JPH02194850A

JPH02194850A - 湿ったセルローズ・エーテル製品を注意深く粉砕し同時に乾燥する方法と装置

Info

Publication number: JPH02194850A
Application number: JP1302271A
Authority: JP
Inventors: Reinhard Dr Doenges; ラインハルト・デンゲス; Manfred Sponheimer; マンフレート・シュポンハイメル; Guenther Welt; ギュンテル・ウエルト; Manfred Ziegelmayer; マンフレート・ジーゲルマイヤー
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1989-11-22
Publication date: 1990-08-01
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: DE58906993D1; BR8905958A; EP0370447B1; US4979681A; CA2003771A1; FI93928C; EP0370447B2; FI93928B; FI895602A0; DE3839831A1; EP0370447A1; JP2708579B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、湿ったセルローズ・エーテル製品を注意深
く粉砕し同時に乾燥させる製法に関する。

この発明は、上記製法を行うのに適した装置にも関する
。

〔従来の技術〕

反応後、及び適当であれば、反応中に生じた副産物を除
去して純化した後、セルローズ・エーテルは粉砕状、塊
状、繊維状、毛ないしは綿状構造をしている。この形状
では、セルローズ・エーテルは、例えば有機溶媒及び／
又は水溶液に溶ける製品として使用するのに不適当であ
る。

種々の利用分野に対してこのエーテルの粒径分布、乾燥
度及び粘度に合わせる必要もある。従って、例えば、微
細な又は非常に微細な分散形のエーテルが要求され、例
えば水に塊のない溶液を早く準備できる。急激に膨らみ
、例えばドリルオイル産業又は建設産業に要求されるエ
ーテルに対してしては、製品の粘度分及び／又は粒径分
布はこの有効性に決定的に重要である。

従って、原理的には、殆ど全てのセルローズ・エーテル
は、このエーテルを使用できるようにするため粉砕し、
乾燥させる必要がある。

西独特許第９５２．２６４号明細書には、湿気があり繊
維質のメチルセルローズを溶解度の高い粉末に変換する
三段階製法が開示されている。この場合、水を５０〜７
０重景％含む製品を最初均質化し、合成樹脂の塊にして
、１０〜２０°Ｃに冷却する。冷却したスクリュープレ
スを使用する。この塊を次にハンマーハスケント粉砕設
備で粉砕し、循環空気の乾燥機中で乾燥させる。

西独特許２，４１０，７８９号明細書（＝米国特許第４
゜０７６．９３５号明細書）には、微細なセルローズ誘
導体、特にセルローズ・エーテルを製造する製法が記載
されている。この場合、湿気のあるセルローズ誘導体を
液体窒素で脆くし、次いで粉砕に掛けている。

西独特許第２，４５８，９９８号明細書（米国特許第４
゜０７６．９３５号明細書）及びこれに付加した特許出
願、西独特許第２，５５６，８２１号公報は、セルロー
ズ又はその誘導体、特にエーテルを細かく粉砕する製法
に関連している。５〜１４重量％の水を含む製品の粉砕
は、粒径がせいぜい１００μｍで、残留湿度がせいぜい
２〜１０重量％になるまで行う。このために、振動粉砕
機が使用される。

ヨーロッパ特許第０．０４９，８１５号明細書（米国特
許第４，４１５．１２４号明細書）には、セルローズ・
エーテル又はセルローズから微粒子を製造する二段製法
が開示してある、。ここでは、微細な繊維ないしは毛の
ような構造を有する製品を先ず脆く、強化した形状に変
換し、このように予備処理した物質を１２５μｍ以下が
少なくとも９０％の粒径分布に達するまで粉砕に掛ける
。好ましくは冷却してある、振動粉砕機、ボールミル、
又はペレットプレスを粉砕過程で使用し、ジェットミル
、ビンミル又は衝突円板ミルを粉砕過程で使用する。

従来技術による大部分の公知製法は、予備乾燥、予備粉
砕又は予備詰め込みを伴う多段である。あるいはこれ等
の製法は、例えば集中冷却による大掛かりな装置を要求
している。更に、どの製法でも、特に非常に粘性があり
、高度に置換された製品を作製する場合、巨大分子に加
わる化学的な歪み及び／又は熱歪みが何時も強いので、
この巨大分子は粉砕中に鎖を短くして減成する。このこ
とは、供給製品に比べて、特に多かれ少なかれ粘性の低
下によって顕著になる。更に、処理した製品の表面は、
予備粉砕過程ないしは予備乾燥過程の結果、角ぼってく
る。このことは、望ましくないが、使用者によって要求
されるような急激で完全に溶解する特性に関して明らか
になる。

〔発明の課題〕

それ故、この発明の課題は、粉砕の制御された度合いを設定でき、 −製品が角ぼらなく、一粉砕後、はんの僅かな湿気しか残らず、製品のバルク
密度を増加させ、一何よりも、粘性の低下が最小にならないか、あるいは
仕込み製品に比べて全く生じない、単純な製法を開発す
ることにある。

更に、この発明は上記製法を実行する装置にも関連して
る。

〔課題の解決〕

上記の課題は、この発明により、ａ）吸湿性セルローズ・エーテルを輸送気体によって循
環空間に導入し、ｂ）この吸湿性セルローズ・エーテルを循環させながら
、衝撃粉砕させ、Ｃ）この製品を同時に上記衝撃粉砕の方向とは逆の方向
に摩擦粉砕させ、ｄ）反対方向に動作する粉砕過程の周辺速度を、合成粉
砕エネルギが製品を所定の残留湿度に乾燥するような値
に制御し、ｅ）粉砕空間に導入される気体の流れによって基礎物質
を先に送り、ｆ）この基礎物質を気体の流れから分離し、必要に応じ
て、ｇ）この基礎物質を選択篩に掛ける、ことから成る、湿気のあるセルローズ・エーテルを同時
に粉砕して乾燥する製法によって解決されている。

上記の装置は、ａ）ハウジング１と、ｂ）上記ハウジング内に同心状に配設され、多数の叩き
棒３を備えた叩きホイール２と、Ｃ）上記叩きホイール
２に同心状に配設され、周辺に連続して区分けして配設
した鋸歯セグメント５と開口を保有する金属摩擦シート
６を有するスクリーンバスケット４と、ｄ）叩きホイール２とスクリーンバスケット４がそれぞ
れ接続してある、シャフト７．８を反対方向に駆動する
公知装置と、ｅ）ハウジングに装着され、粉砕し乾燥させる必要のあ
る材料を導入し、輸送気体を導入する導入口９と、ｆ）ハウジングに装着され、粉砕し乾燥した材料と輸送
気体の排出口１０と、から成る。

（作用・効果〕周辺速度を衝撃粉砕で６０〜８０　ｍ／ｓｅｃに、また
摩擦粉砕で２５〜３５　ｍ／ｓｅｃに調節するように製
法を実行すると、有利である。

反対方向の粉砕操作によって生じ、湿気を含む仕込み材
料を乾燥させるために使用される温度及び／又はこの材
料の過乾燥を防止するために要する湿気は輸送気体の温
度調節及び／又は加湿することによって支援されるか、
制御されると有利である。上記温度調節及び／又は加湿
は望ましい最終製品の残留湿度に合わせである。

温度調節は、ここでは輸送気体の補助加熱か、あるいは
予備冷却と理解すべきである。

この発明による製法の範囲内で、粉砕空間内又はその外
部から温度調節によって仕込み材料の温度と湿気に影響
を与える設備も配設してある、。

これは、個別ユニット、例えば粉砕空間を取り囲むハウ
ジングのボールを加熱又は冷却して行うことができる。

この製法の内部には、所定の範囲を越えた仕込み材料の
過大粒径を選別し、選別後、適当な場合加湿した後それ
を仕込み材料に加える設備があると有利である。この処
理はバッチ式に行えるが、連続式に行うのが好ましい。

好ましくは、この衝撃粉砕はハウジング内の叩きホイー
ルによって行い、摩擦粉砕は摩擦片と穴開き金属摩擦シ
ートを備え、反対方向に回転する選別されたバスケット
によって行う。

この製法の範囲内で、湿度が２０〜７０重世％を有する
セルローズ・エーテルを使用すると有利である。

特に、衝撃粉砕と摩擦粉砕は、必要であれば更に使用す
る温度調節及び／又は加湿と共に、最終製品に１〜１０
重量％の残留湿度があるように調節される。この発明に
よる製法により、原理的には全てのセルローズ・エーテ
ルを一回の過程で同時に粉砕し乾燥できる。この製法は
メチルヒドロキシエチル・セルローズとメチルヒドロキ
シプロピイル・セルローズ、又はその混合エーテルのよ
うなメチルヒドロキシアルキル・セルローズで、この場
合１．９％の水溶液で測定して、粘性が５００００から
１００，０００以上にもなる材料に、特に有利に適用さ
れる。

製品、特に高粘性製品は、従来の状態により粉砕と乾燥
された製品に比べて、粉砕と乾燥後粘性の低下が極端に
少ないか、あるいは殆ど生じない。

これに関して、以下の実例と表で触れる。

原理的には、この発明による粉砕過程は一回行うだけで
充分である。しかし、極端に微細な粒子にするには、往
々粉砕と乾燥過程を数回、この好ましくは連続運転で行
うのが適切である。多くの場合、二回通すと非常に微細
な粒径の製品を製造するのに充分である。

装填した材料は、叩きホイールの叩き棒によって衝撃粉
砕し、摩擦セグメントと穴開き金属摩擦シート（以下で
は「摩擦シート」と呼ぶ）を備えたスクリーンバスケッ
トによって摩擦粉砕され、叩きホイールの方向とは逆の
方向に送られる。

鋸歯セグメントは、歯を備えたスクリーンバスケット区
分から成り、摩擦シートと組み合わせて鋸歯の長さを種
々の長さ、あるいは所望の摩擦粉砕に応じて接近した間
隔に選択できる。歯は１〜１０　ｍｍの長さを有すると
有利である。

摩擦シートは、スクリーンバスケット内の摩擦セグメン
トと一緒に交互に配設してある、。摩擦シートは、その
中にオリフィス、主として台形状のオリフィスが斜め打
ち抜きによって作製され、方の側に飛び出した歯を有す
るシートである（第３図）。これ等のシートは縦方向に
０．１２〜０．８ｍｍの開口を有し、同様に０．１２〜
０．８　ｍｍ　、特に０．１５〜０．５　ｍｍのギャッ
プ幅を有する。

スクリーンバスケットは、一般に厚さ１００〜７００開
の５００〜１．５００　ｍｍの直径を有する。

叩きホイールと、反対方向に駆動するスクリーンバスケ
ットの周辺速度は、それぞれ６０〜８０ｍｍ／ｓｅｃと
２５〜３５　ｍｍ／ｓｅｃであるように調節すると有利
である。この調節は、駆動シャフトに連結した特別な駆
動ユニットによって行われる。

原理的には、粉砕し乾燥させる材料は、それが得られた
特定の湿度の塊状、繊維状、薄片状、粒状又はケーキの
様な形にして装置に導入する。

叩きホイールとスクリーンバスケットの回転速度を合わ
せ、摩擦セグメントと摩擦シート及び叩きホイールとス
クリーンバスケットとの間の間隔を適当に選択して装置
に発生する温度は、輸送気体の温度と作用して、所定の
粉砕度及び所定の残留湿度を得るのに通常充分である。

叩きホイール（叩き棒の先端）とスクリーンバスケット
（摩擦シート又は鋸歯セグメントの歯の上歯先端）との
間の間隔は１〜１０　ｍｍ、好ましくは２〜４　ｍｍで
ある。

選択的な制御には、ある場合、輸送気体を温度調節及び
／又は加湿させることのできる公知装置を装備すると有
利である。温度調節は、ここでは望む目的に応じて、加
熱又は冷却と見做すべきである。材料処理に対する温度
調節のため、ハウジング及び／又は叩きホイール及び／
又はスクリーンバスケットの温度調節も行うことができ
る。

ハウジングに対して、このハウジング内に設けた通路を
経由して温度制御した液体又は気体を通すか、あるいは
電気加熱を行うことができる。叩きホイール及び／又は
スクリーンバスケットに対して、例えば摺動接触による
加熱を行うことができる。

所定の粒径を選別するため、選別装置を粉砕・乾燥装置
の下流に装備すると有利である。

所定の粒径又は粒径分布を越えた大きな粒子は、通常比
較的少ない量体じるが、それ自体公知の装置によって仕
込み材料に戻すことが好ましい。この材料は通常低い残
留湿度に乾燥させであるので、この製品の一部を角ぼる
ことがないよう、あるいは湿度が低下しないようにする
ため、循環路に戻す前に新たな加湿を行うのが望ましい
。

この発明による製法と装置は、主として高粘性のセルロ
ーズ・エーテルを粉砕して乾燥するのに特に適する。例
えば、メチルヒドロキシエチルセルローズ及びメチルヒ
ドロキシプロピルセルローズ、その混合体、カルボキシ
メチルセルローズ及びヒドロキシメチルセルローズのよ
うな高粘性のメチルヒドロキシアルキルセルローズは、
特にこの方法で良好に製造できる。この発明による製法
と装置は、原理的には高粘性の製品に限定されるもので
はなく、粘性の低下を来すことなく、良好な粉砕と乾燥
が重要な中間粘性及び低粘性のエーテルにも適用できる
。

〔実施例］表にした以下の実例では、−膜処理のこの発明による粉
砕と乾燥が記載されているが、提示した具体例に限定す
るものではない。

十をｊ寸けた試験は、従来の方法による回収循環を用い
て振動ミルで繰り返した。この場合、以下の結果を得た
。

試験Ｂは繰り返したが、従来の方法による冷間粉砕を振
動ミル粉砕のところで行った相違がある。

この場合、試験２で使用し、＞１４０，０００　ｍＰａ
の初期粘性を有するＭ　ＨＰ　Ｃと液体窒素で初期材料
を一１７０°Ｃに冷却したにもかかわらず、従来野方法
による粉砕後、１０６，０００　ｍＰａの最終粘性に低
下した。生産高はここでは７　ｋｇ／ｈｒであった。

従って、上記の試験はこの発明による製法と装置によっ
て、約５０，０００　ｍＰａで特に約１００，０００　
ｍＰａ以上のどんなに高粘性のセルローズ・エーテルで
あっても、所定の粒径に粉砕・乾燥でき、望ましくない
粘性の劣化が生じなく、製品が角質になす、バルク密度
が望ましく上昇していることを明らかに示している。特
に微粒製品を製造するため繰り返し粉砕と簡素をしても
、セルローズ・エーテルのどの試料も粘性の低下を来し
ていない。

この発明による装置と可能な製造手順を図面により更に
詳しく説明する。ここでも、これ等は図示した具体例に
限定されるものではない。

第１図には、模式的に示した側面断面図にした衝撃・摩
擦粉砕機の基本構成が示してある、。図示してない装置
によってシャフト８を介して駆動される叩きホイール２
は、ハウジング１内に配設してある、。叩き棒３は叩き
アームの端部にプレス成形してある、。スクリーンバス
ケット４は叩きホイ−ル２に対して同心状に配設してあ
る、が、シャフト７に固定してある、。このシャフトは
図示してない装置によって叩きホイールの方向とは反対
の方向にこのスクリーンバスケットを駆動する。鋸歯セ
グメント５と開口のある摩擦シート６はスクリーンバス
ケットに区分して配設されている。材料と輸送気体は導
入口９を経由して装置に導入され、排出口９を経由して
放出される。

第２図には、鋸歯セグメント５と摩擦シート６を備えた
スクリーンバスケット４の一部を側面断面図にして示し
てある、。

第３図には、摩擦シートの部分断面図が示してある、。

Ｌはここでは開口の長さで、ＳＰはスクリーンバスケッ
トの下端と摩擦歯の上端間の間隔である。

第４図には、粉砕と乾燥の一部ユニットの模式％式％第１図に示すように、モータ１２で駆動される計量装置
１１によって材料を装置ＳＲに導入し、その中で粉砕・
乾燥する。モータ１３と１４はシャフトフと８をそれぞ
れ反対方向に駆動する。材料は貯槽１６に集積される。

濾過装置１５は漏れた気体の流れを純化するために使用
される。

第５図には、回収ユニットが模式的に示してある、。こ
の図では、既に説明した部品に対して付加される記号は
、Ｖａ−Ｖｃ、　送風機、１７、送風機Ｖｃのモータ、Ｚａとｚｂ、サイクロ分離機、１８、スクリーン１９のモータ、１９、スクリーン、５ａ−３ｃ、回転翼仕切、２０、回転翼仕切Ｓｃのモータ、２１、空気搬送設備。

を表す。

【図面の簡単な説明】

第１図、この発明による衝撃・摩擦粉砕機の基本構造の
側面図。第２図、スクリーンバスケットの部分側面図。第３図、摩擦シートの部分の拡大側面図。第４図、−段の粉砕・乾燥ユニットの模式図。第５図、回収処理を含めた全工程用の設備の模式図。図中参照符号： ■・・・ハウジング、２・・・叩きホイール、３・・・叩き棒、４・・・スクリーンバスケット、５・・・鋸歯セグメント、６・・・摩擦シート、７．８・・・シャフト９・・・導入口、１０・・・排出口。

Claims

【特許請求の範囲】１、下記の過程、ａ）吸湿性セルローズ・エーテルを輸送気体によって循
環空間に導入し、ｂ）この吸湿性セルローズ・エーテルを循環させながら
、衝撃粉砕させ、ｃ）この製品を同時に上記衝撃粉砕の方向とは逆の方向
に摩擦粉砕させ、ｄ）反対方向に動作する粉砕過程の周辺速度を、合成粉
砕エネルギが製品を所定の残留湿度に乾燥するような値に制御し、ｅ）粉砕空間に導入される気体の流れによって基礎物質
を先に送り、ｆ）この基礎物質を気体の流れから分離し、必要に応じ
て、ｇ）この基礎物質を選択篩に掛ける、から成る、湿気のあるセルローズ・エーテルを同時に粉
砕して乾燥する製法２、周辺速度は衝撃粉砕で６０〜８０ｍ／ｓｅｃで、摩
擦粉砕で２５〜３５ｍ／ｓｅｃである請求項１記載の製
法。３、反対方向の粉砕で発生する温度及び／又は製品の湿
度は、温度調節と所望の乾燥度を設定する輸送気体の加
湿によって生じる請求項１又は２記載の製法。４、反対方向の粉砕及び／又は輸送気体の温度調節によ
って生じる温度は粉砕空間又はその部品を補助加熱又は
冷却して制御される請求項１〜３のいずれか１項に記載
の製法。５、仕込み材料の所定の範囲を越えた粒径は、選別され
、選別及び必要であれば加湿した後、仕込み材料に戻さ
れる請求項１〜４のいずれか１項に記載の製法。６、衝撃粉砕はハウジング中で回転する叩きホィールに
よって行われ、摩擦粉砕は摩擦セグメントを備え、反対
方向に回転するスクリーンバスケットによって行われる
請求項１〜５のいずれか１項に記載の製法。７、初期湿度２０〜７０重量％を有するセルローズ・エ
ーテルを使用する請求項１〜６のいずれか１項に記載の
製法。８、衝撃粉砕と摩擦粉砕は、必要であれば、更に温度調
節及び／又は加湿によって、最終製品が１〜１０重量％
の残留湿度を有するように調節される請求項１〜７のい
ずれか１項に記載の製法。９、下記の構成要素、ａ）ハウジング（１）と、ｂ）上記ハウジング内に同心状に配設され、多数の叩き
棒（３）を備えた叩きホィール（２）と、ｃ）上記叩きホィール（２）に同心状に配設され、周辺
に連続して区分けして配設した鋸歯セグメント（５）と開口を保有する金属摩擦シート（６）を有するスクリーンバスケット（４）と、ｄ）叩きホィール（２）とスクリーンバスケット（４）
がそれぞれ接続してある、シャフト（７、８）を反対方
向に駆動する公知装置と、ｅ）ハウジングに装着され、粉砕し乾燥させる必要のあ
る材料を導入し、輸送気体を導入する導入口（９）と、ｆ）ハウジングに装着され、粉砕し乾燥した材料と輸送
気体の排出口（１０）と、から成る、特許請求の範囲第１〜８項の何れか一項の製
法を行う装置。１０、叩きホィールの周辺速度は６０〜８０ｍ／ｓｅｃ
であり、スクリーンバスケットの周辺速度は２５〜３５
ｍ／ｓｅｃである請求項９記載の装置。１１、輸送ガスの温度調節及び／又は加湿装置が装備し
てある請求項９又は１０記載の装置。１２、ハウジング（１）及び／又は叩きホィール（２）
及び／又はスクリーンバスケット（４）の温度調節装置
が装備してある請求項９〜１１のいずれか１項に記載の
装置。１３、乾燥した仕込み材料を選別する装置が下流に装備
してある請求項９〜１２のいずれか１項に記載の装置。１４、乾燥した仕込み材料又はその材料の選別した一部
を回収する装置が下流に装備してある請求項１〜１３の
いずれか１項に記載の装置。１５、材料を加湿する装置が回収部に挿入される請求項
１〜１４のいずれか１項に記載の装置。１６、鋸歯セグメントは１〜１０ｍｍの鋸歯を有する請
求項９〜１５のいずれか１項に記載の装置。１７、開口を有する金属摩擦シートには、縦方向に０．
１２〜０．８ｍｍの開口と０．１２〜０．８ｍｍ、好ま
しくは０．１５〜０．５ｍｍのギャップ幅を有する請求
項９〜１６のいずれか１項に記載の装置。１８、叩きホィールとスクリーンバスケットとの間の間
隔は、１〜１０ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍである請求
項９〜１７のいずれか１項に記載の装置。１９、特に高粘性セルローズ・エーテル、なかんずくメ
チルセルローズ、ヒドロキシセルローズ、ヒドロキシセ
ルローズ及びカルボキシメチルセルローズ及びそれ等の
混合エーテルから成るグループのセルローズ・エーテル
に対する請求項１〜１８のいずれか１項による製法及び
装置の適用。