NO130403B

NO130403B -

Info

Publication number: NO130403B
Application number: NO02034/68A
Authority: NO
Inventors: R Sakulich; M Marsan
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 1967-05-26
Filing date: 1968-05-24
Publication date: 1974-08-26
Also published as: US3519211A; FR1581543A; NL161212B; BE715711A; SE339909B; NL6807427A; NL161212C; DK135958B; FI51838C; FI51838B; GB1183457A; DE1761685A1; DK135958C

Description

Fremgangsmåte for disintegrering av tørt, Method of disintegration of dry,

fibrøst, arkformet cellulosematerial. fibrous, sheet-shaped cellulose material.

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for disintegrering av tort, fibrost, arkformet cellulosematerial. Mer spesielt angår den en fremgangsmåte hvor et torket cellulosefiberark utsettes for slag under forutbestemte operasjonsbetingelser for å bevirke en gradvis disintegrering av arket til individuelle fibre. The present invention relates to a method for the disintegration of tort, fibrous, sheet-shaped cellulose material. More particularly, it relates to a method where a dried cellulosic fiber sheet is subjected to impact under predetermined operating conditions to effect a gradual disintegration of the sheet into individual fibers.

Disintegrering av fiberarkmateriale har hittil vært utfort i Disintegration of fiber sheet material has so far been carried out in

hva som på området er kjent som hammermoller. Disse moller er what is known in the area as hammer moles. These moles are

kjennetegnet ved flere blader eller hammere som slår mot arket og bevirker knusing til partikler og klumper av fibre. characterized by multiple blades or hammers that strike the sheet and cause crushing into particles and clumps of fibres.

Partiklene og klumpene leveres til en sikt eller til en plate som har innoverrettede fremspring, hvorpå endene av bladene eller hammerne maler og knuser partiklene og klumpene til en masse bestående av individuelle fibre, små fiberknipper og finkornet materiale. Tidligere fremgangsmåter på dette område var kjennetegnet ved lave hastigheter og ved at arket ikke ble totalt disintegrert til individuelle fibre på grunn av dannelsen av en del fiberknipper som forble intakt og at en del av materialet ble finmalt. Det er ikke tidligere kjent noen fremgangsmåte som totalt disintegrerer et fiberark ved hoy hastighet til individuelle fibre uten bruk av en maleflate eller et malemedium. The particles and clumps are delivered to a screen or to a plate having inward projections, whereupon the ends of the blades or hammers grind and crush the particles and clumps into a mass consisting of individual fibers, small fiber bundles, and fine-grained material. Previous methods in this area were characterized by low speeds and by the fact that the sheet was not completely disintegrated into individual fibers due to the formation of some fiber bundles that remained intact and that part of the material was finely ground. There is no previously known method which completely disintegrates a fiber sheet at high speed into individual fibers without the use of a grinding surface or a grinding medium.

Formålet for den foreliggende oppfinnelse er å unngå de vanskeligheter som er tilstede ved tidligere metoder. The purpose of the present invention is to avoid the difficulties present in previous methods.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte for disintegrering The invention thus relates to a method for disintegration

av tort fibrost arkformet cellulosematerial, hvor det arkformede material tilfores til en arkunderstottelse og flere slagelementer beveges forbi kanten av arkunderstottelsen, og det særegne ved fremgangsmåten er at hastigheten av slagelementene forbi arkunderstottelsen er minst 1800 m/min, idet avstanden mellom kanten av arkunderstottelsen og banen for tuppene på slagelementene er fra en til ti ganger tykkelsen av de fibrose arkmaterial. of hard fibrous sheet-shaped cellulose material, where the sheet-shaped material is fed to a sheet support and several impact elements are moved past the edge of the sheet support, and the peculiarity of the method is that the speed of the impact elements past the sheet support is at least 1800 m/min, the distance between the edge of the sheet support and the track for the tips of the impact elements are from one to ten times the thickness of the fibrous sheet material.

Ifolge den foreliggende fremgangsmåte disintegreres det torkede cellulosefibermaterial til individuelle cellulosefibre på en slik måte at antall kuttede fibre og ikke disintegrerte fiberknipper reduseres til et minimum, samtidig som det oppnås langt storre kapasitet og effektivitet for en gitt dimensjon av fiberarket, enn det som tidligere har vært mulig. Videre gir den foreliggende fremgangsmåte bedre produkter og bedre okonomiske betingelser. According to the present method, the dried cellulose fiber material is disintegrated into individual cellulose fibers in such a way that the number of cut fibers and non-disintegrated fiber bundles is reduced to a minimum, while achieving far greater capacity and efficiency for a given dimension of the fiber sheet than has previously been the case possible. Furthermore, the present method provides better products and better economic conditions.

Oppfinnelsen kan kort summeres som omfattende en fremgangsmåte for omdannelse av torket cellulosefibermateriale til en dispersjon av individuelle fibre i luft. Det fibrose arkmateriale fores inn i en disintegrator som har et flertall slagelementer. Det fibrose ark fremfores kontinuerlig slik at dets ende disintegreres ved anslag av slagelementene tuppen mot arkets fri ende. Arket fremfores med en relativ konstant hastighet mellom suksessive anslag. Fibrene frigjores fra cellulosearket hvoretter de dispergeres i luft og ledes bort fra slagsonen ved hjelp av åpne kanaler slik at de kan samles opp for videre behandling. The invention can be briefly summarized as comprising a method for converting dried cellulose fiber material into a dispersion of individual fibers in air. The fibrous sheet material is fed into a disintegrator which has a plurality of impactors. The fibrous sheet is advanced continuously so that its end is disintegrated when the impact elements tip against the free end of the sheet. The sheet is advanced at a relatively constant speed between successive impacts. The fibers are released from the cellulose sheet after which they are dispersed in air and led away from the impact zone by means of open channels so that they can be collected for further processing.

Fremgangsmåten illustreres ytterligere under henvisning til et apparat som egner seg for utforelse av den foreliggende fremgangsmåte . The method is further illustrated with reference to an apparatus which is suitable for carrying out the present method.

Fig. 1 er et sideoppriss av hele apparatet. Fig. 1 is a side elevation of the entire apparatus.

Fig. 2 er et sideoppriss tatt langs linjen 2-2 i figur 1, og viser disintegratoren og spalten for innforing av det fibrose arkmaterial. Fig. 3 er et tverrsnitt tatt gjennom disintegratoren langs linjen 3-3 i fig. 2. Fig. 4 er et perspektivoppriss av den foretrukne utformning av tuppen på slagelementet som brukes i disintegratoren. Fig. 2 is a side elevation taken along the line 2-2 in Fig. 1, and shows the disintegrator and the slit for inserting the fibrous sheet material. Fig. 3 is a cross-section taken through the disintegrator along the line 3-3 in fig. 2. Fig. 4 is a perspective view of the preferred design of the tip of the impactor used in the disintegrator.

Under henvisning til det viste apparat vil det bli beskrevet en foretrukken utforelse av fremgangsmåten med spesielt henblikk på disintegrering av et torket cellulosefiberark. With reference to the apparatus shown, a preferred embodiment of the method will be described with particular regard to the disintegration of a dried cellulose fiber sheet.

Fremgangsmåten er spesielt anvendbar for disintegrering av The method is particularly applicable for the disintegration of

tykke trefiber-ark ("drylap") av den type som finnes i handel. Slike ark har vanligvis en basisvekt på 0,5 til 1 kg/m 2og en tykkelse på minst 1 mm eller mer. Et ark av denne type har vanligvis et fuktighetsinnhold på omkring 10%, skjont det er funnet at den foreliggende fremgangsmåte gir bedre resultater hvis den opprinnelige fuktighet er så lav som mulig. I thick wood fiber sheets ("drylap") of the type found in commerce. Such sheets usually have a basis weight of 0.5 to 1 kg/m 2 and a thickness of at least 1 mm or more. A sheet of this type usually has a moisture content of about 10%, although it has been found that the present method gives better results if the initial moisture is as low as possible. IN

virkeligheten er et fuktighetsinnhold på omtrent 1% funnet å the reality is a moisture content of about 1% found to

gi de beste resultater, men fuktighetsinnhold under 1% har ikke vært provet. give the best results, but moisture content below 1% has not been tested.

Uttrykket torket cellulosefiberark brukes om enhver type fiberarkmateriale som kan disintegreres ved den foreliggende fremgagsmåte. På den annen side betegner et "drylap" ark et trefiber material med de ovennevnte egenskaper og som er spesielt anvendbar ved den foreliggende fremgangsmåte. The term dried cellulose fiber sheet is used for any type of fiber sheet material that can be disintegrated by the present method. On the other hand, a "drylap" sheet denotes a wood fiber material with the above-mentioned properties and which is particularly applicable in the present method.

I fig. 1 er to ruller, henholdsvis 11 og 12 med arkmaterial understottet på en felles bunnplate eller stativ 13 som er montert på fundamentet 14. Materialbaner 15 og 16 trekkes fra rullene 11 og 12 og fores til disintegratoren 17. In fig. 1 are two rolls, respectively 11 and 12 with sheet material supported on a common bottom plate or stand 13 which is mounted on the foundation 14. Material webs 15 and 16 are pulled from the rolls 11 and 12 and fed to the disintegrator 17.

En drivkilde, som f.eks. kan være en elektrisk motor 18, bæres A drive source, such as can be an electric motor 18, carried

av stativet 13 som vist i fig. 1. En rem 19 er anordnet og drives av motoren 18 slik at den kontinuerlig dreier drivtann-hjulene 20 og 21. Et tomgangstannhjul 22 er anordnet for å regulere strekket på remmen 19. of the stand 13 as shown in fig. 1. A belt 19 is arranged and is driven by the motor 18 so that it continuously turns the drive sprockets 20 and 21. An idler sprocket 22 is arranged to regulate the tension on the belt 19.

Som best vist i fig. 3 fores arkene 15 og 16 radialt inn i disintegratoren 17. For dette formål er et par innforingsmåleruller 23, 24 montert på en side av disintegratoren 17, As best shown in fig. 3, the sheets 15 and 16 are fed radially into the disintegrator 17. For this purpose, a pair of feed gauge rollers 23, 24 are mounted on one side of the disintegrator 17,

og et annet par innforingsmåleruller 25, 26 på den andre siden av disintegratoren 17. and another pair of feed gauge rollers 25, 26 on the other side of the disintegrator 17.

Under henvisning til fig. 1 skal det bemerkes at drivtannhjulet With reference to fig. 1 it should be noted that the drive gear

20 er montert for rotasjon på en felles akse med innforingsmålerullen 24. Likeledes er drivtannhjulet 21, montert på en felles akse med innforingsmålerullen 26. Ved drift av remmen 19 vil således innforings-målerullparene 23, '24 og 25, 26 drives slik at de forer arkene 15 og 16 radialt inn i disintegratoren 17. 20 is mounted for rotation on a common axis with the feed gauge roller 24. Likewise, the drive gear 21 is mounted on a common axis with the feed gauge roller 26. When the belt 19 is operated, the feed gauge roller pairs 23, '24 and 25, 26 will thus be driven so that they feed the sheets 15 and 16 radially into the disintegrator 17.

Disintegratoren 17 omfatter, som det best fremgår av fig. 2 og 3, et hus 27 med en sylinderisk uthuling 28. Den innvendige utformning av huset 27 er ikke viktig for utovelsen av den foreliggende fremgangsmåte og det vil forstås at en sylinderisk uthuling er vist bare som en foretrukket utforelsesform. En aksel 2 9 er opplagret i huset slik at en ende strekker seg utenfor huset for mottagelse av en rem 30. Motoren lo driver kontinuerlig akselen 2 9 ved hjelp av remmen 30 fra en drivende rem (ikke vist) montert på motorakselen. The disintegrator 17 comprises, as can best be seen from fig. 2 and 3, a housing 27 with a cylindrical recess 28. The internal design of the housing 27 is not important for the implementation of the present method and it will be understood that a cylindrical recess is shown only as a preferred embodiment. A shaft 29 is stored in the housing so that one end extends outside the housing to receive a belt 30. The motor lo continuously drives the shaft 29 by means of the belt 30 from a driving belt (not shown) mounted on the motor shaft.

Huset 27 er forsynt med spalteinnlopsåpninger 31 og 32 for å' motta arkene 15 og 16 fra motsatte sider. En relativt stor utlopsåpning 37 er anordnet i bunnen av huset 27. En luftinnlopsåpning 37a er anordnet på toppen av huset for å muliggjore innforing av luft til huset under et svakt overtrykk fra en passende vifte (ikke vist) eller lignende, for det formål å dispergere de individuelle fibre og lede dem mot utlopet 37 uten opphoping av fibre i huset, hvilket ville resultere i tilstopping. Ytterligere luftinnlop 37a kan anordnes om nodvendig for dispergering av fibrene på den mest effektive måte. The housing 27 is provided with slit inlet openings 31 and 32 to receive the sheets 15 and 16 from opposite sides. A relatively large outlet opening 37 is provided at the bottom of the housing 27. An air inlet opening 37a is provided at the top of the housing to enable the introduction of air into the housing under a slight positive pressure from a suitable fan (not shown) or the like, for the purpose of dispersing the individual fibers and guide them towards the outlet 37 without accumulation of fibers in the housing, which would result in clogging. Additional air inlets 37a can be arranged if necessary for dispersing the fibers in the most efficient manner.

En rotor 33 er fastkilt til akselen 29 og forsynt med et flertall spalter 34 som strekker seg radialt utover. Et slagelement 35 A rotor 33 is wedged to the shaft 29 and provided with a plurality of slots 34 which extend radially outwards. An impact element 35

er festet i hver av spaltene 34. En liten klaring er anordnet mellom tuppene 36 av elementene 35 og understøttelsene for arkene 15, 16 ved de indre ender, henhv. 31a og 32a, av innlopsåpningene 31 og 32. De indre ender 31a og 32a danner understøttelser for arkene. is fixed in each of the slots 34. A small clearance is arranged between the tips 36 of the elements 35 and the supports for the sheets 15, 16 at the inner ends, respectively. 31a and 32a, of the inlet openings 31 and 32. The inner ends 31a and 32a form supports for the sheets.

Med den ovennenvte oppstilling av'apparatdelene vil slagelementene 35 slå, mot endene av hvert ark 15 og 16 når rotoren dreies rundt. Bevegelsesbanen og måten som elementene 35 understøttes er ikke kritisk for utovelse av fremgangsmåten. Det eneste som er nodvendig er at elementene 35 beveges slik at tuppene 36 slår mot arkene 15 og 16 med minst en kraftkomponent normalt eller vinkelrett på arkenes frie ender når tuppene beveger seg forbi arkunderstottelsene 31a og 32a. With the above-mentioned arrangement of the apparatus parts, the impact elements 35 will strike against the ends of each sheet 15 and 16 when the rotor is rotated. The path of movement and the way in which the elements 35 are supported are not critical for practicing the method. The only thing that is necessary is that the elements 35 are moved so that the tips 36 strike the sheets 15 and 16 with at least one force component normal or perpendicular to the free ends of the sheets when the tips move past the sheet supports 31a and 32a.

Det er funnet at klaringen mellom tuppene 36 og kanten av arkunderstottelsene 31a og 32a må holdes innenfor et område lik tykkelsen av arkmaterialet 15, 16 og opp til ti ganger arktykkelsen. Fortrinnsvis holdes denne klaring innen et område lik tykkelsen av arket og opp til fire ganger arktykkelsen. It has been found that the clearance between the tips 36 and the edge of the sheet supports 31a and 32a must be kept within an area equal to the thickness of the sheet material 15, 16 and up to ten times the sheet thickness. Preferably, this clearance is kept within an area equal to the thickness of the sheet and up to four times the sheet thickness.

Det ideelle er at klaringen mellom tuppene og arkunderstottelsene holdes omtrent lik arktykkelsen. Det er funnet at hvis denne klaring er mindre enn arktykkelsen så vil arkmaterialet i stor grad skjæres og males opp, slik at fibrene deles opp. Hvis. derimot klaringen oker utover den ideelle verdi, vil disintegreringshastigheten avta noe og når klaringen går over ti ganger arktykkelsen oppnås ingen nevnverdig disintegrering, idet arkmaterialets frie ender vil ha tilbøyelighet til å boye seg rundt det indre av husets uthuling og således danne en uonsket innvendig del som brekkes av i store klumper. The ideal is for the clearance between the tips and the sheet supports to be kept roughly equal to the sheet thickness. It has been found that if this clearance is smaller than the sheet thickness, the sheet material will be largely cut and ground up, so that the fibers are split up. If. on the other hand, if the clearance increases beyond the ideal value, the rate of disintegration will decrease somewhat and when the clearance exceeds ten times the sheet thickness, no significant disintegration is achieved, as the free ends of the sheet material will have a tendency to bend around the interior of the housing cavity and thus form an unwanted internal part which break off in large lumps.

Ved utovelse av den foreliggende fremgangsmåte er det funnet By practicing the present method, it has been found

at arkene 15 og 16 fortrinnsvis bor fores inn i disintegratoren med en konstant hastighet som ikke overskrider 1,3 mm i tidsrommet mellom slag fra tupper av etterfølgende slagelementer 35. Anslaget mot arkmaterialets frie ender styres fortrinnsvis ved å dreie rotoren slik at slaghastigheten for tuppene 36 er minst 1.300 m/min, skjont en slaghastighet på minst 3.600 m/min er foretrukket, men en slaghastighet lik ca. 4.200 m/min er funnet å være best. Det er også onskelig å begrense tiden mellom slagene fra tuppene 36 til et minimum av omkring 0,4 milli-sekunder, slik at den boyde ende av hvert ark kan springe tilbake mellom hvert slag. that the sheets 15 and 16 should preferably be fed into the disintegrator at a constant speed that does not exceed 1.3 mm in the time between blows from the tips of subsequent impact elements 35. The impact against the free ends of the sheet material is preferably controlled by turning the rotor so that the impact speed of the tips 36 is at least 1,300 m/min, although an impact speed of at least 3,600 m/min is preferred, but an impact speed equal to approx. 4,200 m/min has been found to be best. It is also desirable to limit the time between strokes from the tips 36 to a minimum of about 0.4 milliseconds so that the bowed end of each sheet can spring back between strokes.

De individuelle disintegrerte fibre, som er skilt fra arkene The individual disintegrated fibers, which are separated from the sheets

15 og 16, fjernes fra slagsonen, dispergeres og fores ut fra huset 27 ved hjelp av luftstrommen. Luftstrommen frembringes i det minste delvis ved rotorens rotasjon, skjont den suppleres vesentlig ved tvungen luftinnstromning til huset fra innløpet 37a. De individuelle fibre fjernes ved uttomningsutlopet 37, hvorfra de kan ledes til en passende oppsamlingsanordning. 15 and 16, are removed from the impact zone, dispersed and fed out from the housing 27 by means of the air stream. The air flow is at least partially generated by the rotation of the rotor, although it is substantially supplemented by forced air flow into the housing from the inlet 37a. The individual fibers are removed at the discharge outlet 37, from where they can be directed to a suitable collection device.

Anvendelsen av den foreliggende fremgangsmåte resulterer i fremstilling av individuelle.fibre med i det vesentlige den samme storrelse som de som oppnås opprinnelig ved tremasse-fremstillingen for fremstillingen av fiberarvematerialet som disintegreres. Slike individuelle fibre er vanligvis litt for-dreide og flatklemte sylindre med diameter lik 10-15 mikron og lengde på ca. 2.500 mikron. The application of the present method results in the production of individual fibers of essentially the same size as those originally obtained in the wood pulp production for the production of the fiber heritage material which is disintegrated. Such individual fibers are usually slightly twisted and flattened cylinders with a diameter equal to 10-15 microns and a length of approx. 2,500 microns.

Fig. 4 viser en foretrukket utformning av tuppen 36 på slagelementene 35. Det skal bemerkes at en serie av parallelle spalter 33 er skåret inn i tuppen 36 slik at det resulterer i en firkantet sagtannutformning bestående av tenner 39. Det beste resultat er oppnådd med denne utformning. Tuppen 36 kan også ha andre utformninger, men den nevnte firkantede tannutformning er foretrukket. Det er også foretrukket at slagelementene 35 monteres i rotoren 33 slik at ette-folgende elementer 35 har tenner som er forskjovet i forhold til hverandre slik at vekslende områder av fiberarkene 15 og 16 treffes av tuppene. Fig. 4 shows a preferred design of the tip 36 of the impact elements 35. It should be noted that a series of parallel slots 33 are cut into the tip 36 so that it results in a square sawtooth design consisting of teeth 39. The best result is obtained with this design. The tip 36 can also have other designs, but the aforementioned square tooth design is preferred. It is also preferred that the impact elements 35 are mounted in the rotor 33 so that consecutive elements 35 have teeth which are offset in relation to each other so that alternating areas of the fiber sheets 15 and 16 are hit by the tips.

Som tidligere omtalt er elementene 35 fast festet til rotoren As previously discussed, the elements 35 are firmly attached to the rotor

33. Dette er irnilertid ikke nodvendig og elementene 35 kan også være dreibart festet til rotoren eller montert på en annen måte, så lenge som de kritiske trekk ved fremgangsmåten oppfylles. 33. This is not necessary and the elements 35 can also be rotatably attached to the rotor or mounted in another way, as long as the critical features of the method are met.

Den ovennenvte beskrivelse omhandler innforing av to ark inn i disintegratoren, men det er innlysende at fremgangsmåten også kan praktiseres ved innforing av ett, tre eller flere ark. De eneste konstruksjonsmessige forandringer som da er nodvendige er variasjonen i antall par innforingsruller og anordning av tilsvarende åpninger i disintegratorhuset for mottagelse av arkmateriale. The above description deals with inserting two sheets into the disintegrator, but it is obvious that the method can also be practiced by inserting one, three or more sheets. The only structural changes that are then necessary are the variation in the number of pairs of feed rollers and the arrangement of corresponding openings in the disintegrator housing for receiving sheet material.

I det foregående er oppfinnelsen blitt beskrevet med henblikk In the foregoing, the invention has been described with a view to

på innforing av arkmaterialet radialt inn i disintegratoren og dette er den foretrukne måte å fore arkene inn på. Det skal irnilertid forstås at radial innforing ikke er vesentlig idet arkmaterialet kan fores inn på skrå eller endog aksialt inn i huset, slik at sidekantene av slagelementene bevirker disintegreringen. Det er bare vesentlig at arket fores inn i on introducing the sheet material radially into the disintegrator and this is the preferred way of feeding the sheets. It should, however, be understood that radial insertion is not essential as the sheet material can be inserted obliquely or even axially into the housing, so that the side edges of the impact elements cause the disintegration. It is only essential that the sheet is lined in

disintegratoren slik at klaringen fra slagelementenes tupper til arkunderstottelsen ligger innenfor de ovennevnte grenser og at slaghastigheten til slagelementene holdes på de foreskrevne. hastigheter. the disintegrator so that the clearance from the tips of the impact elements to the sheet support is within the above-mentioned limits and that the impact speed of the impact elements is kept at the prescribed. speeds.

Claims

1. Method for the disintegration of dry fibrous sheet-shaped cellulose material, where the sheet-shaped material is fed to a sheet support and several impact elements are moved past the edge of the sheet support, characterized in that the speed of the impact elements past the sheet support is at least 1300 m/min, the distance between the edge of the sheet support and the path for the tips of the impact elements being from one to ten times the thickness of the fibrous sheet material.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the sheet-shaped material is fed essentially radially into a disintegrator at a speed that does not exceed 1.3 mm in the time between blows from the tips of subsequent impact elements.

3. Method as stated in claims 1-2, characterized in that the individual disintegrated fibers are removed by means of an air stream via a channel without obstacles.

4. Method as stated in claims 1-3, characterized in that the impact elements are moved at a speed of at least 3600 m/min, and that the distance between the tips of the impact elements and the edge of the sheet support is at least equal to the thickness of the sheet, but not greater than four times the thickness.