JPS5930825A - セルロ−ストリアセテ−ト濃厚溶液の製造法 - 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】 本発明はセルローストリアセテート高濃度溶液の製造法
に関するものであり、更に詳〈は透明で泡がなく満足す
べき色をもったセルローストリアセテート高濃度溶液の
迅速製造法に関するものである。

セルローストリアセテートは、衣料繊維用及び液体ある
いは気体の分離膜製造用の原料として有用であり多くの
方法によって工業的規模で製造されている。これらの主
な方法は、バッチ方式で攪拌機付タンクにセルロースト
リアセテートと有機溶剤を入れ１加熱して攪拌溶解後１
濾過１脱泡して紡糸あるいは製膜用溶液とし、乾式又は
湿式あるいは乾−湿式紡糸法あるいは製膜法によって繊
維化１膜化されている。これらの方法においては、上記
溶液中のセルリーストリアセテート濃度は通常１５〜２
５％であり、高くても３０％以上の溶液はつくれないと
いう制限があり、６明な溶液を得るには数時間を必要と
するものであった。

本発明は、このような問題点を解決すると同時に均一性
が高く、性能及び物性の良好な繊維等を低廉に得ること
を目的とするものである。

その他の目的は、セルロールトリアセテート溶媒含浸粉
状物をニーダ−で溶解し゛Ｃ迅速に濃厚溶液を製造する
ことにある。

また従来の如きバッチ法で有機溶剤にセルローストリア
セテートを溶解したセルーストリアセテート濃度１５〜
２５％の溶液を乾式又は湿式紡糸した場合は、ノズルの
円形紡糸孔から吐出しているにか＼わらず繊維の断面形
状は非円形を示し、表面に細かい凹凸を有することが知
られている。

特に湿式紡糸の際にこの現象が顕著である。このような
現象はＳ繊維の染斑及び物理的性質上好ましくない。一
方パッチ法で液体あるいは気体分離用中空繊維膜を製造
する場合、製膜溶液のセルローストリアセテート濃度を
高くするために溶解温度を上昇して溶解すると溶液の着
色劣化及び得られた中空繊維の性能の低下をひきおこす
。セルローストリアセテート濃度を下げると分離する物
質の分離性能が低下する等の問題があり好ましくない０ これに対し本発明方法で高濃度溶剤含浸粉状物をニーダ
−で高温で迅速溶解して紡糸した場合、繊維の断面形状
は、円形紡糸孔を用いると円形になり１繊維の表面に凹
凸がなく、滑らかで艶のある繊維となる。湿式紡糸法に
よっても同様である。

更に好ましい性質は、強伸度、初期弾性率及び白変の向
上である。一方中空砿維半透膜にして液体及び気体の分
離に応用すると物質の分離性能及び透過性能共に向上す
る。

本発明は１セルローストリアセテート濃厚溶液を透明で
着色がないように迅速に製造することが目的である。こ
こでセルリーストリアセテート濃厚溶液とは、セルロー
ストリアセテート１００部に対し、有機溶剤と非溶剤の
混合物を６０〜２３０部重量比で均一に存在する流動性
溶液を云う、。

本発明は、このような濃厚溶液をつくる方法について種
々研究の結果本発明を完成したものである。

即ち本発明は、セルローストリアセテート１００部に対
し有機溶剤と非溶剤の混合物を６０−２３０部含む溶媒
含浸粉状物をニーダ−で溶解し、濃厚溶液を製造する方
法において１該溶媒含浸粉状物をスクリュー付供給タン
クより供給し、ニーダ−および／ｌたは供給タンクを絶
対圧力ＳＯＯ〜７００ｍ　Ｈ９テ脱気し、ニーダ−にて
１００〜２１ｉｊＯ℃の温度で混練溶解すると同時に２
〜１５φＧに加圧して、ノズル部に送液することによシ
優れた繊維及び中空繊維分離膜を製造する方゛法にある
。

本発明において用いる混合溶媒は、溶剤と非溶剤の混合
割合が８５：１５〜ＢＯＳ５０重量％のものが適当であ
る。非溶剤を混入しないで溶剤単独でセルローストリア
セテートと混合すると膨潤溶解によって餅状あるいは不
均一な固まり状物が生成し好ましくなく、非溶剤を５０
％以上にすると溶解性が低下し）紡糸溶液となりにくい
。

また本発明において用いる溶剤は、セルローストリアセ
テート濃度が高いためにｌ　ＯＯ℃以上の溶解温度が必
要であり溶剤の沸点は１５０　’Ｃ以上のものが適当で
ある。具体的には、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ
−メチルピロリドン、Ｎ−メチルカブリラクタム、ｒ−
ブチロラクトン、テトラメチレンスルフォン等が挙げら
れる。中でもＮ−メチルビワリドンが特に好ましい。

本発明において用いる非溶剤は、溶剤と同様に溶解温度
が高いために非溶剤の沸点は１５０℃以上のものが適当
である。例えば脂肪族アルコール、エーテル、アセター
ル、ケトン、多価アルコール、脂肪酸、窒素化合物等が
使用できるが、セルローストリアセテート溶剤との相溶
性及び繊維の物性島中空繊維膜の性能等から多価アルコ
ール、窒素化合物が特に好ましい。具体的には、エチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、ｌジエチレング
リコール）プロピレングリコール、グリセリン、メチル
カルピトール、ホルムアミド等が挙げられる。

本発明の溶媒含浸粉状物とは、セルローストリアセテー
ト粉状物又はベレット状物に溶剤と非溶剤とを混合し、
セルローストリアセテート粉体内外に溶剤と非溶剤が均
一に存在する流動性のある粉状物を云う。この溶媒含浸
粉状物は、種々の方法によって得ることができる。例え
ば、縦型二軸ニーダー或はＷ−ヘリコシ型ミキサーでセ
ルローストリアセテートと溶剤、非溶剤を混入し１室温
〜８０℃で１〜３時間時間口ることによって容易に得る
ことができる。

この溶媒含浸粉状物は、次にスクリュー付供給タンクに
移し、スクリューで定量的に該供給タンクと連結するニ
ーダーに供給して加熱、混合、混練することによって紡
糸可能な溶液に形成する。

一般の溶融紡糸に用いられているエクストルダーでは圧
縮加熱効果が主であり混線効果が少く溶解不充分となる
ので望ましくない。本発明で云うニーダーとは例えば種
型の供給部と混練送液部と加圧部の３つの機能を有する
二軸ニーダ−である。

溶媒含浸粉状物は、フィードスクリューに供給し、次に
１００〜２◆ｏ℃の温度に加熱した混練と送り混練翼根
に送られて溶解がはじまる。溶解溶液を引続いて加圧用
スクリューで加圧してギヤーポンプを通って紡糸ヘッド
へ送る。二つで溶解温度が１００℃に満たないと溶解不
充分となり２２０℃を越えると溶剤の沸騰により溶解溶
液が不均一になるので好ましくない。

紡糸するに適した濃厚溶液は、溶解が完全で気泡がなく
均一なものが必要である。これを満足するには、溶解ニ
ーダーの温度設定、滞留時間、翼根の回転数も重要であ
るが、特にセルローストリアセテート濃度の不均一があ
ったり気泡を含んでいると紡糸時の糸切れの原因となる
のでその脱気手段が重要となる。本発明では供給タンク
及び／又はニーダ−フィード部の絶対圧力を３００〜７
００Ｍ　Ｈｇの範囲で一定減圧度にすることによって、
ニーダ−内での減圧、加熱溶解時の溶剤の揮発がなく、
均一で気泡のない濃厚原液が連続的に得られるものであ
る。即ち、脱気の絶対圧力が３ｏｏｍＨｇに満たないと
脱泡が不充分になり、７００１１１１１Ｈ９を越えると
溶媒の揮発が多くなり、好ましくない。

本発明を更に詳細に説明すると、セル四−ストトリアセ
テート１００部に対し、溶剤と非溶剤の混合物を６０〜
２３０部を縦型二軸ニーダ−に入れ１室温から８０℃の
温度で１〜３時間時間口て溶媒含浸粉状物を得る。次に
供給スクリュー付タンクにこの溶媒含浸粉状物を移し、
スクリューで定量的にニーダ−のフィードスクリュ一部
に供給する。二軸ニーダ−の回転翼根は粉体送９混合、
混練、送液、加圧の機能を有し１加熱ジヤケツトを備え
ている。溶媒含浸粉状物は次にこの混合混練部に移り、
加熱され溶解がはじまる。ニーダーおよび／または供給
タンクは、減圧しであるので１溶解と同時に気泡が除か
れる。引続いて送液、混線を操返し完全溶解された溶液
は加圧用スクリューで加圧してギヤーポンプを通って紡
糸ヘッド部へ送られる。溶解ニーダ−から紡糸ヘッド迄
の滞留時間は、濃厚溶液の着色劣化を防ぐために６０分
以下にすることが好ましい。

本発明はこのような方法によって優れたセルロース）　
ＩＪアセテート繊維及び透析・限外濾過、逆浸透及びガ
ス分離用の中空繊維状の半透膜を製造するものである。

以下本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定され
るものではない。

実施例−１ Ｂ　化度６１．４％のセルローストリアセテート４５部
、Ｎ−メチ／Ｉ／−２−ピロリドン（ＮＭＰ　）　４０
部、分子量２００のぎりエチレングリコール（ＰＩＧ　
）１５部を縦型二軸ニーダ−に入れ、５０’Ｃで２．５
時間混合して溶媒含浸粉状物を得た。この粉状物は、見
掛は比重０．５２　、安息角４６°、粒度約１５メツシ
ユであり、フィードスクリュー供給用原料として非常に
好適なものである。

本溶媒含浸粉状物を供給タンクへ移す。次いで絶対圧力
５ｏｏｍＨｇに設定しスクリューで定量的に二軸ニーダ
ーのフィードスクリューに供給する。

ニーダーのフィードスクリュ一部の温度は６０℃、混練
、溶解１加圧部は１８５°Ｃに設定し、ニーダーの回転
数は８０回／分である。粉体はフィードスクリューより
溶解部に供給され加熱、混練、加圧によって透明な溶解
液が得られた。この溶解液には全く気泡がなかった。使
用した二軸ニーダ−は１スクリユ一径４国φの混線機で
フィードスクリューの長さけ１５国、溶解部の長さは５
０３である。次いで溶解液はニーダ−で６１ｖ／ｃｄに
加圧され１６３°Ｃに加熱された配管を通ってギヤーポ
ンプにより定量的に紡糸ヘッドへ送られる。

紡糸ヘッドには、０１−φ５１００孔のノズルを装着し
）乾式紡糸方式によって紡速２１０１１７％で巻取られ
た。紡糸時に糸切れもなく嘱得られた、フィラメントに
は気泡がなく、白変も良好で１繊維の断面は円形でシル
キー光沢があった。単繊維のデニール２．５ｄで乾強度
２゜５　ｆ／ｄ−、伸度２５％、初期弾性率５　ＩＳ　
Ｆ、／ａであった。

実施例−２ 実施例−１の紡糸溶液をｏ、０９　ｗｍφ、５０孔のノ
ズルから押出し、３ａｌ＋空気中を走行させ、引続いて
ＮＭＰ２１部、ＰＩＣＴ　７部、水７２部の凝固浴で凝
固し、水洗を行った後、１００１１７分で巻取った。

その後１１０℃で熱風乾燥した。得られた繊維の断面は
円形で非常に緻密構造を有し、シルキー光沢があシ、白
変も良好であった。単繊維のデニール３．１　＋１１乾
強度２．６Ｉ／ｄ伸度２８％、初期弾性率５４　ｆ／ｅ
Ｌであった。

実施例−３ 酢化度６０．８％のセルローストリアセテート４０部ｓ
　Ｎ　Ｍ　Ｐ　４１部、エチレングリコール（ＦＩＧ）
１９部ｔ−Ｗ−ヘリコン型ミキサーに入れ６５°Ｃで２
時間混合して溶媒含浸粉状物を得た。この粉状物は、見
掛は比重０．５５、安息角４８°、粒度は約１７メツシ
ユであった。本溶媒含浸粉状物を実施例−１と同一装置
、条件で泡のない、透明な濃厚溶液を作製した。この溶
液を二重背型紡糸ロ金を用いて３．５　ｆｆｉ空気中を
走行させ、引続いて凝固浴で凝固し、２ｏＶ分で巻取り
中空糸を得た。この中空糸を８０℃で２０分間熱処理後
０．２％塩化す）　ＩＪウム水溶液を用いて３０φの圧
力で透過水量と塩化す）　ＩＪウム排除率を測定した結
果、透過水量２２０１／Ｉｌｌ’・日、塩排除率９９．
２％と優れた逆浸透性能を示すものであった。

比較例 実施例−３と同一溶媒含浸粉状物を３０ｍ＋＋’φの通
常の２段式スクリューによるベント式エクストルーダー
、即ち、供給部の長さ１５倒、溶融部の長さ２５ｃｍ＋
、ベント部の長さ１３　国、加熱圧縮部の長さ３０（ｍ
のものを用いて溶融部を１８５℃）加熱圧縮部を１８０
℃にして溶解したものは完全溶解していないものが肉眼
で観察され１不透明なものであった。この溶液を濾過後
実施例−３と同・　じように、中空糸を紡糸した結果糸
切れが多発した。また得られた中空糸について実施例３
のように透過水量、塩排除率を求めたが、いずれも実施
例３を下まわるもので実用的でなかった。

特許出願人　　　東洋紡績株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）セルローストリアセテート１００部に対し、有機
   溶剤と非溶剤との混合物を６０〜２３０部含む溶媒含浸
   粉状物をニーダーで溶解し濃厚溶液を製造する方法にお
   いて、該溶媒含浸粉状物をスクリュー付供給タンクより
   ニーダ−フィード部へ供給し為ニーダ−フィード部およ
   び／または供給タンクを絶対圧力３００〜７００ｓｓＨ
   ｇで脱気し、さらに二液することを特徴とするセルロー
   ストリアセテート濃厚溶液の製造法。 （２）有機溶剤と非溶剤との混合割合が８５＋１５〜５
   ０：５０重量％である特許請求の範囲第（１）項記載の
   方法。 （８）有機溶剤及び非溶剤が沸点１５０　’Ｃ以上のも
   のである特許請求の範囲第（１）項記載の方法。