Použitie zariadenia na zadržiavanie a vypúšťanie homogénnej suspenzie celulózy

Číslo patentu: 283159

Dátum: 21.01.2003

Autori: Möderl Ulrich, Ecker Friedrich, Zikeli Stefan

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Zariadenie pozostáva z valcovitej, v podstate horizontálne uloženej miešacej nádržky (1) so vstupným otvorom (5) homogénnej suspenzie, z miešacieho hriadeľa (2), na ktorom sú usporiadané miešacie lopatky (3), ktorý je vo valcovitej miešacej nádržke (5) usporiadaný axiálne a udržuje vstupným otvorom (5) zavedenú suspenziu v homogénnom stave rotáciou, a z vynášacieho zariadenia homogénnej suspenzie, vyhotoveného ako dopravný slimák (7), umiestnený na spodnej strane valcovitej miešacej nádržky (1), spojený s vnútorným priestorom miešacej nádržky (1) a umiestnený diametrálne opačne vzhľadom na vstupný otvor (5) na udržiavanie, prípadne vypúšťanie homogénnej suspenzie rozdrobenej celulózy v tekutom vodnom terciálnom aminoxide.

Text

Pozerať všetko

m) SK PATENTOVÝ SPIS 283 159(22) Dátum podania prihlášky 25. 3. 1996(24) Dátum nadobudnutia (51) Im C 17 účinkov patentu 4. 3. 2003 Vestník UPV SR č. 3/2003 R 65 C 53/48(31) Číslo prioritnej prihläky A 712/95(32) Dátum podania prioritnej prihlášky 25. 4. 1995ÚRAD (33) Krajina alebo regionálna pRIEMYSELNÉHO organizácia priority AT VLASTNÍCTVA (40) Dátum zverejnenia prihlášky 9. 7. 1997 SLOVENSKEJ REPUBLIKY Vestník ÚPV SR č. 07/1997(47) Dátum sprlstupnenia patentu verejnosti 21. 1. 2003(62) Číslo pôvodnej prihlášky v prípade vylúčenej prihlášky(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT PCT/AT 96/00059(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT WO 96/33934(54) Názov Použitie zariadenia na udržiavanie a vypúšťanie homogénnej suspenzie celulózyZariadenie pozostáva z valcovitej, v podstate horizontálne uloženej miešacej nádržky (l) so vstupným otvorom (5) homogénnej suspenzie, z miešacieho hriadeľa (2), na ktorom sú usporiadané míešacie lopatky (3), ktorý je vo valcovitej miešacej nádržke (5) usporiadaný axiálne a udržuje vstupným otvorom (5) zavedenú suspenziu v homogćnnom stave rotáciou, a z vynášacieho zariadenia homogćnnej suspenzie, vyhotovenćho ako dopravný slimák (7), umiestnený na spodnej strane valcovitej míešacej nádržky (l), spojený s vnútomým priestorom miešacej nádržky (l) a umiestnený diametrálne opaňne vzhľadom na vstupný otvor (5) na udržiavanie, pripadne vypúšťanie homogćnnej suspenzie rozdrobenej celulózy v tekutom vodnom terciálnom amínoxide.Predložený vynález sa týka použitia zariadenia na zadržiavanie a vypúšťanie homogénnej suspenzie celulózy, ktoré sa vyznačuje valcovitou, v podstate horizontálne usporiadanou miešacou nádobou so vstupným otvorom homogénnej suspenzie, miešacím hriadeľom s miešacími lopatkami na ňom usporiadanými, pričom miešací hriadeľje uložený vo valcovitej nádobe axiálne, a vynášacím zariadením homogénnej suspenzie.Už niekoľko desaťročí sa hľadajú spôsoby výroby celulózových tvarových telies, ktore by nahradili dnes v značnom rozsahu používané viskózové spôsoby. Ako alternatíva, zaujímavá nielen z hľadiska šetrenia životného prostredia, sa ukázalo rozpúšťanie celulózy bez derivatizácie v organickom rozpúšťadle a z tohto roztoku extrudovanie tvarových telies, napríklad vláken a fólií. Takto extrudované vlákna získali od BISFA (The lntemational Bureau for the Standardization of man made fibers) dmhové označenie Lyocell. Pod označením organické rozpúšťadlo rozumie BISFA zmes organíckej chemikálie a vody.Ukázalo sa, že ako organické rozpúšťadlo na výrobu celulózových tvarových telies je vhodná najmä zmes terciámeho aminoxidu a vody. Ako aminoxid sa v prvom rade používa N-metylmorfolin-N-oxid (NMMO). Iné aminoxidy sú opisané napriklad v EP-A-0 553 070. Spôsob výroby tvarovateľných celulózových roztokov je známy napriklad z EP-A-0 356 419. Výroba celulózových tvarových telies s použitím terciárnych aminoxidov sa všeobecne označuje ako aminoxidový spôsob.V americkom spise US-A-4246221 sa opisuje aminoxidový spôsob výroby zvlákňovateľnćho roztoku celulózy,ktorý ako východiskový materiál používa okrem iného zmes celulózy V tekutom vodnom N-metylmorfolin-N-oxide (NMMO). Tento spôsob je víacstupňový. Najprv sa v nespojite pracujúcom miešacom zariadení vyrobí suspenzia celulózy vo vodnom roztoku aminoxidu a zmes sa súčasne pri zníženom tlaku ohrieva, pričom sa odoberá vodná para a vzniká prvý roztok. Potom sa tento prvý roztok drží v tanku slúžiacom ako pufer, potom sa privádza do ñltračného zariadenia a následne sa v extrudćri prevádza na tvarovateľný roztok. Tvarovateľný roztok sa nakoniec v tvarovacom nástroji, napríklad v tvarovacej dýze, zvlákňuje na Íilamenty,ktore sa nakoniec vedú zrážacím kúpeľom.Z W 0 94/28217 je známy spôsob výroby s predmiešanim na báze celulózy s následnou výrobou tvarovateľného roztoku celulózy. Podľa tohto spôsobu sa rozdrobená celulóza a roztok aminoxidu zavádza do horizontálne položenej, valcovitej miešanej komory, ktorá obsahuje rotor s axiálne odstupňovanými miešacími prvkami. Zmes sa v miešacej komore mieša tým, že sa rotor otáča rýchlosťou 40 až 80 otáčok za minútu. Výhodne sa teplota zmesi V miešacej komore udržiava nad 65 °C. V spise W 0 94/28217 je taktiež opisaný lievikovitý tank, ktorý je uložený vertikálne, a v ktorom sa predpokladajú miešacie ramená. V tomto tanku sa má predmiešaná zmes udržiavať v homogénnom stave. Piestovými čerpadlami sa homogénna predmiešaná zmes odčerpáva.Ako bolo uvedené, aminoxidový spôsob sa uskutočňuje v niekoľkých stupňoch, ktoré prebiehajú od rozdrobenia celulózy, výroby suspenzie celulózy, prípadne nadväzujúcu ďalšiu homogenizáciu suspenzie celulózy, prevedenie homogćnnej suspenzie celulózy do tvarovateľného roztokucelulózy až k vlastnému tvarovaciemu procesu, teda k výrobe vláken, fólií alebo iných tvarových telies. Aby jednotlivé stupne procesu poskytovali svoje produkty v stále rovnakej kvalite, treba, aby všetky stupne procesu pracovali spojite a čo možno bez prerušenia. Ak sa napriek tomu vyskytne v jednom stupni prerušenie, pretože sa napriklad vymieňa tvarovací nástroj, alebo sa nakrátko vypne z prevádzky zariadenie, V ktorom sa vytvára suspenzia celulózy,je snahou odbomíka, aby sa toto krátkodobé prerušenie pokiaľ možno neprejavilo v iných stupňoch spôsobu. Túto úlohu sa však dodnes nedarí uspokojivo riešiť.Predložený vynález si preto stanovil úlohu usporiadať aminoxidový spôsob tak, aby sa s krátkodobými prerušeniami celkový priebeh spôsobu vyrovnal, a aby krátkodobé prerušenie jedného stupňa spôsobu neviedlo k prerušeniu ostávajúcich stupňov.Táto úloha je vynálezom riešená tak, že sa použije zariadenie s valcovitou, v podstate horizontálne uloženou miešacou nádržkou so vstupným otvorom homogćnnej suspenzie, s miešacím hriadeľom, na ktorom sú usporiadané miešacie lopatky, ktorý je vo valcovitej miešacej nádržke usporiadaný axiálne a udržuje vstupným otvorom zavedenú suspenziu v homogénnom stave rotáciou a s vynášacím zariadením homogćnnej suspenzie, vyhotoveným ako dopravný slimák, umiestnený na spodnej strane valcovitej miešacej nádržky, spojený s vnútomým priestorom miešacej nádržky a umiestnený diametrálne opačne vzhľadom na vstupný otvor na zadržiavanie, pripadne vypúšťanie homogénnej suspenzie rozdrobenej celulózy vtekutom vodnom terciálnom aminoxide.Vo výhodnom uskutočnení sú na zariadení miešacie lopatky, zasahujúce nad Výstupný otvor.V ďalšom výhodnom uskutočnení pomer náplňovej kapacity vynášacieho zariadenia k náplňovej kapacite valcovitej miešacej nádoby je najmenej 1 100.Vynález spočíva na poznatku, že úloha, ktorá je podkladom vynálezu, sa môže najlepšie vyriešiť nádržkou, ktorá môže slúžiť ako pufer na homogénnu suspenziu celulózy, a okrem toho obsahuje určité množstvo homogénnej suspenzie, ktoré pri krátkodobom prerušení výroby suspenzie slúži ako zásoba, z ktorej sa dá počas prerušenia vytvárať roztok celulózy a napájať tvarovacie nástroje, takže napríklad výroba vláken sa nemusí prerušiť. Okrem toho má mať nádržka podľa vynálezu určitý prázdny priestor na prevzatie nadmernej homogennej suspenzie, aby sa nemusela pri krátkodobom prerušení zvlákňovania, napríklad pri výmene zvlákňovacej dýzy, prerušovať výroba suspenzie.Osobitným problémom pri udržiavaní suspenzie celulózy vo vodnom roztoku aminoxidu je zabrániť odlučovaniu suspenzie, t. j. usadzovaniu celulózy v tekutej fáze. Toto nebezpečenstvo vzniká aj pri odovzdávaní homogćnnej suspenzie nasledujúcemu stupňu procesu. Vynálezcovske zariadenie rieši oba problémy. Ukázalo sa že usadzovaniu celulózy pri rozvádzani možno účinne brániť, ked sa na jej vynášanie použije dopravný slimák. Podávacia zóna dopravného slimáka sa má preto otvárať priamo do vnútomého priestoru miešacej nádoby.Vo vynálezcovskom zariadení nedochádza ani k nalepovaniu roztokom aminoxidu impregnovaxiých čiastočiek celulózy na steny nádržky alebo k tvoreniu hrúd. Rozhodujúce je, aby bola suspenzia V neustálom pohybe.Ďalej sa ukázalo, že vo vynálezcovskom zariadení nenastáva ani odlučovanie pomocných látok, ako sú stabili SK 283159 B 6zátory, dispergačné prostriedky, zvlákfiovaeie pomôcky,činidlá zlepšujúce reaktivitu, inkorporačnć médiá anorganiekej alebo organickej povahy (baryt, aktívne uhlie, SíOZ,CMC, modiñkátory (polyetylenglykoly) a iné polymćry,napríklad nylon a farbivá obsiahnuté v suspenzii). T 0 má pre plne rozvinutie pôsobenia týchto pomocných látok rozhodujúci význam.Prehľad obrázkov na výkresochPomocou priloženého výkresu bude bližšie opísané vyhotovenie zariadenia podľa vynálezu.Obrázok schematicky ukazuje pozdĺžny rez horizontálne umiesmenćho miešača, ktorý sa v podstate skladá z valcovitej miešacej nádržky 1 s dvojitým plášťom na nepriame ohrievanie (neznázomené), z miešacieho hriadeľa 2 centricky uloženého v míešacej nádržke 1 a s miešacími lopatkami 3 na ňom umíestnenýmí. Míešací hríadeľa 2 je poháňaný motorom 4.l-lomogénna suspenzia celulózy sa zavádza vstupným otvorom 5 do valcovitej miešanej nádržky l, zachytáva sa miešacími lopatkami 3, pričom sa stále mieša miešacími lopatkami 3 a udržiava sa v pohybe.Homogénna supenzia sa odoberá z valcovitej miešanej nádržky 1 dopravným slimákom 7, ktorý je poháňaný motorom 9, a čerpadlem 8 sa privádza do (neznázomenćho) zariadenia, V ktorom sa spojite prevádza do tvarovateľného roztoku, Je účelne použiť na tento účel zariadenie na spracovanie tenkej vrstvy. Takýto spôsob je známy z EP-A-O 356 419.Podávacia zóna dopravného slimáka 7 je priamo spojená s vnútorným priestorom valcovitej miešacej nádržky 1. Dopravný slimák 7 je účelne prirubou pripojený na spodnú stranu valcovitej miešacej nádržky l, pričom môže byť výstupný otvor 6, teda spojenie medzi podávacou zónou dopravného slimáka 7 a vnútomým priestorom nádrže tvarovaný štvorcovo alebo obdĺžnikovo.Pri normálnej prevádzke je valcovitá miešacia nádržka 1 naplnená homogćnnou suspenziou približne do polovice.Zariadenie, ktoré je vyhotovené ako miešač, a ktoré sa V podstate skladá z valcovitej miešacej nádržky l, miešacieho hríadeľa 2 s nasadenými miešacími lopatkami 3,motora 4 a vstupného otvoru 5, predáva firma Draiswerke GmbH, Mannheim, Nemecko pod označením Tubulentmíscher Typ KT 1000 FM l. Na zariadení Tubulentmischer je však výpustný otvor 6 usporiadaný ako akási klapka na spodnom konci vyklenutia nádrže. Tento spôsob odberu zmesi nie je vhodný pre homogénnu suspenziu celulózy,pretože by sa zmes pri odbere odlučovala. Odlučovaniu sa však účinne zabráni dopravným slímákom.l. Použitie zariadenia na zadržiavanie a vypúšťanie homogćnnej suspenzie celulózy s (a) valcovitou, v podstate horizontálne uloženou miešacou nádržkou (l) so vstupným otvorom (5) homogénnej suspenzie, (b) miešaeím hriadeľom (2), na ktorom sú usporiadané miešacie lopatky (3),ktorý je vo valcovitej miešanej nádržke (S) usporiadaný axiálne a udržuje vstupným otvorom (5) zavedenú suspenziuv homogćnnom stave rotáciou a (c) vynášacím zariadením homogćnnej suspenzie, vyhotovené ako dopravný slimák(7), umiestnený na spodnej strane valcovitej miešacej nádržky (l), spojený s vnútorným priestorom miešanej nádržky (l) a umiestnený diametrálnc opačne vzhľadom na vstupný otvor (5) na zadržiavanie, prípadne vypúšťanie homogćnnej suspenzie rozdrobenej celulózy v tekutom vodnom terciálnom aminoxide. 2. Použitie podľa nároku l, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že na zariadení sú miešacie lopatky (3), zasahujúce nad Výstupný otvor (6). 3. Použitie podľa nároku I alebo 2, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že pomer náplňovej kapacity vynášacieho zariadenia k náplňovej kapacite valcovitej miešacej nádoby (l) je najmenej l 100.

MPK / Značky

MPK: B65G 53/48

Značky: suspenzie, použitie, zadržiavanie, celulózy, vypúšťanie, homogénnej, zariadenia

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-283159-pouzitie-zariadenia-na-zadrziavanie-a-vypustanie-homogennej-suspenzie-celulozy.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Použitie zariadenia na zadržiavanie a vypúšťanie homogénnej suspenzie celulózy</a>

Podobne patenty