具有優(yōu)異溶解性的多孔水溶性非離子型纖維素醚及其生產(chǎn)方法與流程

1.發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有優(yōu)異的溶解性并且被用于化學(xué)領(lǐng)域、制藥領(lǐng)域等的多孔水溶性非離子型纖維素醚；以及生產(chǎn)所述多孔水溶性非離子型纖維素醚的方法。

2.相關(guān)技術(shù)的描述

水溶性非離子型纖維素醚已經(jīng)被用作藥物產(chǎn)品、食品粘合劑、崩解劑、多種溶劑的增稠劑、建筑材料的保水劑、用于擠出的粘合劑、懸浮穩(wěn)定劑等。

水溶性非離子型纖維素醚通常需要與少量的水捏和以溶解在其中。當(dāng)與少量的水捏和并溶解在其中時，首先溶解于水中的水溶性非離子型纖維素醚粉末或顆粒的表面部分在溶解期間有時形成高度粘性膜。該高度粘性膜允許水溶性聚合物粉末或顆粒在溶解期間通過攪拌彼此粘附以形成團(tuán)塊形式的大的顆粒。在這種情況下，由于水的不均勻分布，需要花費較長的時間使它們?nèi)芙庥谒?。由于此原因，諸如甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素和羥乙基甲基纖維素的水溶性聚合物的溶解通過復(fù)雜的方法進(jìn)行，所述方法諸如包括以下步驟的方法：通過利用纖維素醚在90℃或更高的熱水中不溶的性質(zhì)將此類纖維素醚預(yù)先分散在熱水中，然后逐漸地冷卻所得的分散物。在另一方面，諸如聚環(huán)氧乙烷和聚丙烯酸鈉的水溶性聚合物的溶解通過復(fù)雜的方法進(jìn)行，所述方法諸如包括以下步驟的方法：在特別高速的攪拌裝置中將聚合物分散在水中，同時防止團(tuán)塊的形成，然后通過攪拌將所得的分散物轉(zhuǎn)化成溶液。

作為生產(chǎn)可以溶解于冷水中而不會形成團(tuán)塊的水溶性非離子型纖維素醚的方法，提出了包括以下步驟的方法：將0.01重量份至15重量份的選自基于醚-、酯-和胺-的增塑劑中的至少一種增塑劑添加至水溶性非離子型纖維素醚粉末，在均勻混合和干燥之后，將所得的混合物粉碎成粗顆粒(日本專利申請審定公開號48-006622/1973)。還提出了能夠用很少的幾乎恒定顆粒大小的纖維狀顆粒產(chǎn)生接近真正球體的球形顆粒的方法，其包括以下步驟：用指定的造粒機造粒，以及干燥所得的顆粒(日本專利申請未審定公開號6-166026/1994)。

在另一方面，提出了包括以下步驟的方法：分散水溶性非離子型纖維素醚粉末，同時允許諸如二醛的交聯(lián)劑作用于所述粉末的表面以甚至在冷水中防止團(tuán)塊的形成，然后通過添加堿性組分破壞該交聯(lián)的結(jié)構(gòu)以加速其溶解性(日本專利申請審定公開號42-006674/1967)。此外，提出了生產(chǎn)不含粉塵、具有優(yōu)異的水潤濕性且在短時間段內(nèi)可溶于冷水中而不會形成團(tuán)塊的水溶性非離子型纖維素醚的方法，所述方法包括以下步驟：將交聯(lián)劑、酸和濕潤劑添加至水溶性非離子型纖維素醚以獲得顆粒材料，其中30重量％或更少的顆粒材料通過30-目篩，并且30重量％或更少的顆粒材料保留在200-目篩上(日本專利申請未審定公開號2000-063565)。

發(fā)明概述

在日本專利申請審定公開號48-006622/1973的方法中，顆粒在混合和干燥的步驟中曾被致密化，但在粉碎步驟中又變成具有纖維部分的粗顆粒，或者在其表面具有纖維的細(xì)粉末或顆粒，其將在冷水中形成團(tuán)塊。為了改善這種缺陷，在與增塑劑混合的步驟中添加大量的水以增加松散表觀密度，并且將所得的混合物干燥并粉碎。然而，這伴隨著以下缺點：所得顆粒的表觀密度變得太高，以致于需要花費時間來溶解所述顆粒。在日本專利申請未審定公開號6-166026/1994的方法中，產(chǎn)生的球形顆粒有時具有以下缺點：將顆粒溶解于水中需要花費時間，因為水由于水溶性纖維素醚的差的潤濕性而不滲入顆粒中。

在日本專利申請審定公開號42-006674/1967和日本專利申請未審定公開號2000-063565的方法中，使用具有誘變性的二醛或其類似物，使得該方法會具有環(huán)境衛(wèi)生的問題。此外，添加交聯(lián)劑(例如昂貴的硅化合物，諸如烴基烴氧基硅烷，其包括四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷)有時惡化相容性，使得該方法不適合待用于化妝品或懸浮聚合劑的水溶性非離子型纖維素醚的生產(chǎn)。

鑒于上述情況，作出了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供在少量的水中具有改進(jìn)的溶解速率的多孔水溶性非離子型纖維素醚；及其生產(chǎn)方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究。結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)具有36μm或更小的平均孔徑以及30μm至300μm的平均粒度的多孔水溶性非離子型纖維素醚在少量水中的溶解速率優(yōu)異，從而導(dǎo)致完成本發(fā)明。

在本發(fā)明的一個方面，提供了具有36μm或更小的平均孔徑以及30μm至300μm的平均粒度的多孔水溶性非離子型纖維素醚。在本發(fā)明的另一方面，提供了連續(xù)生產(chǎn)具有36μm或更小的平均孔徑以及30μm至300μm的平均粒度的多孔水溶性非離子型纖維素醚的方法，其包括以下步驟：粉碎第一水溶性非離子型纖維素醚以獲得第一粉碎產(chǎn)物，以及使所述第一粉碎產(chǎn)物通過具有40μm至400μm開孔的篩進(jìn)行篩分以獲得第一篩上殘余物和第一過篩部分，其中在粉碎步驟中一部分或全部的包含粒度小于和大于篩的開孔的顆粒的所述第一篩上殘余物與第二水溶性非離子型纖維素醚一起被再粉碎以獲得第二粉碎產(chǎn)物，將所述第二粉碎產(chǎn)物篩分以獲得作為包含所述再粉碎顆粒的第二過篩部分的所述多孔水溶性非離子型纖維素醚；以及其中所述第一和第二篩上殘余物各包含10重量％或更多的粒度小于篩的開孔的顆粒。在本發(fā)明的其它方面，提供了連續(xù)生產(chǎn)具有36μm或更小的平均孔徑以及30μm至300μm的平均粒度的多孔水溶性非離子型纖維素醚的方法，其包括以下步驟：粉碎第一水溶性非離子型纖維素醚以獲得第一粉碎產(chǎn)物，以及使所述第一粉碎產(chǎn)物通過具有40μm至400μm開孔的篩進(jìn)行篩分以獲得第一篩上殘余物和第一過篩部分，其中在粉碎步驟中一部分或全部的包含粒度小于和大于所述篩的開孔的顆粒的所述第一篩上殘余物、以及一部分所述第一過篩部分與第二水溶性非離子型纖維素醚一起被再粉碎以獲得第二粉碎產(chǎn)物，將所述第二粉碎產(chǎn)物篩分以獲得作為包含所述再粉碎顆粒的第二過篩部分的所述多孔水溶性非離子型纖維素醚。

根據(jù)本發(fā)明，可以提供在少量的水中具有改進(jìn)的溶解速率的多孔水溶性非離子型纖維素醚。

附圖簡述

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的篩分步驟的實例。

優(yōu)選實施方案的詳述

多孔水溶性非離子型纖維素醚的實例包括烷基纖維素、羥烷基纖維素和羥烷基烷基纖維素。烷基纖維素的實例包括具有1.0至2.2的DS值的甲基纖維素以及具有2.0至2.6的DS值的乙基纖維素。羥烷基纖維素的實例包括具有0.05至3.0的MS值的羥乙基纖維素以及具有0.05至3.3的MS值的羥丙基纖維素。羥烷基烷基纖維素的實例包括具有1.0至2.2的DS值和0.1至0.6的MS值的羥乙基甲基纖維素、具有1.0至2.2的DS值和0.1至0.6的MS值的羥丙基甲基纖維素以及具有1.0至2.2的DS值和0.1至0.6的MS值的羥乙基乙基纖維素。DS表示取代程度并且為纖維素的每個葡萄糖環(huán)單元中存在的烷氧基的數(shù)目；以及MS表示摩爾取代并且為纖維素的每個葡萄糖環(huán)單元中加入的羥基烷氧基的平均摩爾數(shù)目。可以基于日本藥典第16版測量的值來計算這些DS和MS。

從水的均勻分布和促進(jìn)水溶性非離子型纖維素醚的溶解角度，多孔水溶性非離子型纖維素醚具有36μm或更小、更優(yōu)選33μm或更小、更優(yōu)選30μm或更小的平均孔徑。當(dāng)多孔水溶性非離子型纖維素醚具有大于36μm的平均孔徑時，其不能在少量的水中具有優(yōu)異的溶解速率。平均孔徑的下限優(yōu)選為20μm用于保持聚合度。術(shù)語“平均孔徑”意為當(dāng)把各個形狀的孔當(dāng)做圓柱體并且所述孔包括顆粒的表面上的孔和顆粒之間的空隙測量孔時的累積孔體積分布中的中值直徑?？梢酝ㄟ^將汞注入孔隙計(例如，“AutoPore 9520”,Shimadzu Corporation的產(chǎn)品)用作測量和分析裝置，并且在7kPa的初始汞壓下使在標(biāo)準(zhǔn)小室中約0.05g樣品經(jīng)歷測量來測量平均孔徑。

具有36μm或更小的平均孔徑的水溶性非離子型纖維素醚通常是不可獲得的，因為鑒于優(yōu)先實現(xiàn)有效的粉碎、改進(jìn)的生產(chǎn)率和尖銳的粒度分布，將一部分含有粒度小于在篩分步驟中使用的篩的開孔的顆粒的粉碎產(chǎn)物返回至粉碎步驟用于再粉碎是不合理的。根據(jù)本發(fā)明，第一次成為可能的是通過將一部分或全部的含有粒度小于在篩分步驟中使用的篩的開孔的顆粒的粉碎產(chǎn)物返回至粉碎步驟用于再粉碎來提供具有36μm或更小的平均孔徑的水溶性非離子型纖維素醚。

多孔水溶性非離子型纖維素醚具有30μm至300μm的平均粒度，優(yōu)選30μm至150μm、更優(yōu)選30μm至100μm、還更優(yōu)選30μm至70μm、特別優(yōu)選30μm至65μm。當(dāng)多孔水溶性非離子型纖維素醚具有小于30μm的平均粒度時，不可以在少量的水中獲得優(yōu)異的溶解速率，并且多孔水溶性非離子型纖維素醚顆粒間的聚集阻礙溶解。當(dāng)多孔水溶性非離子型纖維素醚具有大于300μm的平均粒度時，不能在少量的水中獲得優(yōu)異的溶解速率?？梢酝ㄟ^使用激光衍射粒度分析儀(例如，“HELOS&RODOS”，Sympatec GmbH的產(chǎn)品)以及選擇2重量％的測量濃度、2秒的測量時間和1.0的形狀因子測量平均粒度。

從在少量的水中實現(xiàn)優(yōu)異的溶解速率的角度，多孔水溶性非離子型纖維素醚包含，基于總重量，優(yōu)選5重量％或更多、更優(yōu)選6重量％或更多、還更優(yōu)選7重量％或更多的具有小于15μm的粒度的顆粒；優(yōu)選2重量％或更多、更優(yōu)選3重量％或更多的具有小于10μm的粒度的顆粒；以及優(yōu)選1重量％或更多、更優(yōu)選2重量％或更多的具有小于5μm的粒度的顆粒?？梢酝ㄟ^控制返回至粉碎步驟中的用于再粉碎的粉碎產(chǎn)物的返回量而允許粒度分布落在上述范圍內(nèi)，所述粉碎產(chǎn)物包含粒度小于在篩分步驟中使用的篩的開孔的顆粒。

從在少量的水中實現(xiàn)優(yōu)異的溶解速率的角度，多孔水溶性非離子型纖維素醚的松散表觀密度優(yōu)選為0.20g/ml至0.50g/ml，更優(yōu)選0.22g/ml至0.38g/ml。術(shù)語“松散表觀密度”意為在松散填充狀態(tài)下的堆積密度，并且其可以通過包括以下步驟的方法測量：從容器之上23cm處通過具有710μm的開孔的JIS 22-目篩使樣品均勻地進(jìn)料至直徑為5.03cm和高度為5.03cm(體積：100ml)的圓柱形不銹鋼容器；調(diào)平所述圓柱形容器的上表面；以及稱量具有調(diào)平的上表面的容器。

從形狀保持性或溶解性的角度，2重量％的多孔水溶性非離子型纖維素醚水溶液在20℃的粘度優(yōu)選為100mPa·s至600,000mPa·s、更優(yōu)選3,000mPa·s至300,000mPa·s、還更優(yōu)選5,000mPa·s至200,000mPa·s。2％重量的多孔水溶性非離子型纖維素醚水溶液在20℃的粘度可以根據(jù)日本藥典第16版中的羥丙甲纖維素的粘度測量方法II，使用Brookfield型粘度計LV(其為單個圓柱物-型旋轉(zhuǎn)式粘度計)進(jìn)行測量。

可以使多孔水溶性非離子型纖維素醚的溶解時間比常規(guī)產(chǎn)物的溶解時間縮短優(yōu)選10％或更多，更優(yōu)選20％或更多。更具體地，其優(yōu)選為160秒或更少，更優(yōu)選為140秒或更少，還更優(yōu)選為120秒或更少。溶解時間意為在將1kg水溶性非離子型纖維素醚引入配備有扭矩計的5-L sigma雙臂捏合機，然后將1.5kg、20℃的水立即引入其中同時以60rpm將其混合之后，扭矩值變?yōu)槌?shù)的時間。

多孔水溶性非離子型纖維素醚顯示出甚至在少量的水中的優(yōu)異的溶解性質(zhì)。例如，當(dāng)通過使用適當(dāng)?shù)哪蠛涎b置如捏合機或輥磨機(roll mill)將水溶性非離子型纖維素醚溶解于水中時，水與水溶性非離子型纖維素醚的重量比優(yōu)選為0.6至99，更優(yōu)選為1至20。

由于多孔水溶性非離子型纖維素醚甚至在少量的水中具有優(yōu)異的溶解性質(zhì)，所以其可用作藥物或食物粘合劑、崩解劑、用于各種類型的溶劑的增稠劑、建筑材料的保水劑或用于擠出成型的粘合劑。

下面，將對連續(xù)生產(chǎn)多孔水溶性非離子型纖維素醚的方法進(jìn)行描述。

可以使用常規(guī)方法，例如，下述方法制備水溶性非離子型纖維素醚。

首先，在使堿性纖維素與醚化劑反應(yīng)的醚化步驟中，可以獲得反應(yīng)產(chǎn)物(即粗制纖維素醚)?？梢酝ㄟ^將諸如氫氧化鈉的堿金屬氫氧化物的溶液與諸如木漿或棉漿的紙漿接觸來獲得堿性纖維素。

在堿金屬氫氧化物溶液和醚化劑兩者的存在下，堿性纖維素的制備及其與醚化劑的反應(yīng)可以同時進(jìn)行。可選地，可以制備堿性纖維素，然后使其與醚化劑反應(yīng)。醚化劑的實例包括諸如甲基氯的烴基鹵化物、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷。

然后，將在醚化步驟中獲得的反應(yīng)產(chǎn)物(即粗制纖維素醚)進(jìn)行洗滌步驟，以便獲得水溶性非離子型纖維素醚，所述洗滌步驟通常包括洗滌階段和過濾階段和/或壓制階段。

然后，通常將所得的水溶性非離子型纖維素醚進(jìn)行干燥和粉碎步驟以提供水溶性非離子型纖維素醚作為最終產(chǎn)物?？梢詫⒏稍锱c粉碎同時進(jìn)行，或者可以在干燥之后進(jìn)行粉碎。

可以使用已知的粉碎機。粉碎機的實例包括沖擊研磨機、振動研磨機、球磨機、輥磨機和渦輪研磨機。

在粉碎步驟之后，允許從粉碎機取出的粉碎產(chǎn)物過篩以獲得篩上殘余物和過篩部分。將過篩部分收集為產(chǎn)物。因此，獲得水溶性非離子型纖維素醚粉末。所述篩具有優(yōu)選40μm至400μm、更優(yōu)選100μm至350μm的開孔。

當(dāng)所述篩具有40μm以上但小于100μm的開孔時，所述多孔水溶性非離子型纖維素醚具有優(yōu)選30μm至39μm的平均粒度。當(dāng)所述篩具有100μm以上但小于300μm的開孔時，所述多孔水溶性非離子型纖維素醚具有優(yōu)選40μm至100μm的平均粒度。當(dāng)所述篩具有300μm至400μm的開孔時，所述多孔水溶性非離子型纖維素醚具有優(yōu)選100μm至300μm的平均粒度。

根據(jù)篩分區(qū)域、篩的振動或輕敲(tapping)的強度、粉碎機的粉碎能力、新的原材料至粉碎機的進(jìn)料速率等，每個篩分區(qū)域的粉碎產(chǎn)物的進(jìn)料速率是可變的。當(dāng)粉碎機在穩(wěn)定運行時，每個篩分區(qū)域的粉碎產(chǎn)物的進(jìn)料速率優(yōu)選為0.2t/(m²/小時)至20t/(m²/小時)、更優(yōu)選0.5t/(m²/小時)至10t/(m²/小時)。當(dāng)進(jìn)料速率低于0.2t/(m²/小時)時，即使當(dāng)一部分粉碎產(chǎn)物返回至粉碎機，也可能無法獲得多孔水溶性非離子型纖維素醚。當(dāng)進(jìn)料速率大于20t/(m²/小時)時，可能需要特別大的設(shè)備。更具體地，當(dāng)篩具有40μm以上但小于100μm的開孔時，每個篩分區(qū)域的粉碎產(chǎn)物的進(jìn)料速率優(yōu)選為0.2t/(m²/小時)至0.5t/(m²/小時)；當(dāng)篩具有100μm以上但小于300μm的開孔時，每個篩分區(qū)域的粉碎產(chǎn)物的進(jìn)料速率優(yōu)選為0.2t/(m²/小時)至1.0t/(m²/小時)；以及當(dāng)篩具有300μm至400μm的開孔時，每個篩分區(qū)域的粉碎產(chǎn)物的進(jìn)料速率優(yōu)選為0.5t/(m²/小時)至1.0t/(m²/小時)。

在篩分之后，將一部分或全部篩上殘余物與待在粉碎步驟中被粉碎的水溶性纖維素醚混合，以獲得粉碎混合物。

需要一部分或全部篩上殘余物包含粒度小于篩的開孔的顆粒以及粒度大于篩的開孔的顆粒。在篩上殘余物中粒度小于篩的開孔的顆粒含量的下限優(yōu)選為10％重量或更多、更優(yōu)選為20％重量或更多、還更優(yōu)選為50％重量或更多。在篩上殘余物中粒度小于篩的開孔的顆粒含量的上限優(yōu)選為90％或更低、更優(yōu)選為80％或更低、還更優(yōu)選為70％或更低。當(dāng)所述含量大于90％時，粉碎的通過量(through-put)會大幅地減少，并且生產(chǎn)率會降低。

作為粒度小于篩的開孔的顆粒，一部分過篩部分可以與一部分或全部篩上殘余物混合?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)每個篩分區(qū)域的粉碎產(chǎn)物的進(jìn)料速率來控制待返回至粉碎機用于再粉碎的粉碎產(chǎn)物中的篩上殘余物的比例。隨著每個篩分區(qū)域的粉碎產(chǎn)物的進(jìn)料速率增加，粉碎產(chǎn)物中粒度小于篩的開孔的且未通過篩的并將被返回至粉碎機的顆粒的比例增加?？梢酝ㄟ^增加或降低待使用的篩的數(shù)目來改變多個篩的總篩分區(qū)域；或者通過密封一部分篩或安裝障礙來降低粉末與篩的接觸面積而調(diào)節(jié)待返回至粉碎機的粉碎產(chǎn)物中的粒度小于篩的開孔的顆粒的比例。

待返回至粉碎機的粉碎產(chǎn)物中的粒度小于篩的開孔的顆粒的比例可以使用包括以下步驟的方法測量：充分地輕敲具有等于上述篩的開孔的開孔且在其上具有粉碎產(chǎn)物的篩；以及測量已經(jīng)通過該篩的顆粒的重量。待用于測量的篩具有75mm至300mm的內(nèi)徑，粉末的量為20g至100g，以及輕敲時間為1分鐘或更長，優(yōu)選5至40分鐘。

基于干重，包含一部分或全部篩上殘余物和任選部分的過篩部分并且將與未粉碎的水溶性非離子型纖維素醚一起被再粉碎的粉碎產(chǎn)物的量優(yōu)選為在粉碎步驟中待被粉碎機一起粉碎的未粉碎水溶性非離子型纖維素醚的全部量的2倍至6倍、更優(yōu)選1.0倍至4.5倍。

連續(xù)生產(chǎn)甚至在少量的水中具有優(yōu)異的溶解性質(zhì)的多孔水溶性非離子型纖維素醚的方法的實例接下來將參考圖1進(jìn)行描述。

使用粉碎機11粉碎水溶性非離子型纖維素醚1。所述粉碎機可以為在洗滌后同時粉碎和干燥含水水溶性非離子型纖維素醚的裝置，或者可以為粉碎洗滌之后干燥的水溶性非離子型纖維素醚的裝置。將由此獲得的粉碎產(chǎn)物2用具有40μm至400μm的開孔的篩12進(jìn)行篩分以獲得含有10重量％或更多的具有小于所述開孔的粒度的顆粒的篩上殘余物以及過篩部分。然后，將篩上殘余物的一部分或全部3與待在粉碎機11中粉碎的水溶性非離子型纖維素醚混合，然后再粉碎。將所述過篩部分引入產(chǎn)物槽作為是無孔產(chǎn)物的水溶性非離子型纖維素醚5。

通過在其中過篩部分在其內(nèi)或其上移動的管或傳送機中安裝擋板(damper)將所述過篩部分分成兩部分。一部分，水溶性非離子型纖維素醚5，作為產(chǎn)物被引入產(chǎn)物槽，而另一部分，過篩部分4，與篩上殘余物3一起被任選地返回至粉碎機11用于再粉碎。在這種情況下，可以通過調(diào)節(jié)擋板的角度等來控制待返回至粉碎機的量。也可以通過設(shè)置計時器來改變分配比而將擋板可選地切換至產(chǎn)物槽側(cè)或返回側(cè)來控制待返回至粉碎機的量?？梢哉{(diào)節(jié)分配比，使得粉碎產(chǎn)物中的待返回至粉碎機的粒度小于篩的開孔的顆粒的重量含量落在優(yōu)選范圍內(nèi)。

實施例

在下文通過實施例和比較例具體解釋本發(fā)明。不應(yīng)解釋為本發(fā)明被限定為或受限于實施例。

使用下述方法測量在實施例和比較例中獲得的多孔或無孔水溶性纖維素醚的物理性質(zhì)。

<測量粉碎產(chǎn)物中粒度小于篩的開孔的顆粒的含量的方法>

將粉碎產(chǎn)物(50g)置于具有200mm內(nèi)徑并且開孔等于粉碎機的出口處設(shè)置的篩的開孔的篩，并進(jìn)行輕敲，持續(xù)20分鐘。測量已通過篩的顆粒的重量。

<平均孔徑>

將0.05g水溶性纖維素置于標(biāo)準(zhǔn)小室中，以及使用汞注入孔隙計(“Autopore 9520”,Shimadzu Corporation的產(chǎn)品)在7kPa的初始汞壓下測量平均孔徑。

<平均粒度>

通過使用激光衍射粒度分布分析儀(“HELOS&RODOS”，Sympatec GmbH的產(chǎn)品)以及選擇2重量％的測量濃度，2秒的測量時間和1.0的形狀因子來測量平均粒度。

<粒度分布>

使用篩分方法。

<松散表觀密度>

在包括以下步驟的方法中測量松散表觀密度：從容器之上23cm處通過具有710μm的開孔的JIS 22-目篩使樣品均勻地進(jìn)料至直徑為5.03cm和高度為5.03cm(體積：100ml)的圓柱形不銹鋼容器；調(diào)平上表面；以及稱量調(diào)平上表面的容器。

<2重量％水溶液在20℃的粘度>

可以根據(jù)日本藥典第16版中的羥丙甲纖維素的粘度測量方法II，使用Brookfield型粘度計LV(其為單個圓柱物-型旋轉(zhuǎn)式粘度計)測量粘度。

<溶解時間的測量>

在包括以下步驟的方法中測量溶解時間：將1kg水溶性纖維素醚引入配備有扭矩計的5-L sigma雙臂捏合機；將1.5kg、20℃的水立即添加至捏合機中同時以60rpm進(jìn)行混合；通過扭矩計監(jiān)測扭矩隨時間的變化；以及測量在逐漸增加之后扭矩值變?yōu)槌?shù)時的時間。需要使扭矩變?yōu)槌?shù)的時間被認(rèn)為是水溶性纖維素醚的溶解時間。

實施例1

在配備有內(nèi)部攪拌器的壓力容器中，將1.98重量份的49重量％的氫氧化鈉、1.60重量份的用于甲氧基取代的甲基氯和0.21重量份的用于羥基丙氧基取代的環(huán)氧丙烷添加至1.00重量份的木漿中。允許所得的混合物在60℃至90℃的溫度下反應(yīng)2小時以獲得粗產(chǎn)物。然后，將羥丙基甲基纖維素重量的20倍的量的95℃的熱水添加于其中以分散粗產(chǎn)物，以及將所得的分散物過濾以獲得洗滌的濾餅。將羥丙基甲基纖維素重量的10倍的量的95℃的熱水添加至該洗滌的濾餅中，并將所得的混合物過濾以獲得具有50重量％的水含量的洗滌的濾餅。在添加水使得洗滌的濾餅的水含量增加至65重量％之后，將洗滌的濾餅干燥以獲得具有1重量％的殘余鹽含量和1.2重量％的水含量的纖維狀羥丙基甲基纖維素。由此獲得的纖維狀羥丙基甲基纖維素具有1.8的DS值和0.15的MS值(表1)。

將纖維狀羥丙基甲基纖維素以150kg/小時的速率連續(xù)進(jìn)料至球磨機。球磨機在其出口處具有含有250μm的開孔和1m²的篩分區(qū)域的篩，通過所述篩將從球磨機排出的研磨產(chǎn)物以0.5t/(m²/小時)的研磨產(chǎn)物至篩的進(jìn)料速率進(jìn)行篩分。

將全部篩上殘余物以350kg/小時的速率返回至球磨機的入口，并且與未研磨的羥丙基甲基纖維素一起被再研磨，所述篩上殘余物為包含40重量％的粒度小于篩的開孔的顆粒和60重量％的粒度等于或大于篩的開孔的顆粒的研磨產(chǎn)物。所述待返回至研磨步驟的研磨產(chǎn)物的重量為所述未研磨的羥丙基甲基纖維素的重量的2.3倍(350/150)。

將已經(jīng)通過篩的產(chǎn)物以150kg/小時的速率收集在產(chǎn)物槽中作為多孔羥丙基甲基纖維素。使用上述方法測量由此獲得的多孔羥丙基甲基纖維素的物理性質(zhì)。結(jié)果，平均孔徑為30μm；平均粒度為60μm；關(guān)于粒度分布，小于15μm的顆粒的含量為6重量％，小于10μm的顆粒的含量為2重量％，并且小于5μm的顆粒的含量為1重量％；以及松散表觀密度為0.25g/ml。2重量％水溶液在20℃的粘度為4,000mPa·s，以及溶解時間為120秒(表2)。

實施例2

除了將木漿替換為棉短絨漿，以及相對于1.00重量份的棉短絨漿，使用1.30重量份的49％重量的氫氧化鈉、1.13重量份的甲基氯和0.27重量份的環(huán)氧丙烷，以與實施例1相同的方式進(jìn)行反應(yīng)、包含洗滌階段和過濾階段的洗滌以及干燥以獲得具有1.5的DS值和0.20的MS值的纖維狀羥丙基甲基纖維素(表1)。

將纖維狀羥丙基甲基纖維素以150kg/小時的速率連續(xù)進(jìn)料至輥磨機。輥磨機在其出口處具有與實施例1相同的篩，通過所述篩將從輥磨機排出的研磨產(chǎn)物以0.3t/(m²/小時)的研磨產(chǎn)物至篩的進(jìn)料速率進(jìn)行篩分。將已經(jīng)通過篩的產(chǎn)物以150kg/小時的速率收集在產(chǎn)物槽中。

將一部分篩上殘余物以150kg/小時的速率返回至輥磨機的入口，并且與未研磨的羥丙基甲基纖維素一起被再研磨，所述篩上殘余物為包含30重量％的粒度小于篩的開孔的顆粒和70重量％的粒度等于或大于篩的開孔的顆粒的研磨產(chǎn)物。所述待返回至研磨步驟的研磨產(chǎn)物的重量為所述未研磨的羥丙基甲基纖維素的重量的1.0倍(150/150)。

以與實施例1相同的方式測量由此獲得的多孔羥丙基甲基纖維素的物理性質(zhì)。結(jié)果顯示在表2中。

實施例3

除了相對于1.00重量份的與實施例1相同的紙漿，使用2.83重量份的49重量％的氫氧化鈉、2.13重量份的甲基氯和0.53重量份的環(huán)氧丙烷，以與實施例1相同的方式進(jìn)行反應(yīng)和包含洗滌階段和過濾階段的洗滌。洗滌之后，將水添加至洗滌的濾餅以將其水含量增加至65重量％，以獲得具有1.90的DS值和0.25的MS值的含水羥丙基甲基纖維素(表1)。

將含水羥丙基甲基纖維素以150kg/小時(基于干重)的速率進(jìn)料至沖擊研磨機。同時，將熱空氣送至沖擊研磨機，使得研磨和干燥同時進(jìn)行。沖擊研磨機在其出口處具有與實施例1相同的篩，通過所述篩將從沖擊研磨機排出的研磨產(chǎn)物以0.2t/(m²/小時)的研磨產(chǎn)物至篩的進(jìn)料速率進(jìn)行篩分。將已經(jīng)通過篩的產(chǎn)物以150kg/小時的速率收集在產(chǎn)物槽中。

將一部分篩上殘余物以50kg/小時的速率返回至沖擊研磨機的入口，并且與未研磨的羥丙基甲基纖維素一起被再研磨，所述篩上殘余物為包含20重量％的粒度小于篩的開孔的顆粒和80重量％的粒度等于或大于篩的開孔的顆粒的研磨產(chǎn)物。所述待返回至研磨步驟的研磨產(chǎn)物的重量為所述未研磨的羥丙基甲基纖維素的重量的0.3倍(50/150)。

以與實施例1相同的方式測量由此獲得的多孔羥丙基甲基纖維素的物理性質(zhì)。結(jié)果顯示在表2中。

實施例4

除了將2.83重量份的49重量％的氫氧化鈉和2.13重量份的用于甲氧基取代的甲基氯添加至1.00重量份的與實施例1相同的紙漿中，以與實施例1相同的方式進(jìn)行反應(yīng)、包含洗滌階段和過濾階段的洗滌以及隨后的干燥，以獲得具有1.8的DS值的纖維狀甲基纖維素(表1)。

將纖維狀甲基纖維素以150kg/小時的速率連續(xù)進(jìn)料至渦輪研磨機。渦輪研磨機在其出口處具有與實施例1相同的篩，通過所述篩將從渦輪研磨機排出的研磨產(chǎn)物以0.6t/(m²/小時)的研磨產(chǎn)物至篩的進(jìn)料速率進(jìn)行篩分。將已經(jīng)通過篩的80重量％的產(chǎn)物以150kg/小時的速率收集在產(chǎn)物槽中。

將已經(jīng)通過篩的剩余的20重量％的部分產(chǎn)物和篩上殘余物分別以37.5kg/小時和412.5kg/小時的速率返回至渦輪研磨機的入口。最后，將一部分研磨產(chǎn)物與未研磨的羥丙基甲基纖維素一起再研磨，所述一部分研磨產(chǎn)物包含50％重量的粒度小于篩的開孔的篩上殘余物的顆粒和已經(jīng)通過篩的顆粒的總和以及50％重量的粒度等于或大于篩的開孔的篩上殘余物的顆粒。所述待返回至研磨步驟的研磨產(chǎn)物的重量為所述未研磨的羥丙基甲基纖維素的重量的3.0倍(450/150)。

以與實施例1相同的方式測量由此獲得的多孔甲基纖維素的物理性質(zhì)。結(jié)果顯示在表2中。

實施例5

除了使用聚合度高于實施例4中使用的木漿的聚合度的木漿，以與實施例4相同的方式進(jìn)行反應(yīng)、包含洗滌階段和過濾階段的洗滌以及隨后的干燥，，以獲得具有1.8的DS值的纖維狀甲基纖維素(表1)。

將纖維狀甲基纖維素以150kg/小時的速率連續(xù)進(jìn)料至輥磨機。輥磨機在其出口處具有與實施例1相同的篩，通過所述篩將從輥磨機排出的研磨產(chǎn)物以0.7t/(m²/小時)的研磨產(chǎn)物至篩的進(jìn)料速率進(jìn)行篩分。將已經(jīng)通過篩的產(chǎn)物以150kg/小時的速率收集在產(chǎn)物槽中。

將全部篩上殘余物以550kg/小時的速率返回至輥磨機的入口，并且與未研磨的羥丙基甲基纖維素一起再研磨，所述篩上殘余物為包含50重量％的粒度小于篩的開孔的顆粒和50％重量的粒度等于或大于篩的開孔的顆粒的研磨產(chǎn)物。所述待返回至研磨步驟的研磨產(chǎn)物的量為所述未研磨的甲基纖維素的量的3.7倍(550/150)。

以與實施例4相同的方式測量由此獲得的甲基纖維素的物理性質(zhì)。結(jié)果顯示在表2中。

實施例6

除了將木漿替換為棉短絨漿，以及相對于1.00重量份的棉短絨漿，使用1.30重量份的49重量％的氫氧化鈉、1.13重量份的甲基氯和0.27重量份的環(huán)氧丙烷，以與實施例1相同的方式進(jìn)行反應(yīng)、包含洗滌階段和過濾階段的洗滌以及隨后的干燥，以獲得具有1.5的DS值和0.20的MS值的纖維狀羥丙基甲基纖維素(表1)。

將纖維狀羥丙基甲基纖維素以150kg/小時的速率連續(xù)進(jìn)料至渦輪研磨機。渦輪研磨機在其出口處具有與實施例1相同的篩，通過所述篩將從渦輪研磨機排出的研磨產(chǎn)物以0.8t/(m²/小時)的研磨產(chǎn)物至篩的進(jìn)料速率進(jìn)行篩分。將已經(jīng)通過篩的產(chǎn)物以150kg/小時的速率收集在產(chǎn)物槽中。

將全部篩上殘余物以650kg/小時的速率返回至渦輪研磨機的入口，并且與未研磨的羥丙基甲基纖維素一起再研磨，所述篩上殘余物為包含55重量％的粒度小于篩的開孔的顆粒和45％重量的粒度等于或大于篩的開孔的顆粒的研磨產(chǎn)物。所述待返回至研磨步驟的研磨產(chǎn)物的重量為所述未研磨的羥丙基甲基纖維素的重量的4.3倍(650/150)。

以與實施例1相同的方式測量由此獲得的羥丙基甲基纖維素的物理性質(zhì)。結(jié)果顯示在表2中。

實施例7

除了將木漿替換為棉短絨漿，以及相對于1.00重量份的棉短絨漿，使用1.98重量份的49重量％的氫氧化鈉、1.60重量份的甲基氯和0.21重量份的環(huán)氧丙烷，以與實施例1相同的方式進(jìn)行反應(yīng)和包含洗滌階段和過濾階段的洗滌。洗滌之后，將水添加至洗滌的濾餅以將其水含量增加至65重量％，以獲得具有1.8的DS值和0.15的MS值的含水羥丙基甲基纖維素(表1)。

將含水羥丙基甲基纖維素以150kg/小時(基于干重)的速率進(jìn)料至沖擊研磨機。同時，將熱空氣送至沖擊研磨機，使得研磨和干燥同時進(jìn)行。沖擊研磨機在其出口處具有含有63μm的開孔和1.0m²的篩分區(qū)域的篩，通過所述篩將從沖擊研磨機排出的研磨產(chǎn)物以0.4t/(m²/小時)的研磨產(chǎn)物至篩的進(jìn)料速率進(jìn)行篩分。將已經(jīng)通過篩的產(chǎn)物以150kg/小時的速率收集在產(chǎn)物槽中。

將全部篩上殘余物以250kg/小時的速率返回至沖擊研磨機的入口，并且與未研磨的羥丙基甲基纖維素一起再研磨，所述篩上殘余物為包含55重量％的粒度小于篩的開孔的顆粒和45重量％的粒度等于或大于篩的開孔的顆粒的研磨產(chǎn)物。所述待返回至研磨步驟的研磨產(chǎn)物的重量為所述未研磨的羥丙基甲基纖維素的重量的1.7倍(250/150)。

以與實施例1相同的方式測量由此獲得的羥丙基甲基纖維素的物理性質(zhì)。結(jié)果顯示在表2中。

實施例8

以與實施例7相同的方式，獲得了具有1.8的DS值和0.15的MS值并且具有65重量％的水含量的含水羥丙基甲基纖維素(表1)。

將含水羥丙基甲基纖維素以50kg/小時(基于干重)的速率進(jìn)料至沖擊研磨機。同時，將熱空氣送至沖擊研磨機，使得研磨和干燥同時進(jìn)行。沖擊研磨機在其出口處具有含有63μm的開孔和1.0m²的篩分區(qū)域的篩，通過所述篩將從沖擊研磨機排出的研磨產(chǎn)物以0.095t/(m²/小時)的進(jìn)料速率進(jìn)行篩分。將已經(jīng)通過篩的90重量％的產(chǎn)物以45kg/小時的速率收集在產(chǎn)物槽中。

將已經(jīng)通過篩的剩余的10重量％的產(chǎn)物和篩上殘余物分別以5kg/小時和45kg/小時的速率返回至沖擊研磨機的入口。最后，將一部分研磨產(chǎn)物與未研磨的羥丙基甲基纖維素一起再研磨，所述部分研磨產(chǎn)物包含20％重量的粒度小于篩的開孔的的篩上殘余物的顆粒和已經(jīng)通過篩的顆粒的總和以及80％重量的粒度等于或大于篩的開孔的篩上殘余物的顆粒。所述待返回至研磨步驟的研磨產(chǎn)物的重量為未研磨的羥丙基甲基纖維素的重量的1.0倍(50/50)。

以與實施例1相同的方式測量由此獲得的羥丙基甲基纖維的物理性質(zhì)。結(jié)果顯示在表2中。

比較例1

以與實施例7相同的方式，獲得了具有1.8的DS值和0.15的MS值并且具有65重量％的水含量的含水羥丙基甲基纖維素(表1)。

將含水羥丙基甲基纖維素以80kg/小時(基于干重)的速率進(jìn)料至沖擊研磨機。同時，將熱空氣送至沖擊研磨機，使得研磨和干燥同時進(jìn)行。沖擊研磨機在其出口處具有與實施例8相同的篩，并且將研磨產(chǎn)物在與實施例8相同的條件下進(jìn)行篩分。將已經(jīng)通過篩的產(chǎn)物以80kg/小時的速率收集在產(chǎn)物槽中。

在未與已經(jīng)通過篩的研磨產(chǎn)物混合的情況下，未通過篩的研磨產(chǎn)物以10kg/小時的速率返回至沖擊研磨機的入口，以及再研磨。所述待返回至研磨步驟的研磨產(chǎn)物的重量是未研磨的羥丙基甲基纖維素的重量的0.13倍(10/80)。

以與實施例1相同的方式測量所得的羥丙基甲基纖維素的物理性質(zhì)。結(jié)果顯示在表2中。

表1

*1將被再粉碎的粉碎產(chǎn)物中粒度小于篩的開孔的顆粒的含量。

表2