ПОДГОТОВКА КРУЧЕНЫХ НИТЕЙ ИЗ НАТУРАЛЬНОГО ШЕЛКА К ДАЛЬНЕЙШУЮ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ

АННОТАЦИЯ

В данной статье приведены этапы проведения подготовки крученых шелковых нитей в зависимости от дальнейшего их использования в отраслях промышленности. В статье также приведены существующие способы обесклеивания и обезжиривания крученых нитей из натурального шелка, оптимальные параметры их осуществления и оборудования для проведения процесса. Даны анализ ранее проведенных научно-исследовательских работ в области отварки натурального шелка. Также даны рекомендации по отварке крученых нитей из натурального шелка, а также результаты научно-исследовательских работ, проведенных в Узбекском научно-исследовательском институте натуральных волокон (УзНИИНВ) в области производства крученых хирургических и швейных нитей из натурального шелка.

ABSTRACT

This article presents the stages of the preparation of twisted silk threads, depending on their further use in industries. The article also presents the existing methods of degluing and degreasing twisted natural silk threads, the optimal parameters for their implementation and equipment for the process. The analysis of previous research works in the field of natural silk decoction is given. Recommendations are also given on the decoction of twisted threads from natural silk, as well as the results of research work carried out at the Uzbek Research Institute of Natural Fibers (UzRIONF) in the field of production of twisted surgical and sewing threads from natural silk.

Ключевые слова: натуральный шелк, отварка, обесклеивание, обезжиривание, серицин, фиброин, мыло, кальцинированная сода, промывка, под давление.

Keywords: natural silk, decoction, degluing, degreasing, sericin, fibroin, soap, soda ash, washing, under pressure.

Натуральный шелк является одним из древнее, ценнейшее текстильное сырье природного происхождения. Он является продуктом выделения шелко-отделительных желез шелкопрядов типа членистоногих класса насекомых. Как отмечается в литературных источниках, шелководства возникла в древнем Китае  за 3000-3500 лет до нашей эры [1]. В настоящее время производством и переработкой натурального шелка заняты более 30 стран мира.  В этих странах мира ежегодно производятся более 600 тыс. тонн живых коконов тутового шелкопряда или более 130 тыс. тонн шелка-сырца [2].

Коконы тутового шелкопряда является сезонным продуктом, т.е. они выращиваются весной. Однако в последнее годы  в шелкопроизводящих странах мира коконы производятся способом повторной выкормки, т.е. в год выкармливают шелкопряд до 10 раз [3]. Это в свою очередь позволяет производит шелк-сырец из живых коконов круглогодично. Как известно качества шелка-сырца, произведенный из живых коконов всегда  выше, чем качества шелка-сырца из сухих коконов. Поэтому в УзНИИНВ группой специалистов разработана и внедрена в производства новая агротехнология выращивания шелковицы и шелкопряда. Учеными специалистами института созданы специальные способы посадки шелковиц  в виде рядов и плантации. Созданная новая агротехнология позволяет значительно повысить качества вырабатываемого шелка-сырца [4].

Созданные учеными и специалистами способов посадки черенков тутового шелкопряда можно использовать при создании защитных барьеров в пути водной и ветровой эрозии, особенно районах Приаралье. Создание тутовых рядов и плантации в экологических неблагоприятных регионах  позволить улучшать экологии этих регионов. Создание тутовых плантации в эрозийно опасных регионах позволит создать в этих регионах новых шелковых кластеров, развивать животноводству и других отраслей народного хозяйства [5].

Произведенные коконы перерабатывают в шелк-сырец путем их размотки разными способами, например, на кокономотальных автоматах способом погруженные состояние коконов, или на механических кокономотальных станках способом плавающие состояние коконов. Одиночная коконная нить в промышленности не применяется, так как она слишком тонка и недостаточно прочна на разрыв. По этому шелк-сырец получают путем соединение несколько коконных нитей в зависимости от линейной плотности вырабатываемого шелка-сырца. На кокономотальных предприятиях Республики Узбекистан можно вырабатывать 9 ассортиментов шелка-сырца начиная с самой тонкой 1,56 текс до самой толстой 16,6 текс [6]. Одиночная нить шелка-сырца в промышленности почти не используется, нити шелка сырца используют в крученном виде. Кручение шелка-сырца производится на отдельных шелкокрутильных предприятиях или на крутильных цехах шелкоткацких предприятий.

Кручение шелка-сырца коренным образом отличается от кручение других натуральных нитей. Технология кручения шелка-сырца разделяется на этапов, на каждом из которых выполняется несколько технологических процессов на аппаратах и машинах, различных как по конструкции, так и по назначению, как видно из данных, приведенных в табл.1 [7].

Таблица 1.

Основные этапы, технологические процессы и оборудования, применяемые в шелкокручении

По степени крутки крученые нити разделяются на 3 группы: нити низкой крутки – до 230 кр/м; нити средней крутки – 230-900 кр/м; нити высокой крутки – 900 кр/м и более. По направлению крутки крученые нити разделяются на нити правой крутки Z и левой крутки S. При правой крутке витки идут снизу вверх направо, а при левой крутке – снизу вверх налево. Кроме этих крученые нити могут быть простой и сложной структуры. Нити простой структуры имеют одно направление витков и вырабатываются за один прием. Нити сложной структуры получают из нескольких нитей. При этом каждой нити сообщают крутку определенного направления, затем нити соединяют и вновь скручивают, обычно в обратном направлении. По назначению крученые нити разделяют на группы: нити для переработки в ткацком и трикотажном производстве, крученые нити для технических целей (кордные, изоляционные, ситовые, сетевые и т.д.), крученые нити широкого потребления (петельные, бахромочные, вышивальные, парфюмерные и т.д.), нити целевого назначения (хирургические, швейные, шорные, обувные и т.д.). Кроме выше перечисленные видов крученых нитей из непрерывных нитей натурального шелка вырабатывают различные шнуры (парашютные, декоративные и т.д.), канатно-веревочные (канаты, тросы, веревки, шпагат и т.д.) и крученые нити специального назначения [7,8].

Крученые нити из натурального шелка перед применением должны подвергаться обесклеиванию и обезжириванию. Только крученые нити используемые в ткацком производстве не подвергают обесклеиванию и обезжириванию. Обесклеивание и обезжиривание при ткачестве производят в тканях перед отделкой. Обесклеивание и обезжиривание крученых нитей из натурального шелка производят путем отварки их в различных растворах, в большинстве случаях на мыльно-содовых растворах. Для обесклеивания и обезжиривание натурального шелка применяется различные способы и оборудование, созданные в разные годы [9,10,11,12,13]. Крученые нити из натурального шелка обесклеивают и обезжиривают в мотках на механических барках, на специальных варочных котлах, а также на аппаратах, работающих под давлением. При отварки крученых шелковых нитей в мотках рекомендуется следующая рецептура химических материалов: 60 %-ное олеиновое мыло – 2,5 г/л; кальцинированная сода – 1,5 г/л; средства ПАВ – 1,0 г/л. При этом время обработки распределяется следующим образом: замочка в чистой воде при температуре 60-65°С – 10 мин.; отварка в мыльно-содовом растворе при температуре раствора 95-100°С – 25-30 мин.; промывка в горячей воде при температуре 70-75°С – 10 мин.; промывка в теплой воде при температуре 40-45°С – 5-10 мин.; промывка или полоскание в холодной воде – 5-10 мин.

Более качественная отварка получается при отварке в аппаратах, работающих под давлением. Поэтому нами были исследованы процесс отварки шелковых отходов в аппаратах, под давлением, создана технология и апробирована в производственных условиях. При этом применялись математические методы планирования с использованием ЭВМ с помощью которых найдена оптимальная область процесса отварки [14,15,16,17]. Установлена, что при изменение температуры от 100 до 110°С, продолжительности от 25 до 35 мин и давления от 290 до 310 кПа в волокне содержится от 0,52 до 0,64 % серицина, от 0,028 до 0,09 % жиро-восковых веществ и от 1,84 до 1,89 % мыла [16]. В табл. 2 приведен оптимальный режим отварки струны коконного сдира в аппаратах, работаюших под давлением, принятий после оптимизации процесса [17]. 

Таблица 2.

Оптимальный режим отварки шелка в аппаратах, работающих под давлением

Из выше изложенных видно, что результаты получены при подготовке волокнистых отходов натурального шелка к чесанию. При применение результатов этих исследований продолжительность отварки, а также температуру и количество используемых химических материалов нужно будет корректировать, т.е. нужна будет уменьшать.

По требованиям действующих стандартов остаточное количество серицина на волокне после отварки должно составлять 2-3 %, жиро-восковых веществ не более 0,8 %, мыла не более 2 % и золя не более 1,5 %. Предложенный способ полностью обеспечивает соответствие качества отварки к требованиям действующих нормативных документов. Однако проведенные исследований С.Д.Костюком показывает, что на волокне после отварке необходимо оставлять 5 %-ов серицина, так как при остаточное количестве серицина 5 % нить имеет самые хорошие результаты по устойчивости к истиранию и  двойным изгибам, которые видны из данных, приведенных в табл.3 [18].

Таблица 3.

Зависимость упругости и усталостных характеристик натурального шелка от содержания серицина

Остаточное количество серицина, жиро-восковых веществ и мыло можно регулировать изменением температуры, продолжительности, рецептуры химикатов и других показателей отварки. Вымытый из шелкового волокна серицин после регенерации можно использовать как натуральное клеешие вещество в различных сферах. Например, при производстве пряжи из волокнистых отходов натурального шелка, отделка крученой пряжи осуществляют путем ее обработки перед наматыванием на паковку 0,25-0,75 %-ным водным раствором серицина [19]. Волокнистые отходы, образуемые при переработке натурального шелка в кокономотание, шелкокручение, шелкопрядение и шелкоткачестве можно использовать при производстве нетканых материалов [20].

При производстве крученых швейных ниток из шелка-сырца необходимо оставлять в нитках около 5 % серицина, а при производстве крученых хирургических нитей из натурального шелка серицин необходимо удалять полностью согласно действующего стандарта [21].

Выводы и предложения

На основе приведенных в статье результатов исследований можно сделать следующих выводы:

1. Натуральный шелк является ценнейшим текстильным сырьем природного происхождения. Как отмечается в литературных источниках, шелководства возникло в древнем Китае за 3000-3500 лет до нашей эры. В настоящее время на шелкоперерабатывающих странах мира ежегодно производятся более 600 тыс. тонн живых коконов тутового шелкопряда или более 130 тыс. тонн шелка-сырца.

2. При переработки шелка-сырца в изделий необходимо удалить из него серицина и жиро-восковых веществ путем отварки их в мыльно-содовом растворе. При отварки крученых шелковых нитей в мотках рекомендуется следующая рецептура химических материалов: 60 %-ное олеиновое мыло – 2,5 г/л; кальцинированная сода – 1,5 г/л; средства ПАВ – 1,0 г/л.

3. По требованиям действующих стандартов остаточное количество серицина на волокне после отварки должно составлять 2-3 %, жиро-восковых веществ не более 0,8 %, мыла не более 2 % и золя не более 1,5 %.

4. Однако проведенные в последние годы исследования доказывают, что после отварки на волокне необходимо оставлять 5 %-ов серицина, так как при остаточном количестве серицина 5 % на нитках, значительно увеличивается качественные показатели крученых нитей.

5. Исходя из результатов проведенных исследований рекомендуется при производстве крученых швейных ниток из шелка-сырца необходимо оставлять в нитках около 5 % остаточного серицина, а при производстве крученых хирургических нитей из натурального шелка серицин необходимо удалять полностью согласно действующего стандарта.

Список литературы:

1. Рубинов Э.Б. – Технология шелка (кокономотание). Учебник для ВУЗов./М., Легкая и пищевая промышленность, 1981, 392 с
2. Дадажонов Ш.Д. – Табиий ипак ва комплекс кимёвий иплар ишлаб чиқариш, қайта ишлаш технолгиялари ва тўқимачилик ипларини эшиш назариясининг замоновий холати. Монография./Фарғона, “CLASSIC” нашрёти, 2022, 168 с
3. Ниязалиева, М. М., Дадажонов, Ш. Д., Ахунбабаев, О. А., & Ахунбабаев, У. О. (2022). ПРОИЗВОДСТВО ШЕЛКА-СЫРЦА ИЗ ЖИВЫХ КОКОНОВ, ВЫРАЩЕННЫХ СПОСОБОМ ПОВТОРНОЙ ВЫКОРМКИ PRODUCTION OF RAW SILK FROM LIVE COCOONS GROWN BY THE METHOD OF RE-FEEDING. Cборник научных трудов по итогам Международной научной конфе-ренции, посвященной 135-летию со дня рождения профессора ВЕ Зотикова:(25 мая 2022 г.). Часть 2.–М.: РГУ им. АН Косыгина, 2022.–171 с., 91.
4. Дадажонов, Ш. Д. (2021). ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОКОНОВ ТУТОВОГО ШЕЛКОПРЯДА, ВЫРАЩЕННЫХ ПО НОВОЙ АГРОТЕХНОЛОГИИ. In ПРОБЛЕМЫ ТЕКСТИЛЬНОЙ ОТРАСЛИ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ (pp. 70-73).
5. Dadajonov, S., Akhunbabaev, O., Mukhammadrasulov, S., Mirzakhonov, M., Toshkuziev, M., Shadieva, N., & Berdiev, T. (2020). ИННОВАЦИОННЫЙ МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА МЕЛИОРАТИВНОГО СОСТОЯНИЯ И ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ В ЗОНАХ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ЭРОЗИИ И С ДРУГИМИ НЕБЛАГОПРИЯТНЫМИ ПОЧВЕННЫМИ УСЛОВИЯМИ. SCIENCE AND INNOVATIVE DEVELOPMENT, (4), 166-175.
6. Государственный стандарт O’zDSt 3313:2018 «Шёлк-сырец. Технические условия», Агентства Узстандарт, 2018, 40 с.
7. Усенко В.А. – Шелкокручение. Учебник для ВУЗов. 2-ое изд. перераб. и допол./ М. Легкая и пищевая промышленность, 1983, 248 с.
8. Дадажонов Ш. и др. – Тикувчилик ва махсус мақсадлар учун табиий ипакдан эшилган ипларни ишлаб чиқаришнинг тартибга солинган технологик режими. / Фарғона, “CLASSIC” нашрёти, 2022, 188 с
9. ДАДАЖАНОВ, Ш., МОРКОВИН, В. А., БОРИСОВ, Л. В., & ТУЙЧИЕВ, Д. (1993). Устройство для жидкостной обработки материалов.
10. ДАДАЖАНОВ, Ш., ЗУБОВ, Ф. В., АВЕРБУХ, Е. А., МОРКОВИН, В. А., ПЕСЕНКО, Ю. А., ЕЛИСЕЕВ, И. А., ... & АЛЕКСЕЕНКО, И. Е. (1993). Устройство для обработки отходов натурального шелка.11. ДАДАЖАНОВ, Ш., МОРКОВИН, В. А., ЗУБОВ, Ф. В., АВЕРБУХ, Е. А., АЛЕКСЕЕНКО, И. Е., СМОЛЯНИЦКИЙ, Ю. Г., ... & ФАЗЫЛОВ, А. (1993). Устройство для обработки волокнистых отходов натурального шелка.
11. РОДИОНОВ, В. А., ДАДАЖАНОВ, Ш., & УСЕНКО, В. А. (1990). Способ обработки волокнистых отходов натурального шелка.
12. ДАДАЖАНОВ, Ш., ЗУБОВ, Ф. В., МОРКОВИН, В. А., АВЕРБУХ, Е. А., ЕЛИСЕЕВ, И. А., СОШНИКОВ, Б. П., ... & СМОЛЯНИЦКИЙ, Ю. Г. (1990). Устройство для жидкостной обработки отходов производства шелка.
13. ДАДАЖАНОВ, Ш., УСЕНКО, В. А., РОДИОНОВ, В. А., МУХАМЕДОВ, М., ИСАЕВ, А. И., & АБДУЛАЕВ, А. З. (1985). Способ переработки коконного сдира.
14. Дадажонов Ш.Д., Усенко В.А. – Новая технология обработки струны коконного сдира и переработки ее в пряжу./М., ж. Текстильная промышленность, 1989, № 3, с. 29-30
15. Дадажонов Ш.Д. и др. – Оптимизизация процесса обесклеивания и обезжиривания струны коконного сдира в аппаратах, работающих под давлением./Ташкент, РНТС “Шелк”, № 2, 1989, с.23-25
16. Дадажонов Ш.Д. и др. – Современное состояние первичной обработки волокнистых шелковых отходов при подготовке их к чесанию. Обзорная информация. Шелковая промышленность № 2. /М., ЦНИИТЭИлегпром, 1990, 56 с.
17. Кричевский Г.Е. и др. – Химическая технология текстильных материалов. Учебник для ВУЗов./М., Легпромиздат, 1985, 640 с.
18. ДАДАЖАНОВ, Ш., КОЛИНЬКО, С. И., ПАНОВА, Л. И., МОРКОВИН, В. А., ВОРОНОВ, В. И., & КОЧЕГАРОВА, Т. Н. (1992). Способ получения крученой пряжи из волокнистых отходов натурального шелка.
19. ТУЙЧИЕВ, Д., ЯКОВЛЕВА, Н. А., КОСИМОВ, Н., & ДАДАЖАНОВ, Ш. (1992). Нетканый волокнистый материал.
20. Межгосударственный стандарт ГОСТ 396-84 – Нитки  хирургические шелковые крученые нестерильные. Технические условия.