JP3473770B2 - セルロース溶液の管移送 - Google Patents
セルロース溶液の管移送Info
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- JP3473770B2 JP3473770B2 JP50035595A JP50035595A JP3473770B2 JP 3473770 B2 JP3473770 B2 JP 3473770B2 JP 50035595 A JP50035595 A JP 50035595A JP 50035595 A JP50035595 A JP 50035595A JP 3473770 B2 JP3473770 B2 JP 3473770B2
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- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F2/00—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B1/00—Preparatory treatment of cellulose for making derivatives thereof, e.g. pre-treatment, pre-soaking, activation
- C08B1/003—Preparation of cellulose solutions, i.e. dopes, with different possible solvents, e.g. ionic liquids
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、第３アミン−Ｎ−オキシド、特にＮ−メチ
ルモルホリン−Ｎ−オキシドのセルロース溶液のパイプ
を通しての移送に関する。
ルモルホリン−Ｎ−オキシドのセルロース溶液のパイプ
を通しての移送に関する。
セルロース繊維が適当な溶剤のセルロース溶液を凝固
浴に押し出すことによって製造されることは知られてい
る。このような方法の一例は、米国特許第4,416,698号
（MaCorsley III）に記載されており、その内容をここ
に引用することによりこの明細書の記載の一部とする。
セルロース繊維は、第３アミンＮ−オキシド（簡単のた
めに、アミンオキシドという）、例えば、Ｎ−メチルモ
ルホリン Ｎ−オキシド（NMMO）を含む溶剤に溶解す
る。この溶液は、セルロースの非溶剤、例えば、水を一
部含んでいてもよい。この得られた溶液は、適当な口金
を通して押出してフィラメントを製造し、フィラメント
は凝固され、水で洗われ溶剤が除され、そして乾燥され
る。この押出し及び凝固の方法は、「溶剤紡糸（solven
t spinning）」といわれ、このようにして調製された繊
維は、「溶剤紡糸されたセルロース繊維」といわれる。
セルロース繊維がセルロース誘導体の溶液の凝固、再生
浴への吐出、押出しによって製造されることも知られて
いる。この方法の一例はビスコース法で、この方法では
セルロース誘導体がセルロースザンテートである。溶剤
紡糸は、セルロース繊維を生産する他の公知方法、例え
ばビスコース法に比べて、環境放出が低減する等といっ
た数多くの利点をもっている。
浴に押し出すことによって製造されることは知られてい
る。このような方法の一例は、米国特許第4,416,698号
（MaCorsley III）に記載されており、その内容をここ
に引用することによりこの明細書の記載の一部とする。
セルロース繊維は、第３アミンＮ−オキシド（簡単のた
めに、アミンオキシドという）、例えば、Ｎ−メチルモ
ルホリン Ｎ−オキシド（NMMO）を含む溶剤に溶解す
る。この溶液は、セルロースの非溶剤、例えば、水を一
部含んでいてもよい。この得られた溶液は、適当な口金
を通して押出してフィラメントを製造し、フィラメント
は凝固され、水で洗われ溶剤が除され、そして乾燥され
る。この押出し及び凝固の方法は、「溶剤紡糸（solven
t spinning）」といわれ、このようにして調製された繊
維は、「溶剤紡糸されたセルロース繊維」といわれる。
セルロース繊維がセルロース誘導体の溶液の凝固、再生
浴への吐出、押出しによって製造されることも知られて
いる。この方法の一例はビスコース法で、この方法では
セルロース誘導体がセルロースザンテートである。溶剤
紡糸は、セルロース繊維を生産する他の公知方法、例え
ばビスコース法に比べて、環境放出が低減する等といっ
た数多くの利点をもっている。
米国特許第4,416,698号明細書は、第３アミンＮ−オ
キシド中のセルロース溶液を調製する方法並びにこの溶
液から繊維のような成形物品を調製する方法について記
載している。好適量の水を含む第３アミンＮ−オキシド
の混合物とセルロースとを、所定の揃った粒子サイズの
粒子に挽きそして同時に、押出機のバレルに供給され
る。セルロースと溶剤の混合物を処理し、それによって
セルロースを溶解する押出機のバレル中の好ましい温度
範囲は、約90゜から140℃である。セルロースの崩壊
は、押出機のバレル中でセルロースを溶解し、その溶液
を押出してフィルム又はフィラメントを形成し、速やか
にセルロースの崩壊前にセルロースを沈殿させることに
よって、避けるか又は実質的に低減させることができ
る。
キシド中のセルロース溶液を調製する方法並びにこの溶
液から繊維のような成形物品を調製する方法について記
載している。好適量の水を含む第３アミンＮ−オキシド
の混合物とセルロースとを、所定の揃った粒子サイズの
粒子に挽きそして同時に、押出機のバレルに供給され
る。セルロースと溶剤の混合物を処理し、それによって
セルロースを溶解する押出機のバレル中の好ましい温度
範囲は、約90゜から140℃である。セルロースの崩壊
は、押出機のバレル中でセルロースを溶解し、その溶液
を押出してフィルム又はフィラメントを形成し、速やか
にセルロースの崩壊前にセルロースを沈殿させることに
よって、避けるか又は実質的に低減させることができ
る。
米国特許第4,426,228号（Brander et al）明細書は、
その記載の内容をここに引用してこの明細書の記載の一
部とするが、要するにセルロースの非溶剤と混合される
第３級アミン−Ｎ−オキシドである溶剤のセルロース溶
液及びこの溶液の調製方法が記載されている。この溶液
は、非溶剤、例えば水を重量で約25％まで含んでいてよ
い。この溶液は、更に付加的に、重合体の高められた温
度での分解を制限して、溶液がほとんど着色しないで、
溶液から造られるセルロース製品が強度のような性質に
ついて改良を示すように、重合体の高められた温度での
分解を制限する添加物を含んでいる。このような添加物
の一例は、溶液の重量に対して、重量で0.01から５％で
使用される没食子酸プロピルがある。米国特許第4,426,
228号明細書は、更にセルロースと溶剤が70℃と190℃の
間の温度で、セルロースが溶解するまで処理される溶液
の調製方法について記載している。セルロースを重量で
５から８％含む溶液は、特に好適には70℃から100℃の
間の処理により調製される。加工時間を可能な限り少な
くし、そして高い生産効率を達成するために、100℃と1
50℃の間、又は115℃と130℃の間の温度を使用すること
ができる。
その記載の内容をここに引用してこの明細書の記載の一
部とするが、要するにセルロースの非溶剤と混合される
第３級アミン−Ｎ−オキシドである溶剤のセルロース溶
液及びこの溶液の調製方法が記載されている。この溶液
は、非溶剤、例えば水を重量で約25％まで含んでいてよ
い。この溶液は、更に付加的に、重合体の高められた温
度での分解を制限して、溶液がほとんど着色しないで、
溶液から造られるセルロース製品が強度のような性質に
ついて改良を示すように、重合体の高められた温度での
分解を制限する添加物を含んでいる。このような添加物
の一例は、溶液の重量に対して、重量で0.01から５％で
使用される没食子酸プロピルがある。米国特許第4,426,
228号明細書は、更にセルロースと溶剤が70℃と190℃の
間の温度で、セルロースが溶解するまで処理される溶液
の調製方法について記載している。セルロースを重量で
５から８％含む溶液は、特に好適には70℃から100℃の
間の処理により調製される。加工時間を可能な限り少な
くし、そして高い生産効率を達成するために、100℃と1
50℃の間、又は115℃と130℃の間の温度を使用すること
ができる。
第３アミン−Ｎ−オキシド中のセルロース溶液は、高
い粘度を示す。重量で約10％以上、例えば10％から25％
を含む溶液は特にそうである。このような相対的に高濃
度のセルロースを含む溶液は、繊維、フィルムの商業生
産において好んで用いられる。というのは、このような
溶液の押出しは、改良された物性、例えば引張強度のよ
うな物性をもつ繊維又はフィルムの生産をもたらすから
である。このような溶液の粘度がその温度が上昇するに
したがって低下することも知られている。それ故、高粘
度溶液の輸送に関係するポンプ輸送のコストを低下する
目的で、高温度で溶液を輸送することが望まれる。
い粘度を示す。重量で約10％以上、例えば10％から25％
を含む溶液は特にそうである。このような相対的に高濃
度のセルロースを含む溶液は、繊維、フィルムの商業生
産において好んで用いられる。というのは、このような
溶液の押出しは、改良された物性、例えば引張強度のよ
うな物性をもつ繊維又はフィルムの生産をもたらすから
である。このような溶液の粘度がその温度が上昇するに
したがって低下することも知られている。それ故、高粘
度溶液の輸送に関係するポンプ輸送のコストを低下する
目的で、高温度で溶液を輸送することが望まれる。
NMMOのような第３アミン−Ｎ−オキシドのセルロース
の溶液が高められた温度の下に貯蔵されると、減成し易
いことも知られている。このような溶液は、約130℃以
上の温度で貯蔵されると変色する。約170℃以上の温度
で貯蔵されると、制御できない発熱反応が起こることも
知られている。更に、そのような発熱反応は、そのよう
な溶液が170℃よりもかなり低い温度で長時間貯蔵され
るときでさえ、発生することがあることが知られてい
る。この現象が溶剤紡糸の商業的発展と利用を妨げてい
る、というのは、制御できない発熱反応の危険は工業的
規模のプラントでは受け入れることができないからであ
る。以前は、この危険は、実験室又はパイロットプラン
トでは、溶液の調製後速やかに押し出し、溶液の貯蔵時
間を最小限にすることで、最小限度にされてきた。しか
しながら、この解決法は、工業規模の製造には不充分で
ある。というのは一つは、溶液の調製と押出の間で濾過
のような中間的な処理操作に溶液を置くことが望まれる
し、工業規模のプラントを、実験室又はパイロットプラ
ント装置の単位の近似した空間配置関係で、組み立てる
ことは不可能であるからである。
の溶液が高められた温度の下に貯蔵されると、減成し易
いことも知られている。このような溶液は、約130℃以
上の温度で貯蔵されると変色する。約170℃以上の温度
で貯蔵されると、制御できない発熱反応が起こることも
知られている。更に、そのような発熱反応は、そのよう
な溶液が170℃よりもかなり低い温度で長時間貯蔵され
るときでさえ、発生することがあることが知られてい
る。この現象が溶剤紡糸の商業的発展と利用を妨げてい
る、というのは、制御できない発熱反応の危険は工業的
規模のプラントでは受け入れることができないからであ
る。以前は、この危険は、実験室又はパイロットプラン
トでは、溶液の調製後速やかに押し出し、溶液の貯蔵時
間を最小限にすることで、最小限度にされてきた。しか
しながら、この解決法は、工業規模の製造には不充分で
ある。というのは一つは、溶液の調製と押出の間で濾過
のような中間的な処理操作に溶液を置くことが望まれる
し、工業規模のプラントを、実験室又はパイロットプラ
ント装置の単位の近似した空間配置関係で、組み立てる
ことは不可能であるからである。
本発明は、第１の形態として、セルロースのＮ−メチ
ルモルホリン−Ｎ−オキシドの流動性の水溶液を該溶液
の摂氏温度をパイプの中心で を越えない温度に制御して、パイプを通して輸送する方
法を提供する。ここでＤはミリメータで表すパイプの内
径で、Ｘは数値を表す。Ｘの値は5.0に等しいか又は5.0
よりも大きく、本発明の好ましい実施形態ではＸの値
は、5.25又は5.75、特に好ましい実施の形態ではこの値
は5.5である。若し、パイプの内径がインチで測られる
なら、上述の表現における0.19なる値は0.98で置き換え
なければならない。
ルモルホリン−Ｎ−オキシドの流動性の水溶液を該溶液
の摂氏温度をパイプの中心で を越えない温度に制御して、パイプを通して輸送する方
法を提供する。ここでＤはミリメータで表すパイプの内
径で、Ｘは数値を表す。Ｘの値は5.0に等しいか又は5.0
よりも大きく、本発明の好ましい実施形態ではＸの値
は、5.25又は5.75、特に好ましい実施の形態ではこの値
は5.5である。若し、パイプの内径がインチで測られる
なら、上述の表現における0.19なる値は0.98で置き換え
なければならない。
本発明は、第２の形態として、セルロースのＮ−メチ
ルモルホリン−Ｎ−オキシドの流動性の水溶液を該溶液
の摂氏温度をパイプ内壁において を越えない温度に制御してパイプ移送する方法を提供す
る。ここでＤは、ミリメータで表されるパイプの内径を
表し、そしてＹは数値を表す。Ｙの値は5.4に等しいか
又は5.4よりも大きく、好ましい本発明の実施形態では
Ｙは、5.4乃至6.5であり、特に好ましい実施態様では5.
9である。パイプの内径がインチで測られるなら、上述
の表現における0.23なる値は1.15で置き換えなければな
らない。
ルモルホリン−Ｎ−オキシドの流動性の水溶液を該溶液
の摂氏温度をパイプ内壁において を越えない温度に制御してパイプ移送する方法を提供す
る。ここでＤは、ミリメータで表されるパイプの内径を
表し、そしてＹは数値を表す。Ｙの値は5.4に等しいか
又は5.4よりも大きく、好ましい本発明の実施形態では
Ｙは、5.4乃至6.5であり、特に好ましい実施態様では5.
9である。パイプの内径がインチで測られるなら、上述
の表現における0.23なる値は1.15で置き換えなければな
らない。
以下では、セルロースのＮ−メチルモルホリン−Ｎ−
オキシドの溶液は、ドープということにする。
オキシドの溶液は、ドープということにする。
ドープは、例えば、セルロース10から25重量％、好ま
しくは13から17重量％、水７から13重量％と残り成分の
殆ど大部分がNMMOからなる。ドープは、好ましくは、例
えば米国特許第4,426,228号に記載される、例えば、没
食子酸プロピルのような、高められた温度でポリマーの
分解を制限する添加剤を含んでいる。ドープは、没食子
酸プロピルを0.01〜0.5重量％、更に好ましくは0.05〜
0.2重量％を含む。このような添加物の存在がドープを
発熱分解を起こさず貯蔵、移送することができる温度を
摂氏温度で数度、例えば５〜10℃高くすることが判明し
た。
しくは13から17重量％、水７から13重量％と残り成分の
殆ど大部分がNMMOからなる。ドープは、好ましくは、例
えば米国特許第4,426,228号に記載される、例えば、没
食子酸プロピルのような、高められた温度でポリマーの
分解を制限する添加剤を含んでいる。ドープは、没食子
酸プロピルを0.01〜0.5重量％、更に好ましくは0.05〜
0.2重量％を含む。このような添加物の存在がドープを
発熱分解を起こさず貯蔵、移送することができる温度を
摂氏温度で数度、例えば５〜10℃高くすることが判明し
た。
Ｘに値5.5を用いるか又はＹに値5.9を用いるかは、パ
イプの中央部のドープの温度と突発的な発熱分解がドー
プが前述の添加剤を含むときに起こるドープの温度の間
で、少なくとも約10℃の安全局限を与えると考えられ
る。
イプの中央部のドープの温度と突発的な発熱分解がドー
プが前述の添加剤を含むときに起こるドープの温度の間
で、少なくとも約10℃の安全局限を与えると考えられ
る。
パイプは、一般に、外径が少なくとも0.5又は１イン
チ（12.5又は25mm）、好ましくは少なくとも２、３、又
は４インチ（50、75又は100mm）である。パイプは、外
径12インチ（300mm）まで太くすることができるが、一
般に外径10インチ以下又は８インチである。外径６イン
チ（150mm）のパイプを使用することができる。外径４
〜８インチ（100〜200mm）のパイプが好適である。本発
明で規定する式はパイプの内径に対するドープの温度に
関係しており、前記した数値は名目的な外径について言
及していることは注意を要する。パイプの仕様は、一般
に外径基準で特定され、商取引されている。
チ（12.5又は25mm）、好ましくは少なくとも２、３、又
は４インチ（50、75又は100mm）である。パイプは、外
径12インチ（300mm）まで太くすることができるが、一
般に外径10インチ以下又は８インチである。外径６イン
チ（150mm）のパイプを使用することができる。外径４
〜８インチ（100〜200mm）のパイプが好適である。本発
明で規定する式はパイプの内径に対するドープの温度に
関係しており、前記した数値は名目的な外径について言
及していることは注意を要する。パイプの仕様は、一般
に外径基準で特定され、商取引されている。
パイプを通るドープの流速は、例えば0.1〜10m/分、
好ましくは１〜5m/分である。
好ましくは１〜5m/分である。
本発明の方法は、一般的に、直径約12インチ（300m
m）又はそれ以下のパイプに対してよりも、例えば、約2
0〜約40インチ（500mm〜1000mm）の範囲の内径を有する
フィルタ及び槽といった大きな直径の容器に対しては満
足な方法ではない。このようなフィルターや槽は、一般
に、少なくとも連続操作では本発明の方法による条件よ
りも数度高い温度で操作される。
m）又はそれ以下のパイプに対してよりも、例えば、約2
0〜約40インチ（500mm〜1000mm）の範囲の内径を有する
フィルタ及び槽といった大きな直径の容器に対しては満
足な方法ではない。このようなフィルターや槽は、一般
に、少なくとも連続操作では本発明の方法による条件よ
りも数度高い温度で操作される。
パイプ中の管壁及びパイプ中央のドープ温度は、パイ
プに例えば水等の熱移送流体を循環させる中空ジャケッ
ト等、調温ジャケットを設けて、制御することができ
る。一般に、調温ジャケットの温度は、パイプの中央に
おけるドープの温度以下に保って、外部冷却するように
して、ドープ中で起こる発熱反応による発生熱を除去す
る。調温ジャケットの温度は、パイプの壁におけるドー
プの温度と本質的に同じである。自生的な分解が起こる
ことが知られている温度である170℃以下の温度で、ゆ
っくりとした発熱反応が貯蔵中のドープに起こりうるこ
とが判明している。このような理由で、外部冷却手段の
使用が好ましい。上述から、Ｙの値が一般的にＸの値よ
りも高いことが理解されよう。特に、（Ｙ−Ｘ）が約0.
4であることが好ましい。パイプ中央のドープの温度
は、通常パイプ壁のドープの温度よりも約10℃から約15
℃、好ましくは約11℃から約14℃高いが、しかしこの好
ましい温度差はパイプの内径に幾分かは依存するもので
あると考えられる。ドープの温度は、冷媒としての熱移
動流体の流量又は温度を適当に変えて制御することがで
きる。
プに例えば水等の熱移送流体を循環させる中空ジャケッ
ト等、調温ジャケットを設けて、制御することができ
る。一般に、調温ジャケットの温度は、パイプの中央に
おけるドープの温度以下に保って、外部冷却するように
して、ドープ中で起こる発熱反応による発生熱を除去す
る。調温ジャケットの温度は、パイプの壁におけるドー
プの温度と本質的に同じである。自生的な分解が起こる
ことが知られている温度である170℃以下の温度で、ゆ
っくりとした発熱反応が貯蔵中のドープに起こりうるこ
とが判明している。このような理由で、外部冷却手段の
使用が好ましい。上述から、Ｙの値が一般的にＸの値よ
りも高いことが理解されよう。特に、（Ｙ−Ｘ）が約0.
4であることが好ましい。パイプ中央のドープの温度
は、通常パイプ壁のドープの温度よりも約10℃から約15
℃、好ましくは約11℃から約14℃高いが、しかしこの好
ましい温度差はパイプの内径に幾分かは依存するもので
あると考えられる。ドープの温度は、冷媒としての熱移
動流体の流量又は温度を適当に変えて制御することがで
きる。
パイプの中央でのドープの最小温度は、好ましくは少
なくとも100℃、更に好ましくは少なくとも105℃であ
る。ドープの温度が少なくとも前述のような最小の温度
であるとき、商業的規模の工場でドープの粘度はパイプ
を通じてポンプ移送しうるに充分に低い粘度であること
が判っている。約15重量％のセルロースを含むドープ
は、100℃で剪断速度1sec-1で2000Pa.s（20000ポイ
ズ）、110℃で1500Pa.s（15000ポイズ）、120℃で1000P
a.s（10000ポイズ）である。本発明の第１の形態は、内
径が少なくとも約12インチ（300mm）までのパイプのサ
イズに対して、パイプのセンサーで105℃又はそれ以上
の温度であるドープ温度に備えることである。パイプ中
央のドープの好ましい温度は、前述した最小と最大温度
の間である。
なくとも100℃、更に好ましくは少なくとも105℃であ
る。ドープの温度が少なくとも前述のような最小の温度
であるとき、商業的規模の工場でドープの粘度はパイプ
を通じてポンプ移送しうるに充分に低い粘度であること
が判っている。約15重量％のセルロースを含むドープ
は、100℃で剪断速度1sec-1で2000Pa.s（20000ポイ
ズ）、110℃で1500Pa.s（15000ポイズ）、120℃で1000P
a.s（10000ポイズ）である。本発明の第１の形態は、内
径が少なくとも約12インチ（300mm）までのパイプのサ
イズに対して、パイプのセンサーで105℃又はそれ以上
の温度であるドープ温度に備えることである。パイプ中
央のドープの好ましい温度は、前述した最小と最大温度
の間である。
セルロースを溶解するセルロースと溶剤との処理は、
本発明の方法によって必要とされるよりも高い温度のド
ープを準備することになるが、このような場合、熱いド
ープは溶解後適当な熱交換器を通して速やかに望ましい
温度にまで冷却される。例えば、高い強伸度物性の繊維
又はフィルムを得るためには本発明の方法で求められる
よりも高い温度でドープを押出すことが望ましいが、こ
のような場合、押出しの僅か前にドープを適当な熱交換
器に通して、望ましい温度に温めることができる。適当
な熱交換器の一例は、外殻とパイプとからなる熱交換器
（shell−and−tube heat exchanger）であり、ドープ
がチューブ内を通り、チューブにはドープを混合するた
めの静的混合器が備えて熱交換効率を高め、一方では外
殻に熱移交換媒体を通すもので、Kenics Corporationか
ら入手できる装置がその例である。他の適当なタイプの
熱交換器の例は、熱移交換媒体を通す曲がりくねったチ
ューブに通し、ドープを部屋に通してチューブ上を通過
させる熱交換器で、例えばGebrueder Sulzer A..gから
商標「Sulzer SMR」のもとに入手できるものがある。
本発明の方法によって必要とされるよりも高い温度のド
ープを準備することになるが、このような場合、熱いド
ープは溶解後適当な熱交換器を通して速やかに望ましい
温度にまで冷却される。例えば、高い強伸度物性の繊維
又はフィルムを得るためには本発明の方法で求められる
よりも高い温度でドープを押出すことが望ましいが、こ
のような場合、押出しの僅か前にドープを適当な熱交換
器に通して、望ましい温度に温めることができる。適当
な熱交換器の一例は、外殻とパイプとからなる熱交換器
（shell−and−tube heat exchanger）であり、ドープ
がチューブ内を通り、チューブにはドープを混合するた
めの静的混合器が備えて熱交換効率を高め、一方では外
殻に熱移交換媒体を通すもので、Kenics Corporationか
ら入手できる装置がその例である。他の適当なタイプの
熱交換器の例は、熱移交換媒体を通す曲がりくねったチ
ューブに通し、ドープを部屋に通してチューブ上を通過
させる熱交換器で、例えばGebrueder Sulzer A..gから
商標「Sulzer SMR」のもとに入手できるものがある。
この発明の方法の効用は、工業的規模で安全にセルロ
ースの溶剤紡糸を可能にすることである。本発明の方法
は、例えばフィルター、混合機、緩衝タンク等の付加的
な細目操作が溶解装置と押出し装置の間に挿入できる点
が有利である。本発明の方法は、ドープを含むパイプ
が、例えば工場設備をフィルターを交換することで維持
するといった、若しドープの移送が何らかの理由で止ま
ったとしても、空にされる必要がない点で有利である。
パイプ中のドープは、有利に冷却され、その温度が、例
えば約80℃に、前述の設備の停止の間、調温ジャケット
に冷たい熱交換流体を循環させることによって低下す
る。このように冷却されたドープは、設備停止の後の移
送のために必要な温度に熱移交換流体の温度を上昇させ
て温めることができる。しかしながら、この種の付加的
プロセスは、以上に記載したような設備停止の間は空に
され、後に再び満たすようにする方が好ましい。
ースの溶剤紡糸を可能にすることである。本発明の方法
は、例えばフィルター、混合機、緩衝タンク等の付加的
な細目操作が溶解装置と押出し装置の間に挿入できる点
が有利である。本発明の方法は、ドープを含むパイプ
が、例えば工場設備をフィルターを交換することで維持
するといった、若しドープの移送が何らかの理由で止ま
ったとしても、空にされる必要がない点で有利である。
パイプ中のドープは、有利に冷却され、その温度が、例
えば約80℃に、前述の設備の停止の間、調温ジャケット
に冷たい熱交換流体を循環させることによって低下す
る。このように冷却されたドープは、設備停止の後の移
送のために必要な温度に熱移交換流体の温度を上昇させ
て温めることができる。しかしながら、この種の付加的
プロセスは、以上に記載したような設備停止の間は空に
され、後に再び満たすようにする方が好ましい。
実際上の経験と実験は、殊に制御できない発熱反応の
発生を許容可能な程度のレベルに低減することについ
て、本発明の方法の価値を実証している。これは、これ
ら実験が依存する式が明らかな理論的な根拠をもってい
ないことで目立しい。殊に、式がパイプの生の寸法又は
表面積及び容積に比例するその平方又は立方よりも、む
しろ直線の平方根、すなわちパイプの内径の平方根に関
係していることは意外なことである。
発生を許容可能な程度のレベルに低減することについ
て、本発明の方法の価値を実証している。これは、これ
ら実験が依存する式が明らかな理論的な根拠をもってい
ないことで目立しい。殊に、式がパイプの生の寸法又は
表面積及び容積に比例するその平方又は立方よりも、む
しろ直線の平方根、すなわちパイプの内径の平方根に関
係していることは意外なことである。
本発明は、添付の図を参照して、更に詳細に説明す
る。
る。
第１図は、1000/Tに対する
のグラフであり、Ｔはドープの摂氏温度（℃）を表し、
Ｄはパイプの内径である。
Ｄはパイプの内径である。
第２図は、Ｔに対するＤのグラフであり、Ｔ及びＤは
第１図におけるのと同じ意味である。
第１図におけるのと同じ意味である。
第１図について、ライン１は式
に該当するもので、パイプの中心のドープの好ましい最
大温度とパイプの内径の間の関係を表している。ライン
２は式 を示し、パイプの壁でのドープの好ましい最大温度とパ
イプの内径の間の関係を表す。
大温度とパイプの内径の間の関係を表している。ライン
２は式 を示し、パイプの壁でのドープの好ましい最大温度とパ
イプの内径の間の関係を表す。
ライン３は、105℃に該当し、パイプの中心におけるド
ープの好ましい最小温度を示す。四角で示されるデータ
点は、パイプの中心のドープ温度に当たり、クロスで表
されるデータ点は下の第１表に掲載するパイプの壁にお
けるドープの温度を表す。
ープの好ましい最小温度を示す。四角で示されるデータ
点は、パイプの中心のドープ温度に当たり、クロスで表
されるデータ点は下の第１表に掲載するパイプの壁にお
けるドープの温度を表す。
第１表
Ｄ インチ 中心 ℃ 壁 ℃
2 146 133
3 140 127
4 133 121
6 125.5 114
8 121 109
10 117 105
第１表中のデータ点は、実験的に測定したもので、ド
ープが約0.05〜0.2重量％の没食子酸プロピルを含むと
きの自発性発熱反応が起こる温度とパイプの中心のドー
プ温度で少なくとも10℃の安全幅を待ている。関係式と
データ点の間の一致は優れている。
ープが約0.05〜0.2重量％の没食子酸プロピルを含むと
きの自発性発熱反応が起こる温度とパイプの中心のドー
プ温度で少なくとも10℃の安全幅を待ている。関係式と
データ点の間の一致は優れている。
第２図で、ライン１は、Ｘが5.5のときのパイプの中
心におけるドープの温度のパイプの内径の関係であり、
ライン２はＹが5.9のときのパイプの壁におけるドープ
温度とパイプの内径の関係であり、ライン３は105℃に
該当する。第１表のデータ点は、第１図における四角と
クロスで表されている。
心におけるドープの温度のパイプの内径の関係であり、
ライン２はＹが5.9のときのパイプの壁におけるドープ
温度とパイプの内径の関係であり、ライン３は105℃に
該当する。第１表のデータ点は、第１図における四角と
クロスで表されている。
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(56)参考文献 特開 平２−127434（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−246438（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−193338（ＪＰ，Ａ)
米国特許4416698（ＵＳ，Ａ)
欧州特許出願公開452610（ＥＰ，Ａ
２)
欧州特許出願公開490870（ＥＰ，Ａ
２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F17D 1/00 - 5/08
B01J 19/00
D01D 1/09
D01F 2/00
Claims (19)
- 【請求項１】水を含むＮ−メチルモルホリン−Ｎ−オキ
シドの流動性のセルロース溶液を名目外径が25から300m
mの範囲のパイプをとおしてパイプ移送する方法であっ
て、前記パイプの中心における前記溶液の摂氏温度が下
記の式で制御される方法。 但し、式においてＤはmmで表す前記パイプの直径を表
し、Ｘは5.0と等しいか又5.0よりも大きい値である。 - 【請求項２】水を含むＮ−メチルモルホリン−Ｎ−オキ
シドの流動性のセルロース溶液を名目外径が25から300m
mの範囲のパイプをとおしてパイプ移送する方法であっ
て、前記パイプの内壁における前記溶液の摂氏温度が下
記の式で制御される方法。 但し、式においてＤはmmを表す前記パイプの直径を表
し、Ｙは5.4と等しいか、又は5.4よりも大きい値を表
す。 - 【請求項３】Ｘが5.25に等しいか、又は5.25よりも大き
い値である請求の範囲第１記載の方法。 - 【請求項４】Ｘが5.5に等しいか、又は5.5よりも大きい
値である請求の範囲第１記載の方法。 - 【請求項５】Ｙが5.65に等しいか、又は5.65よりも大き
い値である請求の範囲第２記載の方法。 - 【請求項６】Ｙが5.9に等しいか、又は5.9よりも大きい
値である請求の範囲第２記載の方法。 - 【請求項７】前記溶液が10〜25重量％のセルロース及び
７〜13重量％の水からなる前記いずれかの請求の範囲に
記載される方法。 - 【請求項８】前記溶液が高温で分解を制限する添加物を
含んでなる前記いずれかの請求の範囲に記載される方
法。 - 【請求項９】前記添加物が0.05〜0.2重量％濃度の没食
子酸プロピルである請求の範囲８項記載の方法。 - 【請求項１０】前記パイプの名目外径が少なくとも50mm
である前記いずれかの請求の範囲に記載される方法。 - 【請求項１１】前記パイプの名目外径が100〜200mmの範
囲である前記いずれかの請求の範囲に記載される方法。 - 【請求項１２】前記溶液の温度がパイプの前記中心にお
いて少なくとも100℃である前記のいずれかの請求の範
囲に記載される方法。 - 【請求項１３】前記溶液の温度がパイプの前記中心にお
いて少なくとも105℃である請求の範囲12項に記載され
る方法。 - 【請求項１４】前記溶液の前記パイプの前記中心におけ
る温度が前記パイプの前記内壁における温度よりも10〜
15℃高い前記いずれかの請求の範囲に記載される方法。 - 【請求項１５】前記パイプが温度制御ジャケットを備え
ている前記いずれかの請求の範囲に記載される方法。 - 【請求項１６】温度制御ジャケットが水を循環して通す
中空のジャケットである請求の範囲15に記載される方
法。 - 【請求項１７】前記パイプを通るセルロースの前記溶液
の流速が0.1〜10m/分の範囲である前記いずれかの請求
の範囲に記載される方法。 - 【請求項１８】前記パイプを通るセルロースの前記溶液
の流速が１〜5m/分の範囲である請求の範囲17に記載さ
れる方法。 - 【請求項１９】成形セルロース製品を生産する方法であ
って、セルロースを水を含むＮ−メチルモルホリン−Ｎ
−オキシドにセルロースを溶解して溶液を形成する工
程、この溶液を少なくとも１つのパイプを通して輸送し
そしてこの溶液を凝固浴に通して成形セルロース製品を
形成する工程を含む方法であり、この溶液が前記いずれ
かの請求の範囲に記載される方法にしたがってパイプを
通して移送されることを特徴とする方法。
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|---|---|---|---|
| US08/069,184 US5354371A (en) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | Transport of solutions of cellulose through pipes |
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| HU (1) | HU217089B (ja) |
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| SG (1) | SG46714A1 (ja) |
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| TR (1) | TR28379A (ja) |
| TW (1) | TW239109B (ja) |
| WO (1) | WO1994028213A1 (ja) |
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| WO1996012761A1 (en) * | 1994-10-20 | 1996-05-02 | Courtaulds Fibres (Holdings) Limited | Stabilised solutions of polysaccharide |
| AT403057B (de) * | 1995-05-09 | 1997-11-25 | Chemiefaser Lenzing Ag | Verfahren zur herstellung cellulosischer formkörper |
| AT408547B (de) * | 1995-09-26 | 2001-12-27 | Chemiefaser Lenzing Ag | Verfahren zum transportieren einer lösung von cellulose in einem wässrigen tertiären aminoxid |
| DE19542533C2 (de) * | 1995-11-15 | 2002-11-07 | Thueringisches Inst Textil | Verfahren zur Herstellung von Sensormaterial und seine Verwendung |
| US6306334B1 (en) | 1996-08-23 | 2001-10-23 | The Weyerhaeuser Company | Process for melt blowing continuous lyocell fibers |
| US6331354B1 (en) | 1996-08-23 | 2001-12-18 | Weyerhaeuser Company | Alkaline pulp having low average degree of polymerization values and method of producing the same |
| US6471727B2 (en) | 1996-08-23 | 2002-10-29 | Weyerhaeuser Company | Lyocell fibers, and compositions for making the same |
| US6210801B1 (en) | 1996-08-23 | 2001-04-03 | Weyerhaeuser Company | Lyocell fibers, and compositions for making same |
| US6773648B2 (en) | 1998-11-03 | 2004-08-10 | Weyerhaeuser Company | Meltblown process with mechanical attenuation |
| DE10016307C2 (de) * | 2000-03-31 | 2002-05-08 | Thueringisches Inst Textil | Verfahren zur Herstellung und Verarbeitung einer Celluloselösung |
| DE10024540A1 (de) | 2000-05-18 | 2001-01-18 | Lurgi Zimmer Ag | Fluidleitungsstück mit Innentemperierung |
| DE10033406A1 (de) * | 2000-07-08 | 2002-01-17 | Alceru Schwarza Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum sicheren Fördern und Handhaben von spinnfähigen Celluloselösungen |
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| US6706162B1 (en) * | 2000-09-25 | 2004-03-16 | Applera Corporation | High speed, high resolution compositions, methods, and kits for capillary electrophoresis |
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| EP2565504A1 (de) | 2011-09-02 | 2013-03-06 | Aurotec GmbH | Verbindungsstück einer Transportleitung |
| EP2565572A1 (de) | 2011-09-02 | 2013-03-06 | Aurotec GmbH | Wärmetauscherleitungsystem |
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| US4416698A (en) * | 1977-07-26 | 1983-11-22 | Akzona Incorporated | Shaped cellulose article prepared from a solution containing cellulose dissolved in a tertiary amine N-oxide solvent and a process for making the article |
| DE3034685C2 (de) * | 1980-09-13 | 1984-07-05 | Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal | Cellulose-Form- und Spinnmasse mit geringen Anteilen an niedermolekularen Abbauprodukten |
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-
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