FI64495C - Foerfarande och anordning foer tillverkning av fiberskinn - Google Patents

Description

FUSF^I M (11) KULUTUS,ULKA.SU t Λ Λ Q C

Α|ηα lj ' ; utlAggningsskr.pt o^Hyo c (45) C!y::nnti iy 12 12 19 S3 ^ ^ ^ (51) Kv.ik.^im.a.3 A 22 C 13/00 // B 05 C 7/04-, B 05 D 7/22 SUOM I —Fl N L AN D (21) P»**nWI>»lt*mu* —P*t*nt»n*eknliif 784007 (22) Hakemispäivä —Amekninitd·! 28.12.73 (23) Alkuptlvt—GIltlfhetKlag 28.12.78 (41) Tullut (ulkltekil — Bllvlt offamllf 19.10.79

PatanttL ja rekisterihallitus NihUvUCpanoo „ k-uLjuikauun pvm.- 3! 08 83

Patent- och registerstyrelsan ' Am6kan utlajd och utUkrHtm pubtkerad * (32)(33)(31) Pyykätty acuolkaus—Begird prlorltet l8. Oi. 78 USA(US) 897327 (71) Teepak, Inc., 2 North Riverside Plaza, Chicago, Illinois, USA(US) (72) James Gordon Bentley, Veedersburg, Indiana, USA(US) (7M Oy Kolster Ab (5l) Kuitukuoren valmistusmenetelmä ja -laite - Förfarande och anordning för tillverkning av fiberskinn Tämä keksintö liittyy kuitukuoren valmistusmenetelmään ja -laitteeseen.

Lihanpakkaajien valmistaessa makkaroita he panevat makkara-emulsion makkaran kuoreen, joka on luonnon- tai tekokuori ja joka sitten sidotaan kiinni kummassakin päässä ja keitetään. Eräs alalla käytetty tekokuorityyppi tunnetaan nimellä kuitukuori. Kuitukuori koostuu selluloosakuiduista, yleensä paperin muodossa, jotka on kyllästetty regeneroidulla selluloosalla, joka pitää kuidut yhdessä. Käytetty paperi on tavallisesti kyllästettävä silkkipaperi, mieluiten pitkäkuituinen hamppupaperi, joka muodostetaan putkeksi ja kyllästetään viskoosiliuoksella. Kun paperin raot on täytetty viskoosiliuok-sella ja paperin päällä on muodostunut liuoksesta peite, pistetään putki koagulointihauteeseen paperissa ja sen päällä olevan selluloosan regenerointia varten. Kuivattu tuote on paperivahvisteinen, regene- ‘l 2 64495 roidun selluloosan muodostama kuori, jonka lujuus on verraten suuri ja venymiskyky verraten pieni.

Kun noudatetaan edellä esiteltyä menettelyä kuitukuoren valmistuksessa, esiintyy vaikeuksia paperin viskoosilla kyllästyksen aikana. Kun suoritetaan paperiputken kyllästys viskoosilla, kulkee putkeksi muotoiltu paperiarkki alaspäin onton karan päällä, joka pitää paperin putkimaisena viskoosikyllästyksen aikana. Kara on lisäksi varustettu useilla metalliliukurenkailla, jotka estävät viskoosilla kyllästettyä paperia tarttumasta kiinni karan ulkopintaan putken kulkiessa alaspäin. Kun viskoosilla kyllästetty putki on kulkenut karan yli, se tulee koagulointihauteeseen, jossa tapahtuu putken ulkopinnalla olevan viskoosiliuoksen koagulointi ja regenerointi. Viskoosiliuoksen regenerointi putken sisäpinnalla saadaan aikaan syöttämällä koagulointinestettä putken sisäiseen osaan, joka on karan pohjan kohdalla. Tämän jälkeen putki poistetaan hauteesta sekä pestään ja kuivataan halutun kuitukuoren saamiseksi.

Sillä aikaa kun selluloosan regenerointi tapahtuu putken sisäpinnalla, poistetaan käytetty koagulointineste, joka on kerääntynyt putken alempaan sisäosaan, tyhjöjohdon avulla, joka ulottuu onton karan koko pituudella ja putken siihen sisäalueeseen, johon on kerääntynyt käytettyä nestettä. Tyhjön käyttö saa aikaan paine-eron, joka vaikuttaa käytettyyn nesteeseen ja panee sen virtaamaan ylöspäin tyhjöjohdossa. On todettu, että tyhjön käyttö käytetyn nesteen poistossa saa lisäksi aikaan alipainevyöhykkeen tilassa, joka on putken sisäpinnan ja karan ulkopinnan välissä, sitä mukaa kuin ilmaa tulee poistetuksi tästä tilasta ja imetyksi nesteeseen, joka poistetaan putkesta. Alipaine, joka muodostuu putken sisäpinnan ja karan ulkopinnan välissä, saa aikaan sen, että putki tulee vedetyksi pyyhkivään kosketukseen karalle asennettujen renkaiden kanssa. Renkaiden ja märän viskoosin peittämän putken sisäseinän välinen kosketus kaapii pois osan putkiseinän viskoosipeitteestä ja tämä osa kerääntyy renkaille. Kun tällöin märät, kyllästetyt putket kulkevat edelleen renkaiden yli, on tuloksena viskoosin liuoksen liiallinen kerääntyminen ja lopuksi sen irtoaminen renkailta ja jääminen putken sisäpinnoille, josta on seurauksena "viskoosi-täpliä" valmiissa kuoressa, so. epätasaisen päällysteen alueita. Kuorituotantoa huonontaa myös se, että renkaille kerääntyvä viskoosi- 3 64495 liuos kehittää jarrutusvoiman, joka kohdistuu laskeutuvaan putkeen ja saa heikosti suljetun, märän kuoren halkeilemaan ja repeytymään rikki.

Keksinnön mukainen menetelmä kuitukuoren valmistamiseksi kui-tuputkesta, jossa on regeneroitua selluloosaa olevat sisä- ja ulkopinnat, viemällä putki karan päälle ja muodostamalla niiden väliin tila, siirtämällä putki karan yli, kyllästämällä putki viskoosilla samalla kun putkea siirretään karan päällä, regeneroimalla selluloosaa viskoosilla kyllästetystä putkesta syöttämällä koagulointi-nestettä putken sisä- ja ulkopinnalle, poistamalla neste putken sisältä ja keräämällä kuituputki talteen, on tunnettu siitä, että putkea estetään sitoutumasta karaa vasten poistamalla koagulointinesce putkesta kohdistamalla siihen paine-ero samalla kun johdetaan Kaasua nestetason yläpuolella olevaan pisteeseen ja saatetaan kaasu kulkeutumaan nesteeseen, jolloin muodostuu seos, jolla on nestettä alhaisempi ominaispaino.

Keksinnön mukaiseen laitteeseen kuitukuoren valmistamiseksi kuituputkesta, jossa on regeneroitua selluloosaa olevat sisä- ja ulkopinnat kuuluu välineet putken siirtämiseksi, kara, jonka yli putkea siirretään alaspäin erillään siitä, välineet putken huokosten kyllästämiseksi viskoosilla, kun putkea siirretään karan yli, välineet koagulointinesteen syöttämiseksi putken sisä- ja ulkopinnoille, välineet nesteen poistamiseksi putken sisällä ja välineet kuitukuoren keräämiseksi talteen. Tälle laitteelle on tunnusomaista, että putken sitoutuminen karaa vasten estetään välineillä paine-eron synnyttämiseksi nesteeseen ja välineillä kaasun johtamiseksi nestetason yläpuoliseen pisteeseen, kun neste poistetaan putkesta, joka kaasu kulkeutuu nesteeseen muodostaen seoksen, jolla on nestettä alhaisempi ominaispaino.

Kuvio 1 esittää kaaviokuvantoa keksinnön laitteesta; kuvio 2 esittää ylhäältä pohjakuvantoa laitteen osasta pitkin kuvion 1 viivaa 2-2; kuvio 3 esittää paljon suurennettua, katkonaista kuvantoa kuvion 1 näyttämän laitteen osasta.

Piirustuksessa paperinauha 11, jolla on sopiva leveys ja joka on tehty luonnollisista selluloosakuiduista,mieluiten pitkistä hamp-pupapaerikuiduista, joiden paino on 4,5...9,7 kg/riisi, syötetään rullalta 12 ja viedään rullien 13, 13a yli ja ohjaimien 15, 16 ympäri, jotka antavat paperille lieriömäisen putken 10 muodon, jonka li- 4 64495 mittain olevat reunat muodostavat sauman.

Saumallinen paperiputki 10 etenee onton karan 17 päällä, joka voi olla teräsputki, jonka ulkohalkaisija on 2,5...17,8 cm, riippuen tehtävän putken tai kuoren koosta. Karalla 17 voi olla sopiva pituus, yleensä noin 9,1 m, ja kuvion mukaisesti se voidaan ripustaa sopivasta tuesta, esim. I-palkista 18 tms. Paperiputki 10 kulkee alaspäin karan 17 päällä ja muotoilurenkaan 19 läpi, joka on metalliren-gas, jonka sisähalkaisija on hieman suurempi kuin sen läpi kulkevan paperiputken halkaisija. Muotoilurengas 19 pitää paperin putken muotoisena, kunnes se saapuu päällystysmatriisin 21 luokse.

Putken 10 limitysreunat muodostavat sauman, joka sidotaan heikosti viskoosilla, jota syötetään putken 10 limitysreunoille putken 14 avulla, joka on kytketty viskoosin ei-näytettyyn lähteeseen. Sauma, jolle on pantu viskoosia, on hyvin altis murtumiselle ja sen sidonta on luja vasta selluloosan regenerointivaiheen ja kuitukuoren kui-vausvaiheiden jälkeen.

Päällystysmatriisi 21 on ontto, rengasmainen metalli- tms. rakenne, jossa on rengasmainen aukko 22 sen sisäpinnassa ympyrän muotoisesti, jonka aukon kautta syötetään viskoosiliuosta alaspäin kulkevan paperiputken 10 ulkopinnalle. Viskoosiliuosta syötetään paineen alla matriisin 21 kammiosta rengasraon 22 kautta putken paperin peittämiseksi perusteellisesti sekä matriisin kautta alaspäin liikkuvan putken 10 paperin sekä uiko- että sisäseinien kyllästämiseksi perusteellisesti.

Karalle 17 asennettu holkki 23, joka on tehty keintekoisesta hartsiaineesta, kuten nailonista, teflonista tai delronista, saa aikaan viskoosin tasaisemman syötön reiän 22 kautta, kun paperiputki 10 kulkee alaspäin sen päältä. Hoikin 23 sisäpinnassa on useita rakoja 24, joiden kautta ulkoilmaa pääsee sisälle tilaan 25, joka on putken 10 sisäpinnan 26 ja karan ulkopinnan 27 välissä. Rakojen 23 kautta putkeen 10 päässyt ilma vähentää alipainetta, jota voi olla putken 10 sisäseinien 26 ja karan 17 ulkopinnan 27 välissä.

Useat liukurenkaat 28 on sijoitettu karalle 17 ennaltamäärä-tyin välein. Liukurenkaat 28 on mieluiten asennettu karalle kutis-tussovitteina n. 0,61 m välein ja ne estävät viskoosilla kyllästetyn paperiputken sisäseinää hankaamasta karan 17 ulkoseinää vasten, kun putki liikkuu alaspäin.

Kun viskoosilla kyllästetyn paperiputken 10 liike alaspäin jatkuu, se tulee astiassa 31 olevaan koagulointihauteeseen 30. Koa- 5 64495 gulointihaude 30 sisältää noin 5 % rikkihappoa ja erilaisia suoloja. Kun paperiputkella 10 oleva ja sen ulkopintaan tunkeutunut viskoosi koskettaa happohauteeseen, se koaguloituu ja regeneroituu. Viskoosin muuttuminen regeneroiduksi selluloosaksi alkaa ja jatkuu hauteessa, kun putki kulkee rullan 32 ympäri, ja jatkuu, kun putki kulkee kaavintatankojen 33, 34 ja rullien 35 ylitse ja alitse ja sitten pesukylpyjen ja kuivaustunneleiden kautta, joita ei ole näytetty tässä, mutta jotka ovat oleellisesti samanlaiset kuin ne, joita käytetään kuorien teossa regeneroidusta selluloosasta, esim. US-patentin n:o 1,927,225 ja vastaavien patenttien mukaisesti. Koko keksinnön ymmärtämisen helpottamiseksi näytetään kaaviomaisesti kuorituotteen pesu-, kuivaus-, kelaus- ja säilytysvaiheet viittaamatta mihinkään määrättyyn laitteeseen, jota näissä vaiheissa käytetään.

Paperiputken 10 selluloosan happoregeneraation suorittamiseksi pumpataan happoa haudetta 30 varten putken 36 kautta ei-näytetystä lähteestä, niin että saadaan aikaan selluloosan regeneraatio viskoosista, joka on pantu putken 10 ulkoseinille. Samanlaista ja yhtä vahvaa happoa pumpataan kuoren sisälle karan 17 kautta ja koagulointi-nesteen tuloputken 37 kautta, joka on onton karan sisällä ulottuen karan 17 koko pituudella. Putken 10 sisältä poistetaan jatkuvasti käytettyä koagulointinestettä 41 kytkemällä putken 38 kautta tyhjö nopeudella, jonka sisään tuleva happo pitää tasapainossa. Käytetty neste poistetaan putken 10 sisältä karan 17 koko pituudella ja se poistetaan tyhjöjohdon 38 vastakkaisesta päästä ei-näytettyyn kokoojaan. Hapon tuloputken 37 alapää 37a riippuu alas karan 17 alempaan, kartiomaiseen päähän 42 koagulointinesteen syöttämiseksi laskuputken 10 alempaan sisäiseen päähän.

Käytetyn koagulointinesteen 41 annetaan kerääntyä putken 10 sisällä tasolle, joka on hieman, esim. 2,5...12,7 mm, hauteen 30 koagulointinesteen tasoa korkeampi. Tyhjöputken 38 alempi eli tulo-pää 38a ulottuu juuri putkeen 10 kerääntyneen käytetyn koegulointi-nesteen pinnein kohdalle.

Kaasujohto 43 sijaitsee tyhjöputken 38 sisällä. Kaasujohdon 43 pää on käytetyn koagulointinesteen 41 pinnan yläpuolella ja suurin piirtein 5...50 cm verran koagulointihauteen yläpuolella.

Kaasua, esim, COj, Nj ja mieluiten ilmaa, päästetään kaasujoh-toon 43 ei-näytetystä lähteestä pienellä ylipaineella, esim. 7...35 kPa, ja se sekoittuu käytettyyn koagulointinesteeseen 41 ja kulkee sen mukana, kun neste imetään ylöspäin tyhjöputkessa 38.

6 64495

On todettu, että kaasun sekoittaminen käytettyyn koaguloin-tinesteeseen vähentää oleellisesti paperiputken 10 ja karan 17 välistä pyyhkivää kosketusta, kun putki kulkee alas pitkin karaa.

Putken seinän ja karan välisen kosketuksen oleellisen pienentymisen uskotaan johtuvan siitä, että tässä on oleellisesti poistettu alipaine, joka normaalisti muodostuu putken sisäseinien ja karan välissä kuoren valmistuksen aikana. Tämän alipaineen uskotaan aiheutuvan siitä, että ilmaa tulee poistetuksi putkiseinien ja karan välisestä tilasta seurauksena käytetyn koagulointinesteen poistosta tyhjön avulla putken 10 sisältä. Käytetyn koagulointinesteen suuren ominaispainon takia, joka on esim. 1,26 grammaa/cm^, eivät tavalliset tyhjöjärjestelmät kykene nostamaan käytettyä nestettä kaupallisesti käytettyjen karojen koko pituudella, joka voi olla 9,1 m tai suurempi. Jotta käytetty neste voitaisiin nostaa 9,1 m pituudella, tyhjöjärjestelmä samalla kun se imee käytetyn nesteen putken sisältä saa myös aikaan ilman imun karan pinnan 27 ja putken sisäpinnan 26 välisestä tilasta 25. Tällöin tämä ilma kulkee käytetyn nesteen 41 mukana juoksevana seoksena, jonka tiheys on pienempi, niin että juokseva aine voidaan nostaa koko 9,1 m pituudella. Tämän ilman imun käytettyyn nesteeseen, mikä muodostaa koagulointinestettä vähemmän tiheän nesteen, uskotaan olevan kausa-tiivisenä tekijänä, joka on vastuussa alipainevyöhykkeestä, joka normaalisti on olemassa putken sisäseinien ja karan pinnan välissä.

Po. keksinnön toteutuksessa kaasu, joka syötetään käytettyyn nesteeseen 41, kun tämä poistetaan putken sisältä, korvaa ilman, joka normaalisti poistetaan tilasta 25, joka on karan ulkopinnan 27 ja putken sisäpinnan 26 välissä, ja joka kulkee käytetyn nesteen mukana, mikä oleellisesti eliminoi alipaineen, joka normaalisti esiintyy kuitukuoren valmistusprosessin viskoosikyllästysvaiheessa.

Toinen etu po. keksinnön toteutuksessa on se, että säätämällä kaasun syöttö käytettyyn koagulointinesteeseen voidaan hyvin tarkasti säätää nesteen poistonopeus. Kaupallisessa kuitukuorien valmistuskoneessa, jossa käytettävissä oleva tyhjön lähde vaihtelee suurella alueella, saadaan keksinnön avulla aikaan yhteistoiminta käytetyn tyhjön ja käytetyn koagulointinesteen mukana kulkevan kaasu- 7 1 64495 t volyymin välillä, niin että putken sisältä poistetulla nestevolyy-millä on taipumus pysyä samana riippumatta tyhjön vaihtelusta. Jos putken syötetty tyhjö kasvaa, kasvaa kaasun määrätyllä syötöllä putken sisältä poistettu nestevolyymi (so. kaasu ynnä käytetty neste) , mutta koska tilavuus-% nesteessä myös suurenee suuremman tyhjön takia, on nettovaikutus se, että poistettu nestevolyymi pysyy oleellisesti samana, kun nesteen tilavuusosa poistettavassa juoksevassa aineessa pienenee. Jos sitä vastoin käytettyyn koagu-lointinesteeseen kohdistetaan pienempi tyhjö, niin juoksevan aineen volyymi pienenee, mutta koska kaasun tilavuus-% juoksevassa aineessa pienenee, on nettovaikutus sama kuin edellä, so. poistettu neste-volyymi pysyy oleellisesti samana, koska nesteen tilavuusosa juoksevassa aineessa kasvaa.

Kun valmistetaan kuori po. menetelmällä, on kuoren nopeus alaspäinliikkeen aikana suunnilleen 6,1...15,2 m/min. ja koske-tusaika happohauteessa 23 on suuruusluokassa 10-40 sekuntia.

Tällä menetelmällä valmistettu kuitukuori on sitkeä ja vahva kuori, jota voidaan käyttää isojen makkaroiden, kuten meetvurstin yms., valmistuksessa ja jossa ei ole oleellisesti lainkaan viskoositäpliä ja jonka valmistuksen saanto on lähes 90 %.

Claims (9)

1. Menetelmä kuitukuoren valmistamiseksi kuituputkesta (10), jossa on regeneroitua selluloosaa olevat sisä(26)- ja ulkopinnat, viemällä putki karan (17) päälle ja muodostamalla niiden väliin tila, siirtämällä putki karan yli, kyllästämällä putki viskoosilla samalla kun putkea siirretään karan päällä, regeneroimalla selluloosa viskoosilla kyllästetystä putkesta syöttämällä koagulointi-nestettä (30) putken sisä- ja ulkopinnalle, poistamalla neste putken sisältä ja keräämällä kuituputki talteen, tunnettu siitä, että putkea (10) estetään sitoutumasta karaa (17) vasten poistamalla koagulointineste (30) putkesta kohdistamalla siihen paine-ero samalla kun johdetaan kaasua nestetason yläpuolella olevaan pisteeseen ja saatetaan kaasu kulkeutumaan nesteeseen, jolloin muodostuu seos, jolla on nestettä alhaisempi ominaispaino.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasu syötetään nesteeseen pienellä ylipaineella.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasu syötetään nesteeseen noin 7...36 kPa paineella.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasu on ilmaa.

5. Laite kuitukuoren valmistamiseksi kuituputkesta (10), jossa on regeneroitua selluloosaa olevat sisä- ja ulkopinnat, johon laitteeseen kuuluu välineet (32, 35) putken siirtämiseksi, kara (17), jonka yli putkea siirretään alaspäin erillään siitä, välineet (21, 23) putken huokosten kyllästämiseksi viskoosilla, kun putkea siirretään karan yli, välineet (31, 37) koagulointinesteen (30) syöttämiseksi putken sisä- ja ulkopinnoille, välineet (38) nesteen poistamiseksi putken sisältä ja välineet kuitukuoren keräämiseksi talteen, tunnettu siitä, että putken sitoutuminen karaa vasten estetään välineillä (38) paine-eron synnyttämiseksi nesteeseen ja välineillä (43) kaasun johtamiseksi nestetason yläpuoliseen pisteeseen, kun neste poistetaan putkesta, joka kaasu kulkeutuu nesteeseen muodostaen seoksen, jolla on nestettä alhaisempi ominaispaino.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että nesteensyöttövälineet syöttävät nesteen putken sisälle ennalta määrättyyn tasoon ja paine-erovälineet on muodostettu imu- 9 64495 johdosta (38), jonka sisääntulopää on sijoitettu riittävälle syvyydelle nesteen poistamiseksi putkesta.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaasunjohtovälineet on muodostettu painejohdosta (43), joka on sijoitettu imujohdon sisään.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että imujohdon sisääntulopää (38a) on kosketuksessa neste-tason kanssa.

8 64495

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaasunjohtovälineet on sijoitettu nestetason yläpuolelle . ,0 64495