способ расшлихтовки тканей из хлопчатобумажных волокон и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ расшлихтовки тканей из хлопчатобумажных волокон, заключающийся в том, что емкость разделяют на первую камеру и вторую камеру диафрагмой; вводят в первую камеру анод, во вторую камеру катод; в воду первой камеры вводят соли серной кислоты концентрацией 5-10 об.%, порошок алюмосиликатов в пропорции 5-30 об.%, создавая дисперсионную смесь; загружают в первую камеру ткани из хлопчатобумажных волокон; подают на катод и анод напряжение постоянного тока; выдерживают ткани в течение 0,5-5 ч, ткани промывают, выгружают, отжимают, отличающийся тем, что емкость разделяют на две камеры равного объема электропроводной и заземленной диафрагмой при расположении анода относительно диафрагмы в 5-20 раз дальше катода; напряжение на катод и анод подают такое, что оно создает напряженность электрического поля величиной 50-200 В/м; на анод подают потенциал по модулю в 5-20 раз меньший, чем на катод; перемешивают дисперсионную смесь в первой камере и воду во второй камере.

2. Устройство для осуществления способа расшлихтовки тканей из хлопчатобумажных волокон, содержащее емкость; первую камеру и вторую камеру емкости; анод в первой камере, катод во второй камере; диафрагму между камерами; дозатор для введения в воду первой камеры солей серной кислоты, порошка алюмосиликатов; приспособление для загрузки и выгрузки из первой камеры тканей; отжимающее ткани приспособление, отличающееся тем, что две камеры в емкости имеют равные объемы; диафрагма электропроводна и заземлена; анод расположен от диафрагмы в 5-20 раз дальше, чем катод; предусмотрены приспособление-смеситель в первой камере; приспособление-смеситель во второй камере.

Описание изобретения к патенту

Группа изобретений относится к способам расшлихтовки тканей из хлопчатобумажных волокон и устройствам для их осуществления в текстильной промышленности.

Известны способы расшлихтовки тканей из хлопчатобумажных волокон, заключающиеся в том, что волокна пропитывают в емкости с водным раствором серной кислоты концентрацией 2-5%, выдерживают ткани в емкости в водном растворе кислоты при температуре 30-40°C в течение 2-24 часов, промывают холодной водой и отжимают [см. Балашова Т.Д., Булушева Н.Е. и др. Краткий курс химической технологии волокнистых материалов. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - С.26-27]. Некоторое увеличение интенсивности расшлихтовки достигают предварительной обработкой воды, подаваемой на расшлихтовку, магнитным полем [см. Давидзон М.И. Электромагнитная обработка водных систем в текстильной промышленности. - М.: Легпромбытиздат, 1988, с.87-89].

Недостатками этих способов-аналогов являются недостаточная эффективность процесса расшлихтовки, относительно большое, до 24 часов, время расшлихтовки и потому высокая стоимость процесса расшлихтовки тканей из хлопчатобумажных волокон.

Известны устройства для расшлихтовки тканей из хлопчатобумажных волокон, включающие емкость для водного раствора кислоты, подогревателя водного раствора кислоты, содержащегося в емкости, приспособление для загрузки и выгрузки из емкости тканей, отжимающее ткани приспособление [см. Балашова Т.Д., Булушева Н.Е. и др. Краткий курс химической технологии волокнистых материалов. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - С.26-29]. Более интенсивно процесс расшлихтовки тканей из хлопчатобумажных волокон происходит в устройстве, включающем электромагнит, создающий постоянное магнитное поле, диэлектрический водопровод, пересекающий магнитные силовые линии, по которому подают омагниченную воду на расшлихтовку в емкость [см. Давидзон М.И. Электромагнитная обработка водных систем в текстильной промышленности. - М.: Легпромбытиздат, 1988. - С.87-89].

Недостатками известных устройств-аналогов являются их относительно высокая стоимость, недостаточная эффективность их работы, относительно большое время, необходимое для полной расшлихтовки хлопчатобумажных тканей, и потому высокая стоимость процесса расшлихтовки.

Наиболее близким техническим решением того же назначения к заявляемому способу по совокупности существенных признаков и максимально достижимому положительному эффекту и потому выбранным за прототип является способ расшлихтовки хлопчатобумажных тканей [см. патент RU 2294991, 03.11.2005], в котором емкость разделяют на первую камеру и вторую камеру диафрагмой; вводят в первую камеру анод, во вторую камеру катод; в воду первой камеры вводят соли серной кислоты концентрацией 5-10 об.%, порошок алюмосиликатов в пропорции 5-30 об.%, создавая дисперсионную смесь (ДС); загружают в первую камеру хлопчатобумажные ткани; подают на электроды напряжение постоянного тока величиной 5-35 В, выдерживают ткани в течение 0,5-5 часов, ткани промывают, выгружают, отжимают.

Недостатком известного способа-прототипа является его высокая стоимость.

Наиболее близким техническим решением того же назначения к заявляемому устройству по совокупности существенных признаков и максимально достижимому эффекту и потому принятому за прототип является устройство для осуществления способа расшлихтовки хлопчатобумажных тканей [см. патент RU 2294991, 03.11.2005], которое включает емкость; первую камеру и вторую камеру в емкости; диафрагму между первой камерой и второй камерой; анод в первой камере, катод во второй камере; дозатор для введения в воду первой камеры солей серной кислоты, порошка алюмосиликатов; приспособление для загрузки и выгрузки из первой камеры тканей; отжимающее ткани приспособление.

Недостатками известного устройства-прототипа являются его сложность, громоздкость, высокая стоимость устройства.

Единый технический результат группы изобретений - упрощение устройства, уменьшение стоимости производственных затрат.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-способу достигается тем, что емкость разделяют на первую камеру и вторую камеру равных объемов электропроводной и заземленной диафрагмой; вводят в первую камеру анод, во вторую камеру катод при расположении анода от диафрагмы в 5-20 раз дальше, чем катода; в воду первой камеры вводят соли серной кислоты концентрацией 5-10 об.%, порошок алюмосиликатов в пропорции 5-30 об.%, создавая дисперсионную смесь (ДС); загружают в первую камеру ткани из хлопчатобумажных волокон; подают на катод и анод напряжение постоянного тока, создающее напряженность электрического поля величиной 50-200 В/м; причем на катод подают потенциал, по модулю в 5-20 раз меньший, чем на анод; пропитывают и выдерживают ткани в течение 0,5-5 часов; непрерывно перемешивают ДС в первой и воду во второй камерах; ткани промывают, выгружают, отжимают.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-устройству достигается тем, что включает емкость; первую камеру и вторую камеру равных объемов в емкости; заземленную электропроводную диафрагму между первой камерой и второй камерой; анод в первой камере, катод во второй камере при расположении анода относительно диафрагмы в 5-20 раз дальше катода; дозатор для введения в воду первой камеры солей серной кислоты, порошка алюмосиликатов; приспособление для загрузки и выгрузки из первой камеры тканей; приспособление-смеситель в первой камере; приспособление-смеситель во второй камере; отжимающее ткани приспособление.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство для осуществления способа расшлихтовки тканей из хлопчатобумажных волокон включает емкость 1; первую камеру 2 и вторую камеру 3 равных объемов в емкости 1; электропроводную и заземленную диафрагму 4 между первой камерой 2 и второй камерой 3; катод 5 во второй камере 3 и анод 6 в первой камере 2 при расположении анода 6 относительно диафрагмы 4 в 5-20 раз дальше катода 5; дозатор 7 для введения в воду первой камеры 3 солей серной кислоты, порошка алюмосиликатов; приспособление-смеситель 8 в первой камере 2; приспособление-смеситель 9 во второй камере 3; приспособление 10 для загрузки в первую камеру 2, выгрузки из нее тканей из хлопчатобумажных волокон; отжимающее ткани приспособление 11.

Указанные в формуле пределы величин параметров обработки выбраны по следующим соображениям. Количества солей серной кислоты в пределах 5-10 об.% достаточно, чтобы из них образовалась в анодной камере ванны серная кислота концентрацией соответственно в пределах 2-5 г/л, по количеству достаточной для процесса расшлихтовки; минимальное количество порошка алюмосиликатов 5 об.% достаточно для расшлихтовки при максимальном напряжении на электродах, создающих напряженность электрического поля величиной 200 В/м при минимальной концентрации солей серной кислоты 5 об.%, при минимальном времени выдержки обрабатываемого материала в камере с анодом 0,5 часов; максимальное количество порошка алюмосиликатов 30 об.% достаточно для расшлихтовки при минимальном напряжении на электродах, создающих напряженность электрического поля величиной 50 В/м, при максимальной концентрации солей серной кислоты 10 об.%, при максимальном времени выдержки обрабатываемого материала в камере с анодом 5 часов.

Пример 1. Емкость с корпусом и крышкой 1 из пластиката толщиной стенок 0,015 м в виде параллелепипеда внутренними размерами: высотой 1,5 м, сечением в плане 1,7×2,6 м² разделяют на первую камеру 2 и вторую камеру 3, устанавливая внутри большей по поперечному сечению второй камеры 3 первую камеру 2 из пластиката толщиной стенок 0,015 м в виде куба с ребрами размером 1,5 м, одна из боковых сторон которого выполнена так, что имеет сквозные отверстия диаметром 0,005 м, с шагом 0,01 м, обтянута заземленной графитовой тканью и потому являющаяся перегородкой между камерами со свойствами фильтра тонкой очистки воды - диафрагмой 4; диафрагму 4 заземляют; в первую камеру 2 около стенки, противоположной стенке со сквозными отверстиями, вводят плоский графитовый анод 6, причем первая камера 2 предназначена для пропитки и выдержки тканей в водном растворе серной кислоты; во вторую камеру 3 против стенки первой камеры 2 со сквозными отверстиями вводят плоский графитовый катод 5, таким образом создают конструкцию двухкамерного диафрагменного электролизера, катод 5 и анод 6 которого разнесены от диафрагмы 4 на различные расстояния, а именно: в первой камере 2 анод 6 расположен от диафрагмы в 15 раз дальше, чем катод 5 во второй камере 3, соответственно этому по поперечному сечению перпендикулярно катоду 5, аноду 6 и диафрагме 4 первая камера 2 в 15 раз по размеру длиннее, чем вторая камера 3, при равенстве их общих объемов (по 3,375 м³), и катод 5 выполнен с возможностью подачи на него напряжения постоянного тока, в 15 раз меньшего по величине, чем на анод; в воду первой камеры 2 вводят дозатором 7 медный купорос в количестве 250 кг (~7,5 об.%), в равных объемах смесь порошков алюмосиликатов -монтмориллонита и талька, всего 500 кг (~15 об.%); подают на анод 6 потенциал величиной +100 B, на катод 5 - потенциал -10 B, при этом разность электрических потенциалов составляет 110 B, создается электрическое поле величиной напряженности ~70 В/м; таким образом, на катод 5 подают потенциал, по модулю в 10 раз меньший, чем на анод 6; загружают в расправку приспособлением 8 ткани из хлопчатобумажных волокон в первую камеру 2; пропитывают и выдерживают ткани в течение 3 часов при перемешивании приспособлением смесителем 9 - аналогом смесителя воды в стиральной машине - дисперсионную смесь порошка алюмосиликатов и водного раствора серной кислоты концентрацией 3 г/л, получаемой из солей серной кислоты под действием электрического поля; при этом непрерывно перемешивают воду во второй камере 3 приспособлением-смесителем 10 - водяным насосом погружного типа «Малышок» с шлангом длиной 2,5 м; ткани промывают холодной водой, выгружают в расправку из первой камеры 2 приспособлением 8, отжимают приспособлением 11.

Использование данной группы технических предложений позволяет упростить устройство для расшлихтовки тканей из хлопчатобумажных волокон, уменьшить его габариты за счет введения первой камеры во вторую камеру, уменьшить производственные расходы: в два раза сократить по сравнению со способом-прототипом затраты электроэнергии на процесс расшлихтовки.

Таким образом, изложенные данные свидетельствуют о выполнении при использовании группы заявленных изобретений следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленную группу изобретений при их осуществлении, предназначено для расшлихтовки хлопчатобумажных волокон в текстильной промышленности;

- для заявленной группы изобретений в том виде, как они охарактеризованы в независимых пунктах изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность их осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленная группа изобретений соответствует условию «промышленная применимость».