本發(fā)明涉及具有高堆積密度的水溶性非離子型纖維素醚粉末的制造方法，所述水溶性非離子型纖維素醚粉末應(yīng)用于結(jié)構(gòu)材料(constructionmaterials)、化學(xué)品、藥物、食品等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

通常，水溶性非離子型纖維素醚已經(jīng)被應(yīng)用于藥物、食品的粘合劑、崩解劑、各種溶劑的增稠劑、結(jié)構(gòu)材料的保水劑、擠出成型的粘合劑、懸浮穩(wěn)定劑等。

通常以粉末形式提供水溶性非離子型纖維素醚。粉末形式的水溶性非離子型纖維素醚優(yōu)選具有高堆積密度，因?yàn)榫哂懈叨逊e密度的粉末減少運(yùn)輸或存儲(chǔ)所需的空間。此外，堆積密度變得越高，粉末流動(dòng)性也變得越高。例如，當(dāng)從料斗供給粉末時(shí)，具有高流動(dòng)性的粉末不太可能引起諸如橋接的麻煩。

具有高堆積密度的水溶性非離子型纖維素醚的制造方法包括以下實(shí)例。在一個(gè)方法中，將濕的纖維素醚與添加的水混合，以獲得含水量為50重量％至80重量％的纖維素醚進(jìn)料組合物，并且將所述組合物在加熱下于高速旋轉(zhuǎn)沖擊式磨機(jī)中進(jìn)行研磨(jp2001-240601a)。在另一方法中，將纖維素醚分散于70℃或更高溫度的熱水中以獲得分散體，將所述分散體進(jìn)行壓制或過濾，同時(shí)保持分散體溫度高于50℃，以獲得含水量為72重量％至88重量％的含水纖維素醚，然后將含水纖維素醚冷卻至50℃或更低(第2331864號(hào)美國專利)。在藥物緩釋制劑的多糖衍生物的制造方法中，使多糖衍生物與0℃至75℃的水接觸，以獲得水與多糖衍生物的重量比為0.4至50的組合物，并且將所述組合物同時(shí)進(jìn)行干燥和粉碎(wo2012015534)。在另一方法中，將含水量為35重量％至90重量％的水溶性纖維素衍生物通過添加50℃或更高溫度的水來制備，并且供給至干燥粉碎裝置，同時(shí)維持水溶性纖維素衍生物的溫度為50℃或更高(wo2012138531)。在另一方法中，將含水量為30重量％至80重量％且溫度為40℃至120℃的纖維素化合物冷卻至-10℃至100℃，然后進(jìn)行干燥和粉碎(第2262527號(hào)英國專利)。當(dāng)冷卻水添加至纖維素醚時(shí)，由于內(nèi)部顆粒的不完全潤(rùn)濕，所以形成多塊狀的混合物。在解決不均勻潤(rùn)濕的方法中，將含水纖維素醚擠壓通過大量的孔，各個(gè)孔具有7.5×10^-9m²至1×10^-8m²的橫截面積(jp10-502397t，其為wo96/00748的日本階段的公開)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

jp2001-240601a公開的方法可能具有以下問題。當(dāng)濕的纖維素醚與添加的水混合時(shí)，僅有多塊狀的纖維素醚的表面溶解，在表面上形成高粘性凝膠狀膜，使得水無法到達(dá)多塊狀物的內(nèi)部，由此引起不均勻的水分布。因此，未溶解的部分可能作為纖維狀纖維素醚殘留下來，并且降低堆積密度。除了堆積密度較小的問題以外，由于添加過量的水來消除水分布的不均勻性，還于隨后的干燥步驟中存在消耗過多能量的問題。在第2331864號(hào)美國專利公開的方法中，將纖維素醚添加至大量熱水中，然后將含水量調(diào)整至預(yù)期值。因此，需要控制壓制量或過濾量。通常通過結(jié)塊(caking)前和結(jié)塊后之間的壓力差(例如，真空度)以及壓制時(shí)間或過濾時(shí)間來控制壓制量或過濾量。然而，由于例如經(jīng)過餅狀物中產(chǎn)生的裂縫的短路徑、纖維素醚的粒徑變化、由纖維素醚的取代度或聚合度引起的餅狀物的密度變化、纖維素醚的部分溶解和過濾器的堵塞程度的變化，餅狀物(cake)的壓制阻力或過濾器的過濾阻力不是恒定的。如此地，難以控制壓制量或過濾量，并且可能達(dá)不到預(yù)期的含水量，導(dǎo)致低的堆積密度。在wo2012015534公開的方法中，多糖衍生物所接觸的水的溫度為0℃至75℃。在所述范圍中的相對(duì)低的溫度下(例如，40℃或更低)，尤其在實(shí)例所示的0℃至10℃下，可能存在與jp2001-240601a相同的問題。在相對(duì)高的溫度下(例如，高于70℃)，纖維素醚不太可能溶解，使得未溶解的部分可能作為纖維狀纖維素醚殘留下來，并且可能不會(huì)制得具有高堆積密度的水溶性非離子型纖維素醚。另外，在wo2012138531和第2262527號(hào)英國專利公開的方法中，纖維素醚不太可能溶解，使得未溶解部分可能作為纖維狀纖維素醚殘留下來，并且可能不會(huì)制得具有高堆積密度的水溶性非離子型纖維素醚。在jp10-502397t公開的方法中，強(qiáng)大的擠出壓力可能會(huì)使大量的孔變形或破裂。當(dāng)擠出中斷時(shí)，纖維素醚可能會(huì)在孔表面上或在孔中進(jìn)行干燥和固化，從而引起堵塞，使得擠出不能重新開始。因此，該結(jié)果在工業(yè)上是不令人滿意的。

鑒于以上情況，本發(fā)明的目的在于提供通過添加最小量的水來以低成本穩(wěn)定地制造具有高堆積密度的水溶性非離子型纖維素醚粉末的方法。

為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明人等進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過最小量水的添加來使含水量得到精確調(diào)整，由此可以在隨后的干燥步驟中不消耗過多能量的情況下穩(wěn)定地制造具有高堆積密度的水溶性非離子型纖維素醚粉末，并且，基于此而完成了本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明，可以提供水溶性非離子型纖維素醚粉末的制造方法，其包括以下步驟：使堿纖維素與醚化劑反應(yīng)以獲得反應(yīng)產(chǎn)物；對(duì)所述反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌并脫水以獲得水溶性非離子型纖維素醚；將所述水溶性非離子型纖維素醚與使得所述水溶性非離子型纖維素醚的含水量變成55重量％至90重量％的量的70℃或更高溫度的水混合，以獲得具有55重量％至90重量％的含水量的含水的水溶性非離子型纖維素醚；使所述含水的水溶性非離子型纖維素醚冷卻；以及使所述經(jīng)冷卻的含水的水溶性非離子型纖維素醚干燥和粉碎。

根據(jù)本發(fā)明，以使得水溶性非離子型纖維素醚的含水量變成55重量％至90重量％的最小量添加70℃或更高溫度的水，由此能夠穩(wěn)定地制造具有高堆積密度的水溶性非離子型纖維素醚粉末，并且還能夠降低干燥步驟中的能量消耗。

附圖說明

圖1示出了在各個(gè)裝置中進(jìn)行了與70℃或更高溫度的水混合的步驟和冷卻步驟的實(shí)施方案。

圖2示出了在單個(gè)裝置中進(jìn)行了與70℃或更高溫度的水混合的步驟和冷卻步驟的實(shí)施方案。

具體實(shí)施方式

水溶性非離子型纖維素醚粉末的實(shí)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(shí)例包括具有1.0至2.2的取代度(ds)的甲基纖維素和具有2.0至2.6的ds的乙基纖維素。羥烷基纖維素的實(shí)例包括具有0.05至3.0的摩爾取代度(ms)的羥乙基纖維素和具有0.05至3.3的ms的羥丙基纖維素。羥烷基烷基纖維素的實(shí)例包括具有1.0至2.2的ds和0.1至0.6的ms的羥乙基甲基纖維素、具有1.0至2.2的ds和0.1至0.6的ms的羥丙基甲基纖維素以及具有1.0至2.2的ds和0.1至0.6的ms的羥乙基乙基纖維素。ds表示取代度并且是纖維素的每個(gè)葡萄糖環(huán)單元中的烷氧基的數(shù)目。ms表示摩爾取代度并且是添加至纖維素的葡萄糖環(huán)單元的羥基烷氧基的平均摩爾數(shù)。ds和ms可以由根據(jù)日本藥典第十六版所測(cè)定的值來計(jì)算。

可以作為堿纖維素與醚化劑反應(yīng)的醚化步驟中的反應(yīng)產(chǎn)物來制備水溶性非離子型纖維素醚粉末的粗制纖維素醚?？梢酝ㄟ^使諸如木漿或棉絨漿的漿料與諸如氫氧化鈉的堿金屬氫氧化物的溶液接觸來制備堿纖維素。

堿金屬氫氧化物溶液和醚化劑可以一起使用，以使所產(chǎn)生的堿纖維素可以立即與醚化劑反應(yīng)?？蛇x地，可以制備堿纖維素后再與醚化劑反應(yīng)。醚化劑的實(shí)例包括諸如氯甲烷的鹵代烷以及諸如環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的環(huán)氧烷烴。

對(duì)粗制纖維素醚施行洗滌和脫水的步驟以獲得純化的水溶性非離子型纖維素醚。在洗滌和脫水步驟中，洗滌和脫水可以單獨(dú)進(jìn)行或同時(shí)進(jìn)行。例如，可以在洗滌后進(jìn)行過濾或壓制，或者可以在傾倒洗滌水的同時(shí)進(jìn)行過濾或壓制。

可以通過使用已知的方法進(jìn)行洗滌和脫水。例如，優(yōu)選對(duì)粗制纖維素醚添加水、更優(yōu)選添加熱水(優(yōu)選為85℃至100℃的熱水)，以獲得含有優(yōu)選為1重量％至15重量％濃度的水溶性非離子型纖維素醚的漿體，并且將所述漿體進(jìn)行脫水和任選地進(jìn)行壓制。

作為用于脫水的裝置，例如，可以選擇真空過濾裝置、加壓過濾裝置、離心脫水機(jī)、壓濾機(jī)、螺旋壓力機(jī)或v型盤壓力機(jī)。作為用于壓制的裝置，可以使用與脫水的裝置基本上相同的裝置。任選地，可以將經(jīng)脫水的產(chǎn)物通過熱水以進(jìn)一步進(jìn)行洗滌?；蛘?，任選地，可以將過濾或壓制的產(chǎn)物再次制成漿體用于進(jìn)一步脫水或壓制。

從脫水步驟中的能量消耗或殘余雜質(zhì)的角度來看，當(dāng)水溶性非離子型纖維素醚與70℃或更高溫度的水混合時(shí)，對(duì)于即將與70℃或更高溫度的水混合之前的水溶性非離子型纖維素醚而言，優(yōu)選具有30重量％至60重量％的含水量，更優(yōu)選具有40重量％至55重量％的含水量。含水量可以根據(jù)日本藥典第十六版中的“干燥失重試驗(yàn)(lossondryingtest)”來測(cè)定。

從水分布或避免在隨后的冷卻步驟中消耗過多的冷卻能量的角度來看，當(dāng)水溶性非離子型纖維素醚與70℃或更高溫度的水混合時(shí)，對(duì)于即將與70℃或更高溫度的水混合之前的水溶性非離子型纖維素醚而言，優(yōu)選具有50℃至120℃的溫度，更優(yōu)選具有70℃至100℃的溫度。

將要與水溶性非離子型纖維素醚混合的水的溫度為70℃或更高，優(yōu)選為70℃至120℃，更優(yōu)選為80℃至100℃。當(dāng)所述溫度低于70℃時(shí)，僅有多塊狀的水溶性非離子型纖維素醚的表面溶解，在表面上形成高粘性凝膠狀膜。因此，水無法到達(dá)多塊狀物的內(nèi)部，使得水分布變得不均勻。因此，未溶解部分作為纖維狀水溶性非離子型纖維素醚殘留下來，導(dǎo)致較小的堆積密度。當(dāng)所述溫度高于120℃時(shí)，可能在隨后的冷卻步驟中消耗過多的冷卻能量。

將水溶性非離子型纖維素醚與70℃或更高溫度的水混合，以獲得含水的水溶性非離子型纖維素醚。例如，在帶攪拌器的混合器中攪拌的水溶性非離子型纖維素醚中，添加70℃或更高溫度的水以使所獲得的含水的水溶性非離子型纖維素醚具有優(yōu)選為55重量％至90重量％的含水量，更優(yōu)選為60重量％至80重量％的含水量。當(dāng)含水量低于55重量％時(shí)，將無法制得具有高堆積密度的水溶性非離子型纖維素醚粉末。當(dāng)含水量高于90重量％時(shí)，在隨后的干燥步驟中將消耗過多的能量。

從水分布或避免在隨后的冷卻步驟中消耗過多的冷卻能量的角度來看，含水的水溶性非離子型纖維素醚的溫度優(yōu)選為50℃至120℃，更優(yōu)選為70℃至90℃。

從獲得具有高堆積密度的水溶性非離子型纖維素醚粉末的角度來看，所獲得的含水的水溶性非離子型纖維素醚的含水量?jī)?yōu)選為5重量％或更多，更優(yōu)選為10重量％或更多，甚至更優(yōu)選為15重量％或更多，其高于即將與70℃或更高溫度的水混合之前的水溶性纖維素醚的含水量。從避免在隨后的干燥步驟中消耗過多能量的角度來看，含水的水溶性非離子型纖維素醚的較高含水量(即含水量增加)的上限優(yōu)選為40重量％。

優(yōu)選地，水溶性非離子型纖維素醚和70℃或更高溫度的水在帶攪拌器的混合器中同時(shí)彼此接觸和攪拌。換而言之，優(yōu)選地，相對(duì)于水溶性非離子型纖維素醚的量，使用在混合后提供處于優(yōu)選范圍中的基本上精確的含水量所需的水量，并且使水與水溶性非離子型纖維素醚之間同時(shí)發(fā)生接觸。這是因?yàn)?，?dāng)水溶性非離子型纖維素醚和水中的一者大量存在于帶攪拌器的混合器中并且此后將另一者以一定速率送入混合器時(shí)，最初接觸的部分具有過多或不足的含水量，由此水分布可能會(huì)變得不均勻。當(dāng)將水溶性非離子型纖維素醚經(jīng)過有攪拌功能的輸送裝置(例如螺旋輸送機(jī))供給至帶攪拌器的混合器時(shí)，輸送裝置也被認(rèn)為是帶攪拌器的混合器的一部分，由此可將70℃或更高溫度的水添加至輸送裝置。

優(yōu)選將與水溶性非離子型纖維素醚混合的70℃或更高溫度的水連續(xù)地送入帶攪拌器的混合器，這是因?yàn)樗苄苑请x子型纖維素醚和水有可能在帶攪拌器的混合器中同時(shí)彼此接觸。

對(duì)于連續(xù)供給水的方法而言，可優(yōu)選舉出向帶攪拌器的混合器的入口或內(nèi)部滴加水或噴射水的示例。滴加或噴射可以在單個(gè)位置或者兩個(gè)或更多個(gè)位置進(jìn)行。

從水分布的角度來看，與70℃或更高溫度的水混合的水溶性非離子型纖維素醚在混合器中的停留時(shí)間優(yōu)選為1秒或60分鐘，更優(yōu)選為1分鐘至30分鐘，甚至更優(yōu)選為1分鐘至15分鐘。

作為帶攪拌器的混合器，可以使用已知的裝置。實(shí)例包括螺條混合器、螺旋混合器、帶銷的轉(zhuǎn)子混合器、槳式混合器、帶槳葉的混合器、proshear混合器、雙螺桿捏合機(jī)、共捏合機(jī)(co-kneader)、螺旋式換熱捏合機(jī)(votatorkneader)、自潔式捏合機(jī)和雙軸捏合機(jī)。

從水分布或用于攪拌的功率消耗的角度來看，在攪拌螺旋槳的圓周速度方面，攪拌速率優(yōu)選為0.05m/s至50m/s，更優(yōu)選為0.1m/s至20m/s，甚至更優(yōu)選為0.1m/s至10m/s。

帶攪拌器的混合器優(yōu)選是連續(xù)式的而非間歇式的，這是因?yàn)樗苄苑请x子型纖維素醚和70℃或更高溫度的水有可能在混合器中同時(shí)彼此接觸。

帶攪拌器的混合器優(yōu)選采用適宜技術(shù)進(jìn)行保溫或加熱。例如，優(yōu)選用絕熱材料覆蓋混合器的表面，或者優(yōu)選使用具有護(hù)套的攪拌器，其中所述護(hù)套溫度優(yōu)選維持在70℃或更高。這是因?yàn)榇祟惢旌掀骺梢灶A(yù)防從添加的水被均勻分布在水溶性非離子型纖維素醚之前開始的因溫度下降而造成的溶解。

其次，使所獲得的含水的水溶性非離子型纖維素醚冷卻。從冷卻能量或獲得具有高堆積密度的水溶性非離子型纖維素醚粉末的角度來看，冷卻的含水的水溶性非離子型纖維素醚具有優(yōu)選為0℃至40℃的溫度，更優(yōu)選為1℃至30℃的溫度。

作為冷卻方法，可以使用已知的冷卻技術(shù)。例如，可以使用：使含水的水溶性非離子型纖維素醚與冷卻的傳熱表面接觸的方法；使含水的水溶性非離子型纖維素醚與冷空氣接觸的方法；或者，使用蒸發(fā)熱的方法。

當(dāng)通過使纖維素醚與冷卻的傳熱表面接觸的方法來冷卻含水的水溶性非離子型纖維素醚時(shí)，優(yōu)選使用具有護(hù)套的冷卻裝置。護(hù)套溫度優(yōu)選維持在40℃或更低，更優(yōu)選維持在-40℃至30℃。當(dāng)溫度高于40℃時(shí)，可能不會(huì)制得具有高堆積密度的水溶性非離子型纖維素醚粉末。

從獲得具有高堆積密度的水溶性非離子型纖維素醚粉末的角度來看，含水的水溶性非離子型纖維素醚在冷卻裝置中的停留時(shí)間優(yōu)選為10秒至60分鐘，更優(yōu)選為1分鐘至30分鐘，甚至更優(yōu)選為1分鐘至15分鐘。

所述冷卻可以是靜止冷卻或攪拌冷卻。從更有效的冷卻的角度來看，優(yōu)選攪拌冷卻。

從用于攪拌的功率消耗或含水的水溶性非離子型纖維素醚的水蒸發(fā)的角度來看，在攪拌螺旋槳的圓周速度方面，用于冷卻的攪拌速率優(yōu)選為0.05m/s至50m/s，更優(yōu)選為0.1m/s至20m/s，甚至更優(yōu)選為0.1m/s至10m/s。

作為帶攪拌器的冷卻裝置，可以使用已知的裝置。實(shí)例包括螺條混合器、螺旋混合器、帶銷的轉(zhuǎn)子混合器、槳式混合器、帶槳葉的混合器、proshear混合器、雙螺桿捏合機(jī)、共捏合機(jī)、螺旋式換熱捏合機(jī)、自潔式捏合機(jī)和雙軸捏合機(jī)。

冷卻裝置優(yōu)選是連續(xù)式的而非間歇式的，這是因?yàn)檫B續(xù)式的冷卻裝置可以具有較小尺寸。

使水溶性非離子型纖維素醚與70℃或更高溫度的水混合以獲得含水的水溶性非離子型纖維素醚的步驟，以及使所獲得的含水的水溶性非離子型纖維素醚冷卻的步驟可以在各個(gè)裝置中進(jìn)行或在單個(gè)裝置中進(jìn)行。例如，當(dāng)所述步驟在單個(gè)裝置中進(jìn)行時(shí)，所述裝置被分成兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)域，所述區(qū)域包括用于添加70℃或更高溫度的水并攪拌的區(qū)域和冷卻區(qū)域。所述冷卻區(qū)域配置在用于添加70℃或更高溫度的水并攪拌的區(qū)域之后。在用于添加70℃或更高溫度的水并攪拌的區(qū)域中，優(yōu)選配置用于保溫的機(jī)構(gòu)或加熱器。在冷卻區(qū)域中，配置了用于冷卻的機(jī)構(gòu)。

圖1示出了以下實(shí)施方案：在各個(gè)裝置中進(jìn)行了使水溶性非離子型纖維素醚與70℃或更高溫度的水混合的步驟、以及使所獲得的含水的水溶性非離子型纖維素醚冷卻的步驟。圖2示出了在單個(gè)裝置中進(jìn)行混合步驟和冷卻步驟的實(shí)施方案。在圖1中，將水溶性非離子型纖維素醚1和70℃或更高溫度的水2導(dǎo)入帶攪拌器的混合器3中并且在攪拌下混合，然后將所得的混合物在冷卻裝置4中冷卻，并且將冷卻的混合物在干燥器、粉碎機(jī)或同時(shí)進(jìn)行干燥和粉碎的干燥粉碎裝置5中進(jìn)行處理。在圖2中，將水溶性非離子型纖維素醚1和70℃或更高溫度的水2導(dǎo)入帶攪拌器和包含冷卻區(qū)域8的混合器6的混合攪拌區(qū)域7中，然后將所得的混合物在混合器6的冷卻區(qū)域8中進(jìn)行冷卻，并且將冷卻的混合物在干燥器、粉碎機(jī)或干燥和粉碎同時(shí)進(jìn)行的干燥粉碎裝置5中進(jìn)行處理。

其次，針對(duì)冷卻的含水的水溶性非離子型纖維素醚采用已知的方法施以干燥和粉碎的步驟，以獲得水溶性非離子型纖維素醚粉末。在干燥和粉碎的步驟中，干燥和粉碎可以單獨(dú)進(jìn)行或同時(shí)進(jìn)行。例如，可以將冷卻的纖維素醚進(jìn)行干燥并且然后進(jìn)行粉碎，或者可以同時(shí)進(jìn)行干燥和粉碎。

干燥器的實(shí)例可以包括：諸如槳式干燥器的攪拌干燥器；流化床干燥器；以及干手器。

粉碎機(jī)的實(shí)例可以包括球磨機(jī)、振動(dòng)式磨機(jī)、沖擊式研磨機(jī)、輥磨機(jī)和噴射磨機(jī)。

對(duì)于同時(shí)干燥和粉碎的方法而言，作為示例有使加熱的氣體與冷卻的含水的水溶性非離子型纖維素醚一起導(dǎo)入沖擊式粉碎機(jī)的方法。

將干燥和粉碎的水溶性非離子型纖維素醚任選地進(jìn)行篩分和混合以獲得水溶性非離子型纖維素醚粉末。

從流動(dòng)性或溶解速率的角度來看，水溶性非離子型纖維素醚粉末優(yōu)選具有的平均粒徑為30μm至300μm，更優(yōu)選為40μm至200μm，甚至更優(yōu)選為50μm至100μm。平均粒徑可以通過根據(jù)jisk0069的“用于篩分化學(xué)產(chǎn)品的測(cè)試方法(testmethodsforsievingofchemicalproducts)”中的干式機(jī)械篩分方法來測(cè)定。

關(guān)于堆積密度，從流動(dòng)性或溶解速率的角度來看，水溶性非離子型纖維素醚粉末優(yōu)選具有的松散堆積密度為0.20g/ml至0.60g/ml，更優(yōu)選為0.25g/ml至0.50g/ml，甚至更優(yōu)選為0.30g/ml至0.47g/ml?！八缮⒍逊e密度”是松散填充狀態(tài)時(shí)的堆積密度，并且可以通過包括以下步驟的方法來測(cè)定：從高于所述容器的上表面23cm處均勻地將經(jīng)過jis22-網(wǎng)篩(710μm的網(wǎng)目尺寸)篩分的樣品放置于直徑5.03cm和高度5.03cm的不銹鋼圓柱形容器(100ml的容量)中，然后使上表面平整用于稱重。

從獲得預(yù)期粘度的角度來看，水溶性非離子型纖維素醚粉末的2重量％水溶液在20℃下優(yōu)選具有的粘度為2mpa·s至600000mpa·s，更優(yōu)選為5mpa·s至300000mpa·s?？梢愿鶕?jù)日本藥典第十六版中的羥丙甲纖維素的粘度測(cè)量方法ii，通過使用lv類型的單圓筒式旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(brookfield式粘度計(jì))來測(cè)定水溶性非離子型纖維素醚的2重量％水溶液在20℃下的粘度。

基于本發(fā)明，水溶性非離子型纖維素醚粉末具有高堆積密度，使得運(yùn)輸或存儲(chǔ)所需的空間減少。水溶性非離子型纖維素醚粉末具有優(yōu)異的粉末流動(dòng)性，由此，當(dāng)從例如料斗供給粉末時(shí)，不太可能引起諸如橋接的麻煩。此外，當(dāng)從例如料斗供給粉末時(shí)，在供給精確量粉末的期間，水溶性非離子型纖維素醚粉末在定量上是優(yōu)異的，并且在供給速率上也是優(yōu)異的?；谏鲜隼碛?，可以將水溶性非離子型纖維素醚粉末應(yīng)用于藥物、食品用粘合劑、崩解劑、各種溶劑用增稠劑、結(jié)構(gòu)材料用保水劑和擠出成型用粘合劑。

實(shí)施例

下面，將參照實(shí)施例和比較例具體地描述本發(fā)明。不應(yīng)解釋為本發(fā)明局限于實(shí)施例或者是通過實(shí)施例進(jìn)行限制。

將具有噴嘴的連續(xù)式proshear混合器用作帶攪拌器的混合器，并且將具有護(hù)套的連續(xù)式proshear混合器用作冷卻裝置。

<含水量>

根據(jù)日本藥典第十六版中的羥丙甲纖維素的干燥失重的測(cè)量方法來測(cè)定含水量。

<取代度>

根據(jù)日本藥典第十六版中的羥丙甲纖維素的取代度的測(cè)量方法來測(cè)定取代度。

<平均粒徑>

使用在jisk0069的用于篩分化學(xué)產(chǎn)品的測(cè)試方法中的干式機(jī)械篩分方法。

將具有250μm、180μm、150μm、106μm、75μm、63μm、45μm和38μm的網(wǎng)目尺寸的jis標(biāo)準(zhǔn)篩按這些網(wǎng)目尺寸的順序從頂部進(jìn)行布置，并且將接收器放置于所述篩之下。使用g200-nf1型gradex(由rotex制造)作為振蕩器。

在250μm篩上，放置50g樣品并且用振篩機(jī)進(jìn)行篩分20分鐘。測(cè)定留在各篩上和接收器上的顆粒的重量，并且計(jì)算各篩上的顆粒的重量比(％)。針對(duì)從接收器上的顆粒至網(wǎng)目尺寸處于升序的篩上的顆粒，相繼累加顆粒的重量比，并且將累加值達(dá)到50％時(shí)的粒徑視為平均粒徑。

<松散堆積密度>

“松散堆積密度”是松散填充狀態(tài)時(shí)的堆積密度，并且通過以下方法來測(cè)定。將樣品從高于所述容器的上表面23cm處經(jīng)過jis22-網(wǎng)篩(710μm的網(wǎng)目尺寸)進(jìn)行篩分，并且均勻地放置于具有5.03cm直徑和5.03cm高度的圓柱形容器(100ml的容量)中；然后，使上表面平整以用于稱重。

<2重量％水溶液在20℃下的粘度>

根據(jù)日本藥典第十六版中的羥丙甲纖維素的粘度測(cè)量方法ii，通過使用lv類型的單圓筒式旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(brookfield式粘度計(jì))來測(cè)定2重量％水溶液在20℃下的粘度。

<實(shí)施例1>

在具有內(nèi)部攪拌器的壓力容器中，將1.43重量份的49重量％氫氧化鈉水溶液添加至1.00重量份的漿料粉末中以獲得堿纖維素。將0.97重量份的用于甲氧基取代的氯甲烷和0.24重量份的用于羥丙氧基取代的環(huán)氧丙烷添加至堿纖維素，并且在60℃至90℃的溫度下反應(yīng)2小時(shí)以獲得反應(yīng)產(chǎn)物(即粗制羥丙基甲基纖維素)。其次，將95℃的水以水與粗制羥丙基甲基纖維素的重量比為20的量添加至粗制羥丙基甲基纖維素以使上述粗制羥丙基甲基纖維素分散，然后過濾以獲得經(jīng)洗滌的餅狀物。將95℃的水以水與羥丙基甲基纖維素的重量比為10的量添加至經(jīng)洗滌的餅狀物，然后過濾以獲得具有35重量％的含水量和90℃的溫度的羥丙基甲基纖維素。

然后將所獲得的羥丙基甲基纖維素以每小時(shí)1.00重量份的干燥部分的羥丙基甲基纖維素的速率連續(xù)地送入配備有噴嘴的proshear混合器的入口，所述proshear混合器具有以1.5m/s的圓周速度旋轉(zhuǎn)的攪拌螺旋槳和90℃的護(hù)套溫度。同時(shí)，將90℃的水以每小時(shí)0.684重量份的供給速率從噴嘴連續(xù)噴射。將接觸產(chǎn)物混合5分鐘，然后連續(xù)排出。排出的含水羥丙基甲基纖維素具有55重量％的含水量和87℃的溫度。接著，將含水羥丙基甲基纖維素連續(xù)地供給至配備有護(hù)套的連續(xù)式proshear混合器用于冷卻，所述proshear混合器具有以1.5m/s的圓周速度旋轉(zhuǎn)的攪拌螺旋槳和30℃的護(hù)套溫度。將混合物冷卻5分鐘，然后連續(xù)排出。排出的含水羥丙基甲基纖維素具有40℃的溫度。接著，將含水羥丙基甲基纖維素在吹送150℃熱空氣的沖擊式粉碎機(jī)中同時(shí)進(jìn)行干燥和粉碎。

將含水量、取代度、2重量％水溶液在20℃下的粘度、平均粒徑和所獲得的羥丙基甲基纖維素粉末的松散堆積密度的測(cè)量結(jié)果示于表1中。

<比較例1>

除了從噴嘴噴射60℃的水以外，以與實(shí)施例1相同的方式獲得羥丙基甲基纖維素粉末。從配備有噴嘴的proshear混合器中排出的含水羥丙基甲基纖維素具有55重量％的含水量和78℃的溫度，并且從配備有護(hù)套的連續(xù)式proshear混合器中排出的經(jīng)冷卻的含水羥丙基甲基纖維素具有37℃的溫度。將結(jié)果示于表1中。

<實(shí)施例2>

除了相對(duì)于1.00重量份的漿料粉末而使用2.14重量份的49重量％氫氧化鈉水溶液、1.46重量份的氯甲烷和0.27重量份的環(huán)氧丙烷以外，以與實(shí)施例1相同的方式獲得具有45重量％的含水量和90℃的溫度的羥丙基甲基纖維素。

然后將所獲得的羥丙基甲基纖維素以每小時(shí)1.00重量份的干燥部分的羥丙基甲基纖維素的供給速率連續(xù)地送入配備有噴嘴的雙軸捏合機(jī)的入口，所述雙軸捏合機(jī)具有以0.1m/s的圓周速度旋轉(zhuǎn)的攪拌螺旋槳和用絕熱材料覆蓋的捏合機(jī)表面。同時(shí)，將80℃的水以每小時(shí)1.04重量份的速率從噴嘴噴射。將接觸產(chǎn)物混合30分鐘，然后連續(xù)排出。排出的含水羥丙基甲基纖維素具有65重量％的含水量和83℃的溫度。接著，將含水羥丙基甲基纖維素連續(xù)地供給至配備有護(hù)套的雙軸捏合機(jī)用于冷卻，所述雙軸捏合機(jī)具有以0.1m/s的圓周速度旋轉(zhuǎn)的攪拌螺旋槳和20℃的護(hù)套溫度。將混合物冷卻30分鐘，然后連續(xù)排出。排出的含水羥丙基甲基纖維素具有30℃的溫度。接著，將含水羥丙基甲基纖維素在吹送150℃熱空氣的沖擊式粉碎機(jī)中同時(shí)進(jìn)行干燥和粉碎。

將含水量、取代度、2重量％水溶液在20℃下的粘度、平均粒徑和所獲得的羥丙基甲基纖維素粉末的松散堆積密度的測(cè)量結(jié)果示于表1中。

<比較例2>

除了從噴嘴噴射60℃的水以外，以與實(shí)施例2相同的方式獲得羥丙基甲基纖維素粉末。從配備有噴嘴的雙軸捏合機(jī)中排出的含水羥丙基甲基纖維素具有65重量％的含水量和76℃的溫度，并且從配備有護(hù)套的雙軸捏合機(jī)中排出的經(jīng)冷卻的含水羥丙基甲基纖維素具有28℃的溫度。將結(jié)果示于表1中。

<實(shí)施例3>

除了相對(duì)于1.00重量份的漿料粉末而添加2.14重量份的49重量％氫氧化鈉水溶液和1.46重量份的氯甲烷、以及不添加環(huán)氧丙烷以外，以與實(shí)施例1相同的方式獲得具有60重量％的含水量和90℃的溫度的甲基纖維素。

然后將所獲得的甲基纖維素以每小時(shí)1.00重量份的干燥部分的甲基纖維素的供給速率連續(xù)地送入配備有噴嘴的proshear混合器的入口，所述proshear混合器具有以5m/s的圓周速度旋轉(zhuǎn)的攪拌螺旋槳和90℃的護(hù)套溫度。同時(shí)，將70℃的水以每小時(shí)2.500重量份的速率從噴嘴連續(xù)噴射。將接觸產(chǎn)物混合1分鐘，然后連續(xù)排出。排出的含水甲基纖維素具有80重量％的含水量和77℃的溫度。接著，將含水甲基纖維素連續(xù)地供給至配備有護(hù)套的連續(xù)式proshear混合器用于冷卻，所述proshear混合器具有以5m/s的圓周速度旋轉(zhuǎn)的攪拌螺旋槳和-10℃的護(hù)套溫度。將混合物冷卻1分鐘，然后連續(xù)排出。排出的含水甲基纖維素具有10℃的溫度。接著，將含水甲基纖維素在吹送150℃熱空氣的沖擊式粉碎機(jī)中同時(shí)進(jìn)行干燥和粉碎。

將含水量、取代度、2重量％水溶液在20℃下的粘度、平均粒徑和所獲得的甲基纖維素粉末的松散堆積密度的測(cè)量結(jié)果示于表1中。

<比較例3>

除了從噴嘴噴射60℃的水以外，以與實(shí)施例3相同的方式獲得甲基纖維素粉末。從配備有噴嘴的proshear混合器中排出的含水甲基纖維素具有80重量％的含水量和72℃的溫度，并且從配備有護(hù)套的連續(xù)式proshear混合器中排出的經(jīng)冷卻的含水甲基纖維素具有9℃的溫度。將結(jié)果示于表1中。

<實(shí)施例4>

以與實(shí)施例3相同的方式獲得具有60重量％的含水量和90℃的溫度的甲基纖維素。

然后將所獲得的甲基纖維素以每小時(shí)1.00重量份的干燥部分的甲基纖維素的供給速率連續(xù)地送入配備有噴嘴的proshear混合器的入口，所述proshear混合器具有以20m/s的圓周速度旋轉(zhuǎn)的攪拌螺旋槳和70℃的護(hù)套溫度。同時(shí)，將70℃的水以每小時(shí)0.357重量份的速率從噴嘴連續(xù)噴射。將接觸產(chǎn)物混合1分鐘，然后連續(xù)排出。排出的含水甲基纖維素具有65重量％的含水量和85℃的溫度。接著，將含水甲基纖維素連續(xù)地供給至配備有護(hù)套的連續(xù)式proshear混合器用于冷卻，所述proshear混合器具有以20m/s的圓周速度旋轉(zhuǎn)的攪拌螺旋槳和-10℃的護(hù)套溫度。將混合物冷卻1分鐘，然后連續(xù)排出。排出的含水甲基纖維素具有11℃的溫度。接著，將含水甲基纖維素在吹送150℃熱空氣的沖擊式粉碎機(jī)中同時(shí)進(jìn)行干燥和粉碎。

將含水量、取代度、2重量％水溶液在20℃下的粘度、平均粒徑和所獲得的甲基纖維素粉末的松散堆積密度的測(cè)量結(jié)果示于表1中。

<比較例4>

除了從噴嘴噴射60℃的水以外，以與實(shí)施例4相同的方式獲得甲基纖維素粉末。從配備有噴嘴的proshear混合器中排出的含水甲基纖維素具有65重量％的含水量和83℃的溫度，并且從配備有護(hù)套的連續(xù)式proshear混合器中排出的經(jīng)冷卻的含水甲基纖維素具有11℃的溫度。將結(jié)果示于表1中。

<實(shí)施例5>

以與實(shí)施例3相同的方式獲得具有60重量％的含水量和90℃的溫度的甲基纖維素。

然后將所獲得的甲基纖維素以每小時(shí)1.00重量份的干燥部分的羥丙基甲基纖維素的速率送入具有第一半?yún)^(qū)域和第二半?yún)^(qū)域的proshear混合器的第一區(qū)域的入口。proshear混合器在第一半?yún)^(qū)域和第二半?yún)^(qū)域均具有以5m/s的圓周速度旋轉(zhuǎn)的攪拌螺旋槳，具有與第二半?yún)^(qū)域的護(hù)套溫度不同的第一半?yún)^(qū)域的護(hù)套溫度以及位于第一半?yún)^(qū)域的噴嘴。同時(shí)，將70℃的水以每小時(shí)2.500重量份的速率從噴嘴連續(xù)噴射。第一半?yún)^(qū)域的護(hù)套溫度為70℃，而第二半?yún)^(qū)域的護(hù)套溫度為-5℃。第一半?yún)^(qū)域中的混合時(shí)間為3分鐘，而第二半?yún)^(qū)域中的冷卻時(shí)間為5分鐘。連續(xù)排出的經(jīng)冷卻的含水羥丙基甲基纖維素具有80重量％的含水量和10℃的溫度。接著，將含水羥丙基甲基纖維素在吹送150℃熱空氣的沖擊式粉碎機(jī)中同時(shí)進(jìn)行干燥和粉碎。

將含水量、取代度、2重量％水溶液在20℃下的粘度、平均粒徑和所獲得的甲基纖維素粉末的松散堆積密度的測(cè)量結(jié)果示于表1中。

<實(shí)施例6>

以與實(shí)施例1相同的方式獲得具有55重量％的含水量和87℃的溫度的含水羥丙基甲基纖維素，然后以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行冷卻以獲得具有40℃的溫度的含水羥丙基甲基纖維素。然后通過使用具有140℃的護(hù)套溫度的槳式干燥器來干燥含水羥丙基甲基纖維素，直到其含水量達(dá)到1重量％。將干燥的羥丙基甲基纖維素用球磨機(jī)粉碎并且通過具有250μm開口的篩。

將含水量、取代度、2重量％水溶液在20℃下的粘度、平均粒徑和所獲得的羥丙基甲基纖維素粉末的松散堆積密度的測(cè)量結(jié)果示于表1中。

<比較例5>

除了從噴嘴噴射60℃的水以外，以與實(shí)施例6相同的方式獲得羥丙基甲基纖維素粉末。從配備有噴嘴的proshear混合器中排出的含水羥丙基甲基纖維素具有55重量％的含水量和78℃的溫度，并且從配備有護(hù)套的連續(xù)式proshear混合器中排出的經(jīng)冷卻的含水羥丙基甲基纖維素具有37℃的溫度。將結(jié)果示于表1中。

表1

如表1所示，相比于比較例1～2和比較例5中通過使羥丙基甲基纖維素與60℃的水混合而獲得的含水羥丙基甲基纖維素產(chǎn)物、以及比較例3～4中通過使甲基纖維素與60℃的水混合而獲得的含水甲基纖維素產(chǎn)物而言，實(shí)施例1和實(shí)施例6中通過使羥丙基甲基纖維素與90℃的水混合和實(shí)施例2中與80℃的水混合而獲得的含水羥丙基甲基纖維素產(chǎn)物，以及在實(shí)施例3～5中通過使甲基纖維素與70℃的水混合而獲得的含水甲基纖維素產(chǎn)物，其結(jié)果是具有較高松散堆積密度的羥丙基甲基纖維素粉末和甲基纖維素。