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CN1152287A - 用以存储和排出均匀的纤维素悬浮液的装置 - Google Patents

用以存储和排出均匀的纤维素悬浮液的装置 Download PDF

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CN1152287A
CN1152287A CN96190394A CN96190394A CN1152287A CN 1152287 A CN1152287 A CN 1152287A CN 96190394 A CN96190394 A CN 96190394A CN 96190394 A CN96190394 A CN 96190394A CN 1152287 A CN1152287 A CN 1152287A
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S·齐凯利
U·默德尔
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Lenzing AG
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Lenzing AG
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Abstract

本发明涉及一种用以存储和排放在一液态的、含水的叔氨氧化物中的粉碎的纤维素均匀悬浮液的装置，它包括一个具有一均匀悬浮液输入口(5)的圆筒形的、基本上水平设置的混合容器(1)、一根上面装有搅拌元件(3)的以轴向安装在圆筒形混合容器内的搅拌轴(2)，通过它的旋转使从输入口装入的悬浮液保持均匀状态，以及一个均匀悬浮液的排放装置。本发明的特征在于：排放装置是采用螺旋输送机(7)的形式、它安装在混合容器的下侧并与混合容器的内部相连。

Description

用以存储和排出均匀的 纤维素悬浮液的装置
本发明涉及一用以存储和排出均匀的纤维素悬浮液的装置，它是一个圆筒状的、基本上水平设置的混合容器，具有一均匀悬浮液的入口、一根在圆筒形混合容器中水平设置的其上装有搅拌元件的搅拌轴、以及一个均匀悬浮液的排放装置。
数十年来人们一直在寻找一种生产纤维素模制件的方法来取代今天大量使用中的粘胶法，已经发现将纤维素溶解在一种有机溶剂中而不生成衍生物，并由此溶液挤出模制件诸如纤维、膜片或薄膜也是一种对环境有利的令人感兴趣的方法。这种挤压出的纤维是由国际人造纤维标准化局(BISFA)命名为Lyocell。对于有机溶剂的含义，国际人造纤维标准化局理解为由一种有机化学药品和水组成的混合物。
已经证实由一种叔氨氧化物和水组成的混合物作为有机溶剂对纤维素模制件的生产是特别适宜的。这里氨氧化物主要是使用氮-甲基吗啉-氮-氧化物(NMMO)。另一种氨氧化物在EP-A-0 533 070中有所说明。一种生产可塑纤维素溶液的方法例如可从EP-A-0 350 419中获知。利用叔氨氧化物来生产纤维素模制件一般被称作氨氧化物方法。
在US-A-4,246,221中对生产可纺纤维素溶液的氨氧化物方法有所说明，它作为初级材料其中使用了在液态的、含水的氮-甲基吗啉-氮-氧化物(NMMO)中的纤维素混合物。此方法是多阶段的。首先在一个不连续工作的混合装置中生产出在含水的氨氧化物溶液中的纤维素悬浮液，同时把混合物在降低的压力下加热以除去其水份而生产出第一溶液。然后将第一溶液保存在一个用作缓冲器的容器内，然后输送到一过滤装置，最后在挤压机中转变成一可塑的溶液。这可塑的溶液最后在一成型工具中，例如一喷丝头中纺成长丝，最后被引导通过一凝固浴。
从WO94/28217中可知有一种在纤维素基础上生产一预混剂的方法，从它能生产可塑的纤维素溶液。按照此方法，把粉碎的纤维素和氨氧化物溶液装入一水平设置的圆筒形混合室，其中设有一在轴向相隔着的搅拌元件的转子，混合物在混合室内通过转子以40～80转/分的速度旋转来进行搅拌。混合物在混合室内的温度最好保持在65℃以上。在WO94/28217中还说明了一种垂直设置的、其中设有搅拌臂的漏斗形槽。预混剂在这槽中应保持均匀状态。均匀的预混剂可借柱塞泵抽出。
如上所述，氨氧化物法是通过一系列步骤来实行的，它从纤维素的粉碎、纤维素悬浮液的制备、必要时还紧接一纤维素悬浮液的进一步均匀化、将均匀的纤维素悬浮液转变成可塑的纤维素溶液、直到成型工艺完成，也就是制成纤维、薄膜或其它模制件为止。因此希望各单独工序能各自生产出质量保持不变的产品，使所有工序能连续地和尽可能不中断地工作。尽管如此，如当某一道工序发生中断，例如由于成型工具的更换或某一生产纤维素悬浮液的装置短时停止运行，专业人员努力使这种短时间的中断尽可能不影响其他工序。然而这一任务到今天为止尚未能满意地解决。
因此，本发明的任务在于提出一种氨氧化物法，它能够经受总的过程的中断，并在过程中的某一工序短时中断时不会导致其他工序的中断。
按照本发明，此任务是通过使用具有以下特征的装置来解决的：
(1)一个具有一均匀悬浮液输入口的圆筒形的、基本上水平设置的混合容器，
(2)一个以轴向设置在圆筒形混合容器内、在它上面装有搅拌元件的搅拌轴，并通过它的旋转使通过输入口装入的悬浮液保持均匀的状态。
(3)一个用来排出均匀悬浮液的输出装置。而且其特点在于：输出装置是制成一螺旋式输送机，它安装在混合容器的下侧。这里螺旋式输送机同混合容器的内部相连接。
本发明是以下述认识为基础的：作为本发明基础的任务最好是能用一可作为均匀纤维素悬浮液的缓冲器的容器来解决，它一方面始终含有一定量的均匀悬浮液以便在悬浮液生产短时中断时用作库存，并在这段中断期间能生产纤维素溶液来供应给成型工具，从而使纤维生产不致中断。另一方面，按本发明的容器应具有一定的空的容积，以便容纳附加的均匀悬浮液，使在纺丝运行短时停车时，例如在更换喷丝头时，悬浮液的生产不致中断。
在含水的氨氧化物溶液中保持纤维素均匀悬浮液的一个特殊问题是要防止均匀悬浮液的分解，也就是纤维素从液相中沉积。这种危险当均匀悬浮液输给下一道工序时也存在。这两个问题在按本发明的装置中都已解决。它表明如果设置一个同混合容器的内部相连接的螺旋式输送机来输出的话，便能有效地在输送时防止纤维素的沉积。因此螺旋式输送机的吸入区应直接放在混合容器的内腔中。
在按照本发明的装置中，用氨氧化物溶液浸渍过的纤维素微粒也不会贴粘在容器壁上或结成块状。重要的是使悬浮液始终保持运动。
此外还表明：在按本发明的装置中也不会出现辅助材料的分解，例如稳定剂、分散剂、纺丝助剂、改善反应的试剂、无机的或有机的结合介质(氧化钡、活性炭、SiO2、CMC)、改性剂(聚乙二醇)，以及其它聚合物例如尼龙和悬浮液中所含的颜料等。这对充分发挥辅助材料的作用具有决定性的意义。按照本发明装置的一个优选实施例，其特征在于，该装置具有搅拌元件，该搅拌元件设置成擦过输出口。
按本发明装置的另外一个实用的实施例，螺旋式输送机完全与输入口相反设置。
已经证明如果本发明的装置设成使排出装置的接收容量与圆筒形混合容器的接收容量的比例至少保持1∶100的话，将是十分有利的。
按照附图对按本发明装置的一个实施例进行详细说明。
图示意表示一水平设置的混合容器的纵向截面，混合器主要由一个可间接加热(图中未表示)的双层外壳的圆筒形容器1和一个在容器1内同心地设置的、其上装有搅拌叶片3的转子2组成。转子2借助一电动机4来驱动。
均匀的纤维素悬浮液通过输入口5装入圆筒形容器1，被输送板3抓住并通过搅拌叶片3在容器1的内部不断地混合和保持运动。
均匀的悬浮液借助于电动机9驱动的螺旋输送机7从容器1中取出并通过泵8输送到一个装置(图中未表示)内，其中悬浮液连续地转化成一可塑的溶液。为此使用一个薄膜处理装置，这种方法可从EP-A-0 356 419中获知。
螺旋式输送机7的吸入区同容器1的内部直接相连，螺旋式输送机7适宜地用法兰连接在容器1的下侧，这里排出口6以及螺旋式输送机7的吸入区与容器1内部之间的连接可制成正方形或矩形。
在正常运行时，容器1中大约充入一半的均匀悬浮液。
由德国曼海姆市的Draiswerke公司生产的以KT 1000 FMT型涡流混合器为名的一种作为混合器使用的装置已有市售，该装置主要由一个容器1、其上装有搅拌元件的转子2、电动机4和输入口5组成。但在这种涡流混合器中排出口是作为一个活门设置在容器腹部下侧的中心处。这种取出混合料的方法对均匀的纤维素悬浮液来说并不适用，因为在取走过程中混合料会分解。同它相反，利用按本发明所设置的螺旋式输送机则能有效地防止这种分解。

Claims (4)

1、用以存储或排出在液态的、含水叔氨氧化物中的粉碎的纤维素均匀悬浮液的装置，具有以下特征：
(1)一个具有一均匀悬浮液输入口的基本上水平设置的圆筒形的混合容器，
(2)一根其上装有搅拌元件的搅拌轴，它以轴向设置在圆筒形混合容器中，并通过它的旋转使从输入口装入的悬浮液保持均匀状态，
(3)一个均匀悬浮液的排出装置，其特征在于，排出装置是制成螺旋式输送机，安装在混合容器的下侧，其中螺旋输送机同混合容器的内部相连。
2、根据权利要求1的装置，其特征在于，搅拌元件设置成，它擦过输出口。
3、根据权利要求1的装置，其特征在于，螺旋式输送机完全与输入口相反设置。
4、根据权利要求1-3之一的装置，其特征在于，输出装置的接收容量与圆筒性混合容器的接收容量的比例至少为1∶100。
CN96190394A 1995-04-25 1996-03-25 用以存储和排出均匀的纤维素悬浮液的装置 Pending CN1152287A (zh)

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