Карбонизация

Карбонизация шерсти и полушерсти заключается в обработке их при нагревании растворами кислот, или кислых солей, или средних солей, выделяющих кислоты при гидролизе, с целью удаления растительных примесей. Мытая рунная шерсть обычно содержит некоторое количество растительных частиц в виде шишечек репейника, остатков корма, соломы, и других, которые при механич. обработке (трепании, кардочесании) полностью не удаляются и попадают далее в ткань. Находясь в ткани, они при крашении кислотными, хромировочными и другими красителями не окраши-чаются, а остаются в виде белесоватых точек ; кроме того, они делают ткань шерохова той. Удаление этих частиц вручную при помощи пинцетов или закрашивание ихт.н. тинктурами является делом кропотливым и в большинстве случаев не достигающим цели; поэтому для удаления растительных частиц применяют К. Для выделения шерсти из полушерстяного тряпья, состоящего из хлопка и шерсти, тоже прибегают к К., получая при этом т. н. экстрактную искусственную шерсть.

К. основана на гидролизе (смотрите) растительных частиц, состоящих гл. обр. из целлюлозы. Под действием к-т (H₂S0₄, НС1), кислых солей (NaHS0₄) и некоторых средних солей (А1С1₃, MgCl₂), гидролизующихся с образованием НС1, целлюлозные волокна при повышенной ί° превращаются в бесструктурные вещества (целлюлозу А, гидроцеллюлозу, декстрины целлюлозы и др.), легко удаляемые выколачиванием и промывкой. Шерстяные волокна при К. не изменяются или изменяются лишь незначительно (имеются, однако, указания, что неосторожно проведенная К. может вызвать ослабление прочности шерстяного волокна). Наряду с гидролизом целлюлозы происходит образование темно окрашенных веществ (по-видимому, продуктов пирогенного разложения, конденсации ит.п.), а также наблюдается выделение углерода (по всей вероятности в результате отнятия воды от целлюлозы). Выделение углерода и дало повод назвать этот процесс (совершенно неправильно) карбонизацией, т.е. обугливанием.

Различают мокрую и сухую К. Мокрая К. заключается в обработке шерсти при повышенной темп-ре (40—80°) растворами H₂S0₄ или NaHS0₄. Сухая К. состоит в том, что шерсть сначала пропитывают растворами кислот или указанных выше солей, отжимают избыток их на центрифугах или отсасывают (продувают), а затем ткань или рунную шерсть подвергают высушиванию и собственно К. («вылсиганию») при 90—150°. При постепенном нагревании растворы указанных гидролизующих веществ концентрируются и вызывают разрушение растительных частиц. Сухой К. называют также К. полушерсти, производимую газообразным НС1. В качестве гидролизующих (карбони-зующих) средств применяют растворы H₂SC>₄(3—5,5° Be) при 90—110° (сухая К.) и при 40—80° (мокрая К.), NaHS0₄, MgCU (5— 13° Βό при 130—250°) и А1С1₃ (6—7° Вё при 125°). В настоящее время наиболее распространенной является сухая карбонизация серной кислотой для шерсти и газообразным НС1 для noflymepCTH;NaHS0₄,MgCl₃ii А1С1₃применяют редко, т. к. MgCl₂ и А1С1₃ требуют для К. высоких температур (125—150°), могущих вызвать ослабление шерстяного волокна. Кроме того, при К. этими солями о бразуютея нераствор имые гидраты Mg( О Н) ₂и А1(ОН)₃ или же основные соли, требующие для их растворения дополнительной кисловки. Обыкновенно после процесса К. следует промывка, нейтрализация раствором соды крепостью 3—5° Вё и вторичная промывка шерсти.

К. шерсти. К. подвергается как мытая рунная шерсть, так и мытая ткань. Если шерсть сильно засорена растительными частицами и удаление их механич. путем затруднительно, то, во избежание засорения прочесного аппарата, такую шерсть подвергают К. после промывки. Карбони-зованная шерсть в виде руна при последующем крашении, даже в случае неровной окраски, не дает неровно окрашенной ткани, т. к. при механическ. обработках в аппаратном и ткацком отделениях имевшиеся на шерсти пороки выравниваются и делаются незаметными. Имеются, однако, указания, что карбонизованная шерсть обладает худшей способностью к прядению и валянию, чем шерсть некарбонизованная. Карбонизацию шерсти в видеткани производят суровьем после промывки, после валки до крашения и после валки по крашении. Чаще всего ткань карбонизуют после валки, хотя до валки ткань бывает рыхлее и растительные частицы быстрее и лучше разрушаются. При последнем способе К. требуется, однако, лишняя операция промывки суровья— операция, производимая не для всех сортов ткани. При карбонизации после валки представляется нек-рая опасность в смысле возможности получения красильного брака вследствие неровной окраски, особенно при неосторожной К. Неравномерный отжимки-слот, неравномерные сушка и «выжигание» влекут за собою неоднородность проработки шерстяного волокна, что служит при-

и кожух которой освинцованы или покрыты кислотоупорной эмалью. После отжима шерсть содержит около 50—60% влаги (по весу сухой шерсти); ее направляют в карбонизационную сушилку, где происходит сушка при 40—45° и К.—удаление растительных частиц при 100—110°. Карбонизационные сушилки для рунной шерсти бывают периодические (камерные с ящиками) и непрерывные (с металлическими транспортирующими сетками). Карбонизация рунной шерсти практикуется редко; чаще подвергают карбонизации готовые ткани. б) К. шерстяных тканей производится на установках периодических или непрерывных. При К. на установках перио-дич. действия шерстяная ткань предварительно замачивается жгутом в деревянной освинцованной барке типа гарстсинной барии (смотрите), в растворе H₂S0₄ крепостью 3— 5° Вё, в течение 15—30минут,при обыкновенной Г. Затем ткань наматывают на деревянный баран, находящийся над баркой, дают избытку раствора стечь, после чего ткань снимают с барки и отжимают в центрифуге, устроенной так же, как указано ранее; при этом ткань защищают

чиной появления пятнистой окраски при крашении—т. н. «кислотных пятен», обычно окрашивающихся светлее. В случае трудно окрашивающейся ткани и применения плохо эгализирующих красителей, К. производят после крашения, хотя здесь нужно иметь в виду, что красители должен быть прочными. Кроме того, здесь могут образоваться т. н. свищ и—белесоватые незакрашенные точки в местах нахождения растительных частиц; после крашения и К. эти частицы удаляются, и обнажаются незакрашенные места. В большинстве случаев все же К. производят после валки до крашения. Все сказанное выше относится к суконным тканям; камвольные ткани карбонизуют редко, так как растительные частицы удаляются из них уже при механических обработках, главным“образом при многократном прохождении через чесальные машины. а) К. рунной шерсти производится след, образом. Мытую шерсть загружают в корзины и погружают в деревянный освинцованный чан, содержащий раствор H₂S0₄крепостью 4—5,5° Вё, на срок от 30 мин. до 3 час. После этого корзины с шерстью вынимают, дают избытку раствора стечь и отжимают шерсть на центрифуге, корзина от соприкосновения с металлическ. частями центрифуги при помощи шерстяных чехлов. После отжима ткань, содержащая 50—60% влаги, поступает в карбонизационную сушилку, где происходит сушка и собственно К. (работа этой сушилки описана ниже). ПриК.на непрерывно действующихуетанов-ках (фигура 1), все более и более применяемых на ф-ках большой производительности, ткань в сухом или влажном виде, в расправку, поступает прежде всего на замочку в раствор H₂S0₄, крепостью 3 — 5° Вё, находящийся в деревянном, изнутри освинцованном ящике А. Сделав в нем несколько вертикальных ходов по роликам, ткань выходит из ящика, отжимается парой резиновых вв Е и укладывается в компенсатор В, где лежит нек-рое время для лучшего пропитывания к-той. Отсюда тканьпро-ходит через пару отжимных валов G над отсосом Я (в нек-рых конструкциях отсасывание заменено продувкой сжатым воздухом); при этом избыток кислоты отсасывается (или выдувается), и на ткани остается 55—70% влаги (по весу сухой шерсти). После отсоса ткань проходит между отжим-ными валами J, через второй компенсатор К и отсюда в карбонизац. сушилку (фигура 2);

последняя состоит из четырех-пяти камер, покрытых железными листами и изолированных пробковой изоляцией. Камеры сообщаются между собою щелями, через которые проходит ткань. В камерах ткань движется по направляющим деревянным баранчикам. Между камерами помещены калориферы (ребристые или пластинчатые); внутри их о

проходит пар (3—5 atm), который обогревает воздух, циркулирующий в камерах и необходимый для‘ сушки ткани и ее К. Ткань поступает в камеру I, где подвергается предварительной подсушке при 45— 55°; здесь она движется по баранчикам в горизонтальном направлении, во избежание потеков раствора; в остальных камерах ткань движется в вертикальном направлении (имеются конструкции сушилок с вертикальным движением ткани во всех камерах). Из камеры I ткань идет в камеры 11 и III, где она высушивается, соответственно, при 75—80° и 85—95°; затем она поступает в камеру IV, где при 100—110° происходит собственно К. (в нек-рых установках имеется еще пятая, охладительная камера, где ткань охлаждается до 45°). После выхода из сушилки ткань укладывают при помощи самоклада. Воздух в сушилке движется навстречу ткани; циркулируя в камерах (под действием вентиляторов v), он подогревается калориферами. Отработавший воздух выбрасывается вентилятором через трубу D в камере I. Продолжительность пребывания ткани в карбонизационной сушилке равна 15—45 минутам смотря по роду ткани. Производительность сушилки зависит от скорости прохождения ткани, а эта скорость регулируется при помощи коробки скоростей, имеющей 10 ступеней (от 2,13 до 8,55 ж в 1 минуту). Расход пара на 1 килограмм испаряемой воды равен 1.8—2 килограмма. Ткань после К. обычно подвергают промывке, затем нейтрализации в растворе Na₂C0₃ крепостью 4—5° Вё и опять промывке. В некоторых случаях, если ткань подвергается крашению, ее окрашивают не высушивая; если же крашение производят хорошо эга-лизирующими красителями, то ткань даже не нейтрализуют содой, а сразу после К. замачивают в красильной барке и там же красят. Для лучшего смачивания ткани растворами H₂S0₄ предложены смачивающие вещества в роде «леонила SB» и др., которые позволяют несколько снижать концентрацию H₂S0₄ при К.

К. полушерсти производится при изготовлении т. н. экстрактной искусственной шерсти из полушерстяного тряпья. К. здесь применяется сухая, при помощи газообразного НС1, и ведется в карбонизационных печах; из последних наиболее распростране на печь системы Ширпа (фигура 3). Она состоит из чугунной реторты В, которая соединена с вращающимся чугунным барабаном А, пятиугольного сечения, с внутренней стороны усаженным крючьями. Реторта находится в топке и обогревается ею, а барабан А—в печном пространстве, обогреваемом калориферами р. В барабан загружают 150— 750 килограмм рассортированного тряпья и приступают к К. Первой стадией является сушка при 40—50° в течение 1—1,5 ч.; при этом барабан вращается, делая 3—4 об/ск. Сушка производится дымовыми газами, проходящими из топки по трубе о и ребристым калориферам р и удаляемыми вентилятором V через дымовой канал к. Воздух в печном пространстве, по мере насыщения влагой, уносится наружу через канал s. После сушки начинается собственно К. при 80—100°. С этой целью в горячую вращающуюся реторту В из бачка w подают жидкую соляную кислоту крепостью 20—21° Вё; здесь кислота испаряется, и газообразный НС1 проходит внутрь барабана А, где производит гидролиз хлопка в полушерстяном тряпье; после этого НС1 через отверстия в барабане и трубы г, q, х уходит в канал к наружу (канал s в это время закрыт).

Продолжительность этой операции—1—1,5 часа (всего с сушкой К. продолжается 2— 3 часа). После окончания К. НС1 окончательно удаляют, останавливают вращающийся барабан и приступают к выгрузке полученной «искусственной шерсти». После протрепывания ее промывают, нейтрализуют раствором соды и опять промывают. Расход соляной кислоты (19—21° Вё)—около 6—8% отвеса тряпья; расход механич. энергии—2,5 -У 4 ЕР.

Лит.: Петров И. П., Химическая технология волокнистых материалов животного происхождения, М., 1924; Синицын А. А. и Шухер С. М. Карбонпзацпопная установка непрерывного действия для сукой «Рудольф и Кгоне», стр. 104—120, М., 1927; Ganswindt A., Wollwascherei υ. Karbonisation, Lpz., 1905; Heermann P., Technologie d. Tex-tilveredelung, 2 Aufl., B., 1926. Д. Грибоедов.