JPH02229801A - 酢酸セルロースの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、木材バルプからの酢酸セルロースの製造方法
に関する。

〔従来の技術およびその課題〕

酢酸セルロースを製造するための商業生産工程において
使われるセルロース供給原料は、シート形で供給される
木材パルプまたはコットンリンターのどちらかである。

木材パルプシ一トは、真空乾燥器の平面コンベアー上で
湿った木材バルプの層を形成せしめ、そしてその層をス
クイーズローラー間で圧縮して所望のシートを形成せし
めることにより製造される。アセテート工程に使われる
シートパルプのグレードは、ビスコースレーヨン工程に
使われる硬質シートよりも軟質の（即ちあまり圧縮され
ない）形で従来製造されている。この理由は、ビスコー
スレーヨングレードのシートパルプを製造するのに使わ
れる程度までパルプを圧縮すると、パルプの失活が起こ
り、アセテート製造工程において複雑で且つ一様でない
アセチル化反応を導くためである。この失活は、シート
の圧縮それ自体と、後の、アセチル化前にシートを粉砕
するのに使われる機械的操作においての両方で起こると
思われる。そういった失活を避けるために、アセテート
工程において使用するべきパルプについては軟質シート
が製造される。

ビスコースレーヨン工程用の木材パルプはセルロースフ
ロックの形でも製造される。このためには、木材パルプ
の圧縮スラリーを高温のガス流中で乾燥させると同時に
、迅速な乾燥を促進しそして該セルロースがセルロース
フロックとして知られる形にけば立つまで機械的に粉砕
する．熱ガスが通るピンミル（ｐｉｎ　ｍｉｌｌ）がこ
の操作に使われている。ビスコース工程に所望される含
水量、約７重量％への迅速な乾燥は、約１３０℃の流出
温度を与える乾燥条件を使って達成される。

このようにして製造されたセルロースフロックはビスコ
ースレーヨン工程における使用には受け入れられるが、
アセテート工程の供給原料としての使用には適さない。

何故ならそれは激しく失活しており、そして低品質のア
セテートをもたらすからである。このことはセルロース
の不完全なエステル化率として現れ、濾過性の乏しい酢
酸セルロース生成物をもたらす。

失活したセルロースを再活性化する方法が知られている
。そういった方法の一つはイギリス国特許第７１４，１
６３号に記載されており、そこでは、異なる含水量およ
び異なる水分由来を有するセルロースのバッチを処理し
、それらが標準条件下でエステル化されるようにそれら
のエステル化に対する反応性を均一にしようとした．こ
の方法は、散水を使ってセルロース（特定的にはコ・ν
トンリンターの形である）を再び湿潤化し、次いで制御
された一定条件下で再乾燥することを含む。この方法は
、乾燥操作を繰返すためにエネルギー使用量において不
経済的である。更に提唱されたような２５℃〜６５℃の
低温領域で乾燥することは、処理量をかなり減少させ、
そして特に木材バルプでは該方法を不経済的にする。

木材パルプシ一トのための再活性化方法は、１９８９年
７月１４日に出願の本発明者らの同時係属日本国特許出
願において記載されている。この方法は、ビスコースレ
ーヨンの生産に使われるグレードでありそして失活のた
めにアセテート生産における使用には通常不適当である
ようなシートパルプをアセテート生産において使用する
ことを可能にする。該シートパルプは、アセチル化の前
に機械的に粉砕されなければならない。そのような粉砕
は普通、失活を増強する傾向にあるが、言及される方法
の場合には、シートパルプをまず水で処理し、次いで例
えばピンミル中で機械的に粉砕しながら乾燥させる。乾
燥されたパルプの流出温度を１１０℃以下に維持し、そ
して含水量を４〜１５重量％（セルロース材料の乾燥重
量に基づく）の範囲内に維持することにより、失活を再
び導かないように注意する。

（課題を解決するための手段） 本発明は、木材バルプから酢酸セルロースを製造する方
法に関し、該方法は、木材パルプシ一トの形のセルロー
ス供給原料の使用を含まず、そしてアセチル化の前の酢
酸による通常の活性化処理の他にはパルプの再活性化処
理を全く必要としない。

本発明によれば、木材パルプからの酢酸セルロースの製
造方法は、水中で木材パルプのスラリーを形成せしめ、
該スラリーをプレスに通して水を除去し、プレスされた
スラリーを乾燥させて乾燥セルロース材料を形成せしめ
、次いで乾燥セルロース材料を酢酸で活性化した後、ア
セチル化剤でエステル化し酢酸セルロースを生成せしめ
ることを含んで成り、そしてプレスされた木材パルプの
スラリーを、熱乾燥ガスが通るピンミル中で８０℃〜９
５℃の範囲の乾燥ガス流出温度および４〜１５重量％（
セルロース材料の乾燥重量に基づく）の範囲の含水量の
乾燥セルロース材料をもたらす様な条件下で乾燥させ、
酢酸による通常の活性化の他にはアセチル化前の再活性
化を必要としないセルロースフロックの形の乾燥セルロ
ース材料を提供することを特徴とする。

本発明はまた、酢酸セルロースの製造における使用に適
する木材パルプを提供し、前記バルプは、乾燥セルロー
ス材料の重量を基にして４〜１５重量％の含水量を有す
るセルロースフロックの形態であることを特徴とし、こ
のフロックは酢酸による通常の活性化の他にはアセチル
化前の再活性化を必要としない。

酢酸セルロースの製造のための供給原料としてセルロー
スフロックを使用することは新発展であり、そして失活
が起こらないようにする条件下で該フロックを製造する
ことにより可能になる。こうして、不経済的な再活性化
操作を必要とすることなく、良好な品質の酢酸セルロー
スが製造できる。

〔作　用〕

本発明の方法においては、プレスされた木材パルプをセ
ルロースフロックに機械的に毛羽立たせるのと同時に乾
燥させる。この機械的作用は、熱ガスが通るピンミル（
ｐｉｎ　ｍｉｌｌ）好ましくはＡｔｒｉ−ｔｏｒタイプ
のものを使って行われる．乾燥される時に木材パルプ繊
維が分離され、そして局部的なホットスポットの機会が
減少するため、乾燥が迅速で且つ一様になる。これに関
連して、２つの重要な条件が適用される。第一に、ピン
ミルを出る乾燥ガスの流出温度は８０℃〜９５℃、好ま
しくは８０℃〜９０℃の範囲内であるように調節される
。そのため穏当な加熱速度は維持されるが、温度は局部
的な過熱および乾燥過度をもたらし得るレベル以下に維
持される。第二に、ピンミルを出るセルロースフロック
の含水量は、４〜１５重量％の範囲内であるようにｙ４
節される。４％以下の含水量では局在的な乾燥過度がフ
ロックの失活部分をもたらす。１５％より多い含水量は
、この方法を不経済的にする。というのは、一定の処理
量について、追加の水のために増加された量のアセチル
化剤が必要とされるからである。また、世界中にフロッ
クを輸送する場合には、同時に輸送すべき水の量を最少
にすることが望ましい。ピンミルを出るセルロースフロ
ツクの好ましい含水量は、乾燥セルロース材料の重量に
基づき５〜１０重量％の範囲内である。

セルロースフロックは乾燥ガスによりピンミルから外に
運ばれ、そのためその温度は乾燥ガスと同じかまたはわ
ずかに下となるであろう．従って、乾燥器からのフロッ
クの流出温度は一般に９５℃以下、好ましくは９０℃以
下であろう。この乾燥ガス流出温度は、好ましくは常用
の制御装置を使って乾燥ガスの内部温度を制御すること
により、指定された限界内に監視および制御される。３
００’Ｃ　〜５５０℃、より好ましくは３５０℃　〜４
５｛）℃の範囲のガス内部温度が使用され得る。

乾燥ガスは成分として空気を含んでいてもよいが、好ま
しくは、安全のために空気に比べて減少された酸素含量
を有し、例えば、約８容積％を含む。

セルロースフロックから酢酸セルロースへの変換は従来
の方法においてそして従来の条件下で行うことができる
。アセチル化は好ましくは無水酢酸を使って行われ、別
の前処理段階においてかまたはアセチル化段階の一部と
して該フロックは酢酸により活性化される。

本発明は次の例に対する参照により説明され、そのうち
で例ｌは比較用である。部は重量部である。

例においては、フレークの形である酢酸セルロースの品
質は、濾過性を表わす値としても知られる詰まり値（ｐ
１ｕｇｇｉｎｇ　ｖａｌｕｅ）により評価される．詰ま
り値は、９５重量％のアセトンおよび５重量％の水から
成る溶媒中に溶解された７．５重量％の酢酸セルロース
から成るドーブの形で、材料中に存在する不溶性のアセ
チル化されなかったパルプ繊維によりフィルターパッド
がブロックされるようになる前に単位面積当り特定のフ
ィルターパッドを通過するであろう乾燥酢酸セルロース
の量として定義される。フィルターパッドは１　ｃｍ平
方であり、そして白鳥の綿毛（ｓｗａｎｓｄｏｗｎ）の
間にはさまれた３０層のＫＩＭＰＡＫ濾祇から成る。上
側は、互いに向き合って毛羽立った面を有する２層の白
鳥綿毛層から成る。下側は、３層の白鳥綿毛層から成り
、濾紙↓こ最も近い２層は互いに向き合って毛羽立った
面を有しており、そして一番下側の層は、濾紙から遠く
の方に面して毛羽立った面を有する。

詰まり値が高くなる程、フレークの品質が良くなる。一
般に３Ｑｇｃｎ＋−”以上の詰まり値が合格品質のフレ
ークを示す。

〔実施例〕

劃一」一 ９２％のアルファ含量を有する木材パルプの水性スラリ
ーをプレスに通して水分を除去し、次いでプレスされた
スラリーを約１３０℃の乾燥ガス流出温度に操作された
Ａ　ｔｒｉ　ｔｏｒピンミル乾燥器に通し、該材料の乾
燥重量に基づき約７重量％の含水量を有するセルロース
フロックを生成せしめた．生じたセルロースフロック１
００部に氷酢酸３７．５部を噴霧し、そして前処理容器
中で３０℃の温度にて６０分間混合した。次にこの前処
理されたセルロースを標準エステル化条件下、即ち２６
０部の無水酢酸、３７０部の氷酢酸および１５部の濃硫
酸から成り−ｌ５℃の温度に冷却されている混合物を使
ってエステル化した．加水分解および中和の後、生成し
た酢酸セルロースフレークは１０ｇ　ｃｍ−”より小さ
い詰まり値を有し、かなり貧弱な品質を示した。

奥一Ｉ 同様の木材パルプスラリーをプレスに通して水を除去し
、次いで約８５℃の乾燥ガス流出温度に操作されたＡｔ
ｒｉｔｏｒピンミル乾燥器に通し、該材料の乾燥重量に
基づき約１３重量％の含水量を有するセルロースフロッ
クを製造した。

このセルロースフロックを、例ｌにおいて使用したのと
同じ条件下で前処理しそして無水酢酸によりエステル化
した。ただし、増加した含水量を考慮して、無水酢酸の
レベルを２６０部から２８５部に増加させた。生成した
酢酸セルロースフレークは、３８ｇ　ｃｍ−”の詰まり
値を有していた。

劃−Ｊ一 例２に記載のようにして製造されたセルロースフロック
を前処理しそして例１と同じエステル化条件を使って生
産工場において無水酢酸によりエステル化した．ただし
、高い含水量を考慮してセルロースの重量を１００部か
ら９８．６部に減らしたが無水酢酸のレベルは増加させ
なかった。３回の別々の試みにおいて、それぞれ４２．
　５２および５３ｇａｍ−”の詰まり値を有する酢酸セ
ルロースフレークが得られた。

五一土 例２に記載のようにして製造されたセルロースフロック
を例ｌに記載のようにして酢酸により前処理し、次いで
補助溶媒としての塩化メチレンに基礎を置いたエステル
化方法を使ってエステル化した。前処理したセルロース
フロック１００部を、２７０部の無水酢酸、３４０部の
塩化メチレン、６０部の氷酢酸および２部の濃硫酸の混
合物を使って６５℃の温度にてエステル化した。製造さ
れた酢酸セルロースフレークは４０ｇ　ｃｔａ−”の詰
まり値を脊していた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、木材パルプからの酢酸セルロースの製造方法であっ
   て、水中で木材パルプのスラリーを形成せしめ、該スラ
   リーをプレスに通過させて水を除去し、プレスされたス
   ラリーを乾燥して乾燥セルロース材料を形成せしめ、次
   いで該乾燥セルロース材料を酢酸で活性化後、アセチル
   化剤によりエステル化して酢酸セルロースを形成せしめ
   ることを含んで成り、８０℃〜９５℃の範囲内の熱乾燥
   ガスの流出温度および４〜１５重量％（乾燥セルロース
   材料の乾燥重量に基づく）の範囲内の乾燥セルロース材
   料の含水量を生じるような条件下で熱乾燥ガスが通るピ
   ンミル中で前記木材パルプのプレスされたスラリーを乾
   燥させ、セルロースフロックの形の乾燥セルロース材料
   を提供することを特徴とし、酢酸による通常の活性化の
   他にはアセチル化前に再活性化を必要としない方法。 ２、前記ピンミルから流出する前記セルロースフロック
   が乾燥材料の重量に基づき５〜１０重量％の範囲の含水
   量を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ３、前記乾燥ガスの流出温度が８０℃〜９０℃の範囲内
   であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方
   法。 ４、前記ピンミルがアトリトール（Ａｔｒｉｔｏｒ）と
   して知られるタイプのものであることを特徴とする、請
   求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。 ５、酢酸セルロースの製造における使用に適する木材パ
   ルプであって、乾燥セルロース材料の重量に基づき４〜
   １５重量％の含水量を有するセルロースフロックの形で
   あることを特徴とし、該フロックは酢酸による通常の活
   性化の他にはアセチル化前に再活性化を必要としない、
   前記木材パルプ。 ６、請求項５に記載のセルロースフロックの形の木材パ
   ルプから製造される酢酸セルロース。 ７、少なくとも３０ｇｃｍ＾−＾２の詰まり値を有する
   、請求項６に記載の酢酸セルロース。