CZ292838B6 - Zařízení na zadržování a předávání homogenní suspenze celulózy - Google Patents

Abstract

Zařízení na zadržování a předávání homogenní suspenze celulózy, zejména rozmělněné celulózy, v tekutém, vodném terciálním aminoxidu, sestává jednak z válcovité, v podstatě horizontálně uložené, nádrže (1) se vstupním otvorem (5) homogenní suspenze a výstupním otvorem (6), a z mísicího hřídele (2), na němž jsou umístěny mísicí prvky, přičemž mísicí hřídel (2) je v nádrži (1) uspořádán axiálně a udržuje vstupním otvorem (5) zavedenou suspenzi v homogenním stavu svojí rotací, a jednak z vynášecího zařízení homogenní suspenze, které je vytvořeno jako dopravní šnek (7) uspořádaný na spodní straně nádrže (1), který je spojen s vnitřním prostorem nádrže (1), a který je umístěn diametrálně protilehle s ohledem na vstupní otvor (5). V nádrži (1) jsou umístěny mísicí prvky, které zasahují nad výstupní otvor (6). Poměr jímací kapacity vynášecího zařízení k jímací kapacitě válcovité nádrže (1) je minimálně 1:100.ŕ

Description

Zařízení na zadržování a předávání homogenní suspenze celulózy

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení na zadržování a předávání homogenní suspenze celulózy.

Dosavadní stav techniky

Již několik desetiletí se hledají způsoby výroby celulózových tvarových těles, které by nahradily dnes v značném rozsahu používané viskózové způsoby. Pro šetření životního prostředí se začal používat zajímavý způsob, tj. rozpouštět celulózu bez derivitizace v organickém rozpouštědle a z toho roztoku extrudovat tvarová tělesa, například vlákna nebo fólie. Pod označením organické rozpouštědlo se rozumí směs organické chemikálie a vody.

Ukázalo se, že jako organické rozpouštědlo se hodí pro výrobu celulózových tvarových těles zejména směs terciálního aminoxidu a vody. Jako aminoxid se v první řadě používá N-methylmorfolin-N-oxid (NMMO). Jiné aminoxidy jsou například popsány v patentovém spisu EP-A0 553 070. Známý způsob výroby tvarovatelných roztoků celulózy je například popsán v patentovém spisu EP-A-0 356 419. Vyrábění celulózových tvarových těles za použití terciálních aminoxidu se všeobecně označuje jako aminoxidový způsob.

V patentovém spisu US 4 246 221 je popsán aminoxidový způsob výroby zvlákňovatelného roztoku celulózy, který jako výchozí materiál používá mimo jiné směs celulózy v tekutém vodném N-methylmorfolin-N-oxidu (NMMO). Tento způsob je vícestupňový. Nejdříve se v nespojitě pracujícím mísícím zařízení vyrobí suspenze celulózy ve vodném roztoku aminoxidu a směs se současně při sníženém tlaku zahřívá, přičemž se odvádí voda a vzniká první roztok. Poté se tento první roztok drží v nádrži sloužící jako pufr, pak se přivádí do filtračního zařízení a následně se vextruderu převádí na tvarovatelný roztok. Tvarovatelný roztok se konečně v tvarovacím nástroji, například ve zvlákňovací trysce, zvlákňuje na filamenty, které se nakonec vedou srážecí lázní.

V patentovém spisu WO 94/28217 je popsán známý způsob výroby s předmísením na bázi celulózy s následnou výrobou tvarovatelného roztoku celulózy. Podle tohoto způsobu se rozmělněná celulóza a roztok aminoxidu zavádí do horizontálně položené, válcovité mísící komory, která obsahuje hřídel s axiálně odstupňovanými mísícími prvky. Směs se v mísící komoře mísí tím, že se hřídel otáčí rychlostí 40 až 80 otáček za minutu. Přednostně se teplota směsi v mísící komoře udržuje nad 65 °C. Dále je v tomto patentovém spisu popsána trychtýřovitá nádrž, která je uspořádána vertikálně, a ve které jsou umístěna mísící ramena. V této nádrži se má udržovat předmísená směs v homogenním stavu. Pístovými čerpadly se homogenní předmísená směs odčerpává.

Jak bylo výše zmíněno, probíhá aminoxidový způsob v několika stupních, které sahají od rozmělnění celulózy, výroby suspenze celulózy, případně navazující další homogenizaci suspenze celulózy, převedení homogenní suspenze celulózy do tvarovatelného roztoku celulózy až k vlastnímu tvarovacímu procesu, tedy k výrobě vláken, fólií nebo jiných tvarových těles. Aby jednotlivé stupně procesu poskytovaly své produkty ve stále stejné kvalitě, je žádoucí, aby všechny stupně procesu pracovaly spojitě a co možná bez přerušení. Vyskytne-li se v jednom stupni přesto přerušení, protože se například vyměňuje tvarovací nástroj, nebo se krátkodobě odstaví mimo provoz zařízení, ve kterém se vytváří suspenze celulózy, je snahou odborníka, aby se toto krátkodobé přerušení pokud možno neprojevilo v jiných stupních způsobu. Tento úkol se však dodnes nedaří uspokojivě řešit.

-1 CZ 292838 B6

Zvláštním problémem při udržování suspenze celulózy ve vodném roztoku aminoxidu je zabránění odměšování suspenze, tj. usazování celulózy z tekuté fáze. Toto nebezpečí vzniká i při předá vání homogenní suspenze následnému stupni procesu.

Známé zařízení, které je provedeno jako mísič, sestává v podstatě z nádrže, hřídele, mísících prvků, motoru a vstupního otvoru, který je však uspořádán jako klapka na spodním konci vyklenutí nádrže. Tento způsob odběru se nehodí pro homogenní suspenzi celulózy, protože by se směs při odběru odměšovala. Naproti tomu se odměšování účinně zabrání použitím dopravního šneku.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné múy odstraňuje zařízení na zadržování a předávání homogenní suspenze celulózy, zejména rozmělněné celulózy, v tekutém, vodném terciálním aminoxidu, které sestává jednak z válcovité, v podstatě horizontálně uložené, nádrže se vstupním otvorem homogenní suspenze a výstupním otvorem, a z mísícího hřídele, na němž jsou umístěny mísicí prvky, přičemž mísicí hřídel je v nádrži uspořádán axiálně a udržuje vstupním otvorem zavedenou suspenzi v homogenním stavu svojí rotací, a jednak z vynášecího zařízení homogenní suspenze, jehož podstata spočívá v tom, že vynášecí zařízení je vytvořeno jako dopravní šnek uspořádaný na spodní straně nádrže, který je spojen s vnitřním prostorem nádrže, a který je umístěn diametrálně protilehle s ohledem na vstupní otvor.

Podle výhodného provedení zasahují mísicí prvky nad výstupní otvor.

Podle dalšího výhodného provedení je poměr jímací kapacity vynášecího zařízení k jímací kapacitě válcovité nádrže minimálně 1:100.

Výhoda navrženého řešení spočívá v uspořádání aminoxidového způsobu tak, aby se krátkodobými přerušeními celkový průběh způsobu vyrovnal, a aby krátkodobé přerušení jednoho stupně způsobu nevedlo k přerušení zbývajících stupňů.

Další výhoda spočívá v tom, že usazování celulózy se při rozvádění může účinně bránit, když se pro její vynášení použije dopravní šnek, který je spojen s vnitřním prostorem nádrže, přičemž podávači zóna dopravního šneku se musí proto otvírat přímo do vnitřního prostoru nádrže.

Další výhodou je to, že nedochází rovněž k nalepování roztokem aminoxidu integrovaných částeček celulózy na stěny nádrže nebo k tvoření hrud. Rozhodujícím je, aby byla suspenze v neustálém pohybu.

Výhodou je i to, že nedochází k odměšování pomocných látek, jako jsou stabilizátory, dispergační prostředky, zvlákňovací pomůcky reaktivitu zlepšující činidla, inkorporační média anorganické nebo organické povahy, tj. baryt, aktivní uhlí S1O2, CMC, modofokátory, polyethyleglykoly a jiné polymery, například Nylon abarviva obsažená v suspenzi. To má pro plné rozvinutí působení těchto pomocných látek rozhodující význam.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, na kterém je znázorněn podélný řez zařízením na zadržování a předávání homogenní suspenze celulózy.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení na zadržování a předávání homogenní suspenze rozmělněné celulózy v tekutém, vodném terciálním aminoxidu, sestává z mísiče, který je tvořen v podstatě horizontálně orientovanou nádrží 1 s dvojitým pláštěm pro nepřímé neznázoměné vytápění. V nádrži 1 je centricky v horizontální rovině uložen mísící hřídel 2, na němž jsou uloženy mísící prvky tvořené mísícími a transportními lopatkami 3. Na mísící hřídel 2 je napojen první motor 4 pro pohánění mísícího hřídele 2. Na horní straně nádrže 1 je na jejím horním konci přivráceném k prvnímu motoru 4 vytvořen vstupní otvor 5 pro homogenní suspenzi celulózy. Na spodní straně nádrže 1 je na jejím konci odvráceném od prvního motoru 4 vytvořen výstupní otvor 6, na nějž je pomocí příruby napojeno vynášecí zařízení, které je tvořeno dopravním šnekem 7. Výstupní otvor 6 tedy spojuje vnitřní prostor nádrže 1 s podávači zónou dopravního šneku 7, kteiý je umístěn diametrálně proti vstupnímu otvoru 5. Výstupní otvor 6 má čtvercový nebo obdélníkový průřez. Mísící prvky jsou umístěny i nad výstupním otvorem 6. K dopravnímu šneku 7 je připojen druhý motor 9 pro pohánění dopravního šneku 7, na jehož výstupu je umístěno čerpadlo 8, na nějž je napojeno neznázoměné převáděcí zařízení. Poměr jímací kapacity vynášecího zařízení k jímací kapacitě válcovité nádrže 1 je minimálně 1:100.

Nádrž 1 může sloužit jako pufr pro homogenní suspenze celulózy. Nádrž 1 obsahuje určité množství homogenní suspenze, které při krátkodobém přerušení výroby suspenze slouží jako zásoba, ze které lze během přerušení vytvářet roztok celulózy a napájet tvarovací nástroje, takže se například výroba vláken nemusí přerušit. Nádrž 1 má mít určitý prázdný prostor pro převzetí nadměrné homogenní suspenze, aby se nemusela při krátkodobém přerušení zvlákňování, například při výměně zvlákňovací trysky, přerušovat výroba suspenze.

Homogenní suspenze celulózy se zavádí vstupním otvorem 5 do nádrže 1, v níž je zachycena a míchána mísícími a transportními lopatkami 3 a udržována stále v pohybu.

Homogenní suspenzi celulózy odebírá z nádrže 1 dopravní šnek 7 poháněný druhým motorem 9 a čerpadlem 8 ji přivádí do převáděcího zařízeni, ve kterém se suspenze spojitě převádí do tvarovatelného roztoku. Pro tento účel je vhodné použít známé zařízení na zpracování tenké vrstvy. Při normálním provozuje nádrž 1 naplněna homogenní suspenzí celulózy přibližně do poloviny.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   5 1. Zařízení na zadržování a předávání homogenní suspenze celulózy, zejména rozmělněné celulózy, v tekutém, vodném terciálním aminoxidu, sestávající jednak z válcovité, v podstatě horizontálně uložené, nádrže (1) se vstupním otvorem (5) homogenní suspenze a výstupním otvorem (6), a z mísícího hřídele (
2. 2), na němž jsou umístěny mísící prvky, přičemž mísící hřídel (2) pro udržení vstupním otvorem (5) přivedené suspenze v homogenním stavu svojí rotací je ío v nádrži (1) uspořádán axiálně, a jednak z vynášecího zařízení homogenní suspenze, vyznačující se tím, že vynášecí zařízení je vytvořeno jako dopravní šnek (7) uspořádaný na spodní straně nádrže (1), který je spojen s vnitřním prostorem nádrže (1), a který je umístěn diametrálně protilehle s ohledem na vstupní otvor (5).

   15 2. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že mísící prvky zasahují nad výstupní otvor (6).
3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že poměr jímací kapacity vynášecího zařízení k jímací kapacitě válcovité nádrže (1) je minimálně 1:100.