JPS5893701A - 新規な酢酸セルロ−スの製造方法 - Google Patents
新規な酢酸セルロ−スの製造方法Info
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- JPS5893701A JPS5893701A JP56192042A JP19204281A JPS5893701A JP S5893701 A JPS5893701 A JP S5893701A JP 56192042 A JP56192042 A JP 56192042A JP 19204281 A JP19204281 A JP 19204281A JP S5893701 A JPS5893701 A JP S5893701A
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B3/00—Preparation of cellulose esters of organic acids
- C08B3/22—Post-esterification treatments, including purification
- C08B3/24—Hydrolysis or ripening
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- C08B3/06—Cellulose acetate, e.g. mono-acetate, di-acetate or tri-acetate
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、酢酸セルロースの新規な製造方法に関するも
のであり、詳しくは、酢化反応を少量の酸性触媒喜在下
で高温短時間内に行ない。 引き醜いて、加圧高温度でケン化熟成する事を特徴とす
る酢化度49〜58%の二次酢酸セルロースの側鷹方@
に関°するものである。 代表的な二次酢酸セルロースの工業的製法は無水酢酸を
酢化剤、酢酸を希釈、剤、ii酸を触媒としてそれぞれ
使用する所麟酢酸法と、無水酢酸を酢化剤、塩化メチレ
ンを希釈剤、 iiagtを触媒とする新組塩化メチレ
ノ法に大別される0本発明は、酢酸法についての改善技
術である。 ここで、酢酸法酢酸セルロース製造法についてその概要
を述べる。即ち、同方法i、■α−セルロース含有量の
比較的肯いセルロース[+を、l1lI解、解砕後、酢
酸又は、少量り酸性触媒な含んだ酢酸を散布混合する酵
逃場活性化工楊と、■あらかじめ冷却された無水酢酸、
酢酸及び#!性触m(伺えば硫酸)よりなる1酸で、■
の活性化セルロースを逃場し
のであり、詳しくは、酢化反応を少量の酸性触媒喜在下
で高温短時間内に行ない。 引き醜いて、加圧高温度でケン化熟成する事を特徴とす
る酢化度49〜58%の二次酢酸セルロースの側鷹方@
に関°するものである。 代表的な二次酢酸セルロースの工業的製法は無水酢酸を
酢化剤、酢酸を希釈、剤、ii酸を触媒としてそれぞれ
使用する所麟酢酸法と、無水酢酸を酢化剤、塩化メチレ
ンを希釈剤、 iiagtを触媒とする新組塩化メチレ
ノ法に大別される0本発明は、酢酸法についての改善技
術である。 ここで、酢酸法酢酸セルロース製造法についてその概要
を述べる。即ち、同方法i、■α−セルロース含有量の
比較的肯いセルロース[+を、l1lI解、解砕後、酢
酸又は、少量り酸性触媒な含んだ酢酸を散布混合する酵
逃場活性化工楊と、■あらかじめ冷却された無水酢酸、
酢酸及び#!性触m(伺えば硫酸)よりなる1酸で、■
の活性化セルロースを逃場し
【、−次酢酸セルa−スを
得る酢化工程と、■酢化工程で得られた一次#酸七ル薩
−スを、所望のアセチル基置換数Kまで加水分解して二
次酢酸セルロースとする熟成工種と、(14られた二次
酢酸セルa −スを反応躊液より分層、精製、安定化、
乾燥する後処虐工橿より成っている。 この酢酸法には次の嫌な問題点がある。(1)製品二次
酢酸セルロースや一品質、物性を、工業的要求レベルに
適合させるには、α−セルロース含有量の高く、品質の
高い原料セルロースな必ては、最高級のグレードが酢酸
セルロースの調造に使用されているのが現状である。 (■)セルロースの酢化反応を均一に行ない且へf4性
が良<、*重性にすぐれた製品を得る為には1反応に多
量の酸性触媒(具体的には硫酸)を必要とするが(通常
セルロース原料1oo11(重量基準、以下同じ)K対
し% 10′〜169楊度)、この触媒は1回収・再使
用が不iv能であり、又反応終了後中和削を使用するの
で、それらが製造コストに付加されて来る。 (am) I K上記■の酢化反応は、激しい発熱反応
であるので無水酢酸、酢酸、fa酸の混合物をあらかじ
め冷却しておき、且つセルロース原料が投じられた後も
反応機をプライン等の冷媒で外部冷却し、酢化反応温度
を制御することが、七ルロ2スの解重合反応を防ぎ最終
二次酢酸セルロースの重合度を維持するために必要であ
る。 これら原料の冷却と1反応熱の除去に多大のエネルギー
を必要とし、エネルギーに対するコストが上昇して来て
いる今日、酢酸セルロース調造3スト上外の問題点とな
って来ている。 以上の5つの問題点を有する酢酸セルロースの製造に於
て、・部分的な改良を試みている例はいくつか見出され
る0例えば、米C1141#N菖2=925+704号
では、(I)と(lの問題点の改善がJ) リ、0.0
2 @ 〜1.0 @f)硫酸を使用し、iI酸の多少
に応じて酢化反応の蛾I4濃度な50〜60℃として極
限粘度の低下をおさえ、且つゲルの少ない製品三Wp@
セルa−スを得ている。 カナダIN1軒g565.099号では、同じ<(−1
と(1)の問題点の改善を行なつ′ており、0.02m
1〜1.0gの硫酸を使用し、硫酸の多少に応じて。 酢化反応の最高温度を50℃から酢酸の沸点に至らしめ
て、且つ、ゲルの少ない、熱安定性の良好な三酢鹸七ル
クーメを得て層る。僅し、これらの特許は対象がミ酢酸
七ルクースの調造法にあつ℃、本!ii嘴の対象である
二酢酸セルロースについてではない。 一方、米国特許111L767,642号は(1]の問
題に対する改良であり、 pfle許は、従来技術で一
次酢酸セルa−スを得て後1反応系内の硫酸触媒を完全
に中和して後1反応混合物を125℃乃j17Q℃でケ
ン化・熟成して1遍性、透@性良好にして、偽粘度の低
い、二次酢酸セル口・−スを得ている。轟鋏技術の最大
の特徴として、α−セルロース含有量の低い低品質木材
パルプをも原料化し5る事がうたわれている。 前記(1)〜(lの6つの問題点に同時に対応し、目的
を適しようとする試みの例として%llI@56−59
1101号公報に記載されている方法が挙げられる。同
公報の方法では、aU科セルa−xloollに対し、
a、5975m5部OWIImk用い、酢化反応温度を
50℃乃j85℃として短時間に酢化反応を完結せしめ
て、−次酢酸セルロースを得て後、系内の硫酸触媒を完
全に中和し、110℃乃至120℃でり/化脇成反応を
せしめて、二次酢酸セルロースな優ている。 同技術の特徴としては、触媒硫酸の少ないAffiff
間酢化反応を用いて一次**セルロースな得た場合、従
来法の比較的低温度Q熟成条件(少量の硫酸を触媒とし
て40℃乃至90℃でケン化する)を適用すると、ゲル
が極めて多くて、濾過性の極めて劣る。二次酢酸セルロ
ースしか得られないのく対し、同上の酢化反応に110
℃乃至120℃下での高温熟成(硫酸を完全に中和した
状態で)工程を組み合せる事に依つ【濾過性の良い二次
酢酸セルロースを得るものであり、副次的効果としてα
−セルロース含有量の少ない低品質パルプの利用も可能
になるものである。 以上の公知技術を参考として1本発明者らは。 独自の立場より、鋭意検討の結果1本発@に到達し得た
ものであり、本発明の#J紀問題点(1)。 (層)並びにtall)K対する改善策としての偉力に
は、威KJII著なものがある。 即ち、本発明は二酢酸セルa−スの製造方法におい【。 ビ】 セルロース100部(重量基準、以下同じ)を−
処暑活性化して後、無水酢fa200〜媒0.6〜ls
部とを含有する混合物を添加し、20〜60分を要して
略一定速度で昇温させ最#I50℃以上85℃以下の温
度Kmらしめ。 引き続tan度で3分乃盃20分間保持してセルロース
を酢化し、−次酢酸セルロースを得る工程と、 (→ 上起工機で穫られた一次酢酸セルロース反応混合
物中の酸性触媒を中和し1次いで加圧下、蒸気を系内に
導入するととにより、系内)asl!を125℃以上t
7o℃UnL、引1a1皺温度範囲で50分以上6時間
以下保持して一次酢酸セルロースを加水分解する鵬成工
楊と。 (ハ) 125℃以上170℃以下の熟成反応混合物を
大気圧下へ、72ツシ具し発生するIl’ll!/水■
70〜80/!So〜20(重量比〕のガスtai纏さ
せて回収すると同時に反応混合物な10O′C繭後に冷
却して加水分解反応の実質的な停止なはかる工程 とを含むことを特徴とする新規な酢酸セルロースの製造
方法に係るものである。 以下に本発明について詳述する。 本発明の二次酢酸セルロースの製造方法は。 4つの工程よりなっている。即ち、fst工程は原料セ
ルロースの鍵逃場活性化であり、第2工楊が酢化反応工
種、@5工橿は中和及び熟成反応工程、第4工楊が熟成
反応の停止と、二次酢酸セルロースの分■取得工程であ
る0本発@において、第2工楊である酢化反応工程は、
酸性触媒が少量存在する条件で行なわれるので、#11
工掘は、嬉2工楊を円滑に行なうためのam場の意義を
有する。mち、酢化反応の触媒に使用するfllrRは
、セルロースの良好な浸透膨Ill剤であり1元来1i
1111IIlの存在がセルロースの非結晶部分と結晶
部分の反応速度差なな(す上での効果が大ぎいものであ
る。従って、ii酸を少量にして且つ光分な酢化反応な
行な5−ためには、前処1工1でセルロースの水素結合
な弱め、分子間−を拡大しておく事が望ましい。 歯数技術領域で、この目的に沿5m処暑活性化手段とし
ては、多くのものが公°知である。■酢酸を散布して、
均一混合する(所關一段前処瑠法)、■■に加えて、硫
酸を介在せしめた酢酸な散布する(所−二R#逃場法)
、■木材パルプ・シートを酢酸、又は硫酸を含む酢酸で
湿潤させて後、M砕する。■木材パルプを水中又は希酢
酸水溶液中で1llI!sせしめスラリーとして後、、
mgと酢酸置換な繰り返す所關スッV−鍵逃場等である
6本発明を具体化する鍵部Jl活性化法として前記のい
ずれもが可能であるがセルロース100郁に対し、少く
とも55部以上の酢酸を用いる事が必要である。 第2工楊は、#処理活性化−ルロースな酢化じて、−次
酢酸セルロースとする酢化反応工程である。酢化混液は
200s乃j400ilの無水酢酸ト、 os75至s
s o@o氷酢酸ト、 O−1部乃1iisrsの
iI歳等のam性触謀より構成される。 最Jll1品二次酢酸セルa−メの重合度を工業的要求
水準に一持する為には(畿滅するケン化熟成工程でも一
次酢酸繊維素の解重合が起るので)おのずから酢化反応
終了時点で繊持しておかねばならない重合度のレベルが
あり、酢化反応量Affi度は、使用する触媒硫酸の量
に依存する。 例えば、触媒硫酸量o、sgの場合でsi”c近辺、1
.05の場合で77℃近辺、5.0部の場合で67℃近
辺、5.0部の場合で65℃近辺が適当である。この最
終反応最嶌温度な、制御実現する為には、(酢化反応に
用いた無水酢酸と酢酸との総量のセルロース量に対する
比率や、酢化反応機のジャケット冷却能力に依つC異な
るが)一般的には、触#&硫酸量の多少に対応して無水
酢酸と酢酸の温金物を15℃から一5℃前後へ、あらか
じめ調温しておく事が必要である。この様Ke14温さ
れた酢化反応混液に、*処墳、活性化したセルロースを
投入すると略一定速度で反応系ff1度は上昇するので
20乃至60分間を要し【、I&終SO℃以上85℃以
下の温度に至らしめ、引ぎ続きその温度で3分乃至20
分間保つ事によ′り酢化反応を行なう。 ルロース反応混合物中に残存しているAllの無水酢酸
の加水分解及び酢化触媒硫酸の中和な行なう為にカルシ
ウム1. ffグネシウム、鉄、アル<ニクム又は亜鉛
等の炭酸塩、酢酸塩、水酸化物又は酸化物などからなる
中和剤水層液な添加することにより始まる。硫酸の中和
の完全を期する為、前記中和剤は酢化反応に投入せる硫
酸の全量を中和するに要する化学量論量の10%乃至5
0%過剰に用いるのが良い。か(シ【得た反応混合物を
、密閉戯反応谷器に移し、混合物中に直接水蒸気を吹き
込んで、125℃乃至170℃、好ましくは140’C
乃至160℃に到達せしめ、この温度範囲で50分以上
6時間以下保持して無水酢酸セルロースの加水分解を行
なうのが工業的に簡便であり、この場合反応混合物中で
#!縮せる水蒸気のもたらす水が加水分解反応に動力学
的Fcl!請されろ水の量を充分に満たし5る。あるい
は触媒硫酸の完全中和反応混合物に、加水分解反応に必
要な量より過剰の水を添加混合後、1m閉容器内で、外
部加熱に依って125℃乃至170℃に#適せしめる事
も、もちろん可能である。 この第5工I!について、先行技術特開昭56−591
101号公報の方法では酢化反応混合物中の硫aを完全
に中和し【後、水蒸気を直接導入し、110℃乃至12
0℃に到達せしめて。 二次酢酸セルロースを得ている0本発明は、これに対し
、125℃乃至170℃、好ましくは140−’CPJ
至160℃で熟成な行なうものである。 箒4の玉揚では、高1熟成反応の停止と、熱エネルギー
の回収とを同時に行なう、即ち1本発明を構成する高温
熟成工程での一次酢酸セルc1−スの加水分解反応を実
質的に停止させるには1度を低下させる必要がありこれ
な簡便に行ない且つ、熱エネルギーの回収を図る方法と
して所1i17ラツシユ冷却が有利である。密閉器内に
加圧fで125℃乃至1710に保たれている反応混合
物を、大気圧下へフラッシュさせると、反応混合物から
酢酸/水蒸気の混合ガスが分離し、このガスは常法によ
ってコンデンサー等で#纏させて約80%の酢酸水S*
として回収される。 一方、希酢酸ガス発生の為の蒸発潜熱な奪われて反応系
混合物は約100℃強く速やかに冷却、される。この反
応混合物を更に減圧下でフラッシュさせると、約80%
酢酸水溶液がIEK回収され、−反応混合物を40℃近
辺にまで冷却しうる。 以後常法に従って、この反応混合物より、二次酢酸セル
ロースを析出分離せしめ、洗滌、安定化、乾燥し、m品
二次酢酸セルロースな4る。 本発明の技術思想を略記すると次のmになる。 セルロースの酢化反応混液の省エネルギーと。 短時間化を実現するには1反応の高1化を図る必要があ
るが、伝統的な酢酸法と同じ様に触媒lit戚を使用し
たのでは無水酢酸セルロースの解重合反応が激しくな9
%製品アセテートの重合度を工業的要求水準に合致させ
得ない。−触媒硫酸の少量化は反応の均一性を阻害する
傾向にあるので酢化反応工種前の原料セルロースの活性
化が重要であり、#j1処理、活性化工揚ではセルロー
ス−の内部空孔な拡げておく必要がある。更に触媒硫酸
の少量化は、木材パルプ中に含まれるヘミセルロースの
、酢化反応中に於ける破壊性を弱め、ヘミセルロースが
有害な型態で一次酢酸セルa−スに取り込まれるか乃至
は不純物として酢酸セルロースに混入し、最終製品二酢
酸セルロースの濾過性、透明性、偽粘性、町紡性等の品
質を劣化させる可能性がある。 この酢化工程でのI!!!媒硫酸の少量化は、ケン化熟
成反応にも影響を及はす。即ち%硫酸を触媒に用いる場
合、−次酢酸セルロースは、所l1liI酸酢酸セルロ
ースの形態をとり、且つ、結合し【いるiiI酸基量は
、使用した触媒量にほぼ比例して生成する。従って少量
1iiflt酢化にあってはこれまでの酢化法と比べて
硫酸基量の相対的に少ない、アセチル基量の相対的に多
い硫酢酸セルロースを生成してしまうが、この詭酢酸セ
ルロースは極めて疎水性が高い、熟成工程で、この硫r
h酸竜ルロースを加水分解するに当然水を必要とするが
、系への水の導入が著しく困−となり1部分的な一次酢
酸セルロースの析出分離すら観察され、これらの析出分
離−次酢酸セルロースは、通常の熟成法では再溶解し得
ず、はとんどケン化しないまま、二次酢酸セルロースK
A人し、二酢酸セルロースの品質を激しく劣化させる(
具体的には、アセトンに溶解した顔 。 均−溶液を形成せずゲル状t−呈してしまう)。 本発明においては熟成を125℃乃至ty。 ℃というより高1で行なうことにより反応系の酢酸−水
混合溶媒の溶解力が高まり前記の疎水性の^い一次酢酸
セルロースをも完濤せしめ。 もって、より均一な加水分解反応が実現される。 又、 Aff1度の熟成にて%#i記のへぼセルロース
の破壊乃至形態変化が促進され、鍛終二酢酸セルa−ス
の物性を蝋早ヤ劣化させなくなる。 この様な高[1成で優られた二次酢酸セルロースの特徴
は、ゲルハ+−(エージ曹/クロマトグフフィーによっ
て明らかに見る事ができる。 一般に、二次酢酸セルロースを95%ア七トンKfII
解し、 jlMt−ると、単一のピークを持った図形が
得られず、主ピークよりも高分子領域に削ビークが現れ
る。この副ピーク(Pr@humpと呼称される)は、
主鎖の長い、所鎮高分子量の酢11I−にルロースによ
るものではなく、へ電増ルロース成分、l!1合硫酸基
、高酢化度7フクシ璽ン、金属イオンの存在等が錯綜し
、95%アセトンに十分溶解し得ない二酢酸セルロース
成分4を形成し、これらが分散し得すに巨大な凝集体な
構成していることによるものと考えられる。。 この橡な凝集体の存在が、二酢酸セルロースの濾過性、
透I@性、偽粘性、可鋳性を劣化させる要因であると考
えられるので、ゲルパーミエーシ田ンクロマトグラフィ
ーのPr@humpの存在の有無自体又はPr・hui
*pの大小が二酢酸セルロースの品X4を予測せしめる
と考えられる0本発明の如き^4熟成で得られた二次酢
酸セルロースでは、このprahu■pが消失゛するか
乃至はほとんど薩められず単一のピークのクロマトグツ
7が得られる。且っprehumpの消失の椙度は、高
111&或反応1度が高い程、顕著であり、濾過性、透
明性、偽粘性、町紡性等の品質改善度合いと軌を−にす
る。 以上述べた41に、本発明は二次酢酸セルロースの製造
法において少量*alA4短時間酢化反応と高/Jll
!Ij1時間熟成を組合せて用いることにより従来の方
法に比べて製造に要するエネルギーが格段に少く、帰ら
れる製品物性が良好であって、品質の劣る原料パルプの
使用をも可能にするすぐれた方法な提供子るものである
。 以下KPM例をあげて本発明を跪すするが。 本発明が、それらのみに制約されるものではな(ゝ・ 実總例中に述べる酢酸セルロース製品物性の摺電は次の
方法で行なった。 酢化[: A8TM D −871(1970年J1
1s巻、p272)の方法に準じて行なっ た・ 粘 度:酢酸セルロースを、20]iJ1%に。 96%アセトン溶液KfII解し、25十0.1℃にて
、直径6.52■1重さ 1.04墨lの鋼球が、酢酸セルロース醪液な充した内
径25.9■の管内を 10ffi落下するに要する時間(抄)。 P4度:94%アセトン水溶液に20重量%に#解せる
酢rIIt−i ルa −ス溶液t’5G’cにて所定
のP布な通し、一定圧力下に P通する1通量な階定し1次式により 濾過度KWな求める。 P、:/’過開始から20分間のF過量(ce)P2@
20分より60分までの40分間にP通せるF通t(c
c) 透明度:酢嘩セルロースを5%一度に、アセト/へ鋳解
させて後640 nm の透過率で表現する。 クロライド−メタノール (9/1重量比)混液に 12%固形分濃度KJIII解し。 ハンター比色針で#Ii9!する。 夷總偶1 ナルファイト法溶解パルプ(α−セルa−ス分96.5
%)を破砕後、含有水分約5%に乾燥した。咳パルプな
藺逃場儀に投入し、5%水分パルプ1009に対し10
0W7Bの氷酢酸を均一に散布し、40℃にて50分間
混合し繭処堀活性化した。あらかじめ12℃に冷却した
無水酢111250ii1.酢11!575m!、*戚
1.0部の混液を僅相式酢化機に準備しておき#記の前
処J1活性化セルロースを投入攪拌1合した。内容物は
。 原料セルロースが同伴した水と無水#l#との反応及び
セルロースと無水酢酸との反応に依り。 発熱するが初期の16℃tIjI後より、60分な要し
て77℃に綱適する様に、外部冷却により脚警し%更に
77℃にて12分間保持して酢化反応を行なわせしめた
。 次いで10sの20%酢酸マグネシクム水躊液を添加温
合し、系内のii*を完全に中和し。 且つ、酢酸マグネシウム過剰下とした。完全中和せる反
応混合物をオートクレーブに移し密閉下でゲージ圧5
Q / a?の水蒸気な攪拌下に吹き込み約60分かけ
て150’CK#適せしめた。 150℃で50分間保持して後1反応物な大気圧下に徐
々に7クツシエさせて、約80%の希酢酸ガスを分離す
ると共に、反応混合物な100℃とした0反応混合物は
、激しい攪拌の下K。 希酢酸水層液を加えて、フレークス状酢戚セルーースな
分離せしめて後、充分水洗して取り出し乾燥した。 得られたフレークス状酢酸セルロースの酢化度は55.
2%、粘度は20秒、p過度は82であって濾過性、可
紡性に優れた製品であった。 本フV−クスを濃度12%としてメチレノクロライドー
メメノー# (9/ 1重量比)温液に溶解し測定せる
ハンター比色針Y・llown・sa Irol@xは
7.5であった。 同じ酢化反応条件を用い熟成温度だけを120℃e I
S 0℃、140℃として、fiijllK二次6酸
七ルロースを調製した。これらの−過度、透明度、Y@
llowness Ind@x の掬定値も併せI1
1#IKまとめた。この結果熟成温度が^いjtAf’
A性が良いことが判った。但し%製品の黄色性は、熟成
1度が高い種薯るしくなる傾向がある。 #11表 高ffl熟成反応温度と製品150℃ 11
585 6.5 140℃ 9086 7.0 180℃ 82 87 7.5又、これら熟成
温度な変えて、得た二次酢酸セルロースを95%アセト
ン水溶液に醪解し。 展開したゲル・パー電イエイション・り鑓iトダクフイ
ー(G、P、O)をag 1xK示しり@ (it シ
、各試料毎のGPO曲線は、比較に便なるようK。 横軸のみ一致させ、縦軸の各曲−毎のベースラインは移
動させて示しまた。ここでAは従来の低a熟成により得
られた酢酸セルC!−ス、B、O。 DsXはそれぞれ熟成1度120℃、150℃。 14(1℃、150℃で得られた二次酢酸セルロースで
ある。同図KIIられる様に、流出量の少ない領域(見
掛は工高分子量領域と呼称できる)での分布が明確に異
なっていて、熟成111度が低い程、見掛は工高分子量
領域の分布波形rIi横が大きい(この主ピークに対し
、副ピークとも云うべl波形は” i’r@hump“
と呼称されている)。 夷m例2 サルファイド法溶解パルプ(α−セルa−ス分96.5
%)を破砕後、含有水公約6%に乾燥した。#パルプを
前処理機に投入し、5%水分に換算したパルプ100部
に対し55部の米酢−を均一に散布し、35℃に−(1
℃分間混合後前処虐機をジャケット冷却しつつ50′C
以下にて0.7部のamを含有せる40部の・酢酸を均
一に散布し15分間攪拌混合し、鍵逃場活性化した。あ
らかじめ4℃に冷却した無水酢酸270部、酢酸580
部、(ii酸1.5部の混液を捏和式酢化機に準備し【
おきsI記の一処虐活性化セルロースな投入攪拌混合し
た。内容物は初期の8℃前後より50分を要して72℃
に到達する様に、外部冷却によりi!I葺し、更に72
℃にて12分間保持して酢化反応t−行なわせしめた。 次いで、20部の20%酢酸す)IJウム水躊液な添加
混合し、系内の硫酸を完全に中和し1つ、酢酸ナトリウ
ム過剰下とした0反応混合物はオートクレープに移し、
密閉下で、ゲージ圧5 ky / cnfiの水蒸気を
攪拌下に吹き込み約70分かけて140℃に到達せしめ
た。140℃で約80分間保持して後1反応物を大気圧
下Kil々にフツツシ為させ約80%の希酢酸ガスを分
離すると共に1反応混合物を100℃とした。夷mfl
−1ト同41にフレークス状酢酸セルロースを得た。フ
レークスの酢化度は54.9%、粘度は19秒、へンタ
ー比色計Ysllownasg Inl@xはy、o、
fl過度は110であり【、濾過性、可鋳性に優れた製
品であった。 V&總何例 5加水分解りラフト法パルプ(α−セルロース分98.
0%)を破砕後、含有水公約5%に乾燥した。該パルプ
を実施例1と同様に前逃場活性化した。あらかじめ−6
℃に冷却した無水酢828 Gfi、tp@S 5 a
m、 iji酸4.0部のn液な捏和式酢化機に準備し
ておき、前記の一処虐活性化セルロースな投入攪拌混合
した。内容物は初期の0℃m*より40分を要して、6
6℃に到達する様に外部冷却により調整し、更に66℃
で16分間保持して酢化反応を行なわせた。 次いで1,52部の20%酢酸マグネシウム水躊液を添
加混合し、系内の硫#!な完全に中和し。 且つ酢酸マグネシウム過剰とした0反応温合物はオート
クレーブに移し密閉下で、ゲージ圧5kg/dの水蒸気
を攪拌下に吹き込み約60分かけて1sO℃に#適せし
めた。150℃で約140分間保持して後1反応物を大
気圧下に徐々にフツツシエさせ約80%の希酢酸ガスを
分離すると共に反応混合物を10’O℃に冷却した。 実施例−1と同様にして得た酢酸七ルロースは酢化度s
5.4%、粘度26秒、ノ・/ター比色計Ysllow
ness Index 4.2 、 /’I過度15
0であり。 1通性、可紡性に優れたものであった。 比較月1 サルファイ)t4解パルプ(α−七ルa−ス分96.5
%)を破砕後、含有水公約5%に乾燥した。#パルプt
m処虐機に投入し、5%水分パルプ100部に対し、2
5WAの氷酢酸な均一に散布し、40℃にて50分間混
合し、11処場活性化した。あらかじめ10℃に冷却し
た無水酢酸−270部、酢酸450部、硫酸1.5部の
混液t’s和式酢化機に準備しておき、繍紀の繭逃場活
性化セルロースを投入攪拌混合した。反応温合物は、初
期の14℃より60分な要して74℃に#適する様に外
部冷却により1・皇し、[K74℃にて12分間保持し
て酢化反応な行なわせしめた。 次いで、14部の20%酢酸マグネシウム水溶液な添加
混合し、系内の硫酸を完全、に中和し。 且つ酢#1グネシウム過剰下とした0反応混合#I4I
:オートクレーグに移し、!y開閉下ゲージ圧s kg
/ txi’の水蒸気を攪拌下に吹き込み、約50分
かけて120℃に到達せしめた。120℃で約220分
間保持して後、反応物を大気圧下にフラッシュさせて約
80%の希酢酸ガスを分離すると共に反応温合物を10
0℃とした。その後、実輪例−1と同様にして、フレー
クス状酢酸セルロースを一慢た。本比較例は%關曙56
−59801の方法にならった高温酢化法−120℃i
I4温熱成法の組合せであるが、帰られたフレークスは
酢化度54.9%、粘度25秒、へン!−比色計Y@l
lownsas Inasx 、6.2 、 濾過度1
50であった。 比較例2 サルファイド法溶解パルプ(α−セルロース分96.5
%)を破砕後、含有水分的5%に乾燥均一に散布し40
℃にて90分間混合し、前処理活性化した。あらかじめ
−15℃に冷却した無水酢酸280部、酢酸350部、
−硫酸14部の混液な捏和式酢化ff1K準備しておき
、前記の一処虐活性化セルロースな投入攪拌1合した。 内容物は約12Ω分間′4:Ji!シて35℃に到達せ
しめ以後60分間この温度で保持し、酢化反応な行わせ
た。 次いで、水50部す龜加しながら5G分間攪拌した0反
応混合吻は、熟成反応機に移し。 55℃で50時間保持して熟成反応な行なわせた0反応
終了時点で、20%酢虚ナトリクム水婢液120部を加
え、硫酸を完全に中和した。 以下実總filK準じて処理した。 本比較例は、これまでの伝統的な多量硫酸低温酢化反応
−低温熟成反応の例であって、旧来の標準的方法である
0本比較例で優られた酢酸セルロースは酢化度54.8
%、粘度24秒、へ/ター比色針Y@llownsss
s Indax 6.0、Pjji度145であって
、1遍性、可紡性の良好な標準的品質な有する製品であ
った。 比較例5 比較f12と同機に前処理活性化して総重量部200@
の活性化セルロースを得た。あらかじめ4℃に冷却した
無水酢酸280部、酢酸555部、ii酸2部の混液を
徨相式酢化機に4に備しておき、8tr紀の活性化セル
ロースを投入攪拌混合した。内容物は、初期の9℃前後
より60分を要して70℃に到達する様に、外部冷却に
より調整し、引き続きこの1度で125)間保って酢化
反応を行なわせしめた。 次いで、iI酸5部、水40部の混合物な添加攪PP混
合した。反応混合物は、熟成反応機に移し、冷却して5
5℃とし、この温度で55時間熟成した。以下、夷縮例
−1に準じて処理した。 本比較例は、少量滅酸酢化反応−低1熟成反応法による
例である。得られた酢酸セルロースの酢化度は55.2
%、粘度16秒、 Ysllown・5tsIn4”a
x 5.9 テアツタがF過度は1000t’越えて数
値化不能であり、P通性の劣る製品であった。
得る酢化工程と、■酢化工程で得られた一次#酸七ル薩
−スを、所望のアセチル基置換数Kまで加水分解して二
次酢酸セルロースとする熟成工種と、(14られた二次
酢酸セルa −スを反応躊液より分層、精製、安定化、
乾燥する後処虐工橿より成っている。 この酢酸法には次の嫌な問題点がある。(1)製品二次
酢酸セルロースや一品質、物性を、工業的要求レベルに
適合させるには、α−セルロース含有量の高く、品質の
高い原料セルロースな必ては、最高級のグレードが酢酸
セルロースの調造に使用されているのが現状である。 (■)セルロースの酢化反応を均一に行ない且へf4性
が良<、*重性にすぐれた製品を得る為には1反応に多
量の酸性触媒(具体的には硫酸)を必要とするが(通常
セルロース原料1oo11(重量基準、以下同じ)K対
し% 10′〜169楊度)、この触媒は1回収・再使
用が不iv能であり、又反応終了後中和削を使用するの
で、それらが製造コストに付加されて来る。 (am) I K上記■の酢化反応は、激しい発熱反応
であるので無水酢酸、酢酸、fa酸の混合物をあらかじ
め冷却しておき、且つセルロース原料が投じられた後も
反応機をプライン等の冷媒で外部冷却し、酢化反応温度
を制御することが、七ルロ2スの解重合反応を防ぎ最終
二次酢酸セルロースの重合度を維持するために必要であ
る。 これら原料の冷却と1反応熱の除去に多大のエネルギー
を必要とし、エネルギーに対するコストが上昇して来て
いる今日、酢酸セルロース調造3スト上外の問題点とな
って来ている。 以上の5つの問題点を有する酢酸セルロースの製造に於
て、・部分的な改良を試みている例はいくつか見出され
る0例えば、米C1141#N菖2=925+704号
では、(I)と(lの問題点の改善がJ) リ、0.0
2 @ 〜1.0 @f)硫酸を使用し、iI酸の多少
に応じて酢化反応の蛾I4濃度な50〜60℃として極
限粘度の低下をおさえ、且つゲルの少ない製品三Wp@
セルa−スを得ている。 カナダIN1軒g565.099号では、同じ<(−1
と(1)の問題点の改善を行なつ′ており、0.02m
1〜1.0gの硫酸を使用し、硫酸の多少に応じて。 酢化反応の最高温度を50℃から酢酸の沸点に至らしめ
て、且つ、ゲルの少ない、熱安定性の良好な三酢鹸七ル
クーメを得て層る。僅し、これらの特許は対象がミ酢酸
七ルクースの調造法にあつ℃、本!ii嘴の対象である
二酢酸セルロースについてではない。 一方、米国特許111L767,642号は(1]の問
題に対する改良であり、 pfle許は、従来技術で一
次酢酸セルa−スを得て後1反応系内の硫酸触媒を完全
に中和して後1反応混合物を125℃乃j17Q℃でケ
ン化・熟成して1遍性、透@性良好にして、偽粘度の低
い、二次酢酸セル口・−スを得ている。轟鋏技術の最大
の特徴として、α−セルロース含有量の低い低品質木材
パルプをも原料化し5る事がうたわれている。 前記(1)〜(lの6つの問題点に同時に対応し、目的
を適しようとする試みの例として%llI@56−59
1101号公報に記載されている方法が挙げられる。同
公報の方法では、aU科セルa−xloollに対し、
a、5975m5部OWIImk用い、酢化反応温度を
50℃乃j85℃として短時間に酢化反応を完結せしめ
て、−次酢酸セルロースを得て後、系内の硫酸触媒を完
全に中和し、110℃乃至120℃でり/化脇成反応を
せしめて、二次酢酸セルロースな優ている。 同技術の特徴としては、触媒硫酸の少ないAffiff
間酢化反応を用いて一次**セルロースな得た場合、従
来法の比較的低温度Q熟成条件(少量の硫酸を触媒とし
て40℃乃至90℃でケン化する)を適用すると、ゲル
が極めて多くて、濾過性の極めて劣る。二次酢酸セルロ
ースしか得られないのく対し、同上の酢化反応に110
℃乃至120℃下での高温熟成(硫酸を完全に中和した
状態で)工程を組み合せる事に依つ【濾過性の良い二次
酢酸セルロースを得るものであり、副次的効果としてα
−セルロース含有量の少ない低品質パルプの利用も可能
になるものである。 以上の公知技術を参考として1本発明者らは。 独自の立場より、鋭意検討の結果1本発@に到達し得た
ものであり、本発明の#J紀問題点(1)。 (層)並びにtall)K対する改善策としての偉力に
は、威KJII著なものがある。 即ち、本発明は二酢酸セルa−スの製造方法におい【。 ビ】 セルロース100部(重量基準、以下同じ)を−
処暑活性化して後、無水酢fa200〜媒0.6〜ls
部とを含有する混合物を添加し、20〜60分を要して
略一定速度で昇温させ最#I50℃以上85℃以下の温
度Kmらしめ。 引き続tan度で3分乃盃20分間保持してセルロース
を酢化し、−次酢酸セルロースを得る工程と、 (→ 上起工機で穫られた一次酢酸セルロース反応混合
物中の酸性触媒を中和し1次いで加圧下、蒸気を系内に
導入するととにより、系内)asl!を125℃以上t
7o℃UnL、引1a1皺温度範囲で50分以上6時間
以下保持して一次酢酸セルロースを加水分解する鵬成工
楊と。 (ハ) 125℃以上170℃以下の熟成反応混合物を
大気圧下へ、72ツシ具し発生するIl’ll!/水■
70〜80/!So〜20(重量比〕のガスtai纏さ
せて回収すると同時に反応混合物な10O′C繭後に冷
却して加水分解反応の実質的な停止なはかる工程 とを含むことを特徴とする新規な酢酸セルロースの製造
方法に係るものである。 以下に本発明について詳述する。 本発明の二次酢酸セルロースの製造方法は。 4つの工程よりなっている。即ち、fst工程は原料セ
ルロースの鍵逃場活性化であり、第2工楊が酢化反応工
種、@5工橿は中和及び熟成反応工程、第4工楊が熟成
反応の停止と、二次酢酸セルロースの分■取得工程であ
る0本発@において、第2工楊である酢化反応工程は、
酸性触媒が少量存在する条件で行なわれるので、#11
工掘は、嬉2工楊を円滑に行なうためのam場の意義を
有する。mち、酢化反応の触媒に使用するfllrRは
、セルロースの良好な浸透膨Ill剤であり1元来1i
1111IIlの存在がセルロースの非結晶部分と結晶
部分の反応速度差なな(す上での効果が大ぎいものであ
る。従って、ii酸を少量にして且つ光分な酢化反応な
行な5−ためには、前処1工1でセルロースの水素結合
な弱め、分子間−を拡大しておく事が望ましい。 歯数技術領域で、この目的に沿5m処暑活性化手段とし
ては、多くのものが公°知である。■酢酸を散布して、
均一混合する(所關一段前処瑠法)、■■に加えて、硫
酸を介在せしめた酢酸な散布する(所−二R#逃場法)
、■木材パルプ・シートを酢酸、又は硫酸を含む酢酸で
湿潤させて後、M砕する。■木材パルプを水中又は希酢
酸水溶液中で1llI!sせしめスラリーとして後、、
mgと酢酸置換な繰り返す所關スッV−鍵逃場等である
6本発明を具体化する鍵部Jl活性化法として前記のい
ずれもが可能であるがセルロース100郁に対し、少く
とも55部以上の酢酸を用いる事が必要である。 第2工楊は、#処理活性化−ルロースな酢化じて、−次
酢酸セルロースとする酢化反応工程である。酢化混液は
200s乃j400ilの無水酢酸ト、 os75至s
s o@o氷酢酸ト、 O−1部乃1iisrsの
iI歳等のam性触謀より構成される。 最Jll1品二次酢酸セルa−メの重合度を工業的要求
水準に一持する為には(畿滅するケン化熟成工程でも一
次酢酸繊維素の解重合が起るので)おのずから酢化反応
終了時点で繊持しておかねばならない重合度のレベルが
あり、酢化反応量Affi度は、使用する触媒硫酸の量
に依存する。 例えば、触媒硫酸量o、sgの場合でsi”c近辺、1
.05の場合で77℃近辺、5.0部の場合で67℃近
辺、5.0部の場合で65℃近辺が適当である。この最
終反応最嶌温度な、制御実現する為には、(酢化反応に
用いた無水酢酸と酢酸との総量のセルロース量に対する
比率や、酢化反応機のジャケット冷却能力に依つC異な
るが)一般的には、触#&硫酸量の多少に対応して無水
酢酸と酢酸の温金物を15℃から一5℃前後へ、あらか
じめ調温しておく事が必要である。この様Ke14温さ
れた酢化反応混液に、*処墳、活性化したセルロースを
投入すると略一定速度で反応系ff1度は上昇するので
20乃至60分間を要し【、I&終SO℃以上85℃以
下の温度に至らしめ、引ぎ続きその温度で3分乃至20
分間保つ事によ′り酢化反応を行なう。 ルロース反応混合物中に残存しているAllの無水酢酸
の加水分解及び酢化触媒硫酸の中和な行なう為にカルシ
ウム1. ffグネシウム、鉄、アル<ニクム又は亜鉛
等の炭酸塩、酢酸塩、水酸化物又は酸化物などからなる
中和剤水層液な添加することにより始まる。硫酸の中和
の完全を期する為、前記中和剤は酢化反応に投入せる硫
酸の全量を中和するに要する化学量論量の10%乃至5
0%過剰に用いるのが良い。か(シ【得た反応混合物を
、密閉戯反応谷器に移し、混合物中に直接水蒸気を吹き
込んで、125℃乃至170℃、好ましくは140’C
乃至160℃に到達せしめ、この温度範囲で50分以上
6時間以下保持して無水酢酸セルロースの加水分解を行
なうのが工業的に簡便であり、この場合反応混合物中で
#!縮せる水蒸気のもたらす水が加水分解反応に動力学
的Fcl!請されろ水の量を充分に満たし5る。あるい
は触媒硫酸の完全中和反応混合物に、加水分解反応に必
要な量より過剰の水を添加混合後、1m閉容器内で、外
部加熱に依って125℃乃至170℃に#適せしめる事
も、もちろん可能である。 この第5工I!について、先行技術特開昭56−591
101号公報の方法では酢化反応混合物中の硫aを完全
に中和し【後、水蒸気を直接導入し、110℃乃至12
0℃に到達せしめて。 二次酢酸セルロースを得ている0本発明は、これに対し
、125℃乃至170℃、好ましくは140−’CPJ
至160℃で熟成な行なうものである。 箒4の玉揚では、高1熟成反応の停止と、熱エネルギー
の回収とを同時に行なう、即ち1本発明を構成する高温
熟成工程での一次酢酸セルc1−スの加水分解反応を実
質的に停止させるには1度を低下させる必要がありこれ
な簡便に行ない且つ、熱エネルギーの回収を図る方法と
して所1i17ラツシユ冷却が有利である。密閉器内に
加圧fで125℃乃至1710に保たれている反応混合
物を、大気圧下へフラッシュさせると、反応混合物から
酢酸/水蒸気の混合ガスが分離し、このガスは常法によ
ってコンデンサー等で#纏させて約80%の酢酸水S*
として回収される。 一方、希酢酸ガス発生の為の蒸発潜熱な奪われて反応系
混合物は約100℃強く速やかに冷却、される。この反
応混合物を更に減圧下でフラッシュさせると、約80%
酢酸水溶液がIEK回収され、−反応混合物を40℃近
辺にまで冷却しうる。 以後常法に従って、この反応混合物より、二次酢酸セル
ロースを析出分離せしめ、洗滌、安定化、乾燥し、m品
二次酢酸セルロースな4る。 本発明の技術思想を略記すると次のmになる。 セルロースの酢化反応混液の省エネルギーと。 短時間化を実現するには1反応の高1化を図る必要があ
るが、伝統的な酢酸法と同じ様に触媒lit戚を使用し
たのでは無水酢酸セルロースの解重合反応が激しくな9
%製品アセテートの重合度を工業的要求水準に合致させ
得ない。−触媒硫酸の少量化は反応の均一性を阻害する
傾向にあるので酢化反応工種前の原料セルロースの活性
化が重要であり、#j1処理、活性化工揚ではセルロー
ス−の内部空孔な拡げておく必要がある。更に触媒硫酸
の少量化は、木材パルプ中に含まれるヘミセルロースの
、酢化反応中に於ける破壊性を弱め、ヘミセルロースが
有害な型態で一次酢酸セルa−スに取り込まれるか乃至
は不純物として酢酸セルロースに混入し、最終製品二酢
酸セルロースの濾過性、透明性、偽粘性、町紡性等の品
質を劣化させる可能性がある。 この酢化工程でのI!!!媒硫酸の少量化は、ケン化熟
成反応にも影響を及はす。即ち%硫酸を触媒に用いる場
合、−次酢酸セルロースは、所l1liI酸酢酸セルロ
ースの形態をとり、且つ、結合し【いるiiI酸基量は
、使用した触媒量にほぼ比例して生成する。従って少量
1iiflt酢化にあってはこれまでの酢化法と比べて
硫酸基量の相対的に少ない、アセチル基量の相対的に多
い硫酢酸セルロースを生成してしまうが、この詭酢酸セ
ルロースは極めて疎水性が高い、熟成工程で、この硫r
h酸竜ルロースを加水分解するに当然水を必要とするが
、系への水の導入が著しく困−となり1部分的な一次酢
酸セルロースの析出分離すら観察され、これらの析出分
離−次酢酸セルロースは、通常の熟成法では再溶解し得
ず、はとんどケン化しないまま、二次酢酸セルロースK
A人し、二酢酸セルロースの品質を激しく劣化させる(
具体的には、アセトンに溶解した顔 。 均−溶液を形成せずゲル状t−呈してしまう)。 本発明においては熟成を125℃乃至ty。 ℃というより高1で行なうことにより反応系の酢酸−水
混合溶媒の溶解力が高まり前記の疎水性の^い一次酢酸
セルロースをも完濤せしめ。 もって、より均一な加水分解反応が実現される。 又、 Aff1度の熟成にて%#i記のへぼセルロース
の破壊乃至形態変化が促進され、鍛終二酢酸セルa−ス
の物性を蝋早ヤ劣化させなくなる。 この様な高[1成で優られた二次酢酸セルロースの特徴
は、ゲルハ+−(エージ曹/クロマトグフフィーによっ
て明らかに見る事ができる。 一般に、二次酢酸セルロースを95%ア七トンKfII
解し、 jlMt−ると、単一のピークを持った図形が
得られず、主ピークよりも高分子領域に削ビークが現れ
る。この副ピーク(Pr@humpと呼称される)は、
主鎖の長い、所鎮高分子量の酢11I−にルロースによ
るものではなく、へ電増ルロース成分、l!1合硫酸基
、高酢化度7フクシ璽ン、金属イオンの存在等が錯綜し
、95%アセトンに十分溶解し得ない二酢酸セルロース
成分4を形成し、これらが分散し得すに巨大な凝集体な
構成していることによるものと考えられる。。 この橡な凝集体の存在が、二酢酸セルロースの濾過性、
透I@性、偽粘性、可鋳性を劣化させる要因であると考
えられるので、ゲルパーミエーシ田ンクロマトグラフィ
ーのPr@humpの存在の有無自体又はPr・hui
*pの大小が二酢酸セルロースの品X4を予測せしめる
と考えられる0本発明の如き^4熟成で得られた二次酢
酸セルロースでは、このprahu■pが消失゛するか
乃至はほとんど薩められず単一のピークのクロマトグツ
7が得られる。且っprehumpの消失の椙度は、高
111&或反応1度が高い程、顕著であり、濾過性、透
明性、偽粘性、町紡性等の品質改善度合いと軌を−にす
る。 以上述べた41に、本発明は二次酢酸セルロースの製造
法において少量*alA4短時間酢化反応と高/Jll
!Ij1時間熟成を組合せて用いることにより従来の方
法に比べて製造に要するエネルギーが格段に少く、帰ら
れる製品物性が良好であって、品質の劣る原料パルプの
使用をも可能にするすぐれた方法な提供子るものである
。 以下KPM例をあげて本発明を跪すするが。 本発明が、それらのみに制約されるものではな(ゝ・ 実總例中に述べる酢酸セルロース製品物性の摺電は次の
方法で行なった。 酢化[: A8TM D −871(1970年J1
1s巻、p272)の方法に準じて行なっ た・ 粘 度:酢酸セルロースを、20]iJ1%に。 96%アセトン溶液KfII解し、25十0.1℃にて
、直径6.52■1重さ 1.04墨lの鋼球が、酢酸セルロース醪液な充した内
径25.9■の管内を 10ffi落下するに要する時間(抄)。 P4度:94%アセトン水溶液に20重量%に#解せる
酢rIIt−i ルa −ス溶液t’5G’cにて所定
のP布な通し、一定圧力下に P通する1通量な階定し1次式により 濾過度KWな求める。 P、:/’過開始から20分間のF過量(ce)P2@
20分より60分までの40分間にP通せるF通t(c
c) 透明度:酢嘩セルロースを5%一度に、アセト/へ鋳解
させて後640 nm の透過率で表現する。 クロライド−メタノール (9/1重量比)混液に 12%固形分濃度KJIII解し。 ハンター比色針で#Ii9!する。 夷總偶1 ナルファイト法溶解パルプ(α−セルa−ス分96.5
%)を破砕後、含有水分約5%に乾燥した。咳パルプな
藺逃場儀に投入し、5%水分パルプ1009に対し10
0W7Bの氷酢酸を均一に散布し、40℃にて50分間
混合し繭処堀活性化した。あらかじめ12℃に冷却した
無水酢111250ii1.酢11!575m!、*戚
1.0部の混液を僅相式酢化機に準備しておき#記の前
処J1活性化セルロースを投入攪拌1合した。内容物は
。 原料セルロースが同伴した水と無水#l#との反応及び
セルロースと無水酢酸との反応に依り。 発熱するが初期の16℃tIjI後より、60分な要し
て77℃に綱適する様に、外部冷却により脚警し%更に
77℃にて12分間保持して酢化反応を行なわせしめた
。 次いで10sの20%酢酸マグネシクム水躊液を添加温
合し、系内のii*を完全に中和し。 且つ、酢酸マグネシウム過剰下とした。完全中和せる反
応混合物をオートクレーブに移し密閉下でゲージ圧5
Q / a?の水蒸気な攪拌下に吹き込み約60分かけ
て150’CK#適せしめた。 150℃で50分間保持して後1反応物な大気圧下に徐
々に7クツシエさせて、約80%の希酢酸ガスを分離す
ると共に、反応混合物な100℃とした0反応混合物は
、激しい攪拌の下K。 希酢酸水層液を加えて、フレークス状酢戚セルーースな
分離せしめて後、充分水洗して取り出し乾燥した。 得られたフレークス状酢酸セルロースの酢化度は55.
2%、粘度は20秒、p過度は82であって濾過性、可
紡性に優れた製品であった。 本フV−クスを濃度12%としてメチレノクロライドー
メメノー# (9/ 1重量比)温液に溶解し測定せる
ハンター比色針Y・llown・sa Irol@xは
7.5であった。 同じ酢化反応条件を用い熟成温度だけを120℃e I
S 0℃、140℃として、fiijllK二次6酸
七ルロースを調製した。これらの−過度、透明度、Y@
llowness Ind@x の掬定値も併せI1
1#IKまとめた。この結果熟成温度が^いjtAf’
A性が良いことが判った。但し%製品の黄色性は、熟成
1度が高い種薯るしくなる傾向がある。 #11表 高ffl熟成反応温度と製品150℃ 11
585 6.5 140℃ 9086 7.0 180℃ 82 87 7.5又、これら熟成
温度な変えて、得た二次酢酸セルロースを95%アセト
ン水溶液に醪解し。 展開したゲル・パー電イエイション・り鑓iトダクフイ
ー(G、P、O)をag 1xK示しり@ (it シ
、各試料毎のGPO曲線は、比較に便なるようK。 横軸のみ一致させ、縦軸の各曲−毎のベースラインは移
動させて示しまた。ここでAは従来の低a熟成により得
られた酢酸セルC!−ス、B、O。 DsXはそれぞれ熟成1度120℃、150℃。 14(1℃、150℃で得られた二次酢酸セルロースで
ある。同図KIIられる様に、流出量の少ない領域(見
掛は工高分子量領域と呼称できる)での分布が明確に異
なっていて、熟成111度が低い程、見掛は工高分子量
領域の分布波形rIi横が大きい(この主ピークに対し
、副ピークとも云うべl波形は” i’r@hump“
と呼称されている)。 夷m例2 サルファイド法溶解パルプ(α−セルa−ス分96.5
%)を破砕後、含有水公約6%に乾燥した。#パルプを
前処理機に投入し、5%水分に換算したパルプ100部
に対し55部の米酢−を均一に散布し、35℃に−(1
℃分間混合後前処虐機をジャケット冷却しつつ50′C
以下にて0.7部のamを含有せる40部の・酢酸を均
一に散布し15分間攪拌混合し、鍵逃場活性化した。あ
らかじめ4℃に冷却した無水酢酸270部、酢酸580
部、(ii酸1.5部の混液を捏和式酢化機に準備し【
おきsI記の一処虐活性化セルロースな投入攪拌混合し
た。内容物は初期の8℃前後より50分を要して72℃
に到達する様に、外部冷却によりi!I葺し、更に72
℃にて12分間保持して酢化反応t−行なわせしめた。 次いで、20部の20%酢酸す)IJウム水躊液な添加
混合し、系内の硫酸を完全に中和し1つ、酢酸ナトリウ
ム過剰下とした0反応混合物はオートクレープに移し、
密閉下で、ゲージ圧5 ky / cnfiの水蒸気を
攪拌下に吹き込み約70分かけて140℃に到達せしめ
た。140℃で約80分間保持して後1反応物を大気圧
下Kil々にフツツシ為させ約80%の希酢酸ガスを分
離すると共に1反応混合物を100℃とした。夷mfl
−1ト同41にフレークス状酢酸セルロースを得た。フ
レークスの酢化度は54.9%、粘度は19秒、へンタ
ー比色計Ysllownasg Inl@xはy、o、
fl過度は110であり【、濾過性、可鋳性に優れた製
品であった。 V&總何例 5加水分解りラフト法パルプ(α−セルロース分98.
0%)を破砕後、含有水公約5%に乾燥した。該パルプ
を実施例1と同様に前逃場活性化した。あらかじめ−6
℃に冷却した無水酢828 Gfi、tp@S 5 a
m、 iji酸4.0部のn液な捏和式酢化機に準備し
ておき、前記の一処虐活性化セルロースな投入攪拌混合
した。内容物は初期の0℃m*より40分を要して、6
6℃に到達する様に外部冷却により調整し、更に66℃
で16分間保持して酢化反応を行なわせた。 次いで1,52部の20%酢酸マグネシウム水躊液を添
加混合し、系内の硫#!な完全に中和し。 且つ酢酸マグネシウム過剰とした0反応温合物はオート
クレーブに移し密閉下で、ゲージ圧5kg/dの水蒸気
を攪拌下に吹き込み約60分かけて1sO℃に#適せし
めた。150℃で約140分間保持して後1反応物を大
気圧下に徐々にフツツシエさせ約80%の希酢酸ガスを
分離すると共に反応混合物を10’O℃に冷却した。 実施例−1と同様にして得た酢酸七ルロースは酢化度s
5.4%、粘度26秒、ノ・/ター比色計Ysllow
ness Index 4.2 、 /’I過度15
0であり。 1通性、可紡性に優れたものであった。 比較月1 サルファイ)t4解パルプ(α−七ルa−ス分96.5
%)を破砕後、含有水公約5%に乾燥した。#パルプt
m処虐機に投入し、5%水分パルプ100部に対し、2
5WAの氷酢酸な均一に散布し、40℃にて50分間混
合し、11処場活性化した。あらかじめ10℃に冷却し
た無水酢酸−270部、酢酸450部、硫酸1.5部の
混液t’s和式酢化機に準備しておき、繍紀の繭逃場活
性化セルロースを投入攪拌混合した。反応温合物は、初
期の14℃より60分な要して74℃に#適する様に外
部冷却により1・皇し、[K74℃にて12分間保持し
て酢化反応な行なわせしめた。 次いで、14部の20%酢酸マグネシウム水溶液な添加
混合し、系内の硫酸を完全、に中和し。 且つ酢#1グネシウム過剰下とした0反応混合#I4I
:オートクレーグに移し、!y開閉下ゲージ圧s kg
/ txi’の水蒸気を攪拌下に吹き込み、約50分
かけて120℃に到達せしめた。120℃で約220分
間保持して後、反応物を大気圧下にフラッシュさせて約
80%の希酢酸ガスを分離すると共に反応温合物を10
0℃とした。その後、実輪例−1と同様にして、フレー
クス状酢酸セルロースを一慢た。本比較例は%關曙56
−59801の方法にならった高温酢化法−120℃i
I4温熱成法の組合せであるが、帰られたフレークスは
酢化度54.9%、粘度25秒、へン!−比色計Y@l
lownsas Inasx 、6.2 、 濾過度1
50であった。 比較例2 サルファイド法溶解パルプ(α−セルロース分96.5
%)を破砕後、含有水分的5%に乾燥均一に散布し40
℃にて90分間混合し、前処理活性化した。あらかじめ
−15℃に冷却した無水酢酸280部、酢酸350部、
−硫酸14部の混液な捏和式酢化ff1K準備しておき
、前記の一処虐活性化セルロースな投入攪拌1合した。 内容物は約12Ω分間′4:Ji!シて35℃に到達せ
しめ以後60分間この温度で保持し、酢化反応な行わせ
た。 次いで、水50部す龜加しながら5G分間攪拌した0反
応混合吻は、熟成反応機に移し。 55℃で50時間保持して熟成反応な行なわせた0反応
終了時点で、20%酢虚ナトリクム水婢液120部を加
え、硫酸を完全に中和した。 以下実總filK準じて処理した。 本比較例は、これまでの伝統的な多量硫酸低温酢化反応
−低温熟成反応の例であって、旧来の標準的方法である
0本比較例で優られた酢酸セルロースは酢化度54.8
%、粘度24秒、へ/ター比色針Y@llownsss
s Indax 6.0、Pjji度145であって
、1遍性、可紡性の良好な標準的品質な有する製品であ
った。 比較例5 比較f12と同機に前処理活性化して総重量部200@
の活性化セルロースを得た。あらかじめ4℃に冷却した
無水酢酸280部、酢酸555部、ii酸2部の混液を
徨相式酢化機に4に備しておき、8tr紀の活性化セル
ロースを投入攪拌混合した。内容物は、初期の9℃前後
より60分を要して70℃に到達する様に、外部冷却に
より調整し、引き続きこの1度で125)間保って酢化
反応を行なわせしめた。 次いで、iI酸5部、水40部の混合物な添加攪PP混
合した。反応混合物は、熟成反応機に移し、冷却して5
5℃とし、この温度で55時間熟成した。以下、夷縮例
−1に準じて処理した。 本比較例は、少量滅酸酢化反応−低1熟成反応法による
例である。得られた酢酸セルロースの酢化度は55.2
%、粘度16秒、 Ysllown・5tsIn4”a
x 5.9 テアツタがF過度は1000t’越えて数
値化不能であり、P通性の劣る製品であった。
第1図は熟成1度の真なる各櫨二次酢酸セルロースのゲ
ルパーミェーションクロマトグラフィーを示し、M軸は
試料溶液の屈折率差、横軸は流出量である。
ルパーミェーションクロマトグラフィーを示し、M軸は
試料溶液の屈折率差、横軸は流出量である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 二、酢酸セルロースの製造方法において。 イ) セルロース100部(重量基準、以下同じ)を前
処理活性化して後、無水酢9200〜400 gト、氷
6@o 〜sso部と、酸性触媒0.5〜5部とを含有
する混合物を添加し、20〜60分を要して略一定速度
で昇温させ、竣終50℃以上85℃以下の温度に至らし
め。 引き続き該温度で5分乃至20、分間保持してセルロー
スを酢化し無水酢酸セルロースを得る工程と、 (ロ)上起工機で得られた一次酢酸セルロース反応温合
書中の酸性触媒を中和し1次いで加圧下、JI気を系内
に4人するととくより、系内の1度を125℃以上1゛
70℃以下どし、引き続き該1度範囲で50分以上6時
間以下保持して一次#IE酸セルロースを加水外解、す
る熟成工程と。 (ハ) 125℃以上170℃以下の熟成反応混合物を
大気圧下ヘフラツシエし1発生す、る酢酸/水=70〜
80150〜20(重量比)のガスを凝縮させて′回収
すると同時に反応混合物を100℃前後に冷却して加水
分解反応め実質的な停止をはかる工程 とを會むことを特徴とする新規な酢酸セルロースの製造
方法。
Priority Applications (4)
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- 1982-11-30 FR FR8220060A patent/FR2517312B1/fr not_active Expired
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