JP2006213778A - Mixed acid ester of cellulose and its manufacturing process - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high purity mixed acid ester of cellulose (cellulose acetate propionate, etc) containing an extremely small amount of fine foreign materials like unreacted cellulose. <P>SOLUTION: The manufacturing process of the mixed acid ester of cellulose comprises a series of steps involving an acylation step in which cellulose is acylated with an acylating agent corresponding to the mixed acid ester of cellulose in the presence of a sulfuric acid catalyst and acylating conditions (e.g. the time from the highest temperature reached during the acylation to the end of it) are adjusted and an aging step in which the acylated product is aged in the presence of the sulfuric acid catalyst and aging conditions (e.g. a base is added intermittently at least in three separate dosages from the start of the aging reaction to the end of it) are adjusted. The process produces the mixed acid ester of cellulose which contains ≤0.12 wt.% of the components insoluble to a mixed solvent of methylene chloride/methanol (by weight)=9/1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、フィルム(例えば、偏光板用の保護フィルムなどの光学フィルム)などを形成するのに有用なセルロース混酸エステルとその製造方法、並びにセルロース混酸エステルで構成されたフィルムに関する。   The present invention relates to a cellulose mixed acid ester useful for forming a film (for example, an optical film such as a protective film for a polarizing plate), a production method thereof, and a film composed of the cellulose mixed acid ester.

セルロースエステルは光学的特性に優れるため、種々の光学用フィルムなどとして利用されている。例えば、液晶テレビに代表される薄型フラットパネルディスプレイに用いられる液晶表示装置に使用される偏光板は、一般に、セルロースエステルフィルムで形成された偏光板用保護フィルム(偏光膜用保護フィルム)と偏光膜との貼り合わせにより得られる。   Since cellulose ester is excellent in optical properties, it is used as various optical films. For example, a polarizing plate used in a liquid crystal display device used in a thin flat panel display represented by a liquid crystal television is generally a polarizing plate protective film (polarizing film protective film) and a polarizing film formed of a cellulose ester film. And obtained by pasting together.

このようなセルロースエステルの光学的特性は、吸湿による変形、剥離、屈折率の変化などを伴って低下する。このため、このような偏光板用保護フィルムを備えた偏光板を高温高湿下で使用した場合、薄膜にクラックが入ったり、偏光板用保護フィルムが偏光膜から剥離したり、偏光板用保護フィルムが着色するなどの問題が発生することがあった。そのため、偏光板では、偏光膜をカバーする偏光板用保護フィルムの特性が、その特性に大きな影響を与え、カーナビゲーションのように車内で高温高湿に曝される場合には無論のこと、一般的な家庭での使用でも、耐湿性(又は耐湿熱性)が要求される。そして、このような吸湿による劣化現象は、一般に使用されているセルロースアセテートを用いた光学フィルム、さらにはこの光学フィルムを備えた表示装置についても経時的に観察される。   The optical properties of such cellulose esters are reduced with deformation due to moisture absorption, peeling, change in refractive index, and the like. For this reason, when a polarizing plate having such a polarizing plate protective film is used under high temperature and high humidity, the thin film is cracked, the polarizing plate protective film is peeled off from the polarizing film, or the polarizing plate is protected. Problems such as film coloration may occur. Therefore, in the polarizing plate, the properties of the protective film for the polarizing plate covering the polarizing film have a great influence on the properties, and of course, when exposed to high temperature and high humidity in the car like car navigation, Even in typical home use, moisture resistance (or heat and humidity resistance) is required. Such deterioration due to moisture absorption is observed over time in optical films using cellulose acetate that is generally used, and also in display devices including this optical film.

このように、光学フィルムとして使用されるセルロースエステルは、従来より知られており、セルロースエステルには、高温高湿下で劣化しないことや、寸法安定性に優れるなどの良好な耐湿性(耐湿熱性)が要求される。このようなセルロースエステルの耐湿性(耐湿熱性)は、セルロースアセテートに比べて、セルロースアセテートプロピオネートなどのセルロース混酸エステルの方が優れていることが知られている。例えば、特開2003−221455号公報(特許文献1)には、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比(Mw/Mn)が1.8〜3.5であるセルロースエステルを含有し、特定の輝点異物が10個以下であるセルロースエステルフィルムが開示されている。この文献には、セルロースエステルとしては、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートプロピオネートが好ましいこと、アセチル基の置換度とプロピオニル基及び/またはブチリル基の置換度の合計が2.4以上3.0以下であること、アセチル基の置換度とプロピオニル基及び/またはブチリル基の置換度の合計が2.5以上2.85以下であることが好ましいこと、アセチル基の置換度が1.4以上2.0以下であることが好ましいこと、プロピオニル基やブチリル基の置換度の割合を大きくするとフィルムの水分率を小さくすることができ、耐湿熱性を向上できることが記載されている。   Thus, the cellulose ester used as an optical film has been conventionally known, and the cellulose ester has good moisture resistance (moisture and heat resistance) such as no deterioration under high temperature and high humidity and excellent dimensional stability. ) Is required. It is known that the cellulose mixed acid ester such as cellulose acetate propionate is superior in the moisture resistance (moisture and heat resistance) of the cellulose ester as compared with the cellulose acetate. For example, JP 2003-221455 A (Patent Document 1) contains a cellulose ester having a ratio (Mw / Mn) of weight average molecular weight Mw to number average molecular weight Mn of 1.8 to 3.5, A cellulose ester film having 10 or less specific bright spot foreign substances is disclosed. In this document, as the cellulose ester, cellulose triacetate, cellulose diacetate, and cellulose acetate propionate are preferable, and the total substitution degree of acetyl group and substitution degree of propionyl group and / or butyryl group is 2.4 or more and 3 It is preferable that the total of the substitution degree of the acetyl group and the substitution degree of the propionyl group and / or butyryl group is 2.5 or more and 2.85 or less, and the substitution degree of the acetyl group is 1.4. It is described that it is preferably 2.0 or less and that the moisture content of the film can be reduced and the heat and moisture resistance can be improved by increasing the ratio of the degree of substitution of propionyl group or butyryl group.

また、特開平10−45804号公報(特許文献2)には、硫酸を触媒として、セルロースを酢酸または無水酢酸および炭素原子数が3以上の有機酸またはその無水物とエステル化反応させ、セルロースの水酸基がアセチル基および炭素原子数が3以上のアシル基で置換されており、特定の置換度割合を有するセルロースの混酸エステルを製造する方法であって、上記エステル化反応の最高温度を35乃至50℃に調整するセルロースの混酸エステルの製造方法が開示されている。この文献の方法では、比較的平均重合度が高いセルロース混酸エステルを得ることができる。   Japanese Patent Laid-Open No. 10-45804 (Patent Document 2) uses cellulose as a catalyst to esterify cellulose with acetic acid or acetic anhydride and an organic acid having 3 or more carbon atoms or an anhydride thereof. A method for producing a mixed acid ester of cellulose having a specific substitution degree ratio in which a hydroxyl group is substituted with an acetyl group and an acyl group having 3 or more carbon atoms, wherein the maximum temperature of the esterification reaction is 35 to 50 A method for producing a mixed acid ester of cellulose that is adjusted to ° C. is disclosed. In the method of this document, a cellulose mixed acid ester having a relatively high average degree of polymerization can be obtained.

一方、近年、ハイビジョン放送などに代表される液晶表示装置などの高画質化、高精細化に関する実用化及び開発が進んでおり、それに伴って、液晶表示装置などに用いられる光学フィルム(偏光板用保護フィルムなど)に対しても、フィルム中に含まれる異物の低減に対する要求が強くなっている。   On the other hand, in recent years, liquid crystal display devices represented by high-definition broadcasting and the like have been put into practical use and developed for high image quality and high definition, and accordingly, optical films (for polarizing plates) used in liquid crystal display devices, etc. For protective films and the like, there is an increasing demand for reduction of foreign substances contained in the film.

セルロースエステルフィルム中に含まれる異物としては、用いる添加剤に起因するもの、製造工程において混入するゴミに起因するもの、セルロースエステル中に含まれる未酢化又は低酢化度のセルロースエステル繊維に起因するものなどが挙げられる。これらの内、製造工程において混入するゴミなどに起因するものは、いわゆる黒色異物として光学的欠点となる。また、この黒色異物とは別に、輝点異物というものも存在する。   As foreign substances contained in the cellulose ester film, those caused by the additive used, those caused by dust mixed in the production process, and non-acetylated or low acetylated cellulose ester fibers contained in the cellulose ester And what to do. Among these, those caused by dust mixed in the manufacturing process become optical defects as so-called black foreign matters. In addition to the black foreign matter, there is also a bright spot foreign matter.

例えば、前記特許文献1には、前記のように、輝点異物が存在することが開示されている。輝点異物とは、直交状態(クロスニコル)で配置した2枚の偏光子の間にセルロースエステルフィルムを置き、一方の偏光子の外側から光を当て、他方の偏光子の外側から顕微鏡で観察すると、異物部分で光が漏れ、輝点となって見える異物である。さらに、特開2003−213004号公報(特許文献3)には、異物として、照射光の反射により白色の異物として、クロスニコル状態での発光現象として観察されるいわゆる砂目状異物という輝点異物とは区別される光学的な欠点も指摘されている。   For example, Patent Document 1 discloses that a bright spot foreign matter exists as described above. A bright spot foreign material is a cellulose ester film placed between two polarizers placed in an orthogonal state (crossed Nicols), illuminated from the outside of one polarizer, and observed with a microscope from the outside of the other polarizer. Then, light leaks at the foreign matter portion and appears as a bright spot. Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-213004 (Patent Document 3) discloses a bright spot foreign matter as a foreign matter, a white foreign matter by reflection of irradiation light, and a so-called grainy foreign matter observed as a light emission phenomenon in a crossed Nicol state. Optical defects that are distinct from the above are also pointed out.

上記の異物のうち、黒色異物などは、製造工程のクリーン化などにより、その対策も比較的容易である。これに対して、輝点異物や砂目異物などの小粒径の異物(微小異物)は、光学フィルムなどの用途では、最近の検討において、その除去の重要性が増してきている。   Among the above-mentioned foreign matters, black foreign matters and the like are relatively easy to take countermeasures by cleaning the manufacturing process. On the other hand, the removal of foreign matters with a small particle diameter (fine foreign matters) such as bright spot foreign matters and grainy foreign matters has become increasingly important in recent studies in applications such as optical films.

このようにセルロースエステルでは、上記のような微小異物の問題が大きく着目され、その改善が求められているが、特に、セルロースアセテート以外のセルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートブチレート(CAB)のようなセルロース混酸エステルを製造する場合には、未反応のセルロースや低置換度のセルロースエステルなどが生じやすくなり、前記輝点異物や砂目異物などの微小異物の問題がより一層多く生じる。なお、セルロース混酸エステルが未反応のセルロースや低置換度のセルロースエステルなどの異物を生じやすいことは、一般的に知られており、例えば、「繊維素系樹脂(宇多和夫、丸澤廣著 日刊工業新聞社刊)」(非特許文献1)には、プロピオニル基をセルロースに導入しようとした場合において、「また触媒としては通常硫酸が使用されるがアセテートブチレートの製造の場合と同様、触媒効果が弱くまた反応も緩慢であり、また、セルロースの崩壊もいちじるしいので溶解性が均一良好で未反応繊維も少なく、粘度も高いプロピネートを得るためには前処理活性化を十分に行うとともに、エステル化混酸倍量を少なくする必要がある。」と記載されている。そして、「熟成終了後酢酸マグネシウムで残存する硫酸を完全に中和したのち、ろ過を行い未反応繊維や異物を除去したのち沈殿し、洗浄、安定化後脱水、乾燥、粉砕し製品とする。沈殿や洗浄はアセテートブチレート同様、浴が疎水性であるため、アセチルセルロースの場合よりむつかしい。」とも記載されている。   As described above, in the cellulose ester, the problem of the fine foreign matter as described above has attracted much attention and its improvement has been demanded. In particular, cellulose acetate propionate (CAP) other than cellulose acetate, cellulose acetate butyrate (CAB). When a cellulose mixed acid ester such as) is produced, unreacted cellulose or cellulose ester having a low degree of substitution is likely to occur, and the problem of fine foreign matters such as bright spot foreign matters and grainy foreign matters is further increased. . In addition, it is generally known that cellulose mixed acid ester is liable to generate foreign substances such as unreacted cellulose and cellulose ester having a low degree of substitution. For example, “Fiber-based resin (written by Kazuo Uta and Jun Marusawa, published daily) (Published by Kogyo Shimbun) (Non-patent Document 1) describes that when a propionyl group is to be introduced into cellulose, “as a catalyst, sulfuric acid is usually used, but the catalyst is the same as in the production of acetate butyrate. The effect is weak and the reaction is slow, and the disintegration of cellulose is remarkable, so the pretreatment activation is sufficient to obtain a propionate with uniform solubility, few unreacted fibers, and high viscosity. It is necessary to reduce the amount of acidified mixed acid ". Then, after completion of ripening, the sulfuric acid remaining with magnesium acetate is completely neutralized, then filtered to remove unreacted fibers and foreign matters, and then precipitated, washed, stabilized, dehydrated, dried and pulverized to obtain a product. The precipitation and washing are also more difficult than in the case of acetylcellulose because the bath is hydrophobic like the acetate butyrate. "

このように、セルロースアセテートブチレートやセルロースアセテートプロピオネートでは、未反応繊維が残存することが技術常識であり、この低減のための試みも行われている。例えば、エステル化における炭素数3以上の脂肪酸と触媒硫酸との反応性を改善するために、例えば、「C.J.Malm:Svendk Kem.Tidskr,73,10(1961)」(非特許文献2)には、前処理においてセルロースを酢酸で活性化後少量の硫酸を含む酪酸で処理してセルロースに硫酸を収着させたのちエステル化するとともに、エステル混酸量とセルロースの比をできるだけ小さくして、酸無水物および触媒硫酸濃度を高める技術が記載されている。また、米国特許第2097954号(特許文献4)には、アセチル化度が高いセルロール混合脂肪酸エステルにおいて、セルロースを酢酸で活性化した後、少量の硫酸を含む酪酸で処理する前処理工程を提案している。しかし、これらの方法では確かに、従来の用途である成形品や塗料のバインダーなどに用いる場合には、ドープの濾過を行うことが前提であれば、異物を充分に少なくすることができたが、光学フィルム中でも液晶表示装置などに用いられる光学フィルムとして用いることができなかった。   Thus, in cellulose acetate butyrate and cellulose acetate propionate, it is common technical knowledge that unreacted fibers remain, and attempts have been made to reduce this. For example, in order to improve the reactivity of a fatty acid having 3 or more carbon atoms and catalytic sulfuric acid in esterification, for example, “CJ Malm: Svendk Kem. Tidskr, 73, 10 (1961)” (Non-patent Document 2) ) In the pretreatment, the cellulose is activated with acetic acid and then treated with butyric acid containing a small amount of sulfuric acid to sorb the sulfuric acid on the cellulose and then esterify, and the ratio of the ester mixed acid to the cellulose is made as small as possible. Techniques for increasing acid anhydride and catalyst sulfuric acid concentrations are described. US Patent No. 2,097,954 (Patent Document 4) proposes a pretreatment step in which cellulose is activated with acetic acid and then treated with butyric acid containing a small amount of sulfuric acid in cellulose mixed fatty acid ester having a high degree of acetylation. ing. However, in these methods, when used for molded articles or paint binders, which are conventional applications, it is possible to reduce the amount of foreign matter sufficiently if the dope is filtered. Even among optical films, they could not be used as optical films used for liquid crystal display devices.

また、米国特許第2250201号(特許文献5)には、プロピオニルやブチリル基の置換度が高いセルロース混合脂肪酸エステルにおいては、これらの混合脂肪酸エステルが疎水性のため、結合硫酸が脱離しにくいため、加水時に希酢酸を混合し、加温して結合硫酸を脱離させる技術が開示されている。   In addition, in US Pat. No. 2,250,201 (Patent Document 5), in cellulose mixed fatty acid esters having a high degree of substitution of propionyl or butyryl group, these mixed fatty acid esters are hydrophobic, so that bound sulfuric acid is difficult to be removed. A technique is disclosed in which dilute acetic acid is mixed at the time of water addition and heated to release bound sulfuric acid.

しかし、これらの方法でも、依然として、未反応セルロースなどの異物を少なくすることができなかった。   However, these methods still cannot reduce foreign matters such as unreacted cellulose.

さらに、セルロース混合脂肪酸エステルでは、このような微細な異物は、ろ過のような通常の方法では精密に除去することは困難である。すなわち、一般にセルロースエステルフィルムを溶液流延法で製造する場合、通常、ドープ中には未溶解物が存在するので、ろ過処理を行うことが一般的である。このようなろ過では、セルロースエステル溶液は粘度が高いため、ろ過材として、濾過面積の大きいフィルタープレスやディスク状の金属フィルターが用いられている。このようなろ過材は、未溶解物の捕捉により、圧力を上昇させるので定期的に交換する必要がある。交換時には、一旦、濾過器内にあるセルロースエステル溶液を取り除く必要がある。近年においては、上述のようにセルロースエステルフィルムに対する要求品質がますます厳しくなり、特に、未酢化又は低酢化度のセルロースエステルの除去方法として、従来のようなセルロースエステルを溶媒に溶解した溶解液、すなわちドープ液を単に濾過することだけでは目標とする品質を得ることが難しくなり、より小粒径の異物を除去する必要が生じてきた。   Furthermore, in a cellulose mixed fatty acid ester, it is difficult to accurately remove such fine foreign matters by a usual method such as filtration. That is, in general, when a cellulose ester film is produced by a solution casting method, since an undissolved substance is usually present in the dope, it is common to perform a filtration treatment. In such a filtration, since the cellulose ester solution has a high viscosity, a filter press or a disk-shaped metal filter having a large filtration area is used as a filter medium. Since such a filter medium raises a pressure by capture | acquisition of an undissolved substance, it is necessary to replace | exchange regularly. At the time of replacement, it is necessary to remove the cellulose ester solution in the filter once. In recent years, as described above, the required quality for cellulose ester films has become more stringent, and in particular, as a method for removing cellulose ester having a non-acetylated or low acetylated degree, a conventional cellulose ester dissolved in a solvent is dissolved. It is difficult to obtain a target quality simply by filtering the liquid, that is, the dope liquid, and it has become necessary to remove foreign substances having a smaller particle diameter.

そのため、このような微小異物を除去するため、種々のろ過方法が報告されている。例えば、前記特許文献1には、セルロースエステルを溶媒に溶解したドープ液を、二段階以上の濾過工程(例えば、第一段階が濾紙による濾過工程であり、第二段階が金属フィルタによる濾過工程である濾過工程)を経て製膜する方法が開示されている。また、前記特許文献3には、セルロース製フィルターペーパーを用いたセルロースエステル溶液の濾過方法において、該セルロース製フィルターペーパーが、保留粒子径の最小粒子径が3μm以下0.5μm以上であり、厚みが3.5〜4.5mmであり、かつ濾水時間が150〜350秒である濾過方法が開示されている。   Therefore, various filtration methods have been reported in order to remove such minute foreign matters. For example, in Patent Document 1, a dope solution obtained by dissolving a cellulose ester in a solvent is subjected to a filtration process of two or more stages (for example, the first stage is a filtration process using a filter paper, and the second stage is a filtration process using a metal filter. A method of forming a film through a certain filtration step) is disclosed. Further, in Patent Document 3, in the method for filtering a cellulose ester solution using cellulose filter paper, the cellulose filter paper has a minimum particle diameter of 3 μm or less and 0.5 μm or more of the retained particle diameter, and has a thickness. A filtration method is disclosed that is 3.5 to 4.5 mm and has a drainage time of 150 to 350 seconds.

さらに、特開平11−254466号公報(特許文献6)には、0.05mmを越える直径を持つ輝点の数が1cm2当たり0個であって、そして直径が0.01〜0.05mmの範囲の輝点の数が1cm2当たり500個以下であるセルロースエステルフィルムが開示されている。この文献には、不溶物などを除去するためには絶対濾過精度が0.005mm以下(特に0.001〜0.005mm)の範囲の濾材が好ましく、このように濾過精度の高い濾材で濾過することにより、エステル化されていないセルロースなどの微小の不溶物および不純物を効果的に除去することができることが記載されている。 Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-254466 (Patent Document 6), the number of bright spots having a diameter exceeding 0.05 mm is 0 per 1 cm 2 , and the diameter is 0.01 to 0.05 mm. A cellulose ester film in which the number of bright spots in the range is 500 or less per cm 2 is disclosed. In this document, in order to remove insoluble matters, a filter medium having an absolute filtration accuracy in the range of 0.005 mm or less (particularly 0.001 to 0.005 mm) is preferable. Thus, filtration is performed with a filter medium having high filtration accuracy. In other words, it is described that minute insoluble matters such as cellulose that has not been esterified and impurities can be effectively removed.

さらにまた、特開2003−326112号公報(特許文献7)には、ポリマーを溶媒に溶解させたポリマー溶液の濾過方法において、前記ポリマー溶液中に含まれる不溶解物のうち、少なくとも一の不溶解物のサイズよりも大きな孔径の孔を有する濾材を使用することを特徴とするポリマー溶液の濾過方法が開示されており、特開2004−113897号公報(特許文献8)には、ポリマーを溶媒に溶解したドープ中の異物を濾過により除去するドープの濾過方法において、前記ドープ中の異物を、孔径の同一な焼結金属フィルタを備えた2基以上の濾過器を直列に配置して濾過するドープの濾過方法が開示されている。   Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-326112 (Patent Document 7), in a method for filtering a polymer solution in which a polymer is dissolved in a solvent, at least one insoluble substance among insoluble substances contained in the polymer solution is disclosed. JP-A-2004-13897 (Patent Document 8) discloses a polymer solution filtration method characterized by using a filter medium having pores having a pore size larger than the size of the product. In the dope filtration method for removing foreign matter in a dissolved dope by filtration, the dope for filtering the foreign matter in the dope by arranging two or more filter units having a sintered metal filter having the same pore diameter in series A filtration method is disclosed.

しかし、未反応繊維に起因する、輝点異物や砂目異物の明欠点となる未反応繊維については、これらの文献の方法でも、除去精度が充分でない。なぜならば、微小な異物をろ過するために、ろ過の目開きを小さくすればろ過効率が低下することもあり、重合度の大きなセルロース混酸エステルを得ることはできないし、またろ過効率が低下を許容したとしても、濾材を通過する輝点異物や砂目異物が問題となった。   However, with respect to unreacted fibers that are bright defects of bright spot foreign matters and grainy foreign matters due to unreacted fibers, the removal accuracy is not sufficient even with the methods of these documents. This is because if the opening of the filter is reduced in order to filter out minute foreign matter, the filtration efficiency may decrease, and a cellulose mixed acid ester having a high degree of polymerization cannot be obtained, and the filtration efficiency is allowed to decrease. Even if it did, the bright spot foreign material and grainy foreign material which pass a filter medium became a problem.

そのため、原料としてのセルロース混酸エステルの段階から、未反応セルロースや低置換度セルロースエステルなどの異物の生成を抑制することの重要性が高まってきている。   Therefore, the importance of suppressing the production of foreign substances such as unreacted cellulose and low-substituted cellulose ester has been increasing from the stage of cellulose mixed acid ester as a raw material.

さらに、単に未反応セルロースを低減するのみではなく、セルロースエステルのフィルム製造工程における流延時の剥離性の向上のため、アルカリ土類金属、アルカリ金属の量を低減することも求められており、そのためセルロースエステルに含まれる硫酸量を低減することも求められている。なお、耐湿熱安定性を付与するためには、セルロースエステルに含まれる硫酸量(特に結合硫酸)を低減する必要がある。そして、硫酸量と見合うアルカリ土類金属、アルカリ金属を添加する必要があり、単純にアルカリ土類金属、アルカリ金属の添加量を少なくすることはできない。さらに、フィルムの強度などを考えると最低必要な重合度が存在し、これらの重合度を確保しながら、硫酸量を低減し、かつ未反応セルロースを低減するという技術が求められている。
特開2003−221455号公報(特許請求の範囲、段落番号[0025][0026]) 特開平10−45804号公報(特許請求の範囲) 特開2003−213004号公報(特許請求の範囲、段落番号[0002]) 米国特許第2097954号明細書(特許請求の範囲) 米国特許第2250201号明細書(特許請求の範囲) 特開平11−254466号公報(特許請求の範囲、段落番号[0015]) 特開2003−326112号公報(特許請求の範囲) 特開2004−113897号公報(特許請求の範囲) 「繊維素系樹脂」(宇多和夫、丸澤廣著 日刊工業新聞社刊、p103) 「C.J.Malm:Svendk Kem.Tidskr,73,10(1961)」
Furthermore, not only to reduce unreacted cellulose, but also to reduce the amount of alkaline earth metals and alkali metals in order to improve the peelability at the time of casting in the cellulose ester film manufacturing process, and therefore, It is also required to reduce the amount of sulfuric acid contained in the cellulose ester. In addition, in order to provide wet heat resistance stability, it is necessary to reduce the amount of sulfuric acid (particularly bound sulfuric acid) contained in the cellulose ester. Then, it is necessary to add an alkaline earth metal and an alkali metal corresponding to the amount of sulfuric acid, and the amount of the alkaline earth metal and the alkali metal cannot be simply reduced. Furthermore, considering the strength of the film, there is a minimum degree of polymerization, and there is a need for a technique for reducing the amount of sulfuric acid and reducing unreacted cellulose while ensuring the degree of polymerization.
JP 2003-221455 A (claims, paragraph numbers [0025] [0026]) Japanese Patent Laid-Open No. 10-45804 (Claims) JP 2003-213004 A (claim, paragraph number [0002]) US Patent No. 2,097,954 (Claims) US Pat. No. 2,250,201 (Claims) JP 11-254466 A (claims, paragraph number [0015]) JP 2003-326112 A (Claims) JP 2004-1113897 A (Claims) “Fiber-based resin” (Kazuo Uta, Jun Marusawa, published by Nikkan Kogyo Shimbun, p103) “C.J. Malm: Svendk Chem. Tidskr, 73, 10 (1961)”

従って、本発明の目的は、未反応セルロースなどの微細な異物の含有量が著しく少ない高純度のセルロース混酸エステル(セルロースアセテートプロピオネートなど)およびその製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-purity cellulose mixed acid ester (cellulose acetate propionate and the like) having a remarkably small content of fine foreign matters such as unreacted cellulose and a method for producing the same.

本発明の他の目的は、セルロース混酸エステルであっても、微細な異物の含有量を著しく高いレベルで低減できるとともに、耐熱性に優れ、高い重合度を有するセルロース混酸エステルおよびその製造方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a cellulose mixed acid ester having excellent heat resistance and a high degree of polymerization, and a method for producing the same, as well as a cellulose mixed acid ester, which can reduce the content of fine foreign matters to a remarkably high level. There is to do.

本発明の他の目的は、湿熱安定性と光学的特性とを高いレベルで両立できるセルロースエステルフィルムを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a cellulose ester film capable of achieving both wet heat stability and optical properties at a high level.

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、アシル化工程、熟成(脱アシル化)工程、沈澱処理工程(沈澱工程)などの一連の工程を経るセルロース混酸エステルの製法において、アシル化条件(例えば、アシル化時間やアシル化温度)、熟成条件(例えば、多段階の中和など)、沈澱処理条件などを精密に調整することにより、著しく高いレベルでセルロース混酸エステル(セルロースアセテートプロピオネートなど)中の非溶解性成分(微細な異物)の含有量を低減できること、さらには残存硫酸量が少なくでき、湿熱安定性に優れたセルロース混酸エステルが得られることを見いだし、本発明を完成した。   As a result of earnest studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have made a cellulose mixed acid ester through a series of steps such as an acylation step, an aging (deacylation) step, and a precipitation treatment step (precipitation step). By adjusting the acylation conditions (for example, acylation time and acylation temperature), aging conditions (for example, multi-step neutralization, etc.), precipitation treatment conditions, etc., the cellulose mixed acid ester (cellulose acetate) at a remarkably high level. It was found that the content of non-soluble components (fine foreign matters) in propionate, etc.) can be reduced, and further, the amount of residual sulfuric acid can be reduced, and a cellulose mixed acid ester excellent in wet heat stability can be obtained. Was completed.

すなわち、本発明のセルロース混酸エステル(以下、単に混酸エステル、セルロースエステルなどということがある)は、メチレンクロライド/メタノール(重量比)=9/1の混合溶媒に対する非溶解性成分の含有量が0.12重量%以下である。このようなセルロース混酸エステルの総平均置換度は、2.6〜2.99程度であってもよく、前記非溶解性成分の含有量は、0.07重量%以下であってもよい。   That is, the cellulose mixed acid ester of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as mixed acid ester, cellulose ester, etc.) has an insoluble component content of 0 to a mixed solvent of methylene chloride / methanol (weight ratio) = 9/1. .12% by weight or less. The total average substitution degree of such a cellulose mixed acid ester may be about 2.6 to 2.99, and the content of the insoluble component may be 0.07% by weight or less.

前記セルロース混酸エステルは、少なくともアセチル基を有するセルロース混酸エステルであってもよく、例えば、アセチル基とアセチル基以外の脂肪族アシル基(プロピオニル基、ブチリル基などのC3-6アルキルカルボニル基など)とを有するセルロース混酸エステルであってもよい。代表的な前記アセチル基を有するセルロール混酸エステルには、(i)総平均置換度が2.6〜2.99、アセチル基の平均置換度が1.5以上、アセチル基と脂肪族C3-6アシル基との割合(モル比)が前者/後者=95/5〜60/40のセルロースアセテート脂肪族C3-6アシレート、(ii)総平均置換度が2.6〜2.99、アセチル基の平均置換度が1.5未満であり、かつアセチル基と脂肪族C3-6アシル基との割合(モル比)が、前者/後者=30/70〜3/97のセルロースアセテート脂肪族C3-6アシレートなどが含まれる。 The cellulose mixed acid ester may be a cellulose mixed acid ester having at least an acetyl group. For example, an aliphatic acyl group other than an acetyl group and an acetyl group (C 3-6 alkylcarbonyl group such as propionyl group and butyryl group) It may be a cellulose mixed acid ester having The above-mentioned cellulose mixed acid ester having an acetyl group includes (i) a total average substitution degree of 2.6 to 2.99, an average substitution degree of acetyl group of 1.5 or more, an acetyl group and an aliphatic C 3− Cellulose acetate aliphatic C 3-6 acylate having a ratio (molar ratio) to 6 acyl groups of the former / the latter = 95/5 to 60/40, (ii) the total average substitution degree is 2.6 to 2.99, acetyl Cellulose acetate aliphatic having an average group substitution degree of less than 1.5 and a ratio (molar ratio) of acetyl group to aliphatic C 3-6 acyl group of the former / the latter = 30/70 to 3/97 C 3-6 acylate and the like are included.

本発明では、残存硫酸量を小さくしても、比較的高い重合度のセルロース混酸エステルを得ることができ、例えば、前記セルロース混酸エステルにおいて、残存硫酸量(重量基準)は300ppm以下であり、粘度平均重合度は200〜400程度であってもよい。   In the present invention, a cellulose mixed acid ester having a relatively high degree of polymerization can be obtained even if the residual sulfuric acid amount is reduced. For example, in the cellulose mixed acid ester, the residual sulfuric acid amount (by weight) is 300 ppm or less, and the viscosity The average degree of polymerization may be about 200 to 400.

代表的な本発明のセルロース混酸エステルには、非溶解性成分の含有量が0.07重量%以下であり、かつ以下の(i)又は(ii)を充足するセルロースアセテート脂肪族C3-6アシレートなどが含まれる。 In the cellulose mixed acid ester of the present invention, the cellulose acetate aliphatic C 3-6 having a non-soluble component content of 0.07% by weight or less and satisfying the following (i) or (ii): Includes acylate.

(i)総平均置換度が2.6〜2.97、アセチル基の平均置換度が1.8以上、アセチル基と脂肪族C3-6アシル基との割合(モル比)が前者/後者=90/10〜70/30、粘度平均重合度が250〜350であり、かつ残存硫酸量(重量基準)が50〜200ppm
(ii)総平均置換度が2.6〜2.97、アセチル基の平均置換度が1以下であり、かつアセチル基と脂肪族C3-6アシル基との割合(モル比)が、前者/後者=20/80〜5/95、粘度平均重合度が250〜350であり、かつ残存硫酸量(重量基準)が50〜200ppm
本発明のセルロース混酸エステルは、硫酸触媒の存在下で、セルロースを、セルロース混酸エステルに対応するアシル化剤でアシル化するアシル化工程(i)と、硫酸触媒の存在下で熟成する熟成工程(ii)とを含む一連の工程により製造できる。特に、本発明では、セルロース混酸エステルの反応性(エステル反応性など)を低下させることなく、非溶解性成分となりうる残存硫酸の生成を抑制(又は低減)しつつ、セルロース混酸エステルを調製することにより、非溶解性成分の含有量を前記のような著しく高いレベルで低減する。例えば、前記アシル化工程(i)において、アシル化の開始からアシル化の停止までの時間をXとし、アシル化工程における最高温度に到達した時点からアシル化の停止までの時間をYとするとき、値[Y/X]×100が、40〜85になるようにアシル化してもよい。代表的な方法では、前記アシル化工程(i)において、セルロース100重量部に対して硫酸触媒2〜12重量部の存在下、かつ最高温度30〜50℃で、値[Y/X]×100が45〜65になるようにアシル化してもよい。このようなアシル化時間(および硫酸の使用量)の調整は、残存硫酸の生成を抑制するのに有効であり、特に、アセチル基の平均置換度が1.5以上のセルロース混酸エステルを製造するのに特に有用である。
(I) The total average degree of substitution is 2.6 to 2.97, the average degree of substitution of acetyl groups is 1.8 or more, and the ratio (molar ratio) of acetyl groups to aliphatic C 3-6 acyl groups is the former / the latter = 90 / 10-70 / 30, viscosity average degree of polymerization is 250-350, and residual sulfuric acid amount (weight basis) is 50-200 ppm.
(Ii) The total average substitution degree is 2.6 to 2.97, the average substitution degree of the acetyl group is 1 or less, and the ratio (molar ratio) between the acetyl group and the aliphatic C 3-6 acyl group is the former. / The latter = 20/80 to 5/95, the viscosity average degree of polymerization is 250 to 350, and the amount of residual sulfuric acid (weight basis) is 50 to 200 ppm.
The cellulose mixed acid ester of the present invention comprises an acylation step (i) in which cellulose is acylated with an acylating agent corresponding to the cellulose mixed acid ester in the presence of a sulfuric acid catalyst, and an aging step in which the cellulose is aged in the presence of a sulfuric acid catalyst ( and ii). In particular, in the present invention, the cellulose mixed acid ester is prepared while suppressing (or reducing) the production of residual sulfuric acid that can be an insoluble component without reducing the reactivity (ester reactivity, etc.) of the cellulose mixed acid ester. As a result, the content of the insoluble component is reduced to a remarkably high level as described above. For example, in the acylation step (i), when the time from the start of acylation to the stop of acylation is X, and the time from the time when the maximum temperature is reached in the acylation step to the stop of acylation is Y , [Y / X] × 100 may be acylated so as to be 40 to 85. In a typical method, in the acylation step (i), in the presence of 2 to 12 parts by weight of a sulfuric acid catalyst with respect to 100 parts by weight of cellulose and at a maximum temperature of 30 to 50 ° C., the value [Y / X] × 100 May be acylated so as to be 45 to 65. Such adjustment of the acylation time (and the amount of sulfuric acid used) is effective in suppressing the formation of residual sulfuric acid, and in particular, a cellulose mixed acid ester having an average degree of substitution of acetyl groups of 1.5 or more is produced. It is particularly useful for.

また、前記熟成工程(ii)において、反応開始から反応の停止までに、連続的に塩基を添加するか又は少なくとも3回に分けて間欠的に塩基を添加してもよい。このような方法は、残存硫酸を低減するのに有効であり、アセチル基の平均置換度が1.5未満のセルロース混酸エステルを製造するのに特に有用である。さらに、前記製造方法は、前記熟成工程(ii)を停止した後、セルロース混酸エステルを含むドープに、有機酸を添加し、沈澱処理してセルロース混酸エステルを分離する工程を含んでいてもよい。このような沈澱処理方法は、残存硫酸を低減するのに有効であり、特に、前記連続的に塩基を添加するか又は少なくとも3回に分けて間欠的に塩基を添加する方法と組みあわせることにより、効率よく残存硫酸を低減できる。   In the aging step (ii), the base may be continuously added from the start of the reaction to the stop of the reaction, or the base may be added intermittently at least three times. Such a method is effective for reducing the residual sulfuric acid, and is particularly useful for producing a cellulose mixed acid ester having an average degree of substitution of acetyl groups of less than 1.5. Furthermore, the manufacturing method may include a step of adding an organic acid to the dope containing a cellulose mixed acid ester after the aging step (ii) is stopped, and separating the cellulose mixed acid ester by precipitation treatment. Such a precipitation treatment method is effective in reducing residual sulfuric acid, and in particular, by combining with the above-mentioned method of continuously adding a base or intermittently adding a base at least three times. Residual sulfuric acid can be efficiently reduced.

本発明には、前記セルロース混酸エステルで構成されているセルロースエステルフィルムも含まれる。このようなセルロースエステルフィルムは、液晶表示装置用光学補償フィルム又は偏光板の保護フィルムであってもよい。   The present invention also includes a cellulose ester film composed of the cellulose mixed acid ester. Such a cellulose ester film may be an optical compensation film for a liquid crystal display device or a protective film for a polarizing plate.

なお、本明細書において、「結合硫酸」とは、セルロースに結合した硫酸(硫酸エステルなどの硫酸基やスルホン酸基として結合した結合硫酸成分)を意味する。「総硫酸」とは、結合硫酸、遊離の硫酸などを総称し、「残存硫酸」、「残存硫酸成分」又は単に「硫酸」という場合がある。また、「残存硫酸」とは、(i)反応系においては、塩基の添加により中和された硫酸塩(又は析出した硫酸塩)に対応する硫酸は含まず、遊離の硫酸および結合硫酸を意味し、(ii)生成物としてのセルロースエステルに対して用いる場合、結合硫酸、遊離の硫酸、および塩基の添加により中和された硫酸塩などに対応する硫酸(H2SO4)を含む意味に用いる。なお、セルロース混酸エステルを洗浄した場合、残存硫酸には、遊離硫酸及び硫酸塩はほとんど含まれず、結合硫酸がほとんどである場合が多い。また、本明細書において、「アシル化(又はアシル化反応)の開始」とは、セルロース(活性化処理されていてもよいセルロース)とアシル化剤(例えば、無水酢酸、無水プロピオン酸などのアシル基に対応する無水カルボン酸)とを接触させた時点を意味し、「アシル化(又はアシル化反応)の停止」とは、過剰のアシル化剤を失活させるため、失活剤(水など)を添加した時点を意味する。 In the present specification, “bound sulfuric acid” means sulfuric acid bound to cellulose (a bound sulfuric acid component bound as a sulfate group such as a sulfate ester or a sulfonate group). “Total sulfuric acid” is a generic term for bound sulfuric acid, free sulfuric acid, etc., and may be referred to as “residual sulfuric acid”, “residual sulfuric acid component”, or simply “sulfuric acid”. In addition, “residual sulfuric acid” means (i) a reaction system that does not include sulfuric acid corresponding to sulfate (or precipitated sulfate) neutralized by addition of a base, and means free sulfuric acid and bound sulfuric acid. (Ii) When used for the cellulose ester as a product, the meaning includes sulfuric acid (H 2 SO 4 ) corresponding to bound sulfuric acid, free sulfuric acid, sulfate neutralized by addition of a base, and the like. Use. In addition, when the cellulose mixed acid ester is washed, the residual sulfuric acid contains almost no free sulfuric acid and sulfate, and often contains bound sulfuric acid. Further, in this specification, “initiation of acylation (or acylation reaction)” refers to cellulose (cellulose that may be activated) and an acylating agent (for example, acyl such as acetic anhydride or propionic anhydride). Means the point of contact with the carboxylic anhydride corresponding to the group), and “stopping acylation (or acylation reaction)” is a deactivation agent (such as water) to deactivate excess acylating agent. ) Is added.

また、本明細書において、「熟成」又は「熟成工程」とは、セルロースをアシル化した後、アシル化反応系に水、水溶液(例えば、水および有機カルボン酸類との水溶液など)及び/又は塩基(通常、水溶液の形態の塩基)を添加してアシル化剤を分解しつつ反応系に水を存在させ、硫酸触媒(又は残存硫酸触媒)の存在下で、脱アシル化及び脱硫酸エステル化を行うことを意味する。すなわち、熟成工程における「熟成反応」では、脱アシル化反応と脱硫酸エステル反応とが、互いに競争的に進行しているようである。そのため、本明細書において、「脱アシル化」、「脱硫酸エステル化」とは、「熟成」と同じ意味に用いる場合があり、「脱アシル化および脱硫酸エステル化」を含む意味に用いる場合がある。   In the present specification, “ripening” or “ripening step” refers to acylating cellulose and then adding water, an aqueous solution (for example, an aqueous solution with water and organic carboxylic acids) and / or a base to the acylation reaction system. (Usually a base in the form of an aqueous solution) to decompose the acylating agent while allowing water to exist in the reaction system, and in the presence of a sulfuric acid catalyst (or residual sulfuric acid catalyst), deacylation and desulfation esterification Means to do. That is, in the “ripening reaction” in the ripening step, it seems that the deacylation reaction and the desulfurization ester reaction are proceeding competitively. Therefore, in this specification, “deacylation” and “desulfurization esterification” may be used in the same meaning as “aging”, and “deacylation and desulfation esterification” may be used. There is.

さらに、本明細書において、「熟成反応の開始」又は「熟成工程の反応開始」とは、水又は塩基(又は塩基の水溶液)を添加し、水の存在下、熟成(脱アシル化及び脱硫酸エステル化)を開始させることを意味する。「熟成反応」は、アシル化反応の停止とともに、又はアシル化反応を停止し、所定の熟成温度に昇温した後、開始する場合が多く、「アシル化反応の停止」と「熟成反応の開始」とを同意に用いる場合がある。また、「熟成反応の停止」又は「熟成工程の反応停止」とは、反応系に残存する硫酸(残存硫酸)を過剰量の塩基で完全に中和することを意味する。また、「原料セルロース」とはアシル化前の原料セルロースを意味し、アシル化のために添加した硫酸触媒の量は、通常、塩基添加までの間に変動せず失われない。   Further, in this specification, “start of ripening reaction” or “start of reaction of ripening step” means adding water or a base (or an aqueous solution of a base) and ripening (deacylation and desulfation in the presence of water). Means to initiate esterification). The “ripening reaction” is often started after the acylation reaction is stopped or after the acylation reaction is stopped and the temperature is raised to a predetermined aging temperature, and “stopping the acylation reaction” and “starting the aging reaction”. May be used for consent. Further, “stopping the ripening reaction” or “stopping the reaction of the ripening step” means that the sulfuric acid remaining in the reaction system (residual sulfuric acid) is completely neutralized with an excessive amount of base. Further, “raw cellulose” means raw cellulose before acylation, and the amount of sulfuric acid catalyst added for acylation usually does not fluctuate until the base is added and is not lost.

本発明では、アシル化条件(例えば、アシル化時間やアシル化温度)、熟成条件(例えば、多段階の中和など)、沈澱処理条件などを精密に調整することにより、未反応セルロースなどの微細な異物の含有量が著しく少ない高純度のセルロース混酸エステル(セルロースアセテートプロピオネートなど)を得ることができる。また、本発明の方法では、セルローストリアセテートなどに比べてエステル反応性が低く、残存硫酸量を低減しにくいセルロース混酸エステルであっても、微細異物の含有量を著しく高いレベルで低減できるとともに、耐熱性に優れ、高い重合度を有するセルロース混酸エステルを得ることができる。さらに、本発明のフィルムでは、セルロース混酸エステルであるにもかかわらず、残存硫酸が少なく、微細な異物が著しく高いレベルで低減されているので、耐湿熱性(湿熱安定性)と光学的特性とを高いレベルで両立できる。   In the present invention, fine adjustment of unreacted cellulose and the like can be achieved by precisely adjusting acylation conditions (for example, acylation time and acylation temperature), aging conditions (for example, multi-step neutralization, etc.), precipitation treatment conditions, and the like. A highly pure cellulose mixed acid ester (such as cellulose acetate propionate) can be obtained with an extremely low content of foreign substances. Further, in the method of the present invention, the content of fine foreign matters can be reduced to a remarkably high level even in the case of a cellulose mixed acid ester having a low ester reactivity compared to cellulose triacetate and the like, and it is difficult to reduce the amount of residual sulfuric acid. A cellulose mixed acid ester having excellent properties and a high degree of polymerization can be obtained. Furthermore, in the film of the present invention, although it is a cellulose mixed acid ester, there is little residual sulfuric acid and fine foreign matters are reduced at a remarkably high level, so that the heat and humidity resistance (wet heat stability) and optical properties are improved. Can be achieved at a high level.

(セルロース混酸エステル)
本発明のセルロース混酸エステルでは、通常、ろ過などによって、セルロース混酸エステルから分離および除去することが困難であり、光学的な欠点となりうる微細な異物(微小異物)の含有量が著しく高いレベルで低減されている。本明細書では、このような非溶解性成分(微細な異物)を、メチレンクロライド/メタノール(重量比)=9/1の混合溶媒に対して溶解しない成分(非溶解性成分)であると定義する。前記非溶解性成分としては、前記混合溶媒に溶解しなければ特に限定されないが、通常、主に、セルロース混酸エステルの合成において反応しなかった未反応セルロース、低置換度のセルロースエステル、残存硫酸由来の異物[例えば、セルロース混酸エステル同士が結合硫酸および金属成分(カルシウムなど)を介して結合した結合形成物]などの原料のセルロース又はセルロース由来の副生物が挙げられる。なお、これらのうち、非溶解性成分は、未反応セルロースおよび低置換度のセルロースエステルがほとんどを占める場合が多い。このような非溶解成分のうち、残存硫酸由来の異物は、触媒として用いる硫酸の使用量を減らすことにより低減できるが、未反応セルロース、低置換度のセルロースエステルなどを副生しやすくなる。また、逆に、未反応セルロースなどを低減するため、触媒として用いる硫酸の使用量を増やせば、残存硫酸を低減できず残存硫酸由来の異物を副生しやすくなる。また、エステル化時間を長くすれば未反応セルロースは低減するが、セルロース混酸エステルの重合度が低下する。そこで、本発明では、後述するように、アシル化条件(例えば、アシル化時間やアシル化温度)、熟成条件(例えば、多段階の中和など)、沈澱処理条件などを精密に調整し、非溶解性成分の含有量が著しく少ないセルロース混酸エステルを得る。
(Cellulose mixed acid ester)
In the cellulose mixed acid ester of the present invention, it is difficult to separate and remove from the cellulose mixed acid ester by filtration or the like, and the content of fine foreign matters (fine foreign matters) that can be optical defects is reduced to a significantly high level. Has been. In the present specification, such an insoluble component (fine foreign matter) is defined as a component (insoluble component) that does not dissolve in a mixed solvent of methylene chloride / methanol (weight ratio) = 9/1. To do. The non-soluble component is not particularly limited as long as it does not dissolve in the mixed solvent, but it is usually mainly derived from unreacted cellulose that has not reacted in the synthesis of cellulose mixed acid ester, low-substituted cellulose ester, and residual sulfuric acid. And other by-products derived from cellulose as a raw material, such as, for example, a bond-formed product in which cellulose mixed acid esters are bound via bound sulfuric acid and a metal component (such as calcium). Of these, the non-soluble component is mostly composed of unreacted cellulose and low-substituted cellulose ester. Among such undissolved components, foreign matters derived from residual sulfuric acid can be reduced by reducing the amount of sulfuric acid used as a catalyst, but it is easy to by-produce unreacted cellulose, low-substituted cellulose esters, and the like. Conversely, if the amount of sulfuric acid used as a catalyst is increased in order to reduce unreacted cellulose and the like, the residual sulfuric acid cannot be reduced, and foreign matters derived from the residual sulfuric acid are easily produced as a by-product. Further, if the esterification time is lengthened, the unreacted cellulose is reduced, but the polymerization degree of the cellulose mixed acid ester is lowered. Therefore, in the present invention, as described later, acylation conditions (for example, acylation time and acylation temperature), aging conditions (for example, multi-step neutralization, etc.), precipitation treatment conditions, etc. are precisely adjusted, and non- A cellulose mixed acid ester having a remarkably low content of soluble components is obtained.

本発明のセルロース混酸エステルの前記非溶解性成分の含有量(含有割合)は、0.12重量%以下(例えば、0〜0.11重量%程度)であればよく、例えば、0.10重量%以下(例えば、0〜0.09重量%程度)、好ましくは0.07重量%以下(例えば、0.0001〜0.06重量%程度)、さらに好ましくは0.05重量%以下(例えば、0.0005〜0.04重量%程度)、特に0.03重量%以下(例えば、0.001〜0.025重量%程度)であり、0.02重量%以下[例えば、0〜0.15重量%程度、特に0.01重量%以下(例えば、0〜0.05重量%程度)]とすることも可能である。   The content (content ratio) of the insoluble component of the cellulose mixed acid ester of the present invention may be 0.12% by weight or less (for example, about 0 to 0.11% by weight), for example, 0.10% by weight. % Or less (for example, about 0 to 0.09% by weight), preferably 0.07% by weight or less (for example, about 0.0001 to 0.06% by weight), more preferably 0.05% by weight or less (for example, 0.0005 to 0.04% by weight), in particular 0.03% by weight or less (for example, about 0.001 to 0.025% by weight) and 0.02% by weight or less [for example, 0 to 0.15%. It is also possible to set it to about 0.01% by weight (for example, about 0 to 0.05% by weight).

なお、前記非溶解性成分の含有量は、例えば、以下のようにして測定できる。前記セルロース混酸エステルを1重量%の割合で、前記混合溶媒(メチレンクロライド/メタノール(重量比)=9/1の混合溶媒)に溶解させた溶液(ただし、非溶解性成分は溶解していない)を、所定の孔径を有するフィルター部を備えたガラスフィルター(例えば、相互理化学硝子製作所製の商品名「G−4」相当品)を使用してろ過し、ろ過残渣に付着している付着物(ドープ)を洗浄するため、フィルター部分を前記混合溶媒で洗浄したのち、ろ過残渣を含むガラスフィルターを、一定の重量(恒量)になるまで乾燥する。そして、ろ過前後のガラスフィルター重量を測定し、ろ過後(ろ過、洗浄および乾燥後)のガラスフィルター重量をX(g)、ろ過前のガラスフィルター重量をY(g)、ろ過に使用した溶液中のセルロース混酸エステルの乾燥重量をZ(g)とするとき、次式により非溶解性成分の含有量を算出する。   In addition, content of the said insoluble component can be measured as follows, for example. A solution in which the cellulose mixed acid ester is dissolved at a ratio of 1% by weight in the mixed solvent (methylene chloride / methanol (weight ratio) = 9/1 mixed solvent) (however, insoluble components are not dissolved). Is filtered using a glass filter having a filter portion having a predetermined pore size (for example, a product name “G-4” equivalent product manufactured by Mutual Rikagaku Glass Mfg. Co., Ltd.), and deposits adhering to the filtration residue ( In order to wash the dope), the filter portion is washed with the mixed solvent, and then the glass filter containing the filtration residue is dried to a constant weight (constant weight). Then, the weight of the glass filter before and after filtration was measured, the weight of the glass filter after filtration (after filtration, washing and drying) was X (g), the weight of the glass filter before filtration was Y (g), and the solution used for filtration When the dry weight of the cellulose mixed acid ester is Z (g), the content of the insoluble component is calculated by the following formula.

非溶解性成分の含有量=[(X−Y)/Z]×100(重量%)。   Content of non-soluble component = [(XY) / Z] × 100 (% by weight).

本発明のセルロース混酸エステルは、異なるアシル基を有するセルロースエステルである。アシル基としては、例えば、脂肪族アシル基[例えば、ホルミル基、アルキルカルボニル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基などのC2-20アルキルカルボニル基、好ましくはC2-6アルキルカルボニル基、さらに好ましくはC2-4アルキルカルボニル基)、シクロアルキルカルボニル基(例えば、シクロペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基などのC3-8シクロアルキルカルボニルなど)など]、芳香族アシル基[アリールカルボニル基(ベンゾイル基、フタロイル基などのC6-10アリールカルボニル基など)など]などが挙げられる。 The cellulose mixed acid ester of the present invention is a cellulose ester having different acyl groups. Examples of the acyl group include an aliphatic acyl group [eg, a formyl group, an alkylcarbonyl group (eg, a C 2-20 alkylcarbonyl group such as an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, a pentanoyl group, a hexanoyl group, a heptanoyl group, Preferably a C 2-6 alkylcarbonyl group, more preferably a C 2-4 alkylcarbonyl group), a cycloalkylcarbonyl group (eg, a C 3-8 cycloalkylcarbonyl such as a cyclopentylcarbonyl group, a cyclohexylcarbonyl group, etc.)], An aromatic acyl group [an arylcarbonyl group (such as a C 6-10 arylcarbonyl group such as benzoyl group, phthaloyl group)] and the like.

セルロース混酸エステルは、このようなアシル基のうち、少なくとも2種(例えば、2〜10、好ましくは2〜5、さらに好ましくは2〜3、特に2)の異なるアシル基を組み合わせて有するセルロースエステルであればよい。代表的な異なるアシル基の組合せとしては、例えば、脂肪族アシル基同士の組合せ[例えば、アセチル基と、他の脂肪族アシル基(例えば、プロピオニル基、ブチリル基、ヘキサノイル基、シクロヘキシルカルボニル基などの脂肪族C3-7アシル基の少なくとも1種)との組合せ]、脂肪族アシル基と芳香族アシル基との組合せ[例えば、C2-6アルキルカルボニル基(アセチル基など)と芳香族アシル基(ベンゾイル基など)との組合せなど]などが挙げられる。 The cellulose mixed acid ester is a cellulose ester having a combination of at least two different acyl groups (for example, 2 to 10, preferably 2 to 5, more preferably 2 to 3, particularly 2) among such acyl groups. I just need it. Typical combinations of different acyl groups include, for example, combinations of aliphatic acyl groups [for example, acetyl group and other aliphatic acyl groups (for example, propionyl group, butyryl group, hexanoyl group, cyclohexylcarbonyl group, etc. at least one) a combination of, a combination of an aliphatic acyl group and aromatic acyl group [e.g., C 2-6 alkylcarbonyl group (such as acetyl group) and an aromatic acyl group of an aliphatic C 3-7 acyl group (A combination with a benzoyl group and the like)] and the like.

好ましいセルロース混酸エステルには、少なくともアセチル基を有するセルロース混酸エステル[すなわち、少なくともアセチル基と他のアシル基(アセチル基以外のアシル基)とを有するセルロースアセテートアシレート]、例えば、アセチル基と他の脂肪族アシル基とを有するセルロースアセテート脂肪族アシレート(例えば、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネートブチレート、セルロースアセテートヘキサノエートなどのセルロースアセテート脂肪族C3-10アシレート、好ましくはセルロースアセテート脂肪族C3-6アシレート)などが挙げられ、特に、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートが好ましい。 Preferred cellulose mixed acid esters include cellulose mixed acid esters having at least an acetyl group [that is, cellulose acetate acylates having at least an acetyl group and another acyl group (acyl group other than acetyl group)], for example, an acetyl group and other Cellulose acetate aliphatic acylates having aliphatic acyl groups (for example, cellulose acetate aliphatic C 3-10 acylates such as cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate butyrate, cellulose acetate hexanoate) , Preferably cellulose acetate aliphatic C 3-6 acylate) and the like, and cellulose acetate propionate and cellulose acetate butyrate are particularly preferable.

本発明のセルロース混酸エステルにおいて、総平均置換度(セルロースを構成するグルコース単位の2,3および6位に置換するアシル基の総平均置換度)は、充分な耐湿性を付与できる範囲で選択でき、3以下(例えば、2.5〜3程度)の範囲から選択でき、例えば、2.55〜2.99(例えば、2.6〜2.99)、好ましくは2.60〜2.98(例えば、2.6〜2.97)、さらに好ましくは2.65〜2.97、特に2.7〜2.96(例えば、2.80〜2.95)程度であってもよい。   In the cellulose mixed acid ester of the present invention, the total average substitution degree (total average substitution degree of acyl groups substituted at the 2, 3 and 6 positions of glucose units constituting cellulose) can be selected within a range that can provide sufficient moisture resistance. 3 or less (for example, about 2.5 to 3), for example, 2.55 to 2.99 (for example, 2.6 to 2.99), preferably 2.60 to 2.98 ( For example, it may be 2.6 to 2.97), more preferably 2.65 to 2.97, particularly about 2.7 to 2.96 (for example, 2.80 to 2.95).

本発明のセルロース混酸エステルにおいて、異なるアシル基の割合は、用途などに応じて適宜選択できる。例えば、少なくともアセチル基を有するセルロース混酸エステル(セルロースアセテートアシレート)において、アセチル基の平均置換度は、例えば、0.01〜2.9(例えば、0.05〜2.8)、好ましくは0.1〜2.7、さらに好ましくは0.2〜2.5、特に0.3〜2.4程度であってもよい。特に、セルロースアセテートアシレートにおいて、(i)アセチル基の置換度を比較的大きくする場合、アセチル基の平均置換度は、1.5以上(例えば、1.6〜2.95程度)の範囲から選択でき、例えば、1.7以上(例えば、1.75〜2.9程度)、好ましくは1.8以上(例えば、1.9〜2.7程度)、さらに好ましくは2.0以上(例えば、2.1〜2.6程度)、特に2.2以上(例えば、2.3〜2.5程度)であってもよく、(ii)アセチル基の置換度を比較的小さくする場合、アセチル基の平均置換度は、1.5未満(例えば、0.01〜1.45程度)の範囲から選択でき、例えば、1.4以下(例えば、0.02〜1.3程度)、好ましくは1以下(例えば、0.05〜0.8程度)、さらに好ましくは0.6以下(例えば、0.1〜0.4程度)、特に0.3以下(例えば、0.15〜0.25程度)であってもよい。   In the cellulose mixed acid ester of the present invention, the proportion of different acyl groups can be appropriately selected depending on the application. For example, in a cellulose mixed acid ester (cellulose acetate acylate) having at least an acetyl group, the average substitution degree of the acetyl group is, for example, 0.01 to 2.9 (for example, 0.05 to 2.8), preferably 0. .1 to 2.7, more preferably 0.2 to 2.5, particularly about 0.3 to 2.4. In particular, in cellulose acetate acylate, when (i) the degree of substitution of the acetyl group is relatively large, the average degree of substitution of the acetyl group is from 1.5 or more (for example, about 1.6 to 2.95). For example, 1.7 or more (for example, about 1.75 to 2.9), preferably 1.8 or more (for example, about 1.9 to 2.7), more preferably 2.0 or more (for example, about 2.1 to 2.6), especially 2.2 or more (for example, about 2.3 to 2.5). (Ii) When the degree of substitution of the acetyl group is relatively small, acetyl The average degree of substitution of the group can be selected from the range of less than 1.5 (for example, about 0.01 to 1.45), for example, 1.4 or less (for example, about 0.02 to 1.3), preferably 1 or less (for example, about 0.05 to 0.8), more preferably 0.6 or less (E.g., about 0.1 to 0.4) may in particular 0.3 or less (e.g., about 0.15 to 0.25).

なお、アセチル基の置換度が小さい、すなわち、プロピオニル基、ブチリル基などの他のアシル基の置換度が高いセルロース混酸エステルであるほど、非溶解性成分および残存硫酸量を低減しづらくなる傾向がある。本発明では、このようなアセチル基の置換度が比較的小さいセルロース混酸エステルであっても、後述するように、アシル化条件、熟成条件や沈澱処理条件などを調整することにより、高いレベルで非溶解性成分の含有量を低減できる。   It should be noted that the smaller the degree of substitution of the acetyl group, that is, the higher the degree of substitution of other acyl groups such as propionyl group and butyryl group, the more difficult it is to reduce the amount of insoluble components and residual sulfuric acid. is there. In the present invention, even if such a cellulose mixed acid ester having a relatively low degree of substitution with an acetyl group is adjusted, the acylation conditions, aging conditions, precipitation treatment conditions, etc. are adjusted at a high level as described later. The content of the soluble component can be reduced.

また、セルロースアセテートアシレートにおいて、アセチル基と他のアシル基(例えば、脂肪族C3-6アシル基など)との割合(モル比)は、例えば、前者/後者=99/1〜1/99、好ましくは95/5〜5/95、さらに好ましくは90/10〜7/93程度であってもよい。特に、セルロースアセテートアシレートにおいて、(i)アセチル基の置換度を比較的大きくする場合、アセチル基と他のアシル基との割合(モル比)は、前者/後者=99/1〜50/50、好ましくは95/5〜60/40、さらに好ましくは90/10〜70/30程度であってもよく、(ii)アセチル基の置換度を比較的小さくする場合、アセチル基と他のアシル基との割合(モル比)は、前者/後者=50/50〜1/99(例えば、55/45〜2/98)、好ましくは40/60〜3/97(例えば、30/70〜3/97)、さらに好ましくは20/80〜5/95(例えば、25/75〜10/90)程度であってもよい。 In the cellulose acetate acylate, the ratio (molar ratio) between the acetyl group and other acyl groups (for example, aliphatic C 3-6 acyl group) is, for example, the former / the latter = 99/1 to 1/99. , Preferably 95/5 to 5/95, more preferably about 90/10 to 7/93. In particular, in cellulose acetate acylate, when (i) the degree of substitution of acetyl groups is relatively large, the ratio (molar ratio) of acetyl groups to other acyl groups is the former / the latter = 99/1 to 50/50. , Preferably 95/5 to 60/40, more preferably about 90/10 to 70/30. (Ii) When the degree of substitution of the acetyl group is relatively small, the acetyl group and other acyl groups The ratio (molar ratio) to the former / the latter = 50/50 to 1/99 (for example, 55/45 to 2/98), preferably 40/60 to 3/97 (for example, 30/70 to 3 / 97), more preferably about 20/80 to 5/95 (for example, 25/75 to 10/90).

なお、セルロースアセテートアシレートにおいて、他のアシル基の平均置換度(又は他のアシル基の平均置換度の合計)は、例えば、0.05〜2.95(例えば、0.1〜2.9)、好ましくは0.2〜2.8、さらに好ましくは0.3〜2.7、特に0.4〜2.6程度であってもよい。特に、セルロースアセテートアシレートにおいて、(i)アセチル基の置換度を比較的小さくする(すなわち、他のアシル基の置換度を比較的大きくする)場合、他のアシル基の平均置換度は、1.2以上(例えば、1.25〜2.95程度)の範囲から選択でき、1.5以上(例えば、1.6〜2.93程度)、好ましくは1.8以上(例えば、2.0〜2.9程度)、さらに好ましくは2.3以上(例えば、2.4〜2.85程度)、特に2.6以上(例えば、2.65〜2.8程度)であってもよく、(ii)アセチル基の置換度を比較的大きくする場合、他のアシル基の平均置換度は、1.5未満(例えば、0.05〜1.45程度)の範囲から選択でき、1.4以下(例えば、0.2〜1.3程度)、好ましくは1.2以下(例えば、0.4〜1.1程度)、さらに好ましくは1.0以下(例えば、0.45〜0.9程度)、特に0.8以下(例えば、0.5〜0.75程度)であってもよい。   In cellulose acetate acylate, the average substitution degree of other acyl groups (or the total average substitution degree of other acyl groups) is, for example, 0.05 to 2.95 (for example, 0.1 to 2.9). ), Preferably 0.2 to 2.8, more preferably 0.3 to 2.7, and particularly about 0.4 to 2.6. In particular, in cellulose acetate acylate, when (i) the degree of substitution of acetyl groups is relatively small (that is, the degree of substitution of other acyl groups is relatively large), the average degree of substitution of other acyl groups is 1 .2 or more (for example, about 1.25 to 2.95), 1.5 or more (for example, about 1.6 to 2.93), preferably 1.8 or more (for example, 2.0) To about 2.9), more preferably 2.3 or more (for example, about 2.4 to 2.85), particularly 2.6 or more (for example, about 2.65 to 2.8), (Ii) When the degree of substitution of the acetyl group is relatively large, the average degree of substitution of other acyl groups can be selected from a range of less than 1.5 (for example, about 0.05 to 1.45), and 1.4 Or less (for example, about 0.2 to 1.3), preferably 1.2 or less (for example, 0.4 to 1.1), more preferably 1.0 or less (for example, about 0.45 to 0.9), particularly 0.8 or less (for example, about 0.5 to 0.75). Good.

置換度(アシル化度)は慣用の方法で測定でき、例えば、酢化度(アセチル化度)は、ASTM:D−817−91(セルロースアセテート等の試験方法)におけるアセチル化度に準じて単位重量あたりのアシル基のモル数を測定するとともに、さらに、ケン化によって遊離した各アシル基の比率を液体クロマトグラフィーで測定することにより算出できる。また、アシル化度は、1H−NMR、13C−NMRで分析することもできる。 The degree of substitution (degree of acylation) can be measured by a conventional method. For example, the degree of acetylation (degree of acetylation) is a unit according to the degree of acetylation in ASTM: D-817-91 (test method for cellulose acetate etc.). It can be calculated by measuring the number of moles of acyl groups per weight and measuring the ratio of each acyl group liberated by saponification by liquid chromatography. The acylation degree can also be analyzed by 1 H-NMR and 13 C-NMR.

本発明のセルロース混酸エステル(セルロースアセテートアシレートなど)の粘度平均重合度は、100以上(例えば、120〜800)の範囲から選択でき、例えば、150〜500、好ましくは200〜400、さらに好ましくは250〜350(例えば、270〜330)、特に290〜320程度であってもよい。特に、比較的アセチル置換度を大きくする場合には、セルロース混酸エステルの粘度平均重合度は、例えば、粘度平均重合度180〜500、好ましくは200〜400、さらに好ましくは250〜350程度であってもよい。本発明では、後述するように、セルロースアセテートに比べてエステル化しにくいセルロース混酸エステルであっても、比較的重合度が高くかつ非溶解性成分の含有量が少ないセルロース混酸エステルを得ることができる。   The viscosity average polymerization degree of the cellulose mixed acid ester (cellulose acetate acylate and the like) of the present invention can be selected from the range of 100 or more (for example, 120 to 800), for example, 150 to 500, preferably 200 to 400, more preferably. It may be about 250 to 350 (for example, 270 to 330), particularly about 290 to 320. In particular, when the degree of acetyl substitution is relatively large, the viscosity average degree of polymerization of the cellulose mixed acid ester is, for example, a viscosity average degree of polymerization of 180 to 500, preferably 200 to 400, more preferably about 250 to 350. Also good. In the present invention, as will be described later, a cellulose mixed acid ester having a relatively high degree of polymerization and a low content of insoluble components can be obtained even if it is a cellulose mixed acid ester that is less esterified than cellulose acetate.

粘度平均重合度は、宇田らの極限粘度法(宇田和夫、斉藤秀夫、繊維学会誌、第18巻第1号、105〜120頁、1962年)により測定できる。なお、溶媒はセルロース混酸エステルの置換度などに応じて選択できる。例えば、メチレンクロライド/メタノール=9/1(重量比)の混合溶液にセルロース混酸エステルを溶解し、所定の濃度c(2.00g/L)の溶液を調製し、この溶液をオストワルド粘度計に注入し、25℃で粘度計の刻線間を溶液が通過する時間t(秒)を測定する。一方、前記混合溶媒単独についても上記と同様にして通過時間t0(秒)を測定し、下記式に従って、粘度平均重合度を算出できる。 The viscosity average degree of polymerization can be measured by Uda et al.'S limiting viscosity method (Kazuo Uda, Hideo Saito, Journal of Textile Science, Vol. 18, No. 1, pages 105-120, 1962). In addition, a solvent can be selected according to the substitution degree etc. of cellulose mixed acid ester. For example, a cellulose mixed acid ester is dissolved in a mixed solution of methylene chloride / methanol = 9/1 (weight ratio) to prepare a solution having a predetermined concentration c (2.00 g / L), and this solution is injected into an Ostwald viscometer. Then, the time t (second) for the solution to pass between the lines of the viscometer at 25 ° C. is measured. On the other hand, with respect to the mixed solvent alone, the passage time t 0 (seconds) is measured in the same manner as described above, and the viscosity average polymerization degree can be calculated according to the following formula.

ηr e l=t/t0
[η]=(lnηr e l)/c
DS=[η]/(6×10- 4
(式中、tは溶液の通過時間(秒)、t0は溶媒の通過時間(秒)、cは溶液のセルロース混酸エステル濃度(g/L)、ηr e lは相対粘度、[η]は極限粘度、DSは平均重合度を示す)。
η rel = t / t 0
[Η] = (lnη rel ) / c
DS = [η] / (6 × 10 - 4)
(Where t is the solution passage time (second), t 0 is the solvent passage time (second), c is the cellulose mixed acid ester concentration (g / L), η rel is the relative viscosity, and [η] is the limit. Viscosity and DS indicate average degree of polymerization).

セルロース混酸エステルは、硫酸を触媒として用いて合成した場合、「酢酸繊維」(和田野基著 丸善株式会社発行)などにも記載されているように、通常、残存する硫酸成分を含有する。このような残存硫酸成分には、遊離状のもの、吸着されているもの、エステルの形で結合しているもの(結合硫酸)、固体状の無機硫酸塩などが挙げられる。これらの硫酸成分のうち、慣用の方法(工業的な洗浄など)で洗浄したセルロース混合脂肪酸エステルの場合には、通常、吸着されているもの、遊離しているものは極微量である。固体状の無機硫酸塩は、沈澱条件などの影響を大きくうけるために残存する場合がある。洗浄処理されたセルロース混酸エステルにおいて、その他の残存硫酸の大部分は、結合硫酸である。このような結合硫酸は、通常のろ過や洗浄などにより除去することは困難であり、前記のように、金属成分とのイオン的な結合によりセルロース混酸エステルの結合物を副生して、非溶解性成分(微小異物)となり得るとともに、湿熱安定性を低下させるので、できる限り少ないのが好ましい。しかし、触媒として用いる硫酸の使用量を単に低減しても、前記のように、未反応セルロースや低置換度のセルロースエステルなどが生成しやすくなるため、非溶解性成分の量を低減できない。   When the cellulose mixed acid ester is synthesized using sulfuric acid as a catalyst, the cellulose mixed acid ester usually contains a remaining sulfuric acid component as described in “acetic acid fiber” (published by Wadano Motomaru Maruzen Co., Ltd.). Such residual sulfuric acid components include free, adsorbed, bound in the form of an ester (bound sulfuric acid), solid inorganic sulfate, and the like. Among these sulfuric acid components, in the case of a cellulose mixed fatty acid ester washed by a conventional method (industrial washing or the like), the adsorbed or liberated one is usually a very small amount. The solid inorganic sulfate may remain because it is greatly affected by precipitation conditions and the like. In the cellulose mixed acid ester subjected to the washing treatment, most of the remaining sulfuric acid is bound sulfuric acid. Such bound sulfuric acid is difficult to remove by ordinary filtration, washing, etc., and as described above, by binding ionic bonds with metal components, by-products of cellulose mixed acid esters are by-produced and not dissolved. It is preferable that the amount be as small as possible because it can be a sexual component (fine foreign matter) and lowers the wet heat stability. However, even if the amount of sulfuric acid used as a catalyst is simply reduced, as described above, unreacted cellulose, low-substituted cellulose ester and the like are likely to be formed, and thus the amount of insoluble components cannot be reduced.

本発明のセルロース混酸エステルの残存硫酸量(重量基準)は、湿熱安定性を維持するとともに非溶解性成分の含有量を効率よく抑えるため、1000ppm以下(例えば、0〜700ppm程度)の範囲から選択でき、例えば、500ppm以下(例えば、10〜400ppm程度)、好ましくは300ppm以下(例えば、20〜350ppm程度)、さらに好ましくは250ppm以下(例えば、50〜200ppm程度)であってもよい。   The residual sulfuric acid amount (weight basis) of the cellulose mixed acid ester of the present invention is selected from the range of 1000 ppm or less (for example, about 0 to 700 ppm) in order to maintain wet heat stability and efficiently suppress the content of insoluble components. For example, it may be 500 ppm or less (for example, about 10 to 400 ppm), preferably 300 ppm or less (for example, about 20 to 350 ppm), and more preferably 250 ppm or less (for example, about 50 to 200 ppm).

特に、本発明では、アセチル基の置換度を比較的大きくする場合、セルロース混酸エステルの残存硫酸量(特に、結合硫酸量)を、例えば、200ppm以下(例えば、0〜180ppm程度)、好ましくは150ppm以下(例えば、10〜130ppm程度)、さらに好ましくは120ppm以下(例えば、20〜110ppm程度)、特に50〜100ppm程度に低減することもできる。また、本発明では、アセチル基の置換度を小さくする場合(プロピオニル基などの他のアシル基の置換度を大きくする場合)であっても、セルロース混酸エステルの残存硫酸量を、例えば、300ppm以下(例えば、0〜280ppm程度)、好ましくは250ppm以下(例えば、20〜220ppm程度)、さらに好ましくは200ppm以下(例えば、30〜200ppm程度)、特に50〜200ppm(例えば、80〜180ppm程度)に低減することもできる。   In particular, in the present invention, when the substitution degree of the acetyl group is relatively large, the residual sulfuric acid amount (particularly, the binding sulfuric acid amount) of the cellulose mixed acid ester is, for example, 200 ppm or less (for example, about 0 to 180 ppm), preferably 150 ppm. It can be reduced to the following (for example, about 10 to 130 ppm), more preferably 120 ppm or less (for example, about 20 to 110 ppm), and particularly about 50 to 100 ppm. In the present invention, even when the degree of substitution of the acetyl group is reduced (when the degree of substitution of other acyl groups such as propionyl group is increased), the residual sulfuric acid amount of the cellulose mixed acid ester is, for example, 300 ppm or less. (For example, about 0 to 280 ppm), preferably 250 ppm or less (for example, about 20 to 220 ppm), more preferably 200 ppm or less (for example, about 30 to 200 ppm), particularly 50 to 200 ppm (for example, about 80 to 180 ppm) You can also

なお、前記のように、残存硫酸量は、洗浄の有無により変化する場合が多く、通常、洗浄(および乾燥)により精製されたセルロース混酸エステルの残存硫酸量であってもよい。洗浄(洗浄処理)は、例えば、工業的な条件での洗浄[例えば、加熱下(例えば、70〜90℃程度の加熱)で、充分な時間(15分〜36時間(例えば、2〜4時間))の洗浄]などであってもよく、洗浄した溶液に硫酸成分が含まれなくなる(実質的に含まれなくなる)程度まで行ってもよい。   As described above, the amount of residual sulfuric acid often varies depending on the presence or absence of washing, and may usually be the amount of residual sulfuric acid in a cellulose mixed acid ester purified by washing (and drying). Cleaning (cleaning treatment) is performed, for example, under industrial conditions [for example, heating (for example, heating at about 70 to 90 ° C.) and sufficient time (15 minutes to 36 hours (for example, 2 to 4 hours)). )))], Etc., and may be carried out to the extent that the washed solution does not contain (substantially contain) the sulfuric acid component.

残存硫酸量の測定は、固体状の無機硫酸塩の影響を受けにくいいわゆる燃焼トラップ法で行うことが好ましい。すなわち、この燃焼トラップ法において、残存硫酸量(又は総硫酸量)は、乾燥したセルロース混酸エステルを1300℃程度の電気炉で焼き、昇華してきた亜硫酸ガスを所定の濃度の過酸化水素水にトラップして、これを所定の濃度の塩基(例えば、水酸化ナトリウム水溶液)にて滴定することにより測定できる。得られる測定値はSO4 2-換算の量であり、絶乾状態のセルロース混酸エステル1g中の硫酸含有量としてppmを単位として得られる。なお、残存硫酸量は、ASTM D871に記載されている方法を用いて測定できない。 The residual sulfuric acid amount is preferably measured by a so-called combustion trap method that is not easily affected by solid inorganic sulfate. That is, in this combustion trap method, the residual sulfuric acid amount (or total sulfuric acid amount) is obtained by baking the dried cellulose mixed acid ester in an electric furnace at about 1300 ° C. and trapping the sublimated sulfurous acid gas in a hydrogen peroxide solution having a predetermined concentration. Then, this can be measured by titrating with a predetermined concentration of base (for example, sodium hydroxide aqueous solution). The obtained measured value is an amount in terms of SO 4 2− , and is obtained in ppm as the sulfuric acid content in 1 g of the cellulose mixed acid ester in an absolutely dry state. The residual sulfuric acid amount cannot be measured using the method described in ASTM D871.

なお、耐熱安定性を高めるため、セルロース混酸エステルは、通常、アルカリ金属(カリウム、ナトリウムなど)やアルカリ土類金属(カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウムなど)などの金属成分を含んでいる場合が多い。これらの金属成分は、金属支持体に対する親和性が高く、金属支持体からの流延乾燥膜の剥離性を大きく損なうとともに、フィルムの光学的特性をも損なう。この詳細な機構は明確ではないが、セルロースのアシル化において触媒硫酸により残存硫酸又は結合硫酸成分(硫酸エステル基やスルホン酸基)が生成するとともに、セルロース混酸エステルはセルロースに由来してカルボキシル基を有している。硫酸エステル基やスルホン酸基は酸性基であるため、残留するとセルロールエステル自体の加水分解を促進する。そこで、安定性(特に耐熱安定性)を付与するため、アルカリ金属類やアルカリ土類金属類の耐熱安定剤、特にカルシウム成分(カルシウム塩など)を添加すると、上記スルホン酸基とともにカルボキシル基は金属塩(カルシウム塩など)を形成する。しかし、これらの金属塩(カルシウム塩など)は、金属支持体に対する密着性を高め、剥離性を低減させる。また、金属成分は、前記のように結合硫酸に作用して非溶解性成分を副生する場合もある。そのため、安定性を損なわない範囲で、金属成分(カルシウム成分など)の含有量を低減することが有用である。   In order to improve heat resistance stability, cellulose mixed acid esters usually contain metal components such as alkali metals (potassium, sodium, etc.) and alkaline earth metals (calcium, magnesium, strontium, barium, etc.). . These metal components have a high affinity for the metal support, greatly impairing the peelability of the cast dry film from the metal support, and also impairing the optical properties of the film. Although this detailed mechanism is not clear, in the acylation of cellulose, residual sulfuric acid or bound sulfuric acid component (sulfuric acid ester group or sulfonic acid group) is generated by catalytic sulfuric acid, and cellulose mixed acid ester is derived from cellulose and has a carboxyl group. Have. Since sulfuric acid ester groups and sulfonic acid groups are acidic groups, if they remain, the hydrolysis of cellulose ester itself is promoted. Therefore, in order to impart stability (particularly heat stability), when a heat stabilizer for alkali metals or alkaline earth metals, especially a calcium component (calcium salt, etc.) is added, the carboxyl group together with the sulfonic acid group becomes a metal. Form salts (such as calcium salts). However, these metal salts (calcium salts and the like) increase the adhesion to the metal support and reduce the peelability. In addition, the metal component may act on the bound sulfuric acid as described above to produce a non-soluble component as a by-product. Therefore, it is useful to reduce the content of metal components (calcium components and the like) within a range that does not impair the stability.

本発明のセルロース混酸エステルにおいて、カルシウム成分の含有量(重量基準)は、比較的小さく、5〜130ppm程度の範囲から選択でき、例えば、10〜110ppm(例えば、15〜100ppm)、好ましくは20〜90ppm(例えば、25〜80ppm)、さらに好ましくは25〜70ppm(例えば、30〜60ppm)、特に30〜55ppm(例えば、35〜50ppm)程度であってもよい。また、本発明のセルロース混酸エステルにおいて、マグネシウム成分の含有量(重量基準)は、例えば、5〜1000ppm(例えば、10〜900ppm)、好ましくは10〜800ppm(例えば、20〜500ppm)、さらに好ましくは20〜300ppm(例えば、25〜250ppm)、特に20〜200ppm(例えば、25〜150ppm)程度であってもよく、通常、25〜80ppm程度であってもよい。   In the cellulose mixed acid ester of the present invention, the content (weight basis) of the calcium component is relatively small and can be selected from the range of about 5 to 130 ppm, for example, 10 to 110 ppm (for example, 15 to 100 ppm), preferably 20 to It may be about 90 ppm (for example, 25 to 80 ppm), more preferably about 25 to 70 ppm (for example, 30 to 60 ppm), particularly about 30 to 55 ppm (for example, 35 to 50 ppm). In the cellulose mixed acid ester of the present invention, the content (weight basis) of the magnesium component is, for example, 5 to 1000 ppm (for example, 10 to 900 ppm), preferably 10 to 800 ppm (for example, 20 to 500 ppm), and more preferably. It may be about 20 to 300 ppm (for example, 25 to 250 ppm), particularly about 20 to 200 ppm (for example, 25 to 150 ppm), and usually about 25 to 80 ppm.

さらに、残存硫酸(又は総硫酸、特に結合硫酸成分)の化学当量(硫酸換算での化学当量)に対するカルシウムの化学当量比(Ca/SO4比)は、例えば、0.05〜5.0、好ましくは0.1〜3、さらに好ましくは0.15〜2(例えば、0.18〜1.5)、特に0.2〜1(例えば、0.2〜0.8)程度であってもよい。 Furthermore, the chemical equivalent ratio (Ca / SO 4 ratio) of calcium to the chemical equivalent (chemical equivalent in terms of sulfuric acid) of residual sulfuric acid (or total sulfuric acid, particularly bound sulfuric acid component) is, for example, 0.05 to 5.0, Preferably it is 0.1 to 3, more preferably 0.15 to 2 (for example, 0.18 to 1.5), especially about 0.2 to 1 (for example, 0.2 to 0.8). Good.

なお、カルシウムなどの金属含量は、前記のように洗浄(および乾燥)したセルロース混酸エステルを完全に燃焼させた後、灰分を塩酸に溶解させる前処理を施し、得られた試料について原子吸光法により測定できる。測定値は絶乾状態のセルロースエステル1g中の金属含有量としてppm単位で表される。なお、絶乾したセルロース混酸エステルをマイクロダイジェスト湿式分解装置(硫硝酸分解)、アルカリ溶融で前処理した後、ICP−AES(誘電結合プラズマ発光分光分析装置)を用いて分析することによっても測定できる。   It should be noted that the metal content of calcium and the like is determined by atomic absorption spectrometry for the sample obtained after the cellulose mixed acid ester washed (and dried) is completely burned and then pretreated by dissolving ash in hydrochloric acid. It can be measured. The measured value is expressed in ppm as the metal content in 1 g of completely dry cellulose ester. In addition, it can also be measured by analyzing the absolutely dry cellulose mixed acid ester by microdigest wet decomposition apparatus (sulfuric acid decomposition), pretreatment with alkali melting and then using ICP-AES (dielectric coupling plasma emission spectroscopic analysis apparatus). .

総硫酸に対するカルシウムの化学当量比[Ca/SO4比]は、カルシウムの含有量と硫酸量からCa/SO4比率をモル比として算出する。すなわち、上記硫酸量を96で除することにより、セルロースエステル1g中の硫酸含有量をmol単位で表すことができ、カルシウム含有量を40.1で除することにより、セルロースエステル1g中のカルシウム含有量をmol単位で表すことができる。 The chemical equivalent ratio of calcium to the total sulfuric acid [Ca / SO 4 ratio] is calculated from the calcium content and the sulfuric acid amount as the molar ratio of the Ca / SO 4 ratio. That is, by dividing the sulfuric acid amount by 96, the sulfuric acid content in 1 g of cellulose ester can be expressed in mol units, and by dividing the calcium content by 40.1, calcium content in 1 g of cellulose ester can be expressed. The amount can be expressed in mol.

(セルロース混酸エステルの製造方法)
セルロース混酸エステルは、通常、硫酸触媒の存在下で、セルロースをセルロース混酸エステルに対応するアシル化剤でアシル化するアシル化工程(i)と、必要に応じて前記硫酸触媒を部分中和する工程と、硫酸触媒(又は残存硫酸)の存在下で熟成(又は加水分解、脱アシル化)する熟成工程(ii)[又は脱アシル化工程(ii)]とを含む一連の工程を経ることにより製造できる。すなわち、セルロース混酸エステルは、必要によりセルロースを活性化処理(又は前処理)した後、硫酸触媒の存在下、セルロースをアシル化剤でアシル化した後、アシル化剤を分解してエステル化を停止し、また必要により部分中和し、熟成(又は加水分解、脱アシル化)することにより製造できる。より詳細には、セルロース混酸エステルは、通常、セルロースをアシル基に対応する有機カルボン酸(酢酸、プロピオン酸、酪酸など)により活性化処理(活性化工程)する活性化処理工程、硫酸触媒を用いてアシル化剤(無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸など、特に無水酢酸)によりトリアシルエステル(セルローストリアシレート)を調製し(アシル化工程)、過剰量のアシル化剤(特に、無水酢酸などの酸無水物)を分解し(又は失活させ)、熟成(又は加水分解、脱アシル化)によりアシル化度を調整する熟成工程(脱アシル化工程、又はケン化・熟成工程)を経ることにより製造できる。そして、通常、このような熟成工程を経て得られたセルロース混酸エステルを含むドープを沈澱処理する沈澱処理工程(および洗浄処理工程)を経て、セルロース混酸エステル(又は精製セルロース混酸エステル)が得られる。なお、一般的なセルロースエステルの製造方法については、「木材化学」(上)(右田ら、共立出版(株)1968年発行、第180頁〜第190頁)を参照できる。
(Method for producing cellulose mixed acid ester)
The cellulose mixed acid ester is usually an acylation step (i) of acylating cellulose with an acylating agent corresponding to the cellulose mixed acid ester in the presence of a sulfuric acid catalyst, and a step of partially neutralizing the sulfuric acid catalyst as necessary. And a aging step (ii) [or deacylation step (ii)] in which aging (or hydrolysis, deacylation) is performed in the presence of a sulfuric acid catalyst (or residual sulfuric acid). it can. That is, for cellulose mixed acid esters, if necessary, the cellulose is activated (or pretreated), then acylated with an acylating agent in the presence of a sulfuric acid catalyst, and then the acylating agent is decomposed to stop esterification. In addition, it can be produced by partially neutralizing if necessary and aging (or hydrolysis, deacylation). More specifically, the cellulose mixed acid ester usually uses an activation treatment step in which cellulose is activated (activation step) with an organic carboxylic acid (acetic acid, propionic acid, butyric acid, etc.) corresponding to an acyl group, using a sulfuric acid catalyst. A triacyl ester (cellulose triacylate) is prepared by an acylating agent (acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, etc., especially acetic anhydride) (acylation step), and an excess amount of acylating agent (especially acetic anhydride). The aging step (deacylation step or saponification / ripening step) that adjusts the acylation degree by aging (or hydrolysis, deacylation) is decomposed (or deactivated). Can be manufactured. In general, a cellulose mixed acid ester (or a purified cellulose mixed acid ester) is obtained through a precipitation treatment step (and a washing treatment step) in which a dope containing a cellulose mixed acid ester obtained through such an aging step is precipitated. As for a general method for producing a cellulose ester, “Wood Chemistry” (above) (Umeda et al., Kyoritsu Publishing Co., Ltd., 1968, pages 180 to 190) can be referred to.

本発明のセルロース混酸エステルもまた、上記のように、硫酸触媒の存在下で、セルロースを、セルロース混酸エステルに対応するアシル化剤でアシル化するアシル化工程と、硫酸触媒の存在下で熟成する熟成工程とを含む一連の工程を経て製造できる。特に、本発明では、非溶解性成分の含有量を著しく少なくし、また湿熱安定性を向上させるため、上記のような活性化処理工程、アシル化工程、熟成(脱アシル化)工程、沈澱処理工程(沈澱工程)などを経る一連の工程において、アシル化工程におけるアシル化条件、熟成工程における熟成条件、沈澱方法などを精密に制御又は調整したり、さらにはこれらの条件を組みあわせることにより、前記セルロース混酸エステルを調製できる。詳細には、本発明の方法では、前記条件を精密に調整して、残存硫酸の生成を抑制(又は低減)しつつ、セルロース混酸エステルを合成(調製)することにより、著しく非溶解性成分の含有量が少なく、また湿熱安定性が高く、さらには比較的重合度の高いセルロース混酸エステルを効率よく製造する。   The cellulose mixed acid ester of the present invention is also aged in the presence of a sulfuric acid catalyst, in the presence of a sulfuric acid catalyst, in the presence of a sulfuric acid catalyst, and an acylation step in which cellulose is acylated with an acylating agent corresponding to the cellulose mixed acid ester. It can be manufactured through a series of steps including an aging step. In particular, in the present invention, the activation treatment step, acylation step, ripening (deacylation) step, precipitation treatment as described above are carried out in order to significantly reduce the content of insoluble components and improve the wet heat stability. In a series of processes through the process (precipitation process) etc., by precisely controlling or adjusting the acylation conditions in the acylation process, the aging conditions in the ripening process, the precipitation method, etc., and further combining these conditions, The cellulose mixed acid ester can be prepared. Specifically, in the method of the present invention, the above-mentioned conditions are adjusted precisely to suppress (or reduce) the formation of residual sulfuric acid, and the cellulose mixed acid ester is synthesized (prepared), thereby significantly reducing insoluble components. A cellulose mixed acid ester having a low content, high wet heat stability, and a relatively high degree of polymerization is efficiently produced.

前記セルロース(パルプ)としては、木材パルプ(針葉樹パルプ、広葉樹パルプ)や綿花リンターなどが使用できる。これらのセルロースは単独で又は二種以上組み合わせてもよい。   As the cellulose (pulp), wood pulp (conifer pulp, hardwood pulp) or cotton linter can be used. These celluloses may be used alone or in combination of two or more.

(活性化工程)
活性化工程は、必ずしも必要ではないが、アシル化(アセチル化、プロピオニル化、ブチル化など、特にプロピオニル化などのC3-6アシル化など)を効率よく行うため、通常、行われる場合が多い。
(Activation process)
The activation step is not always necessary, but is usually performed in order to efficiently carry out acylation (acetylation, propionylation, butylation, etc., particularly C 3-6 acylation such as propionylation). .

活性化工程は、例えば、酸成分によりセルロースを処理することにより行うことができる。酸成分としては、目的とするセルロース混酸エステルの異なるアシル基の種類やその割合などに応じて、例えば、有機酸(酢酸、プロピオン酸、酪酸などの混酸エステルのアシル基に対応する有機カルボン酸など)、無機酸(特に、硫酸)などが挙げられる。酸成分は、水を含む含水成分であってもよい。酸成分は、単独で又は2種以上組みあわせてもよい。   The activation step can be performed, for example, by treating cellulose with an acid component. Examples of the acid component include organic acids (such as organic carboxylic acids corresponding to acyl groups of mixed acid esters such as acetic acid, propionic acid, and butyric acid, depending on the type and ratio of different acyl groups of the target cellulose mixed acid ester. ) And inorganic acids (particularly sulfuric acid). The acid component may be a hydrous component containing water. The acid component may be used alone or in combination of two or more.

前記セルロースアセテートアシレートを製造する場合、少なくとも酢酸を含む酸成分[酢酸単独、酢酸および他のアシル基に対応する酸(プロピオン酸など)]で活性化処理してもよい。   When the cellulose acetate acylate is produced, it may be activated with an acid component containing at least acetic acid [acetic acid alone, an acid corresponding to acetic acid and other acyl groups (such as propionic acid)].

なお、硫酸は、アシル化反応を効率よく活性化できるものの、結合硫酸などとして最終生成物に残存する虞があるため、本発明では、硫酸を使用することなく、有機酸により活性化処理してもよい。   Although sulfuric acid can efficiently activate the acylation reaction, it may remain in the final product as bound sulfuric acid. Therefore, in the present invention, activation treatment with an organic acid is performed without using sulfuric acid. Also good.

酸成分の使用量(含水成分では、水を含まない酸成分の使用量)は、セルロース100重量部に対して5〜500重量部、好ましくは10〜450重量部、さらに好ましくは20〜400重量部程度であってもよい。なお、少なくとも酢酸を酸成分として使用する場合、酢酸の使用量は、セルロース100重量部に対して5〜400重量部、好ましくは10〜350重量部、さらに好ましくは20〜330重量部程度であってもよい。   The amount of the acid component used (in the case of the water-containing component, the amount of the acid component not containing water) is 5 to 500 parts by weight, preferably 10 to 450 parts by weight, more preferably 20 to 400 parts by weight, based on 100 parts by weight of cellulose. It may be about a part. When at least acetic acid is used as the acid component, the amount of acetic acid used is 5 to 400 parts by weight, preferably 10 to 350 parts by weight, and more preferably about 20 to 330 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cellulose. May be.

また、酢酸と他の有機酸とを用いる場合、酢酸と他の有機酸(プロピオン酸、酪酸などの他のアシル基に対応するカルボン酸)との割合(重量比)は、前者/後者=99/1〜10/90、好ましくは80/20〜20/80程度であってもよい。特に、アセチル置換度が高いセルロース混酸エステルを得る場合、酢酸と他の有機酸(プロピオン酸、酪酸などの他のアシル基に対応するカルボン酸)との割合(重量比)は、前者/後者=99/1〜50/50、好ましくは95/5〜60/40(例えば、90/10〜65/35)、さらに好ましくは85/15〜70/30程度であってもよい。   When acetic acid and other organic acids are used, the ratio (weight ratio) between acetic acid and other organic acids (carboxylic acids corresponding to other acyl groups such as propionic acid and butyric acid) is the former / the latter = 99. / 1 to 10/90, preferably about 80/20 to 20/80. In particular, when a cellulose mixed acid ester having a high degree of acetyl substitution is obtained, the ratio (weight ratio) between acetic acid and other organic acids (carboxylic acids corresponding to other acyl groups such as propionic acid and butyric acid) is the former / the latter = It may be 99/1 to 50/50, preferably 95/5 to 60/40 (for example, 90/10 to 65/35), and more preferably about 85/15 to 70/30.

活性化処理は、セルロースと酸成分とを接触(又は混合)させることができればよく、例えば、セルロースを酸成分に噴霧する方法、セルロースを酸成分に浸漬する方法、混合機を用いてセルロースと酸成分とを混合する方法、これらを組みあわせた方法などが挙げられる。代表的な活性化処理では、ニーダーなどの混合機を用いてセルロースと酸成分とを混合してもよい。活性化処理は、常温下、冷却下又は加熱下で行ってもよく、加熱温度は、35〜80℃、好ましくは40〜70℃、さらに好ましくは50〜60℃程度であってもよい。活性化処理時間(特に、加熱下での活性化処理時間)は、5分〜3時間、好ましくは10分〜2時間、さらに好ましくは30分〜1時間程度であってもよい。   The activation treatment is not limited as long as the cellulose and the acid component can be contacted (or mixed). For example, the method of spraying cellulose on the acid component, the method of immersing cellulose in the acid component, and the cellulose and acid using a mixer. Examples thereof include a method of mixing the components, a method of combining these, and the like. In a typical activation treatment, cellulose and an acid component may be mixed using a mixer such as a kneader. The activation treatment may be performed at room temperature, under cooling or under heating, and the heating temperature may be 35 to 80 ° C, preferably 40 to 70 ° C, and more preferably about 50 to 60 ° C. The activation treatment time (particularly the activation treatment time under heating) may be about 5 minutes to 3 hours, preferably about 10 minutes to 2 hours, and more preferably about 30 minutes to 1 hour.

(アシル化工程(i))
アシル化工程では、セルロース(又は前記活性化処理されたセルロース)とアシル化剤とを接触(又は混合)させてアシル化する。
(Acylation step (i))
In the acylation step, cellulose (or the activated cellulose) and an acylating agent are contacted (or mixed) for acylation.

アシル化工程(i)では、通常、触媒として硫酸を用いる場合が多い。アシル化工程(i)において、アシル化触媒としての硫酸触媒(以下、単に硫酸ということがある)の使用量は、通常、セルロース(原料セルロース)100重量部に対して、硫酸触媒20重量部以下(例えば、0.5〜15重量部程度)、好ましくは15重量部以下(例えば、0.8〜12重量部程度)、さらに好ましくは12重量部以下(例えば、2〜12重量部)、特に10重量部以下(例えば、2〜8重量部程度)の存在下で行ってもよい。なお、前処理(活性化処理)において、硫酸を使用する場合、この前処理で使用した硫酸もアシル化触媒として使用できる。すなわち、前処理で硫酸を使用した場合、前処理工程およびアシル化工程で添加した硫酸の総量が、アシル化触媒としての硫酸の総量となる。   In the acylation step (i), sulfuric acid is usually used as a catalyst in many cases. In the acylation step (i), the amount of the sulfuric acid catalyst (hereinafter sometimes simply referred to as sulfuric acid) used as the acylation catalyst is usually 20 parts by weight or less of the sulfuric acid catalyst with respect to 100 parts by weight of cellulose (raw material cellulose). (For example, about 0.5 to 15 parts by weight), preferably 15 parts by weight or less (for example, about 0.8 to 12 parts by weight), more preferably 12 parts by weight or less (for example, 2 to 12 parts by weight), particularly You may carry out in presence of 10 weight part or less (for example, about 2-8 weight part). When sulfuric acid is used in the pretreatment (activation treatment), the sulfuric acid used in this pretreatment can also be used as an acylation catalyst. That is, when sulfuric acid is used in the pretreatment, the total amount of sulfuric acid added in the pretreatment step and the acylation step is the total amount of sulfuric acid as the acylation catalyst.

特に、比較的高いアセチル平均置換度(例えば、アセチル基の平均置換度が1.5以上)のセルロース混酸エステルを得る場合、アシル化工程(i)において、アシル化触媒としての硫酸触媒の使用量は、通常、セルロース(原料セルロース)100重量部に対して、0.5〜15重量部程度の範囲から選択でき、通常、1〜10重量部(例えば、5〜12重量部)、好ましくは1.5〜8重量部、さらに好ましくは2〜5重量部、特に2.5〜4.5程度であってもよい。   In particular, when obtaining a cellulose mixed acid ester having a relatively high acetyl average substitution degree (for example, an average substitution degree of acetyl group of 1.5 or more), the amount of sulfuric acid catalyst used as an acylation catalyst in the acylation step (i) Can be selected from the range of about 0.5 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cellulose (raw cellulose), usually 1 to 10 parts by weight (for example, 5 to 12 parts by weight), preferably 1 It may be 5 to 8 parts by weight, more preferably 2 to 5 parts by weight, particularly about 2.5 to 4.5 parts by weight.

アシル化剤としては、酢酸などの有機酸(アシル基に対応する有機酸)、酢酸クロライドなどの有機酸ハライド(アシル基に対応する有機酸ハライド)であってもよいが、通常、アシル基に対応する無水カルボン酸(無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸などのC2-6アルカンカルボン酸無水物)を少なくとも使用する場合が多い。これらのアシル化剤(酸無水物など)は単独で又は二種以上組み合わせて用いてもよい。なお、目的とするセルロース混酸エステルの置換度などにもよるが、活性化処理において、アシル基に対応する酸成分(例えば、酢酸など)を用いた場合には、この酸成分をアシル化剤としてそのまま用いてもよい。例えば、セルロースアセテートアシレートを得る場合、活性化処理工程で酢酸を使用し、アシル化工程では、酢酸を使用することなく、他のアシル基に対応するアシル化剤(例えば、無水プロピオン酸など)を使用してもよい。通常、炭素数3以上のアシル基は、アセチル基に比べて、セルロースに対して結合させにくい。そのため、アシル化工程では、炭素数3以上のアシル基に対応するアシル化剤(無水プロピオン酸、無水酪酸など)を少なくとも用いる場合が多い。 The acylating agent may be an organic acid such as acetic acid (an organic acid corresponding to an acyl group) or an organic acid halide such as acetic acid chloride (an organic acid halide corresponding to an acyl group). Corresponding carboxylic anhydrides (C 2-6 alkanecarboxylic anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride) are often used. These acylating agents (such as acid anhydrides) may be used alone or in combination of two or more. Depending on the degree of substitution of the desired cellulose mixed acid ester, etc., when an acid component corresponding to an acyl group (for example, acetic acid) is used in the activation treatment, this acid component is used as an acylating agent. You may use as it is. For example, when cellulose acetate acylate is obtained, acetic acid is used in the activation treatment step, and in the acylation step, an acylating agent (for example, propionic anhydride) corresponding to another acyl group is used without using acetic acid. May be used. Usually, an acyl group having 3 or more carbon atoms is less likely to bind to cellulose than an acetyl group. Therefore, in the acylation step, at least an acylating agent (propionic anhydride, butyric anhydride, etc.) corresponding to an acyl group having 3 or more carbon atoms is often used.

アシル化工程(アセチル化工程などのエステル化工程)でのアシル化剤(無水酢酸、無水プロピオン酸など)の使用量(総使用量)は、例えば、セルロース(原料セルロース)100重量部に対して、例えば、150〜700重量部、好ましくは250〜600重量部、さらに好ましくは300〜500重量部(例えば、350〜450重量部)程度であってもよい。また、前記セルロースアセテートアシレートを製造する場合、アセチル基に対応するアシル化剤(特に、無水酢酸)と他のアシル基に対応するアシル化剤(無水プロピオン酸、無水酪酸など)との割合は、前者/後者(重量比)=90/10〜0/100、好ましくは80/20〜0/100、さらに好ましくは70/30〜0/100程度であってもよい。特に、アセチル化度が高いセルロースアセテートアシレートを得る場合、アセチル基に対応するアシル化剤と他のアシル基に対応するアシル化剤との割合は、前者/後者(重量比)=90/10〜30/70、好ましくは85/15〜40/60、さらに好ましくは70/30〜50/50(例えば、65/35〜55/45)程度であってもよい。   The amount used (total amount) of the acylating agent (acetic anhydride, propionic anhydride, etc.) in the acylation step (esterification step such as acetylation step) is for example 100 parts by weight of cellulose (raw cellulose). For example, it may be about 150 to 700 parts by weight, preferably about 250 to 600 parts by weight, and more preferably about 300 to 500 parts by weight (for example, 350 to 450 parts by weight). Further, when producing the cellulose acetate acylate, the ratio of acylating agent corresponding to the acetyl group (especially acetic anhydride) and acylating agent corresponding to other acyl group (propionic anhydride, butyric anhydride, etc.) is The former / the latter (weight ratio) = 90/10 to 0/100, preferably 80/20 to 0/100, and more preferably about 70/30 to 0/100. In particular, when cellulose acetate acylate having a high degree of acetylation is obtained, the ratio between the acylating agent corresponding to the acetyl group and the acylating agent corresponding to the other acyl group is the former / the latter (weight ratio) = 90/10. -30/70, preferably 85 / 15-40 / 60, more preferably 70 / 30-50 / 50 (for example, 65 / 35-55 / 45).

アシル化工程は、通常、溶媒(又は希釈剤)中で行われる場合が多い。このような溶媒(又は稀釈剤)は、前記アシル化剤のうち液状のアシル化剤を溶媒として使用してもよく、有機カルボン酸(酢酸、プロピオン酸、酪酸などのC2-6アルカンカルボン酸など、特に、アシル基に対応する有機カルボン酸)などを溶媒として使用してもよい。 The acylation step is usually often performed in a solvent (or diluent). Such a solvent (or diluent) may be a liquid acylating agent among the acylating agents, and may be an organic carboxylic acid (C 2-6 alkanecarboxylic acid such as acetic acid, propionic acid, butyric acid). Etc., in particular, an organic carboxylic acid corresponding to an acyl group) may be used as a solvent.

なお、アシル化反応は発熱反応であるため、セルロースと接触させる成分(アシル化剤、硫酸および必要に応じて希釈剤)は、予め冷却していてもよい。冷却温度(予冷温度)は、例えば、−50℃〜10℃、好ましくは−40℃〜0℃、さらに好ましくは−30℃〜−10℃程度であってもよい。   In addition, since the acylation reaction is an exothermic reaction, components (acylating agent, sulfuric acid and, if necessary, a diluent) that are brought into contact with cellulose may be cooled in advance. The cooling temperature (precooling temperature) may be, for example, about −50 ° C. to 10 ° C., preferably −40 ° C. to 0 ° C., and more preferably about −30 ° C. to −10 ° C.

アシル化(アシル化反応)は、前記のように、セルロース(又は前記活性化処理されたセルロース)とアシル化剤(および硫酸)とを接触(又は混合)させることにより行うことができる。アシル化反応は、通常発熱反応であり、反応系内の温度は上昇して最高温度に到達したのち、温度降下する。詳細には、アシル化反応の開始(又はセルロースとアシル化剤(および硫酸)との接触の開始)とともに反応系内の温度が上昇し、最高温度に到達する。通常、この最高温度付近では、セルロースの大部分(例えば、60〜90%程度)がアシル化されている場合が多い。そして、この最高温度に到達したのちは、アシル化がさらに進行するものの、溶媒による放熱などにより系内の温度が徐々に下がり、最終的にセルローストリアシレートが生成する。なお、反応系内の温度が上昇しすぎると均一にアシル化できなくなり、また、最高温度到達後、系内の温度が下がりすぎるとアシル化が進行しにくくなる。   As described above, acylation (acylation reaction) can be performed by contacting (or mixing) cellulose (or the activated cellulose) and an acylating agent (and sulfuric acid). The acylation reaction is usually an exothermic reaction, and the temperature in the reaction system rises to reach the maximum temperature and then falls. Specifically, the temperature in the reaction system increases with the start of the acylation reaction (or the start of contact between cellulose and the acylating agent (and sulfuric acid)), and reaches the maximum temperature. Usually, in the vicinity of this maximum temperature, most of the cellulose (for example, about 60 to 90%) is often acylated. After reaching this maximum temperature, acylation further proceeds, but the temperature in the system gradually decreases due to heat dissipation by the solvent and finally cellulose triacylate is produced. If the temperature in the reaction system rises too much, the acylation cannot be carried out uniformly, and if the temperature in the system becomes too low after reaching the maximum temperature, the acylation is difficult to proceed.

そのため、アシル化反応は、通常反応温度を調整しつつ行うことができ、例えば、−15℃〜60℃、好ましくは−10℃〜45℃、さらに好ましくは−5℃〜35℃(例えば、−5℃〜30℃)、特に−5℃〜25℃(例えば、−5℃〜20℃)程度の温度範囲で行うことができる。特に、最高温度に到達した後からアシル化の停止までの反応温度は、必要に応じて加温しつつ調整してもよく、例えば、15〜60℃、好ましくは15〜50℃、さらに好ましくは20〜45℃程度で保持してもよい。   Therefore, the acylation reaction can be usually performed while adjusting the reaction temperature. For example, the reaction temperature is -15 ° C to 60 ° C, preferably -10 ° C to 45 ° C, more preferably -5 ° C to 35 ° C (for example,- 5 ° C. to 30 ° C.), particularly in the temperature range of about −5 ° C. to 25 ° C. (for example, −5 ° C. to 20 ° C.). In particular, the reaction temperature from the time when the maximum temperature is reached until the acylation is stopped may be adjusted while heating as necessary, for example, 15 to 60 ° C., preferably 15 to 50 ° C., more preferably You may hold | maintain at about 20-45 degreeC.

また、前記最高温度(アシル化工程における最高温度)は、例えば、15〜60℃、好ましくは15〜55℃(例えば、20〜45℃)、さらに好ましくは50℃以下(25〜50℃)程度であってもよい。特に、比較的高いアセチル平均置換度(例えば、アセチル基の平均置換度が1.5以上)のセルロース混酸エステルを得る場合、最高温度は、25〜50℃、好ましくは30〜50℃、さらに好ましくは35〜45℃程度であってもよい。また、特に、比較的小さいアセチル平均置換度(例えば、アセチル基の平均置換度が1.5未満)のセルロース混酸エステルを得る場合、最高温度は、15〜45℃、好ましくは15〜35℃、さらに好ましくは30℃以下(例えば、20〜30℃程度)であってもよい。   The maximum temperature (maximum temperature in the acylation step) is, for example, 15 to 60 ° C, preferably 15 to 55 ° C (for example, 20 to 45 ° C), and more preferably about 50 ° C or less (25 to 50 ° C). It may be. In particular, when a cellulose mixed acid ester having a relatively high acetyl average substitution degree (for example, an average acetyl group substitution degree of 1.5 or more) is obtained, the maximum temperature is 25 to 50 ° C, preferably 30 to 50 ° C, more preferably. May be about 35 to 45 ° C. In particular, when obtaining a cellulose mixed acid ester having a relatively small acetyl average substitution degree (for example, an average substitution degree of acetyl group of less than 1.5), the maximum temperature is 15 to 45 ° C, preferably 15 to 35 ° C. More preferably, it may be 30 ° C. or lower (for example, about 20 to 30 ° C.).

アシル化の開始からアシル化の停止までの時間(総アシル化時間)は、例えば、1〜12時間、好ましくは1.5〜10時間、さらに好ましくは2〜8時間程度であってもよい。特に、アセチル置換度が高いセルロース混酸エステルを得る場合、総エステル時間は、1〜4時間、好ましくは1.5〜3時間(例えば、2〜3時間)程度であってもよい。   The time from the start of acylation to the termination of acylation (total acylation time) may be, for example, 1 to 12 hours, preferably 1.5 to 10 hours, and more preferably about 2 to 8 hours. In particular, when a cellulose mixed acid ester having a high degree of acetyl substitution is obtained, the total ester time may be about 1 to 4 hours, preferably about 1.5 to 3 hours (for example, 2 to 3 hours).

なお、最高温度に到達した後の反応系は、セルロース内部にまで均一にアシル化させるため、また結合硫酸の低減のため、最高温度に到達後、アシル化停止までの時間を長くするのが好ましいことが知られている。しかし、アシル化停止までの時間を長くしすぎると重合度が低下し、沈澱洗浄における回収率の低下、フィルム強度の低下、フィルム生産性の低下につながることがある。   The reaction system after reaching the maximum temperature is preferably acylated uniformly to the inside of the cellulose, and in order to reduce bound sulfuric acid, it is preferable to increase the time until the acylation is stopped after reaching the maximum temperature. It is known. However, if the time until the acylation is stopped is too long, the degree of polymerization decreases, which may lead to a decrease in recovery rate in precipitation washing, a decrease in film strength, and a decrease in film productivity.

そのため、本発明では、前記アシル化温度や、最高温度に到達した時点からアシル化の停止までの時間(および最高温度)を精密に調整することにより、均一なアシル化と、硫酸が結合したセルロース混酸エステルの生成の抑制とを両立させつつアシル化してもよい。例えば、前記総エステル時間をX(時間)とし、最高温度に到達した時点からアシル化の停止までの時間(後期アシル化時間ということがある)をY(時間)とするとき、値[Y/X]×100(%)[すなわち、総アシル化時間に対する後期アシル化時間の割合(%)]を、30〜95(例えば、35〜90)の範囲から選択できるが、通常、40〜85(例えば、40〜80)、好ましくは45〜70(例えば、45〜65)、さらに好ましくは50〜60程度となるようにアシル化を行ってもよい。このような後期アシル化時間の調整は、未反応セルロースを低減するとともに残存硫酸(特に、結合硫酸)の生成を抑制し、重合度を適度なものに調整するのに効果的であり、特に、高いアセチル化度を有するセルロース混酸エステル(例えば、アセチル基の平均置換度が1.5以上のセルロース混酸エステルなど)の残存硫酸を低減するのに有用である。なお、小さいアセチル化度を有するセルロース混酸エステル(例えば、アセチル基の平均置換度が1.5未満のセルロース混酸エステルなど)を得る場合、前記値[Y/X]×100(%)は、例えば、40〜95、好ましくは50〜90、さらに好ましくは60〜90程度であってもよい。   Therefore, in the present invention, by uniformly adjusting the acylation temperature and the time (and the maximum temperature) from when the maximum temperature is reached to when the acylation is stopped, uniform acylation and cellulose combined with sulfuric acid are obtained. Acylation may be carried out while achieving both suppression of the formation of mixed acid esters. For example, when the total ester time is X (hours) and the time from when the maximum temperature is reached until the acylation stops (sometimes referred to as late acylation time) is Y (hours), the value [Y / X] × 100 (%) [ie, the ratio of the late acylation time to the total acylation time (%)] can be selected from the range of 30 to 95 (for example, 35 to 90). For example, the acylation may be performed so as to be 40 to 80), preferably 45 to 70 (for example, 45 to 65), and more preferably about 50 to 60. Such adjustment of the late acylation time is effective in reducing unreacted cellulose and suppressing the formation of residual sulfuric acid (particularly bound sulfuric acid) and adjusting the degree of polymerization to an appropriate one. It is useful for reducing the residual sulfuric acid of a cellulose mixed acid ester having a high degree of acetylation (for example, a cellulose mixed acid ester having an average substitution degree of acetyl group of 1.5 or more). When obtaining a cellulose mixed acid ester having a small degree of acetylation (for example, a cellulose mixed acid ester having an average substitution degree of acetyl group of less than 1.5), the value [Y / X] × 100 (%) is, for example, 40 to 95, preferably 50 to 90, and more preferably about 60 to 90.

上記のようなアシル化反応によりセルロースエステル(セルローストリアセテートなどのセルローストリアシレート)を生成させることができる。そして、所定のアシル化度(通常、総置換度3)に到達した後、アシル化反応を停止し、硫酸成分(又は残存硫酸成分)を熟成触媒(又は脱アシル化触媒)として利用して熟成(脱アシル化又は加水分解)する。   A cellulose ester (cellulose triacylate such as cellulose triacetate) can be produced by the acylation reaction as described above. Then, after reaching a predetermined acylation degree (usually total substitution degree 3), the acylation reaction is stopped, and the sulfuric acid component (or residual sulfuric acid component) is used as an aging catalyst (or a deacylation catalyst) for aging. (Deacylation or hydrolysis).

なお、アシル化反応の停止は、前記のように、水又は水と有機カルボン酸類(特にアシル化剤に対応する有機カルボン酸など)との混合溶媒を反応系に添加したり、前記塩基の水性溶液(特に水溶液)を添加することにより、アシル化剤(特に、無水酢酸などの過剰のアシル化剤)を失活させて行う場合が多い。すなわち、アシル化反応の停止は、過剰のアシル剤を失活させることができる失活剤(水、水と有機カルボン酸との混合溶媒、塩基の水溶液など)を反応系(アシル化反応系)に添加することにより行うことができる。なお、アシル化反応の停止(アシル化剤の失活)において、塩基の水性溶液(特に塩基の水溶液)を用いると、アシル化剤を分解(失活)しながら反応系中に水性溶媒(水及び/又はアルコールなど、特に水)を存在させて熟成工程における水性溶媒(特に水)の含有量を調整できるとともに、硫酸触媒を部分中和(さらには多段中和)できる。このような部分中和(さらには多段中和)を行うと、硫酸触媒を減らしつつ熟成できるので、結合硫酸(特に、熟成工程において生成する結合硫酸)を低減するのに有効である。特に、プロピオニル基、ブチリル基などの炭素数3以上のアシル基は、残存硫酸を低減することが困難であるため、このような部分中和(特に多段中和)により、比較的アセチル置換度が小さいセルロース混酸エステル(例えば、アセチル基の平均置換度が1.5未満のセルロース混酸エステル)において、結合硫酸の生成を抑制するのに有効である。そのため、アシル化反応の停止のため(又はアシル化工程の後)、塩基の水性溶液(特に塩基の水溶液)を添加して硫酸成分を部分中和し(およびアシル化反応を停止し)、後述する熟成工程(ii)に供してもよい。   As described above, the acylation reaction is stopped by adding water or a mixed solvent of water and an organic carboxylic acid (particularly, an organic carboxylic acid corresponding to an acylating agent) to the reaction system, In many cases, the addition of a solution (particularly an aqueous solution) deactivates an acylating agent (particularly, an excessive acylating agent such as acetic anhydride). In other words, the acylation reaction is stopped by using a deactivator (water, a mixed solvent of water and an organic carboxylic acid, an aqueous base solution, etc.) that can deactivate the excess acyl agent in the reaction system (acylation reaction system). It can carry out by adding to. When an aqueous base solution (especially an aqueous base solution) is used to stop the acylation reaction (deactivation of the acylating agent), an aqueous solvent (water) is added to the reaction system while decomposing (deactivating) the acylating agent. In addition, the content of the aqueous solvent (especially water) in the ripening step can be adjusted by the presence of water such as alcohol, in particular water), and the sulfuric acid catalyst can be partially neutralized (and further multistage neutralized). Such partial neutralization (and further, multi-stage neutralization) is effective in reducing bound sulfuric acid (particularly bound sulfuric acid generated in the aging step) because aging can be achieved while reducing the sulfuric acid catalyst. In particular, since acyl groups having 3 or more carbon atoms such as propionyl group and butyryl group are difficult to reduce residual sulfuric acid, such partial neutralization (particularly multistage neutralization) has a relatively high degree of acetyl substitution. In a small cellulose mixed acid ester (for example, a cellulose mixed acid ester having an average substitution degree of acetyl group of less than 1.5), it is effective in suppressing the formation of bound sulfuric acid. Therefore, in order to stop the acylation reaction (or after the acylation step), an aqueous base solution (particularly an aqueous base solution) is added to partially neutralize the sulfuric acid component (and stop the acylation reaction), which will be described later. The aging step (ii) may be used.

塩基としては、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、周期表第13族金属化合物、遷移金属化合物、アンモニアなどが例示できる。アルカリ金属化合物としては、例えば、水酸化物(水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど)、炭酸塩(炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなど)、有機酸塩(酢酸ナトリウム、酢酸カリウムなどの酢酸塩など)などが例示できる。アルカリ土類金属化合物としては、例えば、水酸化物(水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムなど)、炭酸塩(炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸水素カルシウムなど)、有機酸塩(酢酸マグネシウム、酢酸カルシウムなどの酢酸塩など)などが例示できる。周期表第13族金属化合物としては、水酸化アルミニウムなどの水酸化物、有機酸塩(酢酸塩など)などが例示できる。遷移金属化合物としては、鉄、銅、亜鉛などの遷移金属の水酸化物、有機酸塩(酢酸塩など)などが例示できる。これらの塩基は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの塩基のうち、部分中和では、通常、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物から選択された少なくとも一種の塩基を使用する場合が多い。特に、ナトリウム化合物、カリウム化合物、マグネシウム化合物、カルシウム化合物から選択された塩基(好ましくは少なくともマグネシウム化合物及び/又はカルシウム化合物)を用いる場合が多い。   Examples of the base include alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds, Group 13 metal compounds of the periodic table, transition metal compounds, and ammonia. Examples of alkali metal compounds include hydroxides (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.), carbonates (sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, etc.), organic acid salts (sodium acetate, potassium acetate, etc.) Etc.) and the like. Examples of alkaline earth metal compounds include hydroxides (magnesium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide, barium hydroxide, etc.), carbonates (magnesium carbonate, calcium carbonate, calcium bicarbonate, etc.), organic acid salts, and the like. (Acetates such as magnesium acetate and calcium acetate). Examples of the periodic table Group 13 metal compound include hydroxides such as aluminum hydroxide, organic acid salts (such as acetates), and the like. Examples of the transition metal compound include transition metal hydroxides such as iron, copper, and zinc, and organic acid salts (acetates, etc.). These bases can be used alone or in combination of two or more. Of these bases, in partial neutralization, usually, at least one base selected from alkali metal compounds and alkaline earth metal compounds is often used. In particular, a base selected from a sodium compound, a potassium compound, a magnesium compound and a calcium compound (preferably at least a magnesium compound and / or a calcium compound) is often used.

塩基は粉粒体の形態で用いてもよいが、通常、液体(例えば、水性溶媒の溶液、特に、水溶液)の形態で用いる場合が多い。塩基の水性溶液(特に水溶液)において、水性溶媒(塩基の水性溶液を構成する水性溶媒)としては、前記のように、水、アルコール類(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのC1-4アルカノールなど)などが例示できる。これらの水性溶媒は、単独で又は2種以上組みあわせてもよい。好ましい水性溶媒は、水(水単独)である。塩基の水性溶液において、塩基の濃度は、後述する熟成工程における硫酸や水性溶媒の含有量に応じて適宜調整できる。 The base may be used in the form of a granular material, but is usually used in the form of a liquid (for example, an aqueous solvent solution, particularly an aqueous solution). In an aqueous solution of a base (particularly an aqueous solution), as an aqueous solvent (an aqueous solvent constituting an aqueous solution of a base), as described above, C 1-4 alkanol such as water, alcohols (methanol, ethanol, propanol, isopropanol, etc.) Etc.). These aqueous solvents may be used alone or in combination of two or more. A preferred aqueous solvent is water (water alone). In the aqueous solution of the base, the concentration of the base can be appropriately adjusted according to the contents of sulfuric acid and the aqueous solvent in the aging step described later.

部分中和のための塩基の使用量は、後述する熟成反応における硫酸量(残存硫酸量)に応じて調整でき、反応系中の硫酸触媒(仕込みの硫酸触媒)1当量に対して、例えば、0.1〜0.9当量、好ましくは0.2〜0.8当量、さらに好ましくは0.3〜0.7当量(例えば、0.3〜0.6当量)程度であってもよい。   The amount of the base used for partial neutralization can be adjusted according to the amount of sulfuric acid (residual sulfuric acid amount) in the aging reaction described later, and for example, with respect to 1 equivalent of sulfuric acid catalyst (prepared sulfuric acid catalyst) in the reaction system, It may be about 0.1 to 0.9 equivalent, preferably 0.2 to 0.8 equivalent, more preferably about 0.3 to 0.7 equivalent (for example, 0.3 to 0.6 equivalent).

なお、前記失活剤の添加は、一括に行ってもよく、連続的に行ってもよく、複数回に分けて行ってもよい。連続的又は複数回に分けて添加する場合、失活剤の添加時間(添加に要する時間)は、例えば、1分〜2時間、好ましくは5〜60分、さらに好ましくは10〜30分程度であってもよい。   In addition, the addition of the deactivator may be performed all at once, may be performed continuously, or may be performed in a plurality of times. When adding continuously or divided into a plurality of times, the addition time (time required for addition) of the quenching agent is, for example, 1 minute to 2 hours, preferably 5 to 60 minutes, more preferably about 10 to 30 minutes. There may be.

(熟成工程(ii))
アシル化反応が停止(および部分中和)された反応系は、熟成工程(ii)に供される。熟成工程では、セルローストリアシレートの脱アシル化反応及び脱硫酸エステル反応を行う。
(Aging process (ii))
The reaction system in which the acylation reaction is stopped (and partially neutralized) is subjected to the aging step (ii). In the aging step, cellulose acylate deacylation reaction and desulfurization ester reaction are performed.

熟成工程は、他の酸触媒を新たに添加して行ってもよいが、通常、前記アシル化工程で使用した硫酸触媒の存在下で行うことができる。熟成工程は、セルロース(原料セルロース)100重量部に対して、硫酸触媒20重量部以下(例えば、0.5〜15重量部程度)、好ましくは15重量部以下(例えば、0.8〜12重量部程度)、さらに好ましくは10重量部以下(例えば、2〜8重量部程度)の存在下で行ってもよい。   The aging step may be performed by newly adding another acid catalyst, but can usually be performed in the presence of the sulfuric acid catalyst used in the acylation step. The aging step is 20 parts by weight or less (for example, about 0.5 to 15 parts by weight), preferably 15 parts by weight or less (for example, 0.8 to 12 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of cellulose (raw cellulose). Part), more preferably 10 parts by weight or less (for example, about 2 to 8 parts by weight).

特に、部分中和した場合、熟成工程は、セルロース(原料セルロース)100重量部に対して、硫酸触媒5重量部以下(例えば、0.5〜5重量部程度)、好ましくは4重量部以下(例えば、0.8〜3.5重量部程度)、さらに好ましくは3重量部以下(例えば、1〜2.2重量部程度)、特に2重量部以下(例えば、1.2〜1.8重量部程度)の存在下で行うことができる。   In particular, in the case of partial neutralization, the aging step is carried out in an amount of 5 parts by weight or less (for example, about 0.5 to 5 parts by weight) of sulfuric acid catalyst, preferably 4 parts by weight or less (100 parts by weight of cellulose (raw cellulose)) ( For example, about 0.8 to 3.5 parts by weight), more preferably 3 parts by weight or less (for example, about 1 to 2.2 parts by weight), particularly 2 parts by weight or less (for example, 1.2 to 1.8 parts by weight). Part).

熟成工程(ii)では、さらに、水、有機酸(例えば、酢酸、プロピオン酸などのアシル基に対応する有機酸、特に酢酸)、これらの混合溶媒などの水性溶媒を新たに添加して熟成を行ってもよい。水性溶媒の添加量(使用量)は、セルロース(原料セルロース)100重量部に対して、例えば、50〜800重量部、好ましくは100〜600重量部、さらに好ましくは300〜500重量部程度であってもよい。   In the aging step (ii), water, an organic acid (for example, an organic acid corresponding to an acyl group such as acetic acid and propionic acid, particularly acetic acid), and an aqueous solvent such as a mixed solvent thereof are newly added for aging. You may go. The addition amount (use amount) of the aqueous solvent is, for example, about 50 to 800 parts by weight, preferably about 100 to 600 parts by weight, and more preferably about 300 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cellulose (raw material cellulose). May be.

なお、アシル化反応の停止(又は熟成工程の開始)において、前記のように、前記塩基(塩基の水溶液)を添加して部分中和しても、残存硫酸成分(特に結合硫酸基濃度)を充分に低減ない場合がある。特に、アセチル置換度が比較的小さいセルロースアセテートアシレートでは、単に塩基を添加して部分中和し、そのまま、熟成しても、残存硫酸量を効率よく低減できない場合が多い。   In addition, when the acylation reaction is stopped (or when the aging step is started), as described above, even if the base (aqueous solution of the base) is added and partially neutralized, the remaining sulfuric acid component (particularly the bound sulfate group concentration) is reduced. It may not be reduced sufficiently. In particular, cellulose acetate acylate having a relatively low degree of acetyl substitution often cannot effectively reduce the amount of residual sulfuric acid even if it is partially neutralized by simply adding a base and ripened as it is.

そこで、本発明では、熟成工程において、多段階の中和(多段中和)、すなわち、反応系に所定量の塩基を連続的に添加するか又は複数回に分けて間欠的(又は段階的)に添加することにより、連続的に又は複数回に亘り中和(部分中和)しつつ熟成反応(脱アシル化および脱硫酸エステル反応)を行ってもよい。本発明では、連続的又は間欠的な添加(又は添加方法)により反応系の硫酸量を低減し、セルロースエステル結合の形態で導入された硫酸(硫酸エステル基)を効率よく脱離させ、結合硫酸を低減することができる。すなわち、脱アシル化反応と脱硫酸反応とは、前記のように、競争反応であるようである。このような反応系において、連続的又は間欠的な塩基の添加により、残存硫酸成分(結合硫酸など)の脱離効率を選択的に高めることができ、生成した硫酸金属塩を硫酸成分として除去できる。特に、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を添加すると、反応系で不溶性硫酸金属塩(特に、硫酸マグネシウムなどのアルカリ土類金属硫酸塩)が生成し、析出とともに硫酸成分を反応系から除去できる。   Therefore, in the present invention, in the ripening step, multi-stage neutralization (multi-stage neutralization), that is, a predetermined amount of base is continuously added to the reaction system, or intermittently (or stepwise) divided into multiple times. By adding to, the aging reaction (deacylation and desulfation ester reaction) may be carried out while neutralizing (partially neutralizing) continuously or multiple times. In the present invention, the amount of sulfuric acid in the reaction system is reduced by continuous or intermittent addition (or addition method), and sulfuric acid (sulfuric acid ester groups) introduced in the form of cellulose ester bonds is efficiently desorbed to form bound sulfuric acid. Can be reduced. That is, the deacylation reaction and the desulfurization reaction seem to be competitive reactions as described above. In such a reaction system, by continuously or intermittently adding a base, the elimination efficiency of residual sulfuric acid components (such as bound sulfuric acid) can be selectively increased, and the generated metal sulfate can be removed as a sulfuric acid component. . In particular, when an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound is added, an insoluble sulfate metal salt (especially an alkaline earth metal sulfate such as magnesium sulfate) is generated in the reaction system, and the sulfuric acid component can be removed from the reaction system along with precipitation. .

なお、所定の形態(水溶液などの液体、粉体などの形態)で、塩基を反応系に短いインターバルをおいて滴下又は添加することにより、塩基を実質的に連続して添加できる。複数回に分けて塩基を添加する場合、塩基の添加回数は、少なくとも3回(例えば、3〜100回)、好ましくは4回以上(4〜100回)、さらに好ましくは5回以上(5〜100回)であってもよい。工業的に有利に熟成を行うためには、少なくとも3回、例えば、3〜50回(例えば、3〜20回)、好ましくは4〜25回(4〜20回)程度である場合が多く、3〜10回程度であってもよい。当初の硫酸触媒(アシル化反応停止後又は熟成開始時における硫酸触媒)を塩基で部分中和して熟成(脱アシル化)する操作が2回以下であると、残存硫酸量(特に結合硫酸量)を大きく低減できず、そのため、非溶解性成分の含有量を低減することが困難である。なお、塩基の添加は、熟成工程において、反応開始から反応停止までの間に行うことができる。すなわち、アシル化反応停止(又は熟成反応開始)および熟成工程の停止のための塩基の添加は、熟成工程での塩基の添加に含まない。   In addition, a base can be substantially continuously added by dripping or adding a base to a reaction system in a predetermined form (a liquid such as an aqueous solution, a form such as a powder) at a short interval. When the base is added in a plurality of times, the base is added at least 3 times (for example, 3 to 100 times), preferably 4 times or more (4 to 100 times), more preferably 5 times or more (5 to 5 times). 100 times). In order to ripen industrially advantageously, it is often at least 3 times, for example, 3 to 50 times (for example, 3 to 20 times), preferably about 4 to 25 times (4 to 20 times), It may be about 3 to 10 times. If the initial sulfuric acid catalyst (the sulfuric acid catalyst after the acylation reaction is stopped or at the start of ripening) is partially neutralized with a base and ripened (deacylated) twice or less, the amount of residual sulfuric acid (particularly the amount of bound sulfuric acid) ) Cannot be greatly reduced, and therefore it is difficult to reduce the content of insoluble components. In addition, the addition of the base can be performed from the start of the reaction to the stop of the reaction in the aging step. That is, the addition of a base for stopping the acylation reaction (or starting the aging reaction) and stopping the aging process is not included in the addition of the base in the aging process.

部分中和(熟成工程での塩基の添加)のための塩基の量は、反応系中の硫酸触媒1当量に対して、部分中和(又は中和操作)1回あたり0.1〜0.9当量、好ましくは0.2〜0.8当量、さらに好ましくは0.3〜0.7当量(例えば、0.3〜0.6当量)程度の範囲から選択できる。さらに、熟成工程では、このような部分中和をくり返すことができる。   The amount of the base for partial neutralization (addition of the base in the aging step) is 0.1 to 0.00 per partial neutralization (or neutralization operation) per partial equivalent of the sulfuric acid catalyst in the reaction system. It can be selected from a range of about 9 equivalents, preferably 0.2 to 0.8 equivalents, more preferably about 0.3 to 0.7 equivalents (for example, 0.3 to 0.6 equivalents). Furthermore, such partial neutralization can be repeated in the aging step.

前記塩基の添加様式は特に制限されず、等量の塩基を反応系に連続的又は間欠的に添加してもよく、熟成工程(又は熟成反応)の初期に塩基の添加量を多くし、後期に至るにつれて塩基の添加量を連続的又は間欠的(段階的)に低減してもよく、熟成工程の初期に塩基の添加量を少なくし、後期に至るにつれて塩基の添加量を連続的又は段階的に増加させてもよい。塩基の添加は、通常、熟成工程の後期よりも初期での塩基の添加量を多くする場合が多い。複数回に分けて塩基を添加する場合、好ましい態様では、初回(熟成工程における第1回目の塩基の添加)において、当初の硫酸触媒量(残存硫酸量)に対して10〜90当量%(好ましくは25〜90当量%、さらに好ましくは30〜70当量%、特に40〜60当量%)程度の塩基を添加して部分中和し、熟成反応(第1熟成反応)を行う場合が多く、20〜80当量%(例えば、45〜55当量%)程度の塩基を添加して部分中和し、熟成反応(第1熟成反応)を行ってもよい。このような塩基の添加(又は中和処理)により、当初の硫酸量を10〜75重量%(好ましくは30〜70重量%、さらに好ましくは40〜60重量%)程度に低減でき、結合硫酸を脱離しつつ、熟成反応を行うことができる。   The addition mode of the base is not particularly limited, and an equal amount of base may be added continuously or intermittently to the reaction system, and the addition amount of the base is increased in the early stage of the ripening step (or ripening reaction). The amount of base added may be reduced continuously or intermittently (stepwise) as it reaches the end, the amount of base added is reduced early in the ripening process, and the amount of base added continuously or stepwise as it reaches later May be increased. In many cases, the amount of base added in the initial stage is larger than that in the latter stage of the ripening step. When the base is added in several steps, in a preferred embodiment, 10 to 90 equivalent% (preferably with respect to the initial sulfuric acid catalyst amount (residual sulfuric acid amount) in the first time (first addition of the base in the aging step). Is often neutralized by adding a base of about 25 to 90 equivalent%, more preferably 30 to 70 equivalent%, particularly 40 to 60 equivalent%) to carry out an aging reaction (first aging reaction). A base may be partially neutralized by adding about -80 equivalent% (for example, 45 to 55 equivalent%) of base, and an aging reaction (first aging reaction) may be performed. By adding such a base (or neutralization treatment), the initial amount of sulfuric acid can be reduced to about 10 to 75% by weight (preferably 30 to 70% by weight, more preferably 40 to 60% by weight). The maturing reaction can be carried out while desorbing.

熟成工程では、連続的又は間欠的に塩基を添加して熟成反応を行えばよいが、残存硫酸量を所定の範囲に制御しつつ行うのが好ましい。例えば、反応系中の残存硫酸量[S]を下記式(1)で表される量に制御しつつ、熟成反応を行うことができる。   In the ripening step, a ripening reaction may be carried out by adding a base continuously or intermittently, but it is preferable to carry out the reaction while controlling the amount of residual sulfuric acid within a predetermined range. For example, the aging reaction can be carried out while controlling the amount of residual sulfuric acid [S] in the reaction system to the amount represented by the following formula (1).

[S]=2/[a(k×t+4/[S]0)] (1)
(式中、[S]は原料セルロース100重量部に対する硫酸量(重量部)、[S]0は中和前(塩基添加前)の原料セルロース100重量部に対する硫酸量(重量部)、係数aは0.5〜2、係数kは0.01〜0.1、tは、連続的添加では塩基添加開始からの経過時間(分)、段階的添加では塩基の添加からの経過時間(分)を示す。)
より具体的には、塩基を連続的又は間欠的(段階的)に添加して反応系中の硫酸量[S]を下記式(2)で表される範囲に制御し、熟成反応を行うことができる。
[S] = 2 / [a (k × t + 4 / [S] 0 )] (1)
(Wherein [S] is the amount of sulfuric acid (parts by weight) relative to 100 parts by weight of the raw material cellulose, [S] 0 is the amount of sulfuric acid (parts by weight) relative to 100 parts by weight of the raw material cellulose before neutralization (before the addition of the base), and coefficient a 0.5 to 2, coefficient k is 0.01 to 0.1, t is the elapsed time (minutes) from the start of base addition in continuous addition, and elapsed time (minutes) from the addition of base in stepwise addition Is shown.)
More specifically, the base is added continuously or intermittently (stepwise) to control the amount of sulfuric acid [S] in the reaction system to the range represented by the following formula (2), and the aging reaction is performed. Can do.

2/[a(0.1×t+4/[S]0)]≦[S]≦2/[a(0.01×t+4/[S]0)] (2)
(式中、[S]、[S]0、a、tは前記に同じ)
なお、前記式(1)及び(2)において、中和前(塩基添加前)の原料セルロース100重量部に対する硫酸量[S]0は塩基の添加条件(添加量、添加方法)と残存硫酸成分量との関係に基づいて外挿により求めることができるが、中和前の反応系中の硫酸量を実際に測定することは困難である。そのため、実用的な観点からすると、塩基を連続的又は段階的に添加する方法において、各塩基の添加(又は添加完了)から3分経過以内の反応系中の硫酸量(原料セルロース100重量部に対する硫酸量)[S]を下記式(3)で表される範囲に制御し、熟成反応を行ってもよい。すなわち、上記式(2)を下記式(3)に置き換えて反応系中の硫酸量を制御しつつ、熟成反応を行ってもよい。
2 / [a (0.1 × t + 4 / [S] 0 )] ≦ [S] ≦ 2 / [a (0.01 × t + 4 / [S] 0 )] (2)
(Wherein [S], [S] 0 , a and t are the same as above)
In the above formulas (1) and (2), the amount of sulfuric acid [S] 0 relative to 100 parts by weight of the raw material cellulose before neutralization (before addition of the base) is the base addition conditions (addition amount, addition method) and the residual sulfuric acid component Although it can be obtained by extrapolation based on the relationship with the amount, it is difficult to actually measure the amount of sulfuric acid in the reaction system before neutralization. Therefore, from a practical viewpoint, in the method of adding the base continuously or stepwise, the amount of sulfuric acid in the reaction system within 3 minutes from the addition (or completion of addition) of each base (based on 100 parts by weight of raw cellulose) The aging reaction may be carried out by controlling the amount of sulfuric acid) [S] within the range represented by the following formula (3). That is, the aging reaction may be performed while replacing the above formula (2) with the following formula (3) and controlling the amount of sulfuric acid in the reaction system.

2/(0.1×t+4/[S]0)≦[S]≦2/[0.6(0.01×t+4/[S]0)] (3)
(式中、[S]は原料セルロース100重量部に対する硫酸量(重量部)、[S]0は塩基の添加前(塩基添加前)の原料セルロース100重量部に対する反応系の硫酸量(重量部)、tは、連続的添加では塩基添加開始からの経過時間(分)、段階的添加では塩基の添加からの経過時間(分)を示す)
式(3)において、[S]0は、各塩基の添加(又は添加完了)から3〜5分経過後(特に3分経過後)の硫酸量(重量部)として測定する場合が多い。前記反応系中の硫酸量(重量部)は、反応系中の残存硫酸量(特に結合硫酸を含む残存硫酸成分量)を意味する。
2 / (0.1 × t + 4 / [S] 0 ) ≦ [S] ≦ 2 / [0.6 (0.01 × t + 4 / [S] 0 )] (3)
(Wherein [S] is the amount of sulfuric acid (parts by weight) relative to 100 parts by weight of the raw material cellulose, and [S] 0 is the amount of sulfuric acid in the reaction system (parts by weight) relative to 100 parts by weight of the raw material cellulose before the addition of the base (before the addition of the base) ), T indicates the elapsed time (minutes) from the start of base addition in continuous addition, and the elapsed time (minutes) from base addition in stepwise addition)
In formula (3), [S] 0 is often measured as the amount of sulfuric acid (parts by weight) after 3 to 5 minutes (particularly after 3 minutes) from the addition (or completion of addition) of each base. The amount of sulfuric acid (parts by weight) in the reaction system means the amount of residual sulfuric acid in the reaction system (particularly, the amount of residual sulfuric acid component including bound sulfuric acid).

前記式(1)〜(3)は、硫酸基の置換度と脱硫酸の速度との関係を示す反応速度論を基にして速度定数を求めることにより実験的に得られた関係式であり、塩基の添加からの経過時間t(連続的添加では塩基の添加開始からの経過時間(分)、段階的又は間欠的添加では各添加操作での塩基の添加終了からの経過時間(分)、例えば、式(3)では塩基の塩基添加終了から3〜5分後)において、塩基の添加前の反応系中の硫酸量(残存硫酸量)[S]0に対して、反応系中の硫酸量(残存硫酸量)[S]を所定の割合で低減させることを意味する。すなわち、式(1)〜(3)は、塩基の添加前の硫酸量(仕込み硫酸量又は残存硫酸量)[S]0に対して、塩基添加による中和初期(例えば、時間t=0)における硫酸量(残存硫酸量)[S]を所定割合(例えば、40〜60重量%、特に45〜55重量%)に低減させて(又は所定量の硫酸を残存させて)アシル化することを意味する。なお、第1回の塩基の添加前では、塩基の添加前の反応系中の硫酸量(残存硫酸量)[S]は反応に使用した硫酸の使用量(又は仕込量)に相当する。 The above formulas (1) to (3) are relational expressions obtained experimentally by determining a rate constant based on the reaction kinetics indicating the relationship between the degree of substitution of sulfate groups and the rate of desulfation. Elapsed time t from the addition of the base (elapsed time (minutes) from the start of the addition of the base in continuous addition, and elapsed time (minutes) from the end of the addition of the base in each addition operation in the stepwise or intermittent addition, for example, In formula (3), 3-5 minutes after the completion of base addition of the base), the amount of sulfuric acid in the reaction system relative to the amount of sulfuric acid (residual sulfuric acid amount) [S] 0 in the reaction system before the addition of the base (Residual sulfuric acid amount) [S] is reduced at a predetermined rate. That is, the formulas (1) to (3) indicate that the amount of sulfuric acid before addition of the base (the amount of sulfuric acid added or the amount of residual sulfuric acid) [S] 0 is the initial neutralization by adding the base (for example, time t = 0). The amount of sulfuric acid (the amount of residual sulfuric acid) [S] is reduced to a predetermined ratio (for example, 40 to 60% by weight, particularly 45 to 55% by weight) (or a predetermined amount of sulfuric acid remains) for acylation. means. Before the first addition of the base, the amount of sulfuric acid (residual sulfuric acid amount) [S] in the reaction system before the addition of the base corresponds to the amount of sulfuric acid used (or charged amount) used in the reaction.

熟成反応は、必要であれば、他の酸触媒(プロトン酸、ルイス酸)を使用してもよいが、通常、残存硫酸を熟成反応の触媒として使用する場合が多い。熟成反応は、不活性ガス雰囲気中で行ってもよく、空気雰囲気中で行ってもよい。   In the ripening reaction, if necessary, other acid catalysts (proton acid, Lewis acid) may be used, but usually the remaining sulfuric acid is often used as a catalyst for the ripening reaction. The aging reaction may be performed in an inert gas atmosphere or in an air atmosphere.

このような連続的又は多段熟成反応(脱アシル化反応、脱硫酸エステル反応)によりアシル化度(アセチル化度、プロピオニル化度など)を調整し、結合硫酸量が少なく、所定のアシル化度のセルロース混酸エステル(セルロースアセテートプロピオネートなど)を効率よく生成できる。特に、このような連続的又は多段熟成反応により熟成すると、比較的アセチル基の置換度が小さい混酸エステル(例えば、アセチル基の平均置換度が1.5未満の混酸エステル)であっても、効率よく残存硫酸を低減しつつ調製でき、非溶解性成分の生成を高いレベルで抑制できる。さらに、アシル化工程での触媒硫酸量を低減することなく、生成したセルロースエステル中の残存硫酸量(特に結合硫酸量)を大きく低減できるとともに残存硫酸量をコントロールできる。   The degree of acylation (acetylation degree, propionylation degree, etc.) is adjusted by such continuous or multi-stage ripening reaction (deacylation reaction, desulfation ester reaction), the amount of bound sulfuric acid is small, and the predetermined acylation degree Cellulose mixed acid ester (cellulose acetate propionate etc.) can be produced efficiently. In particular, when ripening by such continuous or multi-stage ripening reaction, even if it is a mixed acid ester having a relatively low degree of acetyl group substitution (for example, a mixed acid ester having an average degree of acetyl group substitution of less than 1.5), the efficiency is improved. It can be prepared while reducing the residual sulfuric acid well, and the generation of insoluble components can be suppressed at a high level. Furthermore, the amount of residual sulfuric acid (particularly the amount of bound sulfuric acid) in the produced cellulose ester can be greatly reduced and the amount of residual sulfuric acid can be controlled without reducing the amount of catalytic sulfuric acid in the acylation step.

熟成工程(ii)での反応(熟成反応)は、例えば、20〜120℃、好ましくは30〜100℃、さらに好ましくは40〜90℃程度で行ってもよい。なお、反応温度は、また、熟成工程(ii)全体の反応時間は、例えば、5分以上(例えば、10分〜5時間)の範囲から選択でき、好ましくは15分〜3時間(例えば、20分〜3時間)、さらに好ましくは25分〜2時間(例えば、25〜60分)程度であってもよい。熟成反応は、不活性ガス雰囲気中で行ってもよく、空気雰囲気中で行ってもよい。   The reaction (aging reaction) in the aging step (ii) may be performed at, for example, 20 to 120 ° C, preferably 30 to 100 ° C, more preferably about 40 to 90 ° C. The reaction temperature can be selected from the range of, for example, 5 minutes or more (for example, 10 minutes to 5 hours), and preferably 15 minutes to 3 hours (for example, 20 minutes). Minutes to 3 hours), more preferably about 25 minutes to 2 hours (for example, 25 to 60 minutes). The aging reaction may be performed in an inert gas atmosphere or in an air atmosphere.

なお、熟成は、硫酸触媒(又は残存硫酸)を完全に中和する(又は触媒として実質的に作用しない程度まで硫酸触媒を中和する)ことにより、停止(又は終了)することができる。一連の反応において、塩基の総使用量(部分中和に用いる塩基の使用量を含む)は、硫酸量(仕込み硫酸量)1当量に対して、0.9〜2当量程度の範囲から選択でき、通常、0.9〜1.5当量(例えば、1〜1.5当量)、好ましくは1〜1.3当量(例えば、1〜1.2当量)程度であってもよい。   The ripening can be stopped (or terminated) by completely neutralizing the sulfuric acid catalyst (or residual sulfuric acid) (or neutralizing the sulfuric acid catalyst to such an extent that it does not substantially act as a catalyst). In a series of reactions, the total amount of base used (including the amount of base used for partial neutralization) can be selected from a range of about 0.9 to 2 equivalents per 1 equivalent of sulfuric acid (amount of sulfuric acid charged). Usually, it may be about 0.9 to 1.5 equivalents (for example, 1 to 1.5 equivalents), preferably about 1 to 1.3 equivalents (for example, 1 to 1.2 equivalents).

熟成停止後、セルロース混酸エステルを含むドープが得られ、このドープを通常、沈澱又は沈澱処理することにより、生成物としてのセルロース混酸エステルを分離する。特に、沈澱に先だって、前記ドープに、有機酸(例えば、酢酸などのアシル基に対応する有機酸など、特に酢酸)を添加又は混合したドープ(いわゆる有機酸を練り込んだドープ)を、沈澱処理することにより、残存硫酸量を効率よく低減できる。有機酸は、有機酸溶液(例えば、有機酸水溶液)の形態で添加してもよい。この方法では、練り混む有機酸溶液(有機酸水溶液)の濃度を徐々に低下させる方法、セルロース混酸エステルに対する貧溶媒(水など)を徐々に練り混む(添加する)方法などにより、有機酸濃度を低下させつつ沈澱させてもよい。なお、この有機酸を添加したドープを沈澱処理する方法は、特に、前記連続的又は多段熟成反応と組みあわせることにより、より一層残存硫酸量を低減するのに効果的である。例えば、比較的アセチル基の置換度が小さい混酸エステル(例えば、アセチル基の平均置換度が1.5未満の混酸エステル)は、前記連続的又は多段熟成反応と、前記有機酸を添加したドープを沈澱処理する方法とを組みあわせて製造してもよい。   After termination of the ripening, a dope containing a cellulose mixed acid ester is obtained, and this dope is usually precipitated or precipitated to separate the cellulose mixed acid ester as a product. In particular, prior to precipitation, a dope obtained by adding or mixing an organic acid (for example, an organic acid corresponding to an acyl group such as acetic acid, in particular acetic acid) to the dope (so-called organic acid kneaded dope) is precipitated. By doing so, the amount of residual sulfuric acid can be reduced efficiently. The organic acid may be added in the form of an organic acid solution (for example, an organic acid aqueous solution). In this method, the concentration of the organic acid solution (organic acid aqueous solution) is gradually reduced, the organic acid concentration is reduced by a method of gradually kneading (adding) a poor solvent (such as water) for the cellulose mixed acid ester. You may make it precipitate, reducing. The method of precipitating the dope to which the organic acid is added is particularly effective in further reducing the amount of residual sulfuric acid by combining with the continuous or multistage aging reaction. For example, a mixed acid ester having a relatively low degree of substitution of acetyl groups (for example, a mixed acid ester having an average degree of substitution of acetyl groups of less than 1.5) is obtained by performing the continuous or multistage aging reaction and the dope to which the organic acid is added. You may manufacture combining the method of carrying out precipitation processing.

前記練り込み(有機酸又は有機酸溶液の添加)において、有機酸の使用量(又は添加量)は、有機酸換算で、前記ドープ100重量部に対して、例えば、50〜400重量部、好ましくは80〜300重量部、さらに好ましくは100〜200重量部程度であってもよい。有機酸の混合は、攪拌下で行ってもよく、攪拌速度は、50〜3000rpm(好ましくは100〜1000rpm)程度であってもよい。混合時間(又は攪拌時間)は、1〜30分、好ましくは2〜20分程度であってもよい。   In the kneading (addition of an organic acid or an organic acid solution), the use amount (or addition amount) of the organic acid is, for example, 50 to 400 parts by weight, preferably 100 to 100 parts by weight in terms of the organic acid. May be about 80 to 300 parts by weight, more preferably about 100 to 200 parts by weight. The mixing of the organic acid may be performed under stirring, and the stirring speed may be about 50 to 3000 rpm (preferably 100 to 1000 rpm). The mixing time (or stirring time) may be 1 to 30 minutes, preferably about 2 to 20 minutes.

沈澱処理は、通常、水、有機酸溶液(例えば、酢酸水溶液など)などのセルロース混酸エステルに対する貧溶媒を前記ドープ(有機酸が混合されていてもよいドープ)に添加することにより行うことができる。沈澱処理において、貧溶媒の添加量(使用量)は、適宜選択でき、例えば、ドープ100重量部に対して、100〜1000重量部、好ましくは200〜800重量部、さらに好ましくは300〜600重量部程度であってもよい。沈澱処理は、攪拌下で行ってもよく、攪拌速度は前記と同様であってもよい。   The precipitation treatment can be usually performed by adding a poor solvent for cellulose mixed acid ester such as water or an organic acid solution (for example, acetic acid aqueous solution) to the dope (a dope in which an organic acid may be mixed). . In the precipitation treatment, the addition amount (use amount) of the poor solvent can be appropriately selected. For example, 100 to 1000 parts by weight, preferably 200 to 800 parts by weight, and more preferably 300 to 600 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the dope. It may be about a part. The precipitation treatment may be performed with stirring, and the stirring speed may be the same as described above.

上記のような一連の工程を経て得られたセルロース混酸エステルは、不純物などを除去するため、通常、洗浄(洗浄処理)される。洗浄処理は、通常、水などを用いて行えばよく、洗浄条件は、同様の条件であってもよい。代表的な方法では、セルロース混酸エステルを水で洗浄したのち、さらに、加温した水(例えば、70〜99℃の熱水)で洗浄してもよい。   The cellulose mixed acid ester obtained through the series of steps as described above is usually washed (cleaning treatment) in order to remove impurities and the like. The cleaning process may be usually performed using water or the like, and the cleaning conditions may be the same. In a typical method, the cellulose mixed acid ester may be washed with water, and further washed with warmed water (for example, hot water at 70 to 99 ° C.).

なお、前記熟成工程(ii)の後、セルロースエステルの耐熱安定性を高めるため、必要により前記塩基で構成された中和剤[好ましくはアルカリ金属化合物及び/又はアルカリ土類金属化合物、特に少なくともカルシウム化合物(水酸化カルシウムなど)]を添加してもよい。中和剤の添加は、熟成工程後であればよく、例えば、沈澱処理後(特に、沈澱および洗浄後)において行ってもよい。中和剤は、水溶液(例えば、水酸化カルシウム水溶液)の形態で添加してもよい。   In addition, after the ripening step (ii), in order to enhance the heat stability of the cellulose ester, a neutralizer composed of the base as necessary [preferably an alkali metal compound and / or an alkaline earth metal compound, particularly at least calcium. Compound (such as calcium hydroxide)] may be added. The neutralizing agent may be added after the aging step, for example, after the precipitation treatment (particularly after precipitation and washing). You may add a neutralizing agent with the form of aqueous solution (for example, calcium hydroxide aqueous solution).

[セルロース混酸エステルフィルムとその製造方法]
本発明のセルロース混酸エステルは、種々の成形体(繊維などの一次元的成形体、フィルム、シート、塗膜(又は薄膜)などの二次元的成形体、三次元的成形体)を形成するのに有用である。なお、シート(又はフィルム)は、単一のシートであってもよく、複数のシートを積層した積層シートであってもよい。
[Cellulose mixed acid ester film and production method thereof]
The cellulose mixed acid ester of the present invention forms various molded products (one-dimensional molded products such as fibers, two-dimensional molded products such as films, sheets, and coating films (or thin films), and three-dimensional molded products). Useful for. The sheet (or film) may be a single sheet or a laminated sheet in which a plurality of sheets are laminated.

特に、本発明のセルロース混酸エステルは、微小異物の含有量が著しく少なく、光学特性に優れるとともに、耐湿性(特に耐湿熱性)などにも優れているため、フィルム(特に光学フィルム)を形成するのに有用である。   In particular, the cellulose mixed acid ester of the present invention has a remarkably small content of fine foreign substances, is excellent in optical properties, and is excellent in moisture resistance (particularly moist heat resistance), and therefore forms a film (particularly an optical film). Useful for.

このような本発明のセルロース混酸エステルで構成されたフィルム(セルロース混酸エステルフィルム、単にフィルムということがある)は、置換度やアシル基の種類などに応じて、溶融製膜方法(押出成形法など)、溶液製膜方法(流延法)のいずれで製造してもよい。本発明では、通常、溶液製膜方法により平面性に優れたフィルムを製造してもよい。   Such a film composed of the cellulose mixed acid ester of the present invention (cellulose mixed acid ester film, sometimes simply referred to as a film) is formed by a melt film forming method (extrusion molding method or the like) depending on the degree of substitution or the type of acyl group. ) Or solution casting method (casting method). In the present invention, a film having excellent flatness may be usually produced by a solution casting method.

溶液製膜方法において、セルロース混酸エステルフィルムは、セルロース混酸エステルと有機溶媒とを含むドープ(又は有機溶媒溶液)を剥離性支持体に流延し、生成した膜を剥離性支持体から剥離して乾燥することにより製造できる。   In the solution casting method, the cellulose mixed acid ester film is obtained by casting a dope (or an organic solvent solution) containing a cellulose mixed acid ester and an organic solvent onto a peelable support, and peeling the formed film from the peelable support. It can be manufactured by drying.

剥離性支持体は、通常、金属支持体(ステンレススチールなど)であってもよく、ドラム状やエンドレスベルト状であってもよい。支持体の表面は、通常、鏡面仕上げされ、平滑である場合が多い。   The peelable support may usually be a metal support (such as stainless steel), or may be in the form of a drum or endless belt. The surface of the support is usually mirror-finished and often smooth.

ドープを調製するための有機溶媒は、ハロゲン系有機溶媒(特に塩素系有機溶媒)であってもよく、非ハロゲン系有機溶媒(特に非塩素系有機溶媒)であってもよい。本発明のセルロース混酸エステルは、少なくともハロゲン系有機溶媒(特に塩素系有機溶媒)に対して可溶性である場合が多い。有機溶媒は、単独で又は2種以上組み合わせてもよく、例えば、塩素系有機溶媒と非塩素系有機溶媒とを組み合わせてもよい。ハロゲン系有機溶媒(特に塩素系有機溶媒)としては、ジクロロメタン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素類(特に塩素化炭化水素類)などが挙げられる。非ハロゲン系有機溶媒(特に非塩素系有機溶媒)としては、例えば、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル類など)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのジアルキルケトン類、シクロヘキサノンなど)、エーテル類(ジエチルエーテルなどの鎖状エーテル類、ジオキサン、テトラヒドロフランなどの環状エーテル類など)、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノールなどのC1-4アルカノール類)などが例示できる。 The organic solvent for preparing the dope may be a halogen-based organic solvent (particularly a chlorine-based organic solvent) or a non-halogen-based organic solvent (particularly a non-chlorine-based organic solvent). The cellulose mixed acid ester of the present invention is often soluble in at least a halogen-based organic solvent (particularly a chlorine-based organic solvent). The organic solvents may be used alone or in combination of two or more. For example, a chlorinated organic solvent and a non-chlorinated organic solvent may be combined. Examples of the halogen organic solvent (particularly chlorine organic solvent) include halogenated hydrocarbons (particularly chlorinated hydrocarbons) such as dichloromethane and chloroform. Examples of non-halogen organic solvents (particularly non-chlorine organic solvents) include esters (acetates such as methyl acetate, ethyl acetate, amyl acetate, and butyl acetate) and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone). Dialkyl ketones such as cyclohexanone), ethers (chain ethers such as diethyl ether, cyclic ethers such as dioxane and tetrahydrofuran), alcohols (for example, C such as methanol, ethanol, isopropanol, and n-butanol). 1-4 alkanols).

ドープには、種々の添加剤、例えば、可塑剤[リン酸エステル系可塑剤、カルボン酸エステル系可塑剤(フタル酸エステル、アジピン酸エステル、セバシン酸エステル、クエン酸エステルなど)、トリアセチンなど]、安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤、劣化防止剤など)、滑剤(微粒子状滑剤)、難燃剤、離型剤などを添加してもよい。また、ドープには、レタデーション上昇剤(特開2001−139621号公報に記載のレタデーション上昇剤など)、剥離剤(特開2002−309009号公報に記載の剥離剤など)などを添加してもよい。   For the dope, various additives such as plasticizer [phosphate ester plasticizer, carboxylic ester plasticizer (phthalate ester, adipic acid ester, sebacic acid ester, citrate ester, etc.), triacetin etc.], Stabilizers (antioxidants, ultraviolet absorbers, deterioration inhibitors, etc.), lubricants (particulate lubricants), flame retardants, mold release agents and the like may be added. Further, a retardation increasing agent (such as a retardation increasing agent described in JP-A-2001-139621), a release agent (such as a releasing agent described in JP-A-2002-30909), or the like may be added to the dope. .

なお、ドープは、慣用の方法、例えば、高温溶解法、冷却溶解法などを利用して調製できる。ドープ中のセルロースエステル濃度は、10〜35重量%、好ましくは20〜30重量%(例えば、15〜25重量%)程度であってもよい。また、高品質フィルム(液晶表示装置用フィルムなど)を得るため、ドープはさらに濾過処理してもよい。   The dope can be prepared by using a conventional method such as a high temperature dissolution method or a cooling dissolution method. The cellulose ester concentration in the dope may be about 10 to 35% by weight, preferably about 20 to 30% by weight (for example, 15 to 25% by weight). Moreover, in order to obtain a high quality film (such as a film for a liquid crystal display device), the dope may be further filtered.

流延ダイなどを利用してドープを支持体上に流延し、乾燥することによりフィルムを製造できる。通常、ドープを支持体上に流延し、予備乾燥した後、有機溶媒を含む予備乾燥膜を乾燥することによりフィルムが製造される。   A film can be produced by casting a dope on a support using a casting die or the like and drying. Usually, a dope is cast on a support, preliminarily dried, and then a predried film containing an organic solvent is dried to produce a film.

フィルムの厚みは用途に応じて選択でき、例えば、5〜200μm、好ましくは10〜150μm、さらに好ましくは20〜100μm程度であってもよい。   The thickness of the film can be selected according to the application, and may be, for example, about 5 to 200 μm, preferably about 10 to 150 μm, and more preferably about 20 to 100 μm.

溶融製膜方法では、例えば、前記セルロース混酸エステル(および必要に応じて可塑剤などの他の成分)を押出機などで溶融混合し、ダイ(Tダイ、リングダイなど)から押出成形し、冷却することによりフィルムを製造してもよい。溶融混合温度は、例えば、120〜250℃程度の範囲から選択できる。   In the melt film-forming method, for example, the cellulose mixed acid ester (and other components such as a plasticizer as necessary) is melt-mixed with an extruder or the like, extruded from a die (T-die, ring die, etc.), and cooled. You may manufacture a film by doing. The melt mixing temperature can be selected from a range of, for example, about 120 to 250 ° C.

なお、フィルムには、延伸処理を施してもよい。延伸処理により、フィルムを効率よく配向させることができる。フィルムは、慣用の方法(ドロー、延伸など)、例えば、一軸又は二軸により配向させることができ、引き取りロールのドロー比を利用して配向させてもよく、チャックでフィルムの端部を掴んで延伸して配向させてもよい。延伸方法としては、熱延伸が好ましく用いることができ、例えば、溶融製膜方法では、押出機のダイから押し出されるフィルム状溶融物を引き取り、一軸方向に引き延ばしつつ冷却ロールなどの冷却手段により冷却する方法、ダイから押し出されたフィルム状溶融物を冷却し、所定の温度(ガラス転移温度以上の温度であって、融点未満の温度)で延伸する方法などが例示できる。また、溶液製膜方法では、溶媒を含む予備乾燥フィルムを延伸することにより配向させてもよい。フィルムの生産性の観点からは、溶融成膜方法、特に溶融押出成形法が好ましい。また、フィルムは、少なくとも一方の方向(縦又は引き取り方向MD、又は幅方向TD)に配向していればよく、公差又は直交する方向に配向していてもよいが、二軸に延伸するのが最も好ましい。   The film may be stretched. By the stretching treatment, the film can be efficiently oriented. The film can be oriented by conventional methods (drawing, stretching, etc.), for example, uniaxial or biaxial, and may be oriented using the draw ratio of the take-up roll, gripping the end of the film with a chuck You may extend and orient. As the stretching method, heat stretching can be preferably used. For example, in the melt film forming method, the film-like melt extruded from the die of the extruder is taken and cooled by a cooling means such as a cooling roll while being stretched in the uniaxial direction. Examples thereof include a method, a method of cooling a film-like melt extruded from a die, and stretching at a predetermined temperature (a temperature equal to or higher than the glass transition temperature and lower than the melting point). In the solution casting method, the preliminary drying film containing a solvent may be oriented by stretching. From the viewpoint of film productivity, a melt film formation method, particularly a melt extrusion method is preferred. Further, the film only needs to be oriented in at least one direction (longitudinal or take-up direction MD or width direction TD), and may be oriented in a tolerance or orthogonal direction, but is stretched biaxially. Most preferred.

フィルムの配向度(延伸倍率)は、少なくとも一方の方向に1.2〜8倍、好ましくは1.2〜4倍、さらに好ましくは1.2〜3倍、特に1.4〜2倍程度であってもよい。また、二軸延伸フィルムでは、MD方向に1.1〜8倍(例えば、1.1〜5倍、好ましくは1.1〜2倍、さらに好ましくは1.2〜1.5倍)程度、TD方向に1.0〜4倍(例えば、1.0〜3倍、好ましくは1.0〜2倍、さらに好ましくは1.1〜1.5倍)程度であってもよい。   The degree of orientation (stretch ratio) of the film is 1.2 to 8 times, preferably 1.2 to 4 times, more preferably 1.2 to 3 times, particularly about 1.4 to 2 times in at least one direction. There may be. In the biaxially stretched film, the MD direction is about 1.1 to 8 times (for example, 1.1 to 5 times, preferably 1.1 to 2 times, more preferably 1.2 to 1.5 times), It may be about 1.0 to 4 times (for example, 1.0 to 3 times, preferably 1.0 to 2 times, more preferably 1.1 to 1.5 times) in the TD direction.

本発明のセルロース混酸エステルは、混酸エステルであるにもかかわらず、未反応セルロース、低置換度のセルロースエステル、結合硫酸由来の異物などの異物(微細な異物)の含有量が著しく少なく、高純度であるので、耐湿熱性と光学的特性とを高いレベルで両立できる。また、本発明のセルロース混酸エステルは、比較的重合度を高くすることができ、フィルム強度、生産性などの観点からも有利である。そのため、本発明のセルロース混酸エステルは、種々の光学フィルム、例えば、カラーフィルタ、写真感光材料の基材フィルム、表示装置用フィルム(例えば、液晶表示装置用光学補償フィルムなどの光学補償フィルム)、偏光板用保護フィルム、反射防止フィルムの基材フィルムなどとして利用できる。特に、本発明のセルロース混酸エステルは、偏光板、光学補償シート(特に液晶表示装置用光学補償シート)などに好適に利用できる。前記偏光板は、例えば、偏光膜と、この偏光膜の少なくとも一方の面(特に両面)に形成された本発明のフィルムとで構成できる。また、前記光学補償シートは、例えば、本発明のフィルムと、このフィルムの少なくとも一方の面に形成された配向膜と、この配向膜の上に形成された光学異方性層とで構成できる。   Although the cellulose mixed acid ester of the present invention is a mixed acid ester, the content of foreign matter (fine foreign matter) such as unreacted cellulose, cellulose ester having a low substitution degree, foreign matter derived from bound sulfuric acid is remarkably low, and high purity. Therefore, it is possible to achieve both high heat and moisture resistance and optical characteristics at a high level. In addition, the cellulose mixed acid ester of the present invention can have a relatively high degree of polymerization, and is advantageous from the viewpoint of film strength, productivity, and the like. Therefore, the cellulose mixed acid ester of the present invention can be used for various optical films, for example, color filters, base films for photographic photosensitive materials, films for display devices (for example, optical compensation films such as optical compensation films for liquid crystal display devices), polarized light, etc. It can be used as a protective film for a plate, a base film for an antireflection film, and the like. In particular, the cellulose mixed acid ester of the present invention can be suitably used for polarizing plates, optical compensation sheets (particularly optical compensation sheets for liquid crystal display devices) and the like. The said polarizing plate can be comprised with the film of this invention formed in the polarizing film and the at least one surface (especially both surfaces) of this polarizing film, for example. The optical compensation sheet can be composed of, for example, the film of the present invention, an alignment film formed on at least one surface of the film, and an optical anisotropic layer formed on the alignment film.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例において各特性は次のようにして測定した。また、以下の実施例および比較例において、「部」とは特に断りのない限り、「重量部」を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following examples and comparative examples, each characteristic was measured as follows. In the following examples and comparative examples, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.

<非溶解性成分>
セルロース混酸エステル(セルロースアセテートプロピオネート)を1重量%の割合で、メチレンクロライド/メタノール(重量比)=9/1の混合溶媒に溶解させた溶液(ただし、非溶解性成分は溶解していない)を、孔径5〜10μmを有するフィルター部を備えたガラスフィルター(相互理化学硝子製作所製、商品名「G―4」)を使用してろ過し、ろ過残渣に付着している付着物(ドープ)を洗浄するため、フィルター部分を前記混合溶媒で洗浄したのち、ろ過残渣を含むガラスフィルターを、一定の重量(恒量)になるまで乾燥する。そして、ろ過前後のガラスフィルター重量を測定し、ろ過後(ろ過、洗浄および乾燥後)のガラスフィルター重量をX(g)、ろ過前のガラスフィルター重量をY(g)、ろ過に使用した溶液中のセルロース混酸エステルの乾燥重量をZ(g)とするとき、次式により非溶解性成分の含有量を算出する。
<Non-soluble component>
A solution in which cellulose mixed acid ester (cellulose acetate propionate) is dissolved in a mixed solvent of 1% by weight in methylene chloride / methanol (weight ratio) = 9/1 (however, insoluble components are not dissolved) ) Is filtered using a glass filter (trade name “G-4”, manufactured by Mutual Rikagaku Glass Co., Ltd.) having a filter portion having a pore diameter of 5 to 10 μm, and deposits (dope) adhering to the filtration residue After washing the filter part with the mixed solvent, the glass filter containing the filtration residue is dried to a constant weight (constant weight). Then, the weight of the glass filter before and after filtration was measured, the weight of the glass filter after filtration (after filtration, washing and drying) was X (g), the weight of the glass filter before filtration was Y (g), and the solution used for filtration When the dry weight of the cellulose mixed acid ester is Z (g), the content of the insoluble component is calculated by the following formula.

非溶解性成分の含有量=[(X−Y)/Z]×100(重量%)。   Content of non-soluble component = [(XY) / Z] × 100 (% by weight).

<置換度の測定>
試料を、ピリジン溶媒中、酪酸でブチル化した後、クロロホルム溶媒で13C−NMRスペクトルを測定し、169.1〜170.2ppm付近に現れるアセチルカルボニル炭素の3シグナルの強度を積分してアセチルカルボニル炭素シグナル積分強度ΣAcを算出するとともに、172.7〜173.6ppm付近に現れるプロピオニルカルボニル炭素の3シグナルの強度を積分してプロピオニルカルボニル炭素シグナル積分強度(Prを算出した。なお、NMR測定条件は次の通りであった。
<Measurement of substitution degree>
A sample was butylated with butyric acid in a pyridine solvent, then a 13 C-NMR spectrum was measured with a chloroform solvent, and the intensity of three signals of acetylcarbonyl carbon appearing in the vicinity of 169.1 to 170.2 ppm was integrated to obtain acetylcarbonyl. The carbon signal integrated intensity ΣAc was calculated, and the propionylcarbonyl carbon signal integrated intensity (Pr was calculated by integrating the intensity of the 3 signals of propionylcarbonyl carbon appearing in the vicinity of 172.7 to 173.6 ppm. It was as follows.

測定溶媒:CDCl3(約3ml使用)
測定温度: 40℃
サンプル量:160〜180mg(φ10mm)
観測核:13C(1H完全デカップリング)
データポイント数:32768
パルス角と時間:45°,9μsec
データ取り込み時間:0.9667sec
待ち時間:2.0333sec
積算回数:18,000回
置換度(DS)は次式で求めた。なお、下記式において、ΣAcはアセチルカルボニル炭素シグナル積分強度を示し、ΣPrはプロピオニルカルボニル炭素シグナル積分強度を示す。
Measurement solvent: CDCl 3 (about 3 ml used)
Measurement temperature: 40 ℃
Sample amount: 160-180mg (φ10mm)
Observation nucleus: 13 C ( 1 H complete decoupling)
Number of data points: 32768
Pulse angle and time: 45 °, 9μsec
Data acquisition time: 0.9667 sec
Wait time: 2.0333 sec
Integration number: 18,000 times The degree of substitution (DS) was determined by the following equation. In the following formula, ΣAc represents the acetylcarbonyl carbon signal integrated intensity, and ΣPr represents the propionylcarbonyl carbon signal integrated intensity.

置換度(DS)=3xΣAc/(ΣAc+ΣPr)
<重合度の測定>
メチレンクロライド/メタノール=9/1(重量比)の混合溶液にセルロース混酸エステルを溶解し、所定の濃度c(2.00g/L)の溶液を調製し、この溶液をオストワルド粘度計に注入し、25℃で粘度計の刻線間を溶液が通過する時間t(秒)を測定する。一方、前記混合溶媒単独についても上記と同様にして通過時間(秒)t0を測定し、下記式に従って、粘度平均重合度を算出した。
Degree of substitution (DS) = 3 × ΣAc / (ΣAc + ΣPr)
<Measurement of degree of polymerization>
Cellulose mixed acid ester is dissolved in a mixed solution of methylene chloride / methanol = 9/1 (weight ratio) to prepare a solution having a predetermined concentration c (2.00 g / L), and this solution is injected into an Ostwald viscometer, The time t (seconds) for the solution to pass between the viscometer markings at 25 ° C. is measured. On the other hand, for the mixed solvent alone, the passage time (second) t 0 was measured in the same manner as described above, and the viscosity average degree of polymerization was calculated according to the following formula.

ηr e l=t/t0[η]=(lnηr e l)/cDP=[η]/(6×10-4
(式中、tは溶液の通過時間(秒)、t0は溶媒の通過時間(秒)、cは溶液のセルロース混酸エステル濃度(g/L)、ηr e lは相対粘度、[η]は極限粘度、DPは平均重合度を示す)。
η rel = t / t 0 [η] = (ln η rel ) / cDP = [η] / (6 × 10 −4 )
(Where t is the solution passage time (second), t 0 is the solvent passage time (second), c is the cellulose mixed acid ester concentration (g / L), η rel is the relative viscosity, and [η] is the limit. Viscosity and DP indicate average degree of polymerization).

<カルシウム(Ca)成分含有量>
乾燥したセルロース混酸エステルを完全に燃焼させた後、灰分を塩酸に溶解した前処理を行った上で原子吸光法により測定した。測定値は絶乾状態のセルロース混酸エステル1g中のカルシウム含有量としてppmを単位として得られる。
<Calcium (Ca) component content>
After the dried cellulose mixed acid ester was completely burned, it was measured by atomic absorption after pretreatment by dissolving ash in hydrochloric acid. The measured value is obtained in ppm as the calcium content in 1 g of the cellulose mixed acid ester in an absolutely dry state.

<マグネシウム(Mg)成分含有量>
乾燥したセルロース混酸エステルを完全に燃焼させた後、灰分を塩酸に溶解した前処理を行った上で原子吸光法により測定した。測定値は絶乾状態のセルロース混酸エステル1g中のマグネシウム含有量としてppmを単位として得られる。
<Magnesium (Mg) component content>
After the dried cellulose mixed acid ester was completely burned, it was measured by atomic absorption after pretreatment by dissolving ash in hydrochloric acid. The measured value is obtained in units of ppm as the magnesium content in 1 g of the cellulose mixed acid ester in an absolutely dry state.

<残存硫酸量>
1重量%過酸化水素にメチルレッド・メチレンブルー混合指示薬を加え、0.01モル/リットルのNaOH溶液で赤紫色から若干赤味が残る程度まで中和した溶液を吸収液とする。一方、酸素導入口と吸収瓶とをセットした管状炉を1250〜1350℃に加熱する。加熱された吸収瓶に前記吸収液80mlを入れ、乾燥したセルロース混酸エステル1.0gを燃焼ボートに採取し、管状炉の入口付近にセットする。酸素を2〜2.5リットル/分の流量で供給しながら、燃焼ボートを石英棒で徐々に管状炉に押し込み、炭化させる。試料が炭化した後、管状炉中心部まで押し込み、完全に灰化させる。酸素の供給を停止し、吸収液をビーカーに移した後、吸収瓶を蒸留水で洗浄し、洗液を吸収液に合わせる。洗液を加えた吸収液を70〜80ml程度になるまで電熱器上で濃縮する。濃縮した吸収液にメチルレッド・メチレンブルー混合指示薬を加え、0.01モル/リットルのNaOH溶液で滴定し、わずかに橙色を有する薄黄色となった時点を終点とする(Aml)。この滴定量(Aml)と、同様に行ったブランク試験の滴定量(Bml)とに基づいて、以下の式によって残存硫酸を算出する。
<Residual sulfuric acid amount>
A solution obtained by adding a methyl red / methylene blue mixed indicator to 1% by weight of hydrogen peroxide and neutralizing with a 0.01 mol / liter NaOH solution from reddish purple to a slight reddishness is used as an absorbing solution. On the other hand, the tubular furnace in which the oxygen inlet and the absorption bottle are set is heated to 1250 to 1350 ° C. 80 ml of the absorbent is put into a heated absorption bottle, and 1.0 g of dried cellulose mixed acid ester is collected in a combustion boat and set near the inlet of the tubular furnace. While supplying oxygen at a flow rate of 2 to 2.5 liters / minute, the combustion boat is gradually pushed into a tubular furnace with a quartz rod and carbonized. After the sample is carbonized, it is pushed into the center of the tubular furnace and completely incinerated. After the supply of oxygen is stopped and the absorption liquid is transferred to a beaker, the absorption bottle is washed with distilled water, and the washing liquid is combined with the absorption liquid. Concentrate the absorbent with the washings on an electric heater until it reaches about 70-80 ml. A methyl red / methylene blue mixed indicator is added to the concentrated absorbent and titrated with a 0.01 mol / liter NaOH solution, and the end point is the point when the color becomes slightly yellow with a slight orange color (Aml). Based on this titration amount (Aml) and the titration amount (Bml) of the blank test similarly conducted, the residual sulfuric acid is calculated by the following formula.

残存硫酸量={[(A−B)×F×0.048]/W} × [100/(100−M)]
[式中、Wは試料重量(g)を、Mは試料水分(%)を、Fは0.01モル/リットル(mol/l)のNaOH滴定液のファクターを示す]。
Residual sulfuric acid amount = {[(A−B) × F × 0.048] / W} × [100 / (100-M)]
[Wherein, W represents the sample weight (g), M represents the sample moisture (%), and F represents a factor of the NaOH titrant of 0.01 mol / liter (mol / l)].

(実施例1)
約7重量%の水分を含むセルロースの絶乾重量100部当たりに、前処理(活性化処理)酸として、酢酸309.6部及びプロピオン酸72.4部を均一に撒布し、54℃で30分間混合した。そして、前処理したセルロース(混合物)を10℃まで冷却した。この前処理においては触媒硫酸を用いなかった。
(Example 1)
As a pretreatment (activation treatment) acid, 309.6 parts of acetic acid and 72.4 parts of propionic acid are uniformly distributed per 100 parts of dry weight of cellulose containing about 7% by weight of water, and 30 parts at 54 ° C. Mixed for minutes. And the pre-processed cellulose (mixture) was cooled to 10 degreeC. No catalytic sulfuric acid was used in this pretreatment.

次いで、エステル化反応機にこの混合物を仕込み、−20℃に予冷しておいた無水酢酸158.6部、無水プロピオン酸222.0部、硫酸3.8部及びプロピオン酸2.2部を混合したものを加え、エステル化を行った。エステル化における最高温度は40℃に調節した。昇温速度は0.5℃/分とした。最高温度に到達するまでの時間(到達時間)は65分とし、最高温度に到達した時点からエステル化終了までの時間(後期アシル化時間)を75分とした。総アシル化時間は、140分であり、総アシル化時間に対する後期アシル化時間の割合は、53%であった。なお、アシル化反応の停止は、反応系に反応停止剤として酢酸105.5部と水35.2部との混合溶液を20分間かけて添加して、過剰の無水物を失活(加水分解)させることにより行った。   Next, this mixture was charged into an esterification reactor, and 158.6 parts of acetic anhydride, 222.0 parts of propionic anhydride, 3.8 parts of sulfuric acid and 2.2 parts of propionic acid had been pre-cooled to -20 ° C. Then, esterification was performed. The maximum temperature in esterification was adjusted to 40 ° C. The heating rate was 0.5 ° C./min. The time to reach the maximum temperature (arrival time) was 65 minutes, and the time from the time when the maximum temperature was reached until the end of esterification (late acylation time) was 75 minutes. The total acylation time was 140 minutes and the ratio of late acylation time to total acylation time was 53%. The acylation reaction is stopped by adding a mixed solution of 105.5 parts of acetic acid and 35.2 parts of water over 20 minutes as a reaction stopper to the reaction system to deactivate excess hydrolysis (hydrolysis). ).

次いで、前記混合溶液の添加後、反応液の温度を80℃に保ち、酢酸316.5部および水105.5部を加えて50分間熟成した。そして、酢酸マグネシウム15重量%水溶液を40.6部加えて系内の硫酸を中和し、熟成を終了(停止)した。熟成停止後のドープに、脱イオン水を添加し、混合脂肪酸エステルを沈殿させた。   Next, after the addition of the mixed solution, the temperature of the reaction solution was kept at 80 ° C., and 316.5 parts of acetic acid and 105.5 parts of water were added and aged for 50 minutes. Then, 40.6 parts of a 15% by weight aqueous magnesium acetate solution was added to neutralize the sulfuric acid in the system, and the ripening was completed (stopped). Deionized water was added to the dope after termination of ripening to precipitate the mixed fatty acid ester.

次いで、沈殿後スラリーの状態で30分放置後、固液を分離した。そして、沈殿したセルロースエステルを脱イオン水で2時間洗浄(流水前洗浄)したのち、96〜97度の熱水で60分間洗浄し、その後さらに脱イオン水で120分間洗浄した後、安定化処理(耐熱処理)として水酸化カルシウムの希薄溶液を添加した。その後30分放置した後、遠心脱液を行い、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)を得た。表1に得られたセルロースアセテートプロピオネートの特性を示す。   Next, the solid-liquid was separated after standing for 30 minutes in the state of slurry after precipitation. The precipitated cellulose ester is washed with deionized water for 2 hours (washed before running water), then washed with hot water at 96 to 97 ° C. for 60 minutes, and further washed with deionized water for 120 minutes, followed by stabilization treatment. A dilute solution of calcium hydroxide was added as (heat resistant treatment). Then, after leaving for 30 minutes, centrifugal liquid removal was performed to obtain cellulose acetate propionate (CAP). Table 1 shows the characteristics of the cellulose acetate propionate obtained.

(実施例2)
約7重量%の水分を含むセルロースの絶乾重量100部当たりに、前処理(活性化処理)酸として、酢酸316.5部及びプロピオン酸72.4部を均一に撒布し、54℃で30分間混合した。そして、前処理したセルロース(混合物)を10℃まで冷却した。この前処理においては触媒硫酸を用いなかった。
(Example 2)
As a pretreatment (activation) acid, 316.5 parts of acetic acid and 72.4 parts of propionic acid are uniformly distributed per 100 parts of dry weight of cellulose containing about 7% by weight of water, and 30 parts at 54 ° C. Mixed for minutes. And the pre-processed cellulose (mixture) was cooled to 10 degreeC. No catalytic sulfuric acid was used in this pretreatment.

次いで、エステル化反応機にこの混合物を仕込み、−20℃に予冷しておいた無水酢酸152.7部、無水プロピオン酸222.0部、硫酸3.8部及びプロピオン酸2.2部を混合したものを加え、エステル化を行った。エステル化における最高温度は40℃に調節した。昇温速度は0.5℃/分とした。最高温度に到達するまでの時間は65分とし、最高温度に到達した時点からエステル化終了までの時間(後期アシル化時間)を75分とした。総アシル化時間は、140分であり、総アシル化時間に対する後期アシル化時間の割合は、53%であった。なお、アシル化反応の停止は、反応系に反応停止剤として酢酸105.5部と水35.2部との混合溶液を20分間かけて添加して、過剰の無水物を失活(加水分解)させることにより行った。   Next, this mixture was charged into an esterification reactor, and 152.7 parts of acetic anhydride, 222.0 parts of propionic anhydride, 3.8 parts of sulfuric acid and 2.2 parts of propionic acid which had been pre-cooled to -20 ° C were mixed. Then, esterification was performed. The maximum temperature in esterification was adjusted to 40 ° C. The heating rate was 0.5 ° C./min. The time to reach the maximum temperature was 65 minutes, and the time from the point of reaching the maximum temperature to the end of esterification (late acylation time) was 75 minutes. The total acylation time was 140 minutes and the ratio of late acylation time to total acylation time was 53%. The acylation reaction is stopped by adding a mixed solution of 105.5 parts of acetic acid and 35.2 parts of water over 20 minutes as a reaction stopper to the reaction system to deactivate excess hydrolysis (hydrolysis). ).

次いで、前記混合溶液の添加後、反応液の温度を80℃に保ち、酢酸316.5部および水105.5部を加えて30分間熟成した。そして、酢酸マグネシウム15重量%水溶液を40.6部加えて系内の硫酸を中和し、熟成を終了(停止)した。熟成停止後のドープに、脱イオン水を添加し、混合脂肪酸エステルを沈殿させた。   Next, after the addition of the mixed solution, the temperature of the reaction solution was kept at 80 ° C., and 316.5 parts of acetic acid and 105.5 parts of water were added and aged for 30 minutes. Then, 40.6 parts of a 15% by weight aqueous magnesium acetate solution was added to neutralize the sulfuric acid in the system, and the ripening was completed (stopped). Deionized water was added to the dope after termination of ripening to precipitate the mixed fatty acid ester.

次いで、沈殿後スラリーの状態で30分放置後、固液を分離した。そして、沈殿したセルロースエステルを脱イオン水で2時間洗浄(流水前洗浄)したのち、96〜97度の熱水で60分間洗浄し、その後さらに脱イオン水で120分間洗浄した後、安定化処理(耐熱処理)として水酸化カルシウムの希薄溶液を添加した。その後30分放置した後、遠心脱液を行い、セルロースアセテートプロピオネートを得た。表1に得られたセルロースアセテートプロピオネートの特性を示す。   Next, the solid-liquid was separated after standing for 30 minutes in the state of slurry after precipitation. The precipitated cellulose ester is washed with deionized water for 2 hours (washed before running water), then washed with hot water at 96 to 97 ° C. for 60 minutes, and further washed with deionized water for 120 minutes, followed by stabilization treatment. A dilute solution of calcium hydroxide was added as (heat resistant treatment). Thereafter, after leaving for 30 minutes, centrifugal drainage was performed to obtain cellulose acetate propionate. Table 1 shows the characteristics of the cellulose acetate propionate obtained.

(実施例3)
約7重量%の水分を含むセルロースの絶乾重量100部当たりに、前処理(活性化処理)酸として、酢酸54部を均一に撒布し、20℃で60分間混合した。そして、前処理したセルロース(混合物)を10℃まで冷却した。この前処理においては触媒硫酸を用いなかった。
(Example 3)
As a pretreatment (activation treatment) acid, 54 parts of acetic acid was uniformly distributed per 100 parts of dry weight of cellulose containing about 7% by weight of water and mixed at 20 ° C. for 60 minutes. And the pre-processed cellulose (mixture) was cooled to 10 degreeC. No catalytic sulfuric acid was used in this pretreatment.

次いで、エステル化反応機にこの混合物を仕込み、−20℃に予冷しておいた無水酢酸152.7部、無水プロピオン酸222.0部、及び硫酸4.0部を混合したものを加え、エステル化を行った。エステル化における最高温度は40℃に調節した。昇温速度は0.5℃/分とした。最高温度に到達するまでの時間は65分とし、最高温度に到達した時点からエステル化終了までの時間(後期アシル化時間)を100分とした。総アシル化時間は、165分であり、総アシル化時間に対する後期アシル化時間の割合は、61%であった。なお、アシル化反応の停止は、反応系に反応停止剤として酢酸105.5部と水35.3部との混合溶液を20分間かけて添加して、過剰の無水物を失活(加水分解)させることにより行った。   Next, this mixture was charged into an esterification reactor, and a mixture of 152.7 parts of acetic anhydride, 222.0 parts of propionic anhydride, and 4.0 parts of sulfuric acid, which had been pre-cooled to -20 ° C, was added to the esterification reactor. Made. The maximum temperature in esterification was adjusted to 40 ° C. The heating rate was 0.5 ° C./min. The time to reach the maximum temperature was 65 minutes, and the time from the point at which the maximum temperature was reached to the end of esterification (late acylation time) was 100 minutes. The total acylation time was 165 minutes and the ratio of late acylation time to total acylation time was 61%. The acylation reaction was stopped by adding a mixed solution of 105.5 parts of acetic acid and 35.3 parts of water over 20 minutes as a reaction stopper to the reaction system to deactivate excess hydrolysis (hydrolysis). ).

次いで、前記混合溶液の添加後、反応液の温度を80℃に保ち、酢酸316.5部および水105.5部を加えて30分間熟成した。そして、酢酸マグネシウム15重量%水溶液を45.7部加えて系内の硫酸を中和し、熟成を終了(停止)した。熟成停止後のドープに、脱イオン水を添加し、混合脂肪酸エステルを沈殿させた。   Next, after the addition of the mixed solution, the temperature of the reaction solution was kept at 80 ° C., and 316.5 parts of acetic acid and 105.5 parts of water were added and aged for 30 minutes. And 45.7 parts of magnesium acetate 15 weight% aqueous solution was added, the sulfuric acid in a system was neutralized, and ripening was complete | finished (stop). Deionized water was added to the dope after termination of ripening to precipitate the mixed fatty acid ester.

次いで、沈殿後スラリーの状態で30分放置後、固液を分離した。そして、沈殿したセルロースエステルを脱イオン水で2時間洗浄(流水前洗浄)したのち、96〜97度の熱水で60分間洗浄し、その後さらに脱イオン水で120分間洗浄した後、安定化処理(耐熱処理)として水酸化カルシウムの希薄溶液を添加した。その後30分放置した後、遠心脱液を行い、セルロースアセテートプロピオネートを得た。表1に得られたセルロースアセテートプロピオネートの特性を示す。   Next, the solid-liquid was separated after standing for 30 minutes in the state of slurry after precipitation. The precipitated cellulose ester is washed with deionized water for 2 hours (washed before running water), then washed with hot water at 96 to 97 ° C. for 60 minutes, and further washed with deionized water for 120 minutes, followed by stabilization treatment. A dilute solution of calcium hydroxide was added as (heat resistant treatment). Thereafter, after leaving for 30 minutes, centrifugal drainage was performed to obtain cellulose acetate propionate. Table 1 shows the characteristics of the cellulose acetate propionate obtained.

(比較例1)
約7重量%の水分を含むセルロースの絶乾重量100部当たりに、前処理(活性化処理)酸として、酢酸303.3部及びプロピオン酸67.9部を均一に撒布し、54℃で30分間混合した。そして、前処理したセルロース(混合物)を10℃まで冷却した。この前処理においては触媒硫酸を用いなかった。
(Comparative Example 1)
30 parts of acetic acid and 67.9 parts of propionic acid are uniformly distributed as pretreatment (activation treatment) acid per 100 parts of dry weight of cellulose containing about 7% by weight of water, and 30 parts at 54 ° C. Mixed for minutes. And the pre-processed cellulose (mixture) was cooled to 10 degreeC. No catalytic sulfuric acid was used in this pretreatment.

次いで、エステル化反応機にこの混合物を仕込み、−20℃に予冷しておいた無水酢酸106.4部、無水プロピオン酸247.2部、硫酸3.5部及びプロピオン酸2.1部を混合したものを加え、エステル化を行った。エステル化における最高温度は40℃に調節した。昇温速度は1.5℃/分とした。最高温度に到達するまでの時間は20分とし、最高温度に到達した時点からエステル化終了までの時間(後期アシル化時間)を130分とした。総アシル化時間は、150分であり、総アシル化時間に対する後期アシル化時間の割合は、87%であった。なお、アシル化反応の停止は、反応系に反応停止剤として酢酸98.7部と水32.9部との混合溶液を20分間かけて添加して、過剰の無水物を失活(加水分解)させることにより行った。   Next, this mixture was charged into an esterification reactor, and 106.4 parts of acetic anhydride, 247.2 parts of propionic anhydride, 3.5 parts of sulfuric acid and 2.1 parts of propionic acid had been pre-cooled to -20 ° C. Then, esterification was performed. The maximum temperature in esterification was adjusted to 40 ° C. The heating rate was 1.5 ° C./min. The time to reach the maximum temperature was 20 minutes, and the time from the point of reaching the maximum temperature to the end of esterification (late acylation time) was 130 minutes. Total acylation time was 150 minutes and the ratio of late acylation time to total acylation time was 87%. The acylation reaction was stopped by adding a mixed solution of 98.7 parts of acetic acid and 32.9 parts of water as a reaction stopper to the reaction system over 20 minutes to deactivate excess anhydride (hydrolysis). ).

次いで、前記混合溶液の添加後、反応液の温度を60℃に保ち、酢酸296.3部および水98.66部を加えて60分間熟成した。そして、酢酸マグネシウム15重量%水溶液を37.9部加えて系内の硫酸を中和し、熟成を終了(停止)した。熟成停止後のドープに、脱イオン水を添加し、混合脂肪酸エステルを沈殿させた。   Next, after the addition of the mixed solution, the temperature of the reaction solution was kept at 60 ° C., and 296.3 parts of acetic acid and 98.66 parts of water were added and aged for 60 minutes. And 37.9 parts of magnesium acetate 15 weight% aqueous solution was added, the sulfuric acid in a system was neutralized, and ripening was complete | finished (stop). Deionized water was added to the dope after termination of ripening to precipitate the mixed fatty acid ester.

次いで、沈殿後スラリーの状態で30分放置後、固液を分離した。そして、沈殿したセルロースエステルを脱イオン水で2時間洗浄(流水前洗浄)したのち、96〜97度の熱水で60分間洗浄し、その後さらに脱イオン水で120分間洗浄した後、安定化処理(耐熱処理)として水酸化カルシウムの希薄溶液を添加した。その後30分放置した後、遠心脱液を行い、セルロースアセテートプロピオネートを得た。表1に得られたセルロースアセテートプロピオネートの特性を示す。   Next, the solid-liquid was separated after standing for 30 minutes in the state of slurry after precipitation. The precipitated cellulose ester is washed with deionized water for 2 hours (washed before running water), then washed with hot water at 96 to 97 ° C. for 60 minutes, and further washed with deionized water for 120 minutes, followed by stabilization treatment. A dilute solution of calcium hydroxide was added as (heat resistant treatment). Thereafter, after leaving for 30 minutes, centrifugal drainage was performed to obtain cellulose acetate propionate. Table 1 shows the characteristics of the cellulose acetate propionate obtained.

(比較例2)
約7重量%の水分を含むセルロースの絶乾重量100部当たりに、前処理(活性化処理)酸として、酢酸303.3部及びプロピオン酸67.9部を均一に撒布し、54℃で30分間混合した。そして、前処理したセルロース(混合物)を10℃まで冷却した。この前処理においては触媒硫酸を用いなかった。
(Comparative Example 2)
30 parts of acetic acid and 67.9 parts of propionic acid are uniformly distributed as pretreatment (activation treatment) acid per 100 parts of dry weight of cellulose containing about 7% by weight of water, and 30 parts at 54 ° C. Mixed for minutes. And the pre-processed cellulose (mixture) was cooled to 10 degreeC. No catalytic sulfuric acid was used in this pretreatment.

次いで、エステル化反応機にこの混合物を仕込み、−20℃に予冷しておいた無水酢酸106.4部、無水プロピオン酸247.2部、硫酸3.5部及びプロピオン酸2.1部を混合したものを加え、エステル化を行った。エステル化における最高温度は40℃に調節した。昇温速度は0.3℃/分とした。最高温度に到達するまでの時間は100分とし、最高温度に到達した時点からエステル化終了までの時間(後期アシル化時間)を50分とした。総アシル化時間は、150分であり、総アシル化時間に対する後期アシル化時間の割合は、33%であった。なお、アシル化反応の停止は、反応系に反応停止剤として酢酸98.7部と水32.9部との混合溶液を20分間かけて添加して、過剰の無水物を失活(加水分解)させることにより行った。   Next, this mixture was charged into an esterification reactor, and 106.4 parts of acetic anhydride, 247.2 parts of propionic anhydride, 3.5 parts of sulfuric acid and 2.1 parts of propionic acid had been pre-cooled to -20 ° C. Then, esterification was performed. The maximum temperature in esterification was adjusted to 40 ° C. The heating rate was 0.3 ° C./min. The time to reach the maximum temperature was 100 minutes, and the time from the point at which the maximum temperature was reached to the end of esterification (late acylation time) was 50 minutes. Total acylation time was 150 minutes and the ratio of late acylation time to total acylation time was 33%. The acylation reaction was stopped by adding a mixed solution of 98.7 parts of acetic acid and 32.9 parts of water as a reaction stopper to the reaction system over 20 minutes to deactivate excess anhydride (hydrolysis). ).

次いで、前記混合溶液の添加後、反応液の温度を60℃に保ち、酢酸296.3部および水98.66部を加えて60分間熟成した。そして、酢酸マグネシウム15重量%水溶液を37.9部加えて系内の硫酸を中和し、熟成を終了(停止)した。熟成停止後のドープに、脱イオン水を添加し、混合脂肪酸エステルを沈殿させた。   Next, after the addition of the mixed solution, the temperature of the reaction solution was kept at 60 ° C., and 296.3 parts of acetic acid and 98.66 parts of water were added and aged for 60 minutes. And 37.9 parts of magnesium acetate 15 weight% aqueous solution was added, the sulfuric acid in a system was neutralized, and ripening was complete | finished (stop). Deionized water was added to the dope after termination of ripening to precipitate the mixed fatty acid ester.

次いで、沈殿後スラリーの状態で30分放置後、固液を分離した。そして、沈殿したセルロースエステルを脱イオン水で2時間洗浄(流水前洗浄)したのち、96〜97度の熱水で60分間洗浄し、その後さらに脱イオン水で120分間洗浄した後、安定化処理(耐熱処理)として水酸化カルシウムの希薄溶液を添加した。その後30分放置した後、遠心脱液を行い、セルロースアセテートプロピオネートを得た。表1に得られたセルロースアセテートプロピオネートの特性を示す。   Next, the solid-liquid was separated after standing for 30 minutes in the state of slurry after precipitation. The precipitated cellulose ester is washed with deionized water for 2 hours (washed before running water), then washed with hot water at 96 to 97 ° C. for 60 minutes, and further washed with deionized water for 120 minutes, followed by stabilization treatment. A dilute solution of calcium hydroxide was added as (heat resistant treatment). Thereafter, after leaving for 30 minutes, centrifugal drainage was performed to obtain cellulose acetate propionate. Table 1 shows the characteristics of the cellulose acetate propionate obtained.

Figure 2006213778
Figure 2006213778

(実施例4)
約7重量%の水分を含むセルロースの絶乾重量100部当たりに前処理酸として、酢酸28.5部を均一に撒布し20℃で60分間混合した。そして、前処理したセルロース(混合物)を10℃まで冷却した。この前処理においては触媒硫酸を用いなかった。
(Example 4)
As a pretreatment acid, 28.5 parts of acetic acid was uniformly distributed as a pretreatment acid per 100 parts of dry weight of cellulose containing about 7% by weight of water and mixed at 20 ° C. for 60 minutes. And the pre-processed cellulose (mixture) was cooled to 10 degreeC. No catalytic sulfuric acid was used in this pretreatment.

次いでエステル化反応機にこの混合物を仕込み、−20℃に予冷しておいた無水プロピオン酸444.1部、希釈酸としてのプロピオン酸93.6部、および硫酸4.3部を混合したものを加え、エステル化を行なった。エステル化における最高温度は25℃に調節した。昇温速度は0.3℃/分とした。最高温度に達するまでの時間は50分とし、最高温度に到達した時点からエステル化終了までの時間(後期アシル化時間)を280分とした。総アシル化時間は、330分であり、総アシル化時間に対する後期アシル化時間の割合は、85%であった。なお、アシル化反応の停止は、反応系に反応停止剤として酢酸75.5部と水38.9部との混合溶液を20分間かけて添加して、過剰の無水物を失活(加水分解)させることにより行った。   Next, this mixture was charged into an esterification reactor, and 444.1 parts of propionic anhydride that had been pre-cooled to -20 ° C, 93.6 parts of propionic acid as a diluting acid, and 4.3 parts of sulfuric acid were mixed. In addition, esterification was performed. The maximum temperature in esterification was adjusted to 25 ° C. The heating rate was 0.3 ° C./min. The time to reach the maximum temperature was 50 minutes, and the time from the point at which the maximum temperature was reached to the end of esterification (late acylation time) was 280 minutes. Total acylation time was 330 minutes and the ratio of late acylation time to total acylation time was 85%. The acylation reaction was stopped by adding a mixed solution of 75.5 parts of acetic acid and 38.9 parts of water as a reaction terminator over 20 minutes to deactivate the excess anhydride (hydrolysis). ).

次いで、前記混合溶液の添加後、反応液の温度を60℃に保ち、酢酸226.4部および水116.6部を加えて60分間熟成した。そして、酢酸マグネシウム15重量%水溶液を53.9部を、一定速度で30分間かけて加え、系内の硫酸を連続的に中和し、熟成を終了(停止)した。   Next, after the addition of the mixed solution, the temperature of the reaction solution was kept at 60 ° C., and 226.4 parts of acetic acid and 116.6 parts of water were added and aged for 60 minutes. Then, 53.9 parts of a 15% by weight aqueous solution of magnesium acetate was added at a constant rate over 30 minutes to continuously neutralize the sulfuric acid in the system and complete (stop) aging.

熟成反応の停止後、酢酸300部を添加し、均一になるまで5分間攪拌した。そして、この酢酸を添加したドープ(酢酸練り込みドープ)を、沈澱剤としての10重量%の酢酸水溶液に入れて激しく攪拌して沈殿させた。   After termination of the ripening reaction, 300 parts of acetic acid was added and stirred for 5 minutes until uniform. Then, the dope (acetic acid kneaded dope) to which acetic acid was added was placed in a 10% by weight aqueous acetic acid solution as a precipitating agent and precipitated by vigorous stirring.

次いで、沈殿後スラリーの状態で30分放置後、固液を分離した。そして、沈殿したセルロースエステルを脱イオン水で2時間洗浄(流水前洗浄)したのち、96〜97度の熱水で60分間洗浄し、その後さらに脱イオン水で120分間洗浄した後、安定化処理(耐熱処理)として水酸化カルシウムの希薄溶液を添加した。その後30分放置した後、遠心脱液を行い、セルロースアセテートプロピオネートを得た。表2に得られたセルロースアセテートプロピオネートの特性を示す。   Next, the solid-liquid was separated after standing for 30 minutes in the state of slurry after precipitation. The precipitated cellulose ester is washed with deionized water for 2 hours (washed before running water), then washed with hot water at 96 to 97 ° C. for 60 minutes, and further washed with deionized water for 120 minutes, followed by stabilization treatment. A dilute solution of calcium hydroxide was added as (heat resistant treatment). Thereafter, after leaving for 30 minutes, centrifugal drainage was performed to obtain cellulose acetate propionate. Table 2 shows the characteristics of the cellulose acetate propionate obtained.

(実施例5)
約7重量%の水分を含むセルロースの絶乾重量100部当たりに前処理酸として、酢酸107.6部、および硫酸1.0重量部を均一に撒布し20℃で45分間混合した。そして、前処理したセルロース(混合物)を10℃まで冷却した。
(Example 5)
As a pretreatment acid, 107.6 parts of acetic acid and 1.0 part by weight of sulfuric acid were uniformly distributed per 100 parts of dry weight of cellulose containing about 7% by weight of water and mixed at 20 ° C. for 45 minutes. And the pre-processed cellulose (mixture) was cooled to 10 degreeC.

次いでエステル化反応機にこの混合物を仕込み、−20℃に予冷しておいた無水酪酸954.6部、希釈酸としての酢酸267.4部、酪酸449.8部および硫酸10.9部を混合したものを加え、エステル化を行なった。エステル化における最高温度は20℃に調節した。昇温速度は0.3℃/分とした。最高温度に達するまでの時間は60分とし、最高温度に到達した時点からエステル化終了までの時間(後期アシル化時間)を340分とした。総アシル化時間は、400分であり、総アシル化時間に対する後期アシル化時間の割合は、85%であった。なお、アシル化反応の停止は、反応系に反応停止剤として酢酸115.1部と水119.3部との混合溶液を15分間かけて添加して、過剰の無水物を失活(加水分解)させることにより行った。   Next, this mixture was charged into an esterification reactor, and 954.6 parts of butyric anhydride that had been pre-cooled to -20 ° C, 267.4 parts of acetic acid as a diluting acid, 449.8 parts of butyric acid, and 10.9 parts of sulfuric acid were mixed. Then, esterification was performed. The maximum temperature in esterification was adjusted to 20 ° C. The heating rate was 0.3 ° C./min. The time to reach the maximum temperature was 60 minutes, and the time from the point at which the maximum temperature was reached to the end of esterification (late acylation time) was 340 minutes. Total acylation time was 400 minutes and the ratio of late acylation time to total acylation time was 85%. The acylation reaction was stopped by adding a mixed solution of 115.1 parts of acetic acid and 119.3 parts of water as a reaction stopper to the reaction system over 15 minutes to deactivate excess anhydride (hydrolysis). ).

次いで、前記混合溶液の添加後、酢酸394.1部、水48.8部および酢酸マグネシウム9.8部を含む混合液を添加して反応液の温度を60℃に保って10分間攪拌し、さらに酢酸70.1部、水8.7部および酢酸マグネシウム1.8部を含む混合液を添加して反応液の温度を60℃に保って20分間攪拌し、さらに酢酸70.1部、水8.7部および酢酸マグネシウム1.8部を含む混合液を添加して反応液の温度を60℃に保って20分間攪拌したのち、さらに酢酸26.8部、水20.4部および酢酸マグネシウム6.4部を含む混合液を添加して過剰中和し、熟成を終了(停止)した。   Next, after the addition of the mixed solution, a mixed solution containing 394.1 parts of acetic acid, 48.8 parts of water and 9.8 parts of magnesium acetate is added, and the temperature of the reaction solution is kept at 60 ° C. and stirred for 10 minutes, Further, a mixed solution containing 70.1 parts of acetic acid, 8.7 parts of water and 1.8 parts of magnesium acetate was added, and the temperature of the reaction solution was kept at 60 ° C. and stirred for 20 minutes. Further, 70.1 parts of acetic acid, After adding a mixed solution containing 8.7 parts and 1.8 parts of magnesium acetate and maintaining the temperature of the reaction liquid at 60 ° C. for 20 minutes, 26.8 parts of acetic acid, 20.4 parts of water and magnesium acetate were further added. A liquid mixture containing 6.4 parts was added to neutralize the mixture to complete (stop) ripening.

熟成反応の停止後、ドープ1000部に対して、合計で酢酸290部および水360部を添加し、徐々にドープ中の水分濃度を上昇させて沈澱させた。   After termination of the ripening reaction, a total of 290 parts of acetic acid and 360 parts of water was added to 1000 parts of the dope, and the water concentration in the dope was gradually increased to cause precipitation.

次いで、沈殿後スラリーの状態で30分放置後、固液を分離した。そして、沈殿したセルロースエステルを脱イオン水で2時間洗浄(流水前洗浄)したのち、96〜97度の熱水で60分間洗浄し、その後さらに脱イオン水で120分間洗浄した後、安定化処理(耐熱処理)として水酸化カルシウムの希薄溶液を添加した。その後30分放置した後、遠心脱液を行い、セルロースアセテートブチレートを得た。表2に得られたセルロースアセテートブチレートの特性を示す。   Next, the solid-liquid was separated after standing for 30 minutes in the state of slurry after precipitation. The precipitated cellulose ester is washed with deionized water for 2 hours (washed before running water), then washed with hot water at 96 to 97 ° C. for 60 minutes, and further washed with deionized water for 120 minutes, followed by stabilization treatment. A dilute solution of calcium hydroxide was added as (heat resistant treatment). Then, after leaving for 30 minutes, centrifugal drainage was performed to obtain cellulose acetate butyrate. Table 2 shows the characteristics of the cellulose acetate butyrate obtained.

(比較例3)
約7重量%の水分を含むセルロースの絶乾重量100部当たりに前処理酸として、酢酸28.5部を均一に撒布し54℃で30分間混合した。そして、前処理したセルロース(混合物)を10℃まで冷却した。この前処理においては触媒硫酸を用いなかった。
(Comparative Example 3)
As a pretreatment acid, 28.5 parts of acetic acid was uniformly distributed per 100 parts of the dry weight of cellulose containing about 7% by weight of water and mixed at 54 ° C. for 30 minutes. And the pre-processed cellulose (mixture) was cooled to 10 degreeC. No catalytic sulfuric acid was used in this pretreatment.

次いでエステル化反応機にこの混合物を仕込み、−20℃に予冷しておいた無水プロピオン酸444.1部、希釈酸としてのプロピオン酸93.6部、および硫酸4.3部を混合したものを加え、エステル化を行なった。エステル化における最高温度は25℃に調節した。昇温速度は0.3℃/分とした。最高温度に達するまでの時間は50分とし、最高温度に到達した時点からエステル化終了までの時間(後期アシル化時間)を280分とした。総アシル化時間は、330分であり、総アシル化時間に対する後期アシル化時間の割合は、85%であった。なお、アシル化反応の停止は、反応系に反応停止剤として酢酸75.5部と水38.9部との混合溶液を20分間かけて添加して、過剰の無水物を失活(加水分解)させることにより行った。   Next, this mixture was charged into an esterification reactor, and 444.1 parts of propionic anhydride that had been pre-cooled to -20 ° C, 93.6 parts of propionic acid as a diluting acid, and 4.3 parts of sulfuric acid were mixed. In addition, esterification was performed. The maximum temperature in esterification was adjusted to 25 ° C. The heating rate was 0.3 ° C./min. The time to reach the maximum temperature was 50 minutes, and the time from the point at which the maximum temperature was reached to the end of esterification (late acylation time) was 280 minutes. Total acylation time was 330 minutes and the ratio of late acylation time to total acylation time was 85%. The acylation reaction was stopped by adding a mixed solution of 75.5 parts of acetic acid and 38.9 parts of water as a reaction terminator over 20 minutes to deactivate the excess anhydride (hydrolysis). ).

次いで、前記混合溶液の添加後、反応液の温度を60℃に保ち、酢酸226.4部および水116.6部を加えて60分間熟成した。そして、酢酸マグネシウム15重量%水溶液を53.9部を6分間かけて加えてに中和し、熟成を終了(停止)した。熟成停止後のドープに、脱イオン水を添加し、混合脂肪酸エステルを沈殿させた。   Next, after the addition of the mixed solution, the temperature of the reaction solution was kept at 60 ° C., and 226.4 parts of acetic acid and 116.6 parts of water were added and aged for 60 minutes. Then, 53.9 parts of a 15% by weight aqueous solution of magnesium acetate was added over 6 minutes to neutralize, and ripening was completed (stopped). Deionized water was added to the dope after termination of ripening to precipitate the mixed fatty acid ester.

次いで、沈殿後スラリーの状態で30分放置後、固液を分離した。そして、沈殿したセルロースエステルを脱イオン水で2時間洗浄(流水前洗浄)したのち、96〜97度の熱水で60分間洗浄し、その後さらに脱イオン水で120分間洗浄した後、安定化処理(耐熱処理)として水酸化カルシウムの希薄溶液を添加した。その後30分放置した後、遠心脱液を行い、セルロースアセテートプロピオネートを得た。表2に得られたセルロースアセテートプロピオネートの特性を示す。   Next, the solid-liquid was separated after standing for 30 minutes in the state of slurry after precipitation. The precipitated cellulose ester is washed with deionized water for 2 hours (washed before running water), then washed with hot water at 96 to 97 ° C. for 60 minutes, and further washed with deionized water for 120 minutes, followed by stabilization treatment. A dilute solution of calcium hydroxide was added as (heat resistant treatment). Thereafter, after leaving for 30 minutes, centrifugal drainage was performed to obtain cellulose acetate propionate. Table 2 shows the characteristics of the cellulose acetate propionate obtained.

Figure 2006213778
Figure 2006213778

Claims (15)

メチレンクロライド/メタノール(重量比)=9/1の混合溶媒に対する非溶解性成分の含有量が、0.12重量%以下であるセルロース混酸エステル。   Cellulose mixed acid ester in which the content of an insoluble component in a mixed solvent of methylene chloride / methanol (weight ratio) = 9/1 is 0.12% by weight or less. 総平均置換度が2.6〜2.99であり、非溶解性成分の含有量が、0.07重量%以下である請求項1記載のセルロース混酸エステル。   The cellulose mixed acid ester according to claim 1, wherein the total average substitution degree is 2.6 to 2.99, and the content of the insoluble component is 0.07% by weight or less. 少なくともアセチル基とアセチル基以外の脂肪族アシル基とを有する請求項1記載のセルロース混酸エステル。   The cellulose mixed acid ester according to claim 1, which has at least an acetyl group and an aliphatic acyl group other than an acetyl group. (i)総平均置換度が2.6〜2.99、アセチル基の平均置換度が1.5以上、アセチル基と脂肪族C3-6アシル基との割合(モル比)が前者/後者=95/5〜60/40のセルロースアセテート脂肪族C3-6アシレート、又は(ii)総平均置換度が2.6〜2.99、アセチル基の平均置換度が1.5未満であり、かつアセチル基と脂肪族C3-6アシル基との割合(モル比)が、前者/後者=30/70〜3/97のセルロースアセテート脂肪族C3-6アシレートである請求項1記載のセルロース混酸エステル。 (I) The total average degree of substitution is 2.6 to 2.99, the average degree of substitution of the acetyl group is 1.5 or more, and the ratio (molar ratio) of acetyl group to aliphatic C 3-6 acyl group is the former / the latter = 95 / 5-60 / 40 cellulose acetate aliphatic C 3-6 acylate, or (ii) the total average degree of substitution is 2.6-2.99, the average degree of substitution of acetyl groups is less than 1.5, 2. The cellulose according to claim 1, wherein the ratio (molar ratio) of acetyl group to aliphatic C 3-6 acyl group is cellulose acetate aliphatic C 3-6 acylate of the former / the latter = 30/70 to 3/97. Mixed acid ester. 残存硫酸量(重量基準)が300ppm以下であり、かつ粘度平均重合度が200〜400である請求項1記載のセルロース混酸エステル。   The cellulose mixed acid ester according to claim 1, wherein the amount of residual sulfuric acid (weight basis) is 300 ppm or less, and the viscosity average polymerization degree is 200 to 400. 非溶解性成分の含有量が0.07重量%以下であり、かつ以下の(i)又は(ii)を充足するセルロースアセテート脂肪族C3-6アシレートである請求項1記載のセルロース混酸エステル。
(i)総平均置換度が2.6〜2.97、アセチル基の平均置換度が1.8以上、アセチル基と脂肪族C3-6アシル基との割合(モル比)が前者/後者=90/10〜70/30、粘度平均重合度が250〜350であり、かつ残存硫酸量(重量基準)が50〜200ppm
(ii)総平均置換度が2.6〜2.97、アセチル基の平均置換度が1以下であり、かつアセチル基と脂肪族C3-6アシル基との割合(モル比)が、前者/後者=20/80〜5/95、粘度平均重合度が250〜350であり、かつ残存硫酸量(重量基準)が50〜200ppm
The cellulose mixed acid ester according to claim 1, which is a cellulose acetate aliphatic C 3-6 acylate having a non-soluble component content of 0.07% by weight or less and satisfying the following (i) or (ii).
(I) The total average degree of substitution is 2.6 to 2.97, the average degree of substitution of acetyl groups is 1.8 or more, and the ratio (molar ratio) of acetyl groups to aliphatic C 3-6 acyl groups is the former / the latter = 90 / 10-70 / 30, viscosity average degree of polymerization is 250-350, and residual sulfuric acid amount (weight basis) is 50-200 ppm.
(Ii) The total average substitution degree is 2.6 to 2.97, the average substitution degree of the acetyl group is 1 or less, and the ratio (molar ratio) between the acetyl group and the aliphatic C 3-6 acyl group is the former. / The latter = 20/80 to 5/95, the viscosity average degree of polymerization is 250 to 350, and the amount of residual sulfuric acid (weight basis) is 50 to 200 ppm.
硫酸触媒の存在下で、セルロースを、セルロース混酸エステルに対応するアシル化剤でアシル化するアシル化工程(i)と、硫酸触媒の存在下で熟成する熟成工程(ii)とを含む請求項1記載のセルロース混酸エステルの製造方法。   An acylation step (i) in which cellulose is acylated with an acylating agent corresponding to a cellulose mixed acid ester in the presence of a sulfuric acid catalyst, and an aging step (ii) in which the cellulose is aged in the presence of a sulfuric acid catalyst. The manufacturing method of cellulose mixed acid ester of description. アシル化工程(i)において、アシル化の開始からアシル化の停止までの時間をXとし、アシル化工程における最高温度に到達した時点からアシル化の停止までの時間をYとするとき、値[Y/X]×100が、40〜85になるようにアシル化する請求項7記載の製造方法。   In the acylation step (i), when the time from the start of acylation to the stop of acylation is X, and the time from the time when the maximum temperature in the acylation step is reached to the end of acylation is Y, the value [ The production method according to claim 7, wherein acylation is performed so that Y / X] × 100 is 40 to 85. アシル化工程(i)において、セルロース100重量部に対して硫酸触媒2〜12重量部の存在下、かつ最高温度30〜50℃で、値[Y/X]×100が45〜65になるようにアシル化する請求項8記載の製造方法。   In the acylation step (i), the value [Y / X] × 100 is 45 to 65 at a maximum temperature of 30 to 50 ° C. in the presence of 2 to 12 parts by weight of a sulfuric acid catalyst with respect to 100 parts by weight of cellulose. The production method according to claim 8, wherein the acylation is carried out. アセチル基の平均置換度が1.5以上のセルロース混酸エステルを製造する請求項8又は9記載の製造方法。   The manufacturing method of Claim 8 or 9 which manufactures the cellulose mixed acid ester whose average substitution degree of an acetyl group is 1.5 or more. 熟成工程(ii)において、熟成反応の開始から熟成反応の停止までに、連続的に塩基を添加するか又は少なくとも3回に分けて間欠的に塩基を添加する請求項7記載の製造方法。   The production method according to claim 7, wherein in the ripening step (ii), the base is continuously added from the start of the ripening reaction to the termination of the ripening reaction, or the base is added intermittently at least three times. 熟成工程(ii)を停止した後、セルロース混酸エステルを含むドープに、有機酸を添加し、沈澱処理してセルロース混酸エステルを分離する工程を含む請求項11記載の製造方法。   The production method according to claim 11, further comprising the step of adding an organic acid to the dope containing cellulose mixed acid ester after the aging step (ii) is stopped, and separating the cellulose mixed acid ester by precipitation treatment. アセチル基の平均置換度が1.5未満のセルロース混酸エステルを製造する請求項11又は12記載の製造方法。   The manufacturing method of Claim 11 or 12 which manufactures the cellulose mixed acid ester whose average substitution degree of an acetyl group is less than 1.5. 請求項1記載のセルロース混酸エステルで構成されているセルロースエステルフィルム。   A cellulose ester film comprising the cellulose mixed acid ester according to claim 1. 液晶表示装置用光学補償フィルム又は偏光板の保護フィルムである請求項14記載のフィルム。   The film according to claim 14, which is an optical compensation film for a liquid crystal display device or a protective film for a polarizing plate.
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