JPH10512009A - 溶液形成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 第３アミンオキシド（例えば、Ｎ−メチルモルフィン−Ｎ−オキシド及びセルロースの非溶剤（例えば、水）を溶媒とするセルロース溶液の形成方法について述べる。この方法は、過剰な非溶剤を含む混合物を準備する段階と、この混合物を大気圧以下の所定の圧力に於いて非溶剤の沸点を超える温度に加熱して過剰な非溶剤を除去する段階と、こうして加熱した混合物を上記所定の圧力下にある混合室の導入域に供給する段階と、過剰非溶剤の一部にフラッシュ蒸発を起こさせる段階を含んでいる。混合室内の混合物は、ロータによって攪拌されながら混合室を通して搬送される。その間、非溶剤は更に蒸発する。こうして形成されたセルロース溶液は混合室から抽出され、蒸発した非溶剤は溶液の流れと同方向に混合室の同じ端部から取り出される。この方法を実施する装置についても述べる。

Description

【発明の詳細な説明】 溶液形成 本発明は溶液の形成方法に関し、更に詳しくは水性第３アミンオキシド、特に 水性Ｎ−メチルモルフィン−Ｎ−オキシド（以下、ＮＭＭＯと略記する）を溶媒 とするセルロース溶液の形成方法に関する。 セルロースがＮＭＭＯの水溶液に溶けることはよく知られている。また、そう した溶液は、セルロース、ＮＭＭＯ、及び過剰水（セルロースの非溶剤）からな る混合物（以下プレミックスと称する）を減圧下で加熱処理し、過剰な水分を除 去して、プレミックスを水性ＮＭＭＯを溶媒とするセルロース溶液に変換するこ とによって都合良く用意できることもよく知られている。こうした方法について は、Franks及び Varga等による米国特許第 4,196,282号に包括的に記載されてい る。 プレミックスの減圧環境下での加熱処理は、バッチ処理又は連続処理の何れに よっても可能である。このバッチ処理及び連続処理の何れも、McCorsley による 米国特許第 4,246,221号に記載されている。連続処理の場合、McCorsley による 米国特許第 4,246,221号、及び欧州特許第 EP-B-356,419 号、更には公開国際特 許願第 WO 94/06530号等に記載されているように、この連続処理はプレミックス を加熱面に接触処理する一方、プレミックスを減圧環境下でこれを攪拌する処理 を含んでいる。 これら処理の何れも、水性ＮＭＭＯを溶媒とするセルロース溶液を生成する。 しかし、薄膜蒸発器、例えばスイス国プラッテルン(Pratteln)所 在の Buss AG社製の“フィルムトゥルーダ（Filmtruder）（登録商標）”等によ って、プレミックスを減圧、加熱処理する場合、本質的には、プレミックス及び 形成された溶液がフィルムトゥルーダ内を通過する間、それを攪拌する回転可能 なロータを外部加熱のシリンダ内に設ける必要がある。上記公開国際特許願第 W O 94/06530号は、セルロース溶液形成方法の概略を述べているが、商業生産に必 要な量産のための実施条件については何ら開示がない。上記欧州特許第 EP-B-35 6,419 号の記載及びその特許請求の範囲では、製品の搬送方向に対して逆行する 方向に水蒸気を抜き取るのが、処理の連続制御にとって決定的に重要であるとさ れている。 また、大規模且つ実際的規模で如何に溶液形成処理を行うかについて述べてい る上記公開国際特許願第 WO 94/06530号に記載の方法に於いても、フィルムトゥ ルーダを逆送モードで動作することが述べられている。生産性を上げるために、 大きく処理量を増加させ、大規模フィルムトゥルーダを用いてこの処理を実施す れば、大量処理で造ったセルロース溶液から造られるリオセル繊維には、度々変 色を起ることが現在わかっている。 そこで、本発明はこれらの問題を克服する方法及び装置を開発した。本発明は 、上記欧州特許第 EP-B-356,419 号の教示とは正反対の処理方法及び装置を要求 するものである。 本発明は、セルロース、第３アミンオキシド、及び過剰な非溶剤、例えば水か らなる混合物を、減量した非溶剤を含む第３アミンオキシドを溶媒とするセルロ ース溶液に変換する方法を提供する。この方法は、大気圧以下の所定の圧力に於 ける上記非溶剤の沸点を超える温度に上記混合物を加熱する段階と；こうして加 熱した混合物を上記所定の圧力下にある混合室の導入域に連続供給し、上記過剰 な非溶剤を部分的にフラッシュ蒸発させ、上記混合室の導入域近傍 に於いて、少なくともセルロースを部分的に第３アミンオキシドに溶解させる段 階と；こうして形成した溶液と、セルロース、第３アミンオキシド、過剰非溶剤 からなる混合物の残部と共に混合室に設けたロータによって攪拌する段階と；上 記溶液と上記混合物の残部を混合室を通して搬送すると共に、更に溶液を形成す るように、連続して非溶剤を蒸発させる段階と；前記混合室から連続的に溶液を 抽出すると共に、溶液を抽出する混合室の端部と同じ端部から溶液の流れと同方 向に蒸発した非溶剤を引き出す段階とからなる方法が提供される。 混合室は、半径方向に延びる複数の羽根を備えた中心ロータをその内部に位置 させた垂直な円筒部材からなり、この羽根の先端は円筒部材の内壁と接触又は隣 接し、ロータの下端部は混合室の排出領域に延在し、この排出領域は溶液用の排 出口と、蒸発した非溶剤の排出口を少なくとも一つ有している。 溶液を積極的に溶液用の排出口に移動する。上記排出領域は切頭円錐形の部材 からなり、その下端頂部を溶液用の排出口とし、その上部横方向の出口を蒸発し た非溶剤用の排出口としている。上記円筒部材は、好ましくは排出領域に延在す る円筒状の裾部を有し、この裾部は排出領域の環状空間によって包囲され、一つ 又は複数の蒸発した非溶剤用の排出口はこの環状空間の横方向に設けられる。 混合室の壁の温度に関して制御が行われるのが好ましい。 混合室の壁から常に熱を除去して混合物への熱伝導が起こらないようにし、混 合物の熱的安定性を保つように混合室の壁温度を制御する。エネルギーは上記ロ ーラの回転によって混合物及び形成された溶液に導入される。これに代わる方法 では、ロータの回転によって生じたエネルギーを補充するため、混合室の壁を介 して熱が導入される。 混合室は、好ましくは横方向に延びる複数の攪拌、搬送用の羽根を備えたロー タを含む垂直な円筒部材で構成される。 混合物は加熱を受ける以前に膨潤させておいても良い。 混合物は、減圧下に於ける非溶剤、例えば水の沸点を５℃、１０℃、１５℃、 ２０℃、２５℃、３０℃、３５℃、４０℃、４５℃、５０℃、６０℃、７０℃、 又は８０℃上回った温度で混合室に導入する。混合物の温度は８５℃から１６０ ℃、又は９０℃から１５０℃の範囲にあればよい。好ましい薄膜蒸発器としては 、スイス国のBuss AG社製の“フィルムトゥルーダ（Filmtruder）（登録商標） ”がある。 混合物中、水の含量は重量比で１０％から４０％の範囲にあり、セルロースの 含量は重量比で３％から２０％の範囲にあり、その差分を第３アミンオキシドが 占め、これら成分比は、過剰水の除去によって水性第３アミンオキシドを溶媒と するセルロース溶液を形成するように選択する。 混合物を溶液に変換する際、混合室の内容物を加熱するためにその壁に加熱す るための手段を設けても良い。 また、本発明は本発明による方法を実施する装置を提供する。この装置は：上 端部に材料供給のための材料の入口を有し、下端部には溶液の排出口を有する垂 直に向けて設けた円筒部材と； この円筒部材中に設けられ上記材料を攪拌しな がらそれを円筒部材を通して下方に搬送する回転可能に設けたロータと； 真空 装置の排気ラインに連結可能に設けた、少なくとも一つの揮発性の蒸発材料を排 出する排出口と；上記円筒部材の下端部にあって溶液を排出するための排出領域 とからなり、上記溶液の排出口を介して溶液を積極的に押し出す溶液排出手段は ロータの下端部と一体に設けられている装置である。 以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。添付図面に於いて： 図１は、アミンオキシド−水混合物に於けるセルロースの溶解度を示すグラフ である。 図２は、本発明による処理方法を実施する−装置実施例の概略断面を示す図で ある。 図３は、粘度対距離の関係を示す大凡のグラフである。 図１は、Franks及び Varga等による米国特許第 4,196,282号から引用した３成 分状態図であって、セルロースが水性アミンオキシド、この場合はＮ−メチルモ ルフィン−Ｎ−オキシド中で、ある限られた領域に於いてだけ、溶液を形成する ことを示す図である。典型的には、セルロースはこの状態図の２つの点１、２を 結ぶ線と、他の２つの点３、４を結ぶ線とによって画成される領域Ａに於いて可 溶性である。この状態図に於いて、点１はセルロース成分が約３２％、点２は水 成分が約１５％、点３はセルロース成分が約３５％、点４は水成分が約２０％で あることをそれぞれ示す点である。 領域Ｂに於いてセルロースは、水とアミンオキシドとの密接混合物中にセルロ ース繊維の形で存在する。水とアミンオキシドは、各成分０％から１００％の全 領域にわたって混和性である。また、領域Ｃではセルロース溶液は、ＮＭＭＯの 結晶を含んでいる。 Franks及び Varga等による米国特許第 4,196,282号及び McCorsleyによる米国 特許第 4,246,221号に述べられている通り、領域Ａの溶液は、領域Ｂ内の点５に よって代表される３成分を有する混合物を減圧下で加熱して過剰な水分を蒸発さ せ、領域Ａの点６の組成を有するようにして形成される。 図２は、水性ＮＭＭＯを溶媒とするセルロース溶液を形成するために、セルロ ース、水、及びＮＭＭＯの混合物から過剰な水分を除 去する本発明の処理を実施する装置の好適実施例を示す図である。１３．５％の セルロースと、アミン／水混合物中アミンが７８％の濃度で存在している８６． ５％のアミン／水混合物とから成る安定なプレミックスは、供給ライン７を介し て適当な加熱装置８に送られる。安定剤としては、適当なものであれば良く、例 えば没食子酸塩等を使用することができる。加熱装置中には、多数の加熱管９、 １０、１１が設けられ、混合物を１２０℃に加熱する。 混合物は適当な装置、例えば本願出願人名義の公開国際特許公報第 WO94/2821 7 号に記載のものによって準備し、同公報記載の貯蔵ホッパから供給ライン７を 介して単にポンプによって供給する。この場合、混合物は事前に膨潤させて置く のが好ましい。即ち、混合物中のセルロースにＮＭＭＯ及び水を含ませて膨潤さ せておく。加熱された混合物は、パイプ１２を通り、ポンプ１３に送られる。パ イプ１２には、特に米国特許第 5,337,776号に記載されているような破裂板１５ を備えた安全孔１４が設けられている。高温に加熱された混合物はポンプ１３を 使って、このポンプの下流側に配した、全体を参照番号１６によって示すフィル ムトゥルーダ薄膜蒸発器に送り込まれる。フィルムトゥルーダとポンプ１３との 間に、破裂板１８を備えた安全孔１７をさらに設けても良い。薄膜蒸発器本体へ の連通は狭窄部１９を介して行われる。混合物にとって、２個又は３個、或いは それ以上の蒸発器に対する連通点が必要な場合には、薄膜蒸発器本体の周囲にそ れらを分散配置することも可能である。 フィルムトゥルーダは、その出口２０を介して凝縮器及び真空ポンプに接続さ れ、その内部圧力は大気圧以下、典型的には３０から１００ミリバールの圧力に 維持される。薄膜蒸発器の内部には、全体を参照番号２１で示したロータが設け られ、このロータはその周面に分散配置した一連の傾斜した搬送用の羽根２２を 有している。 ロータ２１は図示の矢印２３の方向に回転し、シリンダの内壁から僅かに離間し た傾斜した羽根は、狭窄部１９を介して供給される材料を拾ってフィルムトゥル ーダの長さ方向に沿って下方にその材料を搬送する。減圧したフィルムトゥルー ダに材料が入ると、直ちに混合物中の水分の或るものは蒸気となって気化する。 混合物が５０ミリバールの圧力下に保持されると、その中の水の沸点は約８０℃ になる。そのため混合物は、その中の水の沸点より４０℃も高い温度でフィルム トゥルーダに入ることになる。その結果、過剰水分のあるものは蒸気となって忽 ち蒸発し、混合物中のセルロースの或るものは、直ちに溶液となる。従って、依 然として過剰水分を含む残りの混合物には溶解してないセルロースの再溶液(re- solution)が形成される。 ロータの羽根２２はこの再溶液、即ち溶液／混合物を拾い上げて、それを薄膜 蒸発器１６に沿って下方に搬送する。粘性を上げて混合物にエネルギーを加える ことができるようにするため、クーリングジャケット２４、２５、２６、及び２ ７が薄膜蒸発器に設けられる。ロータは電動機３６によって回転される。従って 、ロータを回転するためには、大きいエネルギーがシステムに入力されなければ 成らず、このエネルギーが溶液／混合物から水分を蒸発させるのに利用される。 余剰エネルギーは熱として現れ、この熱をクーリングジャケット２４、２５、２ ６、及び２６によって除去する。クーリングジャケットを領域毎に配することに よって、混合物／溶液の温度は、フィルムトゥルーダの垂直方向に沿って調整が 可能になるから、フィルムトゥルーダの領域毎に最適条件を得ることができる。 即ち上位領域の温度を７５℃から１００℃の範囲、例えば８０℃に保持し、下位 領域の温度を９０℃から１１０℃の範囲、例えば９５℃に保持し、中間領域はそ の中間の温度に保持する。フィルムトゥ ルーダの底部では、円筒状の壁が裾２８の形で真空室２９内に延びている。フィ ルムトゥルーダ内で蒸発したものは、この真空室２９から出口２０を介して抽出 される。ロータ２１の下端部には、裾２８の下端内面に接触し、指の形で半径方 向に延びるベアリング３０が設けられている。ベアリングは円筒状の壁のもっと 上の方、或いはもっと下の方の円錐部で本体の内面に接触していても良い。ロー タの一部分３１は裾２８の下方に延在し、真空室２９の円錐形をした下部３３に ほぼ見合った形の羽根３２を有している。この羽根３２を備えた部分３１は、ロ ータ２１の底部にボルトによって取り付けられている。この部分３１はネジを切 った部分３４を有し、この部分は真空室２９の円筒形をした出口３５内に延びて いる。 フイルムトゥルーダへの流入孔１９から供給されたセルロース、ＮＭＭＯ、及 び過剰水の混合物は、フィルムトゥルーダの底部に達するまでの時間内に、セル ロースが水性ＮＭＭＯの溶液に溶け込むように、混合物内の過剰水を十分に蒸発 させる。過剰水は水蒸気に変換され、フィルムトゥルーダを介して混合物の流れ と同方向に送られ、底部の出口２０を介し抽出される。また、溶液は下方の真空 室２９の円筒部３５を介して底部から抽出される。 図３は、混合物及びそれを本発明の方法によって処理して得た溶液の粘性を示 す概念的なグラフである。溶液は非ニュートニアンであるから、実際に図を描く にはずり速度が与えなければならないが、ずり速度を一定とすれば名目上のグラ フを描くことはできる。図中の点３７に於ける混合物の名目上の粘性は、パイプ ７中の材料の粘性を構成している。実際には、この粘性は水性アミンオキシドの 粘性である。材料を加熱装置８で加熱すると、その粘性は下がり、点３８は丁度 高温プレミックスがフィルムトゥルーダに入る時点で、粘性が最低となることを 示している。粘性は蒸気蒸発及び“前段 溶液(presolution)”形成の結果、直ちに点３９まで上昇するが、その後セルロ ースの溶液化によって、徐々に上昇し、次いで点４０まで下降する。溶液はフィ ルムトゥルーダの底部から円筒出口部分３５介して出てくる。 フィルムトゥルーダに供給される混合物は、予め温度１２０℃に加熱されてい るから、フィルムトゥルーダに入るや、直ちにその過剰水の蒸発を始める。この 状態はフラッシングと呼ばれる。適当なモータ３６によってロータ２１と共に回 転する羽根２２の作用によって発生したエネルギーは、直ちに再溶液に加えられ る。羽根２２は従来の仕方で、混合物及びフィルムトゥルーダの内壁に沿って下 降する薄膜状の溶液を分離する。これらの羽根によってこの薄膜に加えられる攪 拌とエネルギーは、セルロースを含む溶液又は再溶液(re-solution)と、出口２ ０に接続された真空ポンプ及び凝縮器によって形成される低圧に曝されているフ ィルムトゥルーダの中心部とのまさに境界に於いて起こる。このことは、過剰水 が蒸発し得る丁度その点で、溶液を形成するために混合物にエネルギーを加える ことができることを意味する。 それ故、ジャケット２４、２５、２６、及び２７を介して円筒部の壁を冷却す ることによって形成される溶液の温度を制御することができる。 電力が安い地域、例えば水力発電が利用できる地域では、電動機３６を介して 、又は水圧ポンプを駆動する電動機からエネルギーを引き出す水力発電機３６か ら全てのエネルギーをシステムに供給するのが望ましい。 また、電力の代わりに、蒸気コストが電力コストより安い地域では、電動ロー タ電動機（直接モータ又は電動水圧ポンプから再び駆動される水圧駆動モータで も良い）をフィルムトゥルーダのジャケ ットを加熱する蒸気と共に利用することができる。また、油又は水と言ったその 他の加熱媒体を使用することができることは理解されよう。本発明による処理方 法の特に有利な点は、混合物がフィルムトゥルーダに入った時に、混合物から水 蒸気の一部がフラッシングすることによって、熱交換機８を介して顕熱（エンタ ルピー）を導入することができ、そのため処理の全体効率が高められる点である 。 セルロース溶液の利用法の一つにリオセル（lyocell）繊維の製造がある。こ れは、Bureau International de Fibres Synthetic BISFAによって定められてい る直接溶解ルートによって形成されるセルロース繊維である。 フィルムトゥルーダを逆流モードで使用して、リオセル製造工程の生産性を上 げるための試みが行われたとき、不定期に繊維の変色が起こることが発見された 。繊維製造工場のような大きな資本設備にとって、減価償却はその経済性の観点 から重要なファクタであることは理解される。それ故、与えられた資本設備にと って、より多くの製品がその設備を介して処理されることが好ましい。しかし、 上記欧州特許第 EP 356,419 号で必要であるとされる逆流方式の装置を用い、更 には公開国際特許出願 第WO 94/06530号に開示の処理を利用し、単に大量の溶液 を処理することによって、その処理量増加を試みた結果、フィルムトゥルーダに よって造られた溶液から製造される繊維に変色が起こることが発見されたのであ る。このことは本願に対し不利益を構成するものではなく、以下の仕方で起こっ ているものと信じられる。 即ち、混合物が排気されている混合室には入り、フィルムトゥルーダの内圧で 、十分なフラッシングが起こるように十分に加熱されていれば、フラッシングは 事実上、混合物に蒸気壊変を起こさせて 細かい粒子する。この混合物の細かい粒子の中で最も微細なものは、逆流モード で運転されているフィルムトゥルーダの真空排気ラインに沿って上方に搬送され る。これら微細な粒子は、逆流モードで動作しているフィルムトゥルーダの上部 領域に集まり、その層が自重を支えきれない重さになるまで其処に停留する。セ ルロース、アミンオキシド、及び水の層が徐々に集まっている間、材料の劣化が 生じて、層の一部にあるセルロースの変色が生じる。 層がその自重を支えられなくなると、材料の一部は層から脱落、降下してフィ ルムトゥルーダの中へ戻っていく。これらの部分はフィルムトゥルーダを介して 処理され、溶液の中に変色した領域として現れてくる。この変色が繊維の中に持 ち込まれる。この変色現象は、生産性を上げたときに見られるだけであって、生 産量が低い時には、そうした変色を起こさない。 本発明による処理方法では、水蒸気を下に向かって移動し、それを底部から取 り出すことによって、そうした粒子の堆積、それ故の変色を克服している。この ことは、溶液がフィルムトゥルーダを通って移動する方向と、同じ方向に移動す る水蒸気の流れによって全材料をフィルムトゥルーダを通して流しているため、 材料の堆積が生じないことを物語っている。また、溶液は溶解されないセルロー ス粒子を含んでいないことがわかった。それ故、フラッシング後形成された壊変 粒子は、フィルムトゥルーダを通って下方に運ばれ、溶解される。 水性アミンオキシドを溶媒とするセルロース溶液は時間と共に劣化し、またそ れは非ニュートニアン混合物であるため、順流モードのフィルムトゥルーダの底 部から溶液を積極的に移動させるのが大いに望ましいことがわかった。溶液は非 ニュートン溶液であるから、フィルムトゥルーダ底部に於ける形成された溶液の 流路はその中 心領域に設け、其処を通して低い粘性で移動させないと危険である。壁際の領域 では溶液はより静的となり、高い粘性を持っている。この外側領域では溶液の劣 化が発生するかも知れない。 従って、本発明による方法は、これまでに提案された方法に重要な前進を与え るものである。更に、本発明による方法は上記欧州特許願第 WO 94/06530号に記 載され、特許請求されている方法と共に使用することができるから、生産性を更 に向上させることができる。 本発明の一実施例では、エネルギーは回転するロータ２１を介して直接混合物 に供給されるため、蒸発器１６の壁を介した熱伝導を必要とせずにエネルギーを 混合物及び形成される溶液に直接移行することができる。従って、外部加熱装置 によるよりも高い温度で、混合物及び溶液と共にフィルムトゥルーダを稼働する ことができる。他の実施例では、電力コストより比較的安い蒸気を利用して、薄 膜蒸発器１６の壁を加熱することも可能である。 薄膜蒸発器１６から除去した蒸気は噴霧して凝縮させ、生じた泥状のアミンオ キシドと水の混合物を取り除く。 加熱装置８はポンプ２３の前段よりは、むしろその後段に位置していても良い 。適当な加熱装置で有れば、どのようなものでも使用できるが、スクレイプ型の 壁ヒータ(scraped wall heater)が好ましい。 それ故、本発明による方法は、溶液形成用装置の設計者に新たな自由度を与え る。フィルムトゥルーダは好ましい装置ではあるが、本発明の方法に必ずしも使 用する必要はない。本発明による方法及び装置の試験使用に於いては、フィルム トゥルーダを順流モードで使用することによって、同じフィルムトゥルーダを逆 流モードで使用した場合に較べて、有意の出力増加が得られることが示された。 生産増加の或る部分は、これまでの逆流モードによるフィルムトゥルーダを順流 モード稼働に変換する際に、フィルムトゥルーダの表面積を増加したことに関連 している可能性もあるが、少なくとも４０％の生産増加が得られた。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１０月２４日 【補正内容】 請求の範囲 １．セルロース、第３アミンオキシド、及び過剰な非溶剤、例えば水からなる 混合物を、低減した量の非溶剤を含む第３アミンオキシドを溶媒とするセルロー ス溶液に変換する方法であって：大気圧以下の所定の圧力に於ける前記非溶剤の 沸点を超える温度に前記混合物を加熱する段階と；こうして加熱した混合物を前 記所定の圧力下にある混合室の導入域に連続供給し、前記過剰非溶剤の一部にフ ラッシュ蒸発を起こさせて、前記混合室の導入域の近傍に於いて、少なくともセ ルロースを部分的に第３アミンオキシドに溶解させる段階と；こうして形成した 溶液と、セルロース、第３アミンオキシド、過剰非溶剤からなる混合物の残部と を、混合室に設けたロータによって攪拌する段階と；前記溶液と前記混合物の残 部を混合室を通して搬送すると共に、更に溶液を形成するように、連続して非溶 剤を蒸発させる段階と；前記混合室から、連続的に溶液を抽出すると共に、溶液 を抽出する混合室の端部と同じ端部から溶液の流れと同じ方向に蒸発した非溶剤 を引き出す段階とからなることを特徴とする方法。 ２．前記混合室は、半径方向に延びる複数の羽根を備えた中心ロータをその内 部に位置させた垂直な円筒部材からなり、この羽根の先端は円筒部材の内壁と接 触又は隣接し、ロータの下端部は混合室の排出領域に延在し、この排出領域は溶 液用の排出口と、蒸発した非溶剤用の排出口を少なくとも一つ有している請求項 に１記載の方法。 ３．溶液を積極的に溶液用排出口に移動する請求項２に記載の方法。 ４．前記排出領域は切頭円錐形部材からなり、その下端の頂部を 溶液用排出口とし、その上部横方向の出口を蒸発した非溶剤用の排出口とする請 求項２又は３に記載の方法。 ５．前記円筒部材は、排出領域に延在する円筒状の裾部を有し、この裾部は排 出領域の環状空間によって包囲され、蒸発した非溶剤用の排出口はこの環状空間 の横方向に設けられる請求項４に記載の方法。 ６．前記混合物は前記混合室に導入される前、８５℃から１６０℃の温度範囲 で加熱される請求項１から５の何れか一項に記載の方法。 ７．前記混合室の圧力は３０ミリバールから１００ミリバールの圧力に保持さ れる請求項６に記載の方法。 ８．前記第３アミンオキシドはＮ−メチルモルフィン−Ｎ−オキシドであって 、非溶剤は水である請求項１から７の何れか一項に記載の方法。 ９．前記混合物を加熱する前に、前もって膨潤させておく請求項１から８の何 れか一項に記載の方法。 １０．前記混合物中の水の含量は重量比で１０％から４０％の範囲にあり、セ ルロースの含量は重量比で３％から２０％の範囲にあり、その差分を第３アミン オキシドが占め、これら成分の混合比は、過剰水の除去によって水性第３アミン オキシドを溶媒とするセルロース溶液を形成するように選択される請求項１から ９の何れか一項に記載の方法。 １１．前記混合物を溶液に変換する際、その内容物を加熱するため、前記混合 室の壁に対して加熱手段が設けられる請求項１から１０の何れか一項に記載の方 法。 １２．前記混合物は８５℃から１６０℃の温度範囲、好ましくは９５℃から１ ５０℃の温度範囲で加熱される請求項６に記載の方法 。 １３．上端部には供給材料の入口を有し、下端部には溶液の排出口を有する垂 直に向けて設けた円筒部材と；この円筒部材内に設けられ、前記材料を攪拌しな がらそれを円筒部材を通して下方に搬送する回転可能に設けたロータと；真空装 置の排気ラインに連結可能に設けた、少なくとも一つの揮発性の蒸発材料を排出 する排出口と；前記円筒部材の下端部にあって溶液を排出するための排出領域と からなる請求項１から１２の何れか一項に記載の方法を実施する装置であって、 前記溶液の排出口を介して溶液を積極的に押し出す溶液排出手段をロータの下端 部と一体に設けたことを特徴とする溶液形成装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＺ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，Ａ Ｌ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ， ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ ，ＶＮ (72)発明者 キグレイ，マイケル イギリス国，コベントリー シーブイ５ ９キューエイチ，メリデン ボンビル ク ロース 41 (72)発明者 アーミステッド，ロージャー ジェームズ リース イギリス国，ストックポート エスケー６ ５イーアール，マープル ブリッジ，ロ ウワー フォールド，ペアー トゥリー クロース 20 (72)発明者 ナエフ，ライナー スイス国，ツェーハー−8953 ディーティ コン，ショーネグシュトラーセ 165 (72)発明者 ロンチェッティ，アンドリュー イギリス国，ワーウィックシャー シーブ イ35 ９アールジェイ，ウェレスボーン, エッチングトン クロース 50 (72)発明者 ヌスベルガー，ベルナー スイス国，ツェーハー−4123 アルシュビ ル，ブルクフェルダーマットベーク 59 (72)発明者 ロンチェッティ，キャサリン アン イギリス国，ワーウィックシャー シーブ イ35 ９アールジェイ，ウェレスボーン, エティングトン クロース 50

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．セルロース、第３アミンオキシド、及び過剰な非溶剤、例えば水からなる 混合物を、低減した量の非溶剤を含む第３アミンオキシドを溶媒とするセルロー ス溶液に変換する方法であって：大気圧以下の所定の圧力に於ける前記非溶剤の 沸点を超える温度に前記混合物を加熱する段階と；こうして加熱した混合物を前 記所定の圧力下にある混合室の導入域に連続供給し、前記過剰非溶剤の一部にフ ラッシュ蒸発を起こさせて、前記混合室の導入域の近傍に於いて、少なくともセ ルロースを部分的に第３アミンオキシドに溶解させる段階と；こうして形成した 溶液と、セルロース、第３アミンオキシド、過剰非溶剤からなる混合物の残部と を、混合室に設けたロータによって攪拌する段階と；前記溶液と前記混合物の残 部を混合室を通して搬送すると共に、更に溶液を形成するように、連続して非溶 剤を蒸発させる段階と；前記混合室から、連続的に溶液を抽出すると共に、溶液 を抽出する混合室の端部と同じ端部から溶液の流れと同じ方向に蒸発した非溶剤 を引き出す段階とからなることを特徴とする方法。 ２．前記混合室は、半径方向に延びる複数の羽根を備えた中心ロータをその内 部に位置させた垂直な円筒部材からなり、この羽根の先端は円筒部材の内壁と接 触又は隣接し、ロータの下端部は混合室の排出領域に延在し、この排出領域は溶 液用の排出口と、蒸発した非溶剤用の排出口を少なくとも一つ有している請求項 に１記載の方法。 ３．溶液を積極的に溶液用排出口に移動する請求項２に記載の方法。 ４．前記排出領域は切頭円錐形部材からなり、その下端の頂部を 溶液用排出口とし、その上部横方向の出口を蒸発した非溶剤用の排出口とする請 求項２又は３に記載の方法。 ５．前記円筒部材は、排出領域に延在する円筒状の裾部を有し、この裾部は排 出領域の環状空間によって包囲され、蒸発した非溶剤用の排出口はこの環状空間 の横方向に設けられる請求項４に記載の方法。 ６．前記混合物は前記混合室に導入される前、８５℃から１６０℃の温度範囲 で加熱される請求項１から５の何れか一項に記載の方法。 ７．前記混合室の圧力は２０ミリバールから１５０ミリバールの圧力に保持さ れる請求項６に記載の方法。 ８．前記第３アミンオキシドはＮ−メチルモルフィン−Ｎ−オキシドであって 、非溶剤は水である請求項１から７の何れか一項に記載の方法。 ９．前記混合物を加熱する前に、前もって膨潤させておく請求項１から８の何 れか一項に記載の方法。 １０．前記混合物中の水の含量は重量比で１０％から４０％の範囲にあり、セ ルロースの含量は重量比で３％から２０％の範囲にあり、その差分を第３アミン オキシドが占め、これら成分の混合比は、過剰水の除去によって水性第３アミン オキシドを溶媒とするセルロース溶液を形成するように選択される請求項１から ９の何れか一項に記載の方法。 １１．前記混合物を溶液に変換する際、その内容物を加熱するため、前記混合 室の壁に対して加熱手段が設けられる請求項１から１０の何れか一項に記載の方 法。 １２．溶液温度は１４０℃に保持される請求項１から１１の何れか一項に記載 の方法。 １３．前記混合物は８５℃から１２５℃の温度範囲、好ましくは９５℃から１ ２０℃の温度範囲で加熱される請求項６に記載の方法。 １４．上端部には供給材料の入口を有し、下端部には溶液の排出口を有する垂 直に向けて設けた円筒部材と；この円筒部材内に設けられ、前記材料を攪拌しな がらそれを円筒部材を通して下方に搬送する回転可能に設けたロータと；真空装 置の排気ラインに連結可能に設けた、少なくとも一つの揮発性の蒸発材料を排出 する排出口と；前記円筒部材の下端部にあって溶液を排出するための排出領域と からなる請求項１から１３の何れか一項に記載の方法を実施する装置であって、 前記溶液の排出口を介して溶液を積極的に押し出す溶液排出手段をロータの下端 部と一体に設けたことを特徴とする溶液形成装置。