JP2003508787A - 繊維洗浄液の酸性度を測定する方法 - Google Patents

繊維洗浄液の酸性度を測定する方法

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ヘンドリクス・ジョアンヌ・マリア・ブッシャーズ
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、繊維から付着酸や付着塩基を取り除くための洗浄液の酸性度を測定するための方法に関するものである。この測定は、少なくとも2種類の異なる分析方法の組み合わせを用いることによって行われるものであり、そのうちの少なくとも1種類は、密度測定法、導電率測定法、超音波測定法および屈折率測定法から選択される。この測定によって、付着酸や付着塩基の量が最小限に抑えられた繊維が製造されるように前記洗浄液の酸性度を調節することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 発明の背景 発明の技術分野 本発明は、繊維から付着酸や付着塩基を取り除くための洗浄液の酸性度を測定
するための方法に関する。
【0002】 繊維を製造する方法はいくつか存在する。最も広く利用されている繊維製法は
溶融紡糸および溶液紡糸である。これらの方法では、ポリマーをスピナレットの
オリフィスから押し出す。溶融紡糸では溶融ポリマーが用いられるのに対し、溶
液紡糸では分散ポリマーあるいは溶解ポリマーからなる紡糸ドープ溶液が用いら
れる。前記溶融ポリマーまたは紡糸ドープ溶液を押出した後、異なる紡糸技術を
適用して繊維を製造することができる。
【0003】 紡糸ドープ溶液は酸性でもよい。例えば、アラミド繊維を製造する場合、通常
、硫酸溶液中に、ポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)からなるポリマーが
分散される。得られた溶液を押し出し、紡糸技術を適用した後に、製造された繊
維に微量の酸性溶液が付着していることが多い。特に20℃よりも高い温度で生
じる前記繊維の加水分解を防止するために、これらの微量残留物を取り除く必要
がある。
【0004】 一般に、繊維から付着酸や付着塩基を取り除くには洗浄液が用いられる。付着
酸や付着塩基の量が最小限に抑えられた繊維が製造されるように前記洗浄液の酸
性度を測定および調節することが重要である。酸性度は、滴定法またはpH測定
法を用いることによって直接測定することができる。しかしながら、pH電極を
頻繁に検定する必要があるだけでなく、pH値が6から8以上にそれると測定の
誤差が大きくなるため、pH測定法は酸性度を正確に測定するには好ましくない
。前記洗浄液の酸性度は、M.Valcarcel et al.,Techn iques and Instrumentation in Analyti cal Chemistry ,Vol.9,Elsevier,Amsterd
am,1988に記載されているように、滴定法を用いて測定することが最も一
般的である。しかしながら、前記滴定法は情報を得るまでの時間が比較的長い。
従って、付着酸や付着塩基の量を最小限に抑えた繊維を得るのに十分なほど速く
酸性度を調節することは、非常に困難あるいは不可能である。前記方法のもう1
つの短所とは、滴定を行う際に試薬を用いる必要があるということである。さら
に、洗浄液の酸性度をオンラインで測定するのに用いられる滴定装置は、かなり
頻繁な整備を必要とする。
【0005】 洗浄液の酸性度は、密度測定法、導電率測定法、超音波測定法または屈折率測
定法の如き他の分析方法を用いることによって間接的に求めることもできる。し
かしながら、これらの測定法の1つを洗浄液中で実施することによって得られる
結果は、前記溶液中に様々な濃度の塩または化合物が存在する場合には、その酸
性度を正確に求めるには不十分である。例えば、繊維の製造のための紡糸ドープ
溶液の調製に硫酸を使用し、前記溶液の残りが洗浄前の製造された繊維にまだ付
着している場合、硫酸と例えば苛性ソーダとの相互作用の後でも様々な濃度の硫
酸ナトリウムがこれらの繊維用の洗浄液中に存在していることが多い。
【0006】 従って、本発明の主な目的は、付着酸や付着塩基の量が最小限に抑えられた繊
維を製造するための洗浄液の酸性度を迅速かつ正確に測定するための方法を提供
することである。前記方法はオンラインで適用可能であることが好ましい。さら
に、前記測定に用いられる装置に必要な整備は、一般に用いられている滴定法に
おいて現在用いられている市販の装置が必要とする整備よりも少ないことが好ま
しい。
【0007】 驚くべきことに、繊維から付着酸や付着塩基を取り除くための洗浄液の酸性度
を迅速かつ正確に測定できる方法が見い出された。前記方法は、前記測定が少な
くとも2種類の異なる分析方法の組み合わせを用いることによって行われるもの
であり、そして前記少なくとも2種類の異なる分析方法の少なくとも1種類が密
度測定法、導電率測定法、超音波測定法および屈折率測定法から選択されるとい
う点で特徴付けられる。迅速かつ正確な測定によって、付着酸や付着塩基の量が
最小限に抑えられた繊維が製造されるように洗浄液の酸性度を調節することがで
きる。
【0008】 付着酸や付着塩基の量が最小限に抑えられた繊維の意味するところは、前記繊
維に付着している媒体中に存在するH+イオンに対するOH-イオンのモル比が約
1であるが、ただしこれらのイオンは前記繊維と化学的に結合はしていないとい
うことである。この比率は、前記媒体中のOH-イオンおよびH+イオンのカウン
ターイオンの量、例えば、前記繊維を洗浄するのにNaOHを用いる場合はNa + イオンの量および硫酸溶液から前記繊維を紡糸する場合はSO4 2−イオンの量
、を分析することによって間接的に求めることができる。この具体例の場合、N
a/S比はX線回折分光法(XRF)を用いることによって求めることができる
。しかしながら、あらゆる他の適切な分析方法を用いることもできる。
【0009】 本発明による前記組み合わせは、密度測定法、導電率測定法、超音波測定法お
よび屈折率測定法から選択される少なくとも2種類の分析方法を含むことが好ま
しい。前記測定法に用いられる分析装置は、一般に用いられている滴定法におい
て現在用いられている市販の装置よりも整備が少なく、かつ、検定し易いことが
必要である。さらに、これらの測定法に用いられる分析装置は、オンラインでの
測定用に設置されると非常に実用的である。
【0010】 本発明による前記組み合わせは、導電率測定法または密度測定法を含むことが
よりいっそう好ましい。その理由は、このような組み合わせによって繊維用洗浄
液の酸性度を非常に正確に測定することができるからである。これは、特に、前
記組み合わせが少なくとも(1)導電率測定法および超音波測定法、(2)導電
率測定法および密度測定法、または(3)密度測定法および超音波測定法を含む
本発明による方法の場合である。前記組み合わせは、少なくとも導電率測定法お
よび超音波測定法を含むことが最も好ましい。その理由は、これらの測定法に用
いられる装置は、最も清掃し易く、かつ、必要とする整備が最も少ないためであ
る。これは、これらの測定法がオンラインで実施される場合に特に望ましい。
【0011】 前記測定法が「オンラインで実施される」という意味は、それらの測定法が洗
浄液またはこの溶液からなるあらゆる処理流体中において連続して或いは所定の
時間間隔で実施されるということである。前記測定法はオンラインで自動的に実
施されることが好ましく、例えば電子装置および/またはコンピューターシステ
ムによって制御されることが好ましい。前記システムが必要に応じて前記洗浄液
の酸性度を補正するための信号および命令を与えることによって、付着酸や付着
塩基の量が最小限に抑えられた繊維を製造することができるようにすることがよ
りいっそう好ましい。
【0012】 繊維用洗浄液の酸性度は、本発明による少なくとも2種類の分析方法を実施す
ることによって得られる結果を組み合わせることによって求めることができる。
まず、各方法によって得られた結果と洗浄液の酸性度との相関関係を求めるため
に検定を行う必要がある。そのような検定は、酸性度を決定する必要がある繊維
用洗浄液中に存在する塩または化合物の濃度の異なる代表的なサンプルを測定す
ることによって実施するのが最適である。前記サンプル中の異なる濃度は実験デ
ザインに従って選択される。このような実験デザインの1例が実施例1の表1に
記載されている。分析方法の各組み合わせについての検定計算式は、H.Mar
tens et al.,Multivariate calibration ,John Wiley and Sons,Chichester,1989
あるいはD.L..Massart et al.,Chemometrics :A Textbook ,Elsevier,Amsterdam,1987に
記載されているような多重直線回帰(multiple linear reg
ression)または部分最小自乗(partial least squa
re)の如き標準的な統計法を用いて前記サンプルについて測定することによっ
て得られる結果から算出することができる。
【0013】 本発明による方法を用いることによってあらゆる繊維から付着酸や付着塩基を
取り除くことができる。例えば、前記方法を、ポリ(p−フェニレンテレフタル
アミド)の如き芳香族ポリアミドと硫酸とからなる酸性紡糸ドープ溶液を用いて
製造された繊維に適用することができる。
【0014】 少なくとも超音波測定法を含む本発明による分析方法の組み合わせを用いる場
合、洗浄液中の超音波の伝播速度は、超音波のエミッターとレシーバーとからな
る超音波装置を用いて測定される。前記装置で、前記エミッターにおいて超音波
を発生させ、前記エミッターからの超音波が溶液を通過して前記レシーバーに達
するまでの時間を測定し、前記エミッターと前記レシーバーの間の距離をこの時
間で割ったものとして前記伝播速度を算出する。周波数が少なくとも50kHz
である超音波をこの測定に用いることができる。
【0015】 一般に、超音波の伝播速度(v)は、下記式によると、溶液の密度(d)と断
熱圧縮度(c)とに依存する。
【数1】
【0016】 従って、前記溶液の密度が低下すると、前記溶液中での超音波の伝播速度が増
加する。前記密度は、温度、圧力、および、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、
水酸化ナトリウムの如き溶液中のあらゆる化合物または塩の濃度などに依存する
。従って、洗浄液中での超音波の伝播速度は、化合物または塩の濃度だけでなく
、この溶液中での温度および圧力にも依存する。超音波の伝播速度を測定するの
に用いられる超音波装置は、前記エミッターとレシーバーの間の洗浄液中の温度
を局所的に調節することができるようにするために温度センサーを備えることが
好ましい。
【0017】 洗浄液中での超音波の伝播速度は、測定法が実施されるときの洗浄液の流動に
もわずかに依存する。伝播速度は、この流動方向と垂直な方向で測定することが
好ましい。
【0018】 少なくとも導電率測定法、密度測定法または屈折率測定法からなる本発明によ
る分析方法の組み合わせを用いる場合、これらの測定法は、F.McLenna
n and B.Kowalski.,Process Analytical Chemistry ,Glassgow,1995に記載されているような一
般的な条件および指示に従って実施される。
【0019】
【実施例】
本発明を下記実施例に関してさらに説明する。
【0020】 実施例I: 表Iに示されるサンプルは、必要量の塩を水溶液に添加することによって調製
した。前記サンプル中の異なる濃度の水酸化ナトリウム(NaOH)、硫酸ナト
リウム(Na2SO4)および炭酸ナトリウム(Na2CO3)は、中心組成デザイ
ンに従って選択された。前記サンプルは、微量の硫酸が付着したアラミド繊維用
の洗浄液の組成を表すものである。
【0021】
【表1】
【0022】 測定は、下記表IIに示される分析方法および分析装置を用いて、前記サンプ
ルに関して行った。前記測定は、周囲圧力および室温で行った。密度の測定値は
25℃に補正した。これらの測定の結果を表IIIに示す。
【0023】
【表2】
【0024】
【表3】
【0025】 これらの結果から、表IVに示されるNaOH濃度についての相関係数を、標
準的な統計法に従って、各分析方法について求めた。
【0026】
【表4】
【0027】 各分析方法についての結果が示す水酸化ナトリウム濃度との相関関係は良好で
はないことが、表IVから推断された。従って、前記測定法のうちの1つだけを
用いる場合には、様々な濃度の化合物または塩からなる洗浄液の酸性度を正確に
測定することは不可能である。
【0028】 実施例II: 表IIIに示される2つの異なる分析方法の結果を組み合わせることによって
、これらの組み合わされた結果の水酸化ナトリウム濃度との相関関係を求めた。
【0029】 NaOH濃度中の(予測値と基準値との差の標準偏差として表される)予測誤
差を、部分最小自乗または多重直線回帰の如き多変量数理法(multivar
iate mathematical technique)を用いて、表Vに
示されるように分析方法の各組み合わせについて求めた。
【0030】
【表5】
【0031】 特に分析方法の以下の組み合わせ、すなわち(c)+(d)、(c)+(v)
、(c)+(ri)および(d)+(v)(略記については表IIを参照のこと
)の組み合わされた結果に対する本実施例におけるNaOH濃度との相関関係は
良好であることが、表Vから推断された。これらの組み合わされた結果のNaO
H濃度との相関関係は、実施例1に記載されているような単一の分析方法の結果
のNaOH濃度との相関関係よりも、はるかに良好である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 33/36 G01N 33/36 B (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES ,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU, ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,K R,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV ,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO, NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,S I,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA ,UG,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 2G047 AA01 BC02 BC15 GG36 GG37 2G059 AA03 BB04 EE20 2G060 AA06 AE17 AF08 HC06 HC18 KA06

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維から付着酸や付着塩基を取り除くための洗浄液の酸性度
    を測定する方法であって、前記測定が少なくとも2種類の異なる分析方法の組み
    合わせを用いることによって行われ、そして前記少なくとも2種類の異なる分析
    方法の少なくとも1種類が密度測定法、導電率測定法、超音波測定法および屈折
    率測定法から選択されることを特徴とする前記方法。
  2. 【請求項2】 前記組み合わせが、密度測定法、導電率測定法、超音波測定
    法および屈折率測定法から選択される少なくとも2種類の分析方法を含む、請求
    項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記組み合わせが超音波測定法を含む、請求項1または2に
    記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記組み合わせが導電率測定法または密度測定法を含む、請
    求項1または2に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記組み合わせが、少なくとも導電率測定法および超音波測
    定法を含む、請求項3に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記組み合わせが、少なくとも導電率測定法および密度測定
    法を含む、請求項1に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記組み合わせが、少なくとも密度測定法および超音波測定
    法を含む、請求項3に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記測定法がオンラインで実施される、請求項1〜7のいず
    れか1つに記載の方法。
JP2001522075A 1999-09-02 2000-08-31 繊維洗浄液の酸性度を測定する方法 Withdrawn JP2003508787A (ja)

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