатель недостаточно эффективен, главным образом, из-за его высокой вязкости. Недостатком данного состава является также неравномерность коэффициента трения по длине обрабатываемых нитей, что ведет к снижению качества вырабатываемого конечного продукта, в частности увеличению количества обрывов, приходящихся на единицу веса трикотажного полотна.

Из других составов, описанных в технической литературе, можно указать, например, на замасливающую композицию для обработки комплексной хлопкополиэфирной пряжи, содержащую в мас. %: смазку в виде минерального масла или синтетическую смазку 10-30, антистатик (сульфат или фосфат) 10-25, эмульгатор 20-35 и воду 30-45 (Wen Yean Wu and Jiunn-yih Lee "Effekt of oil on Spread Width of Composite Yarn". Textile Research Journol 6,1995, s. s. 343-347). Данная замасливающая композиция улучшает перерабатывающую способность комплексной хлопкополиэфирной пряжи. Но так же, как и предыдущие составы, она не обеспечивает необходимое уменьшение коэффициента трения, увеличение прочности и равномерность физико-механических свойств обработанных текстильных нитей по их длине.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является замасливатель для синтетических нитей (известный в промышленности под названием Н-02), содержащий вазелиновое масло, алкилфосфат (препарат оксифос А или оксифос В) и моноолеат глицерина. Описание этого замасливателя дано, например, в технических условиях 6-14-51-76 (Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетического волокна, г. Калинин, 1976 г. ). Такой состав снижает электризуемость, коэффициент трения обрабатываемых синтетических нитей и тем самым улучшает их способность к последующей текстильной переработке. Однако, как и в случае обработки текстильных нитей ранее описанными аналогами, пленка, образующаяся на поверхностях, участвующих в фрикционном контакте тел, недостаточно прочна и имеет структуру, которая не предохраняет нитеконтактирующие поверхности металлических деталей текстильных машин от образования вредных окисных пленок и вследствие этого быстро изнашивается. Все это предопределяет возможность пластической деформации поверхностных и более глубоких слоев текстильных нитей и нитеконтактирующих деталей текстильных машин, что в свою очередь ведет к уменьшению их прочности, а так же к недостаточному уменьшению коэффициента трения и его неравномерности по длине текстильных нитей.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в улучшении перерабатывающей способности химических текстильных нитей. В частности, новый состав позволяет уменьшить количество обрывов на единицу веса трикотажного полотна за счет снижения коэффициента трения нитей по нитеконтактирующим металлическим деталям трикотажных машин, а так же благодаря уменьшению электризуемости нитей и повышению их прочности.

Данная задача решается тем, что состав для обработки текстильных нитей из химических волокон путем замасливания, содержащий минеральное масло, алкилфосфат и моноолеат глицерина, дополнительно включает оксид одного из переходных металлов, являющихся окислителем по отношению к металлу, из которого изготовлены нитеконтактирующие детали текстильных машин и высшую ненасыщенную карбоновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. %.

Минеральное масло - 75,0-79,5

Алкилфосфат - 14-16

Моноолеат глицерина - 5-6

Оксид переходного металла - 0,5-1

Высшая ненасыщенная карбоновая кислота - 1-2

Введение в предлагаемый состав для обработки текстильных нитей из химических волокон путем замасливания оксида одного из переходных металлов, являющихся окислителем по отношению к металлу, из которого изготовлены нитеконтактирующие детали текстильных машин и высшей ненасыщенной карбоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Минеральное масло - 75,0-79,5

Алкилфосфат - 14-16

Моноолеат глицерина - 5-6

Оксид переходного металла - 0,5-1

Высшая ненасыщенная карбоновая кислота - 1-2

обеспечивает наличие в защитной пленке, образованной этим составом на текстильных нитях, металлорганических солей, а в некоторых случаях и металлоорганических комплексных соединений. При фрикционном взаимодействии обработанных заявляемым составом текстильных нитей из химических волокон с металлическими нитеконтактирующими поверхностями текстильных машин металлорганические соединения, как показывают исследования, частично находятся в диссоциированном состоянии. Распавшиеся металлорганические соединения поставляют ионы металла, которые вследствие окислительно-восстановительной реакции разряжаются на поверхности нитеконтактирующих деталей текстильных машин и образуют равномерную пленку. Обычно металлические детали текстильных машин изготавливают из сплавов железа. Поэтому в качестве переходных металлов, являющихся окислителем по отношению к железу, состав может содержать такие металлы, как Cd, Co, Ni, Pb, Cu, Ag.

Образованная предлагаемым составом металлическая пленка обладает рядом ценных свойств: имеет малые усилия сдвига, пориста, в ее порах адсорбируются поверхностно-активные вещества, вследствие чего в верхней части не имеет окислов и тем самым исключает целый ряд негативных факторов, повышающих трение, увеличивающих износ и снижающих прочность, таких как пластическая деформация поверхностных слоев, шероховатость и наводораживание деталей и узлов. При локальном изнашивании образовавшейся пленки происходит постоянное ее самовосстановление за счет протекания на обнажившихся участках металлических поверхностей вышеупомянутых реакций. Таким образом на всей поверхности зоны фрикционного контакта в процессе движения обработанных текстильных нитей образуется самовосстанавливающаяся металлическая пленка.

Так же следует отметить, что введение в состав высших ненасыщенных карбоновых кислот дает возможность образовывать за счет двойной связи и карбоксильной группы олигомерные структуры, входящие в сферу переходных металлов, и адсорбироваться на поверхностях трения, упрочняя их поверхностные слои. Как показали исследования, именно благодаря этому свойству увеличивается прочность обработанных заявляемым составом текстильных нитей.

В качестве переходного металла состав содержит одновалентную медь. Медь имеет стандартный электродный потенциал (Е^o медь) выше стандартного электродного потенциала железа (Е^o железо), благодаря чему выполняется необходимое условие для проведения окислительно-восстановительной реакции:

Е^oо(медь)-Е^oв(железо) +0,1 В

где медь - окислитель, а железо - восстановитель.

Кроме того, как показали исследования, одновалентная медь - активный комплексообразователь и при взаимодействии с высшими карбоновыми ненасыщенными кислотами образует органические соли меди, а так же комплексные соединения меди за счет взаимодействия ионов меди с карбоксильной группой -COOH посредством главной валентности и с группой -СН= СН- посредством побочной валентности.

Введение в заявляемый состав в качестве высшей ненасыщенной карбоновой кислоты олеиновой кислоты обеспечивает образование соединений, которые обладают необходимыми свойствами для образования на поверхностях трения защитной пленки с вышеперечисленными свойствами и их устойчивых дисперсных эмульсий в минеральном масле.

Кроме того, эффективность присутствия в составе поверхностно-активных веществ других видов, таких как алкилфосфат и моноолеат глицерина, выражается в повышении концентрации и устойчивости образующихся соединений из-за дополнительного взаимодействия между угдеводородными радикалами данных соединений и этими поверхностно-активными веществами.

Поставленная техническая задача, как показали исследования, оптимально решается при следующем соотношении компонентов предлагаемого состава, мас. %:

Минеральное масло - 77,6

Алкилфосфат - 15

Моноолеат глицерина - 5

Оксид одновалентной меди - 0,8

Олеиновая кислота - 1,6

Возможность осуществления изобретения иллюстрируется нижеописанными примерами приготовления заявляемого состава с различными компонентами, а также сопоставительными данными, приведенными в табл. 1-4. В этих таблицах представлены полученные на основе проведенных сравнительных экспериментальных исследований показатели физико-механических свойств и перерабатывающей способности вискозных, ацетатных, полиэфирных и полиамидных нитей как не обработанных, так и обработанных несколькими вариантами приготовления предлагаемого состава и его ближайшим аналогом.

Пример 1

В емкость с нагретым до 60^oС минеральным маслом марки Т(вазелиновым) в количестве 77,6 мас. % добавляют смесь препарата оксифос А в количестве 15 мас. % и моноолеата глицерина в количестве 5 мас. %. Композицию перемешивают в течение 30 мин при t= 60^oС. В емкость с нагретой до t= 75^oC олеиновой кислотой марки А в количестве 1,6 мас. % добавляют оксид одновалентной меди в количестве 0,8 мас. % и перемешивают в течение 5 мин при t= 75^oC. Соединяют две полученные композиции и продолжают перемешивать в течение еще 30 мин до полной гемонизации состава без дальнейшего нагревания. Состав для обработки текстильных нитей из химических волокон путем замасливания остужают до t= 20-25^oC и заливают в расходную ванну сновальной машины, где он наносится на текстильные нити.

Пример 2

В емкость с нагретым до 60^oС минеральным маслом марки Т (вазелиновым) в количестве 77,6 мас. % добавляют смесь препарата оксифос В в количестве 15 мас. % и моноолеата глицерина в количестве 5 мас. %. Композицию перемешивают в течение 30 мин при t= 65^oС. В емкость с нагретой до t= 75^oC линолевой кислоты в количестве 1,6 мас. % добавляют оксид свинца PbO₂ в количестве 0,8 мас. % и перемешивают в течение 5 мин при t= 75^oC. Соединяют две полученные композиции и продолжают перемешивать в течение еще 30 мин до полной гемонизации состава без дальнейшего нагревания. Состав для обработки текстильных нитей из химических волокон путем замасливания остужают до t= 20-25^oC и далее используют как и в примере 1.

Заявляемый состав для обработки текстильных нитей из химических волокон путем замасливания обеспечивает, как отмечалось выше, образование на поверхности текстильных нитей масляной пленки, содержащей помимо алкилфосфата и моноолеата глицерина, металлорганические соединения, а на поверхности нитеконтактирующих металлических деталей текстильных машин - пленки, состоящей из слоя входящего в состав металла, слоя поверхностно-активных веществ и слоя минерального масла. Такая структура защитных слоев на поверхностях трения обеспечивает решение поставленной технической задачи.

Способность вискозных, ацетатных, полиэфирных и полиамидных нитей к переработке после обработки их предлагаемым составом, при проведении производственных испытаний оценивалась по количеству обрывов нитей на 1 кг трикотажного полотна при вязании на основовязальной машине, а так же по изменению физико-механических свойств, таких как: прочность, коэффициент вариации по прочности, относительная разрывная нагрузка, коэффициент трения текстильных нитей по стали, удельное электрическое сопротивление.

Текстильные нити перед испытаниями выдерживались в нормальных условиях при t= 202^oC и относительной влажности воздуха 652% в течение 24 ч. Отбор проб нитей осуществлялся в соответствии с ГОСТ 6611.0-73 (СТ СЭВ 2462-80).

Наблюдения за переработкой химических текстильных нитей на основовязальных машинах трикотажного производства для определения количества обрывов проводились на 100 кг каждого вида нитей, а далее определялось среднее количество обрывов нитей на 1 кг вырабатываемого трикотажного полотна.

Результаты испытаний вискозных нитей линейной плотности 8,4 текс, ацетатных нитей линейной плотности 25 текс, полиэфирных нитей линейной плотности 5,5 текс и полиамидных нитей линейной плотности 5 текс, обработанных составом по изобретению, приготовленному по примеру 1 (вариант 3) и по примеру 2 (вариант 4), представлены в упомянутых таблицах (вариант 3). Для сравнения приведены данные испытаний физико-механических свойств этих видов текстильных нитей, вообще не обработанных каким-либо составом (вариант 1), и обработанных применяемым в настоящее время замасливателем, приготовленным в соответствии с действующими техническими условиями 6-14-51-76 (вариант 2).

Как видно из табл. 1-4, предлагаемый состав для обработки текстильных нитей (варианты 3, 4) заметно превосходит известный замасливатель (вариант 2) по всем основным показателями, в первую очередь, по способности придавать вискозным, ацетатным, полиэфирным и полиамидным нитям необходимые качества к переработке. При этом увеличивается прочность: вискозных нитей на 23,0%; ацетатных нитей на 13,0%; полиэфирных нитей на 1,0%; полиамидных нитей на 4,0%. Коэффициент вариации по прочности уменьшается для: вискозных нитей на 11,0%; ацетатных нитей на 12,5%; полиэфирных нитей на 1,0%; полиамидных нитей на 2,0%. Относительная разрывная нагрузка увеличивается для: вискозных нитей на 23,0%; ацетатных нитей на 13,0%; полиэфирных нитей на 1,0%; полиамидных нитей на 4,0%. Коэффициент трения по стали уменьшается для: вискозных нитей на 21,5%; ацетатных нитей на 7,0%; полиэфирных нитей на 25,0%; полиамидных нитей на 32,5%. Снижается удельное электрическое сопротивление для всех видов нитей в среднем на 70%. В связи с улучшением вышеперечисленных показателей уменьшается количество обрывов на 1 кг трикотажного полотна при вязании вискозных нитей на 50%, ацетатных нитей на 25,0%, для полиэфирных нитей на 20% и для полиамидных нитей на 17,5%.

Состав для обработки текстильных нитей из химических волокон путем замасливания представляет собой маслообразную жидкость желтого цвета с зеленоватым оттенком. Кинематическая вязкость состава по заявленному изобретению составляет при t= 25^oC 22,0-28,5 с. Стабильность в течение 1 часа достаточно устойчива с образованием слоя сливок не более 3 мм и капель масла на поверхности. Как свидетельствуют проведенные экспериментальные исследования, срок хранения эмульсии составляет не менее 6 месяцев. Среднее количество состава на обработанных текстильных нитях, как и для других подобных составов, составляет 2,0-2,5% от массы нити. Состав удаляется с текстильных нитей после их переработки, как и обычно, в процессе последующих технологических операций, связанных с отделкой трикотажных полотен.