专利摘要:
原料を溶媒と混合して溶液とし、その溶液から溶媒の一部を除去した後に成形装置へ送って成形物を製造する方法であって、成形物の製造に先立って前記溶液が希釈されることを特徴とする。
公开号:JP2011512460A
申请号:JP2010545408
申请日:2009-02-06
公开日:2011-04-21
发明作者:ヴィッテ,ダーニエル;シルトクネッヘト,ヘルムート;ディーナー,アンドレーアス;トレツァック,オリバー
申请人:リスト ホールディング アーゲー;
IPC主号:D01D1-02
专利说明:

[0001] 本発明は、原料を溶媒と混合して溶液とし、その溶液から溶媒の一部を除去した後に装置へ送って成形物を製造する方法及び装置に関する。]
背景技術

[0002] 本願では、「成形物」とは、天然又は人工の原料から製造された物体の全てを含む。通常、原料は型を用いて成型物とされる。例としてビスコースレーヨンについて説明するが、これに限定されるものではない。]
[0003] ビスコースレーヨンは、セルロースを原料とし、工業的にはビスコース法により製造される繊維である。ビスコースレーヨンの化学的性質は綿糸と同じである。]
[0004] ビスコースレーヨンと類似の製品にモーダルレーヨンがある。モーダルレーヨンはセルロースから成り、ビスコースレーヨンのように天然のパルプより製造される。しかし、やや異なった工程により、繊維強度が大きく及び性質が改善されている。]
[0005] テンセルレーヨン及びライオセルレーヨン(いずれも商品名)も、セルロース繊維に分類される。ライオセルレーヨンでは、パルプは、苛性ソーダとキサントゲン酸の誘導体による前反応は無く、変化せず直接に無毒の溶媒NMMO(N−メチルモルホリン−N−オキサイド)に溶解する。ライオセルレーヨンは、パルプの溶解度を下げて糸が形成されるように、希釈された水を含むNMMO浴内において紡糸される。このため紡糸液はノズルを通して浴中に圧入される。このライオセルレーヨンの製法は、例えば特許文献1〜3に記載されている。紡糸液は例えば特許文献4又は5に記載されているように、水平に作動する混練反応器において製造される。]
[0006] これらの装置において周知の方法により、紡糸工程において必要な粘度を得るためにセルロース濃度を調整して紡糸液が製造される。しかし、紡糸装置では低粘度の紡糸液しか加工できないので、紡糸液の製造の効率は低くなる。特殊な用途では、極めて低粘度、従って低濃度のセルロースが要求される。この場合、従来の技術では、紡糸液を効率よく製造することができない。]
先行技術

[0007] 独国特許発明第1713486号明細書
米国特許出願公開第447939A3号明細書
英国特許第8216566号明細書
独国特許発明第19837210号明細書
国際公開第02/20885A1号パンフレット]
発明が解決しようとする課題

[0008] 本発明は、上記の問題に鑑み、成形用の溶液及び成形物の製造効率を改善することを目的としている。]
課題を解決するための手段

[0009] 物体の成形工程の前に、成形用溶液を希釈することにより、上記課題が解決される。]
図面の簡単な説明

[0010] 再生原料から成形物を製造する方法を示すブロック図]
[0011] 本発明は、紡糸液などの成形用溶液と紡糸などの成形を分離し、それぞれが最適な粘度又はセルロース濃度で操作されることを基本としている。周知の混練反応器は高粘度で効率よく操作できるので、この段階は高濃度で操作して紡糸液を製造した後に、紡糸液は、濃アミンオキシド一水和物により、紡糸装置に要求される粘度又は濃度レベルへと希釈される。]
[0012] 成形用溶液と成形を分離することは、設備的には混練反応器と成形装置の間に、高粘度の成形用溶液を希釈するミキサーを挿入することを意味する。更に、二つの工程の間にバッファータンクを挿入すれば、分離が明確になる。]
[0013] どの様な成形物を製造するかは、重要なことではないが、単繊維、フリース又は紡糸が好ましい。しかし、フィルム、中空糸、膜などとして製造してもよい。紡糸ノズル、スリット状のノズル又は中空ノズルを用いて、溶液から所望のセルロース成形物を成形できる。成形に引き続き、すなわち凝固浴に投入する前に、成形物を延伸してもよい。]
[0014] 溶媒としては、第三アミンオキシド、特にアミンオキシド一水和物が好ましいが、これに限定されない。また、原料はセルロースに限定されず、たんぱく質、ポリラクチド又は澱粉など、又はこれらの混合物も含まれる。]
[0015] 溶解すべき原料は、1〜80%の水分を含んでいる。これを溶媒に溶解させると、溶解域の濃縮操作中に水分が減少する。]
[0016] 第一段階の終わりには、紡糸液のアミンオキシド一水和物中に溶解している原料は12〜28%となる。紡糸液は、必ずしもバッファータンクに貯蔵しなくてもよい。紡糸に先立って、紡糸装置において紡糸し易くするために、紡糸液はアミンオキシド一水和物により希釈される。紡糸液は、ポンプにより貯蔵タンクへと圧送されると共に、アミンオキシド一水和物は第二のポンプにより圧送中の溶液に添加される。アミンオキシド一水和物中の原料が4〜14%の低濃度で溶解した紡糸液が得られるように、2つのポンプが共動して操作される。希釈された紡糸液は、ミキサー内において処理される。このミキサーはバッファータンクとしても供される。]
[0017] 均質化された紡糸液は、ミキサー処理後にフィルターに圧送され更に均質化されることもある。フィルターのメッシュ巾は1〜500μmが好ましい。]
[0018] 紡糸液並びにアミノオキシド一水和物の光学的指標(屈折率)及び温度がミキサーの前後で制御される。屈折率は1.48と1.49の間に保持される。]
[0019] 紡糸液の濃度が変動しないように、全ての配管、ポンプ、ミキサー、すなわち紡糸液が接する設備の全体及びアミノオキシド一水和物の配管を加熱して紡糸液が凝集状態にならないようにする必要がある。加熱温度は、80℃から120℃に設定される。]
[0020] 更に、設備の全体、紡糸液、アミノオキシド一水和物及び/又は希釈された紡糸液を含め、圧力及び温度センサーにより監視して許容限度以上の過剰圧力を防ぐ必要がある。この過剰圧力防止は大気放出板により行なわれる。]
[0021] バッフアータンクへ貯蔵する場合には、このタンクも加熱し、紡糸液が気泡を含まないで送出入できるように配慮すべきである。紡糸液の送出は、例えば窒素ガスを液面上に導入して、与圧することが好ましい。窒素ガスには少し湿気を含ませることが必要である。]
[0022] 以下、本発明の利点、特徴及び詳細について、図面を用いて説明する。]
[0023] 不可欠な原料であるセルロースは供給配管1から混練反応器2へ供給される。このような混練反応器は例えば、独国特許出願公開第19940521A1号明細書又は独国特許発明第4118884号明細書により周知である。しかし、本発明ではこれらの混練反応器には限定されない。本発明では、後工程の紡糸に混入させる再生原料を処理する全ての処理装置が含まれる。]
[0024] 本実施例では、再生原料は、供給配管3から混練反応器に供給される溶媒、好ましくはアミンオキシド一水和物により処理される。]
[0025] 混練反応器において、加熱しながら原料と溶媒とが激しく混合されると共に溶媒が蒸発するので、高粘度の紡糸液が製造される。紡糸液は配送装置4によりバッファータンク5に送られる。ここで紡糸液は加熱下で貯蔵されることもある。紡糸液が必要な場合には、ポンプ6によりバッファータンク5から取り出されてミキサー7に配送される。このミキサーへの配管か又はミキサーへ直接に溶媒、好ましくはアミンオキシド一水和物がポンプ8により追加される。溶媒は供給配管9を通して追加される。]
[0026] ミキサー7内では、紡糸液がアミンオキシド一水和物により希釈される。液の混合は副次的なものである。]
実施例

[0027] 希釈された紡糸液は、ミキサー7から排出されてポンプ13によりフィルター10を通って圧送される。このフィルターにより紡糸液が再度均質化される。次いで必要に応じて、紡糸液はバッファータンク11に貯蔵される。紡糸は成形装置12において行なわれる。]
[0028] 1供給配管
2混練反応器
3 供給配管
4配送装置
5バッファータンク
6ポンプ
7ミキサー
8 ポンプ
9 供給配管
10フィルター
11 バッファータンク
12成形装置
13 ポンプ]
权利要求:

請求項1
原料を溶媒と混合して溶液とし、その溶液から溶媒の一部を除去した後に成形装置へ送って成形物を製造する方法であって、成形物の製造に先立って前記溶液が希釈されることを特徴とする方法。
請求項2
前記溶媒として第三アミンを用いることを特徴とする請求項1に記載の方法。
請求項3
前記溶媒としてアミノオキシド一水和物を用いることを特徴とする請求項2に記載の方法。
請求項4
前記原料は、セルロース、たんぱく質、ポリラクチド及び澱粉のいずれかであるか又はこれらの混合物であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の方法。
請求項5
前記原料は、1〜80%の水分を含み前記溶媒に溶解されることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の方法。
請求項6
紡糸液としての前記溶液は、アミノオキシド一水和物中に12〜28%の原料を含んでいることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の方法。
請求項7
紡糸液としての前記溶液は、紡糸前にアミノオキシド一水和物により希釈されることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の方法。
請求項8
前記溶液は、ポンプ(6)により圧送され、第二のポンプ(8)によりアミノオキシド一水和物が圧送中の溶液に添加されることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の方法。
請求項9
アミノオキシド一水和物中の原料が4〜14%の低濃度で溶解した溶液が得られるように前記2つのポンプ(6、8)が共動して操作されることを特徴とする請求項8に記載の方法。
請求項10
希釈された溶液が、下流の配管に直結するか分離して組み込まれてバッファータンクとしても供されるミキサー(7)内において処理されることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の方法。
請求項11
前記溶液はミキサー(7)により均質化された後に、1〜500μmのメッシュ巾を有するフィルター(10)に圧送され再度均質化されることを特徴とする請求項10に記載の方法。
請求項12
ミキサー(7)処理前後において、溶液並びにアミノオキシド一水和物中の屈折率及び温度が制御されることを特徴とする請求項11に記載の方法。
請求項13
前記屈折率は1.48と1.49の間に保持されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
請求項14
前記溶液、少なくともアミノオキシド一水和物又は希釈された溶液を含む配管、ポンプ及びミキサーの部分は80℃〜120℃に加熱されることを特徴とする請求項1ないし請求項13のいずれか1項に記載の方法。
請求項15
前記溶液、すくなくともアミノオキシド一水和物又は希釈された溶液を含む設備の部分は圧力センサ及び温度センサにより監視され且つ/又は許容限度以上の過剰圧力が大気放出板により防止されることを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載の方法。
請求項16
前記溶液は、バッファータンク(5)に貯蔵されるか又は、ポンプ(6)により直接にミキサーへ送られることを特徴とする請求項1ないし請求項15のいずれか1項に記載の方法。
請求項17
希釈された溶液はバッファータンク(11)に貯蔵されるか又は、直接に成形装置(12)に送られることを特徴とする請求項1ないし請求項15のいずれか1項に記載の方法。
請求項18
バッファータンク(11)内の溶液が加熱されることを特徴とする請求項16に記載の方法。
請求項19
希釈された溶液は、バッファータンク(5、11)に上方、側方又は下方から気泡が発生しないように送入され、下方から気泡が発生しないように送出されることを特徴とする請求項16ないし請求項18のいずれか1項に記載の方法。
請求項20
バッファータンク(5、11)内の充填状況がレーダ探査により測定されることを特徴とする請求項16ないし請求項19のいずれか1項に記載の方法。
請求項21
バッファータンク(5、11)内の液面が与圧されることを特徴とする請求項16ないし請求項19のいずれか1項に記載の方法。
請求項22
前記与圧は窒素ガスによって行われることを特徴とする請求項21に記載の方法。
請求項23
前記窒素ガスに少し湿気を含ませることを特徴とする請求項22に記載の方法。
請求項24
請求項1ないし請求項23に記載のいずれかの方法を実行する装置であって、混練反応器(2)と溶液の成形装置(12)の間に、前記溶液の粘度を低下させるミキサー(7)が挿入されていることを特徴とする装置。
請求項25
混練反応器(2)とミキサー(7)の間及び/又はミキサー(7)と成形装置(12)との間にバッファータンク(5、11)が備えられていることを特徴とする請求項24に記載の装置。
請求項26
ミキサー(7)の下流にフィルター(10)が配置されていることを特徴とする請求項24又は請求項25に記載の装置。
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