Штапельные волокна из натуральных волокон, способ и аппарат для их производства
Изобретение относится к способу и аппарату для производства штапельных волокон из натуральных волокон. Дополнительно заявка относится к штапельным волокнам, шерсти-сырья из штапельных волокон и изделий, содержащих их. Способ содержит следующие этапы: подача целлюлозной суспензии, включающей в себя воду, фибриллы облагороженной целлюлозы и, по меньшей мере, один реологический модификатор, направление целлюлозной суспензии через насадку на поверхность ленты провода или цилиндра, осушение целлюлозной суспензии на поверхности для формирования волокна и разрезание целлюлозной суспензии на поверхности для формирования штапельных волокон. Изобретение позволяет исключить из аппарата для производства штапельных волокон механизмы переноса целлюлозной суспензии, тем самым сделав оборудование более компактным, а также исключить стадию переноса суспензии на отдельные устройства для сушки и разрезания. 8 н. и 20 з.п. ф-лы, 12 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к штапельным волокнам, шерсти-сырью из штапельного волокна, способу ее производства и аппарату для ее производства. Дополнительно заявка относится к поверхности для формирования штапельных волокон или для шерсти-сырья из волокна. Дополнительно заявка относится к производству тканных и нетканых материалов для штапельных волокон или для шерсти-сырья из волокна.
Уровень техники
Продукция, такая как нити и волокна, могут производиться как из натуральных, так и синтетических материалов. Синтетическое сырье может иметь отрицательное влияние на этапы переработки и утилизации изделия. Натуральное сырье может иметь отрицательное влияние на окружающую среду в процессе его выращивания или переработки. Примером такого натурального сырья является хлопок.
Сущность изобретения
Задача заявки состоит в создании шерсти-сырья из натуральных волокон. Задача состоит в создании шерсти-сырья из экологически чистых натуральных волокон, которое подлежит переработке в качестве шерсти-сырья для производства ниток и нетканых волокон. Еще одна задача состоит в предоставлении штапельной пряжи из натуральных волокон. Штапельные волокна можно использовать для шерсти-сырья.
В соответствии с аспектом изобретения шерсть-сырье из натуральных волокон содержит штапельные волокна, которые была вдвое укорочены.
Целлюлозная суспензия содержит водную суспензию. Дополнительно целлюлозная суспензия может содержать, по меньшей мере, один реологический модификатор. Целлюлоза содержит натуральные волокна. Целлюлозная суспензия направляется через насадку, установленную на поверхность для сушки. Целлюлозная суспензия осушается путем удаления воды из целлюлозной суспензии. При этом, природное волокно формируется на поверхности, например, на ленте или на проводе, или на поверхности цилиндра.
Природное волокно извлекается из поверхности. Природное волокно можно разделить на штапельные волокна определенной длины для получения шерсти-сырья. Это можно выполнить на поверхности или после извлечения из поверхности. Шерсть-сырье из природного волокна содержит штапельные волокна определенной длины. Штапельные волокна расположены в произвольном порядке, что формирует сетное полотно шерсти-сырья, содержащее штапельные волокна определенной длины. Шерсть-сырье из природного волокна содержит штапельные ворсистые, пушистые и разрыхленные волокна, размещенные таким образом, чтобы порядок и плотность штапельных волокон шерсти-сырья из природного волокна были неравномерными. Шерсть-сырье из природного волокна имеет неоднородную структуру. Шерсть-сырье из штапельного волокна может перерабатываться для получения тканного и нетканого материала.
В соответствии с аспектом изобретения способ производства штапельных волокон из натуральных волокон содержит наличие целлюлозной суспензии, включающей в себя воду и фибриллы облагороженной целлюлозы. Способ дополнительно содержит возможность направления целлюлозной суспензии через насадку, установленную на поверхности, прекращение подачи целлюлозной суспензии на поверхность для формирования штапельных волокон.
Аппарат для производства штапельной пряжи из натуральных волокон в соответствии с аспектом изобретения содержит насадку, выполненную с возможностью направления целлюлозной суспензии, включая в себя водные фибриллы облагороженной целлюлозы, на поверхность. Аппарат также включает в себя сушку с функцией формирования волокна путем высушивания целлюлозной суспензии на поверхности. Целлюлозная суспензия выполнена с возможностью разрезания на поверхности для формирования штапельных волокон.
В соответствии с аспектом изобретения способ производства шерсти-сырья из натуральных волокон содержит обеспечение целлюлозной суспензии, включающей в себя воду и фибриллы облагороженной целлюлозы. Способ дополнительно содержит направление целлюлозной суспензии через насадку на поверхность, высушивание целлюлозной суспензии на поверхности, разрезание целлюлозной суспензии из поверхности для формирования штапельных волокон.
Аппарат для производства шерсти-сырья из натуральных волокон в соответствии с аспектом изобретения содержит насадку, выполненную с возможностью направления целлюлозной суспензии, включая водные фибриллы облагороженной целлюлозы, на поверхность. Аппарат дополнительно включает в себя сушку с функцией формирования волокна путем высушивания целлюлозной суспензии на поверхности и извлекающее устройство, выполненное с возможностью извлечения волокна из поверхности для формирования шерсти-сырья из волокон, содержащего штапельные волокна.
Аспект изобретения относится к поверхности для формирования штапельных волокон из целлюлозной суспензии, содержащей водную суспензию из фибрилл облагороженной целлюлозы. Поверхность содержит радиус кривой 0,25-4 м и пазы, выровненные на поверхности перпендикулярно направлению движения поверхности. Пазы можно размещать на предварительно определенном постоянном расстоянии.
Пазы на поверхности можно заменять другим видом точек остановки. Точки остановки могут содержать неровности или пазы. Точки остановки могут содержать вырезы, насечки, прорези, канавки, выпуклости, впадины, пазы, неровности, выступы, отвесы или другие виды точек остановки. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, целлюлозная суспензия может быть выполнена с возможностью разделения или укорачивания на штапельные волокна на поверхности с помощью средства для разрезания. Средство для разрезания может содержать воздействие на целлюлозную суспензию излучения, какого-либо вещества или другого средства для разрезания.
Аспект изобретения относится к шерсти-сырью из волокон, произведенному по любому из предшествующих производственных способов и/или аппарату. Шерсть-сырье из волокон, содержащее штапельные волокна, при этом штапельные волокна состоят из фибрилл облагороженной целлюлозы, соединенных водородными связями, а шерсть-сырье из волокон содержит неориентированную, спутанную, ворсистую сеть штапельных волокон.
Аспект изобретения касается тканного материала, изготовленного из шерсти-сырья из штапельного волокна. Другой аспект изобретения касается нетканого материала, изготовленного из шерсти-сырья из штапельного волокна.
Краткое описание чертежей
В следующих вариантах осуществления изобретения описание дается вместе с прилагаемыми фигурами, в которых
Фиг. 1 иллюстрирует способ производства шерсти-сырья из волокна в соответствии с примером осуществления изобретения.
Фиг. 2 иллюстрирует способ производства шерсти-сырья из волокна в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 3 иллюстрирует аппарат для производства шерсти-сырья из волокна в соответствии с примером осуществления изобретения.
Фиг. 4 иллюстрирует цилиндр в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 5 иллюстрирует аппарат для производства шерсти-сырья из волокна в соответствии с примером осуществления изобретения.
Фиг. 6 иллюстрирует ленту в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 7 иллюстрирует штапельное волокно в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 8 иллюстрирует штапельное волокно в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 9 иллюстрирует шерсть-сырье из волокна в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 10 иллюстрирует студенистую консистенцию суспензии в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 11 иллюстрирует студенистую консистенцию в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 12 иллюстрирует пример реограммы в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Описание вариантов осуществления изобретения
Фиг. 1 иллюстрирует способ производства шерсти-сырья из натурального волокна в соответствии с примером осуществления изобретения. Предоставляют целлюлозную суспензию, указанную как 101. Целлюлозная суспензия содержит водную суспензию из фибрилл облагороженной целлюлозы. Целлюлозная суспензия может содержать воду, фибриллы облагороженной целлюлозы и, по меньшей мере, один реологический модификатор. Фибриллы целлюлозной суспензии получают из измельченной или облагороженной целлюлозы или материала на целлюлозной или растительной основе. Целлюлозная суспензия направляется через насадку 102. Насадка подает целлюлозную суспензию на поверхность. Поверхностью может быть поверхность ленты, провода или цилиндра. Целлюлозная суспензия осушается на поверхности 103. При осушении из целлюлозной суспензии удаляется вода. Осушенная целлюлозная суспензия выполнена с возможностью формирования волокна на поверхности. Волокно может быть выполнено в форме непрерывного волокна. Непрерывное волокно извлекается из поверхности 104. Волокно, извлекаемое из поверхности, разрезается или измельчается, чтобы получить штапельные волокна 105. Штапельные волокна выполнены с возможностью формирования неоднородной сети, содержащей концентрации волокон разной плотности и направленности. Неоднородный ворсистый материал штапельных волокон называется шерстью-сырьем из натурального волокна 106.
Фиг. 2 иллюстрирует способ производства шерсти-сырья из натурального волокна в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Целлюлозная суспензия указана как 201. Целлюлозная суспензия содержит водную суспензию из фибрилл облагороженной целлюлозы. Целлюлозная суспензия может содержать воду, по меньшей мере, один реологический модификатор и фибриллы облагороженной целлюлозы. Фибриллы облагороженной целлюлозы получают из целлюлозы из растительных материалов. Целлюлозная суспензия направляется через насадку 202. Насадка подает целлюлозную суспензию на поверхность, например, на поверхность ленты или провода, или цилиндра. Целлюлоза выполнена с возможностью измельчения и осушения на поверхности 203. Просушенная и измельченная целлюлозная суспензия выполнена с возможностью формирования штапельных волокон. Это обеспечивается пазами на изогнутой поверхности. Измельченные волокна извлекаются из поверхности 204. Штапельные волокна выполнены с возможностью формирования неоднородной сети, содержащей концентрации волокон разной плотности и направленности. Неоднородный ворсистый материал штапельных волокон называется шерстью-сырьем из натурального волокна 206.
Пазы на поверхности могут быть заменены вырезами, насечками, прорезями, канавками, выпуклостями, впадинами, пазами, неровностями, выступами, отвесами или другими видами точек остановки. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения целлюлозная суспензия выполнена с возможностью измельчения на поверхности режущим средством. Режущие средства могут включать с себя, например, лазерные, высокотемпературные, химические, ультразвуковые средства.
Целлюлозная суспензия включает в себя целлюлозные тонкие волокна. Фибриллы целлюлозы являются природными фибриллами, полученными их исходного материала растительного происхождения. Фибриллы растительного происхождения могут содержать первичные или переработанные растительные материалы или их сочетание. Тонкие волокна растительного происхождения могут быть древесными или недревесными. Растительным материалом может быть древесина, например, твердая древесина, такая как береза, осина, тополь, ольха, эвкалипт, акация, или мягкая древесина, такая как ель, сосна, лиственница, дугласия тисолистая, тсуга. В качестве альтернативы или в дополнение, фибриллы целлюлозы получают из других недревесных растений, например, хлопка, конопли, льна, сизаля, джута, гибискуса, бамбука, торфяника, кокоса. Недревесные фибриллы целлюлозы или волокна могут получать из сельскохозяйственных отходов, травы, соломы, листьев, коры, семян, шелухи, цветов, овощей или фруктов.
Дополнительно суспензия может содержать первичные или переработанные волокна из синтетических материалов, таких как стекловолокно, полимерные волокна, металлические волокна, или из натуральных материалов, таких как древесные волокна или шелковина.
Целлюлоза - это органическое соединение, содержащее линейные цепи D-глюкозных звеньев, соединенных (3-(1,4)глюкозидными связями. Фибриллы целлюлозы содержат органические фибриллы. Фибриллы целлюлозы могут содержать фибриллы растительного происхождения. Фибриллы целлюлозы могут содержать фибриллы древесного происхождения. Фибриллы целлюлозы в нативной форме относятся к натуральным фибриллам целлюлозы. Натуральные фибриллы целлюлозы не прошли химическую модификацию полимерной структуры целлюлозы. Целлюлоза для бумаги является примером смеси натуральных фибрилл целлюлозы. Целлюлоза - это линейный полисахаридный полимер с несколькими глюкозными моносахаридными звеньями. Натуральные фибриллы целлюлозы могут быть выделены из сырья растительного или древесного происхождения в химических или механических способах варки целлюлозы. Целлюлозы включает целлюлозный волокнистый материал. Волокна из натуральной древесины состоят из фибрилл целлюлозы в матрице гемицеллюлозы и лигнина.
Фибриллы целлюлозы можно получать из наноцеллюлозы, содержащий наноструктурную целлюлозу, т.е. целлюлозные волокна наноразмера. Существует несколько широко используемых синонимов наноструктурной целлюлозы. Например, наноцеллюлоза, нанофибриллированная целлюлоза (НФЦ), нановолокна целлюлозы (НВЦ), микрофибриллированная целлюлоза (МФЦ), целлюлозное нановолокно, наноразмерная фибриллированная целлюлоза или микрофибриллы целлюлозы (МВЦ). Наноцеллюлозные фибриллы имеют большое относительное удлинение, являющееся отношением длины и ширины. Наноцеллюлозные фибриллы могут иметь размеры по ширине или поперечные размеры меньше 200 нанометров, в предпочтительном варианте осуществления изобретения от 2 до 20 нанометров, но более предпочтительно от 5 до 12 нанометров. Наноцеллюлозные фибриллы могут иметь размеры по длине или продольные размеры от одного до нескольких микрометров, например.
Наноцеллюлозные фибриллы могут быть изолированы от любого целлюлозосодержащего материала, например, древесной целлюлозы. Размеры фибрилл или пучков фибрилл зависят от сырья и способа изоляции. Наноцеллюлозные фибриллы могут быть изолированы от волокон из древесины путем гомогенизации под высоким давлением, высокой температурой и при ударе с большой скоростью. Процесс гомогенизации используется для расслоения или разделения стенок ячеек волокон, или освобождения их субструктурных фибрилл и микрофибрилл. Также может использоваться ферментная и/или механическая предварительная обработка древесных волокон. Наноцеллюлозные волокна могут подергаться химическому изменению, например, N-оксил-опосредованному окислению.
Фибриллы целлюлозы могут быть в нативной форме, которые не прошли химическую модификацию. Натуральные целлюлозные волокна и натуральные фибриллы целлюлозы могут быть невосстанавливаемыми. Таким образом, натуральные целлюлозные волокна/фибриллы не прошли химическую регенерацию или физическую модификацию полимерной структуры целлюлозы. Натуральные целлюлозные волокна/фибриллы не восстанавливаются и состоят, в основном, из кристаллической структуры целлюлозы I. Целлюлоза I может иметь структуры 1а и 1p. Искусственные целлюлозные волокна поддаются регенерации, их кристаллическая структура, как правило, отличается от целлюлозы I. Преобразование целлюлозы I в целлюлозу II (или другие формы, такие как целлюлоза III или целлюлоза IV) является необратимым процессом. Таким образом, эти формы стабильны и не могут быть преобразованы обратно в целлюлозу I.
Нанофибриллированная целлюлоза также может содержать некоторые гемицеллюлозы; количество зависит от растения-источника. Механическое отделение микрофибриллированной целлюлозы от целлюлозного сырья, целлюлозной массы или рафинированной целлюлозы осуществляется соответствующим оборудованием, таким как рафинер, дробилка, гомогенизатор, коллоидер, фрикционная дробилка, ультразвуковой аппарат, флюидизатор, например, микрофлюидизатор, макрофлюидизатор или гомогенизатор флюидизаторного типа.
Целлюлозные волокна могут быть отделены от любого целлюлозосодержащего сырья при использовании химического, механического, био-, термомеханического или химикотермомеханического способа варки целлюлозы. Механически измельченные, рафинированные или урезанные волокна могут содержать химически или физически модифицированные производные микрофибрилл целлюлозы или пучков фибрилл.
Наноцеллюлозные фибриллы могут быть изолированы от любого целлюлозосодержащего материала. Целлюлозопроизводящим микроорганизмом может быть из рода ацетобактер, агробактерий, клубеньковых бактерий, псевдомонад или алкалигенов, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, из рода ацетобактер, и еще более предпочтительнее, из вида ацетобактер ксилинум или ацетобактер пастерианус.
Нанофибриллированная целлюлоза может быть любой химически или физически модифицированной производной целлюлозных нанофибрилл или пучков нанофибрилл. Химическая модификация может производиться на основе, например, карбоксиметилирования, окисления, этерификации или реакции этерификации молекул целлюлозы. Модификация может осуществляться физическим поглощением анионных, катионных или неионных веществ или их сочетания на поверхности целлюлозы. Любая модификация может производиться до, после и во время производства микрофибриллированной целлюлозы.
Нанофибриллированная целлюлоза может быть изготовлена из целлюлозы, прошедшей предварительную химическую модификацию для обеспечения ее подвижности. Исходным материалом этого вида нанофибриллированной целлюлозы является подвижная целлюлозная масса или целлюлозное сырье, которая образуется в результате определенных модификаций исходного целлюлозного материала или целлюлозной массы. Например, N-оксил-опосредованное окисление (например, 2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидин N-оксид) приводит к образованию очень подвижного целлюлозного материала, который легко отделяется от микрофибриллированной целлюлозы. Например, заявка на патент WO 2009/084566 раскрывает такие модификации. Нанофибриллированная целлюлоза, полученная таким видом предварительной модификации или размягчения, называется НФЦ-Л для короткой целлюлозы в противоположность нанофибриллированной целлюлозе, полученной из размягченной или нормальной целлюлозы НФЦ-Н.
Нанофибриллированная целлюлоза может производиться из растительного материала, в котором нанофибриллы могут получать из стенок вторичных ячеек. Примерным источником являются древесные волокна. Нанофибриллированная целлюлоза производится путем гомогенизации древесно-волоконного сырья, которым может быть химическая целлюлозная масса. При производстве НФЦ-Л из древесных волокон целлюлоза проходит размягчение путем окисления перед отделением нанофибрилл. В ходе отделения в некотором упомянутом оборудовании образуются нанофибриллы, которые имеют диаметр в нанометрах, составляющий максимально 50 нм, и обеспечивают хорошее диспергирование в воде. Нанофибриллы могут уменьшать по размеру, когда диаметр большинства фибрилл находится в исключительно диапазоне 2-20 нм. Фибриллы, полученные из стенок вторичных ячеек, имеют, по существу, кристаллическую структуру со степенью кристалличности, по меньшей мере, 55%. Микрофибриллированную целлюлозу (МФЦ) получают аналогичным способом, что и нанофибриллированую целлюлозу (НФЦ). Размеры МФЦ находятся в пределах натуральных фибрилл целлюлозы и фибрилл НФЦ.
Целлюлозная суспензия может содержать 80-98% мас. воды и 2-20% мас. целлюлозы. Целлюлозная суспензия может содержать 85-98% мас. воды и 2-15% мас. целлюлозы. Кроме того, целлюлозная суспензия может содержать 0-5% мас. реологического модификатора. Целлюлоза может быть чистой целлюлозой или содержать гемицеллюлозу и/или лигнин, например. Целлюлозная суспензия содержит микрофибриллированную целлюлозу (МФЦ) или нанофибриллированную целлюлозу (НФЦ). Целлюлозная суспензия содержит механически очищенные или измельченные волокна. По меньшей мере, большинство фибрилл проходит очистку для обеспечения определенной длины. Диаметр МФЦ-фибриллов может быть приблизительно или меньше 100 мкм. Средневзвешенная длина МФЦ-фибрилл может составлять 10-200 мкм.
Реологический модификатор содержит соединение или агент, выполненный с возможностью изменения вязкости, напряжения текучести и/или тиксотропии суспензии. Реологический модификатор может содержать полимеры с высокой молекулярной массой. Реологический модификатор выполнен с возможностью изменения реологических характеристик целлюлозной суспензии путем корректировки прочности желатинового покрытия и текучести целлюлозной суспензии. Целлюлозная суспензия имеет прочность или динамический модуль упругости 1000-20000 Па. Целлюлозная суспензия имеет текучесть 0,5-5%. Прочность и текучесть целлюлозной суспензии влияют на достижение целлюлозной суспензией высокого уровня разжижения при сдвиге. Целлюлозная суспензия имеет вязкость 1-1000 мПа при 1000 1/сек.
Реологическим модификатором может быть, по меньшей мере, альгиновая кислота, альгинат, альгинат натрия, пектин, каррагенин, нанофибриллированная целлюлоза, полиэтиленоксид (ПЭО), карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), крахмал, поликарбоновая кислота, гипофосфит натрия, катионный полиакриламид (КПАМ), анионный полиакриламид (АПАМ), полиамид-эпихлоргидриновая смола (ПАЭ) или их сочетание.
Фиг. 3 иллюстрирует аппарат для производства шерсти-сырья из натурального волокна в соответствии с другим примером осуществления изобретения. Целлюлозная суспензия 310 направляется через насадку 320. Фибриллы облагороженной целлюлозной суспензии выравниваются в насадке. Водная суспензия и фибриллы целлюлозной суспензии образуют сеть ориентированных волокон в насадке 320.
Целлюлозная суспензия 310 направляется на цилиндр 300 через насадку 320. Целлюлозная суспензия, выходящая из насадки 320, имеет форму, соответствующую выпускному отверстию насадки. Выпускное отверстие насадки может иметь круглую или эллипсоидную форму, например. Целлюлозная суспензия выходит из насадки 320 в форме непрерывного пучка с формой поперечного сечения, соответствующей форме выпускного отверстия насадки. Целлюлозная суспензия, выходящая из насадки 320, может иметь круглую или эллипсоидную форму поперечного сечения.
Насадка 320 может быть установлена таким образом, чтобы она могла перемещаться вперед и назад в продольном направлении С, т.е. направлении оси вращения А, цилиндра 300 по горизонтальной плоскости. Целлюлозная суспензия 310 направляется на определенный горизонтальный уровень вдоль продольной поверхности цилиндра. Благодаря вращению цилиндра 300 и движению насадки 320, подаваемая целлюлозная суспензия 310 проходит по поверхности цилиндра, образуя круг за кругом или частично перекрывая смешные круги. Непрерывно подаваемая целлюлозная суспензия 310 перемешается по поверхности цилиндра 300 при вращении цилиндра 300. При вращении цилиндра 300 вокруг оси вращения А насадка 320 устанавливается таким образом, чтобы она могла перемещаться в смежное место по продольной поверхности цилиндра С.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, две или больше насадок могут быть установлены смежно, параллельно по продольной поверхности цилиндра С. Две или более насадок объединяют, образуя единый узел, и устанавливаются таким образом, чтобы они могли одновременно перемещаться по продольной поверхности цилиндра С. Расстояние между двумя смежными насадками может быть определено в сантиметрах, например 1 см. Насадка(и) перемещаются назад и вперед по продольной поверхности цилиндра. В случае размещения двух или более насадок на расстоянии 1 см друг от друга время прохождения насадками 1 см соответствует времени сушки целлюлозной суспензии, распыленной на поверхности цилиндра. Скорость перемещения насадок обеспечивает, чтобы время перемещения на расстояние между двумя смежными насадками соответствовало времени сушки целлюлозной суспензии.
В процессе сушки удаляется вода, а фибриллы начинают образовывать водородные соединения. При этом образуется волокно. Водородные соединения образуются, когда содержание сухого вещества повышается с 70% мас. до 100% мас. Просушенная целлюлозная суспензия или волокнообразующий материал, или волокно имеют содержание сухого вещества, по меньшей мере, 70% мас. Номер волоконной пряжи - 1-20 дтекс. Диаметр волокна может быть 15-70 мкм. Предел прочности волокна может быть 15-25 сН/текс, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, 15-20 сН/текс, и растяжение или удлинение на разрыв 5-15%, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, 5-10%.
В случае использования нескольких насадок по продольной поверхности цилиндра такие насадки могут размещаться рядом друг с другом по всей продольной поверхности цилиндра. Таким образом, нет необходимости в перемещении насадок, так как они могут быть установлены на своих местах. В этом случае время сушки целлюлозной суспензии соответствует времени вращения цилиндра.
При использовании двух и более насадок цилиндр покрывается целлюлозной суспензией и происходит более быстрое образование волокна, чем в случае с одной насадкой. Соответственно, извлечение волокон, подача масла и другие связанные функции выполняются в соответствующем ритме.
Выход целлюлозной суспензии из насадки и/или инжектора на поверхность можно контролировать гидравлическим или пневматическим методом. Скорость выхода целлюлозной суспензии из насадки можно контролировать давлением, применяемым к целлюлозной суспензии на насадке.
Подачу масла 330 можно распределить на поверхность цилиндра 300. Подача масла 330 выполнена с возможностью перемещения назад и вперед, как насадка 320, по продольной поверхности цилиндра 300 параллельно оси вращения А цилиндра 300 на определенном вертикальном уровне. В случае колебательного движения насадки(ок) 320 подача масла 330 осуществляется таким образом, чтобы обеспечить одновременное колебательное движение с насадкой(ами) 320.
Вращением цилиндра можно управлять извне, например, электродвигателем с регулируемой скоростью вращения. Цилиндр или поворотная лента могут создавать центростремительное ускорение 1-1000 г, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, 100-500 г. Диаметр цилиндра может быт 1-6 м. Скорость вращения поверхности цилиндра может быть 5-25 м/сек. Центробежная сила (Fcp), действующая на суспензию (m), зависит от радиуса (r) цилиндра и скорости вращения его поверхности (v). Центробежная сила (Fcp), действующая на суспензию (m), зависит от радиуса (r) изгиба лента и скорости вращения ее поверхности (v). Математический расчет: Fcp=ma=mv2/r; где a=v2/r.
Целлюлозная суспензия осушается на поверхности цилиндра 300. Воздействие может оказываться как внутренне, так и внешне. Внутреннее нагревание может выполняться с помощью электрического терморезистора, греющего пара или воздуха. Наружное нагревание может выполняться с помощью облучения, нагревания и/или воздушного обдува. Осушенная целлюлозная суспензия образует волокно 350 на поверхности цилиндра 300. Волокно 350 извлекают из поверхности цилиндра 300. Извлечение осуществляется путем обдува, отсасывания, вакуумирования, очищения или сбрасывания волокон с поверхности с учетом гравитации. Волокно 350 можно извлекать механически или с помощью вакуума, или сжатого воздуха. Извлечение может осуществляться вручную или автоматически. Извлекающее устройство может быть установлено на стороне цилиндра 300 напротив насадки 320. Извлекающее устройство может быть установлено на постоянном месте или же может быть выполнено с возможностью перемещения назад и вперед, как насадка 320, по продольной поверхности цилиндра 300 параллельно оси вращения А цилиндра 300 на определенном вертикальном уровне. Извлекающее устройство выполнено с возможностью одновременного колебательного движения с насадкой. Извлекающее устройство может иметь встроенное устройство подачи масла 330 и перемещать его. Масло подается на поверхность цилиндра после извлечения волокна из поверхности цилиндра. Масло можно заменять другим соответствующим веществом, таким как воск.
Извлеченное волокно 360 имеет форму неориентированной и спутанной шерсти-сырья из волокна, которое может содержать скопления по ворсистой поверхности шерсти-сырья из волокна. Когда шерсть-сырье из волокна содержит непрерывные волокна, длина волокна обеспечивает его разрезание или укорачивание для формирования штапельных волокон. После укорачивания образуется шерсть-сырье из волокна, содержащая штапельные волокна.
Волокно имеет линейную массовую плотность 1-20 дтекс, которая соотносится с величиной массы на единицу длины (1 текс=1 г/1000 м; и 1 децитекст=1 дтекс=1 г/10000 м). Удельная прочность волокна составляет 10-30 сН/текс, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, 15-25 сН/текс. Удельная прочность волокна составляет 15-25 сН/текс, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, 15-20 сН/текс. Растягивание на разрыв волокна составляет 5-15%, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, 5-10%. Часть масла, образующегося при осушении поверхности, может проявляться на поверхности волокна. Масло на поверхности волокна влияет на дальнейшую обработку шерсти-сырья из волокна, например, на трение и адгезию между волокнами шерсти-сырья из волокна. Масло можно заменять другим соответствующим веществом, например, воском.
Фиг. 4 иллюстрирует цилиндр в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Фиг. 4 иллюстрирует ось вращения А цилиндра 400. Цилиндр может иметь ровную, плоскую поверхность или поверхность с пазами, как показано на Фиг. 4. Пазы 401 размещаются на внешней поверхности цилиндра 400 параллельно оси вращения А цилиндра 400. Вводимая целлюлозная суспензия попадает на выступы 402 между пазами 401 поверхности цилиндра. Пазы 401 формируют слабую точку для целлюлозной суспензии и создают прерывистость в непрерывно вводимой целлюлозной суспензии. Непрерывно вводимая целлюлозная суспензия прерывается в каждом пазу. При этом целлюлозная суспензия формирует отдельные части длины выступов 402 между пазами 401. После осушения лишней воды на цилиндре образуется штапельное волокно, на выступах 402 между пазами 401. Длина формируемых штапельных волокон определяется длиной между пазами 401 на поверхности цилиндра.
В случае цилиндра с пазами шерсть-сырье из волокна, извлекаемое из цилиндра, содержит штапельные волокна. Дополнительные средства либо этапы облагораживания, укорачивания или резки не требуются. Шерсть-сырье из штапельного волокна подлежит переработке. Шерсть-сырье из волокна содержит штапельные волокна, который были укорочены до предварительно определенной длины с помощью пазов. Расстояние между пазами на поверхности цилиндра определяет длину штапельных волокон.
Пазы 401 на поверхности могут быть заменены вырезами, насечками, прорезями, канавками, выпуклостями, впадинами, неровностями, выступами, отвесами или другими видами точек остановки. Точки остановки имеют неправильную форму поверхности. Правильная, ровная или устойчивая поверхность содержит неровности на определенных интервалах. Точки остановки или неровности поверхности выравниваются на поверхности перпендикулярно направлению движения поверхности.
Вводимая целлюлозная суспензия попадает на ровную поверхность между точками остановки, формируя слабую точку для целлюлозной суспензии и создавая прерывистость в непрерывно вводимой целлюлозной суспензии. Это приводит к обрыву непрерывно вводимой целлюлозной суспензии в каждой точке остановки. При этом целлюлозная суспензия формирует отдельные части неровных поверхностей между точками остановки. После осушения лишней воды на цилиндре образуется штапельное волокно, на неровной поверхности между точками остановки. Длина формируемых штапельных волокон определяется длиной между точками остановки на поверхности. В качестве альтернативы или в дополнение непрерывно вводимая целлюлозная суспензия во время или после осушения может разделяться на штапельные волокна с помощью режущего средства или внешнего материала. Внешний материал или режущие средства могут относиться к облучению, субстанции или другому материалу, способному резать волокно на поверхности. Внешний материал может содержать, например, лазерный, инфракрасный, тепловой, ультразвуковой, электронный луч, воду или химические вещества. Резка на штапельные волокна может выполняться во время или после осушение суспензии на поверхности.
Фиг. 5 иллюстрирует аппарат для производства шерсти-сырья из натурального волокна в соответствии с другим примером осуществления изобретения. Целлюлозная суспензия 510 подается к одной или более насадкам 520. Фибриллы облагороженной целлюлозной суспензии выравниваются в насадке. Фибриллы целлюлозной суспензии образуют сеть ориентированных фибрилл в насадке 520.
Целлюлозная суспензия 510 направляется на ленту 500 через насадку(и) 520. Целлюлозная суспензия, выходящая из насадки 520, имеет форму, соответствующую выпускному отверстию насадки. Выпускное отверстие насадки может иметь круглую или эллипсоидную форму, например. Целлюлозная суспензия выходит из насадки 520 в форме непрерывного пучка с формой поперечного сечения, соответствующей форме выпускного отверстия насадки. Целлюлозная суспензия, выходящая из насадки 520, может иметь круглую или эллипсоидную форму поперечного сечения.
Две или более насадок могут быть размещены смежно, параллельно по поверхности поперечного сечения ленты. Поперечное сечение относится к измерениям ширины ленты; перпендикулярно продольному сечению ленту, которое соответствует направлению движения ленты. Две или более насадок могут объединяться, образуя единый узел. Расстояние между двумя Смежными насадками может быть порядка 0,5-50 мм, или 0,5-20 мм, например, 1 мм. Несколько насадок могут размещаться рядом друг с другом по всей поперечной поверхности ленты. В этом случае вся поперечная поверхность ленты одновременно покрывается вводимой целлюлозной суспензией через несколько насадок.
В процессе сушки удаляется вода, а фибриллы начинают образовывать водородные соединения. При этом образуется волокно. Водородные соединения образуются, когда содержание сухого вещества составляет от 70% мас. до 100% мас. Просушенная целлюлозная суспензия или волокнообразующий материал, или волокно имеют содержание сухого вещества, по меньшей мере, 70% мас.
Выход целлюлозной суспензии из насадки и/или инжектора на поверхность можно контролировать гидравлическим или пневматическим методом. Скорость выхода целлюлозной суспензии из насадки можно контролировать давлением, применяемым к целлюлозной суспензии на насадке.
Устройство подачи масла 530 можно установить перед насадкой(ами) 520 относительно направления движения ленты 500. Устройство подачи масла 530 может быть выполнено с возможностью перемещения назад и вперед по поверхности поперечного сечения ленты 500 перпендикулярно направлению движения ленты 500. Устройство подачи масла 530 устанавливается после этапа извлечения волокна. Масло подается на поверхность ленты 500. Целлюлозная суспензия вводится на промасленную поверхность ленты.
Целлюлозная суспензия осушается на поверхности ленты 500. Воздействие может оказываться как внутренне, так и внешне. Внутреннее нагревание может выполняться через ленту, например, с помощью электрического терморезистора, греющего пара или воздуха. Наружное нагревание может выполняться с помощью облучения, нагревания и/или воздушного обдува. Осушенная целлюлозная суспензия образует волокно 550 на поверхности ленты 500. Волокно 550 извлекают из поверхности ленты 500. Извлечение осуществляется путем обдува, отсасывания, вакуумирования, очищения или сбрасывания волокон с поверхности с учетом гравитации. Волокно 550 можно извлекать механически или с помощью вакуума, или сжатого воздуха. Извлечение может осуществляться вручную или автоматически. Извлекающее устройство может быть установлено на любой части ленты 500, где степень сухости волокна соответствует желаемому уровню, например, выше 70% мас. Извлекающее устройство может быть установлено на конце ленты или на любой внешней стороне ленты, при этом верхняя внешняя сторона ленты выполнена с возможностью движения в противоположном направлении относительно нижней внешней стороны ленты. Есть возможность транспортировки целлюлозной суспензии или волокна на другой ленте для дальнейшего осушения.
Масло подается на поверхность ленты до введения целлюлозной суспензии на поверхность. Масло можно заменять другим соответствующим веществом.
Извлеченное волокно 560 имеет форму неориентированной и спутанной шерсти-сырья из волокна, которое может содержать скопления по ворсистой поверхности шерсти-сырья из волокна. Когда шерсть-сырье из волокна содержит непрерывные волокна, длина волокна обеспечивает его разрезание, укорачивание или рафинирование для формирования штапельных волокон. После укорачивания образуется шерсть-сырье из волокна, содержащая штапельные волокна.
Волокно имеет линейную массовую плотность 1-20 дтекс, которая соотносится с величиной массы на единицу длины (1 текс=1 г/1000 м; и 1 децитекст=1 дтекс=1 г/10000 м). Удельная прочность волокна составляет 10-30 сН/текс, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, 15-25 сН/текс. Удельная прочность волокна составляет 15-25 сН/текс, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, 15-20 сН/текс. Растягивание или удлинение на разрыв волокна составляет 5-15%, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, 5-10%. Часть масла, образующегося при осушении поверхности, может проявляться на поверхности волокна. Масло на поверхности волокна влияет на дальнейшую обработку шерсти-сырья из волокна, например, на трение и адгезию между волокнами шерсти-сырья из волокна.
Фиг. 6 иллюстрирует ленту в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Фиг. 6 иллюстрирует ленту 600, имеющую изогнутую поверхность и поверхность с пазами. Фиг. 6 иллюстрирует ленту для формирования штапельных волокон, при этом в случае ровной, плоской, неизогнутой ленты на ней формируется непрерывное волокно. Изогнутая поверхность ленты имеет радиус изгиба 0,25-4 м.
Пазы 601 находятся на наружной поверхности ленты 600. Пазы 601 находятся вдоль поперечного направления ленты 600, перпендикулярно продольной поверхности или направлению движения ленты 600. Вводимая целлюлозная суспензия попадает на выступы 602 между пазами 601 поверхности ленты. Пазы 601 формируют слабую точку для целлюлозной суспензии и создают прерывистость в непрерывно вводимой целлюлозной суспензии. Непрерывно вводимая целлюлозная суспензия прерывается в каждом пазу. При этом целлюлозная суспензия формирует отдельные части длины выступов 602 между пазами 601. После осушения лишней воды на ленте образуется штапельное волокно, на выступах 602 между пазами 601. Длина формируемых штапельных волокон определяется длиной между пазами 601 на поверхности ленты.
В случае ленты с пазами шерсть-сырье из волокна, извлекаемое из ленты, содержит штапельные волокна. Дополнительные средства либо этапы облагораживания, укорачивания или резки не требуются. Шерсть-сырье из штапельного волокна подлежит переработке. Шерсть-сырье из волокна содержит штапельные волокна, который были укорочены до предварительно определенной длины с помощью пазов. Расстояние между пазами на поверхности ленты определяет длину штапельных волокон.
Пазы 601 на поверхности можно заменять другим видом точек остановки. Точки остановки могут содержать выступы или пазы. Точки остановки могут содержать вырезы, насечки, прорези, канавки, выпуклости, впадины, неровности, выступы, отвесы или другие виды точек остановки. Точки остановки имеют неправильную форму поверхности. Правильная, ровная или устойчивая поверхность содержит неровности на определенных интервалах. Точки остановки или неровности поверхности выравниваются на поверхности перпендикулярно направлению движения поверхности.
В качестве альтернативы или в дополнение непрерывно вводимая целлюлозная суспензия может разделяться на штапельные волокна путем воздействия на осушенное/осушаемое волокно внешнего материала или режущего средства. Внешний материал или режущее средство могут относиться к облучению, субстанции или другому материалу, способному резать целлюлозную суспензию на поверхности. Внешний материал или режущее средство могут содержать, например, лазерный, инфракрасный, тепловой, ультразвуковой, электронный луч, воду или химические вещества. Волокно можно резать после или во время осушения на поверхности.
Когда непрерывное волокно измельчается на штапельные волокна, отрезной конец штапельного волокна острый или, по меньшей мере, значительно острый. Острый отрезной конец показан на Фиг. 7. Когда штапельное волокно образуется на изогнутой поверхности с пазами, конец штапельного волокна неровный или неправильный по сравнению с острым отрезным концом штапельного волокна. Фиг. 8 иллюстрирует штапельное волокно, которое было образовано изогнутой поверхностью с пазами. Пазы вызывают прерывание непрерывно вводимой целлюлозной суспензии, при этом образуя отдельные части определенной длины, которые после осушения образуют штапельные волокна.
На такой прерывистой поверхности штапельного волокна могут находиться фибриллы или меньшие участки. В развернутом виде неровная торцевая поверхность прерывания образует неправильную форму.
Пазы на поверхности могут быть заменены вырезами, насечками, прорезями, канавками, выпуклостями, впадинами, неровностями, выступами, отвесами или другими видами точек остановки поверхности. В качестве альтернативы или в дополнение непрерывно вводимая целлюлозная суспензия может разделяться на штапельные волокна путем воздействия на целлюлозную суспензию/ волокно внешнего материала. Внешний материал может относиться к облучению, субстанции или другому материалу, способному резать волокно на поверхности. Внешний материал может включать в себя, например, лазерный, инфракрасный, тепловой, ультразвуковой, электронный луч, воду или химические вещества. Целлюлозную суспензию можно резать после или во время осушения на поверхности.
Фиг. 9 иллюстрирует шерсть-сырье из волокна, размещенную на конвейерной ленте. Штапельные волокна извлекаются из цилиндра на движущуюся конвейерную ленту, при этом они размещены в произвольном порядке, навалом.
Поверхность ленты или цилиндра может содержать гидрофобный материал. Внешняя поверхность цилиндра или ленты может покрываться непористым гидрофобным полимерным покрытием. Полимерное покрытие влияет на образование гидрофобной поверхности. Гидрофобное полимерное покрытие может покрываться маслом. Покрытие или масляный слой поверхности позволяют поучить гидрофобную внешнюю поверхность с низким трением и низким уровнем гистерезиса контактных углов. Масло влияет на целлюлозную суспензию, которая и далее контактирует с внешней поверхностью с помощью масла. Полимерное покрытие и масло на поверхности и/или центробежная сила вращающегося цилиндра обеспечивают контроль и поддержание круглой формы поперечного сечения целлюлозной суспензии, вводимой на поверхность. Масло и низкий уровень гистерезиса контактных углов на наружной поверхности цилиндра или ленты влияют на поддержание круглой формы поперечного сечения целлюлозной суспензии по время осушения. Масло влияет на снижение риска сцепления целлюлозного раствора с поверхностью. Масло влияет на обеспечение стабильной формы поперечного сечения волокна и/или предотвращает формирование нежелательных широких, тонких и/или слабых полос на поверхности. Часть масла остается на волокне и действует в качестве замасливателя. Масло можно использовать, например, для контроля трения между волокнами и/или между волокнами и металлом по время переработки. Это желательные параметры для переработки шерсти-сырья из волокна во время дополнительной переработки и формирования изделий, таких как пряжа, нетканое волокно и других. Масло для распределения на поверхности можно заменить другим соответствующим веществом, которое может иметь, по меньшей мере, некоторые или все аналогичные свойства масла. Например, масло можно заменить воском.
Целлюлозная суспензия, направляемая через насадку, на поверхность, осушается на поверхности. Осушение выполняется нагреванием и, в случае с цилиндром, вращающимся движением цилиндра. Вращение цилиндра и/или нагревание обеспечивают осушение введенной на поверхность целлюлозной суспензии. На поверхности может формироваться непрерывное волокно. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, на поверхности могут формироваться штапельные волокна. Целлюлозная суспензия может осушаться внешним и/или внутренним способом через поверхности цилиндра или ленты. Цилиндр или лента могут содержать нагревающий элемент. Цилиндр или лента могут содержать внутренний нагреватель. Внутренний нагреватель может обеспечивать нагревание в электронном режиме, через резистор или поток горячего воздуха. Цилиндр или лента могут содержать наружный нагреватель. Наружный нагреватель создает излучение или поток воздуха, или поток пара по направлению к поверхности для осушения целлюлозной суспензии на поверхности. Нагреватель(и) обеспечивают осушение целлюлозной суспензии, нанесенную на поверхность. Нагреватель или нагревательный элемент выполнены с возможностью осушения целлюлозной суспензии путем удаления воды.
Масло наносится на поверхность. Масло на поверхности влияет на снижение натяжения поверхности, трения и/или уровня гистерезиса контактных углов поверхности. Масло может содержать, но не ограничиваться этим, аппретурные масла для волокон для снижения трения между волокнами или между волокном и металлом либо растительные масла, либо смешивающуюся жидкость. Масло можно заменять другим соответствующим веществом, которое влияет на снижение натяжения поверхности, трения и/или уровня гистерезиса контактных углов поверхности.
Поверхность выполнена с возможностью перемещения и транспортировки вводимой целлюлозной суспензии. Поверхность может иметь пазы. Штапельные волокна формируются на изогнутой поверхности и поверхности с пазами. Поверхность может иметь поверхность с изогнутым или круглым цилиндром либо поверхность с изогнутой лентой. Пазы совмещаются поперечно направлению движения поверхности. Пазы размещены поперечно направлению движения ленты. Пазы установлены вдоль поперечного направления ленты, перпендикулярно продольной поверхности или направлению движения ленты. Пазы размещены поперечно направлению вращения цилиндра. Пазы установлены вдоль продольного направления цилиндра, параллельно оси вращения цилиндра. Поверхность имеет тонкие пазы по сравнению с широкими выступами между пазами. Выступы поверхности образуют опорную поверхность для вводимой целлюлозной суспензии, при этом пазы образуют точек остановки. Пазы и выступы между ними обеспечивают формирование штапельных волокон на поверхности. Вводимая целлюлозная суспензия обеспечивает прерывание в пазе. Расстояние между пазами выполнено с возможностью определения длины образованных штапельных волокон.
Ширина пазов может быть 0,5-5 мм, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, 2-3 мм. Глубина пазов может быть 0,5-10 мм, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, 2-3 мм.
Пазы на поверхности можно заменять другим видом точек остановки поверхности. Точка остановки может иметь выступы или пазы. Выступы могут иметь острый внешние края. Высота выступов от поверхности может быть 0,5-3 мм или, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, 1-2 мм. Точка остановки может содержать пазы, выступы, вырезы, насечки, прорези, канавки, выпуклости, впадины, удлинения, отвесы или другие виды точек остановки поверхности. Точки остановки размещаются поперечно направлению движения поверхности. Точки остановки размещаются по ширине поверхности, параллельно оси вращения цилиндра или перпендикулярно направлению движения ленты или провода. Поверхность имеет тонкие точки остановки по сравнению с широкими ровными поверхностями между точками остановки. Ровные поверхности удерживают вводимую целлюлозную суспензию, которая обеспечивает прерывание в точках остановки. Поверхность, включающая точки остановки, обеспечивает формирование штапельных волокон на поверхности. Расстояние между точками остановки выполнено с возможностью определения длины образованных штапельных волокон.
В качестве альтернативы или в дополнение непрерывно вводимая целлюлозная суспензия может разделяться на штапельные волокна путем воздействия на волокно внешнего материала или режущего средства. Внешний материал может относиться к облучению, субстанции или другому материалу, способному резать волокно на поверхности. Внешний материал или режущее средство могут содержать, например, лазерный, инфракрасный, тепловой, ультразвуковой, электронный луч, воду или химические вещества. Целлюлозную суспензию можно резать после или во время осушения на поверхности.
Центробежная сила движущейся поверхности, гидрофобные свойства поверхности и свойства масла влияют на сохранение круглого поперечного сечения вводимой целлюлозной суспензии и волокна на поверхность при их осушении.
При удалении лишней воды из целлюлозной суспензии во время осушения начинают появляться водородные соединения. Это происходит в момент, когда содержание твердых веществ целлюлозной суспензии превышает содержание волокон 70% мае, или после этого.
Осушенный целлюлозный раствор образует непрерывное волокно (пучок) на непрерывной поверхности. На изогнутой поверхности и поверхности с пазами формируются штапельные волокна без дополнительного облагораживания или укорачивания после сушки. Штапельные волокна имеют длину 6-80 мм, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, 30-70 мм. Пазы на поверхности можно заменять другим видом точек остановки поверхности. В качестве альтернативы или в дополнение непрерывно вводимая целлюлозная суспензия может разделяться на штапельные волокна путем воздействия на целлюлозную суспензию внешнего материала или режущего средства. Внешний материал или режущее средство могут относиться к облучению, субстанции или другому материалу, способному резать волокно на поверхности. Внешний материал или режущее средство могут содержать, например, лазерный, инфракрасный, тепловой, ультразвуковой, электронный луч, воду или химические вещества. Целлюлозную суспензию можно резать до, после или во время осушения на поверхности. Длинные волокна или штапельные волокна можно соединять, чтобы получить непрерывную сеть волокон. Распад водородных связей может обеспечиваться путем воздействия воды или водного раствора на штапельные волокна. Незначительное механическое или гидродинамическое усилие, такое как натяжение или скручивание, или гидродинамический сдвиг, разделяет увлажненный состав штапельного волокна или изделие. При воздействии воды штапельные волокна возвращаются отдельные первичные фибриллы целлюлозы. Это обеспечивает образование водорасходуемых изделий.
Шерсть-сырье из натурального волокна имеет большую удельную площадь поверхности и низкую плотность. Это обеспечивает хорошие фильтрующие свойства и изоляция при низкой термопроводимости. Учитывая неровную поверхность волокон, шерсть-сырье из натурального волокна имеет высокий уровень трения, что является желаемым качеством для дополнительной обработки, например, производства нетканых материалов.
Шерсть-сырье из натурального волокна обладает хорошими водоабсорбционными и водоудерживающими свойствами. Удержание воды шерстью-сырьем из натурального волокна может быть в 10-100 больше собственной массы.
Шерсть-сырье из волокна можно перерабатывать, так как это овечья шерсть. Шерсть-сырье из волокна содержит штапельные волокна. Шерсть-сырье из волокна содержит штапельные волокна, имеющие ворсистую поверхность, размещенные в неорганизованном, неориентрованном порядке и образующие комочки или скопления разной плотности.
Шерсть-сырье из волокна можно прочесывать. Общее прочесывание способствует ориентированию, облегчению расчесыванию и очистке шерсти по ориентированным пучкам. Прочесывание осуществляют гребнем, ворсовальной машиной, чесальной машиной. Ворсовальная машина имеет поверхность, покрытую кардочесальной тканью, или мягкой щетиной. Во время прочесывания штапельные волокна укладываются в общем направлении волокон, плотность штапельных волокон становится более ровной, уменьшаются комочки. Благодаря расчесыванию, волокна имеют одинаковое направление, при этом имея, по существу, одинаковую ориентацию по продольной поверхности волокон. Прочесанная шерсть-сырье из волокна содержит, в основном, ориентированные штапельные волокна, при этом может уменьшиться разница в плотности и скопления. Структура становится более однородной во время прочесывания.
Шерсть-сырье из натурального волокна имеет свойства, желаемый для прочесывания, такие как низкое трение между волокнами и/или между волокнами и металлом (гребня).
Прочесанная шерсть-сырье из штапельного волокна может перерабатываться для получения пряжи и нетканого материала. Пряжа может изготавливаться из прочесанной шерсти-сырья из волокна путем формирования непрерывной предварительной пряжи и прядения нескольких предварительных пряж в виде пряжи. Пряжу можно использовать для изготовления текстильных материалов разного вида. Текстиль может быть изготовлен из тканного материала при использовании известных текстильных технологических процессов и оборудования. Многие виды конечной продукции, включая в себя пряжу, жгут, текстиль, ткань, и продукции, включающей в себя их, могут быть изготовлены из пряжи, полученной из шерсти-сырья из натуральных волокон.
Нетканый материал может быть изготовлен из прочесанной шерсти-сырья из волокна в ходе технологического процесса по изготовлению нетканых материалов или в процессе валяния, например, иглопробивной способ, способ гидросплетения или другой соответствующий способ. Технологический процесс изготовления нетканых материалов обеспечивает связывание штапельных волокон механическим способом для получения непрерывного нетканого материала или ткани. Для усиления связывания можно добавить адгезивное вещество.
Нетканый материал можно использовать для производства предметов личной гигиены. Предметы личной гигиены можно утилизировать водой, при этом изделие разрушается до фибрилл целлюлозы. Предметы личной гигиены могут включать пригодные для смывания в унитаз предметы, которые распадаются в воде. Предметы личной гигиены могут включать салфетки и пеленки. Изделия из шерсти-сырья из штапельного волокна имеют твердую структуру, когда они в сухом состоянии. Однако, нижележащие фибриллы маленькие и соединены водородными связями, которые существенно ослабевают в водной среде. В воде даже незначительный разрыв приводит к распаду штапельных волокон на фибриллы целлюлозы. Кроме возможности утилизации, нетканый материал из шерсти-сырья из штапельного волокна может впитывать и удерживать воду. Эта способность необходима для таких изделий, как пеленки и подобные.
Пряжа из шерсти-сырья из штапельного волокна может иметь номер 5-200 текс. Пряжа имеет удельную прочность 5-15 сН/текс; удлинение на разрыв 3-10%. нетканый материал из шерсти-сырья из натурального волокна имеет плотность 10-100 кг/м3.
Производственный процесс обеспечивает получение пряжи и/или нетканого материала наиболее экономичным и природобезопасным способом. Данную шерсть-сырье из волокна получают путем прессования, что является единственным технологическим процессом. Шерсть-сырье из волокна подлежит переработке в ходе технологического процесса и на оборудовании, используемом для обработки и переработки шерсти-сырья. Шерсть-сырье из волокна можно переработать как пряжу, используя прядильное оборудование, или как нетканый материал, используя технологию и способ производства нетканых материалов.
Шерсть-сырье из штапельного волокна или изделия влияют на биоразлагаемость. Утилизация является экологически чистым процессом, а использование натуральных целлюлозных волокон обеспечивает их переработку и повторное использование.
Шерсть-сырье из натурального волокна можно использовать в качестве изолятора. Она создает подходящую изоляцию до и после прочесывания.
Фиг. 10 иллюстрирует студенистую консистенцию суспензии. В этой суспензии прочность желатинового покрытия, являющегося динамическим модулем упругости, корректируется до желаемого уровня, выше 1000 Па, с помощью реологического модификатора.
Фиг. 11 иллюстрирует студенистую консистенцию, при которой текучесть, являясь пересечением динамического модуля упругости и модуля потерь, корректируется до 2% с помощью реологического модификатора.
Фиг. 12 иллюстрирует пример реограммы с высоким уровнем разжижения при сдвиге. Вязкость при сдвиге корректируется до 0,2 Па при скорости сдвига 1000 1/с с помощью реологического модификатора.
Ранее представленное описание только наглядно дает аспекты изобретения. Части или детали могут быть заменены, изменены, объединены или опущены, не влияя на границы изобретения, как указано в формуле изобретения.
1. Способ производства штапельной пряжи из натуральных волокон, включающий следующие этапы
- обеспечивают целлюлозную суспензию, включающую в себя фибриллы облагороженной целлюлозы,
- выводят целлюлозную суспензию через насадку на поверхность для формирования штапельных волокон,
- осушают целлюлозную суспензию на поверхности для формирования штапельных волокон,
- разрезают целлюлозную суспензию на поверхности для формирования штапельных волокон.
2. Способ по п. 1, в котором фибриллы облагороженной целлюлозы содержат фибриллы облагороженной целлюлозы растительного происхождения.
3. Способ по п. 1, в котором целлюлозная суспензия, выходящая из насадки, имеет форму выпускного отверстия насадки, необязательно может иметь круглую или эллипсоидную форму поперечного сечения.
4. Способ по п. 1, в котором осушение содержит осушение целлюлозной суспензии на поверхности посредством излучения, обдува или кондукции.
5. Способ по п. 1, содержащий нанесение масла или воска на поверхность для формирования штапельных волокон.
6. Способ по п. 1, содержащий осушение целлюлозной суспензии на поверхности до сухой концентрации, по меньшей мере, 70% мас., и/или в котором осушение содержит формирование химических связей между фибриллами облагороженной целлюлозы.
7. Способ по п. 1, в котором штапельные волокна имеют длину 6-80 мм, предпочтительно 40-60 мм.
8. Способ по п. 1, в котором этап разрезания целлюлозной суспензии на поверхности для формирования штапельных волокон включает воздействие на целлюлозную суспензию режущего средства до, после или во время осушения целлюлозной суспензии на поверхности для формирования штапельных волокон.
9. Способ по п. 1, содержащий извлечение штапельных волокон с поверхности для формирования шерсти-сырья из натурального волокна, содержащего штапельные волокна, в котором шерсть-сырье из волокна предпочтительно подлежит переработке для получения пряжи или нетканого материала.
10. Способ по п. 9, содержащий прочесывание шерсти-сырья из натурального волокна, чтобы ориентировать и спутывать волокна, необязательно дополнительно содержащий переработку шерсти-сырья из волокна до предварительной пряжи и прядения предварительной пряжи до пряжи; или переработку шерсти-сырья из натурального волокна для получения нетканого материала.
11. Аппарат для производства штапельной пряжи из натуральных волокон, содержащий
- насадку, выполненную с возможностью направления целлюлозной суспензии, включая в себя фибриллы облагороженной целлюлозы на поверхности для формирования штапельных волокон,
- осушитель, выполненный с возможностью осушения целлюлозной суспензии на поверхности для формирования штапельных волокон, и
- устройство для разрезания целлюлозной суспензии или волокна на поверхности для формирования штапельных волокон.
12. Аппарат по п. 11, в котором осушитель содержит, по меньшей мере, одно из устройств: терморезистор, радиатор, испаритель или воздуходувку, а также в котором осушитель выполнен с возможностью осушения целлюлозной суспензии.
13. Аппарат по п. 12, в котором осушитель выполнен с возможностью осушения целлюлозной суспензии и обеспечивает образование химических связей между фибриллами облагороженной целлюлозы.
14. Аппарат по п. 11, в котором поверхность для формирования штапельных волокон содержит гидрофобную внешнюю поверхность.
15. Аппарат по п. 11, в котором средство для разрезания содержит, по меньшей мере, одно из следующих: точку и остановки на поверхности для формирования штапельных волокон, излучение, лазерный, инфракрасный, тепловой, ультразвуковой, электронный луч, воду или химические вещества.
16. Аппарат по п. 15, в котором средство для разрезания содержит точки остановки на поверхности для формирования штапельных волокон, в котором точки остановки совмещены на поверхности перпендикулярно направлению движения поверхности, на определенном, предварительно установленном расстоянии.
17. Аппарат по п. 16, в котором предварительно установленное расстояние между точками остановки на поверхности для формирования штапельных волокон составляет длину 6-80 мм, предпочтительно 30-70 мм.
18. Аппарат по п. 16, в котором точки остановки имеют неровную форму поверхности.
19. Аппарат по п. 11, в котором поверхность для формирования штапельных волокон содержит изогнутую поверхность.
20. Аппарат по п. 19, в котором изогнутая поверхность имеет радиус изгиба 0,25-4 м и/или в котором поверхность для формирования штапельных волокон может быть цилиндром, проводом или лентой.
21. Шерсть-сырье из волокна, включающее штапельную пряжу, изготовленную способом по п. 1, в котором штапельная пряжа состоит из фибрилл облагороженной целлюлозы, соединенных водородными связями, а шерсть-сырье из волокна содержит неориентированную, спутанную, ворсистую сеть штапельной пряжи.
22. Шерсть-сырье из волокна по п. 21, где шерсть-сырье из волокна подлежит переработке, прочесыванию и/или прядению для получения пряжи или нетканого материала.
23. Шерсть-сырье из волокна по п. 21, в котором штапельное волокно имеет длину 6-80 мм, предпочтительно 40-60 мм; и/или в котором штапельное волокно имеет номер нити 1-20 дтекс; и/или штапельное волокно имеет диаметр 15-70 мкм; и/или штапельное волокно имеет предел прочности волокна 15-25 сН/текс; и/или штапельное волокно имеет удлинение на разрыв 5-15%.
24. Применение шерсти-сырья из волокна по любому из пп. 21-23 в качестве изоляционного материала.
25. Волокнистая нить из шерсти-сырья из волокна по любому из пп. 21-23 и/или изготовленная способом по любому из пп. 1-10, и/или изготовленная с помощью аппарата по любому из пп. 11-19, в котором нить необязательно имеет номер нити 5-200 текс; и/или удельную прочность 5-15 сН/текс; и/или удлинение на разрыв 3-10%.
26. Применение волокнистой нити по п. 25 для изготовления текстильного материала, ткани, пряжи или жгута.
27. Нетканый материал из шерсти-сырья из волокна по любому из пп. 21-23 и/или изготовленный способом по любому из пп. 1-10, и/или изготовленный с помощью аппарата по любому из пп. 11-19, в котором нетканый материал имеет плотность 10-100 кг/м3.
28. Предмет личной гигиены, который можно утилизировать водой, содержащий нетканый материал по п. 27.
