СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИГРОСКОПИЧЕСКОЙ ВАТЫ И ГИГРОСКОПИЧЕСКАЯ ВАТА
PROCESS FOR PRODUCTION OF ABSORBENT COTTON AND ABSORBENT COTTON

Изобретения относятся к текстильной промышленности и могут быть использованы при производстве гигроскопической ваты, в том числе ваты медицинской, а также разнообразных санитарно-гигиенических и прочих изделий из нее.
Известен способ изготовления целлюлозной хирургической ваты, включающий предварительную механическую обработку хлопковых целлюлозных волокон, химическую обработку волокон в щелочной среде, промывки водой и отбеливание, промывку водой, кислование, промывку водой и сушку, после завершения которой целлюлозное волокно подвергают физико-механическому воздействию вальцеванием встречным вращением валков при определенной температуре и времени контакта волокон с валками [Описание изобретения к патенту РФ №2390591 от 03.02.2009, МПК D04H 1/02, D21F 11/14, опубл. 27.05.2010]. Полученная таким образом вата обладает повышенной сорбционной емкостью по отношению к различным биологическим жидкостям.
К недостаткам способа следует отнести его зависимость лишь от одного вида сырья - рафинированных хлопковых целлюлозных волокон.
7
Известен способ производства ваты из льняного волокна путем его предварительного разволокнения, химической обработки, которая включает беление и придание волокну гидрофильных свойств, а также промывку горячей и холодной водой, окончательное разволокнение, включающее мокрое рыхление, сушку и чесание, которое проводят непосредственно после сушки на хлопкочесальной машине, при этом в качестве льняного волокна используют жваку с определенным уровнем белизны и капиллярностью [Описание изобретения к патенту РФ №2194107 от 26.11.2001, МПК D21F 11/14, D04H 1/02, опубл. 10.12.2002]. Способ отличается простотой и меньшим количеством технологических операций. Получаемый продукт удовлетворяет требованиям качества ГОСТ 5556-81.
6
Также известен способ производства льняной ваты, включающий механическое разволокнение, варку, кислование, беление, промывку, отжим, рыхление, сушку и чесание, причем варку проводят в присутствии комплексона и восстановителя, в качестве которого используют антрахиноновые, азотсодержащие и серосодержащие восстановители, волокно кислуют после варки, беление осуществляют перекисью водорода в щелочной среде, а рыхление проводят в одну стадию на рыхлителе мокрого волокна [Описание изобретения к патенту РФ №2175363 от 10.01.2001, МПК D04H 1/02, опубл. 27.10.1998].
В обоих случаях, к недостаткам способов следует отнести их ограниченность производством ваты лишь из льняной жваки или волокна, как законченного товарного продукта для производства ваты.
7
Известен способ получения гигроскопической ваты, включающий механическую и химическую обработки целлюлозных волокон, формирование смеси волокон с изготовлением протрепанного смешанного волокна и выработку из него ватного холста на хлопковатном оборудовании, при этом в качестве целлюлозных волокон используют волокно лубяных культур - льна и конопли (льняное волокно и пеньку), а при формировании смеси волокон перед изготовлением протрепанного смешанного волокна льняное волокно и пеньку дополнительно смешивают при определенном соотношении компонентов [Описание изобретения к патенту РФ №2121020 от 13.10.1997, МПК D21F 11/14, D01C 1/02, опубл. 27.10.2001]. Способ обладает расширенными технологическими возможностями и улучшает качество ваты за счет повышения скорости оседания волокон в воде.
Недостатком способа, как и в предыдущем случае, является ограничение состава ваты рафинированными волокнами льна и пеньки.
7
Известен способ изготовления смесовой, например, медицинской ваты, который включает предварительную механическую обработку хлопковых и льняных волокон, их химическую обработку в щелочной среде в присутствии гипохлорита, последующую промывку, беление, кислование, снова промывку и последующее разволокнение [Описание изобретения к патенту РФ №2191232 от 26.11.2001, МПК D21F 11/14, D04H 1/02, опубл. 20.10.2002]. Способ отличается простотой и экономичностью при получении высококачественной медицинской ваты.
Как видно, и в настоящем способе при производстве ваты используются рафинированные волокна хлопковых и лубяных культур.
6
Аналогичным образом производят смесовую вату из льняного, хлопкового, пенькового и вискозного волокна [Описание изобретения к патенту РФ №2121021 от 25.12.1997, МПК D04H 1/02, D21F 11/14, опубл. 27.10.1998].
Текстильная промышленность, особенно ватное производство, работает в условиях острого дефицита сырья из-за отсутствия соответствующих хлопковых, лубяных, натуральных искусственных и синтетических искусственных волокон, как товарного продукта, или их дороговизны. Также некоторые из входящих в состав гигроскопической ваты ингредиенты, например хлопок, не производятся в России, поэтому вата, в которой используется импортное сырье, является не достаточно рентабельной. Кроме этого даже использование рафинированных искусственных волокон при изготовлении ваты делает производство последней недостаточно рентабельным.
Задача, решаемая первым изобретением группы, и достигаемый технический результат заключаются в расширении арсенала таких продуктов текстильной промышленности, как гигроскопическая вата, включая вату медицинскую, расширении номенклатуры и состава волокон, идущих на ее производство, а именно полученных разволокнением ветоши и текстильных отходов, изначально изготовленных из высоких сортов сырья, что повышает скорость смачивания, поглотительную способность и капиллярность ваты, а в сочетании с натуральными волокнами, имеющими высокий коэффициент зрелости, низкое содержание пектиновых, жировых и воскообразных веществ, дополнительно улучшают ее качество. Кроме этого обеспечивается уникальная утилизация разнообразной ветоши и текстильных отходов и устраняется зависимость от дефицита какого-либо сырья, идущего на производство ваты.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в способе получения гигроскопической ваты, включающем механическую и необязательно химическую обработку хлопковых и/или лубяных волокон, и/или натуральных искусственных, и/или синтетических искусственных волокон, содержащую для хлопковых и лубяных волокон стадии беления, кисловки, промывки, отжима, рыхления, сушки и чесания, для натуральных искусственных и синтетических искусственных волокон стадии рыхления и чесания, с последующим совместным чесанием волокон и формированием смеси волокон с изготовлением протрепанного смешанного волокна и выработку из него ватного холста, причем хлопковые и/или лубяные, и/или искусственные волокна выделяют из ветоши или из смеси ветоши и текстильных отходов путем разволокнения исходного сырья, при этом хлопковые и лубяные волокна выделяют из химически обработанной или химически необработанной ветоши и текстильных отходов, а искусственные волокна выделяют из химически необработанной ветоши и текстильных отходов.
Кроме этого:
- в качестве ветоши используют, по меньшей мере, бывшие в употреблении годные для переработки текстильные изделия;
- в качестве текстильных отходов используют, по меньшей мере, годные для переработки остатки текстильных производств;
- химически обработанную ветошь и/или текстильные отходы и химически необработанную ветошь и текстильные отходы перед разволокнением подвергают сортировке по видам и рубке на мерные куски;
- разволокнение ветоши и/или отходов осуществляют на щипальной машине, по меньшей мере, в два этапа, сначала - грубое, затем - тонкое;
- часть ветоши и/или отходов, не прошедших стадию разволокнения возвращают на повторное разволокнение;
- в процессе чесания добавляют прежде не использованные текстильные волокна и/или очесы хлопка и/или льна, и/или конопли, и/или джута, и/или кенафа, прошедшие предварительную стадию беления, кисловки, промывки, отжима, рыхления, сушки и чесания;
- в процессе чесания добавляют прежде не использованные текстильные искусственные волокна, в качестве которых используют, по меньшей мере, суровую отбеленную вискозу, и/или, по меньшей мере, полиэфирное волокно;
- ватный холст подвергают прессованию в кипы;
- ватный холст фасуют в соответствии с требованиями, предъявляемыми к вате медицинской.
6
Известна гигроскопическая вата, состоящая из волокнистой смеси, содержащей льняное и вискозное [Описание изобретения к патенту РФ №2123553 от 25.12.1997, МПК D21F 11/14, опубл. 20.12.1998].
Недостатком данной ваты является ограниченность получаемой смеси лишь двумя видами рафинированного волокна - льняным и вискозным. Дефицит какого-либо волокна приведет к невозможности изготовления ваты.
6
Известна гигроскопическая вата, предназначенная для ватного производства и медицинских целей, обладающая высокой скоростью смачиваемости. Вата состоит из волокнистой смеси, содержащей рафинированное льняное, хлопковое и вискозное волокно [Описание изобретения к патенту РФ №2121022 от 25.12.1997, МПК D04H 1/02, D21F 11/14, опубл. 27.10.1998].
Входящие в состав известной ваты ингредиенты, например хлопок, не производятся в России, поэтому вата, в которой используется импортное сырье без вариантов его замены, является экономически нецелесообразной.
6
Известна гигроскопическая вата, состоящая из волокнистой смеси, содержащей хлопковое, льняное, пеньковое и вискозное рафинированное волокно [Описание изобретения к патенту РФ №2121021 от 25.12.1997, МПК D04H 1/02, D21F 11/14, опубл. 27.10.1998]. Предложенная гигроскопическая вата является высококачественным товаром с увеличенной скоростью смачивания, белизной и капиллярностью.
Возможности настоящей ваты ограничены ее достаточно сложным составом. В случае недостатка в каком-либо сырье становится невозможным ее изготовление.
Таким образом, обобщенный состав гигроскопической ваты включает волокнистую смесь на основе, по меньшей мере, хлопковых и/или лубяных, и, необязательно, искусственных волокон. В дальнейшем, по ходу текста описания названия волокон могут быть упомянутыми как в сочетании с видом волокна, например льняное волокно, вискозное волокно и т.д., так и в виде конкретного сырья - лен, вискоза и т.д. - во всех случаях речь идет о соответствующем волокне.
Задача, решаемая вторым изобретением группы, и достигаемый технический результат аналогичны задаче и техническому результату, приведенному для первого изобретения группы.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата гигроскопическую вату, состоящую из волокнистой смеси на основе волокон, выбранных из группы:
хлопковые;
лубяные;
натуральные искусственные;
синтетические искусственные,
получают вышеописанным способом.
Способ получения гигроскопической ваты включает механическую и, в случае необходимости, химическую обработку хлопковых (хлопок, как волоконная культура) и/или лубяных (лен, конопля, джут, кенаф и др., как волоконные культуры) волокон, и/или натуральных искусственных (вискозное), и/или синтетических искусственных (полиэфирное, полиакрилонитрильное и др.) волокон, содержащую для хлопковых и/или лубяных волокон стадии беления, кисловки, промывки, отжима, рыхления, сушки и чесания, для натуральных искусственных, и/или синтетических искусственных волокон стадии рыхления и чесания, с последующим совместным чесанием волокон и формированием смеси волокон с изготовлением протрепанного смешанного волокна и выработку из него ватного холста, хлопковые и/или лубяные, и/или искусственные волокна выделяют из текстильных отходов различных производств и/или ветоши с ненарушенной в результате химического, биологического и иного воздействия структурой волокна, путем разволокнения исходного сырья, при этом хлопковые и лубяные волокна выделяют из химически обработанных или химически необработанных (гигроскопических отбеленных) текстильных отходов и ветоши, а искусственные волокна выделяют из химически необработанных (гигроскопических отбеленных) текстильных отходов и ветоши.
В качестве текстильных отходов используют, по меньшей мере, годные для переработки остатки текстильных производств, такие, например, как обрезь полотна, обрывки ниток, выбракованные изделия, некондиционное и низкосортное волокно и др.
В качестве ветоши используют, по меньшей мере, бывшие в употреблении годные для переработки текстильные изделия, такие, например, как изношенное постельное белье и нательное белье, бывший в употреблении перевязочный материал, одежда, списанные изделия производственного назначения, например тяговые канаты, уплотнения швов строительных конструкций и др. Химически обработанные текстильные отходы и/или ветошь, и/или химически необработанные текстильные отходы и/или ветошь перед разволокнением подвергают сортировке по видам (волокна, изделий и т.д.) и рубке на мерные куски.
Разволокнение отходов и/или ветоши осуществляют на щипальной машине в два или более этапов, сначала - грубое, затем - более тонкое, при этом часть отходов и/или ветоши, не прошедших стадию разволокнения, возвращают на повторное разволокнение, в том числе в составе следующей партии перерабатываемых отходов и/или ветоши.
Для улучшения качественных показателей гигроскопической ваты или для придания ей необходимых физических свойств в процессе чесания добавляют текстильные (т.е. прежде не использованные) волокна и/или очесы хлопка и/или льна, и/или конопли, и/или джута, и/или кенафа, прошедших предварительную стадию беления, кисловки, промывки, отжима, рыхления, сушки и чесания. Также в процессе чесания добавляют текстильные (т.е. прежде не использованные) искусственные волокна, в качестве которых используют, по меньшей мере, суровую отбеленную вискозу, и/или, по меньшей мере, полиэфирное волокно (а также полиакрилонитрил и т.д.).
Полученный в результате выработки ватный холст подвергают прессованию в кипы и фасуют в соответствии с требованиями, предъявляемыми к вате медицинской.
В результате реализации настоящего способа получают гигроскопическую, в том числе медицинскую, вату. Наиболее характерные обобщенные рецептурные составы гигроскопической ваты сведены в Таблицу, где символом «+» показаны наличие компонентов ваты и их состояние - индивидуальное (один символ «+» в строке) или в виде сочетания (более одного символа «+» в строке). Учитывая, что в составе текстильных отходов и ветоши могут быть волокна разного вида (например, 90% хлопок, 10% полиэфир), в том числе их неконтролируемое сочетание, то требуемые физические свойства такой ваты могут корректироваться добавкой т.н. «чистых» натуральных текстильных волокон и/или очесов и/или «чистых» искусственных текстильных волокон, т.е. волокон, которые прежде не использовались для дальнейшей переработки. Свойства такой ваты будут определяться свойствами определяющего компонента. Например, для получения ваты с выраженными антисептическими свойствами следует взять льняные текстильные отходы или льняную ветошь. Для придания вате, полученной из сырья неопределенного состава, таких же свойств, льняное волокно следует добавить, либо в виде соответствующей ветоши, либо в виде «чистых» волокон.
Использование текстильных отходов и ветоши при производстве гигроскопической ваты позволяет решить сразу несколько технических проблем. Во-первых, расширяется номенклатура и состав волокон, идущих на изготовление ваты - охватывается ранее не использованная для этих целей область материалов. Во-вторых, устраняется зависимость от дефицита какого-либо традиционного, «чистого» сырья, идущего на производство ваты, чем обеспечивается непрерывность загрузки специализированного оборудования рабочим сырьем. В-третьих, обеспечивается уникальная утилизация разнообразных текстильных отходов и ветоши - на выходе получают высококачественный продукт - вату гигроскопическую. В-четвертых, происходит экономия специализированного исходного волоконного сырья, которое может быть направлено для изготовления разнообразных текстильных и трикотажных изделий.
Учитывая специфику хлопковых и лубяных текстильных отходов и ветоши, они перерабатываются без химической обработки - в состоянии поставки (отбеленные хлопковые и лубяные отходы; отбеленная обрезь медицинских бинтов), в крайнем случае, их моют и сушат, или с химической обработкой (обрывки ниток хлопковые и льняные). Чистота и качество получаемых волокон обеспечивается за счет соблюдения правил упаковки, транспортировки и хранения. Специфика искусственных волокон такова, что они, во избежание разрушения, не подвергаются химической обработке, только мойке и сушке - при необходимости. Чистота и качество таких волокон также достигается за счет соблюдения правил упаковки, транспортировки и хранения.
Отечественная текстильная промышленность имеет достаточное количество годных для переработки остатков собственного производства, которые в противном случае подвергаются обычной утилизации, как правило, сжиганию в специальных печах или направляются по заказу, преимущественно, машиностроительных предприятий, в качестве протирочного материала. Аналогично, многие отечественные учреждения социальной направленности (больницы, дома отдыха, детские сады и др.) имеют бывшие в употреблении и подлежащие списанию текстильные изделия. Утилизация подобных изделий представляет для них определенную сложность. Как правило, их сжигают или отправляют на свалку.
Поскольку в настоящее время в стране отсутствует культура сбора отходов и ветоши с их одновременной сортировкой, возможность сдачи подобных материалов для последующей переработки является разумной и выгодной альтернативой их банальному выбрасыванию.
Химически обработанные или необработанные текстильные отходы и ветошь перед разволокнением подвергают сортировке по видам и рубке на мерные куски. Это необходимо для того, чтобы обеспечить возможность необходимой предварительной обработки сырья, манипулирования им (например, габаритные мешки, тяговые канаты, однозначно, следует порубить), и обеспечить максимально возможную в таких случаях равномерность загрузки оборудования и оптимизировать нагрузку на рабочие органы. Разволокнение отходов и ветоши осуществляют на щипальной машине - сначала грубое, затем - тонкое. Часть отходов и ветоши, не прошедших стадии первоначального «стандартного» разволокнения, возвращают на повторное разволокнение, и так может продолжаться несколько раз - до полной переработки. Безусловно, переработка такого сырья увеличивает нагрузку на типовое щипальное оборудование и ограничивает его производительность, однако эта проблема решается включением в поточную линию дополнительных щипальных машин.
В процессе чесания в полуфабрикат ваты добавляют текстильные (т.е. прежде не использованные) волокна хлопка, льна, конопли, джута, кенафа, или их очесы, прошедших предварительную стадию беления, кисловки, промывки, отжима, рыхления, сушки и чесания, или искусственные волокна, в качестве которых используют, по меньшей мере, суровую отбеленную вискозу, и/или, по меньшей мере, полиэфирное волокно (а также, полиакрилонитрил и т.д.). Это позволяет помимо утилизации сырья и получения ваты условно неопределенного состава получить гигроскопическую вату, в том числе медицинскую, с заданными физическими и химическими свойствами.
Безусловно, здесь подробно описаны не все технологические переделы производства ваты гигроскопической, а только те, которые существенно изменились при обработке специфического сырья текстильных отходов и ветоши или были введены вновь. В остальном технология производства ваты не изменилась по сравнению с известными типовыми способами, что делает ее престижной для тиражирования.
Полученный в результате описанных технологических переделов ватный холст подвергают прессованию в кипы и фасуют в соответствии с требованиями, предъявляемыми, например, к вате медицинской, как наиболее востребованному продукту на рынке товаров медицинского назначения.
Все преимущества настоящего способа получения гигроскопической ваты нашли отражение в готовом продукте, что делает его достаточно престижным для продвижения на рынке специфических текстильных изделий.
Реализацию изобретений рассмотрим на следующих примерах.
Пример 1. Получение хлопковой (льняной) ваты из текстильных отходов.
Для переработки используют обрезь текстильного полотна, идущего для изготовления хлопкового (льняного) постельного белья.
Затем:
I. Подготовленное сырье подвергают сортировке по видам (если это необходимо) и рубке на мерные куски. Далее на щипальных машинах производят его грубое и тонкое разволокнение.
II. Партию сырья подвергают белению, кисловке, промывке, отжиму, рыхлению и сушке.
III. Разволокненное сырье направляют на чесальную машину для формирования однородной протрепанной смеси волокон и выработки из них ватного холста, который прессуют в кипы и фасуют в соответствии с заданными требованиями, например, такими, которые предъявляют к вате медицинской.
Аналогичным образом перерабатывают ветошь - отдельно или в комбинации с текстильными отходами.
Пример 2. Получение смесовой ваты для изделий женской гигиены.
Для переработки также используют обрезь текстильного полотна, идущего для изготовления хлопкового (льняного) постельного и нижнего белья или одежды. Дополнительно используют текстильные отходы с преимущественным содержанием вискозных волокон, идущих, например, для изготовления текстильных тканей.
Переработка хлопкового (льняного) сырья аналогична описанной в Примере 1. Переработка вискозного сырья исключает химическую обработку, а в остальном аналогична переработке хлопкового (льняного) сырья, за исключением того, что каждое сырье перерабатывается отдельно друг от друга. После получения разволокненного хлопкового (льняного) и вискозного сырья производят взвешивание компонентов для создания необходимой пропорции компонентов. На чесальную машину порционно подают сырье из обоих навесок. На выходе получается вата необходимого состава, которая фасуется определенным образом и направляется, например, на следующую технологическую операцию для производства конкретных изделий.
В настоящем примере вискозное сырье может быть заменено «чистым» вискозным волокном, или «чистое» вискозное волокно может быть добавлено для довески до необходимого количества.
Пример 3. Получение смесовой ваты условно неопределенного состава для использования при изготовлении детских игрушек.
Для переработки используют текстильные отходы смесовых тканей условно неопределенного состава (хлопок, шерсть, полиэфир и т.д.) - выбракованные изделия фабрики готового платья. Дополнительно используют списанную джутовую мешочную тару.
Текстильные отходы сортируют и освобождают от механических «нетекстильных» включений (пуговицы, «молнии» и т.д.). В остальном переработка сырья аналогична примерам 1 и 2.
На выходе получают экологически чистую вату для изготовления детских игрушек.
Аналогичным образом получают гигроскопическую вату требуемого состава (см. таблицу) и обладающую необходимыми свойствами.
В результате использования изобретений был создан очередной способ получения очередных составов качественной гигроскопической, в том числе медицинской, ваты, расширилась номенклатура и состав волокон, идущих на ее производство, а именно, полученных разволокнением ветоши и текстильных отходов, изначально изготовленных из высоких сортов сырья, что улучшило качество продукта. Кроме этого обеспечилась уникальная утилизация разнообразных текстильных отходов и ветоши, существенно устранилась зависимость от дефицита какого-либо сырья, идущего на производство ваты, обеспечилась экономия специализированного исходного волоконного сырья, которое с успехом может быть направлено для изготовления разнообразных текстильных и трикотажных изделий.
ТАБЛИЦА
Обобщенные рецептурные составы гигроскопической ваты
Наличие компонентов ваты и их сочетание
Состояние компонентов ваты
Отходы, химически обработанные
Отходы гигроскопические отбеленные дополнительно химически необработанные
Ветошь, химически обработанная
Ветошь гигроскопическая отбеленная дополнительно химически необработанная
1
2
3
4
5
Хлопковые волокна
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
1
2
3
4
5
Лубяные волокна
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
1
2
3
4
5
Натуральные искусственные волокна
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
1
2
3
4
5
Синтетические искусственные волокна
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
1
2
3
4
5
Хлопковые волокна, лубяные волокна
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
1
2
3
4
5
Хлопковые волокна, натуральные искусственные волокна
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
1
2
3
4
5
Хлопковые волокна, синтетические искусственные волокна
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
1
2
3
4
5
Хлопковые волокна, лубяные волокна, натуральные искусственные волокна
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
1
2
3
4
5
Хлопковые волокна, лубяные волокна, синтетические искусственные волокна
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
1
2
3
4
5
Лубяные волокна, натуральные искусственные волокна
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
1
2
3
4
5
Лубяные волокна + синтетические искусственные волокна
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+