KR100442112B1 - Preparation method of hydroxypropylmethyl cellulose phthalate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건조분말상의 중점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 산 촉매하에서 일정 압력, 온도 범위에서 가수분해하여 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 제조한 후, 상기 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 초산 용매하에서 에스테르화 반응을 통해 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조한 후, 후처리공정으로써 유동화 용매를 사용한 분사 방법을 사용하여 최종 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조함으로써, 종래에 비해 미반응 프탈산 등의 불순물의 제거가 용이할 뿐만 아니라 백색도가 향상된 고순도의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing hydroxypropylmethyl cellulose phthalate, and more particularly, low-viscosity hydroxypropylmethyl cellulose by hydrolyzing a medium viscosity hydroxypropylmethyl cellulose in a dry powder at a constant pressure and temperature range under an acid catalyst. After preparing the hydroxypropyl methyl cellulose phthalate by esterification of the low-viscosity hydroxypropylmethyl cellulose in an acetic acid solvent, the final hydroxypropyl using a spraying method using a fluidizing solvent as a post-treatment step By preparing methyl cellulose phthalate, the present invention relates to a method for producing hydroxypropylmethyl cellulose phthalate of high purity, which is easy to remove impurities such as unreacted phthalic acid and improves whiteness as compared with the related art.
Description
본 발명은 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건조분말상의 중점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 산 촉매하에서 일정 압력, 온도 범위에서 가수분해하여 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 제조한 후, 상기 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 초산 용매하에서 에스테르화 반응을 통해 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조한 후, 후처리공정으로써 유동화 용매를 사용한 분사 방법을 사용하여 최종 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조함으로써, 종래에 비해 미반응 프탈산 등의 불순물의 제거가 용이할 뿐만 아니라 백색도가 향상된 고순도의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing hydroxypropylmethyl cellulose phthalate, and more particularly, low-viscosity hydroxypropylmethyl cellulose by hydrolyzing a medium viscosity hydroxypropylmethyl cellulose in a dry powder at a constant pressure and temperature range under an acid catalyst. After preparing the hydroxypropyl methyl cellulose phthalate by esterification of the low-viscosity hydroxypropylmethyl cellulose in an acetic acid solvent, the final hydroxypropyl using a spraying method using a fluidizing solvent as a post-treatment step By preparing methyl cellulose phthalate, the present invention relates to a method for producing hydroxypropylmethyl cellulose phthalate of high purity, which is easy to remove impurities such as unreacted phthalic acid and improves whiteness as compared with the related art.
일반적으로 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트는 일정 산성 농도, 예를들면 위산(pH 1.2)에서 약물을 보호하여 장까지 안전하게 전달하게 하는 약물전달물질로 사용되어지며, 그 동안 장용성 코팅제로 주로 사용되어왔던 셀룰로오스 아세테이트 프탈레이트 보다 필름 물성 및 약물에 대한 안정성이 뛰어나 소화제, 유산균제제 등에 대체되어 널리 사용되고 있다. 최근 들어서는 정제의 코팅시 색소의 사용양을 줄이고자 하는 시도로 인하여 코팅물질의 백색도가 상품성의 중요한 요소로 대두되고 있다.In general, hydroxypropylmethyl cellulose phthalate is used as a drug delivery material to protect the drug at a certain acidic concentration, for example, gastric acid (pH 1.2), and to deliver it safely to the intestine, and cellulose, which has been mainly used as an enteric coating It has excellent physical properties and drug stability than acetate phthalate, and is widely used in place of fire extinguishing agents and lactic acid bacteria. Recently, due to an attempt to reduce the amount of pigment used in the coating of tablets, the whiteness of the coating material has emerged as an important factor of commerciality.
상기와 같이 의약용 장용성 코팅제로 사용되는 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트는 초산 용매에 히드록시프로필메틸 셀룰로오스와 무수프탈산, 초산소다를 혼합해 셀룰로오스 분자에 프탈산을 한쪽만 결합시키는 방법으로 제조되어 왔다. 1971년에 신에츠에서 출원한 미국특허 제 3,629,237 호에서는 점도가 15 ∼ 100 cps인 히드록시프로필메틸 셀룰로오스와 무수프탈산, 초산소다를 초산 용매에서 혼합하여 80 ℃의 온도에서 5시간 동안 반응시킨 후 물에 반응 혼합액을 슬러리시켜 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조하는 방법에 관해 개시하고 있다.As described above, hydroxypropylmethyl cellulose phthalate used as a medicinal enteric coating agent has been prepared by mixing hydroxypropylmethyl cellulose, phthalic anhydride, and sodium acetate in acetic acid solvent to bind phthalic acid to cellulose molecules. In US Patent No. 3,629,237 filed by Shin-Etsu in 1971, hydroxypropylmethyl cellulose having a viscosity of 15 to 100 cps, phthalic anhydride, and sodium acetate were mixed in an acetic acid solvent and reacted at water at 80 ° C. for 5 hours. A method for producing hydroxypropylmethyl cellulose phthalate by slurrying the reaction mixture is disclosed.
이러한 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조하는데 있어서, 중요한 것은 합성 그 자체보다는 반응이 완결된 후 반응혼합물로부터 적당한 후처리를 통하여 불순물이 없는 과립상태의 제품을 얻어내는 것이 매우 중요하다. 보통 불순물을 구성하고 있는 것은 반응 시약으로 사용된 미반응 무수프탈산과 반응용매로 사용된 초산이 주를 이루고 있다. 이러한 불순물을 효과적으로 제거하기 위해서는 입자간의 뭉침 현상을 방지함으로써 입자사이에 무수프탈산과 초산이 물에 잘 녹아 나가도록 하는 것이 중요하다. 입자간에 뭉침 현상이 발생하면입자사이에 끼어 있는 불순물이 물과 접촉할 기회가 없어 효과적으로 물에 녹아 나가지 않는 단점이 있고, 나중에 후 공정에서 과립상태의 제품을 얻기 위한 별도의 분쇄공정이 필요하다.In preparing such hydroxypropylmethyl cellulose phthalate, it is very important to obtain a granular product free of impurities through proper post-treatment from the reaction mixture after the reaction is completed, rather than the synthesis itself. Usually, impurities are mainly composed of unreacted phthalic anhydride used as a reaction reagent and acetic acid used as a reaction solvent. In order to effectively remove such impurities, it is important to prevent lumps between particles so that phthalic anhydride and acetic acid dissolve well in water. When aggregation occurs between the particles, the impurities contained between the particles do not have a chance to contact with water, so they do not dissolve effectively in water. Later, a separate grinding process is required to obtain a granular product in a later process.
기존의 방법은 반응 후 반응 혼합물을 차가운 물에 부어 줌으로써 이러한 불순물을 제거하고 입자상태의 프탈레이트를 제조하는 방법을 제시하였으나, 실제로 이러한 방법은 프탈레이트 입자간의 뭉침 현상이 매우 심해 미분말상이나 과립의 입자상태로 프탈레이트를 얻지 못하는 단점이 발생하게 된다. 또한, 이러한 입자간 뭉침 현상은 미반응 프탈산과 초산을 제거하는데 있어서 물이 입자사이에 효과적으로 침투하는 것을 막아 프탈산과 초산을 효과적으로 제거하는데 장애요인이 되어왔다. 더욱이 초산이 완전히 제거되지 않으면 건조시 프탈레이트 입자간의 뭉침현상이 더욱 심해져 돌처럼 매우 딱딱하게 된다. 이러한 현상은 최종제품의 분쇄과정에서 많은 어려움을 겪게 한다.Conventional methods have suggested a method of removing these impurities and preparing particulate phthalates by pouring the reaction mixture into cold water after the reaction. The disadvantage of not getting phthalate is generated. In addition, such agglomeration of particles has prevented water from penetrating effectively between particles in removing unreacted phthalic acid and acetic acid, which has been an obstacle to effectively removing phthalic acid and acetic acid. Moreover, if acetic acid is not completely removed, the aggregation between phthalate particles becomes more severe when dried, making it very hard like a stone. This phenomenon causes many difficulties in the grinding process of the final product.
또한, 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트의 백색도는 원료인 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스의 색도와 산화 및 표백제로 사용되는 알칼리 클로레이트의 사용량에 의해 결정된다. 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스의 색도가 좋지 않으면 프탈레이트의 제품 색도가 저하된다. 이를 막기 위해 과량의 알칼리클로레이트를 사용하게 되면 프탈레이트의 점도 조절이 어렵고, 알칼리클로레이트가 폭발성이 있어 적절하지 못하다.In addition, the whiteness of hydroxypropylmethyl cellulose phthalate is determined by the chromaticity of the low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose as a raw material and the amount of alkali chlorate used as an oxidation and bleaching agent. If the low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose has a poor color, the product color of the phthalate is lowered. To prevent this, the use of excess alkali chlorate is difficult to control the viscosity of the phthalate, alkali chloride is not suitable because it is explosive.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 건조분말상의 중점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 산 촉매하에서 일정 압력, 온도 범위에서 가수분해하여 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 제조한 후, 상기 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 초산 용매하에서 에스테르화 반응을 통해 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조한 후, 후처리공정으로 유동화 용매를 사용한 분사 방법을 통해 최종 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.Thus, the present inventors hydrolyzed a medium viscosity hydroxypropylmethyl cellulose on a dry powder in a constant pressure, temperature range under an acid catalyst in order to solve the above problems to produce a low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose, the low point The present invention is prepared by preparing hydroxypropylmethyl cellulose phthalate through esterification of hydroxypropylmethyl cellulose in an acetic acid solvent and then preparing a final hydroxypropylmethyl cellulose phthalate through a spraying method using a fluidizing solvent in a post-treatment process. Was completed.
따라서, 본 발명은 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트의 입자간 뭉침 형상을 방지하여 정제 효율을 높임과 동시에 합성 원료인 저점도 셀룰로오스의 백색도를 개선하여 상품성을 높인 고순도의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention improves the purification efficiency by preventing the agglomeration of particles of hydroxypropylmethyl cellulose phthalate, and improves the whiteness of low viscosity cellulose as a synthetic raw material, thereby improving the commerciality of hydroxypropylmethyl cellulose phthalate. The purpose is to provide.
본 발명은 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조하는 방법에 있어서,The present invention provides a method for producing hydroxypropylmethyl cellulose phthalate,
1) 50 ∼ 100 cps의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 산 촉매하에서 질소가스를 이용하여 0.5 ∼ 2.0 atm 의 압력범위에서, 60 ∼ 75 ℃ 범위에서 3 ∼ 5 시간동안 가수분해한 다음, 유동층 건조기로 이송하여 40 ∼ 60 ℃의 질소가스로 30 ∼ 60분 동안 유동시키고, 중화하여 2 % 수용액의 20 ℃ 점도가 3 ∼ 20 cps 범위인 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 제조하는 단계;;1) 50-100 cps of hydroxypropylmethyl cellulose is hydrolyzed under an acid catalyst using nitrogen gas at a pressure range of 0.5 to 2.0 atm for 3 to 5 hours in the range of 60 to 75 ° C., and then transferred to a fluidized bed dryer. 30 to 60 minutes by flowing nitrogen gas at 40 to 60 ℃, and neutralized to prepare hydroxypropylmethyl cellulose having a 20 ℃ viscosity of 2% aqueous solution in the range of 3 to 20 cps;
2) 상기 1 단계에 얻은 히드록시프로필메틸 셀룰로오스와 알칼리 아세테이트, 무수 프탈산, 알카리 클로레이드를 초산 용매하에서 에스테르화 반응을 통해 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트 얻은 후, 후처리 공정으로2) Hydroxypropylmethyl cellulose phthalate obtained in step 1 was obtained by esterification of an alkali acetate, phthalic anhydride, and alkaline chloride in acetic acid solvent, followed by a post-treatment process.
에스테르화 반응이 완료된 반응 생성혼합물 1 중량부에 물 또는 탄소수 1 ∼ 5의 저급 알콜 중에서 선택된 유동화용매 4 ∼ 6 중량부를 첨가하여 교반한 다음, 그 생성물을 공기 또는 질소의 가압속도가 3 ∼ 8 ℓ/min인 분사 노즐을 통해 20 ∼ 35 중량부의 물에 분사시킨 후, 교반, 여과 및 건조과정을 수행하여 최종 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 분리 회수하는 단계;4 parts by weight of a fluidizing solvent selected from water or a lower alcohol having 1 to 5 carbon atoms was added to 1 part by weight of the reaction product mixture in which the esterification reaction was completed, and then the product was stirred at an air or nitrogen pressure of 3 to 8 l. spraying 20 to 35 parts by weight of water through an injection nozzle of / min, and then separating, recovering the final hydroxypropylmethyl cellulose phthalate by performing stirring, filtration and drying;
로 이루어진 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트의 제조방법을 그 특징으로 한다.It is characterized by a method for producing hydroxypropylmethyl cellulose phthalate.
이와같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail as follows.
본 발명은 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조하는데 있어서, 먼저 제품의 상품성을 높이기 위해 백색도가 향상된 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 제조하여 사용한 것에 특징이 있으며, 또한 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조한 다음 반응 후처리 공정에서의 입자간 뭉침 현상과 이로인한 프탈산과 반응용매인 초산이 제품 중에 잔류하는 문제점을 해결하기 위하여 반응 후 반응 혼합액에 유동화 용매를 첨가해 반응액의 유동성을 높인 후 분사를 통하여 미세한 과립상태의 입자를 만들어 프탈산 및 초산을 효과적으로 제거하여 고순도의 제품을 얻는 것을 특징으로 하고 있다.The present invention is characterized in that in manufacturing hydroxypropylmethyl cellulose phthalate, first, a low-viscosity hydroxypropylmethyl cellulose with improved whiteness is used to increase the merchandise of the product, and also hydroxypropylmethyl cellulose phthalate is prepared. In order to solve the problem of agglomeration between particles in the reaction post-treatment process and the residual phthalic acid and acetic acid, which are the reaction solvents, in the product, a fluidization solvent is added to the reaction mixture after the reaction to increase the fluidity of the reaction solution, and then sprayed. It is characterized by obtaining fine-purified products by effectively removing fine phthalic acid and acetic acid by making fine granular particles.
먼저, 본 발명의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조하기 위한 원료인 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 제조하는 1 단계를 상세하게 설명하면 다음과 같다.First, the first step of preparing a low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose which is a raw material for producing the hydroxypropylmethyl cellulose phthalate of the present invention will be described in detail as follows.
저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스는 건조분말상의 중점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 산촉매하에서 질소가스를 이용하여 0.5 ∼ 2.0 atm로 가압한 후 60 ∼ 75 ℃에서 3 ∼ 5 시간동안 가수분해 반응을 수행함으로써 제조하고, 후처리 공정으로 40 ∼ 60 ℃의 질소가스로 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 유동시키는 공정을 도입하여 부반응을 제거함으로써 최종 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스의 황변현상과 제품내 잔류산의 양을 최소화시켜 색도가 개선된 제품을 얻을 수 있다.The low viscosity hydroxypropyl methyl cellulose is pressurized to 0.5 to 2.0 atm of medium viscosity hydroxypropyl methyl cellulose on a dry powder by using nitrogen gas under an acid catalyst and then subjected to a hydrolysis reaction at 60 to 75 ° C. for 3 to 5 hours. In the post-treatment process, hydroxypropylmethyl cellulose was flowed with nitrogen gas at 40 to 60 ° C. to remove side reactions, thereby reducing the yellowing phenomenon of the final low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose and the amount of residual acid in the product. Minimize to obtain a product with improved color.
상기 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 제조하기 위해 사용한 중점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스는 셀룰로오스에 메틸클로라이드와 산화프로필렌을 반응시켜 얻어진 셀룰로오스 에테르로, 치환도 형태는 메톡실 함량이 28.0 ∼ 30.0%, 히드록시프로필 함량이 7.0 ∼ 12.0%인 한국약전에 명기된 2910타입의 제품이다. 중점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스는 0.5 ∼ 5%의 수분을 함유하고 있는 건조분말상으로, 2% 수용액에서의 점도가 20 ℃에서 약 50 ∼ 100 cps인 것을 사용할 수 있다. 본 발명의 1 단계는 상기 중점도의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 3 ∼ 20 cps의 점도범위를 갖는 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스로 분해한다.The medium viscosity hydroxypropylmethyl cellulose used to prepare the low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose is a cellulose ether obtained by reacting cellulose with methyl chloride and propylene oxide, and the degree of substitution is 28.0 to 30.0% of methoxyl, It is a 2910 type product specified in the Korean Pharmacopoeia with hydroxypropyl content of 7.0 to 12.0%. The medium viscosity hydroxypropylmethyl cellulose is in the form of a dry powder containing 0.5 to 5% water, and a viscosity in a 2% aqueous solution can be used at about 50 to 100 cps at 20 ° C. In the first step of the present invention, hydroxypropylmethyl cellulose having a medium viscosity is decomposed into low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose having a viscosity range of 3 to 20 cps.
그리고, 본 발명의 1 단계에서는 산촉매로서 염화수소가스를 사용한다. 이러한 산촉매의 양은 제조하고자하는 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스의 점도에 따라 선택적으로 사용할 수 있으며, 바람직하게는 중점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 100 중량부에 대하여 0.15 ∼ 0.30 중량부로 사용하는 것이 좋다. 이때 산촉매의 사용량이 0.15 중량부 미만이면 가수분해 반응이 완전하게 이루어지지 않아 원하는 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 얻을 수 없고, 0.30 중량부를 초과하면 산촉매의 과다사용으로 인하여 최종제품에 황변현상이 발생하기 쉽다.In the first step of the present invention, hydrogen chloride gas is used as the acid catalyst. The amount of the acid catalyst may be selectively used depending on the viscosity of the low-viscosity hydroxypropylmethyl cellulose to be prepared, preferably 0.15 to 0.30 parts by weight based on 100 parts by weight of the medium viscosity hydroxypropylmethyl cellulose. At this time, if the amount of the acid catalyst is less than 0.15 parts by weight, the hydrolysis reaction may not be completed, and thus, the desired low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose may not be obtained. If the amount of the acid catalyst exceeds 0.30 parts by weight, yellowing may occur in the final product due to excessive use of the acid catalyst. easy to do.
특히, 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 얻기위한 1 단계의 특징은 가수분해 반응을 질소가스를 이용하여 0.5 ∼ 2.0 atm의 압력범위에서 수행하는데 있다. 즉, 반응기내의 압력을 질소가스를 이용하여 0.5 ∼ 2.0 atm의 압력범위를 조절하여 줌으로써, 가수분해 반응 효율을 증가시켜 사용되는 산촉매의 양을 감소시킬 수 있다. 이때 만일 반응기내의 압력이 0.5 atm 미만이면 가압효과가 거의 나타나지 않고 히드록시프로필메틸 셀룰로오스의 점도가 높게 나오며, 2.0 atm을 초과하면 가수분해 반응이 잘 일어나지 않는 단점이 있다. 또한, 상기 가수분해 반응은 60 ∼ 75 ℃의 온도에서 3 ∼ 5 시간동안 진행되는데, 반응온도가 60 ℃ 미만이면 반응 시간이 길어지고 사용하는 산촉매의 양을 증량하여야 하는 문제가 있으며, 75 ℃를 초과하면 황변현상이 심해져 탄화물 발생량이 증가하게 되어 좋지 않다.In particular, one characteristic of obtaining a low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose is to perform the hydrolysis reaction in a pressure range of 0.5 to 2.0 atm using nitrogen gas. That is, by adjusting the pressure in the reactor to the pressure range of 0.5 to 2.0 atm using nitrogen gas, it is possible to increase the hydrolysis reaction efficiency to reduce the amount of acid catalyst used. In this case, if the pressure in the reactor is less than 0.5 atm, the pressurizing effect is almost absent, and the viscosity of the hydroxypropylmethyl cellulose is high, and if the pressure exceeds 2.0 atm, the hydrolysis reaction does not occur well. In addition, the hydrolysis reaction proceeds for 3 to 5 hours at a temperature of 60 to 75 ℃, if the reaction temperature is less than 60 ℃ there is a problem that the reaction time is long and the amount of the acid catalyst to be used must be increased, 75 ℃ If exceeded, the yellowing phenomenon becomes severe and the amount of carbide generated is not good.
상기와 같은 가수분해 반응이 종료된 다음 제품에 소량으로 남아있는 산을 제거하기 위해 후처리 공정으로서 본 발명에서는 상기 반응이 완료된 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 유동층 건조기로 이송하여 40 ∼ 60 ℃의 질소가스로 30 ∼60분 동안 유동시킨다. 상기와 같이 산 제거후 소디움알칼리를 0.1 ∼ 0.2 중량부 유동층 건조기에 넣고 40 ∼ 60 ℃에서 30 ∼ 60분 동안 중화하여 pH 6 ∼ 8의 최종 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 얻을 수 있다. 상기와 같이 질소가스를 사용하면 종래에 비하여 잔류산을 최종 제품에서 최소화 할 수 있고, 제품의 점도를 일정하게 유지할 수 있다. 이때, 질소가스의 온도범위가 중요한 바, 상기 온도범위를 벗어나면 잔류산이 잘 제거되지 않는 문제가 있다.In the present invention as a post-treatment step to remove the acid remaining in the product in a small amount after the completion of the hydrolysis reaction as described above, the hydroxypropyl methyl cellulose is transferred to a fluidized bed dryer to nitrogen gas at 40 ~ 60 ℃ Furnace for 30 to 60 minutes. After removing the acid as described above, sodium alkali is added to a 0.1 to 0.2 part by weight fluidized bed drier and neutralized at 40 to 60 ° C. for 30 to 60 minutes to obtain a final low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose having a pH of 6 to 8. Using nitrogen gas as described above can minimize the residual acid in the final product compared to the conventional, it is possible to maintain a constant viscosity of the product. At this time, the temperature range of the nitrogen gas is important, there is a problem that the residual acid is not removed well outside the temperature range.
이와같이, 본 발명의 1 단계는 최종 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트의 상품성을 높이기 위해 원료로 사용하는 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 제조하는 단계로 특정 조건하에서 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 제조함으로써, 백색도가 향상된 저점도 히드록스프로필메틸 셀룰로오스를 얻을 수 있다.As such, the first step of the present invention is to prepare low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose, which is used as a raw material to increase the commerciality of the final hydroxypropyl methyl cellulose phthalate, by producing low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose under specific conditions, Low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose with improved whiteness can be obtained.
그리고, 본 발명은 2 단계로서 상기 1 단계에 얻은 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스와 알칼리 아세테이트, 무수 프탈산, 알카리 클로레이드를 초산 용매하에서 에스테르화 반응을 통해 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트 얻은 후, 반응 후처리 공정으로 반응 생성혼합물에 적당량의 유동화 용매를 첨가하여 반응 생성혼합물의 유동성을 높인 후, 스프레이 노즐을 통하여 물에 분사하는 방법을 도입함으로써, 미세한 과립상태의 입자로 분쇄된 형태의 생성물 조건을 만들어서 고순도로 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 분리정제하는 단계를 거쳐 최종 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조한다.In addition, the present invention is to obtain the hydroxypropylmethyl cellulose phthalate of the low-viscosity hydroxypropylmethyl cellulose obtained in the first step and the alkali acetate, phthalic anhydride, alkali chloride in two steps through an esterification reaction in acetic acid solvent, and then after the reaction By adding an appropriate amount of fluidizing solvent to the reaction product mixture as a treatment process, the fluidity of the reaction product mixture is increased, and then sprayed into water through a spray nozzle to introduce a method of producing product conditions in the form of finely divided granular particles. The final hydroxypropylmethyl cellulose phthalate is prepared by separating and purifying hydroxypropylmethyl cellulose phthalate with high purity.
상기 2 단계를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.The second step will be described in more detail as follows.
먼저, 상기 1 단계에 의해 제조된 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 1 중량부에 대하여 3 ∼ 5 중량부의 초산 용매를 넣고 용해시킨 후, 0.4 ∼ 1 중량부의 초산소다와 1.0 ∼ 1.3 중량부의 무수 프탈산, 0.01 ∼ 0.05 중량부의 알칼리 클로레이트를 넣고 80 ∼ 85 ℃ 온도에서 3 ∼ 5시간동안 천천히 교반하여 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 합성한다. 이때 사용하는 알칼리 아세테이트는 소듐 아세테이트 또는 포타슘 아세테이트를 사용하는 것이 바람직하며, 알칼리 클로레이트는 소듐 클로레이트 또는 포타슘 클로레이트를 사용하는 것이 바람직하다.First, 3 to 5 parts by weight of acetic acid solvent is added to and dissolved in 1 part by weight of the low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose prepared in step 1, and then 0.4 to 1 part by weight of sodium acetate and 1.0 to 1.3 parts by weight of phthalic anhydride, Hydroxypropylmethyl cellulose phthalate is synthesized by adding 0.01 to 0.05 parts by weight of alkali chlorate and slowly stirring at 80 to 85 ° C. for 3 to 5 hours. At this time, it is preferable to use sodium acetate or potassium acetate as the alkali acetate, and it is preferable to use sodium chlorate or potassium chlorate as the alkali chlorate.
다음은 분리정제단계로서, 상기 합성단계에서 얻은 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트에 잔류하는 미반응 무수 프탈산, 프탈산 및 초산 용매를 제거하는 후처리 과정으로서, 이 과정이 본 발명의 2 단계의 가장 큰 특징에 해당한다. 즉, 본 발명의 2 단계는 상기 합성단계에서 합성된 반응 생성혼합물에 상기 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 1 중량부에 대하여 유동화 용매 4 ∼ 6 중량부를 첨가하고 교반하여 반응 생성혼합물의 유동성을 높인 후, 스프레이 노즐을 통해 20 ∼ 35 중량부의 물에 분사시킨 후, 10 ∼ 30분 동안 교반하고 여과한 다음에 55 ∼ 60 ℃의 온도로 6 ∼ 8시간동안 건조하는 과정을 수행하여 고순도의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 얻는다. 상기 분리정제단계를 통해 초산에 용해되어 있던 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트가 물과 접촉하는 순간 고체상태로 변하여 미세한 과립상태의 입자가 생성되고, 이로 인하여 합성된 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트 입자간 뭉침현상을 방지하여 잔류 프탈산 및 반응용매인 초산을 효과적으로 제거할 수 있는 것이다. 이때, 사용된 유동화 용매로는 물과 탄소수 1 ∼ 5의 저급알콜 중에서 선택된 것을 사용할 수 있다. 상기에서 물은 정제수를 사용하고, 탄소수 1 ∼ 5의 저급 알콜로는 메탄올, 에탄올 중에서 선택하여 사용할 수 있다. 그리고, 상기 유동화 용매의 양을 4 중량부 미만으로 하면 반응 생성혼합물의 농도가 높아 분사시에 초산과 미반응 프탈산등의 불순물이 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트 입자내에 잔류하는 현상이 발생하고, 6 중량부를 초과하면 반응 생성혼합물내에서 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트의 고형화 현상으로 스프레이를 할 수 없게 되어 제품화 할 수 없게 된다. 또한, 상기 반응 생성혼합물을 분사시키는 물의 양을 20 중량부 미만으로 하면 반응 생성혼합물내 초산 농도가 진해지기 때문에 고체로 생성됐던 일부 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트의 표면 입자가 녹아서 입자끼리 다시 뭉치는 현상이 발생하고, 35 중량부를 초과하면 폐수가 다량 발생하여 바람직하지 못하다. 이때, 사용된 스프레이 노즐은 0.5 ∼ 1.5 ㎜의 내경을 갖고, 공기 또는 질소의 가압속도가 3 ∼ 8 ℓ/min인 것이 바람직하다. 만일 스프레이 노즐의 내경이 0.5 mm 미만이면 단위시간당 처리할 수 있는 반응 생성혼합물의 양이 너무 적어 생산성이 낮으며, 1.5 mm를 초과하면 공기 또는 질소의 가압속도를 빠르게 해야 하는 문제가 있다. 그리고, 공기 또는 질소의 가압속도가 3 ℓ/min 미만이면 입자크기가 커져 입자 안에 불순물을 함유하게 되는 문제가 있고, 8 ℓ/min를 초과하면 과량의 질소를 상용하게 되며 반응기 벽에 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트가 묻어 생성물의 손실량이 많아지는 단점이 있다.The following is a separation and purification step, which is a post-treatment process for removing unreacted phthalic anhydride, phthalic acid, and acetic acid solvent remaining in the hydroxypropylmethyl cellulose phthalate obtained in the synthesis step. Corresponds to That is, in the second step of the present invention, 4-6 parts by weight of a fluidization solvent is added to the reaction product mixture synthesized in the synthesis step with respect to 1 part by weight of the low-viscosity hydroxypropylmethyl cellulose, and then stirred to increase the fluidity of the reaction product mixture. , After spraying to 20 to 35 parts by weight of water through a spray nozzle, stirred for 10 to 30 minutes, filtered and dried for 6 to 8 hours at a temperature of 55 to 60 ℃ hydroxypropyl of high purity Obtain methyl cellulose phthalate. Through the separation and purification step, hydroxypropylmethyl cellulose phthalate dissolved in acetic acid is changed to a solid state at the moment of contact with water, thereby producing fine granular particles, thereby agglomeration between the synthesized hydroxypropylmethyl cellulose phthalate particles. It is possible to effectively remove residual phthalic acid and acetic acid, which is a reaction solvent. At this time, the fluidizing solvent used may be selected from water and lower alcohols having 1 to 5 carbon atoms. In the above water, purified water is used, and the lower alcohol having 1 to 5 carbon atoms can be selected from methanol and ethanol. When the amount of the fluidizing solvent is less than 4 parts by weight, the concentration of the reaction product mixture is high, so that impurities such as acetic acid and unreacted phthalic acid remain in the hydroxypropylmethyl cellulose phthalate particles during spraying, resulting in 6 weights. If the amount is exceeded, the solidification phenomenon of the hydroxypropylmethyl cellulose phthalate in the reaction product mixture is impossible to spray and the product cannot be commercialized. In addition, when the amount of water to spray the reaction product mixture is less than 20 parts by weight, the acetic acid concentration in the reaction product mixture is increased, so that the surface particles of some hydroxypropylmethyl cellulose phthalate, which were formed as a solid, dissolve and reaggregate particles. If this occurs and exceeds 35 parts by weight, a large amount of waste water is generated, which is not preferable. At this time, the spray nozzle used has an internal diameter of 0.5-1.5 mm, and it is preferable that the pressurization rate of air or nitrogen is 3-8 L / min. If the inner diameter of the spray nozzle is less than 0.5 mm, the amount of the reaction product mixture that can be processed per unit time is too low, productivity is low, and if it exceeds 1.5 mm, there is a problem that the pressure of air or nitrogen must be increased. In addition, if the pressurization rate of air or nitrogen is less than 3 l / min, there is a problem that the particle size is increased to contain impurities in the particles. If it exceeds 8 l / min, excess nitrogen is used and hydroxypropyl is added to the reactor wall. Methyl cellulose phthalate has a disadvantage in that the loss of the product increases.
상기 2 단계에 의한 최종 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트는 수분 0.5 ∼ 1.5%, 점도(10% 메탄올:디클로로메탄=1:1, Ubbelohde 모세관 점도계) 38 ∼ 48 cSt, 프탈릴 32 ∼ 34%을 함유하고, 잔류 프탈산은 0.05 ∼ 0.2% 함유한다. 또한, 상기 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트의 색도는 YI(Yellowness Index, 10% 메탄올:디클로로메탄=1:1, 10 mm Quarts Cell, Minolta 3700D 색도계) 1.0 ∼ 2.0으로 백색도가 우수한 제품이 바람직하게 얻어진다.The final hydroxypropylmethyl cellulose phthalate by the two steps contains 0.5 to 1.5% of water, viscosity (10% methanol: dichloromethane = 1: 1, Ubbelohde capillary viscometer) 38 to 48 cSt, phthalyl 32 to 34% And residual phthalic acid are contained 0.05 to 0.2%. In addition, the color of the hydroxypropyl methyl cellulose phthalate is YI (Yellowness Index, 10% methanol: dichloromethane = 1: 1, 10 mm Quarts Cell, Minolta 3700D colorimeter) 1.0 to 2.0 is preferably obtained a product excellent in whiteness .
이와같이, 본 발명의 2 단계는 최종 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트의 입자간 뭉침현상과 이로인해 잔류 프탈산과 반응용매가 최종 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트에 잔류하는 현상을 효과적으로 제거 할 수 있다.As such, the second step of the present invention can effectively eliminate the phenomenon of particle aggregation between the final hydroxypropylmethyl cellulose phthalate and the residual phthalic acid and the reaction solvent remaining in the final hydroxypropylmethyl cellulose phthalate.
이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.Although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to an Example.
실시예 1Example 1
250 kg의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스(20 ℃, 2% 수용액의 점도 50 cps)를 설계압력 5 atm, 내벽이 유리로 코팅된 회전식 콘형 반응기에 넣고 반응기 내부의 수분과 공기를 질소로 치환시키고 반응기를 10 rpm으로 교반하면서, 유량조절기를 이용하여 600 g의 염화수소(0.24 중량부) 가스를 천천히 주입하였다. 염화수소 가스 주입이 완료되면, 질소로 1 atm까지 가압하고 65 ℃로 승온하여 3시간 동안 반응시키고, 반응이 완료되면 유동층 건조기로 이송하여 제품내에 존재하는잔류 염화수소가스와 수분을 60 ℃에서 30분동안 제거하였다. 여기에 중화제인 소다회를 0.20 중량부 넣고 30분 동안 유동층에서 중화시켜 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 얻었다. 상기 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스는 2% 수용액의 점도가 20 ℃에서 7.8 cps, 2% 수용액의 YI(Yellowness Index)가 1.48이었다. 2% 점도는 모세관 형태의 Ubbelohde 점도계를 사용하였고, YI는 Minolta 3700d 색도계를 사용하여 측정하였다.250 kg of hydroxypropylmethyl cellulose (at 20 ° C., 50 cps of 2% aqueous solution) was placed in a rotary cone reactor coated with a glass at 5 atm design pressure and the inner wall was replaced with nitrogen by replacing the water and air inside the reactor. While stirring at 10 rpm, 600 g of hydrogen chloride (0.24 parts by weight) gas was slowly injected using a flow controller. When the hydrogen chloride gas injection is completed, pressurize with nitrogen to 1 atm, raise the temperature to 65 ° C and react for 3 hours.When the reaction is completed, transfer to the fluidized bed dryer to transfer the residual hydrogen chloride gas and water present in the product at 60 ° C for 30 minutes. Removed. 0.20 parts by weight of soda ash, a neutralizing agent, was added thereto and neutralized in a fluidized bed for 30 minutes to obtain low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose. The low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose had a viscosity of 20% at 7.8 cps and a 2% aqueous solution of YI (Yellowness Index) of 1.48 at 20 ° C. 2% viscosity was measured using a Ubbelohde viscometer in the form of a capillary tube, and YI was measured using a Minolta 3700d colorimeter.
이렇게 얻어진 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스(점도:7.8cps) 250 kg을 1000 kg의 초산 용매가 든 유리 반응기에 넣고 천천히 녹였다. 히드록시프로필메틸 셀룰로오스가 초산에 고르게 퍼지면 250 kg의 초산소다와 375 kg의 무수 푸탈산, 2.5 kg 포타슘 크로레이트를 넣고 온도를 80 ∼ 85 ℃로 승온시키고 5시간 동안 천천히 교반하였다. 반응이 끝나면 80 ∼ 85 ℃의 온도를 유지하면서 반응 혼합액의 유동성을 증가시키기 위해 1500 kg의 물을 넣고 1시간 동안 교반하였다. 반응 혼합액을 8000 kg의 물에 분사시켰다. 분사가 끝나면 30분간 더 교반한 후 여과기로 이송하여 순수를 사용해 여과하여 젖은 상태의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 얻었다. 이렇게 얻어진 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 유동층 건조기로 이송하여 55 ℃에서 6시간 동안 건조하여 순수한 건조 과립상의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 얻었다.250 kg of the low-viscosity hydroxypropylmethyl cellulose (viscosity: 7.8 cps) thus obtained were placed in a glass reactor containing 1000 kg of acetic acid solvent and slowly dissolved. When hydroxypropylmethyl cellulose was evenly spread over acetic acid, 250 kg of sodium acetate, 375 kg of phthalic anhydride and 2.5 kg of potassium crorate were added thereto, and the temperature was raised to 80-85 ° C. and stirred slowly for 5 hours. After the reaction, 1500 kg of water was added and stirred for 1 hour to increase the fluidity of the reaction mixture while maintaining the temperature of 80 ~ 85 ℃. The reaction mixture was sprayed into 8000 kg of water. After the injection, the mixture was stirred for 30 minutes and then transferred to a filter, and filtered using pure water to obtain hydroxypropylmethyl cellulose phthalate in a wet state. The hydroxypropylmethyl cellulose phthalate thus obtained was transferred to a fluidized bed drier and dried at 55 ° C. for 6 hours to obtain pure dry hydroxypropylmethyl cellulose phthalate.
이렇게 제조된 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트는 수분 1.4%, 점도 43 cSt, 프탈릴 함량 32.8%, 잔류 프탈산은 0.08%를 함유하고 있으며, YI 또한 1.5로 백색도 및 순도가 뛰어남을 확인할 수 있었다.The hydroxypropylmethyl cellulose phthalate thus prepared contained 1.4% moisture, viscosity 43 cSt, phthalyl content 32.8%, and residual phthalic acid 0.08%, and YI also showed excellent whiteness and purity as 1.5.
실시예 2Example 2
250 kg의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스(20℃, 2% 수용액의 점도 50 cps)를 설계압력 5 atm, 내벽이 유리로 코팅된 회전식 콘형 반응기에 넣고 반응기 내부의 수분과 공기를 질소로 치환시키고 반응기를 10 rpm으로 교반하면서, 유량조절기를 이용하여 500 g의 염화수소(0.20 중량부) 가스를 천천히 주입하였다. 염화수소 가스 주입이 완료되면, 질소로 1 atm까지 가압하고 65 ℃로 승온하여 3시간 동안 반응시키고, 반응이 완료되면 유동층 건조기로 이송하여 제품내에 존재하는 잔류 염화수소가스와 수분을 60 ℃에서 30분동안 제거하였다. 여기에 중화제인 소다회를 0.16 중량부 넣고 30분 동안 유동층에서 중화시켜 저밀도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 얻었다. 상기 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스는 2% 수용액의 점도가 20 ℃에서 15.4 cps, 2% 수용액의 YI(Yellowness Index)가 1.25이었다.250 kg of hydroxypropylmethyl cellulose (at 20 ° C., 50 cps of 2% aqueous solution) was placed in a rotary cone reactor coated with a glass at 5 atm design pressure and the inner wall was replaced with nitrogen by replacing water and air in the reactor. While stirring at 10 rpm, 500 g of hydrogen chloride (0.20 parts by weight) gas was slowly injected using a flow controller. When the hydrogen chloride gas injection is completed, pressurize with nitrogen to 1 atm, raise the temperature to 65 ° C and react for 3 hours.When the reaction is completed, transfer to the fluidized bed drier to transfer residual hydrogen chloride gas and moisture present in the product at 60 ° C for 30 minutes. Removed. 0.16 parts by weight of soda ash, a neutralizing agent, was added thereto and neutralized in a fluidized bed for 30 minutes to obtain low density hydroxypropylmethyl cellulose. The low-viscosity hydroxypropylmethyl cellulose had a viscosity of 25.4% aqueous solution at 15.4 cps and 20% YI (Yellowness Index) of 2% aqueous solution.
이렇게 얻어진 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스(점도:15.4cps) 250 kg을 1000 kg의 초산 용매가 든 유리 반응기에 넣고 천천히 녹였다. 히드록시프로필메틸 셀룰로오스가 초산에 고르게 퍼지면 250 kg의 초산소다와 375 kg의 무수 푸탈산, 5 kg 포타슘 크로레이트를 넣고 온도를 80 ∼ 85 ℃로 승온시키고 5시간 동안 천천히 교반하였다. 반응이 끝나면 80 ∼ 85 ℃의 온도를 유지하면서 반응 혼합액의 유동성을 증가시키기 위해 1500 kg의 물을 넣고 1시간 동안 교반하였다. 반응 혼합액을 8000 kg의 물에 분사시켰다. 분사가 끝나면 30분간 더교반한 후 여과기로 이송하여 순수를 사용해 여과하여 젖은 상태의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 얻었다. 이렇게 얻어진 제품을 유동층 건조기로 이송하여 55 ℃에서 6시간 동안 건조하여 순수한 건조 과립상의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 얻었다.250 kg of the low-viscosity hydroxypropylmethyl cellulose (viscosity: 15.4 cps) thus obtained were placed in a glass reactor containing 1000 kg of acetic acid solvent and slowly dissolved. When hydroxypropylmethyl cellulose was evenly spread in acetic acid, 250 kg of sodium acetate, 375 kg of anhydrous phthalic acid and 5 kg of potassium crorate were added thereto, and the temperature was raised to 80-85 ° C. and stirred slowly for 5 hours. After the reaction, 1500 kg of water was added and stirred for 1 hour to increase the fluidity of the reaction mixture while maintaining the temperature of 80 ~ 85 ℃. The reaction mixture was sprayed into 8000 kg of water. After the completion of the injection, the mixture was further stirred for 30 minutes, and then transferred to a filter and filtered using pure water to obtain hydroxypropylmethyl cellulose phthalate in a wet state. The product thus obtained was transferred to a fluidized bed dryer and dried at 55 ° C. for 6 hours to obtain pure dry hydroxypropylmethyl cellulose phthalate.
이렇게 제조된 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트는 수분 1.4%, 점도 39 cSt, 프탈릴 함량 33.7%, 잔류 프탈산은 0.12%를 함유하고 있으며, YI 또한 1.2로 백색도 및 순도가 뛰어남을 확인할 수 있었다.The hydroxypropylmethyl cellulose phthalate thus prepared contained 1.4% of moisture, 39 cSt of viscosity, 33.7% of phthalyl content, and 0.12% of residual phthalic acid, and YI also showed excellent whiteness and purity as 1.2.
실시예 3Example 3
250 kg의 히드록시 프로필메틸 셀룰로오스(20 ℃, 2% 수용액의 점도 50 cps)를 설계압력 5 atm, 내벽이 유리로 코팅된 회전식 콘형 반응기에 넣고 반응기 내부의 수분과 공기를 질소로 치환시키고 반응기를 10 rpm으로 교반하면서, 유량조절기를 이용하여 650 g의 염화수소(0.26 중량부) 가스를 천천히 주입하였다. 염화수소 가스 주입이 완료되면, 질소로 1 atm까지 가압하고 65 ℃로 승온하여 3시간 동안 반응시키고, 반응이 완료되면 유동층 건조기로 이송하여 제품내에 존재하는 잔류 염화수소가스와 수분을 60 ℃에서 30분동안 제거하였다. 여기에 중화제인 소다회를 0.20 중량부 넣고 30분 동안 유동층에서 중화시켜 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 얻었다. 상기 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스는 2% 수용액의 점도가 20 ℃에서 6.1 cps, 2% 수용액의 YI(Yellowness Index)가 1.65이었다.250 kg of hydroxypropylmethyl cellulose (at 20 ° C., 50 cps of 2% aqueous solution) was placed in a rotary cone reactor coated with a glass at 5 atm design pressure and the inner wall was replaced with nitrogen to replace the water and air inside the reactor. While stirring at 10 rpm, 650 g of hydrogen chloride (0.26 parts by weight) gas was slowly injected using a flow controller. When the hydrogen chloride gas injection is completed, pressurize with nitrogen to 1 atm, raise the temperature to 65 ° C and react for 3 hours.When the reaction is completed, transfer to the fluidized bed drier to transfer residual hydrogen chloride gas and moisture present in the product at 60 ° C for 30 minutes. Removed. 0.20 parts by weight of soda ash, a neutralizing agent, was added thereto and neutralized in a fluidized bed for 30 minutes to obtain low viscosity hydroxypropylmethyl cellulose. The low-viscosity hydroxypropylmethyl cellulose had a viscosity of 2 c aqueous solution at 6.1 cps at 20 ° C., and a YI (Yellowness Index) of 2% aqueous solution at 1.65.
이렇게 얻어진 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스(점도:6.1cps) 250 kg을 1000 kg의 초산 용매가 든 유리 반응기에 넣고 천천히 녹였다. 히드록시프로필메틸 셀룰로오스가 초산에 고르게 퍼지면 250 kg의 초산소다와 375 kg의 무수 푸탈산, 2.5 kg 포타슘 크로레이트를 넣고 온도를 80 ∼ 85 ℃로 승온시키고 5시간 동안 천천히 교반하였다. 반응이 끝나면 80 ∼ 85 ℃의 온도를 유지하면서 반응 혼합액의 유동성을 증가시키기 위해 1500 kg의 물을 넣고 1시간 동안 교반하였다. 반응 혼합액을 8000 kg의 물에 분사시켰다. 분사가 끝나면 30분간 더 교반한 후 여과기로 이송하여 순수를 사용해 여과하여 젖은 상태의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 얻었다. 이렇게 얻어진 제품을 유동층 건조기로 이송하여 55 ℃에서 6시간 동안 건조하여 순수한 건조 과립상의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 얻었다.250 kg of the low-viscosity hydroxypropylmethyl cellulose (viscosity: 6.1 cps) thus obtained were slowly dissolved in a glass reactor containing 1000 kg of acetic acid solvent. When hydroxypropylmethyl cellulose was evenly spread over acetic acid, 250 kg of sodium acetate, 375 kg of phthalic anhydride and 2.5 kg of potassium crorate were added thereto, and the temperature was raised to 80-85 ° C. and stirred slowly for 5 hours. After the reaction, 1500 kg of water was added and stirred for 1 hour to increase the fluidity of the reaction mixture while maintaining the temperature of 80 ~ 85 ℃. The reaction mixture was sprayed into 8000 kg of water. After the injection, the mixture was stirred for 30 minutes and then transferred to a filter, and filtered using pure water to obtain hydroxypropylmethyl cellulose phthalate in a wet state. The product thus obtained was transferred to a fluidized bed dryer and dried at 55 ° C. for 6 hours to obtain pure dry hydroxypropylmethyl cellulose phthalate.
이렇게 제조된 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트는 수분 1.0%, 점도 40.5 cSt, 프탈릴 함량 33.2%, 잔류 프탈산은 0.05%를 함유하고 있으며, YI 또한 1.7로 백색도 및 순도가 뛰어난 제품이 얻어졌다.The hydroxypropylmethyl cellulose phthalate thus prepared contained 1.0% moisture, viscosity 40.5 cSt, phthalyl content 33.2%, residual phthalic acid 0.05%, and YI was 1.7 to obtain a product having excellent whiteness and purity.
비교예 1Comparative Example 1
점도가 15 ∼ 100 cps인 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 50 kg와 무수 푸탈산 60 kg, 초산소다 50 kg을 초산 용매 200 kg에서 혼합하여 80 ℃의 온도에서 5시간 동안 반응시킨 후, 반응 혼합액에 물 200 kg을 가해 생성물을 고체화하여 순수로 여과하여 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조하였다.50 kg of hydroxypropylmethyl cellulose having a viscosity of 15 to 100 cps, 60 kg of anhydrous phthalic acid and 50 kg of sodium acetate were mixed in 200 kg of acetic acid and reacted at a temperature of 80 ° C. for 5 hours, and then water 200 was added to the reaction mixture. kg was added to solidify the product and filtered with pure water to prepare hydroxypropylmethyl cellulose phthalate.
이렇게 제조된 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트는 수분 1.5%, 점도 42.5 cSt, 프탈릴 함유량 33.2%, 잔류 프탈산은 0.82%, YI 5.7, 잔류 초산은 3%를 함유하고 있었다.The hydroxypropylmethyl cellulose phthalate thus prepared contained 1.5% water, viscosity 42.5 cSt, phthalyl content 33.2%, residual phthalic acid 0.82%, YI 5.7, and residual acetic acid 3%.
상술한 바와 같이, 본 발명은 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트의 원료물질인 저점도 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 특정온도 및 압력 조건에서 가수분해하여 백색도가 우수한 제품을 얻었으며, 이를 이용하여 에스테르화 반응시켜 얻은 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트의 제조공정 후, 후처리공정으로 특정 조건에서 분사 방식으로 미세입자화 시킴으로써 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트 입자간 뭉침현상을 방지하여 최종 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트 내에 잔류하는 프탈산과 초산을 효과적으로 제거하여 고순도의 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트를 제조할 수 있다.As described above, the present invention hydrolyzed low-viscosity hydroxypropylmethyl cellulose, which is a raw material of hydroxypropylmethyl cellulose phthalate, at a specific temperature and pressure to obtain a product having excellent whiteness. Phthalic acid remaining in the final hydroxypropylmethyl cellulose phthalate after the production process of the obtained hydroxypropylmethyl cellulose phthalate is prevented from agglomeration between hydroxypropylmethyl cellulose phthalate particles by fine granulation by spraying at a specific condition in a post treatment step. By removing the acetic acid effectively can be prepared a high purity hydroxypropylmethyl cellulose phthalate.
Claims (1)
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