KR790001111B1 - Filtration of cellulosic solutions - Google Patents

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KR790001111B1
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filtration
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하폴라 에드먼드엠
에프 머어피 차알즈
사르키시안 아아더
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루이스 이 만
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Abstract

Viscose solns. used for spinning were filtered through stainless steel powder layers with redissolution of the insol. particles with NaOH soln. contg. CS2 for insol. cellulose material recovery. Thus, viscose contg. 1% (based on total soln.) regenerable cellulose, 6% NaOH, and 28% (based on cellulose) CS2 was filtered through a double layer of stainless steel particles of-40 to+70 mesh at the top at 2.8kg/cm2. The layer was treated with 9wt% NaOH soln. contg. 5 vol% CS2 after filtration of viscose.

Description

셀룰로오스 용액의 여과법Filtration of Cellulose Solution

본 발명은 셀룰로우스성 용액의 여과공정과 특별히 셀룰로우성 용액으로부터, 미용해 셀룰로우성겔과 섬유소의 제거와 재순환을 위한 연속공정에 관한 것이다.The present invention relates to a filtration process of a cellulosic solution and, in particular, to a continuous process for removal and recycling of undissolved cellulosic gels and fibers from cellulosic solutions.

비스코오스 추출물을 섬유 또는 필름으로 하기 전에, 겔, 섬유소 및 미용해 최종 재생 설룰로오스 생성물의 강도, 평활도 및 외양을 강화시키고 추출세공(오리피스)을 막히게 하지 않기 위하여 비스코오스를 여과하지 않으면 안된다.Prior to making the viscose extract into a fiber or film, the viscose must be filtered to enhance the strength, smoothness and appearance of the gel, fibrin and undissolved final regenerated cellulose products and not block the extraction pore (orifice).

여과단계는 비스코스 공정에서 심한 애로 사항중의 하나이다. 여과는 일반적으로 회분식(回分式) 여과공정에 의해 수행된다.The filtration step is one of the severe difficulties in the viscose process. Filtration is generally carried out by a batch filtration process.

여과후에 일반적으로 얇게 튼 솜, 나일론이나 기타 합성 펠트, 또는 각종 부직포가 방해를 받게되면 미용해물질은 일반적으로 여과 매개물질을 경사 처리법으로 제거하거나 또는 그 매개물질로부터 재세척하여 재사용 직전에 제거한다. 공정을 연속적으로 행하여 미용해 물질을 재순환시키는데 있어서의 난점은 여과물로부터 접착성의 미용해 물질을 분리하는 효과적인 방법과 겔 및 섬유소를 용해시키는 경제적인 방법이 없었다는 것이다. 극히 소량의 미용해 잔유물은 비스코오스 섬유와 필름을 추출하는데 곤란을 주기 때문에 본 문제가 특히 중요하다.After filtration, if generally thin cotton, nylon or other synthetic felt, or various nonwoven fabrics are disturbed, undissolved substances are generally removed by decanting or re-washing from the media before re-use. . The difficulty in recycling the undissolved material by running the process continuously is that there has been no effective way of separating the adhesive undissolved material from the filtrate and an economical method of dissolving gels and fibers. This problem is particularly important because extremely small amounts of undissolved residues make it difficult to extract the viscose fibers and films.

입자층에 의한 여과는 충전된 여과 매개물로부터 고체나 겔 잔유물을 제거하기위해 재세척하는 것으로서 잘 알려져 있다. 더우기 이러한 시스템은 셀룰로오스의 여과결과로 생긴 셀룰로오스 잔유물의 완전 회수와 재순환이 경제적으로 적용된 적은 없었다. 사용에서 다른 시스템은 버교적 비용이 고가이거나 또는 여과제거한 가치있는 셀룰로오스를 모두 회수할 수 없다.Filtration by the particle bed is well known as rewashing to remove solids or gel residues from the packed filtration media. Moreover, such a system has never been economically applied for complete recovery and recycling of cellulose residues resulting from filtration of cellulose. In use, other systems are not able to recover all of the valuable cellulose that is inexpensive or expensive.

따라서 본 발명의 목적은 간단하여 경제적이고 또 효율이 높은 셀룰로오스 용액에 여과법을 제공하려는데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a filtration method for a simple, economical and efficient cellulose solution.

본 발명의 다른 목적은 회수가능한 셀룰로오스성용액 여과법과 보통 폐기물 처리문제를 더욱 어렵게하는 모든 미용해 셀룰로오스성 물질의 충분한 이 용법을 제공하려는 데 있다.It is another object of the present invention to provide recoverable cellulosic solution filtration and full utilization of all undissolved cellulosic materials which make the problem of waste disposal more common.

본 발명의 또 다른 목적은 비스코오스 여과공정에서 미용해 셀룰로오스성 물질을 여과, 회수 및 재순환시키기 위한, 연속적인 방법을 제공하려는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a continuous process for filtering, recovering and recycling undissolved cellulosic material in a viscose filtration process.

이를 본 발명의 여려목적은 여과에 의해 셀룰로오스 용액으로부터 미용해 물질을 효과적으로 분리시키고 용융성 반응물질을 사용하여 미용해 셀룰로오스성 성분의 농축된 형태의 인공용액을 만듦으로 성취된다. 미용해 셀룰로오스성 물질의 분리는, 아래에서 설명하는 바와같이, 본공정에 특히 적합하다고 밝혀진 입자층 또는 분말층에 의해 행해진다. 미용해 셀룰로오스성 성분의 인공용액은 셀룰로오스 잔유물을 고도로 농축한 형태의 용액에 용해반응물질은 극히 비경제적인 양을 사용함으로써 만들어진다.This object of the present invention is achieved by effectively separating the undissolved material from the cellulose solution by filtration and by using a meltable reactant to make an artificial solution of the concentrated form of the undissolved cellulosic component. Separation of the undissolved cellulosic material is performed by a particle layer or a powder layer which is found to be particularly suitable for the present step, as described below. The undissolved cellulosic artificial solution is made by using an extremely uneconomical amount of dissolved reactants in a highly concentrated solution of cellulose residues.

더우기, 본 발명은 셀룰로오스 용액이 불활성인 입상물질층을 통하여 셀룰로오스 용액을 여과하여 미용해 물질을 부분적으로 용해시키기 위해(상기 미용해 물질의 일부용액은 셀룰로오스 원액의 농도보다 농축도가 크다) 입자층과 미용해 물질을 용매와 혼합하며 미용해 물질을 용해시키기 위하여 상기 일부 농축용액에 용해 반응물질을 첨가하고 미용해물질의 용액을 비롯간 반응물질을 회수하는 두 단계로 이루어져 있다. 이때, 본 용액은 미여과 셀룰로오스 용액으로 재순환시켜서 공지의 방법에서 발생되는 폐기류를 제거시킬 수 있다.Furthermore, the present invention is to filter the cellulose solution through the granular material layer in which the cellulose solution is inert so as to partially dissolve the undissolved substance (some solution of the undissolved substance has a higher concentration than the concentration of the cellulose stock solution). In order to dissolve the harmful substances with the solvent and to dissolve the undissolved substances, a dissolution reactant is added to the partial concentrated solution, and two steps of recovering the reactants including the solution of the undissolved substances. At this time, the present solution can be recycled to the unfiltered cellulose solution to remove the waste stream generated in the known method.

본 발명은 비스코오스의 공업적인 여과에 특히 응용할 수가 있으며, 비스코오스 용액의 여과방법에 의해 명백히 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 일반적으로 비스코오스에 부가하여 초산셀룰로오스, 하이드록시 에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스 및 동 종류의 것을 포함하는 셀룰로오스 용액에 적용할 수 있음이 특히 중요한 점이다.The present invention is particularly applicable to industrial filtration of viscose, and will be clearly explained by the filtration method of the viscose solution. However, it is particularly important that the present invention is generally applicable to cellulose solutions including cellulose acetate, hydroxy ethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose and the like, in addition to biscose.

비스코오스의 제조는 이황화탄소(CS2)와의 반응에 이어 알칼리 용액으로 처리함으로써 또한 묽은 알칼리용액 즉 일반적으로 수산화나트륨(NaOH)에 셀룰로오스 크산테이트를 용해시킴으로서 셀룰로오스를 셀룰로오스크산테이트로 전환시킴으로 증진된다.The preparation of the viscose is promoted by the conversion of cellulose to cellulose xanthate by treatment with an alkali solution followed by reaction with carbon disulfide (CS2) and also by dissolving cellulose xanthate in a dilute alkaline solution, usually sodium hydroxide (NaOH).

본 여과공정은 이황화탄소를 용융성 반응물질로서 사용하고 묽은 알칼리용액을 비스코오스 용액의 미용해 셀룰로오스성 성분을 완전히 용해시키기 위한 용매로서 사용하는 반응을 이용하여 증진된다.This filtration process is enhanced by the use of carbon disulfide as a meltable reactant and a dilute alkaline solution as a solvent to completely dissolve the undissolved cellulosic components of the viscose solution.

이러한 목적으로 전체 비스코오스 용액에 대하여 충분한 이황화탄소를 하용하는 것은 비용이 많이 들기 때문에 상업적으로 실시하기가 곤란하였다. 그러나 본 발명에서 이황화탄소는 소량에서 효율적으로 농축된 저항성 겔과 섬유소에 적용될 수 있다. 이황화탄소는 원액중의 셀룰로오스의 일반적으로 0.1%-0.2범위로 이용된다. 이 농축된 형태의 침전물로 인한 셀룰로오스 잔유물을 용해시키는데 필요한 이황화탄소의 양은 사실상 전체 공정량에 비해 소량이다.The use of sufficient carbon disulfide for the entire viscose solution for this purpose is expensive and difficult to perform commercially. In the present invention, however, carbon disulfide can be applied to resistant gels and fibers that are efficiently concentrated in small amounts. Carbon disulfide is generally used in the range of 0.1% -0.2 of the cellulose in the stock solution. The amount of carbon disulfide required to dissolve the cellulose residues resulting from this concentrated form of sediment is virtually small relative to the total process volume.

더우기, 다음공정에서 다량의 비스코오스 여과를 위한 용액의 일부로서 소량의 이황화탄소를 재순환시키는 것은 전체 원료원가의 증가를 증가시키지 않는다. 셀룰로오스성 잔유물을 완전 용해시키기 위하여 사용되는 반응물질과 용매는 입자모양의 셀룰로오스 유도체나 반응물질을 제조할때 통상적으로 사용되는 것들이며 용매와 반응물질은 용해된 셀룰로오스 성분들이 연속 또는 거의 연속적인 여과공정에서 재순환되고 사용되도록 미여과 셀룰로오스 용액의 용액제조의 양립할 수 있는 것이다. 초산 셀룰로오스의 경우에, 용매로서는 수산화나트륨 용액 대신에 75-90%의 초산용액이 사용되며 셀룰로오스 잔유물을 용해시키기 위한 반응물질은 반응 가능한 셀룰로오스의 175-250중량% 초산무수물이다.Moreover, recycling small amounts of carbon disulfide as part of the solution for large amounts of viscose filtration in the next process does not increase the overall raw material cost increase. The reactants and solvents used to completely dissolve the cellulosic residues are those commonly used in the preparation of particulate cellulose derivatives or reactants, and the solvents and reactants are continuous or nearly continuous filtration processes of dissolved cellulose components. It is compatible with solution preparation of the unfiltered cellulose solution to be recycled and used in the process. In the case of cellulose acetate, 75-90% acetic acid solution is used instead of sodium hydroxide solution, and the reactant for dissolving cellulose residue is 175-250% by weight acetic anhydride of the reactive cellulose.

하이드록시에틸셀룰로오스일 경우, 용매는 비스코오스 인때와 같이 묽은 알칼리수단화나트륨 용액이며 반응물질은 셀룰로오스의 20-70중량%인 산화에틸렌이다. 하이드록시프로필셀룰로오스일 경우, 용매는 묽은 알칼리 수난화나트륨이며 반응물질은 셀룰로오스의 25-75중량%인 산화프로필렌이다.In the case of hydroxyethyl cellulose, the solvent is a dilute sodium sudanate solution, as in the case of viscose, and the reactants are ethylene oxide, 20-70% by weight of cellulose. In the case of hydroxypropylcellulose, the solvent is dilute alkaline sodium hydroxide and the reactant is propylene oxide, 25-75% by weight of cellulose.

미용해 셀룰로오스 물질의 입자층과 미용해 셀룰로오스성 생성물은 우선 미용해 셀룰로오스를 부분적으로 용해시키기 위해 이들 용매로 세척되며 또한 완전 용해되도록 용해반응물질로 세척액을 처리하거나 또는 용매 및 반응물질을 동시에 첨가할 수 있다. 비스코오스 용액인 경우, 미용해 셀룰로오스성 겔, 섬유소의 인공용액은 셀룰로오스 잔유물의 중량에 기준해서 이황화탄소의 50중량%정도의 소량으로 완성될 수 있다. 그러나, 일반적으로 셀룰로오스 잔유물의 중량에 기준해서 과량의 이황화탄소가 사용되며 때로는 셀룰로오스 잔유물 중량의 2배이상이 사용된다. 미용해 셀룰로오스가 용해되는한, 상한선이 중요한 것은 아니다. 이와같이 이황화탄소의 양은 사실상 과다하거나 비경제적인 양은 아니라는 것을 주의하여야 한다. 왜냐하면 그것은 원액의 농도보다 극히 농축된 형태의 셀룰로오스 잔유물에 작용하고 또한 공정에서 대부분 재순환될 수 있기 때문이다. 입자층은 꼭 필요는 없지만 그것이 알칼리 용액이나 기타 용매와 혼합되기전에 완전히 차단시키는 것이 좋다. 여과는 어느정도 또는 완전히 막혔음이 나타날 정도로 여과속도가 떨어지면 정지시키는 것이 좋다.The particle layer of the undissolved cellulosic material and the undissolved cellulosic product may first be washed with these solvents to partially dissolve the undissolved cellulose, and then treated with the dissolution reaction material to dissolve completely, or the solvent and reactants may be added simultaneously. have. In the case of a viscose solution, the undissolved cellulosic gel and the artificial solution of cellulose may be completed in a small amount of about 50% by weight of carbon disulfide based on the weight of the cellulose residue. Generally, however, excess carbon disulfide is used based on the weight of the cellulose residue, sometimes more than twice the weight of the cellulose residue. As long as undissolved cellulose is dissolved, the upper limit is not important. It should be noted that the amount of carbon disulfide is not in fact excessive or uneconomic. This is because it acts on cellulose residue in a form that is extremely concentrated than the concentration of the stock solution and can also be recycled mostly in the process. The particle layer is not necessary, but it is better to block completely before it is mixed with alkaline solution or other solvents. The filtration should be stopped when the filtration rate drops to a degree that indicates some or complete clogging.

본 명세서에서 사용한 "액체가 더이상 흐를 수 없게 방해하는 것"이란 용어는 그것이 입상층을 일부 또는 완전히 막히게 될때 모든 여과속도의 정도를 나타내려는 것이다. 여과를 위한 입상층의 용법은 물론 공지이다. 그러나, 본 발명공정에서는 이들이 독특한 한가지 기능을 수행한다는 것이 밝혀졌다. 이들은 막히거나 그밖의 작용으로 공지의 셀룰로오스 여과에 이용된 다공성 플레이트류, 스크린류 또는 기타의 여과기류보다도 통공(通孔)을 막아 액체의 흐름을 방해하는 속도가 극히 느리다. 이에 대한 설명은 공지의 셀룰로오스 섬유 및 겔의 용해법에서 알 수 있다.As used herein, the term "interfering with the liquid no longer flowing" is intended to indicate the degree of all filtration rates when it partially or completely blocks the granular layer. The use of the granular layer for filtration is of course known. However, it has been found in the process of the present invention that they perform one unique function. These blockages or other actions are extremely slow in blocking the flow of the liquid by blocking the passage of pores than porous plates, screens or other filters used for known cellulose filtration. Description of this can be seen from known methods for dissolving cellulose fibers and gels.

크산테이트화 반응을 시킨 셀룰로오스를 가성 용액에 완전히 용해시키기 위해서는, 일정한 시간과 교반조작이 모두 필요하게 된다. 용매는 크산테이트화된 섬유를 침지하므로, 점도가 높은 농축용액층이 형성되어 섬유를 둘러싸게 된다. 교반하면 이 두꺼운 층이 충격을 받아 조각이 나게되어 주위의 액상층으로 변하며, 이것을 희석시켜 최대평균 점도로 되게 함과 동시에 반응한 섬유의 새로운 표면을 용매에 노출시킨다. 교반을 하지 않으면 각 섬유의 주위를 둘러싸고 있는 점착물이 점액성을 나타내기 때문에 용매에 의한 침투가 더 이상 일어나지 않도록 방해를 받아 매우 안정한 평윤된 겔이 생성하게 된다.In order to completely dissolve the cellulose subjected to the xanthate reaction in the caustic solution, both a fixed time and a stirring operation are required. Since the solvent immerses the xantified fibers, a concentrated solution layer having a high viscosity is formed to surround the fibers. Upon stirring, the thick layer is impacted and fragmented into a surrounding liquid layer, which is diluted to a maximum average viscosity while simultaneously exposing a new surface of the reacted fiber to the solvent. Without agitation, the adhesive surrounding each fiber exhibits mucus, which prevents further penetration by the solvent, resulting in a very stable flat gel.

입상층내에서는 점성을 가진 겔 단편은 어떤 통공(通孔)속으로 들어갈 수 있거나 또는 유동액에 일부 노출될 수 있다. 만약, 그것이 완전히 반응하게 된다면 유동액에 의해 "조각이 나게 되는" 겔은 극히 잘 용해될 수 있다. 그러나 불완전하게 반응하였거나 또는 그밖의 방법으로 손상된 섬유는 결국 입상내에서 모든 공간을 막게 된다. 또한 입상층의 이용은 다음 용해단계에서의 셀룰로오스성 잔유물의 분리를 촉진시켜 준다.In the granular layer, the viscous gel fragments may enter some pores or may be partially exposed to the fluid. If it is fully reacted, the gel "fragmented" by the fluid can dissolve extremely well. However, incompletely reacted or otherwise damaged fibers eventually block all space in the granules. The use of a granular layer also facilitates the separation of cellulosic residues in the next dissolution step.

다공성 플레이트와 스크린이 막혀버리면 완전히 세척해낼 수가 없다. 다른 한편, 미용해 셀룰로오스성 잔유물은 묽은 알칼리용액이나 기타 용매를 이용하여 완전히 입상층으로부터 간단히 제거시킬 수가 있다. 입상층은 실제로 여과장치의 부식성에 적합한 입자 또는 분말상태의 비스코스오일 경우에는 알칼리성, 셀룰로오스 유도체의 경우에는 산성 또는 중성으로 되는 수가 있다.If the porous plate and screen are clogged, they cannot be completely cleaned. On the other hand, the undissolved cellulosic residue can be simply removed from the granular layer completely using a dilute alkaline solution or other solvent. The granular layer may be alkaline in the case of viscose in the form of particles or powder suitable for the corrosiveness of the filter device, and acidic or neutral in the case of cellulose derivatives.

비스코오스 용액에 특히 적당한 입상층은 일종의 스테인레스강제 분말이며 그밖의 분말금속 즉 니켈, 탄소강 및 셀룰로오스용액에 불활성이며 비반응성인 기타 금속과, 합금 등이 사용될때도 있다. 폴리에틸렌 폴리프로필렌, 염화폴리비닐 및 테플론(폴리테트라플루오로에틸렌의 상품명)과 같은 유기 중합체가 또한 사용될 수 있다. 초자분말과 기타 불활성 입자물질들은 당분야에 숙련된 사람들에게 용이한 것이며 분말의 입도는 보통 미국 표준입도인 -20내지 +325메시의 범위가 일반적이다.Particularly suitable granular layers for the viscose solution are a kind of stainless steel powder, and other powder metals, other metals, alloys, etc., which are inert and non-reactive in nickel, carbon steel and cellulose solutions are sometimes used. Organic polymers such as polyethylene polypropylene, polyvinyl chloride and teflon (trade name of polytetrafluoroethylene) may also be used. Vitreous powder and other inert particulates are readily available to those skilled in the art, and powder sizes generally range from -20 to +325 mesh, which is a US standard particle size.

본원 방명의 방법은 반응물질과 함께 용매를 사용하여 입상층(粒狀層)을 통해 셀룰로오스 용액으로부터 미용해 물질을 여과분리할때, 상기 샐룰로오스 용액에 불활성인 입도 -20내지 +325의 금속분, 유기중합체 또는 세라믹분층을 통하여 상기 셀룰로오스 용액을 여과하고 상기 셀룰로오스 용액이 초산 셀룰로오스인 경우에는 초산, 하이드록시에틸이나 하이드록시프로필셀룰로오스인 경우에는 묽은 알칼리 용액과 미용해 물질이 함유된 상기 입상층을 혼합하고, 상기 혼합물에 초산셀룰로오스인 경우에는 초산무수물, 하이드록시에틸 셀룰로오스인 경우에는 산화에틸렌, 또한 하이드록시프로필렌 셀룰로오스인 경우에는 산화프로필렌을 가용화 반응제로서 첨가하여 상기 미용해 물질을 완전 용해하고 셀룰로오스 물질이 함유된 반응물질을 회수하여 미여과 셀룰로오스 용액에 상기 용액을 재순환시킴을 특징으로 한다.The method of the present invention provides a metal powder having a particle size of -20 to +325 which is inert to the cellulose solution when the undissolved material is filtered off from the cellulose solution through a granular layer using a solvent together with a reactant. The cellulose solution is filtered through an organic polymer or ceramic layer, and in the case of acetic acid, hydroxyethyl or hydroxypropyl cellulose when the cellulose solution is cellulose acetate. In the mixture, acetic anhydride in the case of cellulose acetate, ethylene oxide in the case of hydroxyethyl cellulose, and propylene oxide in the case of hydroxypropylene cellulose are added as a solubilizing agent to completely dissolve the undissolved substance and Recover the reactants containing the substance The solution is recycled to an unfiltered cellulose solution.

본 발명을 더욱 상세히 기술하면 다음과 같다.The present invention is described in more detail as follows.

비스코오스 용액을 보통 25-150psig, 그러나 특수한 경우에는 400psig까지의 압력 조건하에서 입상 물질층을 통해 투입시킨다.Viscose solution is usually introduced through the granular material layer under pressure conditions up to 25-150 psig, but in certain cases up to 400 psig.

일정량의 용액이 여과기를 통해 통과된 후에, 불완전하게 용해된 셀룰로오스 섬유와 겔의 비교적 작은 단편은 압상층에서 거의 고형체의 구조로 되어 그 이상용액의 흐름을 방해할 때까지 분말층을 부분적으로 또는 완전히 막아버린다. 일반적인 경우에는 완전한 막힘이 일어나기 전에 200리터 이상의 비스코오스 용액은 -20내지 +70메시로 등분된 0.3리터의 스테인레스 강제분말층 4.5cm(1¾인치)를 통과시키며 이때 입상층을 제거하여 미용해 셀룰로오스 물질을 부분적으로 용해시키고 겔과 섬유를 분리하기 위해 9%의 수산화나트륨 용액 약 0.5리터를 사용하여 교반시켜 주면서 세척한다. 잔류 미용해 물질은 새척용액과 스테레스강 분말층의 상부에 뜨는 탁도(濁度)로서 나타나게 된다. 이때 용액을 교반시켜 잔유하는 셀룰로오스 잔유물을 인공적으로 용해시켜 주면서, 용액을 따라 내버리고 과량의 이황화탄소 예를들면 9%의 수산화나트륨 용액 20밀리리터 당 1밀리리터의 이황화탄소를 사용하여 처리한다.After a certain amount of solution has passed through the filter, the relatively small fragments of incompletely dissolved cellulose fibers and gels form a nearly solid structure in the compaction layer, partially or partially through the powder layer until it hinders the flow of the excess solution. It is completely blocked. Typically, more than 200 liters of viscose solution pass through 4.5 liters (1¾ inch) of a 0.3 liter stainless steel powder layer equally divided into -20 to +70 mesh before complete blockage occurs. The solution is partially dissolved and washed with stirring using about 0.5 liter of 9% sodium hydroxide solution to separate the gel and fibers. Residual undissolved material appears as a turbidity that floats on top of the freshwater solution and the stainless steel powder layer. At this time, the solution is stirred to artificially dissolve the remaining cellulose residues, discarded along the solution and treated with an excess of carbon disulfide, for example, 1 milliliter of carbon disulfide per 20 milliliters of a 9% sodium hydroxide solution.

바람직하기로는 이황화탄소를 알칼리 용액에 가하여 그 혼합액을 막혔거나 또는 부분적으로 막힌 분말층에 첨가하여 분말층은 제거하지 않는다. 형성된 탁도는 분말층과 용액을 교반하여 셀룰로오스 잔유물을 반응시켜 점도가 낮은 매개물질중에 용해시킬때 뚜렷이 나타나게 된다. 이때 용해된 셀룰로오스 잔유물이 들어있는 9%수산화나트륨 용액과 이황화탄소의 세척액을 스테인레스 강층으로부터 따라 내버린후에 여과시킬 비스코오스 용액 200리터 용액와 일부를 재순환시킨다. 분말층은 다음의 여과순환에 재사용할 수 있다.Preferably, carbon disulfide is added to the alkaline solution and the mixed solution is added to the clogged or partially clogged powder layer so that the powder layer is not removed. The turbidity formed becomes apparent when the powder layer and the solution are stirred to react the cellulose residue to dissolve in a low viscosity medium. At this time, the 9% sodium hydroxide solution containing the dissolved cellulose residue and the carbon disulfide washing solution were drained from the stainless steel layer, and the 200 liter solution of the biscose solution to be filtered and part was recycled. The powder layer can be reused in the next filtration cycle.

여과하지 않은 셀룰로오스의 원액에는 그 중량이 매우 가벼운 미용해 물질이 들어있다. 9%의 재생가능한 셀룰로오스가 들어있는 전형적인 미여과 비스코오스 용액에서는 0.1-0.2%의 셀룰로오스는 용해되지 않는다.Unfiltered cellulose stock contains undissolved substances that are very light in weight. In a typical unfiltered viscose solution containing 9% renewable cellulose, 0.1-0.2% of cellulose will not dissolve.

미반응 잔유물을 여과한다음 원액보다 훨씬 고농도에서 약 25-200배의 비율로 묽은 알칼리 용액에 용해시킨다.Unreacted residue is filtered and dissolved in dilute alkaline solution at a rate of about 25-200 times at much higher concentrations than the stock solution.

알칼리 용액의 중량은 원액의 약 0.5-4중량%, 일반적으로는 약 1중량%이다. 묽은 알칼리 용액의 용량은 막힌 여과기 용적의 약 2배이다. 묽은 알칼리 용액농도는 알칼리 금속 수산화물의 7-11중량%의 농도라야 한다. 특정한 알칼리 또는 염기의 선택에 어떤 한계가 있는 것은 아니나 수산화나트륨은 비스코오스법에서 광범위하게 이용된다. 그러나 수산화리듐이나 수산화칼륨과 같은 기타 염기성 물질도 사용되며 특별한 염기의 신택은 당분야에 숙달된 사람들에게는 용이하게 실시할 수 있는 것이다. 다른 한편, 금속실리카 분말이나 또는 그 밖의 방법으로 분말층 내에서 생기는 기타 비셀룰로오스 오염물질들을 세정하기 위해서 자력 또는 중력분리법이 사용되기도 한다. 여과된 용액 중의 분말층으로부터 빠져나온 금속입자도 역시 자력장치로 떨어뜨리게 되어있어 그 층의 유지는 100% 확보된다.The weight of the alkaline solution is about 0.5-4% by weight of the stock solution, generally about 1% by weight. The capacity of the dilute alkaline solution is about twice the volume of the clogged filter. The dilute alkali solution concentration should be 7-11% by weight of the alkali metal hydroxide. Although there is no limit to the selection of a particular alkali or base, sodium hydroxide is widely used in the viscose method. However, other basic materials such as lithium hydroxide or potassium hydroxide are also used, and the selection of a particular base can be readily performed by those skilled in the art. On the other hand, magnetic or gravity separation methods may be used to clean metal silica powder or other non-cellulosic contaminants generated in the powder layer by other means. The metal particles coming out of the powder layer in the filtered solution are also dropped by the magnetic device so that the holding of the layer is 100% secured.

본 발명의 한가지 실예를 보면 여과시에는 거친 층과 미세한 층을 가진 입상층이거나 또는 하나는 거칠고 다른 하나는 미세한 두가지 별도의 층을 사용한다. 이러한 2가지 입도의 분말층을 통해 여과시킨 비스코오스 용액은 상당한 양의 여액과 인조견사를 생성한다.In one embodiment of the present invention, the filtration uses a granular layer having a coarse layer and a fine layer, or two separate layers, one rough and the other fine. The viscose solution filtered through these two particle size powder layers produces a significant amount of filtrate and artificial silk thread.

분말층의 첫부분(일반적으로 윗부분)은 -20내지 40메시의 입도이면 둘째 부분인 미세층은 -40내지 70메시 범위의 입도이다. 자성이나 비중이 다른 분말을 이용하면 거친 입자층을 만들기 위해서 미세층 위에 놓을 수 있다.The first part of the powder layer (usually the upper part) has a particle size of -20 to 40 mesh, while the second part of the powder layer has a particle size in the range of -40 to 70 mesh. Powders with different magnetic or specific gravity can be placed on the microlayers to form a coarse grain layer.

하기 실시예에서는 별도 지시가 없는한, 모든 백분율은 중량%로 나타낸 것이며 모든 매시의 크기는 미국표준 입도규격이다.In the following examples, unless otherwise indicated, all percentages are in weight percent and all mash sizes are US standard particle size standards.

[실시예 1]Example 1

깊이 4.45cm(1 3/4인치), 직경 12.7cm(5인치)의 스테인레스강 분말층을 만든다. 그 분말층의 아래쪽 2.54cm(1인치)는 미국표준 입도규격 -40내지 70메시이다. 분말층의 위쪽 1.91cm(3/4인치)는 -20내지 40메시의 스테인레스강 분말로 되어있다.A layer of stainless steel powder that is 4.45 cm (1 3/4 inch) deep and 12.7 cm (5 inch) in diameter is made. The bottom 2.54 cm (1 inch) of the powder layer is the US standard grain size -40 to 70 mesh. The upper 1.91 cm (3/4 inch) of the powder layer is made of -20 to 40 mesh stainless steel powder.

일정한 공급압력을 유지하기 위해서 40psig로 압축된 공기를 이용하여 밀폐된 압력기에서 여과시킨다. 비스코오스 용액은 9%(전체 용액에 대해)의 재생 가능한 셀룰로오스 6%의 수산화나트륨(전체 용액에 대해)과 28%의 이황화탄소(용액의 셀룰로오스 함량에 대해)의 조성을 갖는다. 충전치(充塡値)를 구하기 위해서 별도의 그러나 동일한 용액을 스테인레스강분말층을 통하여 여과하고 이 중면을 가진 57.70그램(2온스)의 솜층과 169.60그램(6온스)의 광동 플란낼층으로 된 표준 비스코오스 여과매질을 통하여 여과시켰다. 여과한 용액은 여과기가 막힐때까지 표준매질을 통하여 재여과하였다. 입상 여과에서 얻은 충전치는 최소한 공지 여과매질과 같고 일반적으로는 그보다 더 좋았다. 더우기 여과효율은 입상층의 재사용과 미용해 셀룰로오스 입자의 재생 및 이들을 가성용액의 일부로서 비스코오스의 흐름중에서 다시 투입시키는 재순환과정의 결과로 인하여 감소되지 않았다.Filtration in a closed pressure press with air compressed to 40 psig to maintain a constant supply pressure. The viscose solution has a composition of 9% (for the total solution) of renewable cellulose 6% sodium hydroxide (for the total solution) and 28% of carbon disulfide (for the cellulose content of the solution). To obtain the fill, a separate but identical solution was filtered through a stainless steel powder layer, with a standard double-sided 57.70 grams (2 oz.) Cotton and 169.60 grams (6 ounces) Guangdong flannel. It was filtered through a viscose filter medium. The filtered solution was refiltered through standard media until the filter was clogged. The fill value obtained from the granular filtration was at least equal to, and generally better than, the known filter media. Moreover, the filtration efficiency was not reduced as a result of the reuse of the granular layer and the regeneration of the undissolved cellulose particles and the recycling of them back into the viscose stream as part of the caustic solution.

[실시예 2]Example 2

여과성의 기본 시험은 비스코오스 섬유의 방사 효과에 대한 것이다. 일련의 4리터용 비스코오스를 1개의 18.93리터(5갤런) 뱃치로부터 취하여 그 각각을 별도의 방법으로 여과시켰다. 그 하나는 나일론 얇게 튼 솜 면 플란낼을 통하여 여과시키고 또 하나는 얇게 튼 솜 면 플란낼을 통해서 그리고 세번째 것은 실시예 1에서와 같이 -40내지 70메시의 스테인레스강 분말층을 통하여 여과시켰다. 각각의 경우에서 비스코오스 용액은 타이어 사(

Figure kpo00001
)에 사용하였던 형태의 조성. 예를들면 7%의 재생 가능한 셀룰로오스(전체용액에 대하여), 6%의 수산화나트륨(전체 용액에 대하여) 및 34%의 이황화탄소(셀룰로오스에 대하여)를 가지고 있었다. 그 결과는 실시예 1에 따라 스테인레스강 분말층을 통하여 여과시킨 시료의 피로기(疲勞期), 코오드 강도 및 철분제거는 나일론 펠트 얇게 튼 솜 면 플란넬 또는 얇게 튼 솜 면 플란넬을 통과시키는 공지의 방법으로 여과시킨 시험시료의 그것과 같거나 또는 더 좋다는 것을 나타내었다. 물론 이러한 결과는 폐유출물이 거의 생성하는 일이 없이 달성되었다.The basic test of filterability is the spinning effect of viscose fibers. A series of 4 liters viscose was taken from one 18.93 liter (5 gallon) batch and each of them was filtered by a separate method. One was filtered through a nylon thin cotton cotton flannel and the other was filtered through a thin cotton cotton flannel and a third through a -40 to 70 mesh stainless steel powder bed. In each case the viscose solution is
Figure kpo00001
Composition in the form used. For example, it has 7% renewable cellulose (relative to total solution), 6% sodium hydroxide (relative to total solution) and 34% carbon disulfide (relative to cellulose). The result is a known method of fatigue, cord strength and iron removal of a sample filtered through a stainless steel powder layer according to Example 1, through a nylon felt thin cotton flannel or thin cotton flannel. It was shown to be equal to or better than that of the test sample filtered with. This result, of course, was achieved with little generation of waste streams.

직경 12.7cm(5인치), 깊이 4.45cm(1 3/4인치)의 스테인레스강 분말층을 이용하는 본 발명법에서의 평균유속은 40psig의 압력에서 시간당 78.1

Figure kpo00002
/m2(19.2gal/ft2hr)이다. 이 유속은 몇배 이상의 압력(100-150psig)을 작동시키는데 필요한 공지의 비스코오스 여과기 압력에 의한 유속보다 시간당 7.66-15.2
Figure kpo00003
/m2(2.2-4.4gal/ft2/hr) 4배이상이다.The average flow velocity in the method of the present invention using a stainless steel powder layer of 12.7 cm (5 inches) in diameter and 4.45 cm (1 3/4 inch) in depth is 78.1 per hour at a pressure of 40 psig.
Figure kpo00002
/ m 2 (19.2 gal / ft 2 hr). This flow rate is 7.66-15.2 per hour than the flow rate due to known viscose filter pressures required to operate several times more pressure (100-150 psig).
Figure kpo00003
/ m 2 (2.2-4.4gal / ft 2 / hr) more than four times.

따라서, 본 발명의 방법은 순환조작기간-체류 및 휴지시간이 보다 긴 공지의 여과법에 비해 많은 이점 즉 낙하된 비스코오스와 미용해 겔을 회수함으로써 오염을 방지할 수 있고 여과기 매개물질의 유지비를 절감시켜 구는 여과층을 완전 자동화할 수 있는 능력을 제공하여 준다. 그것은 또한 공지의 여과기 시스팀에 의해서는 허용될 수 없는 조성을 가진 각종 펄프의 경제적 사용을 가능케 하여 준다.Therefore, the method of the present invention can prevent contamination and recover the filter medium by maintaining many advantages compared to known filtration methods having a longer circulating operation period-retention and rest time, that is, dropping viscose and undissolved gel. The spheres provide the ability to fully automate the filter bed. It also allows the economic use of various pulp with compositions that are unacceptable by known filter systems.

Claims (1)

반응물질과 함께 용매를 사용하여 입상층(粒狀層)을 통해 셀룰로오스성 용액으로부러 미용해 물질을 여과분리함에 있어서 상기 셀룰로오스 용액에 불활성인 입도 -20내지 +325의 금속분, 유기중합체 또는 세라믹분 층을 통하여 상기 셀룰로오스 용액을 여과하고 상기 셀룰로오스 용액이 초산셀룰로오스인 경우에는 초산, 또 하이드록시에틸이나 하이드록시프로필 셀룰로오스인 경우에는 묽은 알칼리 용액과 미용해 물질이 함유된 상기 입상층을 혼합하고 상기 혼합물에 초산셀룰로오스인 경우에는 초산무수물, 하이드록시 에틸셀룰로오스인 경우에는 산화에틸렌, 하이드록시프로필렌 셀룰로오스인 경우에는 산화프로필렌을 가용화 반응재로서 첨가하여 상기 미용해 물질을 완전 용해하고 셀룰로오즈 물질이 함유된 반응물질을 회수하여 미여과 셀룰로오즈 용액에 상기 용액을 재순환시킴을 특징으로 하는 셀룰로오즈 용액의 여과법.Metal powders, organic polymers or ceramic powders having a particle size of -20 to +325 which are inert to the cellulose solution in the separation of undissolved materials from the cellulosic solution through the granular layer using a solvent together with the reactants. The cellulose solution was filtered through a layer, acetic acid if the cellulose solution was cellulose acetate, or a dilute alkaline solution and the granular layer containing the undissolved substance were mixed if the cellulose solution was hydroxyethyl or hydroxypropyl cellulose and the mixture In the case of cellulose acetate, in the case of cellulose acetate anhydride, in case of hydroxyethyl cellulose, ethylene oxide, and in case of hydroxypropylene cellulose, propylene oxide is added as a solubilizing reaction agent to completely dissolve the undissolved substance and to contain a cellulose substance. Recover Unfiltered Cellulite Filtration of the cellulose solution, characterized by recirculating the solution in Sikkim Oz solution.
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