專利名稱：：把紙漿粉碎為粉末的方法和制造纖維素醚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：素醚。另外本發(fā)明還涉及制造纖維素醚的方法。
背景技術(shù)：
：在纖維素醚生產(chǎn)中，高純的棉絨紙漿和木紙漿被如切碎機(jī)之類的粉碎機(jī)粉碎，最終的粉末用作原材料。作為粉碎紙漿的方法，已提出一種方法，其中在低溫下粉碎干的紙漿，例如在日本專利申請(qǐng)公開No.59-75901和日本專利公告No.64-7828中已有說明；而在日本專利公告No.3-48010中公開了一種方法，其中壓縮的紙漿被一噴射磨粉碎。但是，從工業(yè)觀點(diǎn)言，這些方法不太成功，因?yàn)樵诜鬯榍斑€有麻煩的步驟(例如干燥或壓縮)，因此不適合處理大量的紙漿，并且這些方法還要設(shè)把粉碎機(jī)保持在低溫的裝置和該裝置用的致冷劑。為了克服這些缺點(diǎn)，現(xiàn)時(shí)廣泛應(yīng)用在切碎機(jī)中進(jìn)行粉碎。
發(fā)明內(nèi)容通常，粉狀的纖維素醚被溶在如水之類的溶劑中使用。在纖維素醚的水溶液中不溶的纖維含量取決于在制備堿性纖維素時(shí)堿滲進(jìn)粉狀紙漿中的均勻性。在纖維素醚的水溶液中不溶的纖維含量會(huì)造成使用中的問題。因此，為了減少不溶的纖維含量，重要的是使堿均勻地滲進(jìn)紙漿中，制備出有均勻的堿濃度的堿性纖維素。另外，認(rèn)為粉狀紙漿的顆粒形狀對(duì)堿滲入粉狀紙漿有影響。使用主要為剪切力的切碎機(jī)來切碎得到的粉狀紙漿在顯微鏡下觀察包括長(zhǎng)纖維。由于纖維粉末的每個(gè)顆粒有小的表面積，這限制了堿與漿料之間接觸的機(jī)會(huì)，對(duì)堿滲入顆粒有不利的影響。因此認(rèn)為堿不能均勻滲入粉狀紙漿中，限制了堿滲入紙漿中的程度。另外，在纖維粉末中，纖維相互纏結(jié)產(chǎn)生大的空洞體積，因此松密度低。由于限制了制造纖維素醚的一段工作時(shí)間中加入漿料的量，從生產(chǎn)觀點(diǎn)看，低的松密度的纖維粉狀紙漿是不利的。因此要求提供一種制造在工業(yè)規(guī)模言有盡可能高的松密度的粉狀紙漿的方法。本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種方法減小在纖維素醚的水溶液中不溶纖維的量，同時(shí)可通過改進(jìn)其生產(chǎn)率而穩(wěn)定地制造纖維素醚。本發(fā)明人注意到這個(gè)事實(shí)，由于粉狀紙漿顆粒的形狀受粉碎原理的影響很大，基于使用與使用剪切刀的切碎機(jī)不同的原理的輥式磨碎機(jī)可改變粉末的顆粒形狀及改善堿的滲入。因此，本發(fā)明人就解決上述問題作了深入調(diào)查研究，發(fā)明了一種把紙漿粉碎為粉末的方法，包括用直立輥式磨機(jī)磨碎紙漿制造粉狀紙漿。在本發(fā)明上述磨碎方法中，粉狀紙漿的平均顆粒直徑優(yōu)選地調(diào)節(jié)到20-300jam。另外，在本發(fā)明中，按照上迷方法得到的粉狀紙漿用作制造纖維素醚的原材料。在本發(fā)明的磨碎方法中，使用直立的輥式磨機(jī)磨碎紙漿以制造出與用切碎機(jī)得到的細(xì)長(zhǎng)形纖維狀粉狀紙漿不同形狀的粉狀紙漿，因此這種粉狀紙漿適于用作制造纖維素醚的原材料。因此，可減少在纖維素醚的水溶液中不溶纖維的含量，同時(shí)通過改善其生產(chǎn)率而穩(wěn)定地制造纖維素。下面參照附圖及實(shí)施例說明本發(fā)明，附圖中圖1是本發(fā)明使用的直立輥式磨機(jī)的透視圖。具體實(shí)施方式下面參照?qǐng)D1更詳細(xì)地說明本發(fā)明使用的典型的直立輥式磨機(jī)。圖1是用來實(shí)施本發(fā)明的把紙漿粉碎為粉末的方法的直立輥式磨機(jī)IO的透視圖。一個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)2設(shè)在外殼1的下部，并與軸3連接。軸3與在外殼1外面的電動(dòng)機(jī)(未示出)連接以便轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)。轉(zhuǎn)臺(tái)2的外周邊有槽4，多個(gè)輥5設(shè)在槽4的上方。各輥5由臂6支承著，這些臂6與液壓缸或氣缸(未示出)相連，以便把輥5壓下到槽4中。在外殼1的上部分，設(shè)置一個(gè)分離器7，用來把經(jīng)過充分粉碎的細(xì)粉紙漿與粗粉碎紙漿分開。分離器有一個(gè)軸8，該軸8與外殼1外面的電動(dòng)機(jī)9連接以便轉(zhuǎn)動(dòng)分離器7。另外，在外殼1的上部設(shè)有供入原材料紙漿的原材料進(jìn)口11和把制成的粉狀紙漿排出的產(chǎn)品出口15，而在外殼1的下部設(shè)有把空氣供入外殼1內(nèi)的空氣進(jìn)口20。使用這種直立輥式磨機(jī)10，可以下述方式使原材料紙漿粉碎為粉末。當(dāng)原材料紙漿通過原材料進(jìn)口ll投入外殼1中，就落到轉(zhuǎn)臺(tái)2上，并在轉(zhuǎn)臺(tái)2施加的離心力的作用下積聚在槽4中。積聚的原材料紙漿就在輥5和槽4之間被擠壓及磨細(xì)。在外殼l的里面，通過空氣進(jìn)口20供入的空氣產(chǎn)生向上旋轉(zhuǎn)的氣流，因此該氣流巻著磨細(xì)的粉狀紙漿上升到外殼1的上部。在該過程中，未磨夠的粉狀紙漿也上升到外殼1的上部，但是只有經(jīng)充分磨的粉狀紙漿可穿過分離器7的縫隙。如此分類的細(xì)粉紙漿與氣流一起從產(chǎn)品出口15排到外殼1的外面。排出的粉狀紙漿被收集在袋式過濾器中。輥式磨機(jī)的原理包括擠壓、剪切和磨細(xì)。在顯微鏡下觀察時(shí)，最終的粉狀紙漿包括比切碎機(jī)中粉碎出的粉狀紙漿更短的纖維，和由磨碎或壓縮得到的粉粒。這使空洞體積減小，因此，在切碎機(jī)中切碎產(chǎn)生粉狀紙漿的表觀密度(松密度)為0.05-0.13g/cm3，而在輥式磨機(jī)中磨碎產(chǎn)生粉狀紙漿的松密度高達(dá)0.14-0.30g/cm3。因此，當(dāng)使用有固定內(nèi)容積的反應(yīng)容器時(shí)，在制造纖維素一定階段中可用更多量的粉末紙漿。作為原材料紙漿，可用在制造纖維素醚時(shí)通常用的棉絨紙漿和木紙漿。但是應(yīng)明白本發(fā)明不限于上述材料。原材料紙漿可有任何合適的尺寸和形狀。例如，原材料紙漿可為約l-2cm的方形碎片的形式，但是本發(fā)明不限于此。上述粉狀紙漿的平均顆粒直徑為20-300iam，優(yōu)選地為60-200nm。如果平均顆粒直徑小于20um,不僅從工業(yè)觀點(diǎn)看使用這種粉狀紙漿是效率不高的，而且粉狀紙漿顯示出聚合程度明顯減小，因此對(duì)最終的纖維素醚的水溶液的粘度有影響。如果顆粒直徑大于300jum,則對(duì)制造纖維素醚時(shí)在反應(yīng)器中的流動(dòng)性及堿的吸收有不利的影響，因此這是由于不溶的纖維含量增加的結(jié)果。使用這樣得到的粉狀紙漿，可以形成堿性纖維素，其中堿更均勻地滲入，因此減小了在最終的纖維素醚的水溶液中不溶纖維的含量。纖維素醚可以已知的方式制造，例如加入堿(如氫氧化鈉和氬氧化鉀)到原材料紙漿中以形成堿性纖維素，然后在堿性纖維素中加醚化劑，如氯代甲烷、氧化丙烯或環(huán)氧乙烷。按照本發(fā)明把紙漿粉碎為粉末的方法，可以高的生產(chǎn)率和好的穩(wěn)定性制出有高的松密度的工業(yè)有利的粉狀紙漿。另外，當(dāng)使用粉狀紙漿作為原材料制造纖維素醚時(shí)，可減小在纖維素醚的水溶液中的不溶纖維含量。下面通過實(shí)例及比較實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明。但是這些實(shí)例不是作為對(duì)本發(fā)明范圍的限制。實(shí)例1和比較實(shí)例1直立輥式磨才幾用IHI直立粉磨才幾(由IShikawajimaHarima重工業(yè)有限公司制造)，原材料投入粉磨機(jī)進(jìn)行磨細(xì)。原材料紙漿料是尺寸為約1-2cm的正方形碎片，但是對(duì)原材料紙漿并無特別的限制。在磨碎后，粉狀紙漿收集在袋式過濾器中。這樣得到的粉狀紙漿作為制造羥基丙基曱基纖維素的原材料。在制造纖維素醚的實(shí)例中應(yīng)用下列過程把氫氧化鈉加到粉末漿料中以形成堿性纖維素。加入作甲氡基置換的氯代甲烷及作羥基丙氧基置換的氧化丙烯，并發(fā)生反應(yīng)。最終的羥基丙基曱基纖維素被純化直到殘余的鹽含量減小到約1%(重量)，隨后千燥直到7jC含量達(dá)到1.2%(重量)。干燥的羥基丙基甲基纖維素在批量型的振動(dòng)磨碎機(jī)(B-3，由ChuoKakoki有限公司制造)中磨兩個(gè)小時(shí)。最終的粉末羥基丙基甲基纖維素形成濃度為2%(重量)的水溶液并用來測(cè)量其透光性。為比i^見，用切碎機(jī)(HA-2542，由HouraiTekkosho有限公司制造)進(jìn)行粉碎。對(duì)這兩種粉碎機(jī)，各用棉絨紙漿和木紙漿作為原材料紙漿。每種粉狀紙漿的平均顆粒尺寸及松密度和各粉末的羥基丙基甲基纖維素(表1中簡(jiǎn)寫為HPMC)的水溶液的透光性示于表l。松密度使用PT—EHosokawa粉末測(cè)試儀(由HosokawaMicron公司制造)用下面方式測(cè)量。把Hosokawa測(cè)試儀設(shè)定在測(cè)量表觀比重(松比重)的模式下之后，把適當(dāng)量(約40g)的試樣輕輕放在帶有專門目的的收集器的篩上，變阻器的指示器設(shè)定(在2.5)以便得到一個(gè)流速，在該流速下，(100cm3)的杯充滿下落的顆粒在20-30分鐘到溢出程度。在用垂直的葉片把過份的試樣從杯中刮去，并且用刷把附著在杯子上的試樣掃去后用天平把裝滿試樣的杯子稱重到O.lg的精度。隨后按照下式計(jì)算試樣的比重表觀比重(松比重)式中A是試樣和杯子的總重量(g),B是杯子的空重(g)。透光度使用元件厚度為20mm的PC-50光電比色計(jì)用可見光測(cè)量。實(shí)例2和比較實(shí)例2除了用木紙漿代替棉絨紙漿作為原材料漿料外，其余程序與上述相同。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>如表1所示，與用切碎機(jī)切碎得到的粉狀紙漿相比，在直立輥式磨機(jī)中磨碎得到的粉狀紙漿顆粒平均直徑小，而木>密度高。另外使用在輥式磨機(jī)中磨出的粉狀紙漿制造的HPMC得到的水溶液透光度高。因此，可以說由本發(fā)明方法粉碎的紙漿可以得到比普通方法得到的紙漿有更合適的平均顆粒直徑，因此松密度也更高。這種粉狀紙漿更適合于制造纖維素醚。權(quán)利要求1.一種把紙漿料粉碎為粉末的方法，包括用直立輥式磨機(jī)把紙漿料磨碎制成粉末紙漿。2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的粉狀紙漿的平均顆粒直徑為20-300jim。3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的粉狀紙漿的平均顆粒直徑為60-200拜。4.一種制造纖維素醚的方法，其中由按照權(quán)利要求1所述的方法制得的粉狀紙漿料用作原材料。5.—種制造纖維素醚的方法，其特征在于由按照權(quán)利要求2所述的方法制得的粉狀紙漿用作原材料。6.—種制造纖維素醚的方法，其特征在于由按照權(quán)利要求3所述的方法制得的粉狀紙漿用作原材料。全文摘要制造粉狀紙漿的方法，用直立輥式磨機(jī)磨碎紙漿。最終的粉狀紙漿的顆粒直徑調(diào)到20-300μm。所得到的粉狀紙漿用作制造纖維素醚的原材料。文檔編號(hào)C08B1/00GK101153472SQ200710152858公開日2008年4月2日申請(qǐng)日期2000年6月29日優(yōu)先權(quán)日1999年6月29日發(fā)明者島由紀(jì)夫,成田光男,畑山厚司申請(qǐng)人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社