НЕТКАНОЕ ЛЬНЯНОЕ ПОЛОТНО

Техническое решение относится к области текстильной промышленности, а именно - к области нетканых материалов, выполненных из натуральных волокон, и может быть использовано в различных областях техники, а также повседневной жизни человека.
Льноводство представляет собой исконно русское дело и издавна служило для льноводов России источником верных, постоянных и значительных доходов. И в настоящее время, несмотря на упадок льноводства, имеется оживленный спрос на русское волокно за границей.
В последнее десятилетие текстильная промышленность работает в условиях острого дефицита сырья, натуральное целлюлозное сырье только импортное. В этих условиях производство вынуждено частично покрывать дефицит сырья за счет использования низкосортного льняного волокна и его отходов, которые не находили эффективного применения в текстильной промышленности. Поэтому проблема рационального использования сырья с точки зрения народно-хозяйственного дохода и эффективного способа обработки льняного волокна является сейчас актуальной.
Лен - это волокнистый материал, добываемый из луба стеблей растений, которые могут произрастать на широких просторах России. Самым ценным в стебле является лубяной слой, который дает волокно. Стебель льна содержит ~20-27% луба, в котором 58% волокна, 25% веществ, растворимых в воде, и 17% веществ, растворимых в щелочах. В лубе пучками залегают волокна, склеенные между собой и с древесиной растительным клеем, пектозой.
Большим спросом пользуются льняные ткани, изготовленные из льняного волокна.
Наиболее ценные свойства льняной ткани - высокая прочность и способность впитывать влагу при сравнительно большой воздухо- и теплопроницаемости, а также стойкость против гниения и действий грызунов. Льняные ткани отличаются также добротностью, повышенной жесткостью, которые усиливаются аппретированием. Льняные ткани весьма носки и дают сравнительно небольшую усадку при увлажнении.
Но при поучении льноволокна, пригодного для ткачества, остается значительное количество отходов, которые утилизируют, изготавливая из них нетканое льняное полотно. Кроме того, нетканое льняное полотно изготавливают с использования низкосортного волокна льна - кудряша.
Нетканые материалы, в том числе и изготовленные с использованием льняного волокна, находят все более широкое применение в различных областях жизни и техники. Целенаправленному и эффективному их использованию способствуют постоянная оптимизация состава входящих в их структуру компонентов, а также применение передовых технологий изготовления нетканых материалов.
При изучении влияния характеристик используемого льняного волокна на качество получаемых нетканых материалов с использованием различных способов скрепления волокон льна в нетканый материал было установлено, что процесс изготовления нетканого материала из 100% льняного волокна является весьма затруднительным по причине отсутствия извитости, высокого содержания (60%) коротких (длиной менее 25 мм) волокон, и значительной потере волокон (до 18%) в процессе чесания.
Было предложено изготавливать нетканое полотно из смеси льняных, вискозных и полиэфирных волокон. Установлено, что для получения нетканых полотен с высокими технологическими характеристиками оптимальное содержание льняного волокна в смеси должно составлять 50%.
Известен (RU, патент 2159825) нетканый материал, предназначенный для изготовления защитной медицинской одежды краткосрочного пользования, выполненный из смеси натуральных, в том числе, и льняных, искусственных и синтетических волокон, скрепленных между собой и с дублирующей сеткой посредством гидроструйной обработки.
Обладая повышенной прочностью, материал пригоден для изготовления защитной одежды краткосрочного пользования. Относительно высокое содержание синтетических волокон снижает гигиеничность материала, что в сочетании с повышенной стоимостью ограничивает его использование для изготовления медицинских изделий, непосредственно контактирующих с кожей человека.
Известен (RU, патент 2191856) нетканый материал, выполненный из волокнистой смеси, содержащей натуральные, искусственные и синтетические волокна, причем в качестве натуральных волокон волокнистая смесь содержит льняные волокна в количестве от 5 до 50 мас.%, в качестве искусственных - вискозные волокна в количестве от 50 до 95 мас.%, в качестве синтетических - полиэфирные волокна в количестве от 0 до 10 мас.%. В качестве льняных волокнистая смесь может содержать физико-химически модифицированные льняные волокна, в частности, отбеленные льняные волокна.
Недостатком известного нетканого материала, как и других нетканых материалов, изготовленных их смеси льняных волокон и искусственными и синтетическими волокнами, следует признать их недостаточную стойкость к действию микроорганизмов и грызунов, а также достаточно ограниченную область применения.
В ходе патентно-информационного поиска не выявлен источник информации, который характеризуют нетканое полотно, выполненное из льняных волокон и скрепленных с использованием дисперсии полимерного вещества.
Техническая задача, решаемая посредством разработанной конструкции нетканого полотна, состоит в обеспечении возможности получения нетканого полотна широкого диапазона применения, изготовленного из льняных волокон.
Технический результат, получаемый при реализации разработанной конструкции нетканого полотна, состоит в обеспечении характеристик, присущих льняным тканям (высокая прочность и способность впитывать влагу при сравнительно большой воздухо- и теплопроницаемости, а также стойкость против гниения и действий грызунов) при одновременном обеспечении утилизации непригодных к ткачеству льняных волокон.
2
Для достижения указанного технического результата предложено использовать нетканое льняное полотно, выполненное из отбеленных льняных волокон, соединенных между собой посредством дисперсии ПВА (поливинилацетат), предпочтительно, в воде. В зависимости от плотности укладки льняных отбеленных волокон, а также от толщины уложенного слоя льняных отбельных волокон, поверхностная плотность готового нетканого льняного полотна может составлять от 50 до 350 г/м. В предпочтительном варианте реализации разработанной конструкции нетканого льняного полотна толщина использованных льняных волокон составляет от 0,005 до 1,2 мм при длине льняных волокон - от 10 до 80 см. В некоторых вариантах реализации, используемые льняные волокна, по меньшей мере, частично котонизированы. Котонизации может происходить в процессе отбеливания льняных волокон и проводиться в качестве отдельной технологической операции. Соотношение массы льняных волокон и дисперсии ПВА в готовом полотне обычно составляет от 1:2 до 3:4. При этом предпочтительно при изготовлении нетканого льняного полотна использовать дисперсию ПВА в воде при соотношении ПВА: вода от 1:2 до 1:6. Кроме воды, в зависимости от последующего использования готового нетканого льняного полотна могут быть использованы дисперсии ПВА в водных растворах, алифатических углеводородах, бензине, минеральных маслах, гликолях.
Для изготовления нетканого льняного полотна может быть использована следующая технология.
3
Льняные волокна укладывают нетолстым слоем и закручивают рулонами в сетки. Толщина рулонов составляет от 3 до 30 см при количестве слоев льняных волокон не свыше 5. При необходимости режут длинные льняные волокна на небольшие отрезки, желательно, не свыше 80 см. Заполняют емкость отбеливающим раствором, нагретым до температуры 70-80°С и содержащим пероксид водорода, гидроксид натрия или калия и силикат натрия с добавлением мыла. Возможное содержание компонентов раствора на 1 дм отбеливающего раствора:
Пероксид водорода
20÷35 гр.
Гидроксид натрия
10÷25 гр.
Силикат натрия
10÷25 гр.
Мыло хозяйственное
0,5÷2,0 гр.
Сетки с рулонами волокон выдерживают в горячем отбеливающем растворе в течение не менее 20 минут. Затем достают из отбеливающего раствора рулоны, промывают водой. Промытые рулоны при необходимости окрашивают (обычно анилиновыми красителями) в заданный изначально цвет. Крашение льняных волокон осуществляют по стандартной технологии. Промытые рулоны льняных волокон высушивают при температуре примерно 30-40С° в течение 20-50 часов. Отбеленное волокно прочесывают на гребнечесальной машине любого типа, обеспечивающей обработку волокон соответствующей длины. Прочесанное волокна раскладывают, предпочтительно, в ручную слоем заданной толщины и плотности расположения волокон, что в дальнейшем определит поверхностную плотность готового нетканого полотна, на любую поверхность (сетка, пленка, стол) и на слой льняных волокон наносят посредством распыления дисперсию ПВА в заранее рассчитанной количестве. При этом предпочтительно выдерживают соотношение массы льняных волокон и дисперсии ПВА в готовом полотне обычно составляет от 1:2 до 3:4. Готовое нетканое льняное полотно высушивают при температуре примерно 30-40°С в течение 12-25 часов. Полотно готово к различным областям применения.
2
Так, в частности, полученное нетканое льняное полотно поверхностной плотностью от 50 до 350 г/м может быть использовано для упаковки цветов, подарков; обертки для винных и других бутылок; использование полотна в качестве обоев и декоративных покрытий; использование полотна в скрапбукинге и декоративно-прикладном искусстве; изготовление из полотна декоративных, подарочных пакетов любого размера (в том числе и для винных бутылок); применение полотна в дизайне.
Полученное нетканое льняное волокно соответствует характеристикам, присущим льняным тканям (высокая прочность и способность впитывать влагу при сравнительно большой воздухе - и теплопроницаемости, а также стойкость против гниения и действий грызунов) при одновременном обеспечении утилизации непригодных к ткачеству льняных волокон.