NO314026B1 - Anvendelse av og fremgangsmåte for fremstilling av sylindrisk cellulosefolie - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av sylindrisk cellulosefolie og anvendelse av anordning for gjennomføring av fremgangsmåten.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av sylindrisk cellulosefolie ved ekstrusjon av en losning av cellulose i et vandig tertiært aminoksid ned i et utfellingsmiddel, idet en losning av cellulose i et vandig tertiært aminoksid blir ekstrudert gjennom en dyse med en hovedsakelig ringformet ekstrusjonsspalte. slik at lesningen far form av en sylinder, som så blir transportert ned i et utfellingsbad der såvel dens utside som innside blir brakt i kontakt med et utfellingsmiddel slik at cellulosen utfelles og sylinderfolien dannes. Foreliggende oppfinnelse angår også anvendelse av en anordning til gjennomføring av fremgangsmåten.

Fra US patent nr. 2,179.181 er det kjent at tertiære aminoksid er i stand til å lose cellulose og at man fra slike løsninger ved utfelling kan få dannet celluloseholdige formlegemer, så som fibre.

En fremgangsmåte for å fremstille slike lesninger er for eksempel kjent fra EP-A 0 356 419. 1 henhold til dette offentliggjorelsesskrift blir det deretter tilberedt en suspensjon av cellulose i et vandig terliærl aminoksid. Aminoksidet inneholder opp til 40 vekt-% vann. Den vandige cellulosesiispensjoncn blir oppvarmet og under reduksjon av trykket blir vann fjernet helt inntil cellulosen går i losning.

Fra DE-A 28 44 163 er det kjent ved fremstilling av ceilulosefibre mellom spinnedyse og utfellingsbad å legge en luftstrekning henholdsvis en luftspalte for å oppnå en dyseforsinkelse (Diisenverzug). Denne dyseforsinkelse er nodvendig da etter kontakt av den dannede spinnelosning med det vandige utfellingsbad blir svært vanskelig å fa en "Reckung" av trådene. \

. utfellingsbadet blir den i luftspalten innstilte fiberstruktur fiksert.

En fremgangsmåte for å fremstille cellulosetråder er videre kjent fra DE-A- 28 30 685, hvoretter en losning av cellulose i et tertiært aminoksid i varm tilstand blir formet til filamenter, filamentene . blir avkjolt med luft og deretter overfort til et utfellingsbad for å utfelle den loste cellulose. Overflaten på de spunne tråder blir videre fuktet med vann for å minske deres tilbøyelighet ti! å klebe seg til inntil liggende tråder.

En anordning for fremstilling av somfrie sylindriske folier er også kjent fra WO 93/13670. I henhold til denne kjente fremgangsmåten blircelluloselosningen ved å fores gjennom en ringformet ekstrusjonsspalte formet til en sylinder som trekkes over en sylindrisk dor og bringes inn i et utfellingsbad. For at den ekstruderte sylinderfolie ikke skal hefte til doroverflaten. blir dens overflate dekket med en vannfilm slik at innsiden på folien koagulerer og glir over den sylindriske dor. Dette har imidlertid den ulempe at vann som innføres til fukting av doroverflaten. kan stige ti! ekstrusjonsspalten og fukte dysem unn stykket slik at det ikke bare virker til den onskede koagulering, men også kjøler selve ekstrusjonsdysen. Dette er uønsket av den grunn at den avkjølte dyse avkjøler losn i ngen som skai ekstruderes, og viskositeten til denne oker slik at en fullgod folieekstrudering med jevn tykkelse ikke lenger er mulig. I tillegg kommer at denne kjente anordning er komplisert å bygge om hvis for eksempel folier med forskjellig tykkelser skal fremstilles.

Fra EP-A 0 042 517 er det kjent en fremgangsmåte for fremstilling av en dialysemembran av cellulose, hvilken membran fremstilles fra flat folie eller sylindrisk folie eller av hultråd ved hjelp av tilsvarende dyser.

Fra WO 95/35340 er det kjent en fremgangsmåte ved blåsing for fremstilling av orienterte cellulosefolier gjennom spinning av en celluloseløsning i et utfellingsbad. hvor løsningen blir ekstrudert over en filmblåse-dyse og en ytre luftspalte ned i utfellingsbadet. Orienteringsgraden kan okes både i langs- og tversgående retning.

Fra DE-A 195 15 137 er det kjent cn fremgangsmåte for å fremstille syliderformet folie, hvor celluloselosningen forst blir ekstrudert til en sylinder som på vei mellom utløpet av ringdysen og utfellingsmediet blir strukket og ved hjelp av et gassovertrykk inne i sylinderen utvidet i et forhold i området mellom 1:1 og 1:10. Gjennom denne strekkingen blir sylinderfolien strukket både på tvers- og langs ekstruiijonsretningen.

En anordning av den innledningsvis beskrevne art, det vil si for fremstilling av sylindrisk cellulosefolie Ved ckstrusjon av en celluloselosning i et tertiært aminoksid inn i et nedenfor anordningen befinnende utfellingsmiddel, hvilken anordning omfatter en ekstrusjonsdyse med en hovedsakelig sylindrisk ekstrusjonsspalte, hvor det til innsiden av ringen som ekstrusjons-spalten danner er fort en tilforselsledning for utfellingsmiddel og en avløpsledning for forbrukt utfellingsmiddel. finnes i WO 95/07811. Ved denne anordningen kan det under avløpsledningen plasseres en avstandsskive som skal forhindre eventuell kollaps av sylinderfolien i utfellingsbadet.

Anordningene ifølge teknikkens stand for fremstilling av sylindrisk folie er komplekst oppbygget. Det er derfor et formål ved den foreliggende oppfinnelse å stille til rådighet en fremgangsmåte for fremstilling av sylindrisk folie som kan nyttiggjøre seg en anordning som er enkel i sin

oppbygning.

Oppfinnelsen består i en fremgangsmåte som angitt i patentkrav 1 og en anvendelse av en anordning som angitt i patentkrav 8.

Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåte og anvendelse fremgår av de uselvstendige patentkrav.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for fremstilling av sylindrisk cellulosefolie gjennom ekstrusjon av en losning av cellulose i et tertiært aminoksid ned i et utfellingsmiddel, gjor seg nytte av en anordning som omfatter en ekstrusjonsdyse med en hovedsakelig ringformet ekstrusjonsspalte, hvor det til innsiden av den ring som ekstrusjonsspalten danner er fort en tilførselsledning for utfellingsmiddelet og en avløpsledning for brukt utfellingsmiddel, og hvor tilforselsledningen for utfellingsmiddelet ender lavere enn avløpsledningen for det brukte utfellingsmiddel.

Det har vist seg at ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan væskespeilet i det indre av sylinderen på enkel måte innstilles og fremfor alt holdes konstant. Videre har det ved utfellingsmetoden vist seg å være en fordel at utfellingsmiddelet strømmer i motsatt retning til ekstrusjonsretningen, det vil si transportretningen i utfellingsbadet. Også ved dette skiller seg foreliggende oppfinnelse seg fra teknikkens stand, hvor - slik det beskrives nedenfor - friskt utfellingsmiddel uavbrutt kommer i kontakt med folieområdet også der cellulosen allerede i stor grad foreligger i utfelt tilstand. Det meste av det med aminoksid anriket utfellingsmiddel kommer derimot i berøring med folieområdet der hvor cellulosen fortsatt i mindre grad foreligger utfelt.

En foretrukket utforming av anordningen som benyttes ved anvendelsen ifølge oppfinnelsen har en avstandsholder plassert nedenfor ekstrusjonsspalten, hvilken avstandsholder fortrinnsvis er laget slik at den har en i hovedsak sirkelformet overflate.

Tverrsnittflaten på avstandsholderen kan være større enn den flate som ringen av ekstrusjonsspalten danner. På denne måten er en strekking av den sylinderformede ekstruderte losning på tvers av ekstrusjonsretningen mulig.

Tverrsnittflaten på avstandsholderen kan imidlertid også være mindre enn den flate som ringen av ekstrusjonsspalten danner.

Avstandsholderen er fortrinnsvis slik utformet at størrelsen på tverrsniUsflaten kan forandres. Dette er for eksempel mulig med en skive henholdsvis en ring med forskyvbare legemer, analogt til en lysblender, som ved de forskyvbare deler kan gli inn henholdsvis ut, slik at den ytre diameter forandres.

Videre kan en forandring av størrelse på tverrsnittsflaten også oppnås ved at avstandsholderen består av en elastisk ring, for eksempel av gummi, som kan utvides med luft, vann eller lignende. Ved hjelp av det medium som befinner seg inne i den elastiske ringen er dens diameter regulerbar. En variant av denne utforelsesform består i at det ikke benyttes en hel ring, men at innsiden består av en fast del, for eksempel av stål eller kunststoff, og på denne er det festet en elastisk del. En alternativ utforelsesform består i en delt ring eller skive, eventuelt bestående av segmenter hvis fikseringspunkter er forskyvbare, slik at man derigjennom kan endre den utvendige diameter (paraplyprinsippet).

Ved fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen kan den sylinderformede losning strekkes i transportretningen og/ eller på tvers av transportretningen.

Strekkingen av den sylinderformede løsning på tvers av transportretningen kan utfores ved hjelp av hydrostatisk trykk eller med gasstrykk eller ved hjelp av en avstandsholder.

Sylinderfolien som dannes ved utfelling av cellulose, blir tørket etter å ha vært ført gjennom utfellingsbadet, hvorved sylinderfolien fortrinnsvis blir holdt utspent for å hindre krymping.

Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen egner seg spesielt godt til bearbeiding av lesninger av cellulose i vandig N-Methylmorfolin-N-oksid (NMMO).

Ved hjelp den vedlagte tegning skal en foretrukket utforelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og den anordning som derved anvendes, beskrives mer inngående.

Figur 1 viser skjematisk et tverrsnitt av nedre del av en ékstrusjonsanordning som i hovedsak viser en ringdyse 1 med en ringformet ekstrusjonsspalte 2, en tilforselsledning 3 for nytt • utfellingsmiddel (vann eller aminoksid/vann -blanding) og en avløpsledning 4 for brukt utfellingsmiddel.

Celluloselosningen presses fra det ringformede rom for spinnemassen gjennom ekstrusjonsspalten 2. hvorved celluloselosningen blir ekstrudert til en sylinderform i luftrommet mellom utfellingsbad-overflaten 7 og undersiden 12 av ringdysen 1.

Den sylinderformede ekstruderte løsning 6 blir i trukket ned i utfellingsbadet 7 hvor den kommer i kontakt med et utfellingsmiddel på utsiden , hvorved den løste cellulose koagulerer og aminoksidet blir avgitt til utfellingsbadet. Også inne i sylinderen 6 befinner det seg utfellingsmiddel. slik at cellulosen også koagulerer på innsiden. Også her blir aminoksid avgitt.

På figuren befinner nivå 8 av utfellingsmiddel inne i sylinderen 6 seg på samme nivå som utfellingsbadet 7. Gjennom tilforselsledning 3 kan det tilføres utfellingsmiddel til det indre av sylinderen og via avløpsledning 4 kan utfellingsmiddel fjernes. På denne måten kan nivået 8 av utfellingsmiddel inne i sylinderen 6 innstilles.

Ved fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen kan nivået 8 av utfellingsmiddel inne i sylinderen 6 også innstilles høyere eller lavere enn nivået 7 i utfellingsbadet. Sammensetningen av utfellingsmiddel inne i sylinderen 6 kan være forskjellig for hvert utfellingsbad.

Sylinderfolien 6 blir trukket i en vinkel over et vendeorgan 10 og derved strukket i transportretningen, det vil si i retning fra dyse mot utfellingsbadet.

Sylinderfolien blir trukket over en avstandsholder 9. Denne avstandsholderen 9 har form av en sirkelskive som gjennom stengene 11 er fast forbundet med dysen 1. Avstandsholderen 9 har gjennomgående boringer 9a til sirkulasjon av medium. Tilførselsledningen 3 er ført gjennom avstandsholderen 9. I stedet for en skive kan også en ring benyttes som avstandsholder.

Med avstandsholderen 9 blir sylinderen 6 utvidet, svarende til en strekking på tvers av transportretningen. Det er klart at denne strekkingen på tvers av transportretningen oker med okende størrelse på den sirkelformede avstandsholder.

Ved tilførsel av nytt utfellingsmiddel over tilforselsledning 3 og fjerning av brukt, dvs. aminoksid-holdig utfellingsbad via avløpsledning 4, som ender høyere enn tilforselsledning 3, tiltar aininoksid-konsentrasjonen i retning nivå 8, det vil si at den avtar i transportretningen for sylinderfolien 6.

Ved enden på tilforselsledning 3 kan det eventuelt plasseres retningsstyrende utstyr (ikke vist) for å styre væskestromnien fra tilforselsledning 3 oppover i retning nivå 8.

En strekking på tvers av transportretningen kan i stedet for bruk av avstandsholder også oppnås med hydrostatisk trykk. For å få til dette blir ganske enkelt nivået 8 av utfellingsmiddel inne-i sylinderen 8 innstilt på et nivå hoyere enn utfellingsbadet 7. Trykket av de deler av utfellingsmiddel inne i sylinderen som befinner seg over nivået 7, bidrar til denne strekkingen.

trekkingen kan også gjores med gasstrykk, hvorved naturlig nok må tilveiebringes en gasstilforsel (ikke vist) ved dysen 1, med hvilken sylinderfolien 6 i rommet mellom undersiden av 12 av dysen og utfellingsbadet 7 blir oppblåst. Med denne kan gassen også byttes ut, det vil si det blir arbeidet med et gassoverskudd. I dette tilfelle er det naturlig å anbringe et gassutlop (ikke vist) ved dysen.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av sylindrisk cellulosefolie hvorved en losning av cellulose i et vandig ten i ært aminoksid blir ekstrudert gjennom en dyse med en hovedsakelig ringformet ekstrusjonsspalte slik al løsningen får form av en sylinder, hvilken løsning blir transportert til et utfellingsbad og derved med såvel dens innside som utside blir brakt i kontakt med et utfellingsmiddel slik at cellulosen utfelles og sylinderfolien dannes, karakterisert ved at utfellingsmiddelet som bringes i kontakt med innsiden av den sylinderformede løsning inneholder et løst tertiært aminoksid hvis konsentrasjon avtar i transportretningen til det den sylinderformede løsning.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1. karakterisert ved al den sylinderformede løsning strekkes i transportretningen.

3. Fremgangsmåte ifolge et av kravene 1 eller 2, karakterisert ved at den sylinderformede losning strekkes på tvers av transportretningen.

4. Fremgangsmåte ifolge krav 3. karakterisert ved at den sylinderformede løsning strekkes på tvers av transportretningen ved hjelp av hydrostatisk trykk eller gasstrykk.

5. Fremgangsmåte ifolge krav 3, karakterisert ved at den sylinderformede løsning strekkes på tvers av transportretningen ved hjelp av en avstandsholder (9).

6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 5, karakterisert ved at sylinderfolien (6) som dannes ved utfelling av cellulose etter transport gjennom utfellingsbadet blir torket, hvorved sylinderfolien (6) holdes spent for å hindre krymping.

7. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene 1 til 6, karakterisert ved at det som tertiært aminoksid benyttes N-Metylmorfolin-N-oksid.

8. Anvendelse av en anordning omfattende en ekstrusjonsdyse med hovedsakelig ringformet ekstrusjonsspalte samt en tilforselsledning (3) for utfellingsmiddel og en avløpsledning (4) for forbrukt utfellingsmiddel tilveiebrakt på innsiden av ringen som dannes av ekstrusjonsspalten, hvilken tilforselsledning (3) ender lavere enn avløpsledningen (4), til fremstilling av sylindrisk cellulosefolie ved ekstrusjon av en losning cellulose i et vandig tertiært aminoksid ned i et utfellingsmiddel nedenfor anordningen.

9. Anvendelse som angitt i krav 8, idet en avstandsholder (9) er anordnet nedenfor ekstrusjonsspalten (2).

10. Anvendelse som angitt i krav 9, idet avstandsholderen (9) er slik formet at dens ytterkant er hovedsakelig sirkulær. ,.

11. Anvendelse som angitt i krav 9 eller 10, idet tverrsnittsflaten av avstandsholderen (9) er større enn den flate som datines av ekstrusjonsspaltens (2) ring.

12. Anvendelse som angitt i et av kravene 8 til 11. idet avstandsholderen (9) er slik konstruert at dens tverrsnittsflate kan endres.