KR102011547B1

KR102011547B1 - 셀룰로오스 에테르의 제조 방법

Info

Publication number: KR102011547B1
Application number: KR1020150054434A
Authority: KR
Inventors: 미츠히로 요시다
Original assignee: 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2019-08-16
Also published as: JP6345151B2; JP2015214683A; KR20150122074A; CN105017432B; US10723808B2; CN105017432A; EP2937363A1; US20150299338A1; TW201604209A; TWI668233B; EP2937363B1

Abstract

본 발명은 점착성이 강한 함수 셀룰로오스 에테르를 건조기의 내부에 부착 성장, 고화시키지 않고, 안정하고 열효율 좋게 연속 건조 처리할 수 있는 건조 방법을 포함하는 셀룰로오스 에테르의 제조 방법을 제공한다. 구체적으로는, 함수율이 50질량％를 초과하는 함수 셀룰로오스 에테르를, 회전형 통기 건조기를 이용하여 건조시키는 건조 공정을 적어도 포함하는 셀룰로오스 에테르의 제조 방법을 제공한다.

Description

셀룰로오스 에테르의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING CELLULOSE ETHER}

본 발명은 의약, 식품용 결합제, 붕괴제, 각종 용매의 증점제, 건축 재료용 수분 유지제, 압출 성형 제법에서의 결합제, 현탁 안정제 등으로서 사용되는 셀룰로오스 에테르를 건조하는 방법을 포함하는 셀룰로오스 에테르의 제조 방법에 관한 것이다.

셀룰로오스 에테르는 일반적으로 셀룰로오스에 알칼리 금속 수산화물을 흡착시켜 알칼리 셀룰로오스로 하고, 알킬화제나 히드록실화제를 반응시키고, 필요에 따라 산을 첨가하여 중화하고, 세정, 탈수, 건조, 분쇄 공정을 거쳐 제품이 된다.

탈수 공정 후의 함수 셀룰로오스 에테르의 형태는 탈수의 정도에 따라 부드러운 진흙상에서 단단한 케이크상으로 변화하고, 부착성, 응집성을 갖는다. 이러한 진흙상이나 케이크상 재료의 건조에는, 특허문헌 1에 예시된 바와 같은 열효율이 우수한 전도 전열형의 홈형 교반 건조기나, 부착성 재료의 건조에 유효한 대류 전열형의 기류 건조기가 일반적으로 사용되고 있다.

일본 특허 공개 제2010-132920호 공보

그러나, 상기 함수 수용성 셀룰로오스 에테르는 함수율이 높을수록 점착성이 증가하여, 홈형 교반 건조기에 있어서는 함수율이 50질량％를 초과하는 수분량에서 건조기 내부의 전열부에 부착이 발생하였다. 그로 인해, 전열 면적의 감소에 의해 건조 능력이 저하되는 데다가 부착물의 과건조품이 불규칙하게 박리하여 제품에 이물질로서 혼입되어 품질의 저하를 초래한다는 문제가 있었다. 또한, 기류 건조기에 있어서는 건조기의 동력이 커서, 건조 비용이 높다는 문제가 있고, 함수율이 70 내지 80질량％ 이상인 수분량에서 건조기 내부나 접속 배관에 부착하여, 안정한 연속 운전이 곤란하였다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 함수 수용성 셀룰로오스 에테르에 한정되지 않고, 점착성이 강한 함수 셀룰로오스 에테르 전반에 걸쳐 건조기의 내부에 부착 성장, 고화시키지 않고, 안정하고 열효율 좋게 연속 건조 처리할 수 있는 건조 방법을 포함하는 셀룰로오스 에테르의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 행한 결과, 놀랍게도 회전형 통기 건조기를 사용함으로써, 점착성이 강한 함수 셀룰로오스 에테르를 건조기의 내부에 부착 성장, 고화시키지 않고, 안정하고 열효율 좋게 연속 건조 처리하는 것이 가능함을 발견하여 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

본 발명은 함수율이 50질량％를 초과하는 함수 셀룰로오스 에테르를, 회전형 통기 건조기를 이용하여 건조시키는 건조 공정을 적어도 포함하는 셀룰로오스 에테르의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 함수율이 높고 점착성이 강한 함수 셀룰로오스 에테르를 건조기의 내부에 부착 성장, 고화시키지 않고, 안정하게 연속 건조 처리할 수 있다. 이에 의해, 과건조품의 생성에 의한 이물질이 제품에 혼입되는 일이 없어져 품질이 안정화된다. 게다가, 설비를 정지하여 건조기 내부의 부착물을 빈번하게 제거 청소할 필요가 없어지기 때문에, 설비의 가동률이 향상되고, 부착물 제거에 수반되는 제품 폐기 손실을 삭감할 수 있다. 또한, 건조기 내라는 악환경 하에서의 부착물 제거 작업 및 작업자로의 부담을 경감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명을 적용하는 셀룰로오스 에테르의 건조 방법을 실시하기 위한 회전형 통기 건조기의 개략 측면도이다.
도 2는 도 1의 X-X선에 따른 개략 횡단면이다.

본 발명의 실시 형태는 이하에 나타내는 바와 같지만, 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 적절히 변경을 가하는 것도 가능하다. 이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

건조 대상인 함수 셀룰로오스 에테르는 함수율이 50질량％, 바람직하게는 50 질량% 초과 90 질량％ 이하인 셀룰로오스 에테르이면 특별히 한정되지 않지만, 셀룰로오스 에테르로서는 알킬 셀룰로오스, 히드록시알킬 셀룰로오스, 히드록시알킬알킬 셀룰로오스 등의 수용성 셀룰로오스 에테르 이외에, 물에 불용이고, 흡수하여 팽윤하는 히드록시프로폭시기의 치환도가 5 내지 16질량％인 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스를 들 수 있다.

함수 셀룰로오스 에테르의 함수율은 제16 개정 일본약전에 기재된 일반 시험법의 건조 감량 시험법에 의해 측정할 수 있고, 셀룰로오스 에테르에 대한 물의 비율이 아니라, 물과 셀룰로오스 에테르 합계에 대한 물의 비율이다.

함수 셀룰로오스 에테르는 바람직하게는 펄프와 알칼리 금속 수산화물을 반응시켜 알칼리 셀룰로오스를 얻는 공정과, 얻어진 알칼리 셀룰로오스와 에테르화제를 반응시켜 조 셀룰로오스 에테르를 얻는 공정과, 얻어진 조 셀룰로오스 에테르를 필요에 따라 산을 첨가하여 중화하고, 세정 및 탈수하는 세정 및 탈수 공정을 포함하는 셀룰로오스 에테르의 제조 방법에 의해 얻어지는 것이다. 얻어진 함수 셀룰로오스 에테르의 건조에 회전형 통기 건조기를 적절히 사용할 수 있고, 셀룰로오스 에테르의 제조 방법에서의 건조 공정으로서 넣을 수 있다.

셀룰로오스 에테르는 통상 원료가 되는 펄프와 알칼리 금속 수산화물을 반응시켜 알칼리 셀룰로오스를 얻는 공정과, 얻어진 알칼리 셀룰로오스와 에테르화제를 반응시키는 공정과, 그 후의 세정 및 탈수(세정·탈수) 공정과, 건조 공정을 거쳐 제조되지만, 건조 공정 후, 필요에 따라 분쇄 공정을 포함할 수도 있다.

펄프는 목재 펄프, 린터 펄프 등, 통상 셀룰로오스 에테르의 원료가 되는 것을 사용할 수 있다. 펄프는 시트상, 칩상 또는 분말상일 수 있다.

알칼리 셀룰로오스의 제조는, 예를 들어 분말상의 펄프에 교반 하에서 알칼리 금속 수산화물 용액을 적하 또는 스프레이하는 방법, 시트상 또는 칩상의 펄프를 알칼리 금속 수산화물 용액에 침지 후 탈액하는 방법을 이용할 수 있다.

알칼리 금속 수산화물 용액은 펄프를 알칼리 셀룰로오스로 할 수 있으면 특별히 한정되지 않지만, 경제적인 이유에서 수산화나트륨 또는 수산화칼륨의 수용액이 바람직하다.

얻어진 알칼리 셀룰로오스와 에테르화제를 반응시켜 조 셀룰로오스 에테르를 얻는다. 셀룰로오스 에테르를 제조하는 데 유용한 에테르화제는 공지이며, 특별히 제한은 되지 않지만, 예를 들어 염화메틸, 염화에틸 등의 할로겐화알킬, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 등의 알킬렌 옥사이드 등을 들 수 있다.

알칼리 셀룰로오스와 에테르화제의 반응 생성물인 조 셀룰로오스 에테르 중에는 염류, 메탄올, 프로필렌글리콜류 등의 부생물이 잔존하기 때문에, 물, 바람직하게는 70 내지 100℃의 열수 또는 대기압 이상의 스팀 중 적어도 한쪽을 사용하여 세정·탈수한다. 통상, 이 세정·탈수는 연속식 회전형 가압 여과기, 연속식 수평형 진공 여과기, 수평 테이블형 여과기 또는 수평 벨트형 여과기 등 중 어느 하나에 더하여, 가압 탈수기, 진공 탈수기, 원심 탈수기 또는 압착식 탈수기 등 중 어느 하나를 조합하여 연속적으로 행해진다.

세정·탈수 후의 함수 셀룰로오스 에테르의 함수율은 셀룰로오스 에테르의 성상 및 세정·탈수기의 처리 능력 등의 관점에서, 통상 수용성 셀룰로오스 에테르의 경우 50질량％ 초과 90질량％ 이하, 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스의 경우 60질량％ 초과 90질량％ 이하가 된다.

세정·탈수 후의 섬유를 포함하는 함수 셀룰로오스 에테르의 형태는 탈수의 정도에 따라 부드러운 진흙상에서 단단한 케이크상으로 변화하고, 함수율이 높을 수록 점착성이 증가하고, 또한 섬유질에서 강한 응집성을 갖는다.

또한, 함수 셀룰로오스 에테르가 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스인 경우에는, 상기 에테르화 반응 후이며, 세정 및 탈수 공정 전에, 조 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스 중에 잔존하는 알칼리를 아세트산이나 염산 등의 산으로 중화하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

이어서, 회전형 통기 건조기에 대하여 설명한다. 부착하기 쉬운 재료를 불균일 없이 균일하게 건조시키는 것이 가능한 건조기로서, 예를 들어 회전형 통기 건조기가 알려져 있다. 그러나, 통상 회전형 통기 건조기는 분립상, 소괴상, 플레이크상 재료의 건조에 적용되고 있기 때문에, 피건조 원료가 상기 함수 셀룰로오스 에테르와 같이 진흙상이나 케이크상을 갖고, 섬유질에서 부착성이 강한 재료인 경우에는 상기 회전형 건조기의 드럼 내에서의 전동에 의해 눈사람과 같이 큰 덩어리가 되어, 건조 부족이나 건조 불균일이 발생하는 것이 예상되었다. 그런데, 본 발명자는 놀랍게도 회전형 통기 건조기를 사용함으로써, 점착성이 강한 함수 셀룰로오스 에테르를 건조기의 내부에 부착 성장, 고화시키지 않고, 안정하고 열효율 좋게 연속 건조 처리하는 것이 가능함을 발견하였다.

회전형 통기 건조기는 대류 전열형의 건조기이며, 원통상의 회전 드럼에 투입된 재료에 열풍을 통기시켜, 수분이나 휘발 성분을 증발시켜 건조시키는 것이다. 열풍과 피건조 원료의 접촉 방법에는 병류, 향류, 직교류 등이 있지만, 건조기에의 부착 성장, 고화 방지의 관점에서는 직교류가 바람직하다. 회전형 통기 건조기의 회전 드럼에는 피건조 원료를 쓸어 올려 건조 효율을 높이기 위한 리프터가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 회전 드럼의 회전에 의한 킬른 액션(구체적으로는, 피건조 원료가 상하 방향으로 회전 유동함) 효과로 혼합 교반되면서 건조된다. 리프터는 특별히 한정되지 않지만, 삼각산(트라이앵글)형이나 미늘창형(louver type) 등을 들 수 있다.

이하, 본 발명을 도면에 기초하여 더욱 상세하게 설명한다.

회전형 통기 건조기(1)는 양단이 개구하여 외주면에 복수의 통기 구멍을 뚫어 형성된 원통상의 회전 드럼(6)과, 회전 드럼(6)을 내포하는 각기둥상의 케이싱(8)에 의해 주로 구성되어 있다. 회전 드럼(6)의 길이 방향의 일단에는 원료 투입구(2)가, 타단에는 건조품 배출구(3)가 개구 형성되어 있고, 회전 드럼(6) 내에는 양단이 개구하여 통기 가능하게 망상이고 삼각 형상의 산형을 이루는 트라이앵글 리프터(7)가 회전 드럼(6)의 내주면에 끼워 맞춰지도록 내설되어 있다. 또한, 케이싱(8)의 측면 하부에는 열풍 취입구(4)가 개구 형성되어 있어, 열풍은 회전 드럼(6) 및 트라이앵글 리프터(7)의 직경 방향의 하방으로부터 상방으로 통기 구멍을 통해 관류하고, 케이싱(8) 상부의 배기구(5)로부터 배기된다.

회전형 통기 건조기(1)를 이용한 함수 셀룰로오스 에테르의 건조 방법은 우선 회전형 통기 건조기(1)를 운전하여, 회전 드럼(6)을 회전시키고, 열풍 취입구(4)로부터 열풍을 회전 드럼(6) 내에 불어 넣고, 계속해서 피건조 원료인 함수 셀룰로오스 에테르를 원료 투입구(2)로부터 회전 드럼(6) 내에 투입한다. 투입된 피건조 원료(9)는 회전 드럼(6)의 회전 및 트라이앵글 리프터(7)에 의한 킬른 액션에 의해, 불균일 없이 혼합, 건조되면서 순차적으로 출구측으로 이동하고, 건조품 배출구(3)로부터 배출된다. 열풍은 회전 드럼(6)의 측면 하방으로부터 통기 구멍을 통해 피건조 원료(9)층을 통과하고, 회전 드럼(6) 및 트라이앵글 리프터(7)를 직경 방향으로 하방으로부터 상방으로 관류하고, 배기구(5)로부터 배기된다. 피건조 원료(9)는 회전 드럼(6)의 통기 구멍으로부터의 열풍 취입과 회전에 의한 킬른 액션의 상승 효과에 의해, 건조기 내벽면에 부착 성장, 고화하는 일 없이, 온화하게 혼합, 건조되어 배출된다.

회전 드럼의 주속은 특별히 한정되지 않지만, 건조 효율, 건조품 회수율 및 킬른 액션에 의한 혼합, 균일 건조의 효과 등의 관점에서, 바람직하게는 주속 0.01 내지 1.00m/초이고, 보다 바람직하게는 주속 0.1 내지 0.5m/초이다.

열풍 온도는 특별히 한정되지 않지만, 건조 능력 및 건조 원료의 변색(품질) 등의 관점에서, 바람직하게는 상온(20±15℃) 내지 175℃, 보다 바람직하게는 80 내지 160℃이다.

회전 드럼으로의 열풍 취입 풍속, 구체적으로는 회전 드럼 측면의 유효 전열면에 불어 넣는 열풍의 유효 통기 풍속은 특별히 한정되지 않지만, 건조 능력 및 건조품의 회수율 등의 관점에서, 바람직하게는 0.5 내지 2.0m/초, 보다 바람직하게는 0.8 내지 1.5m/초이다.

회전 드럼 및 리프터의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 내식성, 내열성, 가공성 및 강도가 우수하고, 또한 유지 보수가 용이함 등의 면에서, 스테인리스제가 바람직하다. 또한, 스테인리스 표면에 부착 방지용의 코팅 등의 처리를 실시하는 경우가 있지만, 코팅재가 박리되어, 이물질로서 건조품에 혼입되어 품질의 저하를 초래할 우려가 있기 때문에, 코팅 등의 처리는 실시하지 않는 편이 보다 바람직하다.

리프터의 통기 구멍 직경은 특별히 한정되지 않지만, 건조품의 회수율 및 불어 넣는 열풍의 압력 손실 등의 관점에서, 바람직하게는 0.1 내지 1.5mm, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.0mm이다.

리프터의 크기는 특별히 한정되지 않지만, 회전 드럼의 내면 전체에 설치하는 것이 바람직하다.

함수 셀룰로오스 에테르를 목적으로 하는 수분까지 건조하는 경우, 회전형 통기 건조기에서 1차 건조한 후, 추가로 상기 회전형 건조기보다 열효율이 좋은 2차 건조기에서 건조시킴으로써, 열효율이 향상되고, 건조에 필요한 스팀 등의 열매체 사용량을 바람직하게는 5％ 이상, 보다 바람직하게는 10％ 이상 저감시킬 수 있다.

일반적으로, 셀룰로오스 에테르의 제조 공정의 전체 열매체 사용량 중 건조 공정에서의 열매체 사용량이 차지하는 비율은 매우 커서, 상기 건조 공정에서의 열매체 사용량의 저감이 제조 비용의 저감에 기여한다.

2차 건조기로서는 홈형 교반 건조기, 원통 교반 건조기, 수증기관 부착 회전 건조기 등을 들 수 있지만, 건조기의 열효율 및 보유율 등의 관점에서, 홈형 교반 건조기가 바람직하다. 홈형 교반 건조기는 용기 내에서 회전 날개를 가열하면서 회전시켜 교반하는 건조기이며, 예를 들어 특허문헌 1에 기재되어 있다.

2차 건조기에 투입되는 함수 셀룰로오스 에테르의 함수율은 수용성 셀룰로오스 에테르의 경우 35 내지 50질량％, 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스의 경우 40 내지 60 질량％가 바람직하다. 수용성 셀룰로오스 에테르 및 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스 에테르 모두, 함수율이 35질량％ 미만 및 40질량％ 미만의 수분량에서는 건조기 내에서 과건조가 되기 쉬워, 건조품이 눋는 경우가 있고, 함수율이 50질량％ 및 60질량％를 초과하면, 건조기 내부의 전열부에 피건조 원료가 부착 성장, 고화하고, 전열 면적의 감소에 의해 건조 능력이 저하되는 데다가, 부착물의 과건조품이 불규칙하게 박리하여 제품에 이물질로서 혼입되어, 품질의 저하를 초래하는 경우가 있다.

회전형 통기 건조기에서 1차 건조한 후, 추가로 2차 건조기에서 건조시키는 방법에 있어서, 열효율이 좋은 2차 건조기에서의 건조 부하가 클수록 열효율은 향상되고, 적어도 회전형 통기 건조기에서 부착 한계 함수율까지 1차 건조한 후, 추가로 2차 건조기에서 건조시키는 경우가 가장 열효율 좋게 건조 처리할 수 있다. 부착 한계 함수율이란, 2차 건조기에 의한 건조 처리에 있어서, 건조기 내부에 부착 성장, 고화가 발생하지 않는 함수 셀룰로오스 에테르의 함수율 상한이다. 즉, 수용성 셀룰로오스 에테르의 경우 50질량％, 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스의 경우 60질량％이다.

이와 같이 하여 얻어진 건조 후의 셀룰로오스 에테르의 함수율은 바람직하게는 5질량％ 이하, 보다 바람직하게는 4질량％ 이하이다.

본 발명은 그의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하며, 상기 구성으로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 도 1은 회전 드럼(6) 내에 불어 넣어진 열풍이 회전 드럼(6) 내를 직경 방향으로 하방으로부터 상방으로 관류하고, 건조품 배출구(3)와는 구조상 별도로 케이싱(8) 상부에 열풍의 배기구(5)를 구성한 것을 나타냈지만, 배기구(5)를 단독으로 설치하지 않고, 건조품 배출구(3)를 배기구로서 공용함으로써 건조품을 열풍과 함께 공기 수송하는 것도 가능하여, 시스템의 간편화, 배치 제약의 완화, 또한 비용 삭감을 도모할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

시트상의 펄프를 43질량％ 수산화나트륨 수용액에 침지한 후, 압착함으로써 잉여의 수산화나트륨 수용액을 제거하고, 알칼리 셀룰로오스를 얻었다. 얻어진 알칼리 셀룰로오스의 수산화나트륨 성분/펄프 중의 고체 성분 질량비는 0.55였다. 얻어진 알칼리 셀룰로오스를, 셀룰로오스 성분으로서 100질량부를 내부 교반형 가압 반응기에 투입하고, 기 내를 충분히 질소 치환한 후, 프로필렌옥사이드 24질량부를 첨가하여 반응시키고, 히드록시프로폭시기의 치환도가 10.7질량％(무수 글루코오스 단위당의 치환 몰수: 0.25)의 조 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스를 얻었다. 얻어진 조 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스를 20 질량％의 염산에 의한 중화 후, 세정·탈수하여, 함수율 80질량％의 피건조 원료인 함수 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스를 얻었다.

이 함수율 80질량％의 피건조 원료를 회전형 통기 건조기(오까와라 세이사꾸쇼사제 로토 스루 SRTA-2형)를 사용하여, 회전 드럼의 주속을 0.3m/초, 150℃의 열풍의 유효 통기 풍속 1.5m/초로 회전 드럼 내에 불어 넣으면서, 12kg/시로 투입하고, 2시간 운전하였다. 운전 중, 건조기 내부에 피건조 원료의 부착 성장, 고화는 보이지 않았고, 건조품의 함수율은 5질량％ 이하로, 안정하게 연속 건조 처리할 수 있었다. 또한, 본 실시예에서 사용한 회전 드럼 및 트라이앵글 리프터의 재질은 스테인리스제이며, 트라이앵글 리프터의 통기 구멍 직경이 0.7mm인 것을 사용하였다.

비교예 1

실시예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 함수율 80질량％의 피건조 원료를 홈형 교반 건조기(나라 기까이 세이사꾸쇼사제 패들 드라이어 NPD-1.6W형)를 사용하여, 스팀 압력 0.4MPaG로 가열하면서, 12kg/시로 투입하여 2시간 운전하였다. 운전 중의 건조품의 함수율은 5질량％ 이하였지만, 건조기 내부의 피건조 원료 투입 부근의 전열부, 구체적으로는 교반 날개 전체에 피건조 원료의 심한 부착 성장, 고화가 보였다.

비교예 2

실시예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 함수율 80질량％의 피건조 원료를 기류 건조기(알텐버거사제 울트라로터 UR-II형)를 사용하여, 150℃의 열풍을 15m³/분으로 가열하면서, 24kg/시로 투입하여 1시간 운전하였다. 건조품의 함수율은 5질량％ 이하였지만, 운전 후, 건조기의 내부를 점검한 바, 내벽 및 로터부에 부착이 보였다.

실시예 2

실시예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 함수율 80질량％의 피건조 원료를 회전형 통기 건조기(오까와라 세이사꾸쇼사제 로토 스루 SRTA-2형)를 사용하여, 회전 드럼의 주속을 0.3m/초, 150℃의 열풍의 유효 통기 풍속 1.5m/초로 회전 드럼 내에 불어 넣으면서, 24kg/시로 투입하여 1차 건조한 후, 추가로 홈형 교반 건조기(나라 기까이 세사꾸쇼제 패들 드라이어 NPD-1.6W형)를 사용하여, 스팀 압력 0.4MPaG로 가열하면서, 24kg/시로 투입하여 2차 건조하였다. 운전 중, 양 건조기 모두 건조기 내부에 피건조 원료의 부착 성장, 고화는 보이지 않았고, 1차 건조품의 함수율은 57질량％, 2차 건조품의 함수율은 5질량％ 이하로 안정하게 연속 건조 처리할 수 있었다.

또한, 운전이 안정한 상태에서 단위 질량당의 건조품을 얻기 위해 사용한 스팀의 사용량은 실시예 1의 회전형 통기 건조기만으로 건조 처리한 스팀의 사용량을 1로 했을 경우, 실시예 2의 스팀 사용량은 0.83배였다. 열 효율이 좋은 전도 전열형의 홈형 교반 건조기를 병용함으로써 스팀 사용량이 저감되었다.

실시예 3

시트상의 펄프를 49질량％ 수산화나트륨 수용액에 침지한 후, 압착함으로써 잉여의 수산화나트륨 수용액을 제거하고, 알칼리 셀룰로오스를 얻었다. 얻어진 알칼리 셀룰로오스의 수산화나트륨 성분/펄프 중의 고체 성분 질량비는 0.70이었다. 얻어진 알칼리 셀룰로오스를, 셀룰로오스 성분으로서 100질량부를 내부 교반형 가압 반응기에 투입하고, 진공 배기 후, 염화메틸 115질량부, 프로필렌옥사이드 24질량부를 첨가하여 반응시켜, 히드록시프로폭시기의 치환도가 7.7질량％, 메톡시기의 치환도가 23.9질량％인 조 히드록시프로필메틸셀룰로오스를 얻었다. 얻어진 조 히드록시프로필메틸셀룰로오스를 세정·탈수하여, 함수율 65질량％의 피건조 원료인 함수 수용성 히드록시프로필메틸셀룰로오스를 얻었다.

이 함수율 65질량％의 피건조 원료를 회전형 통기 건조기(오까와라 세이사꾸쇼사제 로토 스루 SRTA-2형)를 사용하여, 회전 드럼의 주속을 0.3m/초, 150℃의 열풍의 유효 통기 풍속 1.5m/초로 회전 드럼 내에 불어 넣으면서, 24kg/시로 투입하고, 1시간 운전하였다. 운전 중, 건조기 내부에 피건조 원료의 부착 성장, 고화는 보이지 않았고, 건조품의 함수율은 5질량％ 이하로, 안정하게 연속 건조 처리할 수 있었다. 또한, 본 실시예에서 사용한 회전 드럼 및 트라이앵글 리프터의 재질은 스테인리스제이며, 트라이앵글 리프터의 통기 구멍 직경이 0.7mm인 것을 사용하였다.

비교예 3

실시예 3과 마찬가지로 하여 얻어진 함수율 65질량％의 피건조 원료를 홈형 교반 건조기(나라 기까이 세사꾸쇼사제 패들 드라이어 NPD-1.6W형)를 사용하여, 스팀 압력 0.4MPaG로 가열하면서, 24kg/시로 투입하여 1시간 운전하였다. 운전 중의 건조품의 함수율은 5질량％ 이하였지만, 건조기 내부의 피건조 원료 투입 부근의 전열부, 구체적으로는 교반 날개 전체에 피건조 원료의 부착 성장, 고화가 보였다.

실시예 4

실시예 3과 마찬가지로 하여 얻어진 함수율 65질량％의 피건조 원료인 함수 수용성 히드록시프로필메틸셀룰로오스를 회전형 통기 건조기(오까와라 세이사꾸쇼사제 로토 스루 SRTA-2형)를 사용하여, 회전 드럼의 주속을 0.3m/초, 150℃의 열풍의 유효 통기 풍속 1.5m/초)로 회전 드럼 내에 불어 넣으면서, 48kg/시로 투입하여 1차 건조한 후, 추가로 홈형 교반 건조기(나라 기까이 세사꾸쇼제 패들 드라이어 NPD-1.6W형)를 사용하여, 스팀 압력 0.4MPaG로 가열하면서, 48kg/시로 투입하여 2차 건조하였다. 운전 중, 양 건조기 모두 건조기 내부에 피건조 원료의 부착 성장, 고화는 보이지 않았고, 1차 건조품의 함수율은 44질량％, 2차 건조품의 함수율은 5질량％ 이하로 안정하게 연속 건조 처리할 수 있었다.

또한, 운전이 안정한 상태에서 단위 질량당의 건조품을 얻기 위해 사용한 스팀의 사용량은 실시예 3의 회전형 통기 건조기만으로 건조 처리한 스팀의 사용량을 1로 했을 경우, 실시예 4의 스팀 사용량은 0.79배였다.

1: 회전형 통기 건조기
2: 원료 투입구
3: 건조품 출구
4: 열풍 취입구
5: 배기구
6: 회전 드럼
7: 트라이앵글 리프터
8: 케이싱
9: 피건조 원료

Claims

함수율이 50질량％를 초과하는 함수 셀룰로오스 에테르를, 회전형 통기 건조기를 이용하여 건조시키는 건조 공정을 적어도 포함하는 셀룰로오스 에테르의 제조 방법으로서,
상기 회전형 통기 건조기는 회전 드럼에 투입된 재료에 열풍을 통기시켜 건조시키는 건조기인, 셀룰로오스 에테르의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 건조 공정이 상기 회전형 통기 건조기를 사용하는 1차 건조와, 그 후의 상기 회전형 통기 건조기와는 상이한 2차 건조기를 사용하는 2차 건조를 포함하는 셀룰로오스 에테르의 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 2차 건조기가 홈형 교반 건조기인 셀룰로오스 에테르의 제조 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 회전형 통기 건조기에 투입되는 함수 셀룰로오스 에테르가, 상기 함수율이 60 질량％ 초과 90 질량％ 이하이고 히드록시프로폭시기의 치환도가 5 내지 16질량％인 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스인 셀룰로오스 에테르의 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 2차 건조기에 투입되는 상기 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스의 함수율이 40 내지 60질량％인 셀룰로오스 에테르의 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 건조 공정 전에
펄프와 알칼리 금속 수산화물을 반응시켜 알칼리 셀룰로오스를 얻는 공정과,
얻어진 알칼리 셀룰로오스와 히드록시프로폭시화제를 반응시켜 조 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스를 얻는 공정과,
얻어진 조 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스를 산으로 중화하는 공정과,
상기 중화되는 조 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스를 세정 및 탈수하여 상기 함수 셀룰로오스 에테르를 얻는 세정 및 탈수 공정
을 더 포함하는 셀룰로오스 에테르의 제조 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 회전형 통기 건조기에 투입되는 함수 셀룰로오스 에테르가, 상기 함수율이 50질량％ 초과 90질량％ 이하인 수용성 셀룰로오스 에테르인 셀룰로오스 에테르의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 2차 건조기에 투입되는 상기 수용성 셀룰로오스 에테르의 함수율이 35 내지 50질량％인 셀룰로오스 에테르의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 수용성 셀룰로오스 에테르가 알킬 셀룰로오스, 히드록시알킬 셀룰로오스 및 히드록시알킬알킬 셀룰로오스로 이루어지는 1군으로부터 선택되는 적어도 1종류인 셀룰로오스 에테르의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 건조 공정 전에
펄프와 알칼리 금속 수산화물을 반응시켜 알칼리 셀룰로오스를 얻는 공정과,
얻어진 알칼리 셀룰로오스와 에테르화제를 반응시켜 조 수용성 셀룰로오스 에테르를 얻는 공정과,
얻어진 조 수용성 셀룰로오스 에테르를 세정 및 탈수하여 상기 함수 셀룰로오스 에테르를 얻는 세정 및 탈수 공정
을 더 포함하는 셀룰로오스 에테르의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 회전형 통기 건조기에 투입되는 함수 셀룰로오스 에테르가, 상기 함수율이 60 질량％ 초과 90 질량％ 이하이고 히드록시프로폭시기의 치환도가 5 내지 16질량％인 저치환도 히드록시프로필셀룰로오스인 셀룰로오스 에테르의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 회전형 통기 건조기에 투입되는 함수 셀룰로오스 에테르가, 상기 함수율이 50질량％ 초과 90질량％ 이하인 수용성 셀룰로오스 에테르인 셀룰로오스 에테르의 제조 방법.