WO2016024880A1 - Способ обработки лубоволокнистых материалов - Google Patents

Способ обработки лубоволокнистых материалов Download PDF

Info

Publication number
WO2016024880A1
WO2016024880A1 PCT/RU2014/000885 RU2014000885W WO2016024880A1 WO 2016024880 A1 WO2016024880 A1 WO 2016024880A1 RU 2014000885 W RU2014000885 W RU 2014000885W WO 2016024880 A1 WO2016024880 A1 WO 2016024880A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fiber
processing
bast
voltage electric
electric pulse
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000885
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Владимир Владимирович МАКСИМОВ
Original Assignee
Владимир Владимирович МАКСИМОВ
НЮСЕНБАУМ, Вивьен Джастин
НЮСЕНБАУМ, Джеральдина Линда
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Владимирович МАКСИМОВ, НЮСЕНБАУМ, Вивьен Джастин, НЮСЕНБАУМ, Джеральдина Линда filed Critical Владимир Владимирович МАКСИМОВ
Priority to CN201480082028.2A priority Critical patent/CN106795658B/zh
Priority to EP14899684.6A priority patent/EP3181740B1/en
Priority to US15/502,802 priority patent/US11306417B2/en
Priority to DK14899684.6T priority patent/DK3181740T3/da
Priority to PL14899684T priority patent/PL3181740T3/pl
Priority to ES14899684T priority patent/ES2874059T3/es
Priority to LTEP14899684.6T priority patent/LT3181740T/lt
Publication of WO2016024880A1 publication Critical patent/WO2016024880A1/ru

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M10/00—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
    • D06M10/02—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements ultrasonic or sonic; Corona discharge
    • D06M10/025—Corona discharge or low temperature plasma
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G21/00—Combinations of machines, apparatus, or processes, e.g. for continuous processing
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01C—CHEMICAL OR BIOLOGICAL TREATMENT OF NATURAL FILAMENTARY OR FIBROUS MATERIAL TO OBTAIN FILAMENTS OR FIBRES FOR SPINNING; CARBONISING RAGS TO RECOVER ANIMAL FIBRES
    • D01C1/00—Treatment of vegetable material
    • D01C1/02—Treatment of vegetable material by chemical methods to obtain bast fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M10/00—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M16/00—Biochemical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. enzymatic
    • D06M16/003—Biochemical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. enzymatic with enzymes or microorganisms
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/02—Natural fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/04—Vegetal fibres
    • D06M2101/06—Vegetal fibres cellulosic

Definitions

  • the invention relates to the textile industry, and in particular to methods of processing bast-fiber materials, for example, fibers of flax, hemp, jute, nettle, kenaf and others.
  • the claimed method for processing bast-fiber materials is based on the idea of using the morphological features of the processed raw materials, consisting of wood and elementary cellulose fibers, united in a dense compact complex by middle plates consisting of hemicelluloses, lignin, pectin and other substances (nitrogenous, grease, coloring, tanning ash), the so-called inlaid substances that act as a natural adhesive component.
  • Some of the fibers are offset in length so that the ends of the fibers located above wedge between those fibers that are lower, partially forming a grid.
  • the wood part and fibers are characterized by high strength and flexibility, and inlaid substances, combining elementary fibers and their complexes into a single whole, have low strength and high rigidity.
  • Such a structure, consisting of components having diametrically opposed physical and mechanical properties and combined into a single whole, is classified as a composite material (biopolymer).
  • the components mutually complement each other's properties, making it possible to simultaneously obtain high strength and stiffness of the initial bast fiber material.
  • Patents for the invention are also known from the prior art.
  • US Pat. trisubstituted (sodium citrate) or mixtures thereof, having a pH in the range of about 8-14 at a temperature of about 90 ° C or lower, followed by treatment with various enzymes and mechanical combing.
  • the patent of the invention RU N ° 2124591 is known from the prior art, published on 10.01.1999, which discloses a method for primary processing of flax, characterized in that the obtained short fiber is processed to obtain Lacin in a chamber in a manner based on an aerobic microbiological process combined drying with fiber wash for 72 hours and drying to 8-10% humidity. After that, the fiber is passed through the pulper of the milling-bobbin aggregate, the pneumatic transport cyclone and the shaker 2-3 times.
  • pectinases hemicellulase (xylanases) and cellulases make it possible to destabilize the structure of the bast fiber material as a biopolymer, since binders decompose faster than cellulose under the influence of microorganisms and deliberately reduce the stability of the woody part of the stem - bonfires and tissue residues of the bast fiber parenchyma to further mechanical stress fine cleaning.
  • the fiber before and after the electro-hydraulic impact, the fiber is subjected to a rather intense mechanical impact: scuffing, scratching, loosening, which significantly impairs the quality of the final Lacized fiber, namely shortening, decomposition of the initially present ultra-short fibers and, as a result, obtaining a product with a high fluff content .
  • the technical result to which the claimed invention is directed is to improve the quality of Lacized fiber when processing bast-fiber materials with high-voltage pulsed electric discharges with preliminary biochemical and final minimal mechanical treatment, and, as a result, increasing its physicomechanical and spinning properties, which in general contributes to the optimization and efficiency of the production process.
  • the specified technical result is achieved due to the fact that in the method of processing bast-fiber materials, including the technological sequence of processes for supplying raw materials to a bale collector with a cultivator and to a dosing system, processing with high-voltage pulsed electric discharges, rinsing with emulsifying reagents, washing and spinning in a drum-type installation, loosening , final drying and fine loosening, the raw material is preliminarily subjected to feed before the high-voltage pulsed electric discharges into the chambers biochemical treatment. If necessary, the initial bast-fiber raw material is additionally treated with high-voltage electric discharges and before biochemical exposure to facilitate the course of subsequent biochemical processes.
  • the method of processing bast-fiber materials may further include the separation of biological and valuable substances from the spent liquid medium from the treatment chambers with high-voltage pulsed electric discharges
  • the feedstock in the inventive method is fiber - prefabricated ⁇ bast-fiber materials after biological enzymatic treatments both separately and combined with chemical methods of processing bast-fiber materials without subsequent mechanical beating.
  • the main feature of the new method of processing bast-fiber materials is the creation of a nonequilibrium state of the system: the product being processed is the external environment, which is created by using different physical and mechanical influences. This physico-mechanical effect is applied after various preliminary biochemical treatments of the bast-fiber material.
  • a high-voltage pulsed electric discharge in a liquid medium is used as a physicomechanical action.
  • a high-voltage pulsed electric discharge between two electrodes in a liquid medium (for example, in water) without the presence of a burning calibrated conductor between them is accompanied by a multifactor complex of physicochemical and mechanical effects.
  • the claimed method provides high-quality Lacized fiber in the processing of bast-fiber materials by high-voltage pulsed electric discharges with preliminary biochemical and final minimal mechanical treatment, increases its physicomechanical and spinning properties, which generally contributes to the optimization and efficiency of the production process using existing production facilities and equipment .
  • figure 1 shows a diagram of a technological line for processing bast-fiber materials.
  • the claimed method of processing bast-fiber materials is as follows. Prefinished by biochemical methods, fiber prefabricated bast-fiber crops is fed to the Lacization processing line, which contains a bale collector with a cultivator sequentially installed during the process (1). Then, to the batching dosing system (2), which is a Digi-Balance cup scale, filled with fiber coming from the bale collector and dropping it as soon as the set weight is reached (or Truetzschler type tape metering chamber EBWM type, Derux GmbH, Germany). Then, liquid, for example, water, where partial fiber co-tonization occurs, is fed into the discharge chambers of the high-voltage pulsed electric discharge (3) filled with the semi-finished product. The number of discharge chambers depends on the performance of the entire complex, and are located in a sound-absorbing space.
  • the dimensions and geometry of the discharge chamber, the electrical parameters of the high-voltage pulse generator, the frequency of the pulses, the length (gap) and geometry of the interelectrode space, the number of electrodes and their volumetric arrangement, the ratio of the mass of the liquid to the mass of raw materials and other parameters are selected so as to create optimal conditions for the development of the spark breakdown and configuration of the shock wave for the effective modification of the starting materials and the best overall plant performance.
  • the discharges are carried out alternately (at random) and are automatically adjusted.
  • the discharge chambers are communicated by the fluid supply lines, and the spent liquid is pumped to the filtration and recirculation system (4). After the end of the discharge cycle, the chambers are tipped over and the processed fiber is fed through a conveyor to an industrial drum-type washing and drying unit (5) where rinsing, spinning and drying of the fiber takes place. To increase the elasticity and flexibility of the fiber, plasticizers based on surfactants and emulsions based on them are added to the washer-dryer.
  • the washer-dryer is also associated with a filtration and recycling system (4).
  • Section 6 contains a wet loosening unit, dryer and thin cultivator type EFO-IV or EMZH, Derux GmbH, Germany for thorough and gentle loosening of natural fibers.
  • the fiber obtained by the claimed method has a quality that allows you to use it in the production of a wide range of yarn on existing spinning equipment, non-woven materials and various products for technical, medical and domestic purposes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к способам обработки лубоволокнистых материалов, например, волокон льна, конопли, джута, крапивы, кенафа и других. Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, заключается в повышении качества котонизированного волокна при обработке лубоволокнистых материалов высоковольтными импульсными электрическими разрядами с предварительной биохимической и заключительной минимальной механической обработкой, повышении его физико-механических и прядильных свойств, что в целом способствует оптимизации и эффективности производственного процесса. Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе обработки лубоволокнистых материалов, включающем технологическую последовательность процессов подачи сырья в кипоразборщик с рыхлителем и на дозирующую систему, обработки высоковольтными импульсными электрическими разрядами, полоскании с эмульсирующими реагентами, промывку и отжим в установке барабанного типа, рыхлении, финальной сушки и тонком рыхлении, перед подачей в камеры высоковольтных импульсных электрических разрядов сырье предварительно подвергается биохимической обработке.

Description

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЛУБОВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Область техники
Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к способам обработки лубоволокнистых материалов, например, волокон льна, конопли, джута, крапивы, кенафа и других.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известны различные механические, химические, биологические, физические, физико-химические, механохимические способы обработки лубоволокнистых материалов для получения продукта, заданного параметрами технологического процесса, по которому полученное волокно будет перерабатываться. В частности, можно отметить способы, раскрытые в патентах на изобретения RU 2004663, RU 2083746, RU 2145986 и т.п.
Вышеуказанным способам присущи следующие недостатки: поскольку обработка волокон с целью массового удаления инкрустирующих веществ проводится преимущественно химическим путем, то получение деинкрустированных элементарных волокон сопровождается разложением и деструктурированием пектиновых веществ и лигнина, которые являются весьма ценным сырьем для многих отраслей промышленности. Кроме того, для осуществления данных способов требуется дорогое и металлоемкое оборудование, а также используется большое количество химических веществ, что выводит данную группу технологий в ряд наиболее опасных и экологически вредных производств. Также указанные способы характеризует низкая технологичность, обусловленная длительностью процесса обработки для получения требуемого качества конечного продукта.
В основу заявленного способа обработки лубоволокнистых материалов положена идея использования морфологических особенностей обрабатываемого сырья, состоящего из древесной части и элементарных целлюлозных волокон, объединенных в плотный компактный комплекс серединными пластинками, состоящими из гемицеллюлоз, лигниновых, пектиновых и других веществ (азотистые, жировосковые, красящие, дубильные, зольные), так называемых инкрустирующих веществ выполняющих роль природного клеящего компонента. Часть волокон смещены по длине таким образом, что концы волокон, расположенных выше, вклиниваются между теми волокнами, которые находятся ниже, частично образуя сетку. Древесная часть и волокна характеризуются высокой прочностью и гибкостью, а инкрустирующие вещества, объединяющие в единое целое элементарные волокна и их комплексы, обладают малой прочностью и большой жесткостью. Такая структура, состоящая из компонентов, обладающих диаметрально противоположными физико- механическими свойствами и объединенных в единое целое, классифицируется как композитный материал (биополимер).
Объединенные в одну структуру и работающие при приложении извне механических усилий как единое целое, компоненты взаимно дополняют свойства друг друга, позволяя одновременно получать высокую прочность и жесткость исходного лубоволокнистого сырья.
Однако, для получения только текстильного сырья с прядильными характеристиками, предполагается использование только одного компонента - оставшихся тонких волокнистых комплексов элементарных волокон с сохранением упорядоченной кристаллической структуры целлюлозы. И в идеальном случае предполагается полное удаление инкрустирующих веществ, одревесневшей части и сорных примесей. Котонизация - приведение волокон лубоволокнистых культур к состояниям близких по физико-механическим характеристикам к хлопковым волокнам и приемлемых для переработки на существующем прядильном оборудовании.
Существуют биологические ферментативные способы (enzymatic treatment) как отдельно, так и совмещенные с механохимическими способами обработки лубоволокнистых материалов.
В патенте на изобретение RU -Ns 2295592, опубликованном 20.03.2007, указано, что одной из стадий подготовки льняного сырья является его обработка различными растворами для облегчения последующей механической обработки. В данном патенте указано, что технический результат достигается тем, что в растворе для обработки льняного волокна, содержащем ферментные препараты, поверхностно-активное вещество, интенсификатор и воду, согласно изобретению в качестве ферментных препаратов используют культуральные фильтраты микроорганизмов Penicillium canescens и Trichoderma reesei при определенном соотношении компонентов.
Из уровня техники известны также патенты на изобретение US 8,603,802, опубликован 10.12.2013, и US 8,591,701, опубликован 26.11.2013, в которых описываются способы извлечения волокон из лубоволокнистого материала, которые включают в себя предварительную обработку волокна после трепания водным раствором, содержащий цитрат натрия трехзамещенный (натриевая соль лимонной кислоты) или их смеси, имеющие pH в диапазоне около 8 - 14 при температуре около 90° С или ниже, с последующей обработкой различными ферментами и механическим расчесом.
Совмещенная технология описана в статье «Ферментативная обработка как инструмент получения натурального волокна», (Enzymatic Bioprocessing - New Tool of Extensive Natural Fibre Source, Utilization,
(http ://www. saskflax.com/documents/fb papers/29 Marek. pdf) .
Кроме того, из уровня техники известен патент на изобретение RU N° 2124591, опубликован 10.01.1999, в котором раскрыт способ первичной обработки льна, характеризующийся тем, что полученное короткое волокно обрабатывают до получения котонина в камере способом, основанном на аэробном микробиологическом процессе, совмещенном с сушкой при мочке волокна в течение 72 ч и сушке до 8-10% влажности. После этого волокно пропускают через мялку мяльно-трепального агрегата, циклон пневмотранспорта и трясилку 2-3 раза. Эффективность этого способа обеспечивается тем, что получение котонина на льнозаводе будет продолжением технологического процесса первичной обработки льна с использованием там производственных площадей и имеющегося там оборудования (мяльно-трепальный агрегат с трясилкой, кудельно- приготовительный агрегат с трясилкой и сушилкой).
Определенные комбинации ферментов pectinases, hemicellulase (xylanases) и cellulases позволяют дестабилизировать структуру лубоволокнистого материала как биополимера, так как связующие вещества под воздействием микроорганизмов разлагаются быстрее целлюлозы и целенаправленно снизить устойчивость древесной части стебля - костры и остатков тканей паренхимы волокна луба к дальнейшим механическим воздействиям трепания и тонкой очистки.
Однако, используя рентгеновские методы исследований, действие ферментов происходит только на поверхности целлюлозных волокон и не способно проникнуть в поры и нанопоры единичных волоконец. (Role of Polysaccharides on Mechanical and Adhesion Properties of Flax Fibres in Flax/PLA Biocomposite, International Journal of Polymer Science, Volume 2011 (2011), Article ID 503940, point 1, 11 pages, (http://dx.doi.Org 10.l 155/2011/503940).
Также методом УФ спектроскопии установлено, что после трепания модифицированное ферментами короткое льняное волокно освобождается от лигнинного компонента на уровне 50%. (см., например, А. Кареев, А. Пешкова. Способ котонизации низкосортного льняного волокна. 15.08.2008, «В мире оборудования» 5(80)) (http://lpb.ru/7id-4420). Из уровня техники известны патенты на изобретение: РФ 2371527, опубликован 27.10.2009, РФ 2280720, опубликован 27.07.2006, РФ 2233355, опубликован 27.07.2004, в которых обработку лубоволокнистых материалов производят посредством электрогидравлического воздействия, оказываемого на обрабатываемый материал, находящийся в жидкости.
Но, и перед электрогидравлическим воздействием и после него волокно подвергают достаточно интенсивному механическому воздействию: трепанию, чесанию, рыхлению, что значительно ухудшает качество конечного котонизированного волокна, а именно укорочение, распад изначально присутствующих сверхкоротких волокон и, как следствие, получение продукта с высоким содержанием пуха.
Раскрытие изобретения
Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, заключается в повышении качества котонизированного волокна при обработке лубоволокнистых материалов высоковольтными импульсными электрическими разрядами с предварительной биохимической и заключительной минимальной механической обработкой, и, в результате - повышении его физико-механических и прядильных свойств, что в целом способствует оптимизации и эффективности производственного процесса.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе обработки лубоволокнистых материалов, включающем технологическую последовательность процессов подачи сырья в кипоразборщик с рыхлителем и на дозирующую систему, обработку высоковольтными импульсными электрическими разрядами, полоскании с эмульсирующими реагентами, промывку и отжим в установке барабанного типа, рыхлении, финальной сушки и тонком рыхлении, перед подачей в камеры высоковольтных импульсных электрических разрядов сырье предварительно подвергается биохимической обработке. При необходимости, исходное лубоволокнистое сырье дополнительно обрабатывают высоковольтными электрическими разрядами и перед биохимическим воздействием для облегчения течения последующих биохимических процессов.
Кроме того, способ обработки лубоволокнистых материалов дополнительно может включать выделение биологических и ценных веществ из отработанной жидкой среды из камер обработки высоковольтными импульсными электрическими разрядами Исходным сырьем в заявляемом способе является волокно - полуфабрикат · лубоволокнистых материалов после биологических ферментативных обработок как отдельно, так и совмещенных с химическими способами обработок лубоволокнистых материалов без последующего механического трепания.
Основной особенностью нового способа обработки лубоволокнистых материалов является создание неравновесного состояния системы: обрабатываемый продукт - внешняя среда, которая создается путем использования разных физическо-механических воздействий. Это физико-механическое воздействие применяется после различных предварительных биохимических обработок лубоволокнистого материала.
В качестве физико-механического воздействия используется высоковольтный импульсный электрический разряд в жидкой среде. Высоковольтный импульсный электрический разряд между двумя электродами в жидкой среде (например, в воде) без присутствия сгорающего калиброванного проводника между ними, сопровождается многофакторным комплексом физико-химических и механических воздействий.
Это оптические, ультрафиолетовые, инфракрасные и другие электромагнитные излучения, ультразвуковые и звуковые волны широкого диапазона частот, окислительно- восстановительные процессы, формирование ударных волн. При импульсном электрическом разряде в жидкости происходит быстрое выделение энергии в канале разряда и давление в нем значительно превышает внешнее, канал мгновенно расширяется со скоростью более 100 м/с, что приводит к возникновению ударной волны и потоков жидкости, сопровождающихся сильнейшей кавитацией. Эти явления также приводят к резкому возрастанию площади поверхности раздела газовой, жидкой и твердой фаз а, следовательно, к соответствующему увеличению реакционной способности дисперсных фаз присутствующих в биополимере материалов. Влияние вышеперечисленных факторов позволяет интенсифицировать процессы деструкции исходного сырья за счет воздействия на микродинамику жидких реакционных сред, где, например, вода (появление активных форм кислорода из присутствующих молекул воды и вследствие частичного электролиза при разрядах и кавитации) временно становится катализатором процессов и активным растворителем труднорастворимых веществ даже без введения химических реагентов.
Таким образом, весь этот спектр явлений воздействует на обрабатываемое сырье, подвергая его интенсивному избирательному разрушению: сначала разрушаются остаточные менее прочные и более жесткие инкрустирующие вещества, и древесная часть, в то время как весьма податливые и прочные целлюлозные волокна повреждаются незначительно. Варьируя параметры разрядов можно добиться полного удаления инкрустирующих веществ, упорядочения хаотичного отделения древесной части и сорных примесей и возможности сохранения оригинальной длины и диаметра комплексов единичных волокон.
Как показала практика, это является значимым, так как немедленное последовательное многократное механическое расчесывание волокнистого полуфабриката после биохимических обработок просто крайне неравномерно разрывает все еще частично склеенный продукт, а также неизбежно приводит к укорочению и дальнейшему распаду изначально присутствующих сверхкоротких волокон и, как следствие, к получению продукта с высоким содержанием пуха.
Именно комбинация последовательности биохимических обработок и высоковольтных импульсных разрядов в жидкой среде позволяет полностью удалить аморфный слой полисахаридов типа гемицеллюлозы, пектины и лигнины. Этот мультидисциплинарный подход облегчает отделение древесной части, сорных примесей и мягко распаковывает отдельные связки технических волокон на тонкие волокнистые комплексы элементарных волокон с сохранением их оригинальной длины, диаметра и упорядоченной кристаллической структуры целлюлозы. Дальнейшая механическая обработка на чесальных машинах позволяет получить котонизированное волокно по заданным параметрам технологического процесса конечного потребителя.
Заявленный способ обеспечивает получение котонизированного волокна высокого качества при обработке лубоволокнистых материалов высоковольтными импульсными электрическими разрядами с предварительной биохимической и заключительной минимальной механической обработкой, повышает его физико-механические и прядильные свойства, что в целом способствует оптимизации и эффективности производственного процесса с использованием имеющихся производственных площадей и оборудования.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена схема технологической линии обработки лубоволокнистых материалов.
Осуществления изобретения
Заявленный способ обработки лубоволокнистых материалов осуществляется следующим образом. Предварительно обработанное биохимическими способами волокно-полуфабрикат лубоволокнистых культур поступает на технологическую линию котонизации, которая содержит последовательно установленные по ходу технологического процесса кипоразборщик с рыхлителем (1). Затем на дозирующую систему (2) периодического действия, представляющую собой чашечные весы типа Digi-Balance, наполняемые поступающим из кипоразборщика волокном и сбрасывающие его по мере достижения заданного веса (или камеры ленточного дозирования Truetzschler типа EBWM, Derux GmbH, Германия). Далее в наполненные полуфабрикатом разрядные камеры высоковольтного импульсного электрического разряда (3) подается жидкость, например, вода, где происходит частичная котонизация волокна. Количество разрядных камер зависит от производительности всего комплекса, и находятся в звукопоглощающем пространстве.
Размеры и геометрию разрядной камеры, электрические параметры генератора высоковольтных импульсов, частоту импульсов, длину (зазор) и геометрию межэлектродного пространства, количество электродов и их объемную расстановку, отношение массы жидкости к массе сырья и другие параметры, подбирают так, чтобы создать оптимальные условия развития искрового пробоя и конфигурации ударной волны для эффективной модификации исходных материалов и наилучшей производительности установки в целом. Разряды осуществляются попеременно (вразнобой) и автоматически регулируются.
Разрядные камеры сообщены магистралями подачи жидкости, а отработанная жидкость при помощи насосов поступает в систему фильтрации и рециркуляции (4). После окончания цикла разрядов камеры опрокидываются, и обработанное волокно посредством транспортера поступает на промышленную стирально-сушильную установку барабанного типа (5) где происходит полоскание, отжим и сушка волокна. Для повышения эластичности и гибкости волокна в стирально-сушильную установку добавляются пластификаторы на основе поверхностно активных веществ и эмульсий на их основе.
Стирально-сушильная установка также связана с системой фильтрации и рециркуляции (4).
В секции 6 размещаются установка мокрого рыхления, сушилка и тонкий рыхлитель типа EFO-IV или EMZH, Derux GmbH, Германия для тщательного и бережного рыхления натуральных волокон.
Заканчивается линия прессом для волокна 7. Было установлено, что льняное короткое волокно сорта Агата (Великобритания), обработанное 400 разрядами при уровне энергии каждого разряда 2.2kJ является наиболее подходящим для будущего прядения, так как полученное волокно было совместимо средним диаметром, средней длиной и содержанием короткого волокна с Американским горным хлопком. Были проведены независимые испытания свойств, как самого волокна, так и испытаниями на прядильную способность в компании Filartex SpA (Italy), являющейся ведущей хлопкообрабатывающей компанией в Европе.
Также доказано, что повышение энергии разряда до 3.6 kJ дает такие же результаты по качеству выхода обработанного короткого льняного волокна и это качество можно получить всего лишь при количестве разрядов от 100 до 200.
Тесты на разрывную нагрузку пряжи в смеси с хлопком 40% лен, сорт Electra\60% хлопок.
Пряжа 74,2 tex, 100 повторов.
Appendix 3 Yarn tensile testing results
40/60 Flax(Electra variety) /Cotton yarn, 74.2tex, 100 repeats
Test Force at Elongation at Force at Elongation at Strain at Strain at
No Break (N) Break (mm) Peak (N) Peak (mm) Break (%) Peak (%)
1 7.68 28.17 7.96 27.27 5.63 5.46
2 8.51 30.81 8.51 30.81 6.16 6.16
3 6.87 32.60 8.96 31.70 6.52 6.34
4 4.15 33.49 10.26 32.58 6.70 6.52
5 10.33 34.38 10.33 34.38 6.88 6.88
6 9.76 33.45 9.76 33.45 6.69 6.69
7 6.29 33.44 9.52 32.55 6.69 6.51
8 3.22 29.88 8.02 28.96 5.98 5.79
9 10.11 34.38 10.11 34.38 6.88 6.88
10 10.88 37.06 10.88 37.06 7.41 7.41
11 5.32 32.45 9.82 31.56 6.49 6.31
12 8.28 29.91 8.28 29.91 5.98 5.98
13 5.60 30.67 8.22 29.77 6.14 5.95
14 8.95 33.51 9.32 32.61 6.70 6.52 3.49 34.36 9.15 33.44 6.87 6.69
10.21 31.66 10.21 31.66 6.33 6.33
7.67 27.14 7.67 27.14 5.43 5.43
4.55 32.43 9.67 31.52 6.49 6.30
4.72 30.70 8.65 29.79 6.14 5.96
4.93 36.17 11.24 35.26 7.24 7.05
5.48 33.47 9.24 32.55 6.69 6.51
3.35 34.35 9.79 33.44 6.87 6.69
9.04 31.67 9.04 31.67 6.33 6.33
7.91 28.97 7.91 28.97 5.79 5.79
4.34 32.44 8.94 31.53 6.49 6.31
7.97 29.78 7.97 29.78 5.96 5.96
6.38 29.77 7.52 28.89 5.95 5.78
8.96 30.75 8.96 30.75 6.15 6.15
4.82 34.37 9.59 33.44 6.87 6.69
9.28 31.62 9.28 31.62 6.32 6.32
3.94 30.73 8.56 29.81 6.15 5.96
8.23 28.84 8.23 28.84 5.77 5.77
6.93 29.78 7.51 28.89 5.96 5.78
9.12 30.66 9.12 30.66 6.13 6.13
7.48 30.72 7.48 30.72 6.15 6.15
6.44 26.10 6.91 25.21 5.22 5.04
6.46 28.88 7.10 28.00 5.78 5.60
5.55 33.35 8.97 32.45 6.67 6.49
3.53 34.33 9.34 33.40 6.87 6.68
6.80 30.69 7.73 29.80 6.14 5.96
6.70 33.45 9.62 32.55 6.69 6.51
3.84 30.76 8.08 29.84 6.15 5.97
8.22 28.98 8.22 28.98 5.80 5.80
6.28 32.65 9.59 31.75 6.53 6.35
7.64 28.16 7.64 28.16 5.63 5.63
9.11 31.69 9.11 31.69 6.34 6.34
7.24 29.91 8.16 29.01 5.98 5.80 8.90 32.62 8.90 32.62 6.52 6.52
4.75 30.82 8.84 29.90 6.16 5.98
8.04 29.01 8.04 29.01 5.80 5.80
8.53 32.61 10.10 31.70 6.52 6.34
10.21 33.47 10.21 33.47 6.69 6.69
9.48 31.80 9.48 31.80 6.36 6.36
7.33 31.70 10.03 30.81 6.34 6.16
10.16 33.49 10.16 33.49 6.70 6.70
6.45 31.68 8.82 30.79 6.34 6.16
4.49 30.83 9.11 29.91 6.17 5.98
2.92 31.64 7.58 30.74 6.33 6.15
3.46 33.49 9.23 32.57 6.70 6.52
10.25 33.60 10.25 33.60 6.72 6.72
9.67 35.28 9.67 35.28 7.06 7.06
7.96 28.10 7.96 28.10 5.62 5.62
4.76 30.78 8.24 29.87 6.16 5.97
5.81 30.78 8.29 29.90 6.16 5.98
5.98 28.94 7.06 28.05 5.79 5.61
4.01 31.70 9.00 30.79 6.34 6.16
8.69 30.74 8.69 30.74 6.15 6.15
7.68 29.03 7.73 28.14 5.81 5.63
4.05 31.76 8.46 30.84 6.35 6.17
8.72 34.44 9.76 33.55 6.89 6.71
2.87 28.98 8.18 28.06 5.80 5.61
7.97 27.21 7.97 27.21 5.44 5.44
3.11 29.86 7.52 28.96 5.97 5.79
7.93 28.94 7.93 28.94 5.79 5.79
3.75 36.19 10.05 35.28 7.24 7.06
3.24 32.63 9.05 31.71 6.53 6.34
9.33 33.50 9.33 33.50 6.70 6.70
7.54 28.03 7.54 28.03 5.61 5.61
8.65 30.81 8.65 30.81 6.16 6.16
7.02 27.23 7.02 27.23 5.45 5.45 81 8.56 31.73 9.18 30.80 6.35 6.16
82 8.00 34.42 9.26 33.51 6.88 6.70
83 7.15 31.77 9.19 30.88 6.35 6.18
84 9.18 32.67 9.18 32.67 6.53 6.53
85 4.45 32.59 8.87 31.67 6.52 6.33
86 2.63 28.12 7.37 27.21 5.62 5.44
87 7.88 29.02 7.88 29.02 5.81 5.81
88 3.73 29.82 8.01 28.91 5.96 5.78
89 9.72 34.37 9.72 34.37 6.87 6.87
90 6.18 31.65 8.60 30.76 6.33 6.15
91 9.40 32.70 9.40 32.70 6.54 6.54
92 7.33 27.18 7.33 27.18 5.44 5.44
93 7.32 26.25 7.32 26.25 5.25 5.25
94 3.50 29.04 7.08 28.13 5.81 5.63
95 8.19 30.82 8.88 29.92 6.16 5.98
96 4.35 29.88 8.51 28.97 5.98 5.79
97 8.09 29.92 8.09 29.92 5.98 5.98
98 9.54 31.76 9.54 31.76 6.35 6.35
99 3.32 29.87 7.87 28.96 5.97 5.79
100 9.72 35.36 10.73 34.46 7.07 6.89
Min 2.63 26.10 6.91 25.21 5.22 5.04
Mean 6.85 31.34 8.77 30.82 6.27 6.16
Max 10.88 37.06 11.24 37.06 7.41 7.41
S.D. 2.26 2.32 0.98 2.29 0.47 0.46
C. of V. 33.02 7.41 11.12 7.44 7.41 7.44
L.C.L. 6.40 30.88 8.58 30.36 6.18 6.07
U.C.L. 7.29 31.80 8.96 31.27 6.36 6.25
Промышленная применимость
Волокно, полученное заявленным способом, имеет качество, которое позволяет использовать его при производстве широкого ассортимента пряжи на существующем прядильном оборудовании, нетканых материалов и различных изделий технического, медицинского и бытового назначений.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ обработки лубоволокнистых материалов, включающий подачу сырья в кипоразборщик с рыхлителем и на дозирующую систему, обработку высоковольтными импульсными электрическими разрядами в камерах, полоскание с эмульсирующими реагентами, промывку и отжим, рыхление, финальную сушку и тонкое рыхление, отличающийся тем, что перед обработкой высоковольтными импульсными электрическими разрядами сырье предварительно подвергают биохимической обработке.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед биохимической обработкой сырье дополнительно подвергают обработке высоковольтными электрическими разрядами.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает выделение биологических и ценных веществ из отработанной жидкой среды из камер обработки высоковольтными импульсными электрическими разрядами.
PCT/RU2014/000885 2014-08-13 2014-11-24 Способ обработки лубоволокнистых материалов WO2016024880A1 (ru)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201480082028.2A CN106795658B (zh) 2014-08-13 2014-11-24 一种加工韧皮纤维材料的方法
EP14899684.6A EP3181740B1 (en) 2014-08-13 2014-11-24 Bast-fiber material processing method
US15/502,802 US11306417B2 (en) 2014-08-13 2014-11-24 Bast-fiber material processing method
DK14899684.6T DK3181740T3 (da) 2014-08-13 2014-11-24 Fremgangsmåde til behandling af bastfibermateriale
PL14899684T PL3181740T3 (pl) 2014-08-13 2014-11-24 Sposób przetwarzania materiałów z włókien łykowych
ES14899684T ES2874059T3 (es) 2014-08-13 2014-11-24 Procedimiento de procesamiento de material de fibras de líber
LTEP14899684.6T LT3181740T (lt) 2014-08-13 2014-11-24 Plaušų pluošto medžiagos apdorojimo būdas

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RUPCT/RU2014/000606 2014-08-13
RU2014000606 2014-08-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016024880A1 true WO2016024880A1 (ru) 2016-02-18

Family

ID=55304407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000885 WO2016024880A1 (ru) 2014-08-13 2014-11-24 Способ обработки лубоволокнистых материалов

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11306417B2 (ru)
EP (1) EP3181740B1 (ru)
CN (1) CN106795658B (ru)
DK (1) DK3181740T3 (ru)
ES (1) ES2874059T3 (ru)
LT (1) LT3181740T (ru)
PL (1) PL3181740T3 (ru)
WO (1) WO2016024880A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111607898A (zh) * 2020-04-26 2020-09-01 马建伟 一种基于汉麻纤维的高性能复合材料的生产工艺

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109176778B (zh) * 2018-10-15 2021-10-01 张明勋 一种利用枝条韧皮纤维制作生活用品的方法及生活用品
RU2724823C1 (ru) * 2019-05-30 2020-06-25 Акционерное общество Научно-производственное объединение "Ударно-волновые технологии" (АО НПО "УВТ") Способ и устройство для ударно-волновой обработки волокнистых материалов
EP3999678A4 (en) * 2019-07-16 2023-08-16 Czinner, Robert SYSTEM, CONTROL AND METHOD OF DECORATION PROCESSING
CN114032679B (zh) * 2021-10-29 2023-08-29 宁夏舜昌亚麻纺织科技有限公司 一种亚麻亚临界co2前处理乳液及其前处理工艺
WO2023199106A1 (en) * 2022-04-13 2023-10-19 Tarit Chatterjee A process for fiber cottonization
CN115045013B (zh) * 2022-07-06 2023-09-22 青岛宏大纺织机械有限责任公司 一种清梳联的混纺生产方法及清梳联***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0107603B1 (fr) * 1982-10-12 1986-05-07 Henri Mottez Procédé de traitement du lin
WO1994013868A1 (fr) * 1992-12-11 1994-06-23 Louis Hurdequint Procede de rouissage enzymatique controle de fibres liberiennes et solution de rouissage enzymatique
RU2132422C1 (ru) * 1998-05-05 1999-06-27 Товарищество с ограниченной ответственностью Производственная фирма "ЛОТТ" Способ получения котонизированного льняного волокна и поточная линия для его осуществления
RU2280720C1 (ru) * 2004-12-27 2006-07-27 Максимов Владимир Владимирович Способ обработки лубоволокнистого материала

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3852031A (en) * 1973-04-06 1974-12-03 V Brodov Method of wet cleaning of material fibers from impurities and wood sweat
DE19944905A1 (de) * 1999-08-10 2001-04-26 Bernd Zielke Verfahren und Vorrichtung zur Auflösung von Stroh- und Faserballen sowie zur Entholzung und Faserreinigung von Bastfaserpflanzen
KR101222273B1 (ko) * 2004-05-20 2013-01-15 소프탈 일렉트로닉 게엠베하 코로나 방전을 이용하여 직물 재료를 연속적 및 반-연속적으로 처리하는 방법
CN100355951C (zh) * 2006-04-06 2007-12-19 浙江理工大学 一种高温－微生物联合***脱胶方法
CN101629322B (zh) * 2009-08-05 2011-06-29 陈辉 一种将原竹加工成可纺织性竹原纤维的制备方法
CN101851787B (zh) * 2010-01-22 2012-07-04 汉麻产业投资控股有限公司 一种韧皮麻纤维制作生产线
RU2489536C2 (ru) * 2011-10-24 2013-08-10 Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Ударно-волновые технологии" Способ ударно-волновой обработки волокнистого сырья

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0107603B1 (fr) * 1982-10-12 1986-05-07 Henri Mottez Procédé de traitement du lin
WO1994013868A1 (fr) * 1992-12-11 1994-06-23 Louis Hurdequint Procede de rouissage enzymatique controle de fibres liberiennes et solution de rouissage enzymatique
RU2132422C1 (ru) * 1998-05-05 1999-06-27 Товарищество с ограниченной ответственностью Производственная фирма "ЛОТТ" Способ получения котонизированного льняного волокна и поточная линия для его осуществления
RU2280720C1 (ru) * 2004-12-27 2006-07-27 Максимов Владимир Владимирович Способ обработки лубоволокнистого материала

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3181740A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111607898A (zh) * 2020-04-26 2020-09-01 马建伟 一种基于汉麻纤维的高性能复合材料的生产工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN106795658A (zh) 2017-05-31
DK3181740T3 (da) 2021-05-31
ES2874059T3 (es) 2021-11-04
CN106795658B (zh) 2019-12-24
LT3181740T (lt) 2021-06-25
US11306417B2 (en) 2022-04-19
PL3181740T3 (pl) 2021-09-13
EP3181740A1 (en) 2017-06-21
EP3181740A4 (en) 2018-04-18
US20170327975A1 (en) 2017-11-16
EP3181740B1 (en) 2021-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016024880A1 (ru) Способ обработки лубоволокнистых материалов
CN102560695B (zh) 一种天然竹纤维的物理制备方法
Lyu et al. Degumming methods for bast fibers—A mini review
ZA200509292B (en) Method for processing flax fibre
CN104047063B (zh) 一种蒸汽闪爆和碱处理相结合制备纺织用棉秆皮纤维的方法
JP5528438B2 (ja) 靱皮線維材料の処理方法
Darmanto et al. Effects of alkali and steaming on mechanical properties of snake fruit (Salacca) fiber
Gao et al. Steam Explosion and Alkali-Oxygen Combined Effect for Degumming of Kenaf Fiber.
CN105316770A (zh) 一种竹纤维的物理制备方法
Surip et al. Nanofibers from oil palm trunk (OPT): preparation & chemical analysis
Government et al. Significance of alkaline treatment on the composition of mango seed shell fiber for polymer composite application
CN108060462A (zh) 氢键的波裂解方法及其在制造麻类脱胶漂白纤维上的应用
US1005354A (en) Process of converting fibrous plants into textile fiber and pulp.
CN106868605A (zh) 一种剑麻纤维的制备工艺
SU1745781A1 (ru) Способ получени луб ного волокна
Dochia et al. Degumming process of flax at industrial pilot scale
CN106637430B (zh) 苎麻高温气爆脱胶工艺
Divyaa et al. aResearch and Development Department, Pinnacle Bio-Sciences, Kanyakumari, Tamil Nadu, India, bDepartment of Costume Design and Fashion, NIFT-TEA College of Knitwear Fashion, Tirupur, cDepartment of Mechanical Engineering, Rohini College of Engineering and Technology, Palkulam, Anjugramam, Tamil Nadu, India, dDepartment of Mechanical
Wanda et al. Degumming bast fibrous plants by osmosis phenomena as a promising method in primary processing
Yahaya et al. INNOVATIVE USES OF EMPTY FRUIT BUNCHES AS A POTENTIAL WEAVING MATERIAL
WO2004022838A1 (en) Method of the electric pulse treatment of fibrous materials
Wardani Effect of Enzymatic Treatment on the Mechanical Properties of Pineapple Leaf Fibre
UA49279U (ru) Способ получения обогащенного волокна лубоволокнистых культур
EP2728042B1 (de) Verfahren zur Vereinzelung von Naturfasern
WO2012125058A1 (ru) Способ модификации целлюлозы

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14899684

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014899684

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014899684

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15502802

Country of ref document: US