JP2016030240A - Method for producing powdered cellulose - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration pulverizer and a method for producing a powdered cellulose where the powdered cellulose can be efficiently produced from a chip-formed cellulose-containing raw material and productivity is excellent.SOLUTION: A vibration pulverizer 100 is provided with: a container 1 having a raw material charge port 11 and a discharge port 12, having a columnar space inside, being disposed so that the central axis of the columnar space becomes nearly horizontal and being held so as to be able to vibrate in an in-plane direction nearly perpendicular to the central axis; and a plurality of cylindrical media disposed so as to be able to vibrate in a central axis direction at the inside of the container and made of two kinds of cylindrical media 2A, 2B. A method for producing a powdered cellulose in the vibration pulverizer 100 satisfying specific conditions, includes a step that a chip-formed cellulose-containing raw material is introduced to the inside of the container of the vibration pulverizer 100 from the raw material charge port and pulverized by vibrating the container and then the obtained powdered cellulose is discharged from the discharge port.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、粉末セルロースの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing powdered cellulose.

物質を小粒径化して比表面積を増大させることにより、その物質の反応性が向上し、また、かさ密度等のハンドリング性に関与する性質が変化することは一般によく知られている。物質を小粒径化する方法において、最も基本的な単位プロセスの一つとして粉砕プロセスが挙げられ、古くは鉱物の粉砕や、炭酸カルシウム等の無機物の粉砕が行われており、その利用分野も非常に多岐にわたる。
また、結晶構造を有する物質は一般に反応性が乏しく、利用が困難であった。特定の粉砕プロセスでは、粉砕と同時に物質を非晶化することが可能となり、その反応性を著しく向上させることができる。その結果、化学反応によって非晶化物に各種の官能基を結合させ、その価値を飛躍的に高めることができる。
It is generally well known that by reducing the particle size of a substance to increase the specific surface area, the reactivity of the substance is improved and properties relating to handling properties such as bulk density are changed. In the method of reducing the particle size of a substance, one of the most basic unit processes is a pulverization process. In the old days, minerals and inorganic substances such as calcium carbonate are pulverized. Very diverse.
In addition, substances having a crystal structure generally have poor reactivity and are difficult to use. In certain milling processes, it becomes possible to amorphize the material simultaneously with milling, and its reactivity can be significantly improved. As a result, various functional groups can be bonded to the amorphous material by a chemical reaction, and the value can be dramatically increased.

近年では、環境問題への意識の高まりからバイオマス材料が注目されており、セルロース含有原料を粉砕して微粒化したセルロースや非晶化されたセルロースは、セルロースエーテル等のセルロース誘導体の原料や、化粧品、食品、バイオマス材料等の工業原料に用いられている。上記セルロース含有原料の粉砕に用いられる、様々な粉砕機も提案されている。   In recent years, biomass materials have attracted attention due to growing awareness of environmental issues. Cellulose-containing raw materials such as cellulose ethers and cellulose derivatives are used as raw materials for cellulose derivatives such as cellulose ethers and cosmetics. It is used for industrial raw materials such as food and biomass materials. Various pulverizers used for pulverizing the cellulose-containing raw material have also been proposed.

例えば、特許文献1には、短時間で原料を小粒径化し、生産性を向上させることを目的として、内部に円柱形の空間を有する容器と円筒状媒体、及び該円筒状媒体内側に粉砕媒体を備えた特定の振動粉砕機を用いる粉砕物の製造方法が開示されている。
特許文献2には、微粒化を行う粉砕機として、円筒容器内に、複数の凸部が形成され、中央に軸方向の穴部が形成された回転体を粉砕媒体として挿入し、円筒容器を公転させて木質系バイオマスを粉砕する装置が開示されている。
特許文献3には、微粒化を行う粉砕機として、円筒容器内に、突起のついた厚板円板を粉砕媒体として複数枚挿入し、円筒容器を上下振動させて木質系バイオマスを粉砕する装置が開示されている。
特許文献4には、高純度粉砕物を効率よく得ることを目的として、外円表面を滑らかに形成した円板リング型粉砕媒体とエンドプレートを装填する高純度粉砕物用の円板リング型粉砕媒体使用振動ミルが開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses a container having a cylindrical space inside and a cylindrical medium, and pulverized inside the cylindrical medium for the purpose of reducing the particle size of the raw material in a short time and improving productivity. A method for producing a pulverized product using a specific vibration pulverizer equipped with a medium is disclosed.
In Patent Document 2, as a pulverizer for atomization, a rotating body in which a plurality of convex portions are formed in a cylindrical container and an axial hole is formed in the center is inserted as a pulverizing medium. An apparatus for revolving and pulverizing woody biomass is disclosed.
In Patent Document 3, as a pulverizer for atomization, an apparatus for pulverizing woody biomass by inserting a plurality of thick discs with protrusions into a cylindrical container as a pulverizing medium and vibrating the cylindrical container up and down Is disclosed.
In Patent Document 4, for the purpose of efficiently obtaining a high-purity pulverized product, a disc ring-type pulverization for a high-purity pulverized product loaded with an end plate and a disc ring-type pulverization medium having a smooth outer circle surface. A medium-use vibration mill is disclosed.

特開2013−139018号公報JP2013-139018A 特開2009−233542号公報JP 2009-233542 A 特開2008−93590号公報JP 2008-93590 A 特開2012−11331号公報JP 2012-11331 A

このように、リング形状の粉砕媒体を用いた粉砕機により、セルロース等の被粉砕物を微細に粉砕することが可能である。リング形状の粉砕媒体を用いた粉砕機では、該粉砕媒体と該粉砕媒体が収納される容器との間隙、及び該粉砕媒体同士の間隙に被粉砕物を導入して、該粉砕媒体と容器、及び該粉砕媒体同士の衝突を利用して該被粉砕物を粉砕する。しかしながら通常、上記間隙は狭いため、多量の被粉砕物を粉砕する場合や、被粉砕物の供給速度が速い場合には、粉砕機内が被粉砕物により閉塞するおそれがある。したがって多量の被粉砕物を迅速に粉砕処理する場合には、特許文献1〜4に記載の粉砕機を用いた粉砕方法よりも、より効率的な方法が求められている。   As described above, it is possible to finely pulverize an object to be pulverized such as cellulose by a pulverizer using a ring-shaped pulverizing medium. In a pulverizer using a ring-shaped pulverizing medium, a material to be pulverized is introduced into a gap between the pulverizing medium and a container in which the pulverizing medium is stored, and a gap between the pulverizing media. Then, the object to be crushed is pulverized by utilizing the collision between the pulverizing media. However, since the gap is usually narrow, the pulverizer may be clogged with the pulverized material when a large amount of pulverized material is pulverized or when the supply speed of the pulverized material is high. Therefore, when a large amount of materials to be pulverized is pulverized rapidly, a more efficient method is required than the pulverization method using the pulverizer described in Patent Documents 1 to 4.

本発明は、チップ状のセルロース含有原料から、粉末セルロースを効率よく製造することが可能な、生産性に優れた振動粉砕機及び粉末セルロースの製造方法を提供することを課題とする。   This invention makes it a subject to provide the manufacturing method of the vibration crusher excellent in productivity which can manufacture powdered cellulose efficiently from a chip-shaped cellulose containing raw material, and powdered cellulose.

本発明者らは、原料投入口及び排出口を備え、内部に円柱形の空間を有し、該円柱形の空間の中心軸が略水平になるように配置され、該中心軸に対し略垂直な面内方向に振動可能に保持された容器と、該容器内部に、該中心軸方向に複数、振動可能に配置された所定の形状の2種の円筒状媒体を少なくとも備え、かつ、特定の条件を満たす振動粉砕機を用いることによって、前記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は、次の〔1〕及び〔2〕を提供する。
〔1〕原料投入口及び排出口を備え、内部に円柱形の空間を有し、該円柱形の空間の中心軸が略水平になるように配置され、該中心軸に対し略垂直な面内方向に振動可能に保持された容器と、該容器内部に、該中心軸方向に複数、振動可能に配置された円筒状媒体とを備え、該複数の円筒状媒体は2種の円筒状媒体A及び円筒状媒体Bからなり、かつ、下記条件(1)〜(4)を満たす振動粉砕機。
(1)円筒状媒体Aは、中心軸方向の長さが3mm以上、100mm以下であり、その中心軸が容器内部の前記円柱形の空間の中心軸と略平行になるように配置される。
(2)円筒状媒体Bは、中心軸方向の長さが70mm以上、110mm以下であり、その外周側面に開口面積25cm2以上、250cm2以下の開口部を少なくとも1つ有し、かつ該開口部を含む該外周側面の総面積に対する該開口面積の総和の比率が10%以上、50%以下である。
(3)円筒状媒体Bは、その中心軸が容器内部の前記円柱形の空間の中心軸と略平行になるように配置され、かつ少なくとも1つの円筒状媒体Bは、下記の式を満たす位置に配置される。
0≦d1≦0.3d
d1:容器の原料投入口中心から、円筒状媒体Bの開口部の中心までの、中心軸に平行な距離
d:容器の原料投入口中心から、該円柱形の空間の中心軸方向の端部までの、中心軸に平行な最長距離
(4)下記の式で計算される円筒状媒体間の平均間隙距離が0.1mm以上、30mm以下である。
平均間隙距離=(容器の中心軸方向の長さ−円筒状媒体の中心軸方向の長さの総和)/(円筒状媒体の数+1)
〔2〕チップ状のセルロース含有原料を上記[1]の振動粉砕機を用いて粉砕する粉末セルロースの製造方法であって、該振動粉砕機の該容器内部に該セルロース含有原料を該原料投入口より導入し、該容器を振動させて粉砕し、得られた粉末セルロースを該排出口より排出する工程を有する、粉末セルロースの製造方法。
The present inventors have a raw material inlet and a discharge port, have a cylindrical space inside, and are arranged so that a central axis of the cylindrical space is substantially horizontal, and substantially perpendicular to the central axis. A container that can be vibrated in an in-plane direction, and at least two kinds of cylindrical media of a predetermined shape that are arranged in the container so as to vibrate in the direction of the central axis. It has been found that the above problem can be solved by using a vibration pulverizer that satisfies the conditions.
That is, the present invention provides the following [1] and [2].
[1] Provided with a raw material input port and a discharge port, have a cylindrical space inside, and are arranged so that the central axis of the cylindrical space is substantially horizontal, and in a plane substantially perpendicular to the central axis And a plurality of cylindrical media arranged in the central axis direction so as to be able to vibrate. The plurality of cylindrical media are two types of cylindrical media A. And a vibration pulverizer comprising the cylindrical medium B and satisfying the following conditions (1) to (4).
(1) The cylindrical medium A has a length in the central axis direction of 3 mm or more and 100 mm or less, and is arranged so that the central axis is substantially parallel to the central axis of the cylindrical space inside the container.
(2) a cylindrical medium B, it 70mm or more in length in the central axial direction when the 110mm or less, the opening area 25 cm 2 or more on the outer peripheral side surface, has at least one 250 cm 2 or less of the opening, and the opening The ratio of the sum of the opening areas to the total area of the outer peripheral side surface including the portion is 10% or more and 50% or less.
(3) The cylindrical medium B is disposed so that the central axis thereof is substantially parallel to the central axis of the columnar space inside the container, and at least one cylindrical medium B satisfies the following formula: Placed in.
0 ≦ d1 ≦ 0.3d
d1: Distance parallel to the central axis from the center of the raw material inlet of the container to the center of the opening of the cylindrical medium B d: End of the cylindrical space in the central axis direction from the center of the raw material inlet of the container The longest distance parallel to the central axis (4) The average gap distance between the cylindrical media calculated by the following formula is 0.1 mm or more and 30 mm or less.
Average gap distance = (length of container in the central axis direction−total length of cylindrical medium in the central axis direction) / (number of cylindrical media + 1)
[2] A method for producing powdered cellulose in which a chip-like cellulose-containing raw material is pulverized using the vibration pulverizer according to [1], wherein the cellulose-containing raw material is introduced into the container of the vibration pulverizer. A method for producing powdered cellulose, comprising the steps of introducing the powdered cellulose, pulverizing the container by shaking, and discharging the obtained powdered cellulose from the outlet.

本発明の振動粉砕機、及び該振動粉砕機を用いた粉末セルロースの製造方法によれば、チップ状のセルロース含有原料を、閉塞することなく振動粉砕機内に導入できる。そのため、該原料の供給速度が速くても詰まりを起こすことなく、小粒径化された粉末セルロースを効率よく製造することができる。   According to the vibration pulverizer of the present invention and the method for producing powdered cellulose using the vibration pulverizer, the chip-shaped cellulose-containing raw material can be introduced into the vibration pulverizer without clogging. Therefore, even if the feed rate of the raw material is high, powdered cellulose having a reduced particle size can be efficiently produced without causing clogging.

本発明の実施形態の振動粉砕機の一例を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing an example of a vibration crusher of an embodiment of the present invention. 円筒状媒体Aの一例を示す模式図である。3 is a schematic diagram illustrating an example of a cylindrical medium A. FIG. 円筒状媒体Bの一例を示す模式図である。3 is a schematic diagram illustrating an example of a cylindrical medium B. FIG. 本発明の実施形態の振動粉砕機において、さらに粉砕媒体として円柱状の棒状媒体を用いた一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example which used the cylindrical rod-shaped medium as a grinding | pulverization medium further in the vibration grinding machine of embodiment of this invention.

[振動粉砕機]
本発明の振動粉砕機は、原料投入口及び排出口を備え、内部に円柱形の空間を有し、該円柱形の空間の中心軸が略水平になるように配置され、該中心軸に対し略垂直な面内方向に振動可能に保持された容器と、該容器内部に、該中心軸方向に複数、振動可能に配置された円筒状媒体とを備え、該複数の円筒状媒体は2種の円筒状媒体A及び円筒状媒体Bからなり、かつ、下記条件(1)〜(4)を満たすことを特徴とする。
(1)円筒状媒体Aは、中心軸方向の長さが3mm以上、100mm以下であり、その中心軸が容器内部の前記円柱形の空間の中心軸と略平行になるように配置される。
(2)円筒状媒体Bは、中心軸方向の長さが70mm以上、110mm以下であり、その外周側面に開口面積25cm2以上、250cm2以下の開口部を少なくとも1つ有し、かつ該開口部を含む該外周側面の総面積に対する該開口面積の総和の比率が10%以上、50%以下である。
(3)円筒状媒体Bは、その中心軸が容器内部の前記円柱形の空間の中心軸と略平行になるように配置され、かつ少なくとも1つの円筒状媒体Bは、下記の式を満たす位置に配置される。
0≦d1≦0.3d
d1:容器の原料投入口中心から、円筒状媒体Bの開口部の中心までの、中心軸に平行な距離
d:容器の原料投入口中心から、該円柱形の空間の中心軸方向の端部までの、中心軸に平行な最長距離
(4)下記の式で計算される円筒状媒体間の平均間隙距離が0.1mm以上、30mm以下である。
平均間隙距離=(容器の中心軸方向の長さ−円筒状媒体の中心軸方向の長さの総和)/(円筒状媒体の数+1)
[Vibrating crusher]
The vibration pulverizer according to the present invention includes a raw material inlet and an outlet, has a cylindrical space inside, and is arranged so that a central axis of the cylindrical space is substantially horizontal, with respect to the central axis. A container that is held so as to be able to vibrate in a substantially vertical in-plane direction, and a plurality of cylindrical media that are arranged so as to be able to vibrate in the central axis direction are provided inside the container. And the following conditions (1) to (4) are satisfied.
(1) The cylindrical medium A has a length in the central axis direction of 3 mm or more and 100 mm or less, and is arranged so that the central axis is substantially parallel to the central axis of the cylindrical space inside the container.
(2) a cylindrical medium B, it 70mm or more in length in the central axial direction when the 110mm or less, the opening area 25 cm 2 or more on the outer peripheral side surface, has at least one 250 cm 2 or less of the opening, and the opening The ratio of the sum of the opening areas to the total area of the outer peripheral side surface including the portion is 10% or more and 50% or less.
(3) The cylindrical medium B is disposed so that the central axis thereof is substantially parallel to the central axis of the columnar space inside the container, and at least one cylindrical medium B satisfies the following formula: Placed in.
0 ≦ d1 ≦ 0.3d
d1: Distance parallel to the central axis from the center of the raw material inlet of the container to the center of the opening of the cylindrical medium B d: End of the cylindrical space in the central axis direction from the center of the raw material inlet of the container The longest distance parallel to the central axis (4) The average gap distance between the cylindrical media calculated by the following formula is 0.1 mm or more and 30 mm or less.
Average gap distance = (length of container in the central axis direction−total length of cylindrical medium in the central axis direction) / (number of cylindrical media + 1)

本発明の振動粉砕機について、図1〜4を用いて説明する。
本発明の振動粉砕機の実施形態の一例を図1に示す。図1(a)は、振動粉砕機の、略水平になるように配置された容器の中心軸方向の断面模式図であり、図1(b)は、振動粉砕機の、該中心軸に対し垂直な面内方向から見た模式図である。
図1に示す振動粉砕機100は、原料投入口11及び排出口12を備え、内部に円柱形の空間を有し、該円柱形の空間の中心軸が略水平になるように配置され、該円柱形の空間の中心軸に対し略垂直な面内方向に振動可能に保持された容器1と、該容器1内部に、該中心軸方向に複数、振動可能に配置された円筒状媒体とを備える。円筒状媒体は前記円柱形の空間の中心軸方向(以下、単に「軸方向」ともいう)に複数配置されている。なお図1においては、容器1の保持部は省略して図示されている。
ここで、複数の円筒状媒体は、2種の円筒状媒体、すなわち円筒状媒体A(図1及び図2の2A)及び円筒状媒体B(図1及び図3の2B)からなり、円筒状媒体2Bは、前記条件(2)で規定される開口部21を有する。図1(a)においては、円筒状媒体2Aを複数備え、円筒状媒体2Bを1つのみ備えた態様を示すが、本発明はこの態様に制限されない。なお本明細書の図面に関する記述において、円筒状媒体2A及び円筒状媒体2Bをまとめて「円筒状媒体2」という場合がある。
The vibration crusher of this invention is demonstrated using FIGS.
An example of an embodiment of the vibration pulverizer of the present invention is shown in FIG. FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a vibration pulverizer in the direction of the central axis of a container arranged so as to be substantially horizontal, and FIG. 1B is a diagram of the vibration pulverizer with respect to the central axis. It is the schematic diagram seen from the perpendicular in-plane direction.
A vibration crusher 100 shown in FIG. 1 includes a raw material inlet 11 and an outlet 12, has a cylindrical space inside, and is arranged so that a central axis of the cylindrical space is substantially horizontal, A container 1 held so as to be able to vibrate in an in-plane direction substantially perpendicular to the central axis of a cylindrical space, and a plurality of cylindrical media arranged in the container 1 so as to vibrate in the direction of the central axis. Prepare. A plurality of cylindrical media are arranged in the central axis direction (hereinafter also simply referred to as “axial direction”) of the columnar space. In FIG. 1, the holding portion of the container 1 is not shown.
Here, the plurality of cylindrical media are composed of two types of cylindrical media, that is, cylindrical media A (2A in FIGS. 1 and 2) and cylindrical media B (2B in FIGS. 1 and 3). The medium 2B has an opening 21 defined by the condition (2). FIG. 1A shows a mode in which a plurality of cylindrical media 2A are provided and only one cylindrical media 2B is provided, but the present invention is not limited to this mode. In the description relating to the drawings in this specification, the cylindrical medium 2A and the cylindrical medium 2B may be collectively referred to as “cylindrical medium 2”.

図4に示すように、本発明の振動粉砕機100は、円筒状媒体2の内部(内側の空間)に、更に振動可能に配置された粉砕媒体3を備えていてもよい。本発明に用いられる粉砕媒体3としては、例えば棒状媒体や球状媒体が挙げられ、これらを併用してもよい。図4には粉砕媒体3として、円柱状の棒状媒体を複数備えた態様を示す。
図4においては、容器1内部に配置される円筒状媒体2、及び粉砕媒体3を表示するため、容器1の原料投入口11及び排出口12を含む一部及び容器1の保持部は省略して図示されている。
As shown in FIG. 4, the vibration pulverizer 100 of the present invention may include a pulverizing medium 3 disposed in a cylindrical medium 2 (inside space) so as to be further vibrated. Examples of the grinding medium 3 used in the present invention include a rod-shaped medium and a spherical medium, and these may be used in combination. FIG. 4 shows a mode in which a plurality of cylindrical rod-shaped media are provided as the grinding media 3.
In FIG. 4, in order to display the cylindrical medium 2 and the pulverizing medium 3 disposed inside the container 1, a part including the raw material input port 11 and the discharge port 12 of the container 1 and the holding unit of the container 1 are omitted. Is shown.

本発明の振動粉砕機において、チップ状のセルロース含有原料を閉塞なく振動粉砕機内に導入でき、効率よく粉末セルロースを製造できる理由は定かではないが、次のように考えられる。
容器内部に円筒状媒体を備える本発明の振動粉砕機においては、該円筒状媒体が該容器内部で高速で回転しながら、円筒状媒体と容器との間隙及び円筒状媒体同士の間隙を被粉砕物(チップ状のセルロース含有原料)が通過することで粉砕される。ここで、被粉砕物を微細に粉砕するためには、円筒状媒体と容器との間隙及び円筒状媒体同士の間隙をある程度狭くする必要がある。一方、これらの間隙が狭すぎると容器内部における被粉砕物の流動性が悪化し、被粉砕物の閉塞や滞留の原因となり、被粉砕物の導入も不可能となる上に、粉末化も進行しなくなる。
被粉砕物であるチップ状のセルロース含有原料は、円筒状媒体と容器との間で跳ね返りながらこれらに沿って回転する。ここで本発明においては、円筒状媒体として、その外周側面に所定の開口部を有する円筒状媒体Bを用い、この円筒状媒体Bの開口部が容器の原料投入口近傍となるように所定の位置に配置される(条件(2)及び(3))。このため、セルロース含有原料が円筒状媒体Bの開口部から円筒状媒体内部に入り込み、セルロース含有原料の流動性が改善されて、容器内での該原料の閉塞が生じなくなるものと考えられる。
開口部を有する円筒状媒体Bは、開口部を有さないものと比較して容器との接触面積が小さくなる。しかしながら本発明においては、上記のようにセルロース含有原料の流動性がさらに改善されるため、円筒状媒体の振動及び回転により、円筒状媒体内部から外部へのセルロース含有原料の移動に際しても、短時間でより多くの間隙を通過することができる。
円筒状媒体Bは、開口部を設けるために、開口部を有さないものと比較して中心軸方向の長さを長くする必要があるので、容器内部に配置しうる個数が限られる。また開口部を設けた分、重量が軽くなるので、振動時に中心軸方向への振れが生じやすい。以上の点から、円筒状媒体Bを用いると円筒状媒体同士の接触面積も減少する。そこで本発明においては、円筒状媒体間の平均間隙距離を所定の範囲に設定する(条件(4))。平均間隙距離をある程度狭くすることにより、円筒状媒体の振動時の中心軸方向への振れを少なくし、かつ円筒状媒体間での接触回数を多くして、被粉砕物を微細に粉砕することができる。一方、平均間隙距離をある程度広くすることで被粉砕物の流動性悪化、閉塞、滞留を避けることができる。
したがって本発明においては、円筒状媒体Bを用いることで容器と円筒状媒体との接触面積、及び円筒状媒体同士の接触面積が減少するにもかかわらず、効率よく粉末セルロースを得ることができるものと考えられる。
In the vibration pulverizer of the present invention, the chip-like cellulose-containing raw material can be introduced into the vibration pulverizer without clogging, and the reason why powdered cellulose can be produced efficiently is not clear, but is considered as follows.
In the vibration pulverizer of the present invention having a cylindrical medium inside the container, the cylindrical medium rotates at high speed inside the container, and the gap between the cylindrical medium and the container and the gap between the cylindrical media are pulverized. The product (chip-shaped cellulose-containing raw material) passes through and is pulverized. Here, in order to finely pulverize the object to be crushed, it is necessary to narrow the gap between the cylindrical medium and the container and the gap between the cylindrical media to some extent. On the other hand, if these gaps are too narrow, the fluidity of the material to be crushed inside the container deteriorates, causing clogging or stagnation of the material to be crushed, making it impossible to introduce the material to be pulverized, and progressing powdering No longer.
The chip-shaped cellulose-containing raw material to be pulverized rotates along with rebounding between the cylindrical medium and the container. Here, in the present invention, a cylindrical medium B having a predetermined opening on the outer peripheral side surface is used as the cylindrical medium, and the predetermined opening is provided so that the opening of the cylindrical medium B is in the vicinity of the raw material inlet of the container. (Conditions (2) and (3)). For this reason, it is considered that the cellulose-containing raw material enters the cylindrical medium from the opening of the cylindrical medium B, the fluidity of the cellulose-containing raw material is improved, and the raw material is not blocked in the container.
The cylindrical medium B having an opening has a smaller contact area with the container than that having no opening. However, in the present invention, since the fluidity of the cellulose-containing raw material is further improved as described above, even when the cellulose-containing raw material moves from the inside of the cylindrical medium to the outside due to vibration and rotation of the cylindrical medium, Can pass through more gaps.
Since the cylindrical medium B is provided with an opening, it is necessary to increase the length in the direction of the central axis as compared with a medium without an opening, and therefore the number of cylindrical media B that can be disposed inside the container is limited. Moreover, since the weight is reduced by the amount of the opening, the vibration in the central axis direction is likely to occur during vibration. From the above points, when the cylindrical medium B is used, the contact area between the cylindrical media also decreases. Therefore, in the present invention, the average gap distance between the cylindrical media is set within a predetermined range (condition (4)). By narrowing the average gap distance to some extent, the vibration in the direction of the central axis during vibration of the cylindrical medium is reduced, and the number of contacts between the cylindrical media is increased to finely pulverize the object to be crushed. Can do. On the other hand, by increasing the average gap distance to some extent, it is possible to avoid deterioration of the fluidity, clogging and retention of the material to be crushed.
Therefore, in the present invention, by using the cylindrical medium B, it is possible to obtain powdered cellulose efficiently even though the contact area between the container and the cylindrical medium and the contact area between the cylindrical media are reduced. it is conceivable that.

<容器>
本発明の振動粉砕機において、容器は、原料投入口及び排出口を備え、内部に円柱形の空間を有し、該円柱形の空間の静止状態の中心軸が略水平方向になるように配置され、該中心軸に対し略垂直な面内方向に振動可能な状態で保持されている。ここで、「円柱形の空間の中心軸」とは、該円柱の円形な2つの底面の重心を通る仮想の直線を意味し、「略水平方向」とは、水平面となす角度が−10〜10°である方向のことを指す(以下、「略水平方向」を単に「水平」ともいう)。容器の材質は特に限定されないが、例えば鉄、鋼鉄、ステンレススチール等の金属や合金を用いることができ、焼入れ等の処理が行われていてもよい。
容器の内部の空間の形状は、均一に粉砕を行う観点から、底面が正円や楕円等の略円形の円柱形であることが好ましい。
容器の大きさは特に限定されない。例えば、容器の内径は、50mm以上が好ましく、80mm以上がより好ましく、100mm以上が更に好ましく、1500mm以下が好ましく、1200mm以下がより好ましく、1000mm以下が更に好ましい。また、容器の内部の円柱形の空間の中心軸(以下、「容器の軸」ともいう。)方向の長さは、100mm以上が好ましく、120mm以上がより好ましく、150mm以上が更に好ましく、10000mm以下が好ましく、8000mm以下がより好ましく、6000mm以下が更に好ましい。本発明において容器の内径とは、容器の軸から容器内面までの最短距離の2倍を意味し、該円柱形の空間の底面が正円形である時は、該正円の直径に等しく、楕円形である時は、該楕円の短径に等しい。
<Container>
In the vibration pulverizer of the present invention, the container includes a raw material inlet and a discharge port, has a cylindrical space inside, and is arranged so that the central axis in a stationary state of the cylindrical space is substantially horizontal. And is held in a state capable of vibrating in an in-plane direction substantially perpendicular to the central axis. Here, the “center axis of the cylindrical space” means a virtual straight line passing through the center of gravity of the two circular bottom surfaces of the cylinder, and “substantially horizontal direction” means that the angle formed with the horizontal plane is −10 to −10. The direction is 10 ° (hereinafter, “substantially horizontal direction” is also simply referred to as “horizontal”). Although the material of a container is not specifically limited, For example, metals and alloys, such as iron, steel, and stainless steel, can be used and the process of hardening etc. may be performed.
The shape of the space inside the container is preferably a substantially circular cylindrical shape such as a perfect circle or an ellipse from the viewpoint of uniform pulverization.
The size of the container is not particularly limited. For example, the inner diameter of the container is preferably 50 mm or more, more preferably 80 mm or more, further preferably 100 mm or more, preferably 1500 mm or less, more preferably 1200 mm or less, and still more preferably 1000 mm or less. Further, the length in the central axis (hereinafter also referred to as “container axis”) direction of the cylindrical space inside the container is preferably 100 mm or more, more preferably 120 mm or more, further preferably 150 mm or more, and 10,000 mm or less. Is preferable, 8000 mm or less is more preferable, and 6000 mm or less is still more preferable. In the present invention, the inner diameter of the container means twice the shortest distance from the axis of the container to the inner surface of the container. When the bottom surface of the cylindrical space is a perfect circle, it is equal to the diameter of the perfect circle. When it is a shape, it is equal to the minor axis of the ellipse.

容器は、粉砕時には容器の軸に対し略垂直な面内方向に振動する。本発明における容器の振動とは、容器の軸の軌跡が直線を描く運動だけを指すものでなく、楕円、又は正円を描く運動を含む。
容器の振動数、振幅は特に限定されないが、振動数と振幅を増加させることで、容器、容器内部に配置された円筒状媒体、及び該円筒状媒体内部に配置された粉砕媒体に与えられる加速度を大きくすることができ、セルロース含有原料の粉砕速度を高めることができる。
よって、容器の振動数は、8Hz以上であることが好ましく、10Hz以上であることがより好ましく、12Hz以上であることが更に好ましい。容器の振幅は、粉砕速度の観点から、5mm以上であることが好ましく、6mm以上であることがより好ましく、7mm以上であることが更に好ましい。
一方、装置負荷の観点からは、容器の振動数は40Hz以下であることが好ましく、35Hz以下であることがより好ましく、30Hz以下であることが更に好ましい。また容器の振幅は25mm以下であることが好ましく、20mm以下であることがより好ましく、18mm以下であることが更に好ましく、15mm以下であることが更に好ましい。
容器の軸の軌跡が直線を描かない場合、容器の振動は複数の異なる長さの振幅を有するが、本発明において容器の振動の振幅とは、容器の振動の振幅の内、最も長い振幅を意味し、例えば容器の軸の軌跡が楕円を描く場合、該楕円の長径を意味する。
容器の振動機構は、振動モーター、偏心錘又は偏心加振装置等からなり、これらの機構は周知の機構と同様である。上記機構は、例えば、上述した特開2004−188833号公報の他、特開2008−93534号公報や特開2008−132469号公報等にも開示されている。
The container vibrates in an in-plane direction substantially perpendicular to the container axis when pulverized. The vibration of the container in the present invention does not only indicate a motion in which the locus of the axis of the container draws a straight line but includes a motion that draws an ellipse or a perfect circle.
The frequency and amplitude of the container are not particularly limited. By increasing the frequency and amplitude, the acceleration applied to the container, the cylindrical medium arranged inside the container, and the grinding medium arranged inside the cylindrical medium. And the pulverization rate of the cellulose-containing raw material can be increased.
Therefore, the frequency of the container is preferably 8 Hz or more, more preferably 10 Hz or more, and further preferably 12 Hz or more. The amplitude of the container is preferably 5 mm or more, more preferably 6 mm or more, and still more preferably 7 mm or more from the viewpoint of the grinding speed.
On the other hand, from the viewpoint of apparatus load, the frequency of the container is preferably 40 Hz or less, more preferably 35 Hz or less, and further preferably 30 Hz or less. Further, the amplitude of the container is preferably 25 mm or less, more preferably 20 mm or less, further preferably 18 mm or less, and further preferably 15 mm or less.
If the axis trajectory of the container does not draw a straight line, the container vibration has a plurality of amplitudes of different lengths. In the present invention, the container vibration amplitude is the longest amplitude of the container vibration amplitudes. For example, when the axis trajectory of the container draws an ellipse, it means the major axis of the ellipse.
The vibration mechanism of the container includes a vibration motor, an eccentric weight, an eccentric vibration device, or the like, and these mechanisms are the same as well-known mechanisms. The mechanism is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-93534, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-132469, and the like in addition to the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-188833.

容器内部へのチップ状のセルロース含有原料の導入は、粉砕処理を行いながら原料投入口から連続的に供給することにより行われる。図1(a)に示すように、原料投入口11は好ましくは容器上部、より好ましくは容器一端の上部に備え、排出口12は、好ましくは原料投入口11とは反対側の端の下部に備える。これにより、連続的な粉砕処理が可能となる。なお、通常、原料投入口が容器上部に備えられた場合には、原料投入口が容器の軸方向の側面部(容器の円柱形の空間の該円柱の底面部)に備えられた場合に比べ、セルロース含有原料が円筒状媒体内部に移動しにくく、該原料による閉塞が発生しやすい。これに対し、本発明は原料投入口が容器上部に備えられた場合にもセルロース含有原料による閉塞が生じず、効率よく粉末セルロースを製造できる点で有用である。
原料投入口及び排出口の断面形状には特に制限はないが、略円形であることが好ましい。原料投入口及び排出口の内径は、容器の内径以下であれば特に制限はない。本発明において原料投入口(又は排出口)の内径とは、原料投入口(又は排出口)の中心軸から、原料投入口(又は排出口)の内面までの最短距離の2倍を意味する。
原料投入口及び排出口は、容器に直接設けてもよく、他の部材を介して容器と連結していてもよい。図1(a)に示す振動粉砕機100においては、原料投入口11は容器一端の上部に直接設けられ、排出口12は、蓋部13を介して、容器1の原料投入口11とは反対側の端の下部に連結されている。
排出口12と容器1との接続部には、セルロース含有原料を容器1内に滞留させて粉砕を十分に行わせるために、排出口12近傍の容器1の内部に、容器1の円柱形の空間の該円柱の底面と平行になるよう堰を設けて排出量を制限してもよい。例えば図1(a)の振動粉砕機においては、蓋部13と容器1との境界面に堰を設けることができる。
Introduction of the chip-shaped cellulose-containing raw material into the container is performed by continuously supplying it from the raw material inlet while performing a pulverization process. As shown in FIG. 1A, the raw material inlet 11 is preferably provided at the upper part of the container, more preferably at the upper part of one end of the container, and the outlet 12 is preferably provided at the lower part of the end opposite to the raw material inlet 11. Prepare. Thereby, a continuous crushing process becomes possible. Normally, when the raw material inlet is provided in the upper part of the container, compared with the case where the raw material inlet is provided in the axial side surface of the container (the bottom part of the cylinder in the cylindrical space of the container). In addition, the cellulose-containing raw material is difficult to move into the cylindrical medium, and clogging with the raw material is likely to occur. On the other hand, the present invention is useful in that powder cellulose can be produced efficiently without clogging with the cellulose-containing raw material even when the raw material inlet is provided at the upper part of the container.
There are no particular restrictions on the cross-sectional shape of the raw material inlet and outlet, but it is preferably substantially circular. The inner diameters of the raw material inlet and outlet are not particularly limited as long as they are equal to or smaller than the inner diameter of the container. In the present invention, the inner diameter of the raw material inlet (or outlet) means twice the shortest distance from the central axis of the raw material inlet (or outlet) to the inner surface of the raw material inlet (or outlet).
The raw material inlet and outlet may be provided directly in the container, or may be connected to the container via other members. In the vibration crusher 100 shown in FIG. 1A, the raw material inlet 11 is directly provided at the upper part of one end of the container, and the outlet 12 is opposite to the raw material inlet 11 of the container 1 through the lid portion 13. It is connected to the lower part of the side end.
In the connection portion between the discharge port 12 and the container 1, in order to allow the cellulose-containing raw material to stay in the container 1 and to perform sufficient pulverization, the cylindrical shape of the container 1 is placed inside the container 1 near the discharge port 12. The amount of discharge may be limited by providing a weir so as to be parallel to the bottom surface of the cylinder in the space. For example, in the vibration crusher of FIG. 1A, a weir can be provided on the boundary surface between the lid 13 and the container 1.

本発明の振動粉砕機は、同様の形状の容器を上下に2つ有していてもよい。この場合は、上段側の容器の排出口と下段側の容器の原料投入口は連結されており、上段側の原料投入口より導入されたチップ状のセルロース含有原料は、上段側の容器で粉砕された後、上段側の容器の排出口、下段側の容器の原料投入口を経由して下段側容器内に導入され、更に下段側の容器内で粉砕されて、下段側の容器の排出口から排出される。
本発明の振動粉砕機が上記態様である場合には、上段側及び下段側のうち少なくとも一方の容器及び該容器内部に配置された円筒状媒体が本発明の要件を満たしていればよい。本発明の振動粉砕機においては、少なくとも上段側の容器及び該容器内部に配置された円筒状媒体が本発明の要件を満たしていることが好ましい。
The vibration pulverizer of the present invention may have two containers of the same shape in the upper and lower sides. In this case, the discharge port of the upper container and the raw material input port of the lower container are connected, and the chip-like cellulose-containing raw material introduced from the upper raw material input port is pulverized in the upper container After that, it is introduced into the lower container through the upper container outlet and the lower container raw material inlet, and is further pulverized in the lower container, and the lower container outlet Discharged from.
When the vibration pulverizer of the present invention is in the above-described embodiment, it is sufficient that at least one of the upper side and the lower side and the cylindrical medium disposed in the container satisfy the requirements of the present invention. In the vibration pulverizer of the present invention, it is preferable that at least the upper container and the cylindrical medium disposed inside the container satisfy the requirements of the present invention.

容器の周囲には、冷却用のジャケットを付帯させ、粉砕時に冷却を行ってもよい。また、窒素パージ等を行うノズルを容器の原料投入口及び/又は排出口付近の容器上部に設けてもよい。
また、容器と円筒状媒体との衝突による容器内の損傷を防止するため、容器内にライニングとして筒状又は曲板状の鋼板を挿入してもよい。ライニングと円筒状媒体の衝突によりライニングが損傷した場合でも、ライニングは容易に交換することが可能であり、装置メンテナンスの観点からは好ましい。ライニングの厚みは特に限定されないが、耐久性の観点から、好ましくは1mm以上、より好ましくは3mm以上、更に好ましくは5mm以上である。また、好ましくは30mm以下、より好ましくは20mm以下、更に好ましくは16mm以下である。
以上のような容器を備えた振動粉砕機としては、連続式振動ミル〔ユーラステクノ株式会社製「YAMT−50」等〕、振動ミル〔中央化工機株式会社製等〕、バイブロミル〔ユーラステクノ社製〕等が挙げられる。
A cooling jacket may be attached around the container, and cooling may be performed during pulverization. Further, a nozzle for performing a nitrogen purge or the like may be provided in the upper part of the container near the material inlet and / or outlet of the container.
In order to prevent damage in the container due to collision between the container and the cylindrical medium, a cylindrical or curved steel plate may be inserted into the container as a lining. Even when the lining is damaged by the collision between the lining and the cylindrical medium, the lining can be easily replaced, which is preferable from the viewpoint of apparatus maintenance. The thickness of the lining is not particularly limited, but is preferably 1 mm or more, more preferably 3 mm or more, and further preferably 5 mm or more from the viewpoint of durability. Moreover, Preferably it is 30 mm or less, More preferably, it is 20 mm or less, More preferably, it is 16 mm or less.
As the vibration pulverizer equipped with the container as described above, a continuous vibration mill (such as “YAMT-50” manufactured by Eurus Techno Co., Ltd.), a vibration mill (manufactured by Chuo Kako Co., Ltd., etc.), a vibro mill (manufactured by Eurus Techno Co., Ltd.) ] Etc. are mentioned.

<円筒状媒体>
本発明の振動粉砕機において、円筒状媒体は、図1及び図4に示すように、容器の軸と各円筒状媒体の中心軸(以下「円筒状媒体の軸」ともいう)とを略平行にした状態で、容器内部に、該容器の軸方向に複数、振動可能に配置される。
円筒状媒体は、円形の底面を有する円柱の内部に、円柱形の空間を有しており、いわゆるドーナツ型の形状をしている。ここで、「円筒状媒体の軸」とは円筒状媒体の内部の円柱形の空間の2つの略円形の底面の中心を通る仮想の直線を意味する。「振動可能に配置」とは、容器を振動させた際に、円筒状媒体が、容器内で容器の軸に対して垂直な面方向、及び軸方向に振動可能な状態に配置されることをいう。
本発明の振動粉砕機は、容器を振動させることにより、円筒状媒体が容器内部で振動する。この円筒状媒体の振動により、容器と円筒状媒体との間隙及び円筒状媒体と円筒状媒体の間隙を通過するセルロース含有原料が粉砕される。さらに図4のように粉砕媒体を用いる場合には、円筒状媒体内部に振動可能に配置された複数の粉砕媒体による粉砕速度も向上する。したがって、チップ状のセルロース含有原料をより効率的に小粒径化することができる。セルロース含有原料中のセルロースが結晶性である場合には、粉砕と同時に該セルロースの低結晶化を行うことができる。
<Cylindrical medium>
In the vibration pulverizer of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 4, the cylindrical medium is substantially parallel to the axis of the container and the central axis of each cylindrical medium (hereinafter also referred to as “the axis of the cylindrical medium”). In this state, a plurality of vibrations are arranged inside the container so as to vibrate in the axial direction of the container.
The cylindrical medium has a columnar space inside a column having a circular bottom surface, and has a so-called donut shape. Here, the “axis of the cylindrical medium” means a virtual straight line passing through the centers of the two substantially circular bottom surfaces of the columnar space inside the cylindrical medium. “Vibrating arrangement” means that when a container is vibrated, the cylindrical medium is arranged in a plane direction perpendicular to the axis of the container in the container and in a state capable of vibrating in the axial direction. Say.
In the vibration pulverizer of the present invention, the cylindrical medium vibrates inside the container by vibrating the container. Due to the vibration of the cylindrical medium, the cellulose-containing raw material passing through the gap between the container and the cylindrical medium and the gap between the cylindrical medium and the cylindrical medium is pulverized. Furthermore, when using a grinding | pulverization medium like FIG. 4, the grinding | pulverization speed by the several grinding | pulverization medium arrange | positioned so that a vibration is possible inside a cylindrical medium also improves. Accordingly, the particle size of the chip-like cellulose-containing raw material can be reduced more efficiently. When the cellulose in the cellulose-containing raw material is crystalline, the cellulose can be reduced in crystallization at the same time as pulverization.

ここで、本発明の振動粉砕機に備えられる複数の円筒状媒体は、以下に記載する2種の円筒状媒体A(図1の2A、図2)及び円筒状媒体B(図1の2B、図3)からなることを特徴とする。なお以下の記述において、円筒状媒体A及び円筒状媒体Bに共通する記載に関しては、これらをまとめて「円筒状媒体」ともいう。   Here, the plurality of cylindrical media provided in the vibration pulverizer of the present invention include two types of cylindrical media A (2A in FIG. 1 and FIG. 2) and cylindrical media B (2B in FIG. 1) described below. 3). In the following description, the descriptions common to the cylindrical medium A and the cylindrical medium B are collectively referred to as “cylindrical medium”.

〔円筒状媒体A〕
円筒状媒体Aは、中心軸方向の長さが3mm以上、100mm以下であり、その中心軸が容器内部の前記円柱形の空間の中心軸と略平行になるように配置される(条件(1))。
図2は円筒状媒体Aの一例を示す模式図である。円筒状媒体Aの軸方向の長さ(図2におけるx)は、強度を確保する観点から、3mm以上であり、5mm以上が好ましく、10mm以上がより好ましい。また、容器内部に設置する円筒状媒体の数を増やし、隣接する円筒状媒体間の間隙数を多くして、容器内部のセルロース含有原料の流動性を向上する観点から、円筒状媒体Aの軸方向の長さは、100mm以下であり、70mm以下が好ましく、50mm以下がより好ましい。
[Cylindrical medium A]
The cylindrical medium A has a length in the central axis direction of 3 mm or more and 100 mm or less, and is arranged so that the central axis is substantially parallel to the central axis of the cylindrical space inside the container (condition (1 )).
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the cylindrical medium A. As shown in FIG. The axial length (x in FIG. 2) of the cylindrical medium A is 3 mm or more, preferably 5 mm or more, and more preferably 10 mm or more from the viewpoint of securing strength. Further, from the viewpoint of increasing the number of cylindrical media installed inside the container and increasing the number of gaps between adjacent cylindrical media to improve the fluidity of the cellulose-containing raw material inside the container, the shaft of the cylindrical medium A The length in the direction is 100 mm or less, preferably 70 mm or less, and more preferably 50 mm or less.

円筒状媒体Aは、その外周側面に開口部を有さないことが好ましい。容器と円筒状媒体Aとの接触面積を増加させ、粉砕効率を向上させるためである。   The cylindrical medium A preferably has no opening on the outer peripheral side surface. This is for increasing the contact area between the container and the cylindrical medium A and improving the grinding efficiency.

〔円筒状媒体B〕
円筒状媒体Bは、中心軸方向の長さが70mm以上、110mm以下であり、その外周側面に開口面積25cm2以上、250cm2以下の開口部を少なくとも1つ有し、かつ該開口部を含む該外周側面の総面積に対する該開口面積の総和の比率が10%以上、50%以下である(条件(2))。
図3は円筒状媒体Bの一例を示す模式図であり、図3(a)は円筒状媒体Bの斜視図、図3(b)は円筒状媒体Bの外周側面方向から見た平面図である。円筒状媒体Bの軸方向の長さ(図3(b)におけるy)は、円筒状媒体Bに開口部を設けつつ強度を確保する観点から、70mm以上であり、75mm以上が好ましく、80mm以上がより好ましい。また、円筒状媒体Bの重量が重すぎると、円筒状媒体Bの回転が妨げられる観点から、円筒状媒体Bの軸方向の長さは、110mm以下であり、100mm以下が好ましく、95mm以下がより好ましい。
[Cylindrical medium B]
The cylindrical medium B has a length in the central axis direction of 70 mm or more and 110 mm or less, and has at least one opening having an opening area of 25 cm 2 or more and 250 cm 2 or less on the outer peripheral side surface thereof, and includes the opening. The ratio of the sum of the opening areas to the total area of the outer peripheral side surface is 10% or more and 50% or less (condition (2)).
3A and 3B are schematic views showing an example of the cylindrical medium B. FIG. 3A is a perspective view of the cylindrical medium B, and FIG. 3B is a plan view viewed from the outer peripheral side surface direction of the cylindrical medium B. is there. The axial length of the cylindrical medium B (y in FIG. 3B) is 70 mm or more, preferably 75 mm or more, and preferably 80 mm or more from the viewpoint of securing strength while providing an opening in the cylindrical medium B. Is more preferable. In addition, if the weight of the cylindrical medium B is too heavy, the axial length of the cylindrical medium B is 110 mm or less, preferably 100 mm or less, and preferably 95 mm or less from the viewpoint of preventing the rotation of the cylindrical medium B. More preferred.

図3に示すように、円筒状媒体Bは、その外周側面に開口部21を少なくとも1つ有する。開口部21の1つあたりの開口面積は、25cm2以上であり、好ましくは30cm2以上、より好ましくは50cm2以上、更に好ましくは70cm2以上である。また該開口面積は、250cm2以下であり、好ましくは230cm2以下、より好ましくは200cm2以下である。該開口面積が25cm2未満であると円筒状媒体内部へのセルロース含有原料の導入効果が十分に発揮されず、原料の閉塞が生じる。また該開口面積が250cm2を超えると、円筒状媒体Bの強度が弱くなり、運転中に円筒状媒体Bの破損が生じる可能性がある。 As shown in FIG. 3, the cylindrical medium B has at least one opening 21 on the outer peripheral side surface thereof. The opening area per opening 21 is 25 cm 2 or more, preferably 30 cm 2 or more, more preferably 50 cm 2 or more, and further preferably 70 cm 2 or more. The opening area is 250 cm 2 or less, preferably 230 cm 2 or less, more preferably 200 cm 2 or less. When the opening area is less than 25 cm 2 , the effect of introducing the cellulose-containing raw material into the cylindrical medium is not sufficiently exhibited, and the raw material is blocked. On the other hand, when the opening area exceeds 250 cm 2 , the strength of the cylindrical medium B becomes weak, and the cylindrical medium B may be damaged during operation.

円筒状媒体Bにおける開口部は、円筒状媒体Bの該開口部を含む該外周側面の総面積に対する該開口面積の総和の比率(以下「開口面積比率」ともいう)が10%以上であり、好ましくは20%以上、より好ましくは30%以上である。また、当該比率は50%以下であり、好ましくは45%以下、より好ましくは40%以下である。円筒状媒体Bの開口面積比率が10%未満であると円筒状媒体内部へのセルロース含有原料の導入効果が十分に発揮されず、原料による閉塞が生じる。また開口面積比率が50%を超えると円筒状媒体Bの強度が弱くなり、運転中に円筒状媒体Bの破損が生じる可能性がある。   The ratio of the total opening area to the total area of the outer peripheral side surface including the opening of the cylindrical medium B (hereinafter also referred to as “opening area ratio”) is 10% or more. Preferably it is 20% or more, more preferably 30% or more. Moreover, the said ratio is 50% or less, Preferably it is 45% or less, More preferably, it is 40% or less. When the opening area ratio of the cylindrical medium B is less than 10%, the effect of introducing the cellulose-containing raw material into the cylindrical medium is not sufficiently exhibited, and the blocking by the raw material occurs. If the opening area ratio exceeds 50%, the strength of the cylindrical medium B becomes weak, and the cylindrical medium B may be damaged during operation.

円筒状媒体Bの開口部の数は1つ以上であればよく、円筒状媒体Bの強度を保つ観点から、好ましくは5つ以下、より好ましくは4つ以下である。   The number of openings in the cylindrical medium B may be one or more, and from the viewpoint of maintaining the strength of the cylindrical medium B, it is preferably 5 or less, more preferably 4 or less.

円筒状媒体Bの開口部の形状は特に限定されず、正円状、楕円状等の略円形状、三角形、四角形、六角形等の多角形状などが挙げられる。開口部を2つ以上有する場合には、セルロース含有原料の均質な粉砕と、円筒状媒体Bの高い開口率及び強度を両立する観点から、該開口部は同一の形状及び大きさを有することが好ましい。
また、円筒状媒体Bの外周側面における開口部の配置も特に限定されないが、開口部を2つ以上有する場合には、セルロース含有原料の均質な粉砕と、円筒状媒体Bの高い開口率及び強度を両立する観点から、その外周側面に均等に配置されることが好ましい。
The shape of the opening of the cylindrical medium B is not particularly limited, and examples thereof include substantially circular shapes such as a perfect circle shape and an elliptical shape, and polygonal shapes such as a triangle, a quadrangle, and a hexagon. In the case of having two or more openings, from the viewpoint of achieving both uniform pulverization of the cellulose-containing raw material and high opening ratio and strength of the cylindrical medium B, the openings may have the same shape and size. preferable.
Further, the arrangement of the openings on the outer peripheral side surface of the cylindrical medium B is not particularly limited, but when two or more openings are provided, the cellulose-containing raw material is uniformly pulverized, and the cylindrical medium B has a high opening ratio and strength. From the viewpoint of achieving both, it is preferable that the outer peripheral side surface is evenly disposed.

円筒状媒体Bの開口部は、円筒状媒体Bの中心軸方向の端部より10mm以上内側に位置することが好ましく、15mm以上内側に位置することがより好ましい。図3(b)において、円筒状媒体Bの中心軸方向の端部とは図3(b)のzで示され、その端部zから開口部21までの最短距離z1が10mm以上であることが好ましいことを意味する。当該距離z1が10mm以上であると、開口部を有する円筒状媒体Bの加工時に熱による歪の発生が少なく、加工性が良好である。   The opening of the cylindrical medium B is preferably located at least 10 mm inside from the end of the cylindrical medium B in the central axis direction, and more preferably located at least 15 mm inside. In FIG. 3B, the end in the central axis direction of the cylindrical medium B is indicated by z in FIG. 3B, and the shortest distance z1 from the end z to the opening 21 is 10 mm or more. Is preferred. When the distance z1 is 10 mm or more, the occurrence of distortion due to heat during the processing of the cylindrical medium B having the opening is small, and the workability is good.

円筒状媒体Bは、その中心軸が容器内部の前記円柱形の空間の中心軸と略平行になるように配置され、かつ少なくとも1つの円筒状媒体Bは、下記の式を満たす位置に配置される(条件(3))。
0≦d1≦0.3d
d1:容器の原料投入口中心から、円筒状媒体Bの開口部の中心までの、中心軸に平行な距離
d:容器の原料投入口中心から、該円柱形の空間の中心軸方向の端部までの、中心軸に平行な最長距離
条件(3)について、図1(a)を用いて説明する。図1(a)において、円筒状媒体2Bの開口部21の中心を通りかつ軸方向に垂直な中心線を21B、容器の原料投入口中心を通る鉛直方向の中心線を11a、容器内部の円柱形の空間の中心軸方向の端部のうち、11aから遠い方の端部を通る鉛直方向の延長線を12aでそれぞれ示す。容器の原料投入口中心から、該端部までの、該中心軸に平行な最長距離dは、図1(a)の11a−12a間の距離に相当する。そして円筒状媒体2Bは、図1(a)の11a−21B間の距離d1が、0≦d1≦0.3dの位置となるように配置される。
なお、原料投入口の中心とは、原料投入口の原料の移動方向に対し垂直な断面の中心と、容器との接点を意味する。また円筒状媒体Bの開口部の中心とは、円筒状媒体Bに設けられた開口部の軸方向長さの最長距離の中点を意味する。
本発明の振動粉砕機においては、少なくとも1つの円筒状媒体Bが上記位置に配置されることで、原料投入口から導入されるセルロース含有原料が円筒状媒体Bの開口部から円筒状媒体内部に容易に導入することができる。このため、セルロース含有原料が容器内部で閉塞せず、効率よく粉末セルロースを製造できる。円筒状媒体Bの開口部の中心21Bが、原料投入口中心11aからの距離d1が0.3dを超える位置に配置されると、円筒状媒体内部へのセルロース含有原料の導入効果が十分に発揮されず、セルロース含有原料による閉塞が生じる。
上記観点から、少なくとも1つの円筒状媒体Bは、上記距離d1が、好ましくは0≦d1≦0.25d、より好ましくは0≦d1≦0.21dの位置となるように配置される。なかでも、セルロース含有原料の非晶化を促進する観点からは、d1は、好ましくは0.01≦d1≦0.25d、より好ましくは0.1≦d1≦0.25d、更に好ましくは0.1≦d1≦0.21dの位置となるように配置され、処理量を向上させる観点からは、好ましくは0≦d1≦0.2d、より好ましくは0≦d1≦0.1d、更に好ましくは0≦d1≦0.05dの位置となるように配置される。
The cylindrical medium B is arranged so that the central axis thereof is substantially parallel to the central axis of the cylindrical space inside the container, and at least one cylindrical medium B is arranged at a position satisfying the following expression. (Condition (3)).
0 ≦ d1 ≦ 0.3d
d1: Distance parallel to the central axis from the center of the raw material inlet of the container to the center of the opening of the cylindrical medium B d: End of the cylindrical space in the central axis direction from the center of the raw material inlet of the container The longest distance condition (3) parallel to the central axis will be described with reference to FIG. In FIG. 1A, a center line passing through the center of the opening 21 of the cylindrical medium 2B and perpendicular to the axial direction is 21B, a vertical center line passing through the center of the raw material inlet of the container is 11a, and a cylinder inside the container Of the ends in the central axis direction of the shape space, the vertical extension lines passing through the ends far from 11a are indicated by 12a. The longest distance d parallel to the central axis from the center of the raw material inlet of the container to the end corresponds to the distance between 11a and 12a in FIG. The cylindrical medium 2B is arranged such that the distance d1 between 11a-21B in FIG. 1A is a position of 0 ≦ d1 ≦ 0.3d.
The center of the raw material inlet means a contact point between the center of the cross section perpendicular to the moving direction of the raw material at the raw material inlet and the container. The center of the opening of the cylindrical medium B means the midpoint of the longest distance in the axial length of the opening provided in the cylindrical medium B.
In the vibration pulverizer of the present invention, the cellulose-containing raw material introduced from the raw material inlet is introduced into the cylindrical medium from the opening of the cylindrical medium B by disposing at least one cylindrical medium B at the above position. It can be easily introduced. For this reason, a cellulose containing raw material does not obstruct | occlude inside a container, and can manufacture powdered cellulose efficiently. When the center 21B of the opening of the cylindrical medium B is arranged at a position where the distance d1 from the raw material inlet center 11a exceeds 0.3d, the effect of introducing the cellulose-containing raw material into the cylindrical medium is sufficiently exhibited. Not blocked by the cellulose-containing raw material.
From the above viewpoint, the at least one cylindrical medium B is arranged such that the distance d1 is preferably in a position of 0 ≦ d1 ≦ 0.25d, more preferably 0 ≦ d1 ≦ 0.21d. Among these, from the viewpoint of promoting the amorphization of the cellulose-containing raw material, d1 is preferably 0.01 ≦ d1 ≦ 0.25d, more preferably 0.1 ≦ d1 ≦ 0.25d, and still more preferably 0.8. From the viewpoint of improving the processing amount, it is preferably 0 ≦ d1 ≦ 0.2d, more preferably 0 ≦ d1 ≦ 0.1d, and still more preferably 0. It arrange | positions so that it may become a position of <= d1 <= 0.05d.

また、本発明の振動粉砕機では、下記の式で計算される円筒状媒体間の平均間隙距離が0.1mm以上、30mm以下である(条件(4))。
平均間隙距離=(容器の中心軸方向の長さ−円筒状媒体の中心軸方向の長さの総和)/(円筒状媒体の数+1)
上記平均間隙距離が30mmを超えると、円筒状媒体Bに軸方向への不安定な振動が生じるため、円筒状媒体Bの安定的な回転が妨げられ粉砕効率が低下する。また、上記平均間隙距離が0.1mm未満では、チップ状のセルロース含有原料が円筒状媒体の内部に円滑に供給されず、前述の容器の原料投入口付近でセルロース含有原料が閉塞する。したがって、連続的な粉砕処理が困難である。
上記観点から、上記平均間隙距離は5.0mm以下であることが好ましく、1.0mm以下であることがより好ましい。また、該平均間隙距離は0.2mm以上であることが好ましく、0.3mm以上であることがより好ましい。
円筒状媒体の数は、上記条件を満たすように決定すればよい。
In the vibration pulverizer of the present invention, the average gap distance between the cylindrical media calculated by the following formula is 0.1 mm or more and 30 mm or less (condition (4)).
Average gap distance = (length of container in the central axis direction−total length of cylindrical medium in the central axis direction) / (number of cylindrical media + 1)
When the average gap distance exceeds 30 mm, unstable vibration in the axial direction occurs in the cylindrical medium B, so that the stable rotation of the cylindrical medium B is hindered and the pulverization efficiency is lowered. When the average gap distance is less than 0.1 mm, the chip-like cellulose-containing raw material is not smoothly supplied into the cylindrical medium, and the cellulose-containing raw material closes near the raw material inlet of the container. Therefore, continuous pulverization is difficult.
From the above viewpoint, the average gap distance is preferably 5.0 mm or less, and more preferably 1.0 mm or less. The average gap distance is preferably 0.2 mm or more, and more preferably 0.3 mm or more.
What is necessary is just to determine the number of cylindrical media so that the said conditions may be satisfy | filled.

円筒状媒体の中心軸方向の長さの総和は、容器内部の円柱形の空間の中心軸方向の長さより短い限り、特に限定されないが、円筒状媒体と容器との接触面積を大きくして粉砕速度を高める観点から、容器内部の円柱形の空間の軸方向の長さに対する、円筒状媒体の中心軸方向の長さの総和の比(円筒状媒体の中心軸方向の長さの総和/容器内部の円柱形の空間の軸方向の長さ)は、0.80以上であることが好ましく、0.85以上であることがより好ましく、0.90以上であることが更に好ましい。また、0.995以下であることが好ましく、0.99以下であることがより好ましく、0.98以下であることが更に好ましい。   The total length in the central axis direction of the cylindrical medium is not particularly limited as long as it is shorter than the length in the central axis direction of the cylindrical space inside the container, but the contact area between the cylindrical medium and the container is increased and pulverized. From the viewpoint of increasing the speed, the ratio of the total length in the central axis direction of the cylindrical medium to the axial length of the cylindrical space inside the container (total length in the central axis direction of the cylindrical medium / container The axial length of the internal cylindrical space is preferably 0.80 or more, more preferably 0.85 or more, and still more preferably 0.90 or more. Further, it is preferably 0.995 or less, more preferably 0.99 or less, and still more preferably 0.98 or less.

円筒状媒体の材質は特に限定されない。例えば鉄、アルミニウム、鋼鉄、ステンレススチール等の金属や合金、ジルコニア等のセラミクスを用いることができる。ステンレススチールや鋼鉄は焼入れ等の処理が行われていてもよい。
円筒状媒体の形状は、容器内部で円筒状媒体を振動させた際に、容器の振動による運動エネルギーを効率よく円筒状媒体に伝導して円筒状媒体の運動性を向上させる観点、及び、円筒状媒体内部に粉砕媒体が存在する場合には、その衝突エネルギーを大きくし、粉砕媒体同士及び円筒状媒体と粉砕媒体との衝突回数を増加させ被粉砕原料の粉砕速度を向上する観点から、円筒状媒体の内側空間の断面が正円状、楕円状等の略円形状、及び六角形以上の多角形状の筒型であることが好ましく、正円状の筒型がより好ましい。円筒状媒体の外側表面及び内側表面には突起があってもよいが、円筒状媒体の磨耗による粉砕効率の低下を防ぐ観点から、突起がないことが望ましい。
The material of the cylindrical medium is not particularly limited. For example, metals such as iron, aluminum, steel, and stainless steel, alloys, and ceramics such as zirconia can be used. Stainless steel or steel may be subjected to a treatment such as quenching.
The shape of the cylindrical medium is such that when the cylindrical medium is vibrated inside the container, the kinetic energy due to the vibration of the container is efficiently transmitted to the cylindrical medium to improve the mobility of the cylindrical medium, and the cylinder From the viewpoint of increasing the collision energy when the pulverizing medium is present inside the cylindrical medium and increasing the number of collisions between the pulverizing media and between the cylindrical medium and the pulverizing medium, thereby improving the pulverization speed of the material to be pulverized. The cross-section of the inner space of the cylindrical medium is preferably a substantially circular shape such as a perfect circle or an ellipse, and a polygonal cylindrical shape having a hexagonal shape or more, and a perfect circular cylindrical shape is more preferable. Although there may be protrusions on the outer surface and the inner surface of the cylindrical medium, it is desirable that there are no protrusions from the viewpoint of preventing reduction in grinding efficiency due to wear of the cylindrical medium.

容器の内径と、該容器の内部に接する円筒状媒体の外径との差(容器の内径−円筒状媒体の外径)は、3mm以上であることが好ましく、5mm以上であることがより好ましく、8mm以上であることが更に好ましく、10mm以上であることがより更に好ましい。また、該容器の内部に接する円筒状媒体の外径との差は、60mm以下であることが好ましく、55mm以下であることがより好ましく、50mm以下であることが更に好ましく、45mm以下であることがより更に好ましい。円筒状媒体の外径と容器の内径との差が上記範囲であると、セルロース含有原料の粉砕速度を高めることができる。容器内にライニングを挿入した場合には、容器の内径と、該容器の内部に接する円筒状媒体の外径との差から、更にライニングの厚みの2倍の長さを差し引いた値が上記範囲内であることが好ましい。
また、容器と円筒状媒体との接触頻度を高め、セルロース含有原料の粉砕速度を高める観点から、容器の内径に対する円筒状媒体の外径の比(円筒状媒体の外径/容器の内径)は0.50を超えることが好ましく、0.70以上がより好ましく、0.80以上が更に好ましい。また、容器内部における円筒状媒体の振動しやすさの観点から、容器の内径に対する円筒状媒体の外径の比は0.95以下が好ましく、0.90以下がより好ましい。
The difference between the inner diameter of the container and the outer diameter of the cylindrical medium in contact with the inside of the container (the inner diameter of the container−the outer diameter of the cylindrical medium) is preferably 3 mm or more, and more preferably 5 mm or more. 8 mm or more, more preferably 10 mm or more. Further, the difference from the outer diameter of the cylindrical medium in contact with the inside of the container is preferably 60 mm or less, more preferably 55 mm or less, further preferably 50 mm or less, and 45 mm or less. Is even more preferable. When the difference between the outer diameter of the cylindrical medium and the inner diameter of the container is within the above range, the pulverization rate of the cellulose-containing raw material can be increased. When the lining is inserted into the container, the value obtained by subtracting twice the length of the lining from the difference between the inner diameter of the container and the outer diameter of the cylindrical medium in contact with the container is within the above range. It is preferable to be within.
Further, from the viewpoint of increasing the contact frequency between the container and the cylindrical medium and increasing the pulverization rate of the cellulose-containing raw material, the ratio of the outer diameter of the cylindrical medium to the inner diameter of the container (the outer diameter of the cylindrical medium / the inner diameter of the container) is It is preferably more than 0.50, more preferably 0.70 or more, and still more preferably 0.80 or more. Further, from the viewpoint of easy vibration of the cylindrical medium inside the container, the ratio of the outer diameter of the cylindrical medium to the inner diameter of the container is preferably 0.95 or less, and more preferably 0.90 or less.

本発明において、円筒状媒体の外径とは、円筒状媒体の軸から円筒状媒体の外側表面までの最長距離の2倍を意味し、例えば円筒状媒体の軸に垂直な断面の外周の形状が正円形である場合は、正円の直径を、楕円形である場合は、該楕円の長径を意味し、多角形である場合は、該多角形の重心から頂点までの距離の内、最長のものの2倍を意味する。   In the present invention, the outer diameter of the cylindrical medium means twice the longest distance from the axis of the cylindrical medium to the outer surface of the cylindrical medium. For example, the outer peripheral shape of the cross section perpendicular to the axis of the cylindrical medium Means a diameter of a perfect circle, and if it is an ellipse, it means the major axis of the ellipse, and if it is a polygon, it is the longest of the distances from the center of gravity of the polygon to the vertex. Means twice as much.

円筒状媒体の強度の観点から、円筒状媒体の外径に対する該円筒状媒体の厚みの比(円筒状媒体の厚み/円筒状媒体の外径)は、0.02以上が好ましく、0.03以上がより好ましく、0.05以上が更に好ましい。
また、円筒状媒体の外径に対する該円筒状媒体の厚みの比は、円筒状媒体間での粉砕を促進し、セルロース含有原料の流動性を高める観点から、0.7以下が好ましく、0.6以下がより好ましく、0.5以下が更に好ましい。
特に粉砕媒体を用いる場合には、円筒状媒体内における粉砕媒体の充填量を増やし、粉砕媒体同士及び円筒状媒体と粉砕媒体との衝突回数を増加させ、被粉砕原料の粉砕速度を向上させることができる。
ここで「円筒状媒体の厚み」とは、円筒状媒体を形成する部材の厚みを意味し、円筒状媒体の軸方向の長さを意味しない。円筒状媒体の厚みが部位によって異なる場合は、円筒状媒体の厚みとは、最も厚い部位の厚みを意味する。
なお、複数の円筒状媒体Aの長さ、厚み、内径、外径、形状、材質は互いに同じであることが好ましい。円筒状媒体Bを複数用いる場合も同様である。
From the viewpoint of the strength of the cylindrical medium, the ratio of the thickness of the cylindrical medium to the outer diameter of the cylindrical medium (thickness of the cylindrical medium / outer diameter of the cylindrical medium) is preferably 0.02 or more, and 0.03 The above is more preferable, and 0.05 or more is more preferable.
The ratio of the thickness of the cylindrical medium to the outer diameter of the cylindrical medium is preferably 0.7 or less from the viewpoint of promoting pulverization between the cylindrical media and improving the fluidity of the cellulose-containing raw material. 6 or less is more preferable, and 0.5 or less is still more preferable.
Especially when using grinding media, increase the amount of grinding media filled in cylindrical media, increase the number of collisions between grinding media and between cylindrical media and grinding media, and improve the grinding speed of raw materials to be ground. Can do.
Here, the “thickness of the cylindrical medium” means the thickness of a member that forms the cylindrical medium, and does not mean the axial length of the cylindrical medium. When the thickness of the cylindrical medium differs depending on the part, the thickness of the cylindrical medium means the thickness of the thickest part.
The length, thickness, inner diameter, outer diameter, shape, and material of the plurality of cylindrical media A are preferably the same. The same applies when a plurality of cylindrical media B are used.

<粉砕媒体>
本発明の振動粉砕機は、図2に示すように、円筒状媒体内部に、更に振動可能に配置された粉砕媒体を備えた態様でもよい。粉砕媒体の形状は、図4に示すような円柱状の棒状媒体でもよく、球状媒体でもよい。また、これらを組み合わせて用いてもよい。
本発明の振動粉砕機が同様の形状の容器を上下に2つ有している場合には、上段及び下段のいずれか一方の容器のみに粉砕媒体を備えた態様でもよく、上下段両方の容器に粉砕媒体を備えた態様でもよい。
粉砕媒体の材質は特に限定されない。例えば鉄、アルミニウム、鋼鉄、ステンレススチール等の金属や合金、ジルコニア等のセラミクスを用いることができる。鋼鉄は焼入れ等の処理が行われていてもよい。
<Crushing media>
As shown in FIG. 2, the vibration pulverizer of the present invention may have a mode in which a pulverizing medium is disposed inside a cylindrical medium so as to be able to vibrate. The shape of the grinding medium may be a cylindrical rod-shaped medium as shown in FIG. 4 or a spherical medium. Moreover, you may use combining these.
In the case where the vibration pulverizer of the present invention has two containers of the same shape in the upper and lower sides, an aspect in which the pulverization medium is provided only in one of the upper and lower containers may be used. An embodiment provided with a grinding medium may be used.
The material of the grinding medium is not particularly limited. For example, metals such as iron, aluminum, steel, and stainless steel, alloys, and ceramics such as zirconia can be used. The steel may be subjected to a treatment such as quenching.

ここで、粉砕媒体の体積の積算値は、該粉砕媒体が接する円筒状媒体内側の空間容積の25%を超える値であることが好ましい。
すなわち、粉砕媒体は、円筒状媒体の内側に、該粉砕媒体の体積の積算値が、該粉砕媒体が接する円筒状媒体の内側の空間容積の25%を超える値となるように配置されることが好ましく、該粉砕媒体は複数配置されることが好ましい。粉砕媒体が複数である場合や、粉砕媒体の体積の積算値(容器内に存在する複数の粉砕媒体の体積の総和)が、円筒状媒体の内側の空間容積の25%を超える値である場合には、被粉砕原料の粉砕速度がより向上する。
なお、円筒状媒体の内側の空間容積とは、円筒状媒体の内側空間の、円筒状媒体の軸に垂直な断面の面積に、円筒状媒体の軸方向の長さを掛けた、円柱状の空間容積のことを指す。
Here, the integrated value of the volume of the grinding medium is preferably a value that exceeds 25% of the space volume inside the cylindrical medium in contact with the grinding medium.
In other words, the grinding medium is arranged inside the cylindrical medium so that the integrated value of the volume of the grinding medium exceeds 25% of the space volume inside the cylindrical medium in contact with the grinding medium. It is preferable that a plurality of the grinding media are arranged. When there are a plurality of grinding media, or when the integrated value of the volume of the grinding media (the sum of the volumes of the plurality of grinding media present in the container) exceeds 25% of the space volume inside the cylindrical media Therefore, the pulverization speed of the material to be pulverized is further improved.
The space volume inside the cylindrical medium is a columnar shape obtained by multiplying the area of the cross section perpendicular to the axis of the cylindrical medium by the length in the axial direction of the cylindrical medium. It refers to the space volume.

粉砕媒体同士及び円筒状媒体と粉砕媒体との衝突回数を増加させ粉砕速度を向上する観点から、粉砕媒体の体積の積算値は、該粉砕媒体が接する円筒状媒体の内側の空間容積の30%以上であることがより好ましく、40%以上であることが更に好ましい。また、セルロース含有原料を充填する空間を増やし、生産性を向上する観点から、粉砕媒体の体積の積算値は、該粉砕媒体が接する円筒状媒体の内側の空間容積の90%以下であることが好ましく、80%以下であることがより好ましく、70%以下であることが更に好ましい。   From the viewpoint of increasing the number of collisions between the grinding media and between the cylindrical media and the grinding media to improve the grinding speed, the integrated value of the volume of the grinding media is 30% of the space volume inside the cylindrical media with which the grinding media are in contact. More preferably, it is more preferably 40% or more. Further, from the viewpoint of increasing the space for filling the cellulose-containing raw material and improving the productivity, the integrated value of the volume of the grinding medium may be 90% or less of the space volume inside the cylindrical medium in contact with the grinding medium. Preferably, it is 80% or less, more preferably 70% or less.

棒状媒体の形状は、円筒状媒体との衝突による磨耗を抑制する観点から、円柱状又は四角形以上の多角形の角柱であることが好ましく、円柱状であることがより好ましく、断面が正円である円柱状であることが更に好ましい。
棒状媒体の外径は、衝突力を大きくし、セルロース含有原料の粉砕速度を向上する観点から、3mm以上であることが好ましく、5mm以上であることがより好ましく、7mm以上であることが更に好ましい。また、棒状媒体の数を増やし、衝突力及び粉砕媒体同士及び円筒状媒体と粉砕媒体との衝突回数を増加させて被粉砕原料の粉砕速度を高める観点から、上記外径は60mm以下であることが好ましく、50mm以下であることがより好ましく、45mm以下であることが更に好ましい。
ここで、棒状媒体の外径とは、棒の長さ方向に垂直な断面上にあって、該断面の重心を通り、断面の外周に両端を有する直線の長さをいい、断面の形状が正円である場合は、該正円の直径をいう。
The shape of the rod-shaped medium is preferably a columnar shape or a polygonal prism having a quadrangle or more, more preferably a columnar shape, and a cross-section is a perfect circle from the viewpoint of suppressing wear due to collision with the cylindrical medium. More preferably, it has a certain columnar shape.
The outer diameter of the rod-shaped medium is preferably 3 mm or more, more preferably 5 mm or more, and even more preferably 7 mm or more from the viewpoint of increasing the impact force and improving the pulverization rate of the cellulose-containing raw material. . From the viewpoint of increasing the number of rod-shaped media, increasing the collision force and the number of collisions between the grinding media and between the cylindrical media and the grinding media to increase the grinding speed of the raw material to be ground, the outer diameter is 60 mm or less. Is preferably 50 mm or less, and more preferably 45 mm or less.
Here, the outer diameter of the rod-shaped medium means the length of a straight line that is on the cross section perpendicular to the length direction of the rod, passes through the center of gravity of the cross section, and has both ends on the outer periphery of the cross section. When it is a perfect circle, it means the diameter of the perfect circle.

棒状媒体の長さは、容器内部の円柱形の空間の中心軸方向の長さより短い限り、特に限定されないが、円筒状媒体と粉砕媒体との接触面積を大きくして粉砕速度を高める観点から、容器内部の円柱形の空間の軸方向の長さに対する、棒状媒体の長さの比(棒状媒体の長さ/容器内部の円柱形の空間の軸方向の長さ)は、0.80以上であることが好ましく、0.85以上であることがより好ましく、0.90以上であることが更に好ましい。また、0.995以下であることが好ましく、0.99以下であることがより好ましく、0.98以下であることが更に好ましい。
装置のメンテナンスを容易にするために、棒状媒体は、長さ方向に複数に分割されていてもよい。
The length of the rod-shaped medium is not particularly limited as long as it is shorter than the length in the central axis direction of the cylindrical space inside the container, but from the viewpoint of increasing the grinding speed by increasing the contact area between the cylindrical medium and the grinding medium, The ratio of the length of the rod-shaped medium to the axial length of the cylindrical space inside the container (the length of the rod-shaped medium / the axial length of the cylindrical space inside the container) is 0.80 or more. Preferably, it is 0.85 or more, more preferably 0.90 or more. Further, it is preferably 0.995 or less, more preferably 0.99 or less, and still more preferably 0.98 or less.
In order to facilitate maintenance of the apparatus, the rod-shaped medium may be divided into a plurality of pieces in the length direction.

球状媒体の外径は、衝突力を大きくし、粉砕速度を向上する観点から、3mm以上であることが好ましく、5mm以上であることがより好ましく、7mm以上であることが更に好ましい。また、球状媒体の衝突力及び粉砕媒体同士及び円筒状媒体と粉砕媒体との衝突回数を増加させ、粉砕速度を向上する観点から、上記外径は60mm以下であることが好ましく、50mm以下であることがより好ましく、45mm以下であることが更に好ましい。球状媒体の外径とは、球の直径を意味する。   The outer diameter of the spherical medium is preferably 3 mm or more, more preferably 5 mm or more, and even more preferably 7 mm or more from the viewpoint of increasing the impact force and improving the grinding speed. Further, from the viewpoint of increasing the collision force of the spherical medium and the number of collisions between the grinding media and between the cylindrical medium and the grinding media and improving the grinding speed, the outer diameter is preferably 60 mm or less, and 50 mm or less. More preferably, it is more preferably 45 mm or less. The outer diameter of the spherical medium means the diameter of the sphere.

粉砕媒体を用いる場合には、本発明の振動粉砕機は、粉砕媒体の外径に対する、該粉砕媒体が接する円筒状媒体の内径の比(粉砕媒体が接する円筒状媒体の内径/粉砕媒体の外径)が2.1以上であることが好ましい。
図2に示すように、複数設置された円筒状媒体の内部に、円筒状媒体の軸に垂直な面内に複数の粉砕媒体が存在するように配置することにより、粉砕媒体の衝突力及び粉砕媒体同士及び円筒状媒体と粉砕媒体との衝突回数を増加させ被粉砕原料の粉砕速度を向上することができる。この粉砕速度の観点から、粉砕媒体の外径に対する、該粉砕媒体が接する円筒状媒体の内径の比(粉砕媒体が接する円筒状媒体の内径/粉砕媒体の外径)は、2.2以上であることがより好ましく、2.5以上であることが更に好ましい。また、粉砕媒体の外径に対する、該粉砕媒体が接する円筒状媒体の内径の比は500以下であることが好ましく、350以下であることがより好ましく、100以下であることが更に好ましく、50以下であることがより更に好ましく、25以下であることがより更に好ましい。
本発明において円筒状媒体の内径とは、円筒状媒体の軸から、円筒状媒体の内面までの最短距離の2倍を意味する。
さらに、粉砕媒体を用いる場合には、容器を振動させた際に、粉砕媒体が円筒状媒体の内側から外側に出ると容器内部における円筒状媒体の振動を妨げる。よって容器内部の円柱形の空間の軸方向の長さと、円筒状媒体の軸方向の長さとの差が、棒状媒体の軸方向の長さ、又は球状媒体の直径よりも小さくなることが好ましい。
In the case of using a grinding medium, the vibration grinding machine of the present invention has a ratio of the inner diameter of the cylindrical medium in contact with the outer diameter of the grinding medium (the inner diameter of the cylindrical medium in contact with the grinding medium / the outer diameter of the grinding medium). (Diameter) is preferably 2.1 or more.
As shown in FIG. 2, the collision force and pulverization of the pulverization medium are arranged by arranging the plural pulverization media in a plane perpendicular to the axis of the cylindrical medium in the plurality of installed cylindrical media. By increasing the number of collisions between the media and between the cylindrical medium and the grinding medium, the grinding speed of the raw material to be ground can be improved. From the viewpoint of this grinding speed, the ratio of the inner diameter of the cylindrical medium in contact with the grinding medium to the outer diameter of the grinding medium (the inner diameter of the cylindrical medium in contact with the grinding medium / the outer diameter of the grinding medium) is 2.2 or more. More preferably, it is more preferably 2.5 or more. Further, the ratio of the inner diameter of the cylindrical medium in contact with the grinding medium to the outer diameter of the grinding medium is preferably 500 or less, more preferably 350 or less, further preferably 100 or less, and further preferably 50 or less. Is more preferable, and it is still more preferable that it is 25 or less.
In the present invention, the inner diameter of the cylindrical medium means twice the shortest distance from the axis of the cylindrical medium to the inner surface of the cylindrical medium.
Further, in the case of using the grinding medium, when the grinding medium comes out from the inside of the cylindrical medium when the container is vibrated, the vibration of the cylindrical medium inside the container is hindered. Therefore, it is preferable that the difference between the axial length of the cylindrical space inside the container and the axial length of the cylindrical medium is smaller than the axial length of the rod-shaped medium or the diameter of the spherical medium.

[粉末セルロースの製造方法]
本発明の粉末セルロースの製造方法は、チップ状のセルロース含有原料を上述した本発明の振動粉砕機を用いて粉砕する粉末セルロースの製造方法であって、該振動粉砕機の容器内部にチップ状のセルロース含有原料を該原料投入口より導入し、該容器を振動させて粉砕し、得られた粉末セルロースを排出口より排出する工程を有することを特徴とする。
[Production method of powdered cellulose]
The method for producing powdered cellulose of the present invention is a method for producing powdered cellulose in which a chip-like cellulose-containing raw material is pulverized using the above-described vibration pulverizer of the present invention, and the chip-like cellulose-containing raw material is chip-shaped inside the container of the vibration pulverizer. A cellulose-containing raw material is introduced from the raw material inlet, and the container is vibrated and pulverized, and the obtained powdered cellulose is discharged from the outlet.

<チップ状セルロース含有原料>
本発明に用いられるセルロース含有原料は、連続的に粉砕処理を行う観点から、チップ状のセルロース含有原料である。
粉砕対象であるセルロース含有原料としては、特に限定されるものではないが、例えば、各種木材チップ、各種樹木の剪定枝材、間伐材、枝木材、建築廃材、工場廃材などの木材類;木材から製造されたウッドパルプ、綿の種子の周囲の繊維から得られるコットンリンターパルプなどのパルプ類;段ボール、雑誌、上質紙などの紙類等が挙げられる。
粉砕対象のセルロース含有原料は、これらのうちの1種であっても、また、2種以上を混合したものであっても、どちらでもよい。粉砕対象のセルロース含有原料としては、これらのうちパルプ類や木材類が好ましく、パルプ類がより好ましい。
<Chip-like cellulose-containing raw material>
The cellulose-containing raw material used in the present invention is a chip-like cellulose-containing raw material from the viewpoint of continuous pulverization.
The cellulose-containing raw material to be crushed is not particularly limited. For example, various wood chips, various tree pruned branches, thinned wood, branch wood, building waste, factory waste, etc .; Examples include pulps such as wood pulp produced, and cotton linter pulp obtained from fibers around cotton seeds; papers such as cardboard, magazines, and fine paper.
The cellulose-containing raw material to be pulverized may be one of these, or may be a mixture of two or more. Among these, the cellulose-containing raw material to be pulverized is preferably pulps or woods, and more preferably pulps.

本発明において、振動粉砕機により粉砕されるチップ状セルロース含有原料は、原料の種類と大きさにもよるが、後述する、裁断処理及び/又は乾燥処理を行ってもよい。
チップ状セルロース含有原料の形状は特に限定されず、立方体、直方体、粒状、及び棒状等であってよい。チップ状セルロース含有原料の大きさは、粉砕性向上の観点から、チップ表面のうちの任意の2点間の距離の最大値が10mm以下であることが好ましく、7mm以下であることがより好ましく、5mm以下であることが更に好ましい。またチップ状への加工の観点から、チップ表面のうちの任意の2点間の距離の最小値が0.1mm以上であることが好ましく、0.5mm以上であることがより好ましく、1mm以上であることが更に好ましい。
In the present invention, the chip-like cellulose-containing raw material pulverized by the vibration pulverizer may be subjected to a cutting process and / or a drying process, which will be described later, depending on the type and size of the raw material.
The shape of the chip-shaped cellulose-containing raw material is not particularly limited, and may be a cube, a rectangular parallelepiped, a granule, a rod, or the like. The size of the chip-shaped cellulose-containing raw material is preferably 10 mm or less, more preferably 7 mm or less, from the viewpoint of improving pulverization, the maximum value of the distance between any two points on the chip surface. More preferably, it is 5 mm or less. Further, from the viewpoint of processing into a chip shape, the minimum value of the distance between any two points on the chip surface is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.5 mm or more, and 1 mm or more. More preferably it is.

本発明に用いられるセルロース含有原料は、該セルロース含有原料から水を差し引いた残余の成分中のセルロース含有量(α−セルロース含有量)が20質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることが更に好ましく、70質量%以上がより更に好ましく、75質量%以上がより更に好ましい。α−セルロース含有量の上限は100質量%である。ここで、α−セルロース含有量は、実施例に記載の方法によって測定することができる。   In the cellulose-containing raw material used in the present invention, the cellulose content (α-cellulose content) in the remaining components obtained by subtracting water from the cellulose-containing raw material is preferably 20% by mass or more, and 40% by mass or more. More preferably, it is more preferably 60% by mass or more, still more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 75% by mass or more. The upper limit of the α-cellulose content is 100% by mass. Here, the α-cellulose content can be measured by the method described in Examples.

セルロース含有原料中のセルロースは、結晶部位及びアモルファス部位からなる。本発明において、セルロースI型結晶化指数とは、X線回折法による回折強度値からSegal法により算出したもので、下記計算式(1)により定義される。具体的なX線回折の測定条件については実施例で示す。
セルロースI型結晶化指数(%)=〔(I22.6−I18.5)/I22.6〕×100 (1)
〔I22.6は、X線回折におけるセルロースI型結晶の格子面(002面)(回折角2θ=22.6°)の回折強度を示し、I18.5は、アモルファス部(回折角2θ=18.5°)の回折強度を示す。〕
ここで、セルロースI型とは、天然セルロースの結晶形のことであり、セルロースI型結晶化指数とは、セルロースの結晶領域量の全量に対するセルロースI型の割合を意味する。
本発明において被粉砕原料として用いられるセルロース含有原料中のセルロースのセルロースI型結晶化指数には特に限定はない。しかしながら、通常、セルロースの結晶化指数を低減するための粉砕処理においては、セルロース鎖の切断による重合度低下が伴う。この平均重合度が高い粉末セルロースを得る観点、及び原料コストの観点から、セルロース含有原料としては、結晶化指数を低減するための粉砕処理に、より曝されていないセルロース含有原料を用いることが好ましい。
よって、本発明において被粉砕原料として用いられるセルロース含有原料中のセルロースのI型結晶化指数は、60%を超えることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、75%以上であることが更に好ましい。
一方、結晶化指数が95%を超える極めて結晶化度の高いセルロース含有原料の入手が困難であることから、セルロース含有原料中のセルロースのI型結晶化指数は、90%以下であることが好ましく、85%以下であることがより好ましい。
The cellulose in a cellulose containing raw material consists of a crystalline region and an amorphous region. In the present invention, the cellulose I-type crystallization index is calculated by the Segal method from the diffraction intensity value by the X-ray diffraction method, and is defined by the following calculation formula (1). Specific measurement conditions for X-ray diffraction will be described in Examples.
Cellulose type I crystallization index (%) = [(I 22.6 −I 18.5 ) / I 22.6 ] × 100 (1)
[I 22.6 indicates the diffraction intensity of the lattice plane (002 plane) (diffraction angle 2θ = 22.6 °) of cellulose I-type crystal in X-ray diffraction, and I 18.5 indicates the amorphous part (diffraction angle 2θ = 18.5). °) shows the diffraction intensity. ]
Here, the cellulose type I is a crystalline form of natural cellulose, and the cellulose type I crystallization index means the ratio of the cellulose type I to the total amount of the crystalline region of cellulose.
There is no particular limitation on the cellulose I-type crystallization index of cellulose in the cellulose-containing raw material used as the material to be ground in the present invention. However, in general, the pulverization treatment for reducing the crystallization index of cellulose is accompanied by a decrease in the degree of polymerization due to breaking of the cellulose chain. From the viewpoint of obtaining powdered cellulose having a high average degree of polymerization and from the viewpoint of raw material costs, it is preferable to use a cellulose-containing raw material that is not exposed to the pulverization treatment for reducing the crystallization index as the cellulose-containing raw material. .
Therefore, the type I crystallization index of cellulose in the cellulose-containing raw material used as the material to be ground in the present invention is preferably more than 60%, more preferably 70% or more, and 75% or more. Further preferred.
On the other hand, since it is difficult to obtain a cellulose-containing raw material having a crystallinity index exceeding 95% and having a very high degree of crystallinity, the type I crystallization index of cellulose in the cellulose-containing raw material is preferably 90% or less. More preferably, it is 85% or less.

(裁断処理)
本発明において、振動粉砕機により粉砕されるチップ状のセルロース含有原料は、シート状のセルロース含有原料を裁断処理することによっても得られる。シート状のセルロース含有原料を裁断処理する方法としては、セルロース含有原料の種類やシートのサイズにより適宜選択することができるが、例えば、シュレッダー、スリッターカッター及びロータリーカッターから選ばれる1種以上の裁断機を使用する方法が挙げられるが、シュレッダー又はスリッターカッターを使用することが好ましく、生産性の観点から、スリッターカッターを使用することがより好ましい。
スリッターカッターとは、シートの長手方向に沿った縦方向にロールカッターで縦切りして、細長い短冊状とし、次に、固定刃と回転刃でシートの幅方向に沿って短く横切りする裁断機であって、スリッターカッターを用いることにより、さいの目形状のセルロース含有原料を容易に得ることができる。スリッターカッターとしては、株式会社ホーライ製のシートペレタイザ、株式会社荻野精機製作所製のスーパーカッター等を好ましく使用でき、これらの装置を使用すると、シート状のセルロース含有原料を約1〜20mm角に裁断することができる。なお、シート状のセルロース含有原料のシートの厚さは、裁断機の性能にもよるが、裁断加工性の観点から0.1mm以上、3mm以下が好ましい。
(Cutting process)
In the present invention, the chip-shaped cellulose-containing raw material pulverized by the vibration pulverizer can also be obtained by cutting the sheet-like cellulose-containing raw material. A method for cutting the cellulose-containing raw material in sheet form can be appropriately selected depending on the type of the cellulose-containing raw material and the size of the sheet. For example, one or more cutting machines selected from a shredder, a slitter cutter and a rotary cutter are used. However, it is preferable to use a shredder or a slitter cutter, and it is more preferable to use a slitter cutter from the viewpoint of productivity.
A slitter cutter is a cutting machine that cuts vertically with a roll cutter in the longitudinal direction along the longitudinal direction of the sheet to make an elongated strip shape, and then cuts it shortly along the width direction of the sheet with a fixed blade and a rotating blade. By using a slitter cutter, it is possible to easily obtain a cellulose-containing raw material having a dice shape. As a slitter cutter, a sheet pelletizer manufactured by Horai Co., Ltd., a super cutter manufactured by Hadano Seiki Seisakusho Co., Ltd. can be preferably used, and when these devices are used, a sheet-like cellulose-containing raw material is cut into about 1 to 20 mm square. can do. The thickness of the sheet-like cellulose-containing raw material sheet is preferably 0.1 mm or more and 3 mm or less from the viewpoint of cutting processability, although it depends on the performance of the cutting machine.

(乾燥処理)
裁断処理を行ったチップ状のセルロース含有原料は、振動粉砕機による粉砕処理前に乾燥処理することが好ましい。
一般に、市販のパルプ類は、5質量%を超える水分を含有しており、通常5〜30質量%程度の水分を含有している。したがって本発明では、粉砕効率を向上させる観点から、乾燥処理を行うことによって、セルロース含有原料の水分含量を9質量%以下に調整することが好ましく、4質量%以下がより好ましく、3質量%以下が更に好ましく、2質量%以下が更により好ましく、1質量%以下が特に好ましい。この水分含量が9質量%以下であれば、粉砕効率は向上する。一方、この水分含量の下限は、粉末セルロースの生産性及び乾燥効率の観点から、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、更に好ましくは0.4質量%以上である。
前記の水分含量は、実施例に記載の方法により測定することができる。
(Drying process)
The chip-shaped cellulose-containing raw material that has been subjected to the cutting treatment is preferably dried before being pulverized by a vibration pulverizer.
Generally, commercially available pulps contain water exceeding 5% by mass, and usually contain about 5-30% by mass of water. Therefore, in the present invention, from the viewpoint of improving the pulverization efficiency, it is preferable to adjust the water content of the cellulose-containing raw material to 9% by mass or less by performing a drying treatment, more preferably 4% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less. Is more preferably 2% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less. If this moisture content is 9% by mass or less, the grinding efficiency is improved. On the other hand, the lower limit of the moisture content is preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and still more preferably 0.4% by mass or more, from the viewpoint of the productivity and drying efficiency of powdered cellulose. is there.
The water content can be measured by the method described in Examples.

乾燥方法は、公知の乾燥手段を適宜選択すればよく、例えば、熱風受熱乾燥法、伝導受熱乾燥法、除湿空気乾燥法、冷風乾燥法、マイクロ波乾燥法、赤外線乾燥法、天日乾燥法、真空乾燥法、凍結乾燥法等が挙げられる。
前記の乾燥方法において、公知の乾燥機を適宜選択して使用することができ、例えば、「粉体工学概論」(社団法人日本粉体工業技術会編集 粉体工学情報センター1995年発行)176頁に記載の乾燥機等が挙げられる。
これらの乾燥方法及び乾燥機は単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。乾燥処理はバッチ処理、連続処理のいずれでも可能であるが、生産性の観点から連続処理が望ましい。
連続乾燥機は、伝熱効率の観点から伝導受熱型の横型攪拌乾燥機が好ましい。更に、微粉が発生しにくく、また、連続排出の安定性の観点から、二軸の横型攪拌乾燥機が好ましい。二軸の横型攪拌乾燥機としては、株式会社奈良機械製作所製の二軸パドルドライヤーを好ましく使用できる。
The drying method may be appropriately selected from known drying means, for example, hot air heat receiving drying method, conductive heat receiving drying method, dehumidified air drying method, cold air drying method, microwave drying method, infrared drying method, sun drying method, A vacuum drying method, a freeze-drying method, etc. are mentioned.
In the above-mentioned drying method, a known dryer can be appropriately selected and used. For example, “Introduction to Powder Engineering” (Edited by the Powder Technology Information Center 1995, published by the Japan Society of Powder Technology) 176 pages And the like.
These drying methods and dryers may be used alone or in combination of two or more. The drying process can be either a batch process or a continuous process, but a continuous process is desirable from the viewpoint of productivity.
The continuous dryer is preferably a conductive heat receiving horizontal stirring dryer from the viewpoint of heat transfer efficiency. Furthermore, a biaxial horizontal stirring dryer is preferable from the viewpoint of the generation of fine powder and the stability of continuous discharge. As the biaxial horizontal stirring dryer, a biaxial paddle dryer manufactured by Nara Machinery Co., Ltd. can be preferably used.

乾燥処理における温度は、乾燥手段、乾燥時間等により一概には決定できないが、10℃以上が好ましく、25℃以上がより好ましく、50℃以上が更に好ましく、250℃以下が好ましく、180℃以下がより好ましく、150℃以下が更に好ましい。乾燥処理時間は0.01時間以上が好ましく、0.02時間以上がより好ましい。また、2時間以下が好ましく、1時間以下がより好ましい。必要に応じて減圧下で乾燥処理を行ってもよく、減圧下に乾燥処理を行う場合は、圧力は1kPa以上が好ましく、50kPa以上がより好ましく、120kPa以下が好ましく、105kPa以下がより好ましい。   The temperature in the drying process cannot be determined unconditionally depending on the drying means, drying time, etc., but is preferably 10 ° C or higher, more preferably 25 ° C or higher, further preferably 50 ° C or higher, preferably 250 ° C or lower, and 180 ° C or lower. More preferred is 150 ° C. or lower. The drying treatment time is preferably 0.01 hours or more, more preferably 0.02 hours or more. Moreover, 2 hours or less are preferable and 1 hour or less are more preferable. If necessary, the drying treatment may be performed under reduced pressure. When the drying treatment is performed under reduced pressure, the pressure is preferably 1 kPa or more, more preferably 50 kPa or more, preferably 120 kPa or less, and more preferably 105 kPa or less.

(粉砕処理)
裁断処理を行った後、必要に応じて乾燥処理を行ったチップ状のセルロース含有原料を、本発明の振動粉砕機によって粉砕する。本発明においてこれを「粉砕処理」と称する場合がある。
具体的には、被粉砕原料であるチップ状のセルロース含有原料を、本発明の振動粉砕機の容器内部に、原料投入口から導入し、該容器を振動させて粉砕し、得られた粉末セルロースを振動粉砕機の排出口から排出する。
粉砕処理時の容器の振動数、振幅、及びそれらの好ましい範囲は、前述の容器の項で述べたものと同様である。
(Crushing process)
After performing the cutting process, the chip-shaped cellulose-containing raw material subjected to the drying process as necessary is pulverized by the vibration pulverizer of the present invention. In the present invention, this may be referred to as “grinding treatment”.
Specifically, chip-like cellulose-containing raw material, which is a raw material to be crushed, is introduced into the container of the vibration pulverizer of the present invention from the raw material inlet, and pulverized by vibrating the container to obtain the obtained cellulose powder Is discharged from the outlet of the vibration crusher.
The frequency and amplitude of the container at the time of the pulverization treatment, and preferred ranges thereof are the same as those described in the section of the container.

チップ状のセルロース含有原料の容器への供給速度によって、粉砕処理後の粉末セルロースの粒径や結晶化指数を調整することができる。容器の容積により好ましい供給速度は変わるが、結晶化指数を十分に低下させる観点から、容器の底面積に対する供給速度の比(供給速度/容器1の底面積)が40kg/(min・m2)以下であることが好ましく、30kg/(min・m2)以下であることがより好ましく、20kg/(min・m2)以下であることが更に好ましい。処理量を維持する観点から、前記容器の底面積に対する供給速度の比は0.5kg/(min・m2)以上であることが好ましく、1kg/(min・m2)以上であることがより好ましく、3kg/(min・m2)以上であることが更に好ましい。 The particle size and crystallization index of the powdered cellulose after the pulverization treatment can be adjusted by the supply rate of the chip-like cellulose-containing raw material to the container. Although the preferable supply rate varies depending on the volume of the container, from the viewpoint of sufficiently reducing the crystallization index, the ratio of the supply rate to the bottom area of the container (supply rate / bottom area of the container 1) is 40 kg / (min · m 2 ). Or less, more preferably 30 kg / (min · m 2 ) or less, and still more preferably 20 kg / (min · m 2 ) or less. From the viewpoint of maintaining the throughput, the ratio of the supply rate to the bottom area of the container is preferably 0.5 kg / (min · m 2 ) or more, and more preferably 1 kg / (min · m 2 ) or more. It is preferably 3 kg / (min · m 2 ) or more.

本発明の製造方法により製造される粉末セルロースは、メジアン径を1μm以上、200μm以下に低減したものであることが好ましい。求められるメジアン径は、使用するセルロース含有原料にもよるが、粉砕処理後の粉末セルロースのメジアン径が200μm以下になるとハンドリング性が向上すると共に、比表面積が増大し、種々の化学反応性等が向上する。該粉末セルロースのメジアン径は、実施例で示す測定方法により求めることができる。   The powdered cellulose produced by the production method of the present invention preferably has a median diameter reduced to 1 μm or more and 200 μm or less. The required median diameter depends on the cellulose-containing raw material used, but when the median diameter of the powdered cellulose after the pulverization treatment is 200 μm or less, the handling property is improved, the specific surface area is increased, and various chemical reactivities are obtained. improves. The median diameter of the powdered cellulose can be determined by the measurement method shown in the examples.

本発明の製造方法により製造される粉末セルロースは、好ましくは、含有されるセルロースの、前記計算式(1)から算出されるセルロースI型結晶化指数が50%以下である。
結晶化指数は、セルロースの物理的、化学的性質とも関係し、その値が大きいほど、セルロースの結晶性が高く、非結晶部分が少ないため、硬度、密度等は増すが、伸び、柔軟性、水や溶媒に対する溶解性、化学反応性は低下する。
セルロースのI型結晶化指数が50%以下であれば、セルロースの化学反応性は高い。この観点から、本発明の製造方法により製造される粉末セルロースのI型結晶化指数は、45%以下がより好ましく、40%以下が更に好ましく、35%以下がより更に好ましい。
The powdered cellulose produced by the production method of the present invention preferably has a cellulose I-type crystallization index calculated from the above formula (1) of the contained cellulose of 50% or less.
The crystallization index is also related to the physical and chemical properties of cellulose, and the larger the value, the higher the crystallinity of cellulose and the less non-crystalline parts, so the hardness, density, etc. increase, but elongation, flexibility, Solubility and chemical reactivity in water and solvent decrease.
If the type I crystallization index of cellulose is 50% or less, the chemical reactivity of cellulose is high. From this viewpoint, the type I crystallization index of the powdered cellulose produced by the production method of the present invention is more preferably 45% or less, still more preferably 40% or less, and even more preferably 35% or less.

上述の実施形態に関し、本発明は粉末セルロースの製造方法、及び振動粉砕機を開示する。
<1>
チップ状のセルロース含有原料を振動粉砕機を用いて粉砕する粉末セルロースの製造方法であって、該振動粉砕機は、原料投入口及び排出口を備え、内部に円柱形の空間を有し、該円柱形の空間の中心軸が略水平になるように配置され、該中心軸に対し略垂直な面内方向に振動可能に保持された容器と、該容器内部に、該中心軸方向に複数、振動可能に配置された円筒状媒体とを備え、該複数の円筒状媒体は2種の円筒状媒体A及び円筒状媒体Bからなり、かつ、下記条件(1)〜(4)を満たし、該振動粉砕機の該容器内部に該セルロース含有原料を該原料投入口より導入し、該容器を振動させて粉砕し、得られた粉末セルロースを該排出口より排出する工程を有する、粉末セルロースの製造方法。
(1)円筒状媒体Aは、中心軸方向の長さが3mm以上、100mm以下であり、その中心軸が容器内部の前記円柱形の空間の中心軸と略平行になるように配置される。
(2)円筒状媒体Bは、中心軸方向の長さが70mm以上、110mm以下であり、その外周側面に開口面積25cm2以上、250cm2以下の開口部を少なくとも1つ有し、かつ該開口部を含む該外周側面の総面積に対する該開口面積の総和の比率が10%以上、50%以下である。
(3)円筒状媒体Bは、その中心軸が容器内部の前記円柱形の空間の中心軸と略平行になるように配置され、かつ少なくとも1つの円筒状媒体Bは、下記の式を満たす位置に配置される。
0≦d1≦0.3d
d1:容器の原料投入口中心から、円筒状媒体Bの開口部の中心までの、中心軸に平行な距離
d:容器の原料投入口中心から、該円柱形の空間の中心軸方向の端部までの、中心軸に平行な最長距離
(4)下記の式で計算される円筒状媒体間の平均間隙距離が0.1mm以上、30mm以下である。
平均間隙距離=(容器の中心軸方向の長さ−円筒状媒体の中心軸方向の長さの総和)/(円筒状媒体の数+1)
<2>
振動粉砕機が原料投入口を容器上部、好ましくは容器一端の上部に備える、上記<1>に記載の粉末セルロースの製造方法。
<3>
振動粉砕機が容器を上下に2つ有し、少なくとも上段側の容器及び該容器内部に配置された円筒状媒体が前記条件(1)〜(4)を満たしている、上記<1>又は<2>に記載の粉末セルロースの製造方法。
<4>
円筒状媒体Aの中心軸方向の長さが、好ましくは5mm以上、より好ましくは10mm以上であり、好ましくは70mm以下、より好ましくは50mm以下である、上記<1>〜<3>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<5>
円筒状媒体Bの中心軸方向の長さが、好ましくは75mm以上、より好ましくは80mm以上であり、好ましくは100mm以下、より好ましくは95mm以下である、上記<1>〜<4>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
In relation to the above-described embodiment, the present invention discloses a method for producing powdered cellulose and a vibration grinder.
<1>
A method for producing powdered cellulose in which chip-shaped cellulose-containing raw material is pulverized using a vibration pulverizer, the vibration pulverizer having a raw material inlet and a discharge port, and having a cylindrical space inside, A container that is arranged so that the central axis of the cylindrical space is substantially horizontal, and is held so as to vibrate in an in-plane direction substantially perpendicular to the central axis, and a plurality of containers in the central axis direction inside the container, A plurality of cylindrical media, the cylindrical media are composed of two types of cylindrical media A and cylindrical media B, and satisfy the following conditions (1) to (4), Production of powdered cellulose comprising a step of introducing the cellulose-containing raw material into the container of a vibration pulverizer from the raw material inlet, pulverizing the container by vibration, and discharging the obtained powdered cellulose from the outlet Method.
(1) The cylindrical medium A has a length in the central axis direction of 3 mm or more and 100 mm or less, and is arranged so that the central axis is substantially parallel to the central axis of the cylindrical space inside the container.
(2) a cylindrical medium B, it 70mm or more in length in the central axial direction when the 110mm or less, the opening area 25 cm 2 or more on the outer peripheral side surface, has at least one 250 cm 2 or less of the opening, and the opening The ratio of the sum of the opening areas to the total area of the outer peripheral side surface including the portion is 10% or more and 50% or less.
(3) The cylindrical medium B is disposed so that the central axis thereof is substantially parallel to the central axis of the columnar space inside the container, and at least one cylindrical medium B satisfies the following formula: Placed in.
0 ≦ d1 ≦ 0.3d
d1: Distance parallel to the central axis from the center of the raw material inlet of the container to the center of the opening of the cylindrical medium B d: End of the cylindrical space in the central axis direction from the center of the raw material inlet of the container The longest distance parallel to the central axis (4) The average gap distance between the cylindrical media calculated by the following formula is 0.1 mm or more and 30 mm or less.
Average gap distance = (length of container in the central axis direction−total length of cylindrical medium in the central axis direction) / (number of cylindrical media + 1)
<2>
The method for producing powdered cellulose according to the above <1>, wherein the vibration pulverizer includes a raw material inlet at an upper part of the container, preferably at an upper part of one end of the container.
<3>
The vibration pulverizer has two containers at the top and bottom, and at least the upper container and the cylindrical medium disposed in the container satisfy the above conditions (1) to (4), <1> or < The method for producing powdered cellulose according to 2>.
<4>
The length in the central axis direction of the cylindrical medium A is preferably 5 mm or more, more preferably 10 mm or more, preferably 70 mm or less, more preferably 50 mm or less, any one of the above items <1> to <3> The manufacturing method of the powdered cellulose as described in any one of.
<5>
The length in the central axis direction of the cylindrical medium B is preferably 75 mm or more, more preferably 80 mm or more, preferably 100 mm or less, more preferably 95 mm or less, any one of the above items <1> to <4> The manufacturing method of the powdered cellulose as described in any one of.

<6>
円筒状媒体Bの開口部21の1つあたりの開口面積が、好ましくは30cm2以上、より好ましくは50cm2以上、更に好ましくは70cm2以上であり、好ましくは230cm2以下、より好ましくは200cm2以下である、上記<1>〜<5>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<7>
円筒状媒体Bの該開口部を含む該外周側面の総面積に対する該開口面積の総和の比率が、好ましくは20%以上、より好ましくは30%以上であり、好ましくは45%以下、より好ましくは40%以下である、上記<1>〜<6>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<8>
円筒状媒体Bの開口部の数が1つ以上5つ以下、好ましくは1つ以上4つ以下である、上記<1>〜<7>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<9>
少なくとも1つの円筒状媒体Bが、好ましくは0≦d1≦0.25d、より好ましくは0≦d1≦0.21dの位置となるように配置される、上記<1>〜<8>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<10>
少なくとも1つの円筒状媒体Bが、好ましくは0.01≦d1≦0.25d、より好ましくは0.1≦d1≦0.25d、更に好ましくは0.1≦d1≦0.21dの位置となるように配置される、上記<1>〜<8>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<6>
Opening area per one of the openings 21 of the cylindrical media B is preferably 30 cm 2 or more, more preferably 50 cm 2 or more, more preferably 70cm 2 or more, preferably 230 cm 2 or less, more preferably 200 cm 2 The manufacturing method of the powdered cellulose in any one of said <1>-<5> which is the following.
<7>
The ratio of the sum of the opening area to the total area of the outer peripheral side surface including the opening of the cylindrical medium B is preferably 20% or more, more preferably 30% or more, preferably 45% or less, more preferably The manufacturing method of the powdered cellulose in any one of said <1>-<6> which is 40% or less.
<8>
The method for producing powdered cellulose according to any one of <1> to <7> above, wherein the number of openings of the cylindrical medium B is 1 or more and 5 or less, preferably 1 or more and 4 or less.
<9>
Any one of the above items <1> to <8>, wherein at least one cylindrical medium B is disposed so as to have a position of preferably 0 ≦ d1 ≦ 0.25d, more preferably 0 ≦ d1 ≦ 0.21d. The manufacturing method of the powdered cellulose as described in any one of.
<10>
At least one cylindrical medium B is preferably positioned at 0.01 ≦ d1 ≦ 0.25d, more preferably 0.1 ≦ d1 ≦ 0.25d, and even more preferably 0.1 ≦ d1 ≦ 0.21d. The manufacturing method of the powdered cellulose in any one of said <1>-<8> arrange | positioned.

<11>
少なくとも1つの円筒状媒体Bが、好ましくは0≦d1≦0.2d、より好ましくは0≦d1≦0.1d、更に好ましくは0≦d1≦0.05dの位置となるように配置される、上記<1>〜<8>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<12>
円筒状媒体間の平均間隙距離が、好ましくは0.2mm以上、より好ましくは0.3mm以上であり、好ましくは5.0mm以下、より好ましくは1.0mm以下である、上記<1>〜<11>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<13>
容器内部の円柱形の空間の軸方向の長さに対する、円筒状媒体の中心軸方向の長さの総和の比(円筒状媒体の中心軸方向の長さの総和/容器内部の円柱形の空間の軸方向の長さ)が、好ましくは0.80以上、より好ましくは0.85以上、更に好ましくは0.90以上であり、好ましくは0.995以下、より好ましくは0.99以下、更に好ましくは0.98以下である、上記<1>〜<12>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<14>
容器の内径に対する円筒状媒体の外径の比(円筒状媒体の外径/容器の内径)が、好ましくは0.50を超え、より好ましくは0.70以上、更に好ましくは0.80以上であり、好ましくは0.95以下、より好ましくは0.90以下である、上記<1>〜<13>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<15>
円筒状媒体内部に、更に振動可能に配置された粉砕媒体を備える、上記<1>〜<14>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<11>
At least one cylindrical medium B is preferably arranged so as to be in a position of 0 ≦ d1 ≦ 0.2d, more preferably 0 ≦ d1 ≦ 0.1d, still more preferably 0 ≦ d1 ≦ 0.05d. The manufacturing method of the powdered cellulose in any one of said <1>-<8>.
<12>
The average gap distance between the cylindrical media is preferably 0.2 mm or more, more preferably 0.3 mm or more, preferably 5.0 mm or less, more preferably 1.0 mm or less, <1> to <11> The manufacturing method of the powdered cellulose in any one of.
<13>
Ratio of the sum of the lengths in the central axis direction of the cylindrical medium to the length in the axial direction of the cylindrical space inside the container (the sum of the lengths in the central axis direction of the cylindrical medium / the cylindrical space inside the container) Is preferably 0.80 or more, more preferably 0.85 or more, still more preferably 0.90 or more, preferably 0.995 or less, more preferably 0.99 or less, The method for producing powdered cellulose according to any one of <1> to <12>, which is preferably 0.98 or less.
<14>
The ratio of the outer diameter of the cylindrical medium to the inner diameter of the container (the outer diameter of the cylindrical medium / the inner diameter of the container) is preferably more than 0.50, more preferably 0.70 or more, and even more preferably 0.80 or more. Yes, Preferably it is 0.95 or less, More preferably, it is 0.90 or less, The manufacturing method of the powdered cellulose in any one of said <1>-<13>.
<15>
The manufacturing method of the powder cellulose in any one of said <1>-<14> provided with the grinding | pulverization medium arrange | positioned so that a vibration is further possible inside a cylindrical medium.

<16>
粉砕媒体の外径に対する、該粉砕媒体が接する前記円筒状媒体の内径の比が2.1以上、好ましくは2.2以上、より好ましくは2.5以上であり、好ましくは500以下、より好ましくは350以下、更に好ましくは100以下、より更に好ましくは50以下、より更に好ましくは25以下である、上記<15>に記載の粉末セルロースの製造方法。
<17>
粉砕媒体の体積の積算値が、該粉砕媒体が接する前記円筒状媒体内側の空間容積の25%を超える値、好ましくは30%以上、より好ましくは40%以上であり、90%以下、好ましくは80%以下、より好ましくは70%以下である、上記<15>又は<16>に記載の粉末セルロースの製造方法。
<18>
粉砕媒体が、外径3mm以上、好ましくは5mm以上、より好ましくは7mm以上であり、60mm以下、好ましくは50mm以下、より好ましくは45mm以下の棒状媒体である、上記<15>〜<17>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<19>
容器内部の円柱形の空間の中心軸方向の長さに対する、棒状媒体の長さの比が、0.80以上、好ましくは0.85以上、より好ましくは0.90以上であり、0.995以下、好ましくは0.99以下、より好ましくは0.98以下である、上記<18>に記載の粉末セルロースの製造方法。
<20>
容器の内径と、該容器の内部に接する円筒状媒体の外径との差が、3mm以上、好ましくは5mm以上、より好ましくは8mm以上、更に好ましくは10mm以上であり、60mm以下、好ましくは55mm以下、より好ましくは50mm以下、更に好ましくは45mm以下である、上記<1>〜<19>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<16>
The ratio of the inner diameter of the cylindrical medium in contact with the grinding medium to the outer diameter of the grinding medium is 2.1 or more, preferably 2.2 or more, more preferably 2.5 or more, preferably 500 or less, more preferably Is 350 or less, more preferably 100 or less, even more preferably 50 or less, and even more preferably 25 or less, The method for producing powdered cellulose according to <15> above.
<17>
The integrated value of the volume of the grinding medium is a value exceeding 25% of the space volume inside the cylindrical medium in contact with the grinding medium, preferably 30% or more, more preferably 40% or more, preferably 90% or less, preferably The manufacturing method of the powdered cellulose as described in said <15> or <16> which is 80% or less, More preferably, it is 70% or less.
<18>
<15> to <17>, wherein the grinding medium is a rod-shaped medium having an outer diameter of 3 mm or more, preferably 5 mm or more, more preferably 7 mm or more, and 60 mm or less, preferably 50 mm or less, more preferably 45 mm or less. The manufacturing method of the powdered cellulose in any one.
<19>
The ratio of the length of the rod-shaped medium to the length in the central axis direction of the cylindrical space inside the container is 0.80 or more, preferably 0.85 or more, more preferably 0.90 or more, and 0.995. The method for producing powdered cellulose according to the above <18>, which is preferably 0.99 or less, more preferably 0.98 or less.
<20>
The difference between the inner diameter of the container and the outer diameter of the cylindrical medium in contact with the inside of the container is 3 mm or more, preferably 5 mm or more, more preferably 8 mm or more, more preferably 10 mm or more, 60 mm or less, preferably 55 mm. The method for producing powdered cellulose according to any one of <1> to <19> above, more preferably 50 mm or less, and still more preferably 45 mm or less.

<21>
円筒状媒体の外径に対する該円筒状媒体の厚みの比が、0.02以上、好ましくは0.03以上、より好ましくは0.05以上であり、0.7以下、好ましくは0.6以下、より好ましくは0.5以下である、上記<1>〜<20>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<22>
チップ状のセルロース含有原料が、該セルロース含有原料から水を差し引いた残余の成分中のセルロース含有量が20質量%以上、好ましくは40質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、より更に好ましくは75質量%以上であり、下記計算式(1)で示されるセルロースI型結晶化指数が60%を超え、好ましくは70%以上、より好ましくは75%以上であるセルロース含有原料である、上記<1>〜<21>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
セルロースI型結晶化指数(%)=〔(I22.6−I18.5)/I22.6〕×100 (1)
〔I22.6は、X線回折における格子面(002面)(回折角2θ=22.6°)の回折強度を示し、I18.5は、アモルファス部(回折角2θ=18.5°)の回折強度を示す。〕
<23>
チップ状のセルロース含有原料を粉砕処理して得られる粉末セルロースの前記計算式(1)で示されるセルロースI型結晶化指数が50%以下、好ましくは45%以下、より好ましくは40%以下、更に好ましくは35%以下である、上記<1>〜<22>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<24>
チップ状のセルロース含有原料の水分含量が、0.2質量%以上、好ましくは0.3質量%以上、より好ましくは0.4質量%以上であり、9質量%以下、好ましくは4質量%以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは2質量%以下、更により好ましくは1質量%以下である、上記<1>〜<23>のいずれかに記載の粉末セルロースの製造方法。
<25>
原料投入口及び排出口を備え、内部に円柱形の空間を有し、該円柱形の空間の中心軸が略水平になるように配置され、該中心軸に対し略垂直な面内方向に振動可能に保持された容器と、該容器内部に、該中心軸方向に複数、振動可能に配置された円筒状媒体とを備え、該複数の円筒状媒体は2種の円筒状媒体A及び円筒状媒体Bからなり、かつ、前記条件(1)〜(4)を満たす振動粉砕機。
<21>
The ratio of the thickness of the cylindrical medium to the outer diameter of the cylindrical medium is 0.02 or more, preferably 0.03 or more, more preferably 0.05 or more, and 0.7 or less, preferably 0.6 or less. More preferably, it is 0.5 or less, The manufacturing method of the powdered cellulose in any one of said <1>-<20>.
<22>
The cellulose content in the remaining component obtained by subtracting water from the cellulose-containing raw material of the chip-like cellulose-containing raw material is 20% by mass or more, preferably 40% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and still more preferably 70%. The cellulose I type crystallization index represented by the following calculation formula (1) is more than 60%, preferably 70% or more, more preferably 75% or more. The manufacturing method of the powder cellulose in any one of said <1>-<21> which is a cellulose containing raw material.
Cellulose type I crystallization index (%) = [(I 22.6 −I 18.5 ) / I 22.6 ] × 100 (1)
[I 22.6 indicates the diffraction intensity of the lattice plane (002 plane) (diffraction angle 2θ = 22.6 °) in X-ray diffraction, and I 18.5 indicates the diffraction intensity of the amorphous portion (diffraction angle 2θ = 18.5 °). Indicates. ]
<23>
The cellulose I-type crystallization index represented by the calculation formula (1) of the powdered cellulose obtained by pulverizing the chip-like cellulose-containing raw material is 50% or less, preferably 45% or less, more preferably 40% or less, The method for producing powdered cellulose according to any one of <1> to <22>, preferably 35% or less.
<24>
The water content of the chip-like cellulose-containing raw material is 0.2% by mass or more, preferably 0.3% by mass or more, more preferably 0.4% by mass or more, and 9% by mass or less, preferably 4% by mass or less. More preferably, it is 3 mass% or less, More preferably, it is 2 mass% or less, More preferably, it is 1 mass% or less, The manufacturing method of the powder cellulose in any one of said <1>-<23>.
<25>
It has a raw material inlet and outlet, has a cylindrical space inside, and is arranged so that the central axis of the cylindrical space is substantially horizontal, and vibrates in an in-plane direction substantially perpendicular to the central axis. A plurality of cylindrical media arranged in a manner capable of vibrating in the direction of the central axis inside the container, and the plurality of cylindrical media include two types of cylindrical media A and a cylindrical shape. A vibration pulverizer comprising the medium B and satisfying the above conditions (1) to (4).

<26>
円筒状媒体Bの開口部が、該円筒状媒体Bの中心軸方向の端部より10mm以上、好ましくは15mm以上内側に位置する、上記<25>に記載の振動粉砕機。
<26>
The vibration pulverizer according to the above <25>, wherein the opening of the cylindrical medium B is located 10 mm or more, preferably 15 mm or more inward from the end in the central axis direction of the cylindrical medium B.

実施例で用いたチップ状のセルロース含有原料及び粉砕処理を行った粉末セルロースの水分含量、セルロースのI型結晶化指数、α−セルロース含有量、及び粉砕処理を行った粉末セルロースのメジアン径、見かけ比重(固め)の測定は以下に記載の方法で行った。   The water content of the chip-shaped cellulose-containing raw material used in the examples and the pulverized powdered cellulose, the type I crystallization index of cellulose, the α-cellulose content, and the median diameter of the pulverized powdered cellulose, the apparent The specific gravity (hardening) was measured by the method described below.

(1)水分含量の測定
水分含量は、赤外線水分計〔株式会社島津製作所製「MOC−120H」〕を使用し、120℃にて測定を行い、30秒間の重量変化率が0.05%以下となる点を測定の終点とした。
(1) Measurement of moisture content The moisture content was measured at 120 ° C using an infrared moisture meter ("MOC-120H" manufactured by Shimadzu Corporation), and the weight change rate for 30 seconds was 0.05% or less. The end point of the measurement was taken as the end point.

(2)結晶化指数の算出
セルロースのI型の結晶化指数は、チップ状のセルロース含有原料、又は粉末セルロースのX線回折強度を、X線回折装置〔株式会社リガク製「MiniFlexII」〕を用いて以下の条件で測定し、前記計算式(1)に基づいて算出した。
測定条件は、X線源:Cu/Kα−radiation,管電圧:30kV,管電流:15mA,測定範囲:回折角2θ=5〜35°、X線のスキャンスピードは40°/minで測定した。測定用サンプルは面積320mm2×厚さ1mmのペレットを圧縮し作製した。
(2) Calculation of crystallization index The I-type crystallization index of cellulose is obtained by using an X-ray diffractometer ["MiniFlex II" manufactured by Rigaku Corporation] to calculate the X-ray diffraction intensity of a chip-like cellulose-containing raw material or powdered cellulose. The measurement was performed under the following conditions and was calculated based on the calculation formula (1).
Measurement conditions were as follows: X-ray source: Cu / Kα-radiation, tube voltage: 30 kV, tube current: 15 mA, measurement range: diffraction angle 2θ = 5-35 °, and X-ray scan speed of 40 ° / min. The measurement sample was prepared by compressing a pellet having an area of 320 mm 2 × thickness of 1 mm.

(3)α−セルロース含有量の測定
チップ状のセルロース含有原料中のα−セルロース含有量は、日本木材学会編、木質科学実験マニュアル、(2000年、文永堂出版発行)の95−96頁に記載の方法に基づき、測定した。
初めに原料を10〜20g計量し、ソックスレー抽出器に入れ、エタノールと1,2−ジクロロエタンの体積比が1:2である混合溶剤を約150mL加えて6時間煮沸還流した。抽出後の試料を60℃の真空乾燥機で4時間乾燥させ、脱脂試料を得た。得られた脱脂試料2.5gを300mL三角フラスコにとり、蒸留水約150mL、及び亜塩素酸ナトリウム1.0g、及び酢酸0.2mLを加え、三角フラスコにゆるく蓋をして、70〜80℃の湯浴上で時々内容物を振りながら、1時間加熱した。その後、温度を保ったまま亜塩素酸ナトリウム1.0g、及び酢酸0.2mLを加え、70〜80℃の湯浴上で1時間加熱した。その後、亜塩素酸ナトリウム及び酢酸を加えて加熱する前記と同様の作業を2回繰り返した。白色の内容物を、1G−3ガラスフィルターで吸引ろ過し、冷水及びアセトンで洗浄後、105℃の乾燥機中で6時間真空乾燥し、デシケーター中で放冷した。放冷後、フィルター上の残渣をホロセルロース試料とした。該ホロセルロース量は、ろ過前後におけるフィルターの増加重量として求め、さらに以下の式で原料中のホロセルロース量B(質量%)を求めた。
B=フィルター増加重量/2.5g×100
前記ホロセルロース試料1.0gを300mLビーカーにとり、17.5%水酸化ナトリウム水溶液25mLを加え、ビーカーを時計皿で覆い、20℃の恒温槽中で3分間放置した後、5分間ガラス棒を使って試料を軽くつぶし、膨潤状態とした。ビーカーを時計皿で再度覆って20℃で放置し、試料に水酸化ナトリウム水溶液を加えてから30分後に、蒸留水25mLを加え、正確に1分間攪拌した。次いで、5分間放置した後、1G−3ガラスフィルターで吸引ろ過し、ろ液が中性になるまで20℃の水で手早く洗浄した。ろ取した内容物に、さらに10%酢酸40mLを注ぎ、吸引ろ過して液をできるだけ除去し、1Lの煮沸水で洗浄後、105℃の乾燥機中で6時間真空乾燥し、デシケーター中で放冷した。放冷後、フィルター上の残渣をα−セルロース試料とした。該α−セルロース量は、ろ過前後におけるフィルターの増加重量として求め、さらに以下の式でホロセルロース中のα−セルロース量C(質量%)を求めた。
C=フィルター増加重量/1.0g×100
次に、得られたα−セルロース試料を575℃、12時間で灰化した。灰化前及び灰化後の重量を秤量することにより、以下の式で灰分D(質量%)を求めた。
D=灰化後重量/灰化前重量×100
以上の結果から、灰分を差し引いた原料中のα−セルロース含有量E(質量%)を以下の式によって求めた。
E=B×C÷100×(1−D÷100)
(3) Measurement of α-cellulose content α-cellulose content in the chip-like cellulose-containing raw material is 95-96 pages of the Wood Science Society of Japan, Wood Science Experiment Manual (2000, published by Buneidou Publishing Co., Ltd.). It measured based on the method of description.
First, 10 to 20 g of the raw material was weighed, placed in a Soxhlet extractor, about 150 mL of a mixed solvent having a volume ratio of ethanol and 1,2-dichloroethane of 1: 2 was added, and the mixture was boiled and refluxed for 6 hours. The sample after extraction was dried with a vacuum dryer at 60 ° C. for 4 hours to obtain a degreased sample. Take 2.5 g of the obtained defatted sample in a 300 mL Erlenmeyer flask, add about 150 mL of distilled water, 1.0 g of sodium chlorite, and 0.2 mL of acetic acid, cap the Erlenmeyer flask loosely, The contents were heated for 1 hour while occasionally shaking the contents on a hot water bath. Thereafter, 1.0 g of sodium chlorite and 0.2 mL of acetic acid were added while maintaining the temperature, and the mixture was heated on a hot water bath at 70 to 80 ° C. for 1 hour. Thereafter, the same operation as described above in which sodium chlorite and acetic acid were added and heated was repeated twice. The white contents were filtered with suction through a 1G-3 glass filter, washed with cold water and acetone, dried in a vacuum at 105 ° C. for 6 hours, and allowed to cool in a desiccator. After standing to cool, the residue on the filter was used as a holocellulose sample. The amount of holocellulose was determined as the increased weight of the filter before and after filtration, and the amount of holocellulose B (mass%) in the raw material was determined by the following formula.
B = filter weight increase / 2.5 g × 100
Take 1.0 g of the holocellulose sample in a 300 mL beaker, add 25 mL of 17.5% aqueous sodium hydroxide solution, cover the beaker with a watch glass, leave it in a constant temperature bath at 20 ° C. for 3 minutes, and then use a glass rod for 5 minutes. The sample was lightly crushed to a swollen state. The beaker was covered again with a watch glass and allowed to stand at 20 ° C., and 30 minutes after adding the aqueous sodium hydroxide solution to the sample, 25 mL of distilled water was added and stirred exactly for 1 minute. Subsequently, after leaving it for 5 minutes, it was suction-filtered with a 1G-3 glass filter, and washed quickly with 20 ° C. water until the filtrate became neutral. Further, 40 mL of 10% acetic acid is poured into the filtered contents, suction filtered to remove the liquid as much as possible, washed with 1 L of boiling water, dried in a vacuum at 105 ° C. for 6 hours, and released in a desiccator. Chilled. After standing to cool, the residue on the filter was used as an α-cellulose sample. The α-cellulose amount was determined as an increased weight of the filter before and after filtration, and the α-cellulose amount C (mass%) in holocellulose was further determined by the following formula.
C = filter increase weight / 1.0 g × 100
Next, the obtained α-cellulose sample was incinerated at 575 ° C. for 12 hours. Ash weight D (mass%) was calculated | required by the following formula | equation by weighing the weight before ashing and after ashing.
D = weight after ashing / weight before ashing × 100
From the above results, α-cellulose content E (% by mass) in the raw material from which ash was subtracted was determined by the following equation.
E = B × C ÷ 100 × (1−D ÷ 100)

(4)メジアン径の測定
粉砕処理後の粉末セルロースのメジアン径は、レーザ回折散乱法粒度分布測定装置〔ベックマン・コールター株式会社製「LS13 320」〕を用いて測定した。測定条件は、測定時の分散媒体として純水を用い、体積基準のメジアン径を測定した。
(4) Measurement of median diameter The median diameter of the powdered cellulose after the pulverization treatment was measured using a laser diffraction scattering method particle size distribution measuring apparatus ["LS13 320" manufactured by Beckman Coulter, Inc.]. As the measurement conditions, pure water was used as a dispersion medium at the time of measurement, and the volume-based median diameter was measured.

(5)見かけ比重(固め)の測定
見かけ比重(固め)の測定は、パウダーテスター〔ホソカワミクロン株式会社製〕を用いて測定した。規定の容器(容量100mL)の上部に付属のキャップを付け足して、容量が約200mLとなるようにした。スコップを用いて、チップ状のセルロース含有原料を静かに容器に投入し、容器内を原料で充満した。パウダーテスターのタッピング機能を利用して、タッピングを180秒間、180回行った。タッピング終了後、キャップを静かに外し、100mLの容器の上にある余分なサンプルをすりきり、100mLの容器中のサンプル重量を測定して見かけ比重(固め)を算出した。
(5) Measurement of apparent specific gravity (hardening) The apparent specific gravity (hardening) was measured using a powder tester (manufactured by Hosokawa Micron Corporation). An attached cap was added to the upper part of the specified container (capacity 100 mL) so that the capacity became about 200 mL. Using a scoop, the cellulose-containing raw material in the form of chips was gently put into the container, and the container was filled with the raw material. Using the tapping function of the powder tester, tapping was performed 180 times for 180 seconds. After the tapping, the cap was gently removed, the excess sample on the 100 mL container was scraped off, and the apparent specific gravity (hardened) was calculated by measuring the sample weight in the 100 mL container.

実施例1
〔裁断処理〕
セルロース含有原料であるシート状木材パルプ〔テンベック製「HV+」、800mm×600mm×1.0mm、結晶化指数80%、α−セルロース含有量96質量%、水分含量8.0質量%〕を、スリッターカッターであるシートペレタイザ〔株式会社ホーライ製「SG(E)−220」〕にかけ、約3mm×1.5mm×1.0mmの大きさの直方体に裁断した。
Example 1
[Cutting]
A sheet-like wood pulp (“HV +” manufactured by Tenbeck, 800 mm × 600 mm × 1.0 mm, crystallization index 80%, α-cellulose content 96 mass%, water content 8.0 mass%), which is a cellulose-containing raw material, The sheet pelletizer (“SG (E) -220” manufactured by Horai Co., Ltd.), which is a cutter, was applied to a rectangular parallelepiped having a size of about 3 mm × 1.5 mm × 1.0 mm.

〔乾燥処理〕
裁断処理により得られたチップ状のセルロース含有原料を、2軸横型攪拌乾燥機〔株式会社奈良機械製作所製、2軸パドルドライヤー「NPD−1.6W(1/2)」〕を用いて乾燥した。乾燥温度は140℃とし、あらかじめ前記原料を8kg仕込み、大気圧下において60分間バッチ処理で乾燥して、前記原料の水分含量を0.8質量%とした。その後、装置を2°傾け、連続処理にて前記原料を乾燥した。このとき前記原料の供給速度は18kg/hであった。連続処理で得られた乾燥した前記原料の水分含量も0.8質量%であった。得られた乾燥処理後の前記原料は、保管中の吸湿を防ぐため、粉砕処理の直前までアルミニウム製の袋で保管した。X線回折強度から算出した乾燥処理後の前記原料のセルロースのI型結晶化指数は81%であった。
[Drying treatment]
The chip-shaped cellulose-containing raw material obtained by the cutting treatment was dried using a biaxial horizontal stirring dryer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd., biaxial paddle dryer “NPD-1.6W (1/2)”). . The drying temperature was 140 ° C., 8 kg of the raw material was previously charged, and dried by batch treatment for 60 minutes under atmospheric pressure, so that the water content of the raw material was 0.8% by mass. Thereafter, the apparatus was tilted by 2 °, and the raw material was dried by continuous treatment. At this time, the feed rate of the raw material was 18 kg / h. The water content of the dried raw material obtained by continuous treatment was also 0.8% by mass. The obtained raw material after the drying treatment was stored in an aluminum bag until just before the pulverization treatment in order to prevent moisture absorption during storage. The cellulose type I crystallization index after the drying treatment calculated from the X-ray diffraction intensity was 81%.

〔粉砕処理〕
上下に同じ形状の容器を2つ有している、連続式振動ミル〔ユーラステクノ株式会社製「YAMT−50」、容器内径210mm、容器内部の円柱形の空間の軸方向長さ820mm、容器容量28.4L〕の容器内部に、厚さ6mmのステンレス製のライニングを挿入し、この内部に円筒状媒体を配置し粉砕を行った。上段には、容器上部に備えられた原料投入口側から、外径182mm、内径152mm、軸方向長さ25.5mmのステンレス製の円筒状媒体Aを1個、外径182mm、内径152mm、軸方向長さ90mmであり、中心軸方向の両端部より15mmずつ内側に、軸方向長さ60mm×円周方向長さ80mmの四角形の開口部を、外周側面に均等に4つ備えた円筒状媒体Bを1個、外径182mm、内径152mm、軸方向長さ25.5mmのステンレス製の円筒状媒体Aを27個、それぞれ、円筒状媒体の軸方向が容器の軸方向と平行になる向きに配置した。円筒状媒体Bは、容器の原料投入口中心から容器内部の円柱形の空間の中心軸方向の端部までの、中心軸に平行な最長距離をdとした場合、容器の原料投入口中心から、円筒状媒体Bの開口部の中心までの、中心軸に平行な距離d1が0.00067dの位置に配置された。このとき、円筒状媒体Bの開口面積比率は37.3%であり、上段の円筒状媒体間の平均間隙距離は、0.53mmであった。
連続式振動ミルの下段にはすべて外径182mm、内径152mm、軸方向長さ25.5mmのステンレス製の円筒状媒体Aを31個、該円筒状媒体Aの軸方向が容器の軸方向と平行になる向きに配置した。
乾燥処理により得られたチップ状のセルロース含有原料(見かけ比重(固め)0.18g/mL)を供給速度8.3kg/(min・m2)で振動ミルの上段の原料投入口より容器内部に連続的に供給し、振幅8mm、振動数20Hzの条件で容器を振動させてチップ状のセルロース含有原料を粉砕し、下段の排出口から粉末状のセルロースを連続的に排出し、粉末セルロースを得た。結果を表1に示す。
[Crushing treatment]
Continuous vibration mill having two containers of the same shape at the top and bottom ("YAMT-50" manufactured by Eurus Techno Co., Ltd., inner diameter of 210 mm, axial length of cylindrical space inside the container, 820 mm, container capacity A stainless steel lining with a thickness of 6 mm was inserted into the 28.4 L container, and a cylindrical medium was placed inside the container for pulverization. In the upper stage, one stainless steel cylindrical medium A having an outer diameter of 182 mm, an inner diameter of 152 mm, and an axial length of 25.5 mm, an outer diameter of 182 mm, an inner diameter of 152 mm, a shaft from the raw material inlet side provided in the upper part of the container Cylindrical medium having a length of 90 mm in the direction and 15 mm inside from both ends in the central axis direction, and equally four rectangular openings of 60 mm in the axial direction and 80 mm in the circumferential direction on the outer peripheral side surface 27 stainless steel cylindrical media A having one B, an outer diameter of 182 mm, an inner diameter of 152 mm, and an axial length of 25.5 mm, each in a direction in which the axial direction of the cylindrical media is parallel to the axial direction of the container Arranged. When the longest distance parallel to the central axis from the center of the container raw material inlet to the end of the cylindrical space inside the container in the direction of the central axis is d, the cylindrical medium B is from the center of the raw material inlet of the container. The distance d1 parallel to the central axis to the center of the opening of the cylindrical medium B is arranged at a position of 0.00067d. At this time, the opening area ratio of the cylindrical medium B was 37.3%, and the average gap distance between the upper cylindrical media was 0.53 mm.
In the lower stage of the continuous vibration mill, 31 stainless steel cylindrical media A each having an outer diameter of 182 mm, an inner diameter of 152 mm, and an axial length of 25.5 mm, and the axial direction of the cylindrical media A is parallel to the axial direction of the container. Arranged in the direction to become.
Chip-like cellulose-containing raw material (apparent specific gravity (hardened) 0.18 g / mL) obtained by the drying process is fed into the container from the raw material inlet at the upper stage of the vibration mill at a supply rate of 8.3 kg / (min · m 2 ). Continuously supplied, the container is vibrated under the conditions of an amplitude of 8 mm and a vibration frequency of 20 Hz to pulverize the chip-like cellulose-containing raw material, and the powdery cellulose is continuously discharged from the lower outlet to obtain powdered cellulose. It was. The results are shown in Table 1.

実施例2
実施例1において、円筒状媒体Bを、外径182mm、内径152mm、軸方向長さ90mmであり、中心軸方向の両端部より15mmずつ内側に、軸方向長さ60mm×円周方向長さ320mmの四角形の開口部を、外周側面に1つ備えた円筒状媒体Bとした以外は、実施例1と同様の方法で粉末セルロースの製造を行った。結果を表1に示す。
Example 2
In Example 1, the cylindrical medium B has an outer diameter of 182 mm, an inner diameter of 152 mm, and an axial length of 90 mm. The axial length is 60 mm × the circumferential length of 320 mm, 15 mm inside from both ends in the central axis direction. The powdered cellulose was produced in the same manner as in Example 1 except that the cylindrical opening B having one rectangular opening was provided on the outer peripheral side surface. The results are shown in Table 1.

実施例3〜4
円筒状媒体Bの配置を表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様の方法で粉末セルロースの製造を行った。結果を表1に示す。
Examples 3-4
Powdered cellulose was produced in the same manner as in Example 1 except that the arrangement of the cylindrical medium B was changed as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.

実施例5
連続式振動ミルの上段、下段に配置した円筒状媒体の内部に、粉砕媒体として、外径30mm、長さ800mmのステンレス製の円柱状の棒状媒体(棒状媒体の長さ/容器内部の円柱形の空間の軸方向の長さ=0.976)をそれぞれ16本ずつ配置した(円筒状媒体内側の空間容積に対する棒状媒体の体積の積算値=62.3%)以外は、実施例1と同様の方法で粉末セルロースの製造を行った。結果を表1に示す。
Example 5
A cylindrical cylindrical medium made of stainless steel having an outer diameter of 30 mm and a length of 800 mm as a grinding medium (the length of the rod-shaped medium / the cylindrical shape inside the container) inside the cylindrical medium arranged in the upper and lower stages of the continuous vibration mill The length in the axial direction of the space is 0.976) in each case (the integrated value of the volume of the rod-shaped medium with respect to the space volume inside the cylindrical medium = 62.3%). Powdered cellulose was produced by the method described above. The results are shown in Table 1.

比較例1
連続式振動ミルの上段に配置した円筒状媒体を、外径182mm、内径152mm、軸方向長さ25.5mmのステンレス製の円筒状媒体Aを31個とした以外は、実施例1と同じ方法で粉末セルロースの製造を行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 1
The same method as in Example 1 except that the cylindrical medium disposed in the upper stage of the continuous vibration mill was replaced with 31 stainless steel cylindrical mediums A having an outer diameter of 182 mm, an inner diameter of 152 mm, and an axial length of 25.5 mm. In this way, powdered cellulose was produced. The results are shown in Table 1.

比較例2
実施例1において、円筒状媒体Bを、外径182mm、内径152mm、軸方向長さ90mmであり、中心軸方向の両端部より15mmずつ内側に、軸方向長さ60mm×円周方向長さ15mmの四角形の開口部を、外周側面に4つ備えた円筒状媒体Bとした以外は、実施例1と同じ方法で粉末セルロースの製造を行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 2
In Example 1, the cylindrical medium B has an outer diameter of 182 mm, an inner diameter of 152 mm, an axial length of 90 mm, and an axial length of 60 mm × circumferential length of 15 mm inside 15 mm from both ends in the central axis direction. The powdered cellulose was produced in the same manner as in Example 1 except that the cylindrical opening B having four rectangular openings was provided on the outer peripheral side surface. The results are shown in Table 1.

比較例3
円筒状媒体Bの配置を表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同じ方法で粉末セルロースの製造を行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 3
Powdered cellulose was produced in the same manner as in Example 1 except that the arrangement of the cylindrical medium B was changed as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.

Figure 2016030240
Figure 2016030240

本発明の振動粉砕機、及び該振動粉砕機を用いた粉末セルロースの製造方法によれば、チップ状のセルロース含有原料を、閉塞することなく振動粉砕機内に導入できる。そのため、チップ状のセルロース含有原料の供給速度が速くても詰まりを起こすことなく、小粒径化された粉末セルロースを効率よく製造することができる。したがって本発明の粉末セルロースの製造方法は生産性に優れ、工業的製法として有用である。   According to the vibration pulverizer of the present invention and the method for producing powdered cellulose using the vibration pulverizer, the chip-shaped cellulose-containing raw material can be introduced into the vibration pulverizer without clogging. Therefore, even if the supply rate of the chip-like cellulose-containing raw material is high, powdered cellulose having a reduced particle size can be efficiently produced without causing clogging. Therefore, the method for producing powdered cellulose of the present invention is excellent in productivity and useful as an industrial production method.

1 容器
11 原料投入口
12 排出口
13 蓋部
2A 円筒状媒体A
2B 円筒状媒体B
21 円筒状媒体Bの開口部
21B 円筒状媒体Bの開口部の中心を通り、かつ軸方向に垂直な中心線
3 粉砕媒体(円柱状の棒状媒体)
100 振動粉砕機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container 11 Raw material inlet 12 Outlet 13 Cover part 2A Cylindrical medium A
2B Cylindrical medium B
21 Opening 21B of cylindrical medium B Center line passing through the center of the opening of cylindrical medium B and perpendicular to the axial direction 3 Grinding medium (columnar rod-shaped medium)
100 Vibration crusher

Claims (11)

チップ状のセルロース含有原料を振動粉砕機を用いて粉砕する粉末セルロースの製造方法であって、
該振動粉砕機は、原料投入口及び排出口を備え、内部に円柱形の空間を有し、該円柱形の空間の中心軸が略水平になるように配置され、該中心軸に対し略垂直な面内方向に振動可能に保持された容器と、
該容器内部に、該中心軸方向に複数、振動可能に配置された円筒状媒体とを備え、
該複数の円筒状媒体は2種の円筒状媒体A及び円筒状媒体Bからなり、かつ、下記条件(1)〜(4)を満たし、
該振動粉砕機の該容器内部に該セルロース含有原料を該原料投入口より導入し、該容器を振動させて粉砕し、得られた粉末セルロースを該排出口より排出する工程を有する、粉末セルロースの製造方法。
(1)円筒状媒体Aは、中心軸方向の長さが3mm以上、100mm以下であり、その中心軸が容器内部の前記円柱形の空間の中心軸と略平行になるように配置される。
(2)円筒状媒体Bは、中心軸方向の長さが70mm以上、110mm以下であり、その外周側面に開口面積25cm2以上、250cm2以下の開口部を少なくとも1つ有し、かつ該開口部を含む該外周側面の総面積に対する該開口面積の総和の比率が10%以上、50%以下である。
(3)円筒状媒体Bは、その中心軸が容器内部の前記円柱形の空間の中心軸と略平行になるように配置され、かつ少なくとも1つの円筒状媒体Bは、下記の式を満たす位置に配置される。
0≦d1≦0.3d
d1:容器の原料投入口中心から、円筒状媒体Bの開口部の中心までの、中心軸に平行な距離
d:容器の原料投入口中心から、該円柱形の空間の中心軸方向の端部までの、中心軸に平行な最長距離
(4)下記の式で計算される円筒状媒体間の平均間隙距離が0.1mm以上、30mm以下である。
平均間隙距離=(容器の中心軸方向の長さ−円筒状媒体の中心軸方向の長さの総和)/(円筒状媒体の数+1)
A method for producing powdered cellulose in which chip-shaped cellulose-containing raw materials are pulverized using a vibration pulverizer,
The vibration pulverizer includes a raw material inlet and an outlet, has a cylindrical space inside, and is arranged so that a central axis of the cylindrical space is substantially horizontal, and is substantially perpendicular to the central axis. A container held so as to vibrate in an in-plane direction,
A plurality of cylindrical media arranged in the container so as to be capable of vibrating in the central axis direction;
The plurality of cylindrical media are composed of two types of cylindrical media A and cylindrical media B, and satisfy the following conditions (1) to (4):
Introducing the cellulose-containing raw material into the container of the vibration pulverizer from the raw material inlet, pulverizing the container by vibrating, and discharging the obtained powdered cellulose from the outlet, Production method.
(1) The cylindrical medium A has a length in the central axis direction of 3 mm or more and 100 mm or less, and is arranged so that the central axis is substantially parallel to the central axis of the cylindrical space inside the container.
(2) a cylindrical medium B, it 70mm or more in length in the central axial direction when the 110mm or less, the opening area 25 cm 2 or more on the outer peripheral side surface, has at least one 250 cm 2 or less of the opening, and the opening The ratio of the sum of the opening areas to the total area of the outer peripheral side surface including the portion is 10% or more and 50% or less.
(3) The cylindrical medium B is disposed so that the central axis thereof is substantially parallel to the central axis of the columnar space inside the container, and at least one cylindrical medium B satisfies the following formula: Placed in.
0 ≦ d1 ≦ 0.3d
d1: Distance parallel to the central axis from the center of the raw material inlet of the container to the center of the opening of the cylindrical medium B d: End of the cylindrical space in the central axis direction from the center of the raw material inlet of the container The longest distance parallel to the central axis (4) The average gap distance between the cylindrical media calculated by the following formula is 0.1 mm or more and 30 mm or less.
Average gap distance = (length of container in the central axis direction−total length of cylindrical medium in the central axis direction) / (number of cylindrical media + 1)
振動粉砕機が原料投入口を容器上部に備える、請求項1に記載の粉末セルロースの製造方法。   The manufacturing method of the powdered cellulose of Claim 1 with which a vibration crusher equips a container upper part with a raw material inlet. 円筒状媒体Bの開口部の数が1つ以上5つ以下である、請求項1又は2に記載の粉末セルロースの製造方法。   The method for producing powdered cellulose according to claim 1 or 2, wherein the number of openings of the cylindrical medium B is 1 or more and 5 or less. 円筒状媒体内部に、更に振動可能に配置された粉砕媒体を備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の粉末セルロースの製造方法。   The manufacturing method of the powdered cellulose of any one of Claims 1-3 provided with the grinding | pulverization medium arrange | positioned so that a vibration is further possible inside a cylindrical medium. 粉砕媒体が、外径3mm以上、60mm以下の棒状媒体である、請求項4に記載の粉末セルロースの製造方法。   The method for producing powdered cellulose according to claim 4, wherein the grinding medium is a rod-shaped medium having an outer diameter of 3 mm or more and 60 mm or less. 容器の内径と、該容器の内部に接する円筒状媒体の外径との差が、3mm以上、60mm以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の粉末セルロースの製造方法。   The method for producing powdered cellulose according to any one of claims 1 to 5, wherein a difference between the inner diameter of the container and the outer diameter of the cylindrical medium in contact with the inside of the container is 3 mm or more and 60 mm or less. 円筒状媒体の外径に対する該円筒状媒体の厚みの比が、0.02以上、0.7以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の粉末セルロースの製造方法。   The method for producing powdered cellulose according to any one of claims 1 to 6, wherein the ratio of the thickness of the cylindrical medium to the outer diameter of the cylindrical medium is 0.02 or more and 0.7 or less. チップ状のセルロース含有原料が、該セルロース含有原料から水を差し引いた残余の成分中のセルロース含有量が20質量%以上であり、下記計算式(1)で示されるセルロースI型結晶化指数が60%を超えるセルロース含有原料である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の粉末セルロースの製造方法。
セルロースI型結晶化指数(%)=〔(I22.6−I18.5)/I22.6〕×100 (1)
〔I22.6は、X線回折における格子面(002面)(回折角2θ=22.6°)の回折強度を示し、I18.5は、アモルファス部(回折角2θ=18.5°)の回折強度を示す。〕
The cellulose content in the chip-shaped cellulose-containing raw material is 20% by mass or more in the remaining components obtained by subtracting water from the cellulose-containing raw material, and the cellulose I-type crystallization index represented by the following formula (1) is 60 The manufacturing method of the powdered cellulose of any one of Claims 1-7 which is a cellulose containing raw material exceeding%.
Cellulose type I crystallization index (%) = [(I 22.6 −I 18.5 ) / I 22.6 ] × 100 (1)
[I 22.6 indicates the diffraction intensity of the lattice plane (002 plane) (diffraction angle 2θ = 22.6 °) in X-ray diffraction, and I 18.5 indicates the diffraction intensity of the amorphous portion (diffraction angle 2θ = 18.5 °). Indicates. ]
チップ状のセルロース含有原料を粉砕処理して得られる粉末セルロースの前記計算式(1)で示されるセルロースI型結晶化指数が50%以下である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の粉末セルロースの製造方法。   The cellulose I type crystallization index | exponent shown by the said Formula (1) of the powdered cellulose obtained by grind | pulverizing a chip-shaped cellulose containing raw material is 50% or less, The any one of Claims 1-8. Of manufacturing powdered cellulose. 原料投入口及び排出口を備え、内部に円柱形の空間を有し、該円柱形の空間の中心軸が略水平になるように配置され、該中心軸に対し略垂直な面内方向に振動可能に保持された容器と、該容器内部に、該中心軸方向に複数、振動可能に配置された円筒状媒体とを備え、
該複数の円筒状媒体は2種の円筒状媒体A及び円筒状媒体Bからなり、かつ、下記条件(1)〜(4)を満たす振動粉砕機。
(1)円筒状媒体Aは、中心軸方向の長さが3mm以上、100mm以下であり、その中心軸が容器内部の前記円柱形の空間の中心軸と略平行になるように配置される。
(2)円筒状媒体Bは、中心軸方向の長さが70mm以上、110mm以下であり、その外周側面に開口面積25cm2以上、250cm2以下の開口部を少なくとも1つ有し、かつ該開口部を含む該外周側面の総面積に対する該開口面積の総和の比率が10%以上、50%以下である。
(3)円筒状媒体Bは、その中心軸が容器内部の前記円柱形の空間の中心軸と略平行になるように配置され、かつ少なくとも1つの円筒状媒体Bは、下記の式を満たす位置に配置される。
0≦d1≦0.3d
d1:容器の原料投入口中心から、円筒状媒体Bの開口部の中心までの、中心軸に平行な距離
d:容器の原料投入口中心から、該円柱形の空間の中心軸方向の端部までの、中心軸に平行な最長距離
(4)下記の式で計算される円筒状媒体間の平均間隙距離が0.1mm以上、30mm以下である。
平均間隙距離=(容器の中心軸方向の長さ−円筒状媒体の中心軸方向の長さの総和)/(円筒状媒体の数+1)
It has a raw material inlet and outlet, has a cylindrical space inside, and is arranged so that the central axis of the cylindrical space is substantially horizontal, and vibrates in an in-plane direction substantially perpendicular to the central axis. A container that can be held, and a cylindrical medium that is arranged in the container so as to be able to vibrate in the direction of the central axis.
The plurality of cylindrical media are vibration pulverizers comprising two types of cylindrical media A and cylindrical media B and satisfying the following conditions (1) to (4).
(1) The cylindrical medium A has a length in the central axis direction of 3 mm or more and 100 mm or less, and is arranged so that the central axis is substantially parallel to the central axis of the cylindrical space inside the container.
(2) a cylindrical medium B, it 70mm or more in length in the central axial direction when the 110mm or less, the opening area 25 cm 2 or more on the outer peripheral side surface, has at least one 250 cm 2 or less of the opening, and the opening The ratio of the sum of the opening areas to the total area of the outer peripheral side surface including the portion is 10% or more and 50% or less.
(3) The cylindrical medium B is disposed so that the central axis thereof is substantially parallel to the central axis of the columnar space inside the container, and at least one cylindrical medium B satisfies the following formula: Placed in.
0 ≦ d1 ≦ 0.3d
d1: Distance parallel to the central axis from the center of the raw material inlet of the container to the center of the opening of the cylindrical medium B d: End of the cylindrical space in the central axis direction from the center of the raw material inlet of the container The longest distance parallel to the central axis (4) The average gap distance between the cylindrical media calculated by the following formula is 0.1 mm or more and 30 mm or less.
Average gap distance = (length of container in the central axis direction−total length of cylindrical medium in the central axis direction) / (number of cylindrical media + 1)
円筒状媒体Bの開口部が、該円筒状媒体Bの中心軸方向の端部より10mm以上内側に位置する、請求項10に記載の振動粉砕機。   The vibration pulverizer according to claim 10, wherein the opening of the cylindrical medium B is located at least 10 mm inside the end of the cylindrical medium B in the central axis direction.
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