FI92845B - Kehruusuutin - Google Patents

Description

92845

Kehruusuutin Tämän keksinnön kohteena on kehruusuutin, joka käsittää suutinpään ja kehruulevyn, joka käsittää hyvin sta-5 hiilin kannatinlevyn, joka edullisesti on valmistettu jalometallista, ja jossa on reikiä sekä reikiin sovitettuja tai puristettuja pieniä levyjä, jolloin pienet levyt käsittävät useita kapillaareja, levyjen ollessa valmistettuja materiaalista, jonka kovuus on alhaisempi kuin kanna-10 tinlevyn, edullisesti kullasta, hopeasta tai tantaalista.

Kehruusuuttimia tarvitaan kuitujen valmistamiseen, jossa raaka-aineena on orgaanisesta tai epäorgaanisesta materiaalista oleva kehruumassa. Virtaava tai pumpattava materiaali, jolla useimmin on sangen korkea viskositeetti, 15 puristetaan eritavoin muotoiltujen suutinkapillaarien läpi, jonka jälkeen se, menetelmistä riippuen, eri käsittely jaksojen perästä muotoutuu kuiduksi.

Hyvältä kehruusuuttimelta odotetaan laadun tunnusmerkkejä, kuten reikien laatua (mittatarkkuus), poraus-20 reiän seinien sileyttä, porausreiän ulostulon reunojen terävyyttä, suuttimen pohjan sileyttä, korroosion kestävyyttä sekä erikoisesti muotoiltuja kehruukanavia. Erityisesti on korostettava kehruusuuttimien lujuuden tärkeyttä, sillä kehruusuuttimiin kohdistuu massaa kehrättä-25 essä suunnattomat paineet. Varsinkin kehrättäessä suurvis-koosista selluloosaliuotinkehruumassaa tarvitaan suuren lujuuden omaavat kehruusuuttimet tai kehruusuutinmateriaa-lit, sillä kehruupaineet voivat nousta aina 200 bar saakka.

30 Nämä ongelmat tulevat erityisesti esille niissä selluloosaliuoksissa, jotka valmistetaan NMM0-menetelmällä. Tämä menetelmä tunnetaan esim. niistä esimerkeistä, jotka mainitaan DE-hakemusjulkaisussa 29 13 589. NMM0:ssa käytetään tällöin N-metyylimorfoliini-N-oksidia, tertiää-35 ristä amiini-N-oksidia, joka on selluloosan liuotinaine.

2 92845

Korkeasta kehruuviskositeetistä johtuen täytyy käytössä olevat kehruusuuttimet olla varustetut vahvistetuilla keh-ruulevyillä.

Toisaalta pyritään nostamaan kehruusuuttimien ka-5 pillaarien tiheyttä, jotta kehruukohtien pintayksiköiden tehoa voitaisiin nostaa. Mutta silloin syntyy sellainen ongelma, että kuidut pyrkivät liimaantumaan toisiinsa.

Jotta siitä huolimatta voitaisiin nostaa kapillaarien tiheyttä, täytyy silloin vähentää kuitujen liimaantu-10 vuutta. Se voidaan toteuttaa siten, että juuri pursotettu-jen kuitujen pinnalle saatetaan liukenematon neste, joka vähentää liuotinaineen vaikutusta (vrt. DE-kuulutusjulkaisu 28 44 163). Sitäpaitsi voidaan tertiäärisen amiinioksi-din mukaan laittaa polyalkyleenieetteri, erityisesti poly-15 etyleeniglykoli (vrt. DD-patenttijulkaisu 218 121).

Täten tarvitaan kehruusuutin, jossa on suhteellisen suuri halkaisija ja suuri kapillaaritiheys ja siitä johtuva suuri kapillaarien lukumäärä, jotta selluloosaliuosta voidaan taloudellisesti kehrätä. Samanaikaisesti on keh-20 ruusuuttimien kestettävä korkeat paineet, aina 130 bar saakka.

Tunnetuissa kehruusuuttimissa on tosin osittain suuri kapillaaritiheys, mutta ne eivät kestä korkeita keh-ruupaineita: kehruulevy taipuu tai repeää. Tällaisia suut-25 timia käytetään viskoosiprosesseissa.

Toisaalta tunnetaan kehruusuuttimia, jotka valmistetaan erikoisista korkeat vaatimukset täyttävistä teräs-tyypeistä. Tällaisia kehruusuuttimia käytetään muovisulat-teiden kuivakehruumenetelmissä. Tällä suutinkonstruktiolla 30 on taas se haittapuoli, että monimutkaisessa suutinreikien tekemisessä suutinlevyyn täytyy ensin tehdä jokaiselle kehruukapillaarille esireikä suhteellisen kovaan, mutta lujaan materiaaliin, jotta sitten saadaan tehdyksi ohuet kapillaarit. Jouduttaessa tekemään halkaisijaltaan suurem-35 mat esireiät saadaan yhdelle suutinlevylle vähemmän keh-ruukapillaareja, josta seuraa alhaisempi kapillaaritiheys.

• il 3 92845 Tämän keksinnön tavoitteena on aikaansaada kehruu-suutin, joka toisaalta kestää korkeat kehruupaineet ja jossa toisaalta on suuri kapillaaritiheys (kapillaaria/ mm2.

5 Tämä tavoite saavutetaan keksinnön mukaisesti keh- ruusuuttimellä, jolle on tunnusomaista, että kannatinle-vyssä olevat reiät ovat porrasporauksia, jolloin porrastus on kannatinlevyn ulkopinnan läheisyydessä ja pienempi halkaisija on kannatinlevyn ulkopintaa kohti, siten että 10 pieni levy tukeutuu porrastukseen.

Keksinnön mukaisesti käytetään siis kannatinlevyä, jonka vahvuus voidaan mitoittaa riittävän suureksi, jotta se kestää korkeat kehruupaineet. Se voidaan valmistaa myös halutun lujasta materiaalista, koska siinä itsessään ei 15 ole kehruukapillaareja. Kannatinlevyn reikiin laitetaan tai puristetaan pienet levyt, esim. jalometallilevyt, joihin voidaan - riippuen metallin pehmeydestä - suhteellisen yksinkertaisesti tehdä tarpeellinen määrä kehruukapillaareja ilman esireikiä.

20 Kannatinlevyn reiät ovat erityisesti porrasporauk sia, jolloin porrastus on kannatinlevyn ulkopinnan lähellä ja pienempi halkaisija on kannatinlevyn ulkopinnalla. Täten pidetään laitettua tai puristettua pientä levyä paikoillaan ja se kestää varsin suuria kehruupaineita.

25 Lopuksi on tarkoituksenmukaista, jos kannatinle vyn sisäpuolella on reikälevy ja kannatinlevyn sekä rei-kälevyn välissä on suodatin. Reikälevyn reiät ovat tällöin järjestetyt pienen levyn reikien mukaisesti, jotta sellu-loosaliuos tai polymeerisulate saadaan jaetuksi tarkoitus-30 taan vastaavasti. Suodatin erottaa likapartikkelit ja liukenemattomat polymeeriosat.

Keksinnön mukaisen kehruusuodattimen edulliset suoritusmuodot ilmenevät oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista 2 ja 3.

92845 4

Keksintöä selitetään lähemmin viitaten oheisiin kuvioihin, joissa kuvio 1 esittää leikkauskuvana keksinnön mukaista kehruusuutinta; 5 kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista kehruusuuttimen kannatinlevyä, kuvion 1 suhteen hieman suurennetussa muodossa, osittain leikattuna; ja kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaiseen kannatinlevyyn laitettavaa pientä·levyä, kuvion 2 suhteen suurennetussa 10 muodossa, osittain leikattuna.

Suutinpää 1 (kuvio 1) valmistetaan tarkoituksenmukaisesti korroosionkestävästä jaloteräksestä. Siinä on temperointia varten kanava 6 ja se muodostaa kehruusuuttimen yläosan, johon selluloosa liuos syötetään ja jota tem-15 peroidaan jatkuvasti kehruun aikana. Suutinpäähän 1 on sijoitettu reikälevy 3, suodatin 4 ja kannatinlevy 2. Nämä kolme elementtiä puristetaan mutterilla 5 suutinpäähän 1. Tiivisteenä (ei esitetty) voidaan käyttää pehmyttiivistet-tä.

20 Kannatinlevyssä 2 (kuvio 2) on useita porrasporauk- sina tehtyjä reikiä 7 (kuviossa 2 esitetään yksinkertaisuuden vuoksi vain yksi reikä 7). Näihin reikiin puristetaan suhteellisen pehmeästä materiaalista tehdyt pienet levyt 8 (kuvio 3). Tähän pehmeään materiaaliin voidaan 25 helposti valmistaa tiheästi useita kapillaareja (kuviossa 3 esitetään yksinkertaisuuden vuoksi vain yksi kapillaari 9).

Reikälevyn 3 reiät tehdään juuri siihen järjestykseen kuin ne ovat kannatinlevyssä 2, niiden välissä on 30 suodatin 4. Suodattimilla 4 voi olla - riippuen selluloo-saliuoksesta tai polymeerisulatteesta - sangen erilainen ' huokosläpimitta ja se voi olla eri materiaaleista. Edulli sia ovat korroosionkestävät metalliharsot. Kehruumassa jakaantuu reikälevyssä 3, suodatetaan, ja se joutuu sitten 35 reikiin 7 eli porrasporauksiin ja sieltä pienten levyjen 8 kapillaareihin 9.

Il 5 92845

Keksinnön mukaisesti tehdyssä kehruusuuttimessa saavutetaan korkeasta paineenkestävyydestä huolimatta korkea kapillaaritiheys. Täten on kehitetty esim. kehruusuu-tin, jonka halkaisija on 45 mm ja siinä on 1147 kapillaa-5 ria (= 0,72 kapillaaria/mm2) ja joka on suunniteltu n. 85 bar käyttöpaineelle. Toisessa kehruusuuttimessa on 1,19 kapillaaria/mm2 ja se on suunniteltu n. d55 bar käyttöpaineelle.

Suutinpaketin elementtimäinen rakenne mahdollis-10 taa pienillä jaloteräslevyillä varustettujen kannatinle-vyjen yksilöllisen vaihtamisen, joissa on erilaisin halkaisijoin, pituuksin ja poikkileikkauksin olevia kapillaareja.

«

Claims (3)

1. Kehruusuutin, joka käsittää suutinpään (1) ja kehruulevyn, joka käsittää hyvin stabiilin kannatinlevyn 5 (2), joka edullisesti on valmistettu jalometallista, ja jossa on reikiä (7) sekä reikiin sovitettuja tai puristettuja pieniä levyjä (8), jolloin pienet levyt (8) käsittävät useita kapillaareja, levyjen (8) ollessa valmistettuja materiaalista, jonka kovuus on alhaisempi kuin kannatinle-10 vyn (2), edullisesti kullasta, hopeasta tai tantaalista, tunnettu siitä, että kannatinlevyssä (2) olevat reiät (7) ovat porrasporauksia, jolloin porrastus on kannatinlevyn ulkopinnan läheisyydessä ja pienempi halkaisija on kannatinlevyn (2) ulkopintaa kohti, siten että 15 pieni levy (8) tukeutuu porrastukseen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kehruusuutin, tunnettu siitä, että kannatinlevyn (2) sisäpuolella on reikälevy (3), ja että kannatinlevyn (2) ja reikäle-vyn (3) välissä on suodatin (4). 20

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kehruusuu tin, tunnettu siitä, että suutinpää (1) käsittää lämmityskanavia (6) temperointia varten. e II 7 92845