[发明专利]水溶性纤维素醚及其生产方法

说明书

提供一种生产高粘度水溶性纤维素醚的方法，该纤维素醚具有小的不溶解纤维含量和高的松散堆积密度。更具体来说，提供一种生产方法，包括以下步骤：使纤维素浆粕与碱金属氢氧化物溶液接触，得到碱纤维素混合物；将碱纤维素混合物排液，得到碱纤维素；使碱纤维素与醚化剂反应，得到水溶性纤维素醚混合物；洗涤并将水溶性纤维素醚混合物排液，得到第一湿纤维素醚；将第一湿纤维素醚与水混合，得到第二湿纤维素醚；用粗粉碎机将第二湿纤维素醚粗粉碎，得到粗粉碎的纤维素醚；冷却粗粉碎的纤维素醚；然后干燥并粉碎粗粉碎的纤维素醚。

技术领域

本发明涉及在建筑材料、化学品、药物、食品等领域中使用的水溶性纤维素醚以及生产所述水溶性纤维素醚的方法。

背景技术

认为纤维素的结晶性很大程度上取决于构成纤维素分子的骨架结构的羟基之间的分子内氢键。氢键很强，以至于干扰与水中水分子的水合作用，因此纤维素不溶于水。因此，生产水溶性纤维素醚是通过用碱金属氢氧化物溶液如氢氧化钠水溶液处理纤维素，以获得具有破坏的纤维素的晶体结构的碱纤维素，然后使碱纤维素与醚化剂反应，作为纤维素的羟基取代的结果而得到水溶性纤维素醚。

通常，水溶性纤维素醚已被用于医药产品、食品粘合剂、各种溶剂的增稠剂、以及用于挤出成型和陶瓷形成材料的粘合剂。除非水溶性纤维素醚以分子水平溶解以提供透明水溶液，否则产品可能具有缺陷部分或具有不良功能。用作各种粘合剂或增稠剂的水溶性纤维素醚优选为能够提供高粘度水溶液的纤维素醚。然而，能够提供高粘度的水溶性纤维素醚产生比提供低粘度的水溶性纤维素醚更大量的不溶解纤维，并且被认为难以获得透明水溶液。

此外，能够提供高粘度的水溶性纤维素醚可能具有比提供低粘度的水溶性纤维素醚低的松散堆积密度。通常，松散堆积密度低的纤维素醚粉末含有这样的纤维素醚纤维，以降低在高含量的流动性，从而使粉末流动性变差。当粉末的流动性差时，例如从料斗供给的粉末容易引起粉末桥接等问题。

有一种水溶性纤维素醚的生产方法，该水溶性纤维素醚能够提供不溶解纤维含量少的高粘度水溶液，该制备方法包括如下步骤：使具有特定孔容的浆粕与碱金属氢氧化物溶液接触，以得到碱纤维素混合物，其中所述浆粕呈板(sheet)或所述板所转化成的片(chip)的形式；从碱纤维素混合物中排出过量的碱金属氢氧化物溶液以收集碱纤维素；并使碱纤维素与醚化剂反应以获得水溶性纤维素醚。与包括使粉末浆粕与碱金属氢氧化物溶液接触的步骤的方法相比，该方法在碱纤维素中的碱分布均匀性优异，从而降低了不溶解纤维的数量(JP2009-173907A)。

还有另一种减少水溶性纤维素衍生物中不溶于水的纤维数量的方法，该方法包括以下步骤：向水溶性纤维素衍生物中加入50℃或更高的水以获得含水量为35～90质量％的混合物；将混合物保持在50℃以上的温度的同时干燥并粉碎所述混合物(JP2014-510183T，这是WO2012/138531的日本阶段公开文本)。

有一种由能够提供高粘度的水溶性纤维素生产水溶性纤维素醚的方法，该方法包括以下步骤：将湿的纤维素醚与水混合，以获得含水量为50～80质量％的纤维素醚进料组合物；并在高速冲击磨中一边加热一边粉碎该组合物(JP2001-240601A)。

发明内容

在通过JP 2009-173907A中描述的方法生产的能够提供高粘度的水溶性纤维素醚的松散堆积密度方面存在改进的余地。这是因为存在粉末状水溶性纤维素醚含有高含量的流动性降低的纤维素醚纤维的情况。

关于通过JP2014-510183T中描述的方法生产的能够提供高粘度的纤维素醚，与水溶性纤维素衍生物接触的水具有高温，使得纤维素醚的纤维形式不可能消失并且保留。虽然所生产的水溶性纤维素醚与JP2009-173907A相比含有少量的流动性降低的纤维素醚纤维，但不能得到满意的松散堆积密度。