JPH0455622B2 - - Google Patents

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ソ
シアン酸から成る化合物であつて、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
ミン酸塩のアルカリ溶液を生成させて、該溶液か
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
塩を繊維やフイ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
抜き出して副生成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。したがつ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、一切の鉱酸を
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イルムの品質
についてある種の要求を満たさなければならな
い。例えば、沈澱によつ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つている。

（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。

(a) 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、 (b) 工程ａで得られた溶液を炭酸ナトリウムを含
有する沈殿剤溶液と接触させ、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ｂで得られた溶液から炭酸ナトリウムを
結晶化させ、これを工程ｂの沈殿剤溶液中に返
送し、 (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
ルバミン酸塩溶液の製造工程と、該セルロースカ
ルバミン酸塩溶液を鉱酸を含まない沈澱剤溶液中
で沈澱させる沈澱工程と、沈澱剤溶液の再生及び
再使用工程と、並びに水酸化ナトリウムを経済的
に回収して、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
溶液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
リ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澱剤浴中に紡糸され、
これによつ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重量％、好まし
くは20重量％以上、最も好ましくは約25重量％で
ある。

本発明の方法では沈澱剤溶液が従来技術に於い
て含まれる硫酸や他の鉱酸を一切含まないことが
特徴である。

紡糸繊維は沈澱剤溶液から分離・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重量％の水酸化ナ
トリウムを含んでいて、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われる。

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繊維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つ
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
晶化によつて分離することによつて簡単に沈澱剤
溶液から回収できることが分る。残つた母液は主
に水酸化ナトリウム水溶液から成り、このものは
セルロースカルバ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ナトリウムを結晶化するの
には溶液を冷却するのが一番よい。この結晶化は
結晶化温度を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
ツジを扱わなければならず、取り扱いに困難を伴
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10〜20℃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、母液はさらに
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℃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％であ
り、この母液はそのままで溶解工程に使用できる
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つ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
溶液の濃度は所望の紡糸条件に応じて、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き
る。一般に、セルロースカルバミン酸塩溶液の濃
度は４〜15重量％の範囲であり、また水酸化ナト
リウム含有量は５〜12重量％、典型的には約10重
量％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溶液から繊維状に沈澱さ
せる。代わりに、フイルム製造の場合にはスリツ
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
及び沈澱工程５中の溶液にはまた、紡糸される溶
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ミ
ン酸塩の沈澱が阻害されるような水準まで増加さ
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％までが許
容されうることが分つたが、好ましくは、この量
をさらに低水準、例えば約３重量％以下に維持す
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酸
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く、詳細な記載は省略
してある。

紡糸工程及び沈澱工程５から、溶液をコネクタ
９を通して引抜くが、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。次いで、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つた温度
と異なつ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重量％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℃において25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澱剤
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澱剤
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、撹
はんしながら５時間、21.5℃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・10H₂O結晶核を添加した。得られた結
晶スラツ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Na₂CO₃が含まれていた。

母液を−５℃に冷却し、５時間撹はんした。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Na₂CO₃と9.7％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つた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に関するブロツク略図で
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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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つて、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 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 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。