專利名稱：纖維素成形制品的生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種纖維素成形制品(如纖維、長絲、片材、膜或管子)的生產(chǎn)方法。該方法包括a)通過空隙將含水氧化胺，特別是N-氧化-N-甲基嗎啉中的纖維素溶液擠出擠出模頭，然后在含有氧化胺和水的凝固浴(precipitation bath)中凝固成形制品，和b)讓所述的成形制品通過至少一個洗滌步驟，以除去殘余的氧化胺。
在凝固浴中的N-氧化-N-甲基嗎啉(NMMO)的濃度一般為10-25質(zhì)量％，溫度為0-20℃，而在后續(xù)的洗滌步驟中，洗滌液中的NMMO含量降低至接近于0％，溫度升高至80℃。眾所周知，這些含有NMMO的液體特別易受微生物的侵害。這些生物物質(zhì)主要是細菌和真菌。它們形成粘液聚集體和生物膜，對生產(chǎn)過程造成了很大的困難。通過堵塞管道、過濾器、泵等，使生產(chǎn)設備部件的功能受到損害，最終直至完全損壞為止。由于聚合粘液物質(zhì)對所有的表面都有顯著的粘附性，所以用機械方法清洗洗滌和凝固浴系統(tǒng)是十分昂貴的，并會造成生產(chǎn)過程不必要的中斷。
WO96/18761公開了一種使用常規(guī)氧化劑(如過氧化氫、過乙酸、臭氧或二氧化氯)降解浴中生物物質(zhì)的方法。對于這種方法，必須采用昂貴的措施確保NMMO回流到紡絲溶液制備步驟之前完全除去氧化劑。
根據(jù)WO97/07137中所述的方法，為了避免在裝置中形成薄膜，在含有氧化胺的溶液的再生過程前后加入殺微生物劑。該方法的缺陷在于加入的物質(zhì)或其降解產(chǎn)物會在本方法的NMMO循環(huán)過程中積聚，并對各個生產(chǎn)步驟造成不希望的影響。特別需要考慮是對NMMO熱穩(wěn)定性和相關安全問題的影響。
WO97/07108和WO07/07138揭示了一種用紫外輻射處理含有氧化胺的溶液的方法。該方法的目的是分解在把N-甲基嗎啉氧化成NMMO過程中或之后形成的N-亞硝基嗎啉。該紫外輻射處理方法局限于凝固浴的再生過程中，以便將再生的NMMO重新用于制備紡絲溶液。
本發(fā)明的目的是避免微生物在與含NMMO的液體接觸的設備部件上形成或滋生涂層、薄膜和粘液聚集物，從而也避免了由其造成的損害和生產(chǎn)過程的中斷。特別值得一提的是，本文開始時提到的方法即使在持續(xù)不斷工作的情況下，也不需要對設備進行經(jīng)常的清洗。另外，由于沒有使用化學物質(zhì)，從而避免了與其有關的監(jiān)控問題和可能的分離過程。從下面的敘述中可以知道本發(fā)明方法的其它優(yōu)點。
上述的目的可用本文開始時提到的本發(fā)明方法加以解決，即用紫外線處理凝固步驟中的凝固浴液體和/或洗滌步驟中的洗滌液體。
現(xiàn)已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，紫外輻射可以使在含有氧化胺(特別是NMMO)的液體中滋生的且會形成不需要的淀積層的微生物失活，或通過紫外輻射引發(fā)的反應殺死其DNS(脫氧核糖核酸)。結果，液體中的總細菌數(shù)保持在低水平上，而且只有在很長時間的操作后，才可能需要對設備進行清洗。
按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，使用波長范圍為200-280納米的紫外輻射。所用紫外輻射的波長最好為254納米。這種輻射一般由最大強度在上述波長處的低壓水銀燈產(chǎn)生。
對洗滌步驟中液體的紫外輻射處理較好局限于低于50℃的溫度。當使用多個連續(xù)的洗滌步驟進行操作時，后面步驟中洗滌液體的溫度通常升高到50℃以上，以促進從成形制品(formed article)中洗滌掉氧化胺。在這些步驟中，由于在這種溫度下不能滋生微生物，所以可能省略了紫外輻射處理。另一方面，當溫度低于20℃時，微生物的生長受到了很大的抑制。由于凝固浴通常保持在上述溫度以下，所以可以明顯減少輻射。只要在后續(xù)的洗滌步驟中可以避免20-40℃的溫度，這些步驟中也可以減少輻射功率。
較好對黑氏色值(Hazen Color Number)Hz≤400的凝固浴或洗滌液進行紫外輻射處理。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，液體的顏色越深，紫外輻射處理的效率就越低，因而需要更高的輻射功率。在高達上述黑氏色值的情況下，應確保紫外輻射的有效性。因此，除了其它原因以外，用本發(fā)明方法對凝固浴和洗滌液進行紫外輻射處理時，抑制形成有色副產(chǎn)物也是有益的。
在本發(fā)明方法中，如果將凝固浴和幾個洗滌步驟串聯(lián)起來，且形成各自的液體循環(huán)，則宜用紫外輻射處理凝固浴和第一洗滌步驟中的循環(huán)液體，因為這些液體為微生物生長提供了比較有利的條件(溫度、有機物質(zhì)的含量)。由于最后洗滌步驟中的液體按與纖維運動相反的方向流入凝固浴，所以在這過程中它受到多次紫外輻射。一個循環(huán)中的紫外輻射可以連續(xù)進行或間歇地進行?？梢园春唵蔚姆绞綄⒆贤廨椛淦餮b在現(xiàn)有的設備中。
對循環(huán)液體進行輻射所用的功率較好為0.1-1.0Wh/l，最好為0.5Wh/l。視pH值、溫度、NMMO濃度、氧氣通入量和透光性(色值)的不同，微生物生長條件和用紫外輻射抑制其生長的有效性變化很大。通過調(diào)節(jié)紫外輻射功率和持續(xù)時間，可以獲得各自特定的條件。
附圖
表示實施本發(fā)明方法所用設備的示意圖。它包括一個凝固浴和五個相連的五級洗滌裝置。
凝固浴有一個凝固浴液體的內(nèi)循環(huán)。凝固浴液體由收集槽1b流至裝有1個泵1c的紡絲箱、冷卻器1d和紫外輻射器1e。用過的凝固浴經(jīng)管道1f排出，然后流入清洗步驟2。清洗后的凝固浴在步驟3中進行濃縮。制得的NMMO濃縮物在步驟4中用于制備紡絲溶液，后者被泵送到噴絲頭。在步驟3中形成的餾出物可作為洗滌液送入后面的洗滌步驟9。
第一個步驟5具有一個洗滌液的外循環(huán)5a，并裝備了紫外輻射器5e。含有NMMO的洗滌液從循環(huán)5a經(jīng)管道5b流到收集槽1b。第二洗滌步驟6按與第一洗滌步驟5相同的方式裝備了紫外輻射器6e。其它洗滌步驟7、8和9同樣分別具有洗滌劑外循環(huán)7a、8a和9a。它們與循環(huán)5a和6a的區(qū)別在于其中未配備紫外輻射器，因為其中洗滌劑的溫度保持在50℃以上。擠出產(chǎn)物通過設備的途徑用虛線表示。
實施例在附圖所示的裝置中，紫外輻射器的使用功率為0.5瓦/升(Wh/l)循環(huán)液體。每隔2天，用培養(yǎng)基(TCC瓊脂)測定采自凝固浴中試樣的細菌總數(shù)。測得的細菌總數(shù)-直低于105/毫升。2個月后才需要進行清洗。
對比例使用與實施例相同的步驟，但不用紫外輻射。盡管進行了仔細的清洗和消毒，但在5天就發(fā)現(xiàn)細菌總數(shù)已超過106/毫升。清洗循環(huán)必須縮短至5天。
權利要求
1．一種纖維素成形制品，如纖維、長絲、片材、膜或管子，的生產(chǎn)方法，該方法包括a)通過擠出模頭擠出溶于含水氧化胺，特別是N-氧化-N-甲基嗎啉中的纖維素溶液，通過空隙在含有氧化胺的含水凝固浴中凝固成形制品，和b)讓所述的成形制品通過至少一個洗滌步驟，以除去殘余的氧化胺，其特征在于用紫外輻射處理凝固步驟中的凝固浴液體和/或洗滌步驟中的洗滌液體。
2．如權利要求1所述的方法，其特征在于使用波長為200-280納米的紫外輻射。
3．如權利要求2所述的方法，其特征在于紫外輻射的波長為254納米。
4．如權利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于用低壓水銀燈產(chǎn)生所述的紫外輻射。
5．如權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于紫外輻射處理限制于溫度低于50℃的洗滌步驟液體。
6．如權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于對黑氏色值≤400的凝固浴液體或洗滌液體進行紫外輻射處理。
7．如權利要求1-6中任一項所述的方法，其中將凝固浴和幾個洗滌步驟串聯(lián)起來，且有各自的液體循環(huán)，其特征在于用紫外輻射處理凝固浴和第一洗滌步驟中的循環(huán)液體。
8．如權利要求6所述的方法，其特征在于用功率為0.1-1.0瓦/升的輻射照射所述的循環(huán)液體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種纖維素成形制品(如纖維、長絲、片材、膜或管子)的生產(chǎn)方法，該方法包括a)通過擠出模頭擠出溶于含水氧化胺，特別是N－氧化－N－甲基嗎啉中的纖維素溶液，通過空隙在含有氧化胺和水的凝固浴中凝固成形制品，和b)讓所述的成形制品通過至少一個洗滌步驟，以除去殘余的氧化胺。本發(fā)明的特點是用紫外輻射處理凝固步驟中的凝固浴液體和/或洗滌步驟中的洗滌液體。這樣可以避免在與所述含有NMMO的液體接觸的設備部件上形成和產(chǎn)生由微生物引起的涂層、薄膜和粘液分泌物。
文檔編號D01F2/02GK1318114SQ99810922
公開日2001年10月17日 申請日期1999年9月14日 優(yōu)先權日1998年9月17日
發(fā)明者H·貢克爾, M·穆斯 申請人:阿塞如施瓦茲有限公司