СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛУБЯНОГО ВОЛОКНА
METHOD OF PRODUCING BAST FIBERS

Изобретение относится к области первичной обработки лубяных волокон, преимущественно получаемых из стеблей конопли, и может быть использовано при получении волокна как сырья для текстильной промышленности.
Существующие способы получения лубяного волокна из длинностебельных лубяных культур требуют использования специального оборудования, особенностью которого являются значительные габариты, определяемые размерами стеблей. Это ведет к усложнению процесса обработки, росту производственных затрат и поэтому существующие способы требуют совершенствования.
Например, известен способ получения лубяного волокна, включающий в себя формирование больших партий однородных по свойствам стеблей, слоеформирование, мятье и трепание [1]. При этом способе стебли после формирования партий попадают в слоеформирующую машину, в которой слой стеблей выравнивают по комлям и утоняют зубчатыми дисками. Далее стебли проминают, а потом обрабатывают на трепальной машине. Получаемые волокнистые отходы обрабатывают на куделеприготовительном агрегате, где происходит очистка короткого волокна.
Однако при использовании этого способа формируются значительные затраты на его реализацию, что в наибольшей степени проявляется при переработке грубоволокнистого лубяного сырья, например конопли. Применение такого известного способа становится нерентабельным.
Известен также способ получения лубяного волокна, преимущественно из стеблей конопли, включающий подготовку слоя стеблей, их механическую обработку путем получения сырца при промине, трепание сырца с применением скользящего изгиба и очистку волокна от костры [2].
Данный известный способ по своей технической сущности является наиболее близким к заявляемому и поэтому предлагается в качестве прототипа.
Недостатком известного способа является сложность переработки и невозможность получения однородных по свойствам волокон из длинностебельных лубяных культур, например конопли. Это объясняется тем, что в лубяных культурах со значительной длиной стеблей (конопля, кенаф, джут), расположенные в них волокна имеют разные свойства по длине стебля [3]. В верхних частях стебля - в соцветии - качество волокон ниже. Они менее сформированы, имеют пониженную прочность на разрыв, плохо дробятся в поперечном направлении.
Сложность переработки стеблей повышенной длины с использованием известного способа также очевидна. Требуются машины с большими габаритами и значительной энергоемкостью.
Технической задачей изобретения является повышение качества лубяного волокна за счет снижения уровня неровноты его свойств, а также снижение затрат на его производство.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в указанном способе получения волокна, включающем подготовку слоя стеблей, их механическую обработку путем получения сырца при промине, трепание сырца с применением скользящего изгиба и очистку волокна от костры, согласно изобретению в процессе подготовки слоя производят отделение у стеблей их соцветий, осуществляя последующую механическую обработку образованных масс участков стеблей и соцветий раздельно, в процессе промина каждой из образованных масс участков стеблей и соцветий производят резку получаемого сырца на отрезки длиной до 0,6 м., а очистку волокна от костры осуществляют путем соударения образованного сырца с перфорированной преградой и последующего его многократного встряхивания.
Отделение от совокупности стеблей их соцветий в процессе подготовки слоя для последующей раздельной механической обработки оставшихся участков стеблей и соцветий позволяет достигнуть следующих эффектов. Зная, что в вершиночных участках стеблей, а именно в соцветиях, расположено волокно с пониженным качеством, указанное отделение будет исключать смешивание в процессе механической обработки этих волокон с теми, которые имеются в оставшейся части длины стеблей - технической длине. Раздельное механическое выделение волокна из соцветий и из оставшихся участков длины стеблей обеспечит получение двух масс волокон, которые будут по-разному перерабатываться и использоваться для производства различных изделий. При этом в каждой массе волокон будет обеспечиваться пониженная неровность свойств, что облегчит процесс получения из них пряжи или иных полуфабрикатов.
Применение резки получаемого сырца на отрезки длиной до 0,6 м в процессе промина участков стеблей (соцветия или участки, связанные с комлем), позволит упростить процесс последующего выделения и очистки волокна. Резка сырца в сравнении с резкой стеблей позволяет реализовать образование отрезков до 0,6 м непосредственно при промине в условиях движущегося материала с ориентацией стеблей вдоль перемещения потока. Это объясняется пониженной жесткостью сырца. Образование отрезков до 0,6 м позволит использовать машины с меньшими габаритами для размещения таких отрезков в поле обработки - зоне трепания, исключить зажгучивание прядей и их намоты на вращающиеся детали машин. Кроме этого, использование отрезков указанной длины обусловлено тем, что после их обескостривания последующая переработка волокна будет производиться с использованием кардочесальных машин. Нормальная работа этих машин возможна при определенной штапельной длине волокон, которые, например, содержатся в отходах трепания пеньки. Средняя штапельная длина волокон в этом случае составляет 400…600 мм. Следует также отметить, что при длине отрезков сырца до 0,6 м появится возможность с меньшими трудностями формировать поток прядей сырца, ориентированных вдоль направления движения слоя обрабатываемого материала.
Осуществление очистки волокна от костры путем соударения образованного сырца с перфорированной преградой и последующего его многократного встряхивания позволяет повысить эффективность удаления костры и снизить затраты энергии на очистку. Это объясняется следующими обстоятельствами. Выполнение операций соударения костро-волокнистой смеси о перфорированную преграду позволит перед многократным встряхиванием значительно облегчить волокнистую массу за счет выделения части костры. При этом, используя силы инерции, встряхивание массы закостренных волокон будет осуществляться в более рыхлом состоянии и на это потребуется меньше энергии.
Способ получения лубяного волокна реализуется следующим образом. Стеблевую массу после размотки ее из рулона подвергают резке по линии (применительно ко всем стеблям), условно разделяющей соцветия стеблей и их техническую часть, в которой расположены комли. Образованные массы стеблей отделяют друг от друга и в каждой из них формируют поток сформированных отрезков, ориентируя их параллельно друг друга, а также вдоль направления движения потока. Далее, каждый из потоков (соцветий и технических частей стеблей) подвергают промину. Причем в процессе промина, а именно в момент нахождения сырца в зоне между парами валков (подающей и принимающей), его подвергают циклически повторяющейся резке, например с использованием дисковой пилы. Частота повторения циклов резки должна обеспечивать получение отрезков сырца с длиной не более 0,6 м. Таким образом, на выходе из мяльной машины образуются отрезки сырца с длиной до 0,6 м. После этого отрезки сырца попадают в зону трепания, где под воздействием рабочих органов происходит ослабление связей между кострой и волокном. Образованная в результате трепания костро-волокнистая смесь далее подвергается очистке от костры в две стадии. На первой она соударяется с перфорированной преградой, где происходит отделение части костры от волокна. После этого волокно, имея меньшую массу, подвергается очистке на второй стадии - путем многократного встряхивания. В этом случае масса закостренного волокна подвергается динамическому воздействию вследствие многократного сжатия-разрежения, что приводит к последующему выделению костры. При этом очистка на второй стадии позволяет производить встряхивание смеси в более рыхлом состоянии и с меньшими затратами энергии.
В итоге получаются две массы волокон, отличных по своим свойствам: одна в результате переработки соцветий, а другая - технической длины стеблей. Та и другая в последующем используются для производства различных материалов.
Предложенный способ позволяет повысить качество получаемого волокна за счет разделения его фракций с различающимися свойствами, снизить затраты на его реализацию за счет сокращения используемых операций, а его реализация не требует значительных капитальных затрат.
Источники информации
1. Авт.св. СССР №533684, МКИ D01B 1/00, Бархатников Г.П. «Способ получения лубяного волокна». Опубл. 30.10.76.
2. Патент РФ №2384656, МКИ D01B 1/14, Пашин Е.Л. «Способ получения лубяного волокна». Опубл. 20.03.2010.
3. Ордина Н.А. Структура лубоволокнистых растений и ее изменение в процессе переработки. М., 1978.