NO142450B

NO142450B - PROCEDURE FOR DISINTEGRATING TOUR CELLULOSE-CONTAINED FIBER MATERIAL IN SHEET OR PATH FORM

Info

Publication number: NO142450B
Application number: NO3358/72A
Authority: NO
Inventors: George Morgan Jr
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 1971-09-22
Filing date: 1972-09-20
Publication date: 1980-05-12
Also published as: CH544582A; NO142450C; US3750962A; FI56565B; NL7212810A; BE789034A; JPS4872401A; CA976320A; IT967713B; DE2245936A1; FR2154195A5; GB1389606A; DK133606C; DE2245936C2; JPS5225445B2; DK133606B; FI56565C; AU459658B2; AT320417B; IE36902B1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for desintegrering av tørt celluloseholdig fibermaterial i ark- eller baneform, hvor et fiberholdig ark eller en bane føres inn i en desintegrator, arket eller banen understøttes i en spaltformet åpning som ender i en understøttelse for arket eller banen i huset til desintegratoren, et flertall slagelementer med spisser som beveges med en hastighet på minst 1800 og fortrinnsvis minst 3600 m pr. min. og slik at slaget er hovedsakelig normalt på planet til arket eller banen, hvorved det fiberholdige ark eller banen desintegreres til fibre, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at det som tørket celluloseholdig ark- eller banematerial anvendes et tørrark eller en tørr bane med en tykkelse fra 1-1,5 mm, og at spissene av slagelement- The present invention relates to a method for disintegrating dry cellulose-containing fiber material in sheet or web form, where a fiber-containing sheet or web is fed into a disintegrator, the sheet or web is supported in a slit-shaped opening which ends in a support for the sheet or web in the housing of the disintegrator, a plurality of impactors with tips moving at a speed of at least 1800 and preferably at least 3600 m per my. and so that the blow is mainly normal to the plane of the sheet or web, whereby the fiber-containing sheet or web is disintegrated into fibers, and the peculiarity of the method according to the invention is that a dry sheet or a dry web is used as dried cellulosic sheet or web material with a thickness of 1-1.5 mm, and that the tips of the impact element

ene beveges forbi arket eller banen i en avstand fra enden av understøttelsen for arket eller banen på 0,5 - 0,9 mm, fortrinnsvis 0,6 - 0,8 mm. one is moved past the sheet or web at a distance from the end of the support for the sheet or web of 0.5 - 0.9 mm, preferably 0.6 - 0.8 mm.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patent-kravene. These and other features of the invention appear in the patent claims.

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelse er å for-bedre den teknikk som fremgår av f.eks. US patentskrift nr. 3 519 211. The main purpose of the present invention is to improve the technique which appears in e.g. US Patent No. 3,519,211.

Fra US patentskrift 2 812 790 er det kjent å anvende en klaring mellom slagelementet og understøttelsen som generelt er mindre enn arktykkelsen, mens den foreliggende oppfinnelse vedrører et spesielt område av klaringer i forhold til arktykkelsen. Selvom arktykkelsen i henhold til det sistnevnte US patentskrift (0,7 - 1,4 mm) overlapper del- From US patent 2 812 790 it is known to use a clearance between the impact element and the support which is generally smaller than the sheet thickness, while the present invention relates to a special range of clearances in relation to the sheet thickness. Although the sheet thickness according to the latter US patent document (0.7 - 1.4 mm) partially overlaps

vis den arktykkelse som kommer til anvendelse ved den foreliggende oppfinnelse, så er de klaringer som utnyttes ved den foreliggende oppfinnelse større enn dem som anvendes i henhold til det sistnevnte US patentskrift (0,2 mm). show the sheet thickness used in the present invention, the clearances used in the present invention are greater than those used according to the latter US patent (0.2 mm).

Heller ikke det sistnevnte US patentskrift åpenbarer således de trekk som er karakteristiske for den foreliggende oppfinnelse, og det område av arktykkelser som fremgangsmåten i henhold til US patentskrift 2 812 790 er sagt å være tjenlig for, ville ikke føre fagmannen til den fibrøse masse som oppnås ved den foreliggende oppfinnelse. Det gjøres spesielt oppmerksom på at sistnevnte US patentskrift vedrører fremstilling eller tilkutting av strimmelformet material ("shreds") mens den foreliggende oppfinnelse ved-rører fremstilling av individuelle fibre. Nor does the latter US patent document thus reveal the features that are characteristic of the present invention, and the range of sheet thicknesses for which the method according to US patent document 2,812,790 is said to be useful would not lead the person skilled in the art to the fibrous mass that is obtained by the present invention. Particular attention is drawn to the fact that the latter US patent relates to the manufacture or cutting of strip-shaped material ("shreds"), while the present invention relates to the manufacture of individual fibres.

Videre vedrører det sistnevnte US patentskrift innstilling av hellingsvinkelen for understøttelsen til 3-7° oppover fra horisontalen og denne helling kontrasteres med vann-rett forløp eller helling nedover av ambolten ut fra det helt spesielle formål at det skal oppnås egnethet for nitrering i det oppnådde produkt. I motsetning hertil krever den foreliggende oppfinnelse for sitt spesielle formål at slaget fra tennene skal foregå nærmest normalt til arket, det vil si at det ikke skal være noen helling av arkunderstøttelsen ved slagstedet. Furthermore, the latter US patent relates to setting the angle of inclination for the support to 3-7° upwards from the horizontal and this inclination is contrasted with a horizontal course or downward inclination of the anvil based on the very special purpose of achieving suitability for nitriding in the obtained product . In contrast to this, the present invention requires for its special purpose that the impact from the teeth should take place almost normal to the sheet, that is to say that there should be no inclination of the sheet support at the impact point.

Det er overraskende at disse forskjeller medfører så av-gjørende forskjeller i sluttproduktene og læren i henhold til dette US patentskrift ville ikke kunne tjene til hjelp ved oppnåelse av det material som er formålet for den foreli<g>gende o<p>pfinnelse. It is surprising that these differences lead to such decisive differences in the end products and the teaching according to this US patent would not be able to serve as an aid in obtaining the material which is the object of the present invention.

De betingelser som anvendes for fremstilling av cellulose egnet for nitrering vil således\være forskjellig fra dem som er funnet optimale for den foreliggende oppfinnelse, The conditions used for the production of cellulose suitable for nitration will thus be different from those found to be optimal for the present invention,

og såvidt spesifikke som disse betingelser er og deres av-gjørende virkning på naturen av dé)\- oppnådde fibermasse, vil man ikke med rette kunne påstå i' t læren fra det nevnte US patentskrift ville være av verdi fe," fagmannen som skulle oppnå en masse av individuelle fJbre som den fore- and as specific as these conditions are and their decisive effect on the nature of the fiber mass obtained, one would not be able to rightly claim that the teaching from the aforementioned US patent document would be of value, the expert who would obtain a mass of individual fibers which the

liggende oppfinnelse tar sikte på å frembringe. lying invention aims to produce.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er således å tilveiebringe en fremgangsmåte for oppdeling av et tørket, celluloseholdig fiberarkmaterial til individuelle cellu-losefibre på en slik måte at sviing og brenning av fibrene nedsettes til et minimum. An object of the present invention is thus to provide a method for dividing a dried, cellulose-containing fiber sheet material into individual cellulose fibers in such a way that burning and burning of the fibers is reduced to a minimum.

Et annet formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en oppdelingsprosess for fiberarkmaterial som øker kapasiteten og effektiviteten av tidligere kjente prosesser og apparaturer av denne type, uten bruk av kunstig avkjøling. Another object of the present invention is to provide a division process for fiber sheet material which increases the capacity and efficiency of previously known processes and apparatus of this type, without the use of artificial cooling.

Det antas at oppfinnelsen vil bli bedre forstått fra den følgende beskrivelse i forbindelse med den vedføyde tegning, som viser et siderisstverrsnitt av desintegratoren, og under henvisning til tegningen vil det nå bli beskrevet en foretrukket utførelsesform for fremgangsmåten. It is assumed that the invention will be better understood from the following description in connection with the attached drawing, which shows a side cross-section of the disintegrator, and with reference to the drawing a preferred embodiment of the method will now be described.

O<p>pfinnelsen er spesielt nyttig for oppdeling av tørre celluloseholdige fiberark-material av den type som finnes i handelen. Slike tørre ark har en typisk flatevekt fra omtrent 0,48 kg til omtrent 0,96 kg pr m 2, og har vanligvis en tykkelse på minst omtrent 1 mm eller mer, f.eks. fra omtrent 1 mm til omtrent 1,5 mm. Et ark av denne type har vanligvis et fuktighetsinnhold på mindre enn omtrent 10%, f.eks. omtrent 7%, selv om lavere og høyere fuktighetsinnhold kan benyttes. Det er funnet at fremgangsmåten ifølge o<p>pfinnelsen gir bedre resultater hvis det opprinnelige fuktighetsinnhold er så lavt som mulig. Faktisk har et fuktighetsinnhold av omtrent 1% vist seg å gi de beste resultater. The invention is particularly useful for dividing dry cellulosic fiber sheet material of the type found in the trade. Such dry sheets typically have a basis weight of from about 0.48 kg to about 0.96 kg per m 2 , and usually have a thickness of at least about 1 mm or more, e.g. from about 1 mm to about 1.5 mm. A sheet of this type usually has a moisture content of less than about 10%, e.g. approximately 7%, although lower and higher moisture contents can be used. It has been found that the method according to the invention gives better results if the initial moisture content is as low as possible. In fact, a moisture content of about 1% has been shown to give the best results.

Som angitt i denne beskrivelse betyr uttrykket tørket, celluloseholdig fiberark-material enhver type av fiberark-material som kan oppdeles ved fremgangsmåten i følge oppfinnelsen, med de ovennevnte egenskaper, som med fordel benyttes ved oppfinnelsen. As indicated in this description, the term dried, cellulose-containing fiber sheet material means any type of fiber sheet material that can be divided by the method according to the invention, with the above-mentioned properties, which are advantageously used in the invention.

På figuren angir 11 et tørt ark-material som rulles av for In the figure, 11 denotes a dry sheet material which is rolled off

å danne en papirbane av ark-material 12, som føres fremover til desintegratoren 13. to form a paper web of sheet material 12, which is fed forward to the disintegrator 13.

Arket 12 føres radialt inn i desintegratoren 13. For dette formål er det montert et par tilførselsvalser 14 og 15 på hver side av desintegratoren 13. En drivinnretning kan f.eks. være en elektrisk motor forbundet til valsene på vanlig måte for å tilføre drivkraft. The sheet 12 is fed radially into the disintegrator 13. For this purpose, a pair of supply rollers 14 and 15 are mounted on each side of the disintegrator 13. A drive device can e.g. be an electric motor connected to the rollers in the usual way to supply motive power.

Desintegratoren 13 omfatter et hus 16 med en generell sylinderisk utboring. Den indre utforming av huset 16 er ikke kritisk, og det skal forstås at den sylindriske utboring 17 er en foretrukket utførelsesform. En aksel 18 er lagret i huset slik at en ende strekker seg ut på utsiden av huset og gjør det mulig for å koble akselen på vanlig måte til en drivinnretning, som f.eks. en elektrisk motor. Motoren driver akselen 18 kontinuerlig. The disintegrator 13 comprises a housing 16 with a general cylindrical bore. The internal design of the housing 16 is not critical, and it should be understood that the cylindrical bore 17 is a preferred embodiment. A shaft 18 is stored in the housing so that one end extends to the outside of the housing and makes it possible to connect the shaft in the usual way to a drive device, such as e.g. an electric motor. The motor drives the shaft 18 continuously.

Huset 16 er forsynt med en langstrakt innløpsåpning 19 The housing 16 is provided with an elongated inlet opening 19

for mottagelse av arket 12. En relativt stor utslippsåpning 20 er anordnet i bunnen på huset 16. En luftinnløpsåpning 21 er anordnet nær utslippsåpningen 20 for å gjøre det mulig å tvinge luft inn i huset med et lite overtrykk fra en egnet vifte (ikke vist) eller lignende, for det formål å hindre resirkulasjon av fibre gjennom desintegratoren. Ytterligere luftinntak 21a kan anordnes for justering av luftstrømmen. for receiving the sheet 12. A relatively large discharge opening 20 is arranged in the bottom of the housing 16. An air inlet opening 21 is arranged close to the discharge opening 20 to make it possible to force air into the housing with a small excess pressure from a suitable fan (not shown) or the like, for the purpose of preventing the recirculation of fibers through the disintegrator. Additional air intake 21a can be arranged for adjusting the air flow.

Et slikt system er vist i norsk patentskrift 140 385. Such a system is shown in Norwegian patent document 140 385.

Rotorene 22 er festet til akselen 18 og forsynt med flere tenner 23 som strekker seg radialt utover og som tjener som slagelementer 24. En kritisk liten klarering er inn-stilt mellom tennene 23 og understøttelsen for arket 12 ved den indre ende 19a av innløpsåpningen 19. Den indre ende 19a danner en understøttelse for arket 12. The rotors 22 are attached to the shaft 18 and provided with several teeth 23 which extend radially outwards and which serve as impact elements 24. A critically small clearance is set between the teeth 23 and the support for the sheet 12 at the inner end 19a of the inlet opening 19. The inner end 19a forms a support for the sheet 12.

Med det ovennevnte arrangement av de forskjellige deler av apparatet vil suksessive tenner 23 støte mot enden av arket 12 mens rotoren 22 dreies rundt. Bevegelsesbanen og måten tennene 23 er understøttet på er ikke av betydning for utførelse av oppfinnelsen. Det er derimot nødvendig at tennene 23 beveges slik at spissene 24 støter mot arket 12 med i det minste en kraftkomponent som er normal eller vinkel-rett på de frie endene av arket når spissene beveges forbi arkunderstøttelsen 19a. With the above arrangement of the various parts of the apparatus, successive teeth 23 will impinge on the end of the sheet 12 as the rotor 22 is rotated. The path of movement and the way in which the teeth 23 are supported are not of importance for carrying out the invention. On the other hand, it is necessary that the teeth 23 are moved so that the tips 24 collide with the sheet 12 with at least a force component which is normal or perpendicular to the free ends of the sheet when the tips are moved past the sheet support 19a.

Det ble funnet at klareringen mellom spissene 24 og kanten It was found that the clearance between the tips 24 and the edge

av arkunderstøttelsen 19a bør nå ligge innenfor et område fra 0,5 mm til 0,9 mm. Fortrinnsvis bør klaringen være fra 0,6 mm til 0,8 mm og mest fordelaktig 0,7 mm. Klaringsområdet er spesielt fordelaktig med ark-tilførselshastigheter fra 9 til 30 m/min. og med denne klaringsavstand forekommer ingen sviing av fibrene. Med større klaringsavstander forekommer sviing ved disse tilførselshastigheter for tørr-arket med mindre det benyttes hjelpekjøleanordninger, f.eks. en vanndusj, og med klareringer mindre enn 0,5 mm blir oppdelingskvaliteten mye dårligere. Med høyere tilførsels-hastigheter kan det benyttes de høyere klaringsavstander fordi kortere oppholdstid i den varmeutviklende sone vil nedsette sviing til et minimum men med klaringsavstander over 0,9 mm selv med høye tilførselshastigheter blir oppdelingskvaliteten vesentlig dårligere. Dette klaringsområdet synes å være uavhengig av tørrarket, i alle fall med hensyn til sviing, med god oppdeling er til en viss grad avhengig av tykkelsen på rørrarket. Et tykkere tørrark gjør det nødvendig med større klaring for god oppdeling. of the sheet support 19a should now lie within a range of 0.5 mm to 0.9 mm. Preferably the clearance should be from 0.6 mm to 0.8 mm and most advantageously 0.7 mm. The clearance area is particularly advantageous with sheet feed speeds from 9 to 30 m/min. and with this clearance distance no burning of the fibers occurs. With larger clearance distances, burning occurs at these feed rates for the dry sheet unless auxiliary cooling devices are used, e.g. a water shower, and with clearances less than 0.5 mm, the division quality becomes much worse. With higher feed rates, the higher clearance distances can be used because a shorter residence time in the heat-generating zone will reduce burning to a minimum, but with clearance distances above 0.9 mm, even with high feed rates, the division quality is significantly worse. This clearance area seems to be independent of the dry sheet, at least with regard to burning, with good division being to some extent dependent on the thickness of the tube sheet. A thicker dry sheet requires greater clearance for good division.

Slaget mot den fri ende av arkmaterialet kontrolleres fortrinnsvis ved rotasjon av rotoren slik at slag-hastigheten av spissene 24 er minst 1800 m/min., selv om en slag-hastighet på minst 3600 m/min. er foretrukket. En slag-hastighet på 3650 m/min. har vist seg mest gunstig. Hastigheter over ca. 9000 m/min. er ikke praktisk mulig med de tilgjenge-lige materialer. The impact against the free end of the sheet material is preferably controlled by rotation of the rotor so that the impact speed of the tips 24 is at least 1800 m/min., even if an impact speed of at least 3600 m/min. is preferred. An impact speed of 3650 m/min. has proven most beneficial. Speeds over approx. 9000 m/min. is not practically possible with the available materials.

De individuelle oppdelte fibre som er frigjort fra arket The individual split fibers released from the sheet

12 fjernes fra slagsonen, hvoretter de dispergeres og slippes ut fra huset 16 via en luftstrøm og/eller med den hastighet som tilføres fibrene med tennene 23. Luftstrømmen dannes, 1 det minste delvis, ved rotasjonen av rotoren, selv om den kan forøkes vesentlig ved innføring av en luftstrøm inn i huset fra innløpet 21. De individuelle fibre fjernes ved utslippsåpningen 20 og føres herfra til en egnet oppsamlings-anordning. 12 are removed from the impact zone, after which they are dispersed and released from the housing 16 via an air stream and/or at the speed supplied to the fibers by the teeth 23. The air stream is formed, 1 at least in part, by the rotation of the rotor, although it can be significantly increased by introduction of an air flow into the housing from the inlet 21. The individual fibers are removed at the discharge opening 20 and are led from here to a suitable collection device.

Anvendelse av den foreliggende fremgangsmåte gir dannelse Application of the present method gives formation

av individuelle fibre med omtrent samme størrelse som de opprinnelig hadde fra kokeprosessen før fremstillingen av det fiberark-material som oppdeles. Slike individuelle fibre er vanligvis forvridde og avflatede sylindre med typisk diameter 10 til 15 mikrometer og lengde omtrent 2 500 mikrometer. of individual fibers of approximately the same size as they originally had from the cooking process prior to the production of the fiber sheet material that is divided. Such individual fibers are usually twisted and flattened cylinders with a typical diameter of 10 to 15 micrometers and a length of about 2,500 micrometers.

Den foretrukkede utforming av spissen 25 av slagelementene The preferred design of the tip 25 of the impact elements

2 2 er angitt i det tidligere nevnte norske patentskrift 140 385. 2 2 is stated in the previously mentioned Norwegian patent document 140 385.

Mens den foreliggende illustrasjon av fremgangsmåten i henhpld til oppfinnelsen beskriver tilførsel av ett ark til desintegratoren skal det forstås at oppfinnelsen selvfølgelig kan utføres med innføring av to ark eller flere ark. Den eneste strukturelle forandring som ville være nødvendig under slike varierende omstendigheter er i antallet av par av tilførsels-ruller og anordning av tilsvarende åpninger i desintegrator-huset for mottagelse av ark-materialet. While the present illustration of the method in relation to the invention describes the supply of one sheet to the disintegrator, it should be understood that the invention can of course be carried out with the introduction of two sheets or more sheets. The only structural change that would be necessary under such varying circumstances is in the number of pairs of feed rollers and the arrangement of corresponding openings in the disintegrator housing for receiving the sheet material.

Claims

1. Method for disintegrating dry cellulose-containing fibrous material in sheet or web form, where a fibrous sheet or web is fed into a disintegrator, the sheet or web is supported in a slot-shaped opening that ends in a support for the sheet or web in the housing of the disintegrator, a plurality of impact elements with tips which are moved at a speed of at least 1800 and preferably at least 3600 m per my. and such that the impact is substantially normal to the plane of the sheet or web, thereby disintegrating the fibrous sheet or web into fibers, characterized in that a dry sheet or a dry web with a thickness of 1-1.5 mm is used as the dried cellulosic sheet or web material, and that the tips of the impact elements are moved past the sheet or web at a distance from the end of the support for the sheet or web of 0.5 - 0.9 mm, preferably 0.6 - 0.8 mm.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the cellulose-containing sheet or web material is fed to the disintegrator at a speed of 9 - 30 m per my.

3. Method as stated in claim 1 or 2, characterized in that dry sheets with a moisture content of less than 7% are used.