JPH02225501A - Production of active alkali cellulose - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はアルカリセルロースの製法に関し、さらに詳し
く述べると、原料セルロースをアルカリで処理して活性
アルカリセルロースを製造する方法に関する。ここで“
活性゛とは、得られるアルカリセルロースが大きな反応
性を有していることを意味する０本発明方法により得る
ことのできる活性アルカリセルロースは、セルロースの
微細構造にアルカリが高濃度で均一に浸透及び結合して
なり、かつアルカリ対セルロース重量比及び水対セルロ
ース重量比を任意に調節することができるので、カルボ
キシメチルセルロース（ＣＭＣ）をはじめとしたいろい
ろなセルロースエーテル及びその誘導体の製造に存利に
利用することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing alkali cellulose, and more specifically, to a method for producing activated alkali cellulose by treating raw cellulose with an alkali. here"
"Active" means that the alkali cellulose obtained has a high reactivity.The active alkali cellulose obtained by the method of the present invention has a high concentration of alkali uniformly penetrated into the fine structure of the cellulose. It is useful for the production of various cellulose ethers and their derivatives, including carboxymethyl cellulose (CMC), because the weight ratio of alkali to cellulose and the weight ratio of water to cellulose can be adjusted arbitrarily. can do.
従来公知のセルロースエーテル及びその誘導体は、周知
の通り各種のものがあり、また、そのいくつかを列挙す
ると、前記ＣＭＣのほか、メチルセルロース（ＭＣ）、
エチルセルロース（ＥＣ）、ヒドロキシプロピルメチル
セルロース（ＨＰＭＣ）、ヒドロキシエチルメチルセル
ロース（）ＩＢＭＧ） 、ヒドロキシエチルセルロース
（ＩＩＥｃ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＲＰＣ
）等がある。これらの物質は、一般に、アルカリセルロ
ースをエーテル化剤としての試薬、例えばモノクロル酢
酸、塩化メチル、ジメチル硫酸、ジアゾメタン、酸化エ
チレン、酸化プロピレン等で処理することによって製造
されている。このようにエーテル化処理を行うと、用い
られるアルカリセルロースの構造中にエーテル化剤が浸
透して水酸基と反応し、よって、所望のセルロースエー
テル及びその誘導体を得ることができる。ここで、用い
られるエーテル化剤の有効利用率は、アルカリセルロー
スの均一性（セルロース中におけるアルカリのミクロ的
に均一な結合と分布）、アルカリ濃度、そして水分含有
率に大きく影響されることが知られている。As is well known, there are various types of cellulose ethers and derivatives thereof, and to list some of them, in addition to the above-mentioned CMC, methyl cellulose (MC),
Ethylcellulose (EC), Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), Hydroxyethylmethylcellulose (IBMG), Hydroxyethylcellulose (IIEc), Hydroxypropylcellulose (RPC)
) etc. These materials are generally produced by treating alkali cellulose with reagents as etherifying agents, such as monochloroacetic acid, methyl chloride, dimethyl sulfate, diazomethane, ethylene oxide, propylene oxide, and the like. When the etherification treatment is performed in this manner, the etherification agent penetrates into the structure of the alkali cellulose used and reacts with the hydroxyl groups, thereby making it possible to obtain the desired cellulose ether and its derivatives. It is known that the effective utilization rate of the etherification agent used here is greatly influenced by the uniformity of alkali cellulose (microscopically uniform bonding and distribution of alkali in cellulose), alkali concentration, and water content. It is being
原料として用いられるアルカリセルロースは、通常、原
料セルロースとしての例えばウッドバルブ、リンターパ
ルプのようなバルブ等をアルカリ、例えば苛性ソーダ等
で処理することによって製造されており、また、この処
理は、ＣＭＣの製造分野では“アルセル化″ （アルカ
リセルロース化の意）と呼ばれている。アルセル化のた
めのアルカリとして、工業的には専ら苛性ソーダが使用
されているけれども、アルセル化を満足な形で行うため
には、苛性ソーダの濃度が４５〜５０％と高くて、水分
含有率及び苛性ソーダ含有率がそれぞれセルロース含有
率とほぼ同一であるかもしくはそれ以下であるのが好ま
しいとされている。さらに、苛性ソーダは、それがアル
カリセルロースのセルロースの微細構造に均一に浸透し
、結合していないと（すなわち、ミクロ的に均一・に分
布していないと）、たとえマクロ的に水分含有率及び苛
性ソーダ含有率がセルロースに対して上記の割合で存在
していたとしても、エーテル化剤の有効利用率が向上せ
ず、また、得られるアルカリセルロースの物性も充分で
ないことも認められている。The alkali cellulose used as a raw material is usually produced by treating the raw material cellulose, such as wood bulbs and bulbs such as linter pulp, with an alkali, such as caustic soda. In the field, it is called “alcelization” (meaning alkaline celluloseization). Caustic soda is exclusively used industrially as an alkali for alcelization, but in order to perform alcelization in a satisfactory manner, the concentration of caustic soda must be as high as 45 to 50%, and the moisture content and caustic soda It is said that it is preferable that each content is approximately the same as or lower than the cellulose content. In addition, caustic soda will increase the water content and caustic soda if it does not uniformly penetrate and bind to the cellulose microstructure of alkali cellulose (i.e., if it is not microscopically evenly distributed). It has been recognized that even if the content is present in the above ratio relative to cellulose, the effective utilization rate of the etherifying agent does not improve, and the physical properties of the resulting alkali cellulose are also insufficient.
しかし、実際の製造工程において、原料セルロースを粉
末又は板状のま＼使用し、これに４５〜５０％の苛性ソ
ーダを混合し、両者を反応させることは非常に困難で、
原料セルロースの表面又は一部分のみにセルロースと苛
性ソーダが混合しまた状態になる傾向が強くて、したが
って、均一なアルカリセルロースを製造することは難か
しい。However, in the actual manufacturing process, it is extremely difficult to use raw material cellulose in powder or plate form, mix it with 45-50% caustic soda, and cause the two to react.
There is a strong tendency for cellulose and caustic soda to be mixed only on the surface or a portion of the raw material cellulose, and therefore it is difficult to produce uniform alkali cellulose.
従来のアルカリセルロースの製造では、いろいろな技法
が用いられている０例えば、約２０％の希薄な苛性ソー
ダ溶液中にバルブを板状のま一浸漬してアルカリセルロ
ースを製造することができる。浸漬したバルブが充分に
膨潤してそれに苛性ソーダが浸透した後、バルブを取り
出して圧搾し、余剰の苛性ソーダを除去する。しかし、
この方法では、バルブ１重量部について約２重量部のア
ルカリセルロースしか脱水することができず、上記した
ような、エーテル化に要求されている高濃度アルカリ、
アルカリ含有率及び水分含有率を達成することはとうて
い不可能である。ここで、たとえ希薄な苛性ソーダ溶液
に代えて濃厚な苛性ソーダ溶液を使用したとしても、苛
性ソーダはバルブの表面に付着するだｌすで内部まで浸
透しにくく、不均一な分布になり、引き続いて圧搾を行
うことも困難になる。さらに、この従来の方法では、長
い製造時間が必要であり、バルブの投入及び取り出しが
煩雑であり、余剰のアルカリを回収して反復使用するけ
れども、リグニン等の浸出汚濁に原因して数回の使用後
に廃棄しなければならないので、経済上及び公害防止上
からも問題である。In the conventional production of alkali cellulose, a variety of techniques are used. For example, alkali cellulose can be produced by dipping a bulb into a dilute solution of about 20% caustic soda. After the soaked bulb is sufficiently swollen and the caustic soda penetrates into it, the bulb is taken out and squeezed to remove excess caustic soda. but,
In this method, only about 2 parts by weight of alkali cellulose can be dehydrated per 1 part by weight of bulb, and the high concentration of alkali cellulose required for etherification, as described above, can be dehydrated.
It is simply impossible to achieve high alkaline and moisture contents. Here, even if a concentrated caustic soda solution is used instead of a dilute caustic soda solution, the caustic soda adheres to the surface of the valve, making it difficult for it to penetrate into the interior, resulting in uneven distribution, and subsequent squeezing. It will also be difficult to do. Furthermore, this conventional method requires a long production time, the loading and unloading of valves is complicated, and although surplus alkali is recovered and used repeatedly, it is difficult to process several times due to leaching contamination of lignin, etc. Since it must be disposed of after use, it is also a problem from an economic and pollution prevention perspective.
もう１つの方法にスプレー法がある。この方法は、バル
ブを微細に粉砕した後にこれに苛性ソーダを噴霧するも
のであるが、バルブ表面に高濃度苛性ソーダが固化した
状態になりやすく、均一なアルカリセルロースを得にく
いという欠点を有する。また、この方法の場合、バルブ
の粉砕に多大の動力を要し、さらに粉砕によるバルブの
重合度の低下の結果として製品の粘度に大きな影響があ
る。さらに、苛性ソーダを有機溶剤中に分散してアルセ
ル化を実施した場合、溶剤の回収が煩雑であるばかりか
、製造環境の悪化、火災の危険性等も考えられる。Another method is the spray method. This method involves spraying caustic soda onto the bulb after finely pulverizing it, but it has the disadvantage that highly concentrated caustic soda tends to solidify on the bulb surface, making it difficult to obtain uniform alkali cellulose. In addition, in this method, a large amount of power is required to crush the bulb, and the viscosity of the product is greatly affected as a result of the reduction in the degree of polymerization of the bulb due to crushing. Furthermore, when alcelization is performed by dispersing caustic soda in an organic solvent, not only is the recovery of the solvent complicated, but there is also the possibility of deterioration of the manufacturing environment and the risk of fire.
希薄な苛性ソーダ溶液を用いる別の方法として加熱蒸発
法及び減圧真空濃縮法も公知である。しかし、前者は加
熱によるパルプの重合度の低下を伴い、また後者は真空
減圧装置使用の煩雑さを伴い、いずれも推奨すべき方法
ではない。Other methods using dilute caustic soda solutions, such as thermal evaporation and reduced pressure vacuum concentration, are also known. However, the former method is accompanied by a decrease in the degree of polymerization of the pulp due to heating, and the latter method is accompanied by the complexity of using a vacuum decompression device, and neither method is recommended.
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、以上に述べた従来の技術の欠点を解消して、
特にセルロースエーテル及びその誘導体の製造に有用な
改良された活性アルカリセルロースの製法を提供するこ
とを目的とする。この製法は、簡単であり、実施が容易
であり、公害問題等を生じないものでなければならず、
また、得られるアルカリセルロースは、セルロースの微
細構造にアルカリが高濃度（最低３０％、好ましくは４
５〜５０％）で均一に浸透し、結合してなり、かつアル
カリ対セルロース重量比及び水対セルロース重量比を任
意に調節可能であるようなものでなければならない。(Problem to be solved by the invention) The present invention solves the drawbacks of the conventional technology described above, and
It is an object of the present invention to provide an improved process for producing activated alkali cellulose, which is particularly useful for producing cellulose ethers and derivatives thereof. This manufacturing method must be simple, easy to implement, and do not cause pollution problems.
In addition, the obtained alkali cellulose has a high concentration of alkali (at least 30%, preferably 4%) in the fine structure of the cellulose.
5 to 50%), the cellulose to cellulose weight ratio should be able to be adjusted as desired.
上記した課題は、本発明によれば、製造に用いられる反
応容器の反応系上に存在する雰囲気を強制循環により冷
却して低温水分と低温乾燥ガス分とに分離し、前記低温
水分を反応系に戻すとともに前記低温乾燥ガス分を反応
系に吹き付けかつ必要に応じて前記反応容器の外部加熱
により反応系を加温し、生成中のアルカリセルロースの
表面のアルカリ濃度の局部的上昇の結果として生ずるア
ルカリ浸透圧により、アルカリセルロース内部の水分を
前記セルロース表面のアルカリと置換してアルカリセル
ロース内における高濃度アルカリのほぼ均一な分布を得
、かつその際、あるいはそれに引き続いて、前記低温水
分を反応系外に排出することにより、アルカリ対セルロ
ース重量比及び水対セルロース重量比を所望の値に調節
することを特徴とする活性アルカリセルロースの製法に
よって解決することができる。According to the present invention, the above-mentioned problem can be solved by cooling the atmosphere existing above the reaction system of a reaction vessel used for production by forced circulation and separating it into low-temperature moisture and low-temperature dry gas, and removing the low-temperature moisture from the reaction system. At the same time, the low-temperature dry gas is blown onto the reaction system and, if necessary, the reaction system is heated by external heating of the reaction vessel, resulting in a local increase in the alkali concentration on the surface of the alkali cellulose being produced. Due to the alkali osmotic pressure, the water inside the alkali cellulose is replaced by the alkali on the surface of the cellulose to obtain a substantially uniform distribution of highly concentrated alkali within the alkali cellulose, and at the same time or subsequently, the low-temperature water is transferred to the reaction system. The problem can be solved by a method for producing activated alkali cellulose, which is characterized by adjusting the alkali-to-cellulose weight ratio and water-to-cellulose weight ratio to desired values by discharging it to the outside.
本発明方法では、反応系上に存在する雰囲気を強制循環
により冷却して低温水分と低温ガス分とに分離すること
が特徴である。この強制循環による冷却には、通常、反
応容器に付属の外部冷却凝縮器が用いられる。すなわち
、この凝縮器の熱交換作用によって、上記の雰囲気（反
応系上に存在する水蒸気及び空気等の混合物をまとめて
本願明細書では雰囲気と呼ぶ）を低温の水分と低温の乾
燥（除湿）ガス分とに分離することができる。低温水分
には、もしも例えばイソプロピルアルコール、メタノー
ル、エタノールなどの溶媒がエーテル反応を促進する目
的で用いられているならば、その溶媒も含まれる。また
、低温乾燥ガス分には、冷却された乾燥空気の他に、例
えば窒素ガスのような不活性ガスも含まれることが可能
である。なお、窒素ガス等は、反応容器内における不意
の爆発を回避し、かつ使用する原料パルプの酸化を防止
する目的で用いられる。The method of the present invention is characterized in that the atmosphere existing above the reaction system is cooled by forced circulation and separated into low-temperature moisture and low-temperature gas. For this forced circulation cooling, an external cooling condenser attached to the reaction vessel is usually used. That is, the heat exchange action of this condenser converts the above atmosphere (the mixture of water vapor, air, etc. present above the reaction system is collectively referred to as the atmosphere in this specification) into low-temperature moisture and low-temperature dry (dehumidified) gas. It can be separated into minutes. The low temperature moisture also includes solvents such as isopropyl alcohol, methanol, ethanol, etc., if they are used to promote the ether reaction. In addition to the cooled dry air, the low temperature dry gas component can also include an inert gas such as nitrogen gas. Note that nitrogen gas and the like are used for the purpose of avoiding an unexpected explosion within the reaction vessel and preventing oxidation of the raw material pulp used.
本発明方法では、分離により得た低温水分を反応系に戻
すことも特徴である。凝縮器で液化せしめられたこの冷
却された水分を反応系に戻すと、原料バルブと例えば苛
性ソーダのようなアルカリとの反応による反応熱や撹拌
時の摩擦熱に原因する反応系の温度上昇を抑え、さらに
反応系を冷却し、適当な望ましい反応温度を一定に保持
することができる。この反応系冷却のメカニズムは、主
として、低温水分の顕熱及び反応系よりの蒸発水分の気
化潜熱に依存している０本発明では、このように反応系
の温度上昇を抑え、かつ約１５〜２０°Ｃあるいは希望
する一定の反応温度を保持することができるので、得ら
れるアルカリセルロースの重合度の低下を防止し、あわ
せて、アルカリセルロースの粘度低下及び構造粘性の変
化も防止することができる。また、アルカリとセルロー
スの反応に適した温度を得、その反応を促進することが
できる。The method of the present invention is also characterized in that the low-temperature moisture obtained by separation is returned to the reaction system. Returning this cooled water that has been liquefied in the condenser to the reaction system suppresses the temperature rise in the reaction system caused by reaction heat from the reaction between the raw material valve and an alkali such as caustic soda, and frictional heat during stirring. In addition, the reaction system can be cooled to maintain a constant desired reaction temperature. The mechanism of cooling the reaction system mainly depends on the sensible heat of low-temperature moisture and the latent heat of vaporization of the evaporated moisture from the reaction system. Since the reaction temperature can be maintained at 20°C or a desired constant reaction temperature, it is possible to prevent a decrease in the degree of polymerization of the alkali cellulose obtained, and at the same time, it is possible to prevent a decrease in the viscosity and a change in the structural viscosity of the alkali cellulose. . Furthermore, it is possible to obtain a temperature suitable for the reaction between alkali and cellulose and to promote the reaction.
本発明方法では、また、分離により得た低温ガス分を反
応系に吹き付けることも特徴である。低温ガス分を単に
反応系に戻すのではなくて吹き付けると、反応系の冷却
はもちろんのこと、さらに重要なことには、低温ガス分
が吹き付けられたアルカリセルロースの表面が乾燥蒸発
することの結果、生成中のアルカリセルロースの表面の
アルカリ濃度を局部的に上昇させることができる。アル
カリ濃度がこのように上昇すると、セルロース表面と内
部との間で濃度差が生じるのでアルカリ浸透圧が発生し
、よって、セルロース内部に含まれていて従来の技術で
は処置の仕方がなかった水分が表面に移行し、セルロー
ス表面の高濃度アルカリと置換する。また、たとえセル
ロース表面にそれに物理的に付着したアルカリがあった
としても、セルロース内部から浸出した水分によって溶
解せしめられ、セルロースの内部に均一に分散浸透する
ことが可能である。このようなセルロース内における水
分とアルカリの交換の結果として、セルロースの微細構
造内におけるアルカリの高濃度で均一な分布を達成する
ことができる。The method of the present invention is also characterized in that the low-temperature gas obtained by separation is blown into the reaction system. Blowing the low-temperature gas component into the reaction system rather than simply returning it to the reaction system not only cools the reaction system, but more importantly, the surface of the alkali cellulose onto which the low-temperature gas component is blown will dry and evaporate. , it is possible to locally increase the alkali concentration on the surface of the alkali cellulose being produced. When the alkali concentration increases in this way, there is a concentration difference between the surface and the inside of the cellulose, which generates alkaline osmotic pressure, which causes water contained inside the cellulose that cannot be treated with conventional techniques to be removed. It migrates to the surface and replaces the highly concentrated alkali on the cellulose surface. Furthermore, even if there is alkali physically attached to the cellulose surface, it is dissolved by the water leached from inside the cellulose, and can be uniformly dispersed and permeated into the inside of the cellulose. As a result of this exchange of water and alkali within the cellulose, a high concentration and uniform distribution of alkali within the microstructure of the cellulose can be achieved.
本発明方法では、必要に応じて、反応容器の外部加熱に
より、例えば反応容器を取り囲むようにして取り付けら
れた加熱用ジャケットにより、連続的にもしくは間欠的
に反応系を加温する。この加温は、アルセル化中におけ
る水分の蒸発を促進したり調節したりするのに、また、
低温水分の循環等による反応系の過冷却を防止したりす
るのに、特に有効である。In the method of the present invention, if necessary, the reaction system is heated continuously or intermittently by external heating of the reaction vessel, for example, by a heating jacket attached to surround the reaction vessel. This heating can also be used to accelerate or control water evaporation during arcelization.
It is particularly effective in preventing overcooling of the reaction system due to circulation of low-temperature moisture, etc.
本発明方法では、上記のようにしてアルセル化を実施す
る間、あるいはそれに引き続いて、分離により得た低温
水分を反応系に戻さないで、反応系外に連続的にもしく
は間欠的に排出する。この系外排出処理は、特に、反応
系内における水分量の減少の結果として、得られるアル
カリセルロースのアルカリ対セルロース重量比及び水対
セルロース重量比を所望の値に調節するのに有効である
。In the method of the present invention, during or subsequent to the arcelification as described above, the low-temperature moisture obtained by separation is not returned to the reaction system, but is continuously or intermittently discharged out of the reaction system. This out-of-system discharge treatment is particularly effective in adjusting the alkali-to-cellulose weight ratio and water-to-cellulose weight ratio of the resulting alkali cellulose to desired values as a result of reducing the amount of water in the reaction system.
実際、アルカリがセルロースに均一に浸透した後に凝縮
器からの水分の全部あるいは一部を反応系外に排出する
と、アルカリセルロース中のアルカリ濃度が次第に高く
なり、排出水分量から計算することにより、その都度の
アルカリ対セルロース重量比及び水対セルロース重量比
をもとめることができる。ちなみに、このような水分の
系外排出を行う前は、凝縮器からの水分の全量がそのま
〜反応系にもどされるので、反応系内の水分量は一定で
変化がない。In fact, if all or part of the water from the condenser is discharged out of the reaction system after the alkali has uniformly permeated the cellulose, the alkali concentration in the alkali cellulose will gradually increase. The respective alkali to cellulose weight ratio and water to cellulose weight ratio can be determined. Incidentally, before such water is discharged from the system, the entire amount of water from the condenser is directly returned to the reaction system, so the amount of water in the reaction system remains constant and does not change.
本発明方法により得られた活性アルカリセルロースは、
引き続いて、常用のアルカリセルロース及びその誘導体
の製造装置に供給し、ここで目的物を製造することがで
きる。−例を示すと、得られたアルカリセルロースを本
発明者の発明になる日本特許第１２７６７３５号に記載
のＣＭＣの製法に適用すると、同じ装置を使用して効果
的にＣＭＣの製造を行うことができる。The activated alkali cellulose obtained by the method of the present invention is
Subsequently, it can be fed to a commonly used production apparatus for alkali cellulose and its derivatives, where the desired product can be produced. - To give an example, when the obtained alkali cellulose is applied to the CMC manufacturing method described in Japanese Patent No. 1276735, which is an invention of the present inventor, CMC can be effectively manufactured using the same equipment. can.
次いで、添付の図面を参照しながら本発明方法の好まし
い一例を説明する。Next, a preferred example of the method of the present invention will be explained with reference to the accompanying drawings.
第１図は、本発明方法を実施するための製造装置を正面
から見た略示断面図、そして第２図は、第】図の装置を
側面からみた略示断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing apparatus for carrying out the method of the present invention, viewed from the front, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the apparatus shown in FIG. 1, viewed from the side.
反応容器１０は、原料バルブ投入用のマンホール１、水
注入用のノズル２、苛性アルカリ注入用のノズル３、そ
してセルロースの酸化防止のために必要に応じて装入さ
れる不活性ガス注入用のノズル２３を有している。ここ
で、例えばウッドバルブ、リンターパルプのような原料
バルブ（図示せず）は、例えば綿状のような適当な形に
予め解離した後使用するのが好ましい。ノズル２から注
入される水は、必要に応じて、セルロースへのアルカリ
の浸透を促進するため、例えばイソプロピルアルコール
等のような有機溶媒の少量を含有していてもよい０反応
容器１０内に水を散布してこれに原料バルブを浸漬する
。水の注入量は、予定されるアルカリ対セルロース重量
比より算出されるアルカリ量を基準として、アルカリ濃
度が約２０〜５０％となるように決定する。さらに注入
するアルカリの注入量は、上記のアルカリ量に相当する
量を計算によりもとめて決定する。なお、このアルカリ
は、通常、３０％以上の高濃度アルカリ水溶液の形で注
入するのが好ましい。The reaction vessel 10 has a manhole 1 for inputting a raw material valve, a nozzle 2 for water injection, a nozzle 3 for caustic alkali injection, and a nozzle 3 for injecting an inert gas to prevent oxidation of cellulose. It has a nozzle 23. Here, raw material bulbs (not shown) such as wood bulbs and linter pulp are preferably used after being previously dissociated into a suitable form such as cotton. The water injected through the nozzle 2 may optionally contain a small amount of an organic solvent, such as isopropyl alcohol, to facilitate the penetration of the alkali into the cellulose. Spray and immerse the raw material valve in this. The amount of water to be injected is determined so that the alkali concentration is about 20 to 50% based on the amount of alkali calculated from the expected alkali to cellulose weight ratio. Furthermore, the amount of alkali to be injected is determined by calculating the amount corresponding to the above-mentioned amount of alkali. Note that this alkali is usually preferably injected in the form of a highly concentrated alkaline aqueous solution of 30% or more.
反応容器１０は、さらに、投入及び注入した原料を十分
に撹拌混合するための二連の撹拌！［１２をその内部に
有している。撹拌翼１２は、ギヤ２１及びビニオン２２
を介して、電動機２４によって駆動可能である。反応容
器１０は、さらにまた、必要に応じてその容器の内容物
を加温するため、容器１０の外周壁にそって設けられた
加熱用ジャケット１１を有している。このジャケット１
１には、水蒸気又は温水を装入口１３から供給し、使用
後に排出口１４から取り出すことができる。The reaction vessel 10 also has two sets of stirring systems for sufficiently stirring and mixing the input and injected raw materials! [It has 12 inside it. The stirring blade 12 has a gear 21 and a pinion 22.
It can be driven by an electric motor 24 via. Reaction vessel 10 further includes a heating jacket 11 provided along the outer circumferential wall of vessel 10 to heat the contents of the vessel as required. This jacket 1
1, steam or hot water can be supplied from a charging port 13 and taken out from a discharge port 14 after use.
さらに、反応容器１０は、その反応系の上方に存在する
雰囲気（上記したように、水蒸気、空気等の混合物）を
強制循環及び冷却するためのフィンクーラ４を有してい
る。フィンクーラ４は、図示の通り、上下２段のフィン
チューブ１５及び１６からなり、下段のフィンチューブ
１５では比較的に高温度のブラインがノズル５からノズ
ル６に送られる。このブラインにより、フィンチューブ
に霜が付着しない程度の冷却、そして除湿が行われる。Furthermore, the reaction vessel 10 has a fin cooler 4 for forced circulation and cooling of the atmosphere (as described above, a mixture of water vapor, air, etc.) existing above the reaction system. As shown in the figure, the fin cooler 4 consists of two upper and lower fin tubes 15 and 16, and the lower fin tube 15 sends brine at a relatively high temperature from the nozzle 5 to the nozzle 6. This brine provides cooling and dehumidification to the extent that frost does not adhere to the fin tubes.
上段のフィンチューブ１６では比較的に低温のブライン
がノズル７からノズル８に送られ、さらに冷却が行われ
る。なお、反応容器１０内の雰囲気は、配管９を介して
フィンクーラ４に供給され、その際の雰囲気の流量はダ
イパ１７によって調節可能である。In the upper fin tube 16, relatively low temperature brine is sent from the nozzle 7 to the nozzle 8 for further cooling. Note that the atmosphere inside the reaction vessel 10 is supplied to the fin cooler 4 via the piping 9, and the flow rate of the atmosphere at that time can be adjusted by the dialper 17.
フィンクーラ４からの低温水分（凝縮により生成した冷
却水分）は、弁１８を閉じ、弁１９を開けることによっ
て反応容器１０に戻し、反応系の冷却に供する。一方、
フィンクーラ４からの低温乾燥ガス分は、配管２５、循
環ファン２６、そして配管２７を介してヘッダ２８に供
給する。ヘッダ２８には、送られてきた乾燥ガス分を反
応系に吹き付けるための噴射ノズル２９が図示の通りに
左右方向及び下方向に開口している。これらのノズルか
らの乾燥ガス分を高速で反応系に吹き付けることの結果
、反応系を急速に乾燥及び冷却するとともにセルロース
内におけるアルカリの均一な分布を導びくこともできる
。なお、乾燥ガス分の反応系への吹き付は量も前記した
ダンパ１７によって調節可能である。The low-temperature moisture (cooling moisture generated by condensation) from the fin cooler 4 is returned to the reaction vessel 10 by closing the valve 18 and opening the valve 19, and is used to cool the reaction system. on the other hand,
The low-temperature dry gas from the fin cooler 4 is supplied to the header 28 via a pipe 25, a circulation fan 26, and a pipe 27. In the header 28, an injection nozzle 29 for spraying the sent dry gas into the reaction system is opened in the left-right direction and downward direction as shown in the figure. As a result of spraying the dry gas portion from these nozzles onto the reaction system at high speed, it is possible to rapidly dry and cool the reaction system and also to induce a uniform distribution of alkali within the cellulose. Note that the amount of dry gas blown into the reaction system can be adjusted by the damper 17 described above.
セルロース内におけるアルカリの高濃度均一分布を達成
しながら、フィンクーラ４からの低温水分を反応系に戻
さないことによってアルカリ対セルロース比及び水対セ
ルロース比の調節を行う。The alkali-to-cellulose ratio and water-to-cellulose ratio are controlled by not returning low-temperature moisture from the fin cooler 4 to the reaction system while achieving a high concentration and uniform distribution of alkali within the cellulose.
この調節は、弁９を閉じ、代りに弁８を開けることによ
って水分を系外に排出することによって行う。なお、排
出された水分の量は、上記の比を確認するため、適当な
計量装置（図示せず）でもって測定する。製造されたア
ルカリセルロースは、製品取出口３０を介して取り出す
ことができる。This adjustment is performed by closing valve 9 and opening valve 8 instead to drain water out of the system. The amount of water discharged is measured using a suitable measuring device (not shown) in order to confirm the above ratio. The produced alkali cellulose can be taken out through the product outlet 30.
記載のアルカリセルロース製造装置を使用して、粉砕機
（図示せず）で綿状に解砕された原料バルブをマンホー
ルｌから反応容器１０に投入する。Using the alkali cellulose manufacturing apparatus described above, a raw material valve crushed into flocculent pieces by a crusher (not shown) is charged into a reaction vessel 10 through a manhole 1.
このバルブにノズル２から水を注入して噴霧し湿潤し、
さらにまた、ノズル３から高濃度の苛性アルカリを注入
して最適なアルカリ対バルブ重量比となす、これらのア
ルカリとバルブの混合物を混合撹拌するとともに、ノズ
ル２９から噴出する乾燥ガス分により、バルブに含まれ
る水等を蒸発させ、フィンクーラ４に送り込む、フィン
クーラ４で凝縮されて生成した低温水分は逆流を生じる
。Water is injected into this valve from nozzle 2 and sprayed to moisten it.
Furthermore, a highly concentrated caustic alkali is injected from the nozzle 3 to achieve an optimal alkali to valve weight ratio, and the mixture of these alkalis and the valve is mixed and stirred, and the dry gas ejected from the nozzle 29 is used to cause the valve to be heated. The water contained therein is evaporated and sent to the fin cooler 4, and the low-temperature moisture generated by being condensed in the fin cooler 4 causes a backflow.
この時、弁１８を閉塞しておくと、逆流した水分は弁１
９（開放状態）を経て反応容器１０に戻り、再びバルブ
と合してこれを冷却する。この際、反応容器１０内部の
水対バルブの割合は変らない。At this time, if valve 18 is closed, the water that flows back will flow through valve 1.
9 (open state) and returns to the reaction vessel 10, where it is again connected to the valve and cooled. At this time, the ratio of water to valve inside the reaction vessel 10 remains unchanged.
また、生成するアルカリセルロースの表面が乾燥するに
つれてアルカリ濃度は高くなるが、アルカリの浸透圧と
強力な撹拌力により、セルロース表面のアルカリはその
セルロースの内部の水分と置換して均一なアルカリセル
ロースとなる。次いで、弁１９を閉じて弁１８を開くと
、逆流した水分は容器内に還流せず、弁１８より器外に
排出される。In addition, as the surface of the alkali cellulose that is produced dries, the alkali concentration increases, but due to the osmotic pressure of the alkali and the strong stirring force, the alkali on the cellulose surface replaces the moisture inside the cellulose, forming a uniform alkali cellulose. Become. Next, when the valve 19 is closed and the valve 18 is opened, the water that has flowed back does not flow back into the container, but is discharged from the valve 18 to the outside of the container.
すると、容器内の水分の量が減少することの結果として
、水とバルブの濃度比が小さくなり、アルカリ濃度が高
くなる。また、乾燥ガス分の吹き付けに基因する水等の
蒸発潜熱でバルブ温度が低下すると蒸発速度も低下する
ので、加熱ジャケット１１の水蒸気又は温水により加熱
を行うことにより、アルセル化に必要な温度を一定に保
つことができる。Then, as a result of the decrease in the amount of water in the container, the water-to-bulb concentration ratio becomes smaller and the alkali concentration becomes higher. In addition, if the valve temperature decreases due to the latent heat of evaporation of water etc. caused by the spraying of dry gas, the evaporation rate will also decrease, so by heating with steam or hot water in the heating jacket 11, the temperature required for ARCELization can be kept constant. can be kept.
本発明によれば、アルカリセルロースの水分蒸発に原因
しておこる浸透圧を利用することにより、低濃度のアル
カリセルロースからスタートして除徐に高濃度のアルカ
リセルロースを製造することができる。また、アルカリ
セルロースでは、ミクロ的に均一なアルカリセルロース
を提供できるばかりか、アルカリ対セルロース重量比及
び水対セルロース重量比を任意に調節することができ、
反応容器内の温度は常に所望する温度で精確に保持する
ことができる０本発明により得られるアルカリセルロー
スは、その優秀性のため、各種のセルロースエーテル及
びその誘導体の製造に特に有利に利用することができる
。According to the present invention, by utilizing the osmotic pressure caused by water evaporation of alkali cellulose, it is possible to gradually produce high concentration alkali cellulose starting from low concentration alkali cellulose. In addition, with alkali cellulose, not only can microscopically uniform alkali cellulose be provided, but also the alkali to cellulose weight ratio and water to cellulose weight ratio can be adjusted arbitrarily.
The temperature inside the reaction vessel can always be precisely maintained at a desired temperature.Due to its excellent properties, the alkali cellulose obtained by the present invention can be particularly advantageously used in the production of various cellulose ethers and derivatives thereof. Can be done.
第１図は、本発明方法を実施するのに有用なアルカリセ
ルロース製造装置を正面から見た略示断面図、そして
第２図は、第１図の装置を側面から見た略示断面図であ
る。
図中、１は原料パルプ投入用マンホール、２は水注入用
ノズル、３は苛性アルカリ注入用ノズル、４はフィンク
ーラ、１０は反応容器、１１は加熱ジャケット、１２は
撹拌翼、１５及び１６はフィンチューブ、１７はダンパ
、２１はギヤ、２２はビニョン、２４は電動機、２７は
ダンパ、２８はヘッダ、そして２９は噴射ノズルである
。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view from the front of an alkali cellulose manufacturing apparatus useful for carrying out the method of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view from the side of the apparatus shown in FIG. be. In the figure, 1 is a manhole for feeding raw pulp, 2 is a water injection nozzle, 3 is a caustic alkali injection nozzle, 4 is a fin cooler, 10 is a reaction vessel, 11 is a heating jacket, 12 is a stirring blade, 15 and 16 are fins 17 is a damper, 21 is a gear, 22 is a sign, 24 is an electric motor, 27 is a damper, 28 is a header, and 29 is an injection nozzle.
Claims (1)
用な活性アルカリセルロースを製造する方法であって、
製造に用いられる反応容器の反応系上に存在する雰囲気
を強制循環により冷却して低温水分と低温乾燥ガス分と
に分離し、前記低温水分を反応系に戻すとともに前記低
温乾燥ガス分を反応系に吹き付けかつ必要に応じて前記
反応容器の外部加熱により反応系を加温し、生成中のア
ルカリセルロース表面のアルカリ濃度の局部的上昇の結
果として生ずるアルカリ浸透圧により、アルカリセルロ
ース内部の水分を前記セルロース表面のアルカリと置換
してアルカリセルロース内における高濃度アルカリのほ
ぼ均一な分布を得、かつその際、あるいはそれに引き続
いて、前記低温水分を反応系外に排出することにより、
アルカリ対セルロース重量比及び水対セルロース重量比
を所望の値に調節することを特徴とする、活性アルカリ
セルロースの製法。1. A method for producing activated alkali cellulose particularly useful for producing cellulose ethers and derivatives thereof, comprising:
The atmosphere existing above the reaction system in the reaction vessel used for production is cooled by forced circulation and separated into low-temperature moisture and low-temperature dry gas, and the low-temperature moisture is returned to the reaction system, and the low-temperature dry gas is returned to the reaction system. The reaction system is heated by spraying on the alkali cellulose and, if necessary, by external heating of the reaction vessel, and the alkali osmotic pressure generated as a result of the local increase in the alkali concentration on the surface of the alkali cellulose being produced removes the water inside the alkali cellulose. By replacing the alkali on the surface of the cellulose to obtain a substantially uniform distribution of highly concentrated alkali within the alkali cellulose, and at that time or subsequently, discharging the low-temperature moisture out of the reaction system,
A method for producing activated alkali cellulose, which comprises adjusting the alkali to cellulose weight ratio and water to cellulose weight ratio to desired values.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1043162A JPH02225501A (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Production of active alkali cellulose |
| KR1019890007731A KR950004903B1 (en) | 1989-02-27 | 1989-06-05 | Process for preparing cetivated alkali cellulose |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1043162A JPH02225501A (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Production of active alkali cellulose |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02225501A true JPH02225501A (en) | 1990-09-07 |
| JPH0553161B2 JPH0553161B2 (en) | 1993-08-09 |
Family
ID=12656176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1043162A Granted JPH02225501A (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Production of active alkali cellulose |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02225501A (en) |
| KR (1) | KR950004903B1 (en) |
Cited By (2)
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| JP2006348177A (en) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Method for producing alkali cellulose and cellulose ether |
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-
1989
- 1989-02-27 JP JP1043162A patent/JPH02225501A/en active Granted
- 1989-06-05 KR KR1019890007731A patent/KR950004903B1/en not_active IP Right Cessation
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH0553161B2 (en) | 1993-08-09 |
| KR900013142A (en) | 1990-09-03 |
| KR950004903B1 (en) | 1995-05-15 |
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