JPS591802B2 - セルロ−ス材料の炭化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセルロース材料の炭化方法に関する。

セルロース材料、なかでも、繊維材料、特に羊毛中に不
純物として存在するセルロース材料を水溶液中で炭化す
ることは知られている。

この方法は比較的長い炭化時間を必要とし、非能率であ
る。

更に、水溶液中での炭化後の羊毛の中和は、特に乗口の
密な織物の場合に、困難である。

また、羊毛の物理的な及び化学的な性質が炭化により根
本的に多少変化されてしまう。

（「羊毛の炭化」という語は、多くの技術的な及び科学
的な刊行物に用いられているけれども、ここでは本質的
には正しくない）。

本発明の主題は処理されるべき材料を損傷することが少
なく、必要な後処理を含めて、比較的短時間に、単純に
実施することができるような、セルロース材料の新しい
炭化方法を見出すことである。

従って、本発明は、炭化されるべき被処理材料を無水塩
化水素の不活性有機溶剤溶液で含浸し、次いでこの材料
を絞り、乾燥し、必要ならば、叩解し、水洗し、乾燥す
ることを特徴とする、羊毛及び／又は炭化され得ない合
成繊維中に混合物又は不純物として存在する天然又は合
成セルロース材料の炭化方法に存する。

本発明の目的に対し、炭化可能なセルロース材料とは公
知の、水溶液における炭化方法によって分解することが
できる材料であって、従って炭化されるべき被処理材料
中に望ましくない混合物として存在するような材料であ
る。

このような種類のもつとも重要な被処理材料は炭化によ
り分解される有機混合物を含むような羊毛である。

しかしながら、望ましくない有機材料、例えば木綿繊維
、が炭化により除去されるようなこの被処理材料は天然
の羊毛に加えて、又は残留される材料としてもっばら、
合成繊維、例えばポリエステル繊維、を含んでいてもよ
い。

本発明の方法によれば、炭化は、公知の方法のように水
性媒体中でなされるのではなく、本質的に無水の、不活
性有機溶剤中に溶解された無水塩化水素の溶液中でなさ
れるのである。

水溶液に代えて、有機溶剤で被処理材料を含浸すること
は、予期に反して、非常に容易である。

炭化時間が減少され、後処理、特に洗浄が容易になる。

また、いくつかの基本的な羊毛処理プロセスをこの炭化
と結合することもできる。

用いられる有機溶剤は塩化水素及び炭化されるべき被処
理材料に対して不活性であるようなものである。

この理由から、溶剤としては、炭化水素、特に飽和脂肪
族炭化水素が好まｊ〜い。

これらの例としてはヘキサン及びヘプタンがある。

爆発及び発火を避けるために、非燃性もしくは難燃性の
溶剤を用いるのが好ましい。

従って、塩素化された炭化水素、特に脂肪族の炭化水素
が溶剤として好ましい。

これらの例としては、パークロルエチレン、トリクロル
エチレン、■・１・１−）ＩＪジクロルタン等又はそれ
らの混合物がある。

技術的な有用性の観点において、パークロルエチレンは
、その沸点が用いられる高い処理温度に十分に高く、塩
酸の十分な量を溶解し、また調製し、十分に無水状に調
製することが極めて容易であるから、特に好ましい。

パークロルエチレンの沸点は常圧下で約１２０℃であり
、常温においてパークロルエチレン１ｔに約０．０９モ
ルの塩酸が溶解する。

本発明の方法は室温で実施することができる。

しかしながら、一般には、炭化を促進する、即ち不要の
セルロース材料をより急速に分解するために、有機溶剤
中塩化水素の溶液を高温において被処理材料に適用する
のがよい。

温度の上限は所望の材料、例えば羊毛、が大きく損傷さ
れないような程度におのずと決定される。

一般に、炭化は約７０℃までの温度で実施することがで
きるが、羊毛又は他の被処理材料に損傷を与えないため
には約５０℃までの温度が好ましい。

溶剤中の塩化水素の濃度の上限は、その溶剤に対する溶
解度によって決まることがある。

従って、有機溶剤は、当然のことながら、十分な塩化水
素が溶剤に溶解されるように選ばれる必要がある。

炭化の時間は、特に、不要のセルロース材料に対する塩
化水素の分解効果、塩化水素の濃度及び処理温度によっ
て決まる。

炭化即ち被処理材料の塩化水素の有機溶剤溶液での処理
は、当然に、全ての望ましくないセルロース材料が破壊
されるまで継続されるべきである。

炭化時間がこの点を越えて延長されることは、経済的な
理由からはできる限り短時間に実施されるべきであり、
不要のセルロース材料の分解後この有機溶剤中塩化水素
の溶液で更に処理がなされても有効な効果は得られず、
被処理材料が損傷されることさえあるので、明らかに好
ましくない。

本発明方法によれば、十分な炭化に要する時間は公知の
方法に比較して驚くほど短くなる。

この時間は約０．２〜１０分間であるが、好ましくは１
〜５分間である。

原則として、約５０℃までのやや高温で処理する場合、
十分な炭化は１〜３分内に達成される。

このことは、はるかに長い炭化時間を必要とするような
現在の方法に較べて大きな進歩である。

本発明方法のもう１つの利点は、この方法においては炭
化後の中和が公知の方法による水性媒体中での炭化より
も極めて容易であるということである。

即に上述したように、本発明方法においては、不活性有
機溶剤中無水塩化水素の溶液が用いられる。

本質的には、この溶液は水を含まないのがよい。

しかしながら、技術的な理由で、この溶液中に少量の水
が含まれることが避けられない場合もある。

一般的には、水の量は１重量％以下、好ましくは０．０
２重量％以下であることが必要である。

必要ならば、溶剤は、例えば溶剤の重合を避けるために
、安定剤を含んでいてもよい。

これは、例えば、パークロルエチレンを用いる場合であ
る。

選ばれる安定剤が被処理材料の性質に悪影響を与えない
ものでなげればならないことは当然であろう。

詳細に説明するならば、本発明の方法は下記のように実
施される。

被処理材料、例えば羊毛、を不活性有機溶剤中に溶解さ
れた無水塩化水素の溶液で含浸し、次いでこの溶剤で前
述したような温度と時間で処理する。

次に、これを機械的に、あるいは遠心力によって絞り、
次いで乾燥して溶剤を回収する。

乾燥はセルロース材料に対する塩化水素の効果を増大さ
せ、セルロース材料が脆化される。

植物性の不純物の大部分を除去するために、この被処理
材料は次いで叩解される。

この叩解は必要によって行われる中和の後で実施される
。

繊維材料の炭化の場合、これを叩解することは必ずしも
常に必要とするものではない。

本発明の方法は、種々の形状の繊維材料、特に羊毛、例
えばヨーク、トップ、布帛等の羊毛、を炭化処理するの
に用いることができる。

この方法は特にフロックウール（梳毛）の炭化処理や織
物の処理に適する。

羊毛の物理的な、また化学的な性質は、本発明の炭化方
法によれば、事実上悪影響を受けることがない。

本発明の方法は、なかんずく、炭化されるべき被処理材
料の処理に用いられる所定のいくつかのプロセスを一緒
に実施することができるという利点を有する。

１つの態様においては、本発明の方法は、未精練の、サ
イジングされた、及び／又は汚れた羊毛を炭化する場合
に実施することができる。

従って、この場合羊毛は炭化と同時に脱脂され、糊抜き
され、及び／又は洗浄される。

このことは技術的に極めて有利なことである。

従って、フロックウールの炭化の場合、プロセスはこの
技術によって極めて単純化される。

布帛、特に羊毛の布帛を炭化処理する場合、下記表１に
示すように、布帛を炭化と同時に精練もしくは糊抜きす
ることができる。

前に既に述べたように、被処理材料に対する塩化水素の
効果は乾燥により増大される。

通常、３０分までの、好ましくは１５分までの乾燥によ
り十分な効果が得られる。

当然ながら、乾燥温度は被処理材料が損傷される温度を
越えてはならない。

１５０℃まで、好ましくは５０−１３０℃の温度で乾燥
を実施する場合に良好な結果が得られる。

羊毛の場合、熱風乾燥機巾約１００〜１２０℃の範囲の
温度が特に適当である。

下記の実施例は本発明を更に詳細に説明するためのもの
である。

実施例 １ パークロルエチレンを気体塩酸で溶液中のＨＣＩ濃度が
０，０８モル／ｌになるまで飽和し、次に羊毛布帛をこ
の溶液中に導入し、５０℃より低温で１分間放置した。

次いで、この布帛を絞り、熱風乾燥機中１０５〜１１０
℃で１０分間乾燥した。

次のこの羊毛布帛を炭化された植物性の不純物を除去す
るために通常の装置で叩解した。

炭化処理された羊毛布帛を純水中２０℃で水洗し、もし
くはｌｔ中５１の炭酸ナトリウムの溶液で中和した後２
０℃で水洗した。

最後に、この布帛を８５〜９０℃で１０分間乾燥した。

このようにして炭化処理された羊毛布帛の化学的な性質
を、硫酸の存在下に水性媒体中で炭化処理された同様の
羊毛布帛のそれと比較した。

得られた結果を下記の表２に示す。

本発明方法の他の利点は公知の方法に係る水性媒体中で
の炭化の場合よりも、はるかに容易に炭化後の中和を実
施することができるということである。

本発明の方法を実施する際には、炭化処理された被処理
材料に残留する塩化水素の含有量が少量であるために、
染色が炭化処理された被処理材料のｐＨとおおよそ同じ
ｐＨでなされるので、中和することな（染色を進めるこ
とが可能である。

生産規模での実施の場合、本発明方法の特に有利な態様
においては、炭化されるべき被処理材料は先ず不活性有
機溶剤で含浸され、次いでこの含浸された被処理材料は
気体塩酸で処理される。

この方法は有機溶剤中無水塩化水素の溶液を特別の装置
を用いて調整する必要がないという利点を有する。

更に、この方法は炭化プラントに利用可能であるような
通常の装置において実施することができる。

もう１つの好ましい態様によれば、不活性有機溶剤、特
にパークロルエチレン、は１００ ｆ／１まで、好まし
くは２ｏ？／ｌまでのトリオキサンを含む。

本発明に係る炭化方法にこの溶剤混合物を用いることに
よって、羊毛の炭化処理において、アルカリ及び重亜硫
酸尿素に対する溶解度が極めて低くなり、羊毛の耐熱性
が改善される。

上記の結果より、本発明の方法においては、布帛上の塩
化水素のほとんどは水中での羊毛の簡単な水洗で十分に
除去することができるということがわかる。

この点において、０．４％のオーダーの塩化水素含有量
は許容範囲のものであり、貯蔵の間に羊毛は損傷されな
い。

更に、アルカリに対する溶解度の結果は、炭化の間の、
塩化水素による羊毛の分解は水性媒体中での処理よりも
はるかに小さいことを示している３実施例 ２ この例では、処理の間に羊毛が受ける物理的及び化学的
な性質の変化を極めて正確に測定することを可能にする
ために、トップを溶剤媒体中で炭化処理した。

この実験において、トップは炭化処理されただけで、叩
解も中和もされなかった。

処理の方法は実施例に述べた方法と同様のものであった
が、この場合乾燥は１０５℃で１０分間実施された。

塩化水素の水に対する親和性が大きく、これが羊毛の変
化の原因となるファクターとなり得るので、６５％の相
対湿度を有する羊毛及び１０５℃で８分間乾燥した羊毛
を炭化した。

得られた結果を下記表３に示す。

上記より、湿った羊毛は乾燥羊毛より多くの塩化水素を
吸収するが、いずれの場合にも、アルカリに対する溶解
度の結果に示されるように、羊毛の変化はみられないこ
とがわかる。

次に、湿時張力下の個々の繊維の伸び及び繊維の安定化
を測定した。

これらの結果は、本発明方法で処理された羊毛と未処理
羊毛との間に顕著な差のないことを示した。

実施例 ３ この例では、本発明による羊毛布帛の処理が均一な結果
を与え、次の染色の質に有害な影響を与えないというこ
とを確認するために、羊毛布帛を炭化処理した。

水性触体中での布帛の炭化処理においては、極めて不均
一となり、染色における不十分な均一性（均染性）を招
くのが普通である。

この理由から、従来炭化は通常染色後に実施されていた
。

染色の質に対する含浸及び乾燥時間の影響を調べるため
に、パークロルエチレン／ＨＣＩ溶剤での布帛の含浸及
び乾燥を種々の条件で実施した。

下記に特定した２種のサンプル（１及び２）の染色性を
布帛自体（サンプル４）のそれ及び同一の布帛をパーク
ロルエチレンのみで含浸し、染色前に１２０℃で５分間
乾燥したもの（サンプル３）のそれと比較した。

それらの結果を下記表４に示す。

染色は、布帛を４０℃で装入し、９０℃に加熱し、この
温度で６０分間実施した。

次に布帛を水洗し、乾燥した。

２つの炭化処理されたサンプル（１及び２）は染色前に
水洗も中和もされなかった。

染料（Ａ１１ｚａｒｉｎ ５ｋｙＢｌｕｅ Ｒ）はその
強酸に対する感性により選ばれた。

・実施例 ４ 溶剤媒体中での炭化後の木綿の変化を確認するために、
種々のサンプルの重合化度を測定した。

これは本発明に係る処理によって木綿がいかに強度に分
解されるかを示すことになる。

処理条件及び得られた結果を下記表５に示す。

実施例 ５ この例では、炭化処理は２工程で実施された。

即ち、羊毛布帛を先ずパークロルエチレンで含浸し、次
いで下記表６に示したように１００〜１５０％の絞り率
に絞った。

次に、含浸された材料を気体塩化水素で飽和された部屋
に１ｏ分間導入した。

これを次に１２０’Ｃで１０分間乾燥した。

炭化処理後、羊毛の色相に変化はなかった。

処理後のアルカリに対する溶解度は１段法で得られたも
のと同様であった。

下記の表６に得られた結果を示す。中実施例 ６ 羊毛を、０．０６Ｎになる量の塩酸を含む、下記表７に
特定した量のトリオキサンとパークロルエチレンの混合
物で、２０℃において１分間処理した。

これを１２０℃で１分間乾燥した。結果を表７に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 羊毛及び／又は炭化されない合成繊維中に混合物又
   は不純物として存在する天然又は合成セルロース材料を
   炭化する方法であって、炭化されるべき被処理材料を不
   活性有機溶剤及び無水塩化水素で処理し、次いでこの被
   処理材料を絞り、乾燥することを特徴とする方法。