JPH09503035A - 中空糸から管腔充填材及び他の可溶性残渣を除去する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 中空糸束から管腔充填材と他の可溶性残渣を除去する方法と装置とが説明されている。中空糸束は、先ず、遠心分離によりおおよそ充填材その他を除去され、次いで、有利には多段式の洗浄及び遠心分離によって洗浄される。第１段の洗浄は、有利には流し洗い方式で、第２段以降はそれぞれ循環洗浄方式で行われる。一定濃度に達した後、洗浄剤は、それぞれ次の段の洗浄に用い、第１段の洗浄剤は、回収へ回される。

Description

【発明の詳細な説明】 中空糸から管腔充填材及び 他の可溶性残渣を除去する方法 本発明は、中空糸から管腔充填材及び又は他の可溶性残渣を除去する方法に関 するものである。 中空糸、特に中空糸膜を、きわめて様々な有機ポリマー又は合成ポリマーから 製造する方法は、種々公知である。中空糸製造に必要な紡糸溶液の押出し時には 、管腔（中空糸の中空の内室）が確実に形成されるように、通例、環状紡糸ノズ ルから押出される紡糸溶液内へ液体（管腔充填材）が圧入される。この管腔充填 用の液体として用いられるのは、中空糸ポリマーを変化させたり、中空糸製造に 必要な媒体と反応することのない液体に限られる。 したがって、例えばセルローズの中空糸膜製造時には、イソプロピルミリステ ートが管腔充填材として用いられる。この管腔充填材は、フルオロ炭化水素（Ｆ ＣＫＷ）を介して、中空糸膜から再び除去はできるが、その場合、洗浄剤を再び 完全に、例えばガス洗浄により中空糸膜から除去する必要がある。加えて、ＦＣ ＫＷの使用は、環境に極めて悪影響を与えるため、避けるべきだろう。 他のポリマー、例えばポリアミド、ポリアクリルニ トリル、ポリエーテルスルフォンの場合も、それぞれ特定の管腔充填材を必要と し、これらの充填材が、また特定の溶剤を用いなければ中空糸膜から除去できな い。しばしば用いられる溶剤は、この場合も、極めて環境に有害か、高額の出費 なしには除去不可能のいずれか、又はこの両方である。 中空糸から管腔充填材を除去する方法としては、既に種々の方法が公知である 。例えば、中空糸製造時に、易揮発性の管腔充填材を用い、この充填材を圧力下 でガス洗浄することで容易に中空糸から除去することができる。しかし、セルロ ーズの中空糸製造時に利用される易揮発性の充填材は、これまで発見できていな い。比較的高沸点の充填材を用いねばならない他の中空糸の場合も、場合により 熱作用を加えて行われるガスによる充填材直接除去は、不可能か、又は可能でも 極めて長い時間を必要とする。 旧東ドイツ特許第２２４３４３号明細書により公知の、中空糸から充填材を除 去する装置の場合、複数中空糸束が、半径方向に遠心分離機内に配置され、まず 始めに充填材の大部分が投出されるようにする。次いで、中空糸束の出口側が閉 じられ、中空糸束に溶剤を加え、中空糸束が完全に溶剤に浸漬されるようにする 。次に、充填材を含んだ溶剤を遠心分離する（粗洗浄）。その後で、新たに溶剤 を供給し続けながら、遠心分離することにより、仕上げ洗浄を行なう。続いて、 溶剤をガスによって揮発させる。その場合、遠心分離機は作動させたままにする 。公知の装置を用いたこの方法は、多量の溶剤及び洗浄ガスを必要とするので、 不経済と言わざるを得ない。 更に、旧東ドイツ特許第２１９８０４号明細書により公知の、中空糸から充填 材を除去する方法の場合、先ず充填材がおおよそ除去され、中空糸束が、充填材 の溶剤である洗浄剤により２段階で端側から洗浄され、引き続きガスにより溶剤 が除去される。この方法は、巻き上げた中空糸マットに用いられる。この場合も 、大量の溶剤及びガスが消費される。 以上の２つの方法は、遠心分離機から排出される多量の溶剤及びガスから、充 填材、溶剤、ガスを回収するには、大量のエネルギー消費を必要とすることから も、不経済と言わねばならない。本発明の根底をなす課題は、したがって、充填 材及び又は他の可溶性残渣を中空糸から除去する方法、すなわち、管腔充填材を 、先ず遠心分離によっておおよそ除去し、更に、中空糸束に溶剤を端側から供給 して洗浄かつ遠心分離し、引き続き溶剤をガスにより除去する方法の場合に、環 境に有害な影響を最小化し、かつ溶剤及びガスを経済的に使用できるようにする ことにある。 本発明によれば、この課題は、有限長の中空糸を複数の束にまとめて、端側か ら溶剤を中空糸束に吹き付けて洗浄することによって解決された。有利には、こ の洗浄は、少なくとも３段階で行なうようにする。その場合、第1段では、流し 洗い形式で、以後の２段階では循環形式で洗浄する。充填材及び又は可溶性残渣 を含む溶剤は、各段階で別個に捕集し、第１段の溶剤は回収処理に回し、以後の 段の溶剤は、次の段の吹き付けに用いるのが有利である。 本発明の意味では、端側からの吹き付けとは、端側から溶剤を吹き付けると同 時に遠心分離を行なうという意味であり、その結果、溶剤は、遠心力によって中 空糸束を全横断面にわたって流過し、それによって、溶剤が、大した障害なしに 、また中空糸の外側を伝って流れることなしに、中空糸内部を貫流する。この目 的のために、中空糸束は、遠心力が作用する方向に、言い換えると、中空糸束の 縦軸線が少なくともおおよそ半径方向外方へ向くように、遠心分離室内に配置さ れる。 充填材を更に除去するさいに、既に溶剤を含む前段階の溶剤を再使用すること によって、多量の溶剤が節約される。 本発明の方法は、最高８段階で行なう場合、極めて優れた成績が得られる。そ の場合、第1段の吹き付け後、吹き付けを次のように循環させて行なう。すなわ ち、吹き付けた溶剤を、中空糸束を流過後に捕集して、再び、端側から中空糸束 に吹き付け、これを、溶剤に含まれる充填材及び又は可溶性残渣の含有量が、ほ ぼ一定になるまで続けるのである。その場合、各段階で、中空糸内の残留充填材 量を効果的にチェックする。 中空糸内の管腔充填材の含有量が、定常的に明らかに許容含有量以下の低含有 量になるようにするには、最終段でも循環形式で行なうのが有利である。その場 合、特に効果的と判明したのは、最終段には、出来るだけ充填材ないし可溶性残 渣の含有量が低い値の、例えば最高２０ｐｐｍ、有利には最高５ｐｐｍの洗浄剤 を用いることである。端側からの吹き付けの最終段での含有量によって、中空糸 内の管腔充填材の残留含有量を正確に確定できる。 最終洗浄段では、循環により調整される一定の充填材ないし可溶性残渣含有量 は、出来るだけ低くするのが有利である。なぜなら、この濃度は、完成膜の純度 の基準ともなるからである。この濃度は、３００〜４００ｐｐｍ以下，有利には ２５０〜２００ｐｐｍ以下とするのが、有利である。調整濃度が、課せられた品 質要求に合致しない場合は、例えば、更に１段階以上の洗浄段を後置するか、又 は１段階当たりの洗浄剤量を増加させるかする必要がある。 個々の洗浄段の間に、洗浄段階が終って洗浄剤が供給されなくなってから少し 後まで、遠心分離を継続し、出来るだけ多くの液体を投出するようにするのが有 利である。本発明の方法の場合、第１段で捕集された 、管腔充填材濃度の高い溶剤から、充填材と溶剤とを十分に回収でき、相応の純 度で再使用が可能である。本発明の方法を特に効果的に実施できるのは、個別の 段階で、中空糸体積の０．３〜１０倍、有利には０．６〜５倍の溶剤が用いられ る場合である。この体積は、完全な洗浄に要する貫流洗浄剤の総量に相応する。 以下で、本発明の方法を、図面および実施例につき説明する。 図面： 図１は、４つの吹き付け洗浄段階を有する本発明の方法を示した略示図である 。 図２は、遠心分離機の横断面図である。 図３は、図２の遠心分離機の蓋を除去して示した平面図である。 図４は、遠心分離機への装入用中空糸束容器を示した斜視図である。 図１には、４吹き付け洗浄段階を有する本発明の過程を略示した図である。先 ず、中空糸束が遠心分離され（管腔充填材の遠心分離）、大部分の充填材が除去 される。第１洗浄段（洗浄遠心分離）では洗浄剤槽３からの既に充填材を含有す る溶剤が、中空糸束へ端側から吹き付けられ、洗浄剤槽４内へ排出される。次い で、洗浄剤槽２からの溶剤が、更に充填材を除去するために、吹き付けに用いら れ、抽出処理１と洗浄剤槽２との間を循環する。 第２洗浄段が終ると、洗浄剤槽２の溶剤は洗浄剤槽３へ排出される。第３洗浄 段（抽出処理２）では、洗浄剤槽１からの溶剤が用いられ、抽出処理２と洗浄剤 槽１との間を循環する。第３洗浄段が終ると、洗浄剤槽１の溶剤は洗浄剤槽２へ 排出される。第４洗浄段では、純溶剤又は回収溶剤のタンクから予め充填された 洗浄剤槽０の溶剤を用いて最終洗浄が行なわれ、この場合は、抽出処理３と洗浄 剤槽０との間で循環が行なわれる。中空糸内部に目標最終洗浄度を達成するため には、場合によって、この段階でタンクから溶剤を後配量するか、又は、溶剤の 充填材含有量が所定値、例えば４００ｐｐｍを超えている場合には、新しい溶剤 を改めて循環させるようにすることができる。最終洗浄、すなわち第４段の終了 後、溶剤は、洗浄剤槽０から洗浄剤槽１へ排出される。洗浄剤槽０は、次の洗浄 過程のために、再び充填される。第４洗浄段が終ると、今度は、中空糸束に端側 から乾燥ガスが貫流される。この場合も、ガスを循環（乾燥ガス循環部と乾燥遠 心分離機との間を）させることができる。これによって、溶剤が気化される。洗 浄され、乾燥された中空糸束は、次いで仕分けと包装に回される。乾燥ガス中か らは、再び溶剤が凝縮せしめられる。洗浄剤槽４からの溶剤は、回収に回され、 回収された溶剤は、洗浄液タンクへ戻される。回収された溶剤は、再び、新しい 中空糸製造に使用できる。 図２には、本発明による方法の実施に適した遠心分離機の横断面図が示され、 図３には、その平面図が示されている。符号１は遠心分離機の外壁であり、符号 ２は遠心分離機の蓋である。蓋２は、開閉手段３を介して開閉される。これらの 手段３は、ここでは詳説しない。遠心分離機のシーブバスケット４内へは、図３ から最もよく分かるように、中空糸束５が、半径方向に装入される。この目的の ために、シーブバスケット４には、スペーサ１６によって空所１５が確保されて いる。溶剤は、フランジ管６を介して矢印Ａ方向に分配器に供給される。中空糸 束５に対する端側からの均等な吹き付けには、スプレーノズル８が用いられる。 高回転数で回転するシーブバスケット４の遠心分離力によって、溶剤は、中空糸 東を通過して、しかも中空糸の間と、中空糸の管腔内を流過して外方へ圧出され る。圧出された溶剤は、遠心分離機外壁１を介して捕集され、傾斜した遠心分離 機底部９を経て接続管１０から矢印Ｂの方向へ排出される．乾燥段階（残留溶剤 の気化）では、乾燥ガスが、接続管１１を介して矢印Ｃ方向に供給され、接続管 １２を介して矢印Ｄ方向へ再び排出される。広く普通に行われているように、遠 心分離機は、振動ダンパ１４上に支承されたフロア１３上に固定されている。 中空糸束５を装入するには、図４に示したような容器１８が適している。容器 １８は、Ｕ字形に折り曲げ られた薄板製であり、Ｕ字形の面の１つがシーブ板１９として構成されている。 中空糸束１７は、端側がシーブ板１９と同一平面内に位置するように、このＵ字 形容器１８内へ挿入される。中空糸束は、装入された後、単数又は複数のロッド ２０によって容器１８内に保持される。 例： １７８ｍｍ長さの１３０００個の中空糸を束にする。これら中空糸の内径は２ ００μｍである。８個のＵ字形容器内には、それぞれ１５０個の中空糸束が装入 され、これら８個の容器は、すべての中空糸が、したがってまた中空糸束が、遠 心分離機内で半径方向に位置するように遠心分離機内へ装入される。遠心分離機 内へ装入された中空糸の全長は、約２８０ｋｍである。これらの中空糸は、管腔 充填材としてイソプロピルミリステート（ＩＰＭ）含んでいるセルローズ中空糸 膜である。溶剤としては、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いた。溶剤と しては、また、ＩＰＡ／グリセリン／水等の混合溶剤を用いることもできる。 すべてのＵ字形容器を装入した後、遠心分離機を閉じ、管腔充填材を遠心分離 する。この遠心分離後、中空糸束内には、まだ約１２７０ｇの量のＩＰＭが残っ ていた。この残留充填材を除去するため、引き続き次の洗浄段階を利用した。そ の場合、第１洗浄段ではそれぞれ流し洗いを行ない、第２洗浄段以下では循環形 式で洗浄した。次ぎに示す表には、洗浄を１段〜５段のいずれかの段階で行なっ た場合の、溶剤（ＩＰＡ）消費量が示されている。洗浄剤として純イソプロピル アルコールを用いる場合には、グリセリン等の軟化剤を内側及び外側から再び均 等に塗布する必要がある。この塗布は、同じ装置を用いて吹き付けにより行なう ことができる。 前記の表から分かるように、本発明の方法を使用した場合、溶剤消費量は、著 しく低減される。既述の従来技術（旧東ドイツ特許第２２４３４３号明細書ない し同第２１９８０４号明細書）の場合、先ず、中空糸を完全に溶剤に浸漬し、そ の後で溶剤を除去する点を指摘せねばならない。これら従来技術の場合、中空糸 膜が等質のさいには、ＩＰＡの消費量が、表に挙げた２段階洗浄の場合を明らか に上回っている。また、洗浄媒体が等量の場合は、中空糸内の充填材残留量が、 明らかにより高い。 本発明のもう１つの客体は、遠心分離と、溶剤ないし洗浄剤による洗浄とによ って、中空糸束から管腔充填材及び又はたの可溶性残渣を除去する方法を実施す る装置である。この装置については、とりわけ、詳細には、図１、図２、図３、 図４についての説明を参照のこと。この装置は、通常の手段、とりわけ、例えば 充填材や洗浄媒体の供給及び排出用の手段や、遠心分離機の操作手段のほかに、 中空糸束を半径方向に装入する空所１５とスペーサ１６とを有する遠心分離機シ ーブバスケット４と、中空糸束に端側から吹き付けるためのスプレーノズル８を 備えた分配器７とを有している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウトヴルスト，ベルンハルト ドイツ連邦共和国 Ｄ―91056 エルラン ゲン ファルケンシュトラーセ 22アー (72)発明者 ケーニヒ，マルティン ドイツ連邦共和国 Ｄ―40225 デュッセ ルドルフ ヴィッツェルシュトラーセ ９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 中空糸から管腔充填材及び又は他の可溶性残渣を除去する方法であって 、先ず、管腔充填材を遠心分離によりおおよそ除去し、次いで中空糸束に溶剤を 供給して、遠心分離により洗浄し、引き続き溶剤をガスを用いて気化させる形式 のものにおいて、有限長の中空糸を複数の束にまとめ、これら中空糸束に端側か ら溶剤を吹き付けることにより洗浄を行なうことを特徴とする、中空糸から管腔 充填材及び又は他の可溶性残渣を除去する方法。 ２． 前記洗浄が、少なくとも３段階で行われ、しかも、第１段では流し洗い 形式により、以後の段階では循環洗浄形式により行われることを特徴とする、請 求項１記載の方法。 ３． 管腔充填材及び又は可溶性残渣を含有する溶剤を、各段で個別に捕集し 、しかも、第１段の溶剤は回収へ回され、以後の段の溶剤は、それぞれ次の段で の洗浄に用いられることを特徴とする、請求項２記載の方法。 ４． 最高８段階での中空糸束洗浄を行ない、しかも、第２段以降の段階では 、吹き付けた溶剤を中空糸流過後に捕集して、再び端側から中空糸に吹き付け、 溶剤の管腔充填材含有量がほぼ一定の値になるまで循環洗浄を継続することを特 徴とする、請求項２又は３ 記載の方法。 ５． 最終段では、管腔充填材及び又は可溶性残渣の濃度が、最高４００ｐｐ ｍ、有利には最高２５０〜２００ｐｐｍの定常値となるまで、循環洗浄を行なう ことを特徴とする、請求項２から４までのいずれか１項に記載の方法。 ６． 最終段では、最高２０ｐｐｍの管腔充填材含有量の新しい溶剤を用いる ことを特徴とする、請求項５記載の方法。 ７． 最終段では、最高５ｐｐｍの管腔充填材含有量の溶剤を用いることを特 徴とする、請求項６記載の方法。 ８． 中空糸束が、複数グループで遠心分離機内に半径方向に配置されること を特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。 ９． 第１段で捕集される、管腔充填材含有量の著しく高い溶剤から、管腔充 填材と溶剤とが回収されることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１ 項に記載の方法。 １０． 個々の段において、中空糸体積の０．３〜１０倍の溶剤が用いられる ことを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。 １１． 個々の段において、中空糸体積の０．６〜５倍の溶剤が用いられるこ とを特徴とする、請求項１０記載の方法。 １２． 遠心分離と溶剤ないし洗浄剤を用いた洗浄とにより、中空糸束から管 腔充填材及び又は他の可溶性残渣を除去する方法を実施する装置において、管腔 充填材及び洗浄剤を供給及び排出する手段と、遠心分離機を操作する手段と、通 常の遠心分離機付属部品と、中空糸束を半径方向に装入するための空所（１５） 及びスペーサ（１６）を有する遠心分離機シーブバスケット（４）と、中空糸束 に端側から吹き付けるためのスプレーノズル（８）を有する分配器（７）とから 成ることを特徴とする、中空糸束から管腔充填材及び又は他の可溶性残渣を除去 する方法を実施する装置。