纤维素基预混物的制备制造技术

一种用于形成纤维素基预混物的方法，其特征在于将切碎的纤维素材料和氧化胺溶液导入至带有纵轴和轴向间隔分布的可绕所述轴转动的搅拌元件６５ａ的卧式圆柱形混合腔，以及在于所述的纤维素材料和氧化胺溶液在所述腔内进行混合，所述轴向间隔的搅拌元件６５ａ绕所述腔的纵轴以每分钟４０至８０转的速度旋转以生成纤维素材料在所述氧化胺溶液中的分散体。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及形成能几乎全部转变成适用于生产纤维素产品的粘稠物的混合物和预混物(其含有分散在溶剂，尤其是氧化胺，例如叔胺N—氧化物中的纤维素材料)的方法。现有技术McCorsley的美国专利No.4,416,698，其内容在此引入作为参考，叙述了制备纤维素丝的方法，包括对热的、粘稠的溶解在叔胺N—氧化物溶剂中的纤维素溶液进行纺丝。该溶液通常称作粘稠物。该专利指出，在制备该粘稠物时，如果含有较佳量的水的叔胺N-氧化物与纤维素两者都磨至同样的预定颗粒尺寸，然后同时加入至一台加热至升高的温度的挤压机的机筒中，纤维素会迅速溶解并生成一种具有更均匀组成的叔胺N-氧化物中的纤维素溶液。典型的是将纤维素和叔胺N-氧化物在一台碾机中进行研磨通过0.5mm筛，纤维素颗粒尺寸减小而纤维素分子量没有明显降解。在挤压机中该混合物被加热使纤维素溶解在叔胺N-氧化物-水混合物中以在挤压形成纤丝或薄膜之前形成胶状物。McCorsley的美国专利没有详细叙述怎样将纤维素溶解在氧化胺溶液中以得到高质量的粘稠物，其中实际上所有纤维素都溶解在氧化胺中。McCorsley等人的美国专利No.4,211,574、McCorsley等人的美国专利No.4,142,913和McCorsley的美国专利No.4,144,080也揭示了制备含有在氧化胺中的纤维素溶液的粘稠物的方法。在这些专利中，含纤维素的混合物是通过使纤维素纤维在非纤维素溶剂(例如水)中溶胀，并将该纤维素纤维与氧化胺混合而制备的。将所得到的产物冷却至环境温度以生成分散在氧化胺中的纤维素的固体产物。将该产物分割成片状，加入至挤压机中。该片状产物在挤压机中被加热使纤维素溶解，在氧化胺中生成一种溶液。如此生成的纤维素粘稠物可以被挤压并形成纤维素制品。专利技术的内容本专利技术的一个目的是提供一种形成适用于产生纤维素粘稠物(它可以成形以生产纤维素产品)的高质量预混物的方法。本专利技术的另一个目的是提供通过在混合装置的混合腔中搅拌预混物组分生成含纤维素的预混物的方法。本专利技术生成纤维素预混物的方法，其特征在于将切碎的纤维素材料和氧化胺溶液导入至带有纵轴和轴向间隔分布的可绕所述轴转动的搅拌元件的卧式圆柱形混合腔，所述的纤维素材料和氧化胺溶液在所述腔内进行混合，所述轴向间隔的搅拌元件绕所述腔的纵轴以每分钟40至80转的速度旋转，以生成纤维素材料在所述氧化胺溶液中的分散体。适宜的是氧化胺包括任何合适的可与水混溶的氧化叔胺。较好的氧化叔胺是环状一(N-甲胺-N-氧化物)化合物，例如N-甲基-吗啉-N-氧化物、N-甲基哌啶-N-氧化物、N-甲基吡咯烷酮-氧化物、二甲基环己胺氧化物等等。适宜的是轴向间隔的搅拌元件带有犁型搅拌叶片。较好的是混合程序也包括以超过1,500r.p.m.的相对高的速度转动安装在混合器腔壁内的匀料器叶片。适宜的是多个这样的匀料器犁型叶片安装在限定该混合腔的下半腔壁并以超过2,500r.p.m.(例如3000r.p.m.)的速度转动。使用可绕与混合装置主轴旋转的匀料器叶片，产生对于纤维素材料与氧化胺混合有效的混合形式。现已发现通过使用这样的混合装置，产生实际上所有纤维素产物均分散在氧化胺溶液中的高质量的预混物。较好的是搅拌装置的轴以60至80r.p.m.(例如72r.p.m.)的速度旋转。较好的是混合腔中的物质保持在高于150°F(65℃)(例如176°F(80℃))温度下。这是通过在导入混合腔之前将氧化胺溶液的温度控制在所需温度而达到的。另外，混合腔的壁可以加热，例如用环绕该腔的循环热水加热，以保持该预混物的温度在升高的温度下。合适的是，在所有组分导入预混器之后，使纤维素材料和氧化胺溶液混合至少四分钟，例如6-8分钟。纤维素材料与氧化胺混合之后，该混合的、均匀的预混物适宜地分送至储存漏斗以使该预混物保持均匀状态。本专利技术另一方面提供一种如权利要求13所要求保护的生成纤维素基预混物方法。附图的简单说明下面参照附图作为例子叙述本专利技术的一个实施方案，其中附图说明图1是表示用于形成至少含有纤维素和纤维素溶剂的混合物的装置的示意图；图2a和2b分别为显示沉积在过滤套外部的颗粒状材料的侧面示意图和剖面示意图。图3a和3b分别为显示去除以前沉积在过滤套外部的颗粒状材料的侧面示意图和剖面示意图；图4是在图1中所示装置的预混器的放大剖面示意图；图5是在图1中所示装置的储存漏斗的部分放大剖面图，以及图6和图7分别是在图1中所示装置的往复式双活塞泵部分放大的末端剖面示意图和俯视图。图1，总体地用标号1表示，显示用于形成分散在纤维素溶剂中的纤维素材料混合物的装置。装置1包括第一组纸浆卷2，第二组纸浆卷3，纸浆切碎装置4和相连的风扇23，纸浆分离器5a和5b，过滤装置6，预混器7a和7b，储存漏斗84和85以及往复式双活塞泵88和89。纤维素材料的第一多层卷料9是通过使用下方的压料辊对8和上方的压料辊对10从第一组纸浆卷2引出卷料而形成的。在压料辊对8和10的行程之间，第一卷料9在有间距的一对卷料导向板11之间输入。纤维素材料的第二多层卷料12也是通过使用下方的压料辊对13和上方的压料辊对14从第二组纸浆卷3引出卷料而形成的。该第二卷料在压料辊13和14之间通过有间距的卷料导板15导入。导板11和15分别位于压料辊8和10及13和14之间，从而将多层卷料9和12在压料辊之间导入而不需操作者干预。较好的是导板11和15是铰接的，以便当使用时在导板之间存在阻塞的情况下进行检修。如图1所示，在第一组纸浆卷2中有八个纸浆卷而在第二组纸浆卷3中有四个纸浆卷。纸浆卷根据用预定方法从纸浆材料生产的液体产物的粘度供给直接用户。虽然批次之间的额定粘度不同，直接用户可以选择额定粘度落入预先选择的粘度范围的原料卷。因为已经发现通过将具有高额定粘度和低额定粘度的纸浆卷混合在一起以产生具有所需中等额定粘度的纸浆材料“混合物”，可得到更好质量的纤维素预混物，因此在第一组纸浆卷2中纸浆卷具有较低值范围的额定粘度而在第二组纸浆卷3中具有较高值范围的额定粘度。控制卷料9和12至切碎装置4的传输速度以提供一种具有所需额定粘度的纸浆材料混合物。为了产生稠的预混物，重要的是精确控制加入至预混器7a和7b中进行混合的纤维素的量。由于纸浆卷含有纤维素和水，必需确定纸浆卷中水的含量及得出存在的纤维素的无水干重。最简单的方式是在将所需重量的纸浆加入预混器7a或7b之前将来自切碎装置4的切碎纸浆在称量仪器(未图示)上称重。如果使用该方法，假设纸浆卷含有选定重量百分数的纤维素和选定重量百分数的水，例如94％(重量)的纤维素和6％(重量)的水。然而，较好的是使用传感器16和17感测卷料9和12，分别计算卷料输入至切碎装置时纸浆材料的无水干重。传感器16和17各包括一个用于测量复合层迭卷料9或12每单位面积重量的β射线扫描器，也可包括采用微波吸收技术的湿度测量装置，以测量卷料9或12的水分含量。如果不进行湿度测量，每条卷料的水分含量被认为约为卷料重量的6％，剩余94％(重量)为纤维素。根据卷料9或12每单位面积的重量，每条卷料的宽度和每条卷料的水分含量的信号，可以计算输送至切碎装置4的纤维素的量，该数值用于控制加入至每一预混器的纤维素的量。也装有金属探测器18本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：G·E·G·格雷，M·C·奎格利，
申请(专利权)人：考脱沃兹纤维控股有限公司，
类型：发明
国别省市：