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Pour diminuer le pouvoir de gonflement des fibres en hydrate de cellulose il est connu de traiter ces fibres avec de la vapeur saturée. A 80 C on doit obtenir endéans les 24 heures environ, et à 100 C en une ou deux heures, une diminution du gonflement allant jusque 50 à 55% de la valeur initiale. On admet aisément que le travail avec de la vapeur saturée à 100% ne peut
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pas se faire facilement d'une manière exacte, car les variations de température les plus faibles et qui peuvent difficilement être évitées, conduisent à la formation de gouttelettes d'eau et par conséquent l'efficacité du processus de traitement à la vapeur cesse immédiatement.
Une utilisation industrielle du procédé n'a pas été possible jusqu'à présent à cause de cela. facilement
Il a été maintenant trouvé que l'on peut/réaliser un arrêt du gonflement des fibres d'hydrate de cellulose par traitement avec de la vapeur saturée sans surpression et à échelle industrielle xxxxxxxxx si l'on soumet au traitement mentionné une toison de fibres sèches, chauffée avec de la vapeur surchauffée ou de l'air surchauffé à des températures dépassant 10U C, par exemple de 110 C à 130 C.
Lors du traitement de la toison avec la vapeur saturée il se forme, surtout au début, par adsorption de la vapeur sur les fibres, une chaleur d'absorption assez considérable. Pour que le procédé réussisse complètement, il est à recommander d'éliminer cette chaleur d'absorption complètement ou en partie, de telle sorte que la température de la toison de fibres soit maintenue lors du traitement par la vapeur en-dessous de 110 C et de préférence autour de 100 C (98 - 103 C).
Par l'enlèvement de la chaleur d'adsorption formée, on doit obtenir que la vaporisation des fibres se fasse toujours substantiellement, dé manière isothermique.
Le traitement décrit peut également être réalisé en principe à une température inférieure à 100 C. Il est seulement nécessaire que les fibres soient toujours soumises à la vapeur en utilisant une vapeur qui est aussi proche que possible de son point de saturation au-dessus de celui-ci. En réalisant le procédé
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en-dessous le 100 C on pourra utiliser également.un mélange approprié de vapeur et d'air;
L'utilisation pratique du procédé mentionné a montré que la diminution recherchée du pouvoir de gonflement des fibres peut s'obtenir dans un laps de temps très court. A 100 C cette diminution du gonflement est obtenue endéans 10 à 20 minutes ; dans tous les cas la durée du traitement sera inférieure à une heure.
Le traitement de la toison de fibres selon la présente invention peut se faire immédiatement après le séchage normal des fibres dans un sécheur conventionnel à bande ou tambour, à la fin du processus de fabrication, et le traitement peut se faire de manière continue ou discontinue. La matière est d'abord chauffée avec de la vapeur surchauffée ou avec de l'air chaud à des températures comprises entre 110 et 130 C. On doit éviter, rien que pour épargner les fibres, des températures plus élevées.
Il est avantageux de chauffer la toison de fibres au-dessus de 100 C pendant peu de temps car la diminution du gonflement qu'on désire obtenir durera d'autant plus longtemps que la température des fibres sera plus élevée.. La matière préalablement chauffée d'une manière appropriée est maintenant traitée pendant un quart d'heure avec de la vapeur saturée à 100 C. La chaleur d'absorption ainsi formée, qui entraine une augmentation de la température de 'la toison, est éliminée selon les possibilités, mais on doit faire
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xxxxxx tention à ce que la température de la toison ne descende pas en-dessous de 100 C afin d'éviter une condensation de gouttelettes d'eau sur les fibres.
Ltenlèvement de la quantité de chaleur libérée lors du traitement par la vapeur de la toison peut se faire le plus simplement par la vapeur saturée qui a été utilisée pour le traitement, et pour'cela la vitesse d'écoulement de la'vapeur sera réglée en conséquence. Si la vapeur, comme cela pourrait être avantageux dans les installations industrielles pour des raisons d'économie, doit être remise en circuit, l'évacuation de la chaleur d'adsorption peut se faire par un échangeur de chaleur approprié.
Dans ertaines conditions, il suffit d'avoir soin qu'il existe une possibilitéd de rayonnement de la chaleur d'adsorption.
L'action de la vapeur saturée sur les fibres est avantageusement prolongée jusqu'à ce qu'il n'y ait plus d'augmenta- tion substantielle de la température par l'adsorption de la @ . vapeur dans la toison, ce dont on peut s'assurer facilement par une observation des températures régnant dans la toison de fibres.
Pour obtenir une diminution de gonflement aussi uniforme que possible, la toison de fibres soumise au traitement doit avoir une épaisseur aussi uniforme que possible et doit être bien dégagée. La zone de vaporisation elle-même doit à l'entrée et à la sortie être prévue avec des valves se fermant d'une manière aussi étanche que possible afin d'être sûr que dans la zone de vaporisation, c'est de la vapeur vraiment saturée sans mélange d'air qui agit sur les fibres. Alors qu'au commencement du traitement par la vapeur, la température de la masse de fibres augmente à cause de la chaleur d'adsorption libérée, la vitesse d'adsorption avec laquelle la vapeur est absorbée par les fibres diminue lorsque le traitement continue jusqu'à atteindre
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l'équilibre d'adsorption.
Ce point doit être dépassé. S'il est dépassé trop vite, on arrive trop vite à la formation de gouttelettes d'eau et le but poursuivi n'est plus atteint. Il est avantageux si à la fin du processus de vaporisation on arrive à la formation d'une petite quantité de gouttelettes d'eau afin d'obtenir avec certitude et à échelle industrielle une saturation uniforme de la vapeur de la toison de fibres.
Dès que la fibre devient humide, l'effet du traitement sur le pouvoir de gonflement cesse.
La vapeur saturée qui doit être utilisée pour le présent procédé peut être' avantageusement obtenue, au moyen de va.peur à basse pression non saturée, livrée par la chaudière, et convertie par un.refroidissement prudent en vapeur humide saturée, détendue et débarrassée du condensat en excès. La vapeur saturée ainsi obtenue est maintenant conduite sur la toison de fibres en traitement. La température de la toison augmente alors au début, et à la fin du processus il n'y a plus d'augmentation positive de la chaleur. Lorsque de cette'manière on a atteint une saturation à 100% des fibres avec la vapeur, on peut éventuellement avoir une condensation d'une petite quantité.d'eau de la vapeur saturée en circulation, car dans ce cas la diminution du pouvoir de gonflement a déjà été obtenue, avant d'être arrêtée par la formation de condensat.
Dans des buts techniques le traitement des fibres avec la vapeur peut se faire à contre-courant. La vapeur saturée dont la température se trouve aux environs de 100 C vient ainsi en contact avec la toison de fibres préalablement chauffée et est conduite éventuellement plusieurs fois à travers celle-ci, et de cette manière au début du procédé un léger refroidissement de la vapeur chauffée par la chaleur d'adsorption, peut être avantageux.
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Ensuite, la vapeur surchauffée dans une z8ne de chauffage préalable va à l'encontre de la toison de fibres fraiche soumise au traitement et effectue d'abord un séchage et réchauffement des fibres à la température voulue au-dessus de 100 C. La vapeur est ainsi à nouveau refroidie et éventuellement après un réglage approprié de la température elle pourra être de nouveau introduite dans le circuit de la station de traitement des fibres par la vapeur. Les pertes inévitables de vapeur sont remplacées avantageusement à la station de traitement même, c'est-à-dire dans la dernière phase du traitement de la-toison de fibres. La quantité de vapeur' requise est très faible. Elle ne dépasse pas un ordre de grandeur de 20% du poids des fibres en traitement.
Dans la réalisation pratique du procédé il a été constaté que les fibres en hydrate de cellulose qui avaient au début un pouvoir de gonflement de 90%, étaient ramenées endéans un quart d'heure par un traitement à la vapeur selon la présente invention à une valeur de 65%. Par une modification appropriée du procédé, plus spécialement une diminution de la température de traitement, réduction de la durée de traitement, etc, on peut obtenir n'importe quelles valeurs intermédiaires du pouvoir de gonflement.
Si on travaille des fibres qui ne sont pas préchauffées, on s'aperçoit par des essais qu'un traitement de ces fibres avec de la vapeur saturée, produit une condensation d'eau qui accélère le succès du procédé..
Lors de la réalisation industrielle du procédé il n'est pas absolument nécessaire de chasser complètement l'air éventuellement présent dans la toison de fibres, pour obtenir le résultat décrit. On peut également travailler avec un mélange de vapeur et d'air et on fait en sorte que ce mélange présente aussi une saturation de la vapeur, ce qui naturellement n'est le cas que pour des températures en-dessous de 100 C. On peut par
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exemple utiliser un mélange d'air et de vapeur au point de rosée.
Il est avantageux d'utiliser des mélanges dont le point de rosée ne se trouve pas en-dessous de 90, et qui de préférence ne se trouve pas en-dessous de 95 C.
REVENDICATIONS OU RESUMA
1. Procédé pour diminuer le pouvoir de gonflement de fibres en hydrate de cellulose par traitement avec de la vapeur surchauffée, sans surpression, caractérisé en ce que l'on traite les fibres sèches chauffées, avec de la vapeur surchauffée ou de l'air surchauffé à des températures dépassant 100 C, par exemple 110 à 130 C.
2. Procédé selon 1, caractérisé en ce que lors du traitement avec de la vapeur d'eau saturée la température des fibres est maintenue par évacuation complète ou partielle de la chaleur d'adsorption en-dessous de 110 C, de préférence à environ 103 C,
3, Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la vaporisation se fait substantiellement de manière isothermique.
4. Procédé selon les revendications l'ou @, caractérisé en ce que le traitement se fait à une température en-dessous de 102 C avec un mélange de vapeur et d'air qui est saturé à cette température.
5. Procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la durée du traitement , est inférieure à une heure, et est par exemple de 10 à 20 minutes.
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To reduce the swelling power of the fibers with cellulose hydrate, it is known practice to treat these fibers with saturated steam. At 80 C, within approximately 24 hours, and at 100 C in one or two hours, a decrease in swelling of up to 50 to 55% of the initial value should be obtained. It is easy to admit that working with 100% saturated steam cannot
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not be done easily in an exact way, because the smallest temperature variations, which can hardly be avoided, lead to the formation of water droplets and therefore the effectiveness of the steam treatment process ceases immediately.
Industrial use of the process has not been possible heretofore because of this. easily
It has now been found that it is possible to stop the swelling of cellulose hydrate fibers by treatment with saturated steam without excess pressure and on an industrial scale xxxxxxxxx if a fleece of dry fibers is subjected to the said treatment. , heated with superheated steam or superheated air to temperatures exceeding 10U C, for example 110 C to 130 C.
During the treatment of the fleece with saturated steam, a rather considerable heat of absorption is formed, especially at the beginning, by adsorption of the steam on the fibers. In order for the process to be completely successful, it is recommended to remove this heat of absorption completely or in part, so that the temperature of the fiber fleece is kept during the steaming below 110 C and preferably around 100 C (98-103 C).
By removing the heat of adsorption formed, it is necessary to obtain that the vaporization of the fibers always takes place substantially, isothermally.
The treatment described can also be carried out in principle at a temperature below 100 C. It is only necessary that the fibers are always subjected to steam using a steam which is as close as possible to its saturation point above that. -this. By carrying out the process
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below 100 C, an appropriate mixture of steam and air can also be used;
The practical use of the mentioned method has shown that the desired decrease in the swelling power of the fibers can be obtained in a very short period of time. At 100 ° C., this reduction in swelling is obtained within 10 to 20 minutes; in all cases the duration of the treatment will be less than one hour.
The treatment of the fleece of fibers according to the present invention can be carried out immediately after the normal drying of the fibers in a conventional belt or drum dryer, at the end of the manufacturing process, and the treatment can be carried out continuously or discontinuously. The material is first heated with superheated steam or with hot air to temperatures between 110 and 130 C. Higher temperatures should be avoided just to spare the fibers.
It is advantageous to heat the fleece of fibers above 100 ° C. for a short time because the reduction in the swelling which one wishes to obtain will last all the longer as the temperature of the fibers is higher. 'a suitable manner is now treated for a quarter of an hour with saturated steam at 100 C. The heat of absorption thus formed, which causes an increase in the temperature of the' fleece, is eliminated as possible, but one must do
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xxxxxx Take care that the temperature of the fleece does not drop below 100 C in order to avoid condensation of water droplets on the fibers.
The removal of the amount of heat released during the steam treatment of the fleece can most simply be done by the saturated steam which has been used for the treatment, and for this the flow rate of the steam will be regulated by result. If the steam, as could be advantageous in industrial plants for reasons of economy, has to be switched on again, the removal of the heat of adsorption can be done by a suitable heat exchanger.
Under some conditions it is sufficient to be careful that there is a possibility of radiation of the heat of adsorption.
The action of saturated steam on the fibers is advantageously prolonged until there is no longer a substantial increase in temperature by the adsorption of β. vapor in the fleece, which can easily be ascertained by observing the temperatures prevailing in the fiber fleece.
In order to obtain as uniform a reduction in swelling as possible, the fleece of fibers subjected to the treatment should have as uniform a thickness as possible and should be clear. The vaporization zone itself should at the inlet and the outlet be provided with valves closing as tight as possible in order to be sure that in the vaporization zone it is really vapor. saturated without air mixture which acts on the fibers. While at the start of the steam treatment the temperature of the fiber mass increases due to the heat of adsorption released, the adsorption rate at which the steam is absorbed by the fibers decreases as the treatment continues up to to reach
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adsorption equilibrium.
This point must be passed. If it is exceeded too quickly, we arrive too quickly at the formation of water droplets and the pursued goal is no longer achieved. It is advantageous if at the end of the vaporization process a small quantity of water droplets is formed in order to obtain with certainty and on an industrial scale a uniform saturation of the vapor of the fiber fleece.
As soon as the fiber becomes wet, the effect of the treatment on the swelling power ceases.
The saturated steam which is to be used for the present process can be advantageously obtained, by means of low pressure unsaturated vapor, delivered by the boiler, and converted by careful cooling to saturated wet steam, expanded and freed of the gas. excess condensate. The saturated steam thus obtained is now conducted over the fleece of fibers being treated. The temperature of the fleece then increases at the beginning, and at the end of the process there is no more positive increase in heat. When in this way a 100% saturation of the fibers with the steam has been reached, there may possibly be a condensation of a small quantity of water from the circulating saturated steam, since in this case the decrease of the cooling capacity. swelling has already been obtained, before being stopped by the formation of condensate.
For technical purposes the treatment of fibers with steam can be done against the current. The saturated steam, the temperature of which is around 100 ° C. thus comes into contact with the previously heated fiber fleece and is possibly carried through it several times, and in this way at the start of the process a slight cooling of the steam. heated by the heat of adsorption, can be advantageous.
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Then, the superheated steam in a preheating zone goes against the fleece of fresh fibers subjected to the treatment and first performs a drying and heating of the fibers to the desired temperature above 100 C. The steam is thus cooled again and possibly after an appropriate adjustment of the temperature, it can be introduced again into the circuit of the station for treating fibers by steam. The inevitable losses of steam are advantageously replaced at the treatment station itself, that is to say in the last phase of the treatment of the fiber fleece. The amount of steam required is very small. It does not exceed an order of magnitude of 20% of the weight of the fibers being treated.
In the practical implementation of the process, it has been found that the cellulose hydrate fibers, which initially had a swelling power of 90%, were reduced within a quarter of an hour by a steam treatment according to the present invention to a value. 65%. By suitable modification of the process, more especially a decrease in the processing temperature, reduction in the processing time, etc., any intermediate values of the swelling power can be obtained.
If we work with fibers which are not preheated, we see from tests that treatment of these fibers with saturated steam produces water condensation which accelerates the success of the process.
When carrying out the process industrially, it is not absolutely necessary to completely expel any air that may be present in the fleece of fibers, in order to obtain the result described. It is also possible to work with a mixture of steam and air and it is ensured that this mixture also exhibits a saturation of the steam, which is naturally only the case for temperatures below 100 C. We can through
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example using a mixture of air and steam at dew point.
It is advantageous to use mixtures whose dew point is not below 90, and which preferably is not below 95 C.
CLAIMS OR SUMMARY
1. Method for reducing the swelling power of cellulose hydrate fibers by treatment with superheated steam, without overpressure, characterized in that the heated dry fibers are treated with superheated steam or superheated air at temperatures exceeding 100 C, for example 110 to 130 C.
2. Method according to 1, characterized in that during the treatment with saturated water vapor the temperature of the fibers is maintained by complete or partial removal of the heat of adsorption below 110 C, preferably at about 103 VS,
3, Process according to claims 1 or 2, characterized in that the vaporization takes place substantially isothermally.
4. Method according to claims ou @, characterized in that the treatment is carried out at a temperature below 102 C with a mixture of steam and air which is saturated at this temperature.
5. Method according to claims 1 to 4, characterized in that the duration of the treatment is less than one hour, and is for example 10 to 20 minutes.
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