JPS6185452A - セルロースカルバミン酸塩紡糸用循環操作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はセルロースカルバミン酸塩のアルカリ溶液を製
造し、該アルカリ浴液からセルロースカルバミン酸塩を
沈澱させ、化学薬品を回収して循環使用する為の循環操
作方法に関する。

（従来技術の問題点） セルロースカルバミン酸塩はセルロースとイノシアン酸
から成る化合物であって、アルカリ可溶性のセルロース
誘導体である。セルロースカルバミン酸塩のアルカＩＪ
　Ｍ液を生成させて、該ｆ＆液から沈澱剤浴を用いてセ
ルロースカルバミン酸塩を沈澱させることにより、セル
ロースカルバミン酸塩を繊維やフィルム状に紡糸するこ
とができる。

沈澱剤浴としては通常、硫酸溶液が使用されている。セ
ルロースカルバミン酸塩は酸性条件下では安定なので、
沈澱に際しては分解しない。セルロースカルバミン酸塩
のアルカリ溶液を硫酸と接触させるとセルロースカルバ
ミン酸塩が沈澱すると同時に、水酸化ナトリウムが中和
されて硫酸ナトリウムを生ずる。このようにして紡糸工
程では硫酸ナトリウムが生成するので、これを工程から
抜き出して副生物として外販しなければならない。

他のさらに注目すべき欠点は、硫酸により中和された水
酸化ナトリウムは容易には工程に返還できないことであ
る。そこで水酸化ナトリウムがこの工程における原料費
の大きな部分を占めることになる。したがって好ましく
ない副生成物を生じないような沈澱方法を開発すること
が望まれてきた。

かかる沈澱方法においては、−切の鉱酸を使用せず、水
酸化ナトリウムの少なくとも実質的部分を経済的に回収
できることが特に望ましい。

同時に、かかる方法は繊維及びフィルムの品質についで
ある種の要求を満たさなければならない。

例えば、沈澱によって生ずる繊維の初期強度は、これか
ら作られる製品が処理期間中に受ける強い機械的外力に
耐えられる程度に充分でなければならない。繊維製造工
程では、例えば所望の強度特性を得る為に紡糸工程で繊
維を延伸することが必須の処理条件になっている。

（発明の目的及び構成） 本発明の目的は、セルロースカルバミン酸塩を溶解し、
該セルロースカルバミン酸塩をアルカリ溶液から沈澱さ
せ、かつ化学薬品を回収する為の循環操作方法を提供す
ることにある。本発明の方法は次の工程から成ることを
特徴とする。

（−）　　セルロースカルバミン酸塩を水酸化ナトリウ
ム水溶液中に溶解してセルロースカルバミン酸塩のアル
カリ溶液を調製し、 （１））　　工程（ａ）で得られた溶液を炭酸ナトリウ
ムを含有する沈澱剤溶液と接触させ、これによりセルロ
ースカルバミン酸塩を沈澱させて溶液から分離し、 （ｃ）　　工程（１））で得られたｉ液から炭酸す）　
ＩＪウムを結晶化させ、これを工程（ｂ）の沈澱剤溶液
中に返送し、 （ｄ）　　工程（ｃ）で得られた水酸化す）　ＩＪウム
を含む母液を、セルロースカルバミン酸塩の溶解用に工
程（ａ）に返還する。

この発明を採用することにより、工程中で回収された水
酸化ナトリウムを使用するセルロースカルバミン酸塩浴
液の製造工程と、該セルロースカ（し ルバミン酸塩溶液を鉱酸な含←沈澱剤溶液中で沈して、
これを溶解工程に返還する工程とを統一体にまとめた完
全な循環操作方法が確立できる。本発明の循環操作方法
では、原理的には化学薬品の添加や除去を必要とせず、
このことは従来技術に比べて全く新規な発明になる。

本発明の循環操作方法の最初の工程はセルロースカルバ
ミン酸塩のアルカリ溶液製造工程である。

セルロースカルバミン酸塩繊維の紡糸には、セルロース
カルバミン酸塩を水酸化ナトリウム水浴゛夜中に溶解し
て紡糸溶液を調製する。この紡糸溶液は５〜１２重量％
の水酸化ナトリウム中に溶解された４〜１４重量％のセ
ルロースカルバミン酸塩を含有している。溶解工程では
、次に述べるような態様で沈澱剤浴再生中に回収された
水酸化ナトＩＪウム溶液が有効に利用される。

前記の態様で紡糸工程で製造されたセルロースカルバミ
ン酸塩の水酸化ナトリウム溶液は紡糸口金を通して公知
の方法で沈誠剤浴中に紡糸され、コレニよってセルロー
スカルバミン酸塩は繊維状の生産品として沈澱する。本
発明の方法では、沈澱剤溶液として炭酸ナトリウム溶液
、好ましくは炭酸ナトリウム水溶液が用いられる。沈澱
剤浴中の炭酸ナトリウムの濃度は１０〜３０重蓋チ、好
ましくは加重量％以上、最も好ましくは約５重量係であ
る。

ｈ） 本発明の方法では沈澱剤溶液が従来技術に於ヰ徴である
。

紡糸繊維は沈澱剤的液から分離・洗浄して常法により乾
燥する。

紡糸される溶液と共に、水酸化ナトリウムもまた沈澱剤
溶液中に入る。連続法では、濃度を同じ水準に維持する
為に、送入された量に対応する量の水酸化ナトリウムを
抜き出す必要がある。通常、この沈澱剤溶液は最高で５
重ｉ％の水酸化す）　ＩＪウムを含んでいて、この範囲
では沈澱剤としての性質は阻害されない。同様に、沈澱
剤溶液中のセルロースカルバミン酸塩含有量も所望の範
囲以内に維持するように注意が払られれる。

本発明の循環操作方法における沈澱剤溶液の再生工程は
一群の工程から成り、これらの個々の工程自体は新規で
はないが、この一群の反応工程の組み合わせはこれまで
に理解されたことがなく、またセルロース誘導体接離の
製造用にこれらの組み合わせが利用できることは知られ
ていなかった。

本発明の教示にみられるように、水酸化ナトリウムはこ
の沈澱剤溶液から炭酸ナトリウムを結晶１ヒによって分
離することによって簡単に沈澱剤語液から回収できるこ
とが分る。残った母液は主に水酸化す）　ＩＪウム水溶
液から成り、このものはセルロースカル／Ｘ　ミン酸塩
の溶解用溶液に使用できる。。

沈澱剤溶液から炭酸す［・リウムを結晶化するのには溶
液を冷却するのが一奇よい。この結晶化は結晶化温度な
徐々に下げることによる一段もしくは数段の工程で実施
できる。後者の方法は母液の回収がより容易なので推奨
できる方法である。一段工程による結晶化では、極めて
厚手の結晶スラッジを扱わなければならず、取り扱いに
内錐を伴う。

多段式結晶化工程を採用する場合には、最初の工程では
約１０〜２０００に冷却すれば充分である。分離した結
晶は沈澱剤浴中に導入し、母液はさら：′ζ冷却して追
加的に結晶化させる。適当な究極冷却温度は約−５°Ｃ
である。その理由は該温度における炭酸ナトリウムの溶
解度はわずか約１．６係であり、この母液はそのままで
溶解工程に使用できろからである。そのうえ、この温度
の溶液は、セルロースカルバミン酸塩の溶解がこの温度
で適切に起こるので最も都合がよい。

当然ながら、核の添加、除去及び再循環のような結晶化
工程での全ての慣用手段の適用も可能である。

次に添附の図面に従って本発明をさらに詳しく説明する
。符号１で示されるセルロースカルバミン酸塩は溶解工
程２に導入される。このセルロースカルバミン酸塩はコ
ネクタ３を経由して溶解工程に送られた水酸化ナトリウ
ム水溶液中に溶解される。工程２で生じたセルロースカ
ルバミン酸塩浴液の濃度は所望の紡糸中条件に応じて、
溶解工程に導入される水酸化ナトリウムの量を水もしく
は蒸発水を加えて希釈してやることにより調節でキル。

一般に、セルロースカルバミン酸塩溶液の重量係である
。必要に応じて溶解を促進する添加剤を使用してもよい
が、これらの使用は本発明の範囲外である。

工程２で得られたセルロースカルバミン酸塩のアルカリ
溶液は符号４で示したコネクタを経由して紡糸工程及び
沈澱工程５に送る。

ここではこの溶液を紡糸口金（図示せず）を通して公知
の方法で沈澱剤溶液中に圧入して、セルロースカルバミ
ン酸塩を浴液から繊維状に沈澱させる。代わりに、フィ
ルム製造の場合にはスリットノズルを使用することもで
きる。工程５中の沈澱剤液は炭酸ナトリウム水溶液であ
る。紡糸工程及び沈澱工８５中の溶液にはまた、紡糸さ
れる。１子液と共に導入された水酸化ナトリウムを含ん
でいる。水酸化ナトリウムの量はセルロースカルバ、ン
酸塩の沈澱が阻害されるような水ｉ４，７４まで９ｒ、
＋加させてはならない。実際面では、紡糸工程での水酸
化ナトリウムの最高濃度は５〜６重量φまでが二′）容
され５ることが分ったが、好ましくは、この（１１をさ
らに低水準、例えば約３重破チ以下−・こ維持するのが
好ましい。

紡糸工程５中で生じたセルロースカルバミン順塩は公知
の方法で分離、予備処理、洗浄及び乾燥する。符号６〜
８にて示したこれらの工程は本発明の観点からは必須で
はな（、詳細な記載は省略しである。

紡糸工程及び沈澱工程５から、溶液をコネクタ９を通し
て引抜（が、この溶液は前記したように炭酸ナトリウム
以外にまた水酸化ナトリウムを含んでいる。工程１０で
は溶液中に含まれる水酸化ナトリウムの分離を、溶液か
ら炭酸ナトリウムを結晶化させることにより遂行する。

結晶化は冷却装置（図示せず）を使用して行なう。結晶
化した炭酸ナトリウムは溶液から分離し、必要に応じて
水洗する。次℃・で、この結晶はコネクタ１１を経由し
て沈澱工程５へ返送することができる。水酸化ナトリウ
ムを含む母液はコネクタ３を経由してセルロースカルバ
ミン酸塩溶解工程２に導入する。

この発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異な
る実施態様を構成することができることは明白である。

例えば、炭酸ナトリウム結晶化工程１０をいくつかの工
程に分ければ、それ自体は本発明の一部を構成しないに
しても異なった温度と異なった結晶化手段を適用するこ
とができるはずである。

（実施例） 次に実施例により本発明の循環操作方法をさらに詳しく
説明する。

実施例 ６．９］ｉｉ％のセルロースカルバミン酸塩、９重量％
の水酸化ナトリウムを含む溶液を調製した。

この溶液を２５°Ｃにおいて５重量％の炭酸ナトリウム
及び３重量％の水酸化ナトリウムを含む沈殿剤浴中で紡
糸した。この紡糸工程でセルロースカルバミン酸塩繊維
が生成したが、完全に満足できる物性を有していた。こ
の繊維を常法により沈画剤溶液から分離、洗浄し乾燥し
た。

この沈澱剤溶液から溶液１００重量部をとり、攪はんし
ながら５時間、２１．５°Ｃに冷却した。結晶化を促進
する為に、この溶液に０．０２重量部のＮａ２Ｃｏ３・
１０Ｈ２０結晶核を添加した。得られた結晶スラッジを
減圧ろ過により分離し、母液（５１，６重量部）を分析
した。これには５．３％のＮａＯＨと１３．３％のＮａ
２ＣＯ３が含まれていた。

母液を一５°Ｃに冷却し、５時間攪はんした。生成した
結晶をろ過により分離したところ、この母液には１．５
％のＮａ、＋ＣＯ３と９．７チのＮａＯＨが含まれ、こ
の組成自体でセルロースカルバミン酸塩の溶解に使用す
るのに適することが分った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に関するブロック略図である。 １・・・・・セルロースカルバミン酸塩、２・・・・・
・溶解工程、 ３・・・・・・コネクタ、 ４・・・・・・コネクタ、 ５・・・・・紡糸及び沈澱工程、 ６〜８・・・・・・分離、前処理、洗浄及び乾燥工程、
１０・・・・・結晶化工程、 １１・・・・・コネクタ。 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セルロースカルバミン酸塩のアルカリ溶液を製造
   し、該アルカリ溶液からセルロースカルバミン酸塩を沈
   澱させ、化学薬品を回収及び再循環する為の循環操作方
   法であって、該方法が次の工程 （ａ）セルロースカルバミン酸塩を水酸化ナトリウムの
   水溶液中に溶解してセルロースカ ルバミン酸塩のアルカリ溶液を調製し、 （ｂ）工程（ａ）で得られた溶液を炭酸ナトリウムを含
   む沈澱剤溶液と接触させることにより セルロースカルバミン酸塩を沈澱させて分 離し、 （ｃ）工程（ｂ）で得られた溶液から炭酸ナトリウムを
   結晶化し、 （ｄ）工程（ｃ）で得られた水酸化ナトリウムを含む母
   液をセルロースカルバミン酸塩の溶 解用に工程（ａ）に返送する工程 からなることを特徴とする方法。
2. （２）工程（ｃ）における結晶化を二つもしくは二つ以
   上の工程で実施することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の方法。
3. （３）工程（ｃ）における結晶化を、冷却することによ
   り実施することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
   第２項のいずれかに記載の方法。