[发明专利]甲基纤维素的制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关甲基纤维素的制造方法。

背景技术

一般的甲基纤维素的制造方法与羧甲基纤维素等的其它纤维素醚的制造方法相同，首先是将纸浆等的纤维素原料浸渍并混合于由大量的水以及过量的氢氧化钠等的碱金属氢氧化物组成的碱性水溶液中从而制作碱纤维素(经过所谓碱纤维素化(alkali cellulose)或者丝光化(mercerization)的对纤维素的活化处理)，之后，使之与醚化剂的氯甲烷以浆料状态进行反应，经过对副产物中和盐等的清洗和去除、干燥以及进一步的粉碎这些工序，从而制造甲基纤维素。

在上述碱纤维素化工序中，为了从由碱纤维素化处理而调制的碱纤维素中去除过剩的碱和水，要实行过滤清洗和压榨等的烦杂操作。该碱纤维素被认为是其纤维素分子中的大部分的羟基变成了醇盐(alocholate)，而实际上，相对于纤维素分子中的每个葡萄糖单元，通常含有相当于1～3摩尔量程度的、至少1摩尔量以上的碱，并且还进一步残留有与纤维素相同重量以上的水。因此，在与醚化剂进行反应时，这些水也可能与醚化剂发生反应，所以伴随着反应不仅会产生大量的中和盐副产物，而且还会产生来自于这些水合物的副产物。

另外，反应过程中，需要使固体的纤维素与醚化剂有效地接触，所以通常使用各种极性溶剂将碱纤维素做成分散性良好的浆料状态。作为该极性溶剂可以添加异丙醇等的反应性比较低的低级仲醇或者叔醇式溶剂、醚类、酮类的各种极性溶剂。例如，在专利文献1以及专利文献2中公开了如下方法：在碱纤维素化以及在与醚化剂的反应时，添加叔丁醇或甲基异丁基酮等的只能与少量容易互溶的极性溶剂，在反应之后将溶剂与水相分离并回收的方法。

然而，由于不能够大幅度地减少碱以及水的量，实质上很难大幅度地减少中和盐等的副产物。

另外，在硫酸等的强酸催化剂的存在下使醇与甲醇发生反应来得到甲基醚的方法是自古以来众所周知的极其古老的方法，乙二醇等的1，2-二醇类的甲基醚化也在例如专利文献3等中被公开。

然而，这些方法存在以下问题，即，在存在像醛那样的对酸敏感的官能团的情况下容易引发副反应，例如，在纤维素等的多糖类中主链的1，4-糖基键容易被切断，从而使分子量显著下降。

另外，在专利文献4中公开了如下方法：作为催化剂而使用陶土类粘土矿物，将该催化剂充填到反应管中，在反应温度为200～300℃的条件下以液相使乙二醇以及甲醇流通于反应管来实施反应。

另外，在专利文献5中公开了如下方法：使用碱金属-磷-硅类复合氧化物等的固体酸碱催化剂，在甲醇的临界温度：Tc＝239℃(512K)的0.9～1.5倍的反应温度条件下、并且在临界压力：Pc＝8.1MPa的0.5～4.5倍的压力条件下，使乙二醇的甲醇溶液流通于管型催化剂槽中来实施反应。

然而，对于纤维素来说，即便想应用到这些方法中，因为通常的纤维素基本上不溶解于甲醇，所以很难采用上述的以液相形态流通的方法。另外，在以分批式进行反应的情况下，分离固体催化剂和同样为固体的纤维素或者甲基纤维素是极为困难的。

因此，开发简便且高效、废弃物少、采用催化剂的甲基纤维素的制造方法，从工业角度上考虑是极为有用的课题。

专利文献1：日本专利申请公开平8-245701号公报

专利文献2：日本专利申请公开平6-1999021号公报

专利文献3：日本专利申请公开昭61-186336号公报

专利文献4：日本专利申请公开昭55-104221号公报

专利文献5：日本专利申请公开2004-196783号公报

发明内容

本发明是有关使纤维素与亚临界状态的甲醇进行反应的甲基纤维素的制造方法。

具体实施方式

本发明是有关在工业上也能够以简便的方法高效率地制造甲基纤维素的方法。

本发明者们发现，通过使纤维素(优选降低了结晶度的粉末状的纤维素)与亚临界状态的甲醇进行反应，纤维素的甲基醚化极其良好且选择性地进行。

即，本发明是有关使纤维素与亚临界状态的甲醇进行反应的甲基纤维素的制造方法。

以下就用于本发明制造方法的各个成分以及反应条件等加以说明。

[纤维素]

在本发明中所使用的纤维素虽然没有特别的限制，但是优选使用低结晶性的粉末纤维素。尤其是更加优选纤维素I型的结晶度为50％以下的低结晶性的粉末纤维素。