NO142450B - Fremgangsmaate for desintegrering av toert celluloseholdig fibermaterial i ark- eller baneform - Google Patents

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-

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.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patent-kravene.

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelse er å for-bedre den teknikk som fremgår av f.eks. US patentskrift nr. 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-

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).

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.

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.

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.

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,

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-

liggende oppfinnelse tar sikte på å frembringe.

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.

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.

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.

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.

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.

På figuren angir 11 et tørt ark-material som rulles av for

å danne en papirbane av ark-material 12, som føres fremover til desintegratoren 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.

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.

Huset 16 er forsynt med en langstrakt innløpsåpning 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.

Et slikt system er vist i norsk patentskrift 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.

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.

Det ble funnet at klareringen mellom spissene 24 og kanten

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.

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.

De individuelle oppdelte fibre som er frigjort fra arket

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.

Anvendelse av den foreliggende fremgangsmåte gir dannelse

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.

Den foretrukkede utforming av spissen 25 av slagelementene

2 2 er angitt i det tidligere nevnte norske patentskrift 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.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for desintegrering av tørt celloloseholdig 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, karakterisert ved 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 slagelementene 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.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det celluloseholdige ark- eller banematerial tilføres desintegratoren med en hastighet på 9 - 30 m pr. min.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det anvendes tørrark med fuktighetsinnhold mindre enn 7%.