JP3044470B2 - セルロース微粉末の製造方法 - Google Patents
セルロース微粉末の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は平滑な外形を有するセルロース微粉末の製造
方法に関するものである。
方法に関するものである。
〈従来技術〉 従来より、セルロース微粉末を製造するための方法が
種々提案されている。このような従来の製造方法として
は、例えば、木材、綿花等のセルロースを加水分解する
ことによる非晶部分の分解微粉化を挙げることができる
が、この方法には、得られるセルロース微粉末が、 ・非晶部分が分解除去され、結晶部分が残るため、角張
った外形のものとなってしまう ・色素その他各種の物質を粉末中に侵入させにくい ・高価となる 等の難点があり、又、セルロースまたはその誘導体の溶
液を毛細管より凝固浴中に滴下し、凝固させる方法も知
られているが、この方法には、 ・生産性が低い ・微粒子を製造するのが難しい ・極めて高価となる 等の難点がある。
種々提案されている。このような従来の製造方法として
は、例えば、木材、綿花等のセルロースを加水分解する
ことによる非晶部分の分解微粉化を挙げることができる
が、この方法には、得られるセルロース微粉末が、 ・非晶部分が分解除去され、結晶部分が残るため、角張
った外形のものとなってしまう ・色素その他各種の物質を粉末中に侵入させにくい ・高価となる 等の難点があり、又、セルロースまたはその誘導体の溶
液を毛細管より凝固浴中に滴下し、凝固させる方法も知
られているが、この方法には、 ・生産性が低い ・微粒子を製造するのが難しい ・極めて高価となる 等の難点がある。
更に、アセチルセルロース等の有機溶剤可溶性セルロ
ースの溶液を噴霧乾燥後、脱アセチル化等することによ
りセルロースを再生する方法も提案されているが、この
方法には、 ・工程が複雑 ・多孔性を付与するためには更に添加剤の添加及び溶出
が必要 ・溶剤回収等の処理が必要 等の難点がある。
ースの溶液を噴霧乾燥後、脱アセチル化等することによ
りセルロースを再生する方法も提案されているが、この
方法には、 ・工程が複雑 ・多孔性を付与するためには更に添加剤の添加及び溶出
が必要 ・溶剤回収等の処理が必要 等の難点がある。
〈本発明が解決しようとする課題〉 即ち、上記従来から知られている製造方法では、微小
構造を有すると共に、非晶部分に富み、しかも多孔質で
物質の吸収性の良いセルロース微粉末を、低コストで得
ることは非常に困難であったのである。
構造を有すると共に、非晶部分に富み、しかも多孔質で
物質の吸収性の良いセルロース微粉末を、低コストで得
ることは非常に困難であったのである。
〈課題を解決するための手段〉 本発明は、上記のような従来技術の難点を解消するた
めになされたもので、その主たる構成は、セルロースキ
サントゲン酸ナトリウムの水溶液を噴霧し、加熱して乾
燥した後、得られたセルロースキサントゲン酸ナトリウ
ムの微粉末を再生することを特徴とするものである。
めになされたもので、その主たる構成は、セルロースキ
サントゲン酸ナトリウムの水溶液を噴霧し、加熱して乾
燥した後、得られたセルロースキサントゲン酸ナトリウ
ムの微粉末を再生することを特徴とするものである。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明方法では、まず、適当なポリマー濃度、粘度の
セルロースキサントゲン酸ナトリウムの水溶液を得て、
これを噴霧乾燥する。
セルロースキサントゲン酸ナトリウムの水溶液を得て、
これを噴霧乾燥する。
上記セルロースキサントゲン酸ナトリウム水溶液の製
造には、通常の再生セルロース繊維(ビスコースレーヨ
ンステープル、あるいはフィラメント)を製造する際に
使用する方法をそのまま使用することができる。
造には、通常の再生セルロース繊維(ビスコースレーヨ
ンステープル、あるいはフィラメント)を製造する際に
使用する方法をそのまま使用することができる。
又、噴霧乾燥工程については、噴霧乾燥機の形式、大
きさ等により影響されるため、限定されるものではない
が、一般的には下記の条件下に行なうことが好適であ
る。
きさ等により影響されるため、限定されるものではない
が、一般的には下記の条件下に行なうことが好適であ
る。
まず、水溶液中のセルロース濃度については、平均重
合度により好適な範囲は変化するが、3〜30%という範
囲を挙げることができる。
合度により好適な範囲は変化するが、3〜30%という範
囲を挙げることができる。
セルロース濃度が3%以下では、多量の水を蒸発させ
る必要があり、エネルギー費が高くなり、形状について
も、平滑性が失われてしまう。
る必要があり、エネルギー費が高くなり、形状について
も、平滑性が失われてしまう。
セルロース濃度はできるだけ高い方が好都合である
が、30%以上にするには、平均重合度の低いものを使用
する必要があり、強度低下が実用性を損なわない範囲の
平均重合度のセルロースの場合、30%以下が好適であ
る。ただし、後処理等により架橋構造を持たせる場合、
更に低重合度、高セルロース濃度とすることができる。
が、30%以上にするには、平均重合度の低いものを使用
する必要があり、強度低下が実用性を損なわない範囲の
平均重合度のセルロースの場合、30%以下が好適であ
る。ただし、後処理等により架橋構造を持たせる場合、
更に低重合度、高セルロース濃度とすることができる。
又、セルロースの平均重合度については、セルロース
キサントゲン酸ナトリウム水溶液が良好に噴霧できる粘
度範囲、即ち、20℃にて10ポイズ以下に納まれば特に制
約はないが、上記を併せて考えれば、20〜500のものが
好適といえる。
キサントゲン酸ナトリウム水溶液が良好に噴霧できる粘
度範囲、即ち、20℃にて10ポイズ以下に納まれば特に制
約はないが、上記を併せて考えれば、20〜500のものが
好適といえる。
セルロースキサントゲン酸ナトリウム水溶液の粘度と
しては、噴霧装置の形式、能力等に影響されるため、一
律には決定できないが、上述したように、20℃にて10ポ
イズ以下が好適である。
しては、噴霧装置の形式、能力等に影響されるため、一
律には決定できないが、上述したように、20℃にて10ポ
イズ以下が好適である。
又、噴霧乾燥には、汎用の噴霧乾燥機を、何らの改造
もくわえずにそのまま使用することができる。この噴霧
装置としては、二流体ノズル、あるいはロータリーノズ
ル式噴霧機のいずれでも使用でき、乾燥用加熱空気の温
度は乾燥塔、セルロース濃度、風量等に左右されるが、
80〜250℃が好適といえる。
もくわえずにそのまま使用することができる。この噴霧
装置としては、二流体ノズル、あるいはロータリーノズ
ル式噴霧機のいずれでも使用でき、乾燥用加熱空気の温
度は乾燥塔、セルロース濃度、風量等に左右されるが、
80〜250℃が好適といえる。
上記の条件で噴霧乾燥を行なうことにより、微粉末セ
ルロースキサントゲン酸ナトリウムを得ることができ、
これは水酸化ナトリウム及びセルロースキサントゲン酸
ナトリウムから副生する各種の塩類を含んでいるので、
次いでこれを、例えば酸性溶液中に浸漬することによ
り、セルロースを再生すると共に、上記塩類の除去を行
なう。これらの操作は、水性溶媒中で同時に実施しても
よく、二段階に分けて実施してもよい。
ルロースキサントゲン酸ナトリウムを得ることができ、
これは水酸化ナトリウム及びセルロースキサントゲン酸
ナトリウムから副生する各種の塩類を含んでいるので、
次いでこれを、例えば酸性溶液中に浸漬することによ
り、セルロースを再生すると共に、上記塩類の除去を行
なう。これらの操作は、水性溶媒中で同時に実施しても
よく、二段階に分けて実施してもよい。
再生と水洗とを同時に行う場合は、塩酸、硫酸等の強
酸の希水溶液の使用が好適である。その際必要に応じて
硫酸亜鉛、硫酸ナトリウム等の塩類を共存させてもよ
い。
酸の希水溶液の使用が好適である。その際必要に応じて
硫酸亜鉛、硫酸ナトリウム等の塩類を共存させてもよ
い。
又、2段階に分けて再生、水洗を行う場合は、再生に
メタノール、エタノール等の低分子アルコール、テトラ
ヒドロフラン、トルエン等の塩酸、硫酸等の強酸を混合
し得る溶剤、それらの混合物、あるいはそれらと水との
混合物を使用することができる。
メタノール、エタノール等の低分子アルコール、テトラ
ヒドロフラン、トルエン等の塩酸、硫酸等の強酸を混合
し得る溶剤、それらの混合物、あるいはそれらと水との
混合物を使用することができる。
尚、セルロースの再生は、上記のような酸性溶液中で
行なう方法に限定されるわけではない。即ち、噴霧乾燥
により得られた微粉末セルロースキサントゲン酸ナトリ
ウムを、減圧下、不活性ガスの存在下で60〜120℃に保
ち、セルロースキサントゲン酸ナトリウムの分解を促進
させるのである。加熱時間は、条件により異なるが、10
〜600分であり、加熱後は、希酸水溶液中で中和し、洗
浄すればよい。
行なう方法に限定されるわけではない。即ち、噴霧乾燥
により得られた微粉末セルロースキサントゲン酸ナトリ
ウムを、減圧下、不活性ガスの存在下で60〜120℃に保
ち、セルロースキサントゲン酸ナトリウムの分解を促進
させるのである。加熱時間は、条件により異なるが、10
〜600分であり、加熱後は、希酸水溶液中で中和し、洗
浄すればよい。
又、セルロースの再生は、噴霧乾燥により得られた微
粉末セルロースキサントゲン酸ナトリウムを、セルロー
スキサントゲン酸ナトリウムあるいはセルロースの貧溶
媒中で、60〜120℃で10〜600分加熱し、その後、希酸水
溶液中で中和し、洗浄してもよい(更に、貧溶媒中に、
得られた微粉末セルロースキサントゲン酸ナトリウムに
含まれるアルカリ分を中和するに必要な量以上の強酸を
添加して、加熱してもよい。)ここでいうセルロースキ
サントゲン酸ナトリウムあるいはセルロースの貧溶媒と
しては、クロロホルム、テトラクロロエタン等のハロゲ
ン化炭素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、シ
クロヘキサノン、テトラリン等の脂環族炭化水素、エチ
レングリコール、プロピレングリコール等の高級アルコ
ール等を挙げることができる。
粉末セルロースキサントゲン酸ナトリウムを、セルロー
スキサントゲン酸ナトリウムあるいはセルロースの貧溶
媒中で、60〜120℃で10〜600分加熱し、その後、希酸水
溶液中で中和し、洗浄してもよい(更に、貧溶媒中に、
得られた微粉末セルロースキサントゲン酸ナトリウムに
含まれるアルカリ分を中和するに必要な量以上の強酸を
添加して、加熱してもよい。)ここでいうセルロースキ
サントゲン酸ナトリウムあるいはセルロースの貧溶媒と
しては、クロロホルム、テトラクロロエタン等のハロゲ
ン化炭素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、シ
クロヘキサノン、テトラリン等の脂環族炭化水素、エチ
レングリコール、プロピレングリコール等の高級アルコ
ール等を挙げることができる。
セルロースを再生した後、水により共存する塩類を溶
出させれば、高純度セルロース微粉末が得られる。
出させれば、高純度セルロース微粉末が得られる。
尚、微粉末は上記溶媒中に懸濁した状態で使用しても
よく、乾燥して使用してもよい。乾燥する場合、微粒子
同士の接着を防止するために、流動床等の乾燥装置が好
適であるが、通常の乾燥機でも時々混合することにより
接着を軽減でき、接着しても、乾燥後、機械的に容易に
分離できる。
よく、乾燥して使用してもよい。乾燥する場合、微粒子
同士の接着を防止するために、流動床等の乾燥装置が好
適であるが、通常の乾燥機でも時々混合することにより
接着を軽減でき、接着しても、乾燥後、機械的に容易に
分離できる。
以上のように構成される本発明方法で得られたセルロ
ース微粉末の外形は、条件によりやや異なり、球状に近
いものや、やや偏平なもの等があるが、いずれも平滑な
外形を示し、多孔性を有するものであり、X線回析によ
る結晶化度は40%以下、粒径は条件により異なるが、0,
1〜1,000μmのものである。
ース微粉末の外形は、条件によりやや異なり、球状に近
いものや、やや偏平なもの等があるが、いずれも平滑な
外形を示し、多孔性を有するものであり、X線回析によ
る結晶化度は40%以下、粒径は条件により異なるが、0,
1〜1,000μmのものである。
〈本発明の効果〉 本発明製造方法により得られるセルロース微粉末の粒
径、外形、内部の粗密等は、セルロースの平均分子量、
セルロースキサントゲン酸ナトリウム水溶液中の濃度、
噴霧乾燥条件等を変更することにより、任意に変更する
ことが可能である。
径、外形、内部の粗密等は、セルロースの平均分子量、
セルロースキサントゲン酸ナトリウム水溶液中の濃度、
噴霧乾燥条件等を変更することにより、任意に変更する
ことが可能である。
又、再生前の粉末は、水酸化ナトリウム等の塩類を含
んでおり、これを水により溶出させることにより、多孔
性を有する微粉末として得ることができる。
んでおり、これを水により溶出させることにより、多孔
性を有する微粉末として得ることができる。
そして、得られたセルロース微粉末は、各種の液体、
例えば芳香族、殺虫殺菌剤、染料溶液、インキ等の吸収
性がよいので、これらを担持するための担体、あるいは
各種のフィラー等として使用できる。
例えば芳香族、殺虫殺菌剤、染料溶液、インキ等の吸収
性がよいので、これらを担持するための担体、あるいは
各種のフィラー等として使用できる。
即ち、パルプ等の非晶部分を加水分解し、結晶部分を
残したセルロース微粉末は、角張っており、流動性がよ
くなく、物質の吸収性も十分でないのに対し、本発明に
よるセルロース粉末は、微粉末で、且つ、平滑な外形を
有し、物質の吸収性がよく、従って極めて有用である。
残したセルロース微粉末は、角張っており、流動性がよ
くなく、物質の吸収性も十分でないのに対し、本発明に
よるセルロース粉末は、微粉末で、且つ、平滑な外形を
有し、物質の吸収性がよく、従って極めて有用である。
〈実施例〉 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
〈実施例1〉 パルプを17,5重量%の水酸化ナトリウム水溶液中に40
℃で1時間浸漬し、もとの重量の2.8培になるまで絞
り、50℃にて5日間放置した。このアルカリセルロース
のJISp8101法による平均重合度は約105であった。
℃で1時間浸漬し、もとの重量の2.8培になるまで絞
り、50℃にて5日間放置した。このアルカリセルロース
のJISp8101法による平均重合度は約105であった。
このアルカリセルロースに対し、グルコース1残基当
たり1.5モルの二硫化炭素(CS2)を常温、減圧下に注入
して2時間反応させた。これに水酸化ナトリウムと水を
加え、セルロースキサントゲン酸ナトリウム10%(セル
ロース換算)、NaOH濃度9%とし、混合溶解した。
たり1.5モルの二硫化炭素(CS2)を常温、減圧下に注入
して2時間反応させた。これに水酸化ナトリウムと水を
加え、セルロースキサントゲン酸ナトリウム10%(セル
ロース換算)、NaOH濃度9%とし、混合溶解した。
これを噴霧乾燥機SD−12S N/R型(アシザワニロ・ア
トマイザー社製)を用い、下記の条件で噴霧乾燥した。
トマイザー社製)を用い、下記の条件で噴霧乾燥した。
熱風量 700m3/時 熱風温度 180℃ 原液供給量 20リットル/時 得られた粉末を、5%硫酸水溶液中でよく攪拌しなが
らセルロースに再生し、よく水洗した後、粒子同士の接
着が起こらないよう攪拌しながら乾燥した。
らセルロースに再生し、よく水洗した後、粒子同士の接
着が起こらないよう攪拌しながら乾燥した。
得られたセルロース微粉末は、粒径2〜10μm、平均
粒径6.5μm、X線回析法による結晶化度は25%であっ
た。
粒径6.5μm、X線回析法による結晶化度は25%であっ
た。
(実施例2) 実施例1と同じセルロースキサントゲン酸ナトリウム
の水溶液を、噴霧乾燥機プロダクションマイナー型(ア
シザワニロ・アトマイザー社製)を用い、下記の条件で
乾燥した。
の水溶液を、噴霧乾燥機プロダクションマイナー型(ア
シザワニロ・アトマイザー社製)を用い、下記の条件で
乾燥した。
熱風風量 300m3/時 熱風温度180℃ 原液供給量 3リットル/時 得られた粉末を、3%硫酸ーメタノール溶液中、室温
で1時間処理し、セルロース再生した後、水洗し、実施
例1と同様に乾燥した。
で1時間処理し、セルロース再生した後、水洗し、実施
例1と同様に乾燥した。
得られたセルロース微粉末は、粒径1〜10μm、平均
粒径5μm、X線回析法による結晶化度は21%であっ
た。
粒径5μm、X線回析法による結晶化度は21%であっ
た。
(実施例3) 実施例1のアルカリ含有パルプの放置時間を10日間に
延長して平均重合度約65とし、セルロース換算で15%の
セルロースキサントゲン酸ナトリウムの水溶液を作成し
た。
延長して平均重合度約65とし、セルロース換算で15%の
セルロースキサントゲン酸ナトリウムの水溶液を作成し
た。
これを実施例2と同じ条件で噴霧乾燥し、再生してセ
ルロース微粉末を得た。
ルロース微粉末を得た。
得られたセルロース微粉末の性状は下記の通りであっ
た。
た。
粒径1.5〜12μm 平均粒径8.5μm X線回析法による結晶化度19% このセルロース微粉末の走査電子顕微鏡写真を第1図
に示す。
に示す。
(比較例) パルプの非晶部分を分解し、結晶部分を残したセルロ
ース粉末アビセル(商品名:旭化成社製)の性状は下記
の通りであった。
ース粉末アビセル(商品名:旭化成社製)の性状は下記
の通りであった。
粒径3〜120μm 平均粒径40μm X線回析法による結晶化度85% その走査電顕写真を第2図に示す。
(実施例4) 実施例1で得られた噴霧乾燥後の粉末を、減圧しなが
ら、90℃にて30分間熱処理した。得られた粉末は強いア
ルカリ性であるので、1%硫酸水溶液で中和後、純水で
洗浄した。
ら、90℃にて30分間熱処理した。得られた粉末は強いア
ルカリ性であるので、1%硫酸水溶液で中和後、純水で
洗浄した。
得られたセルロース微粉末は、粒径1〜10μm、平均
粒径5μm、X線回析法による結晶化度は19%であっ
た。
粒径5μm、X線回析法による結晶化度は19%であっ
た。
(実施例5) 実施例1で得られた噴霧乾燥後の粉末を、硫酸を1%
添加したクロロホルムを使用し、70℃にて60分間還流熱
処理し、得られた粉末を水洗した。
添加したクロロホルムを使用し、70℃にて60分間還流熱
処理し、得られた粉末を水洗した。
得られたセルロース微粉末は、粒径1〜10μm、平均
粒径5μm、X線回析法による結晶化度は18%であっ
た。
粒径5μm、X線回析法による結晶化度は18%であっ
た。
(比較実験) 実施例1で得られたセルロース微粉末を水中に浸漬
し、十分吸水させた後、2,000rpmで20分間遠心脱水した
ときの吸水率は157%であった。
し、十分吸水させた後、2,000rpmで20分間遠心脱水した
ときの吸水率は157%であった。
一方、前記セルロース粉末アビセル(商品名:旭化成
社製)につき同一条件で測定した吸水率は105%であっ
た。
社製)につき同一条件で測定した吸水率は105%であっ
た。
第1図は実施例3で得られたセルロース微粉末の粒子構
造を示す走査電子顕微鏡写真、第2図はパルプの非晶部
分を分解し、結晶部分を残したセルロース微粉末の粒子
構造を示す走査電子顕微鏡写真である。
造を示す走査電子顕微鏡写真、第2図はパルプの非晶部
分を分解し、結晶部分を残したセルロース微粉末の粒子
構造を示す走査電子顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−43530(JP,A) 特開 昭54−74855(JP,A) 特開 昭62−79231(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 3/00 - 3/28 C08L 1/00 C08B 9/00,15/08
Claims (9)
- 【請求項1】セルロースキサントゲン酸ナトリウムの水
溶液を噴霧し、加熱して乾燥した後、得られたセルロー
スキサントゲン酸ナトリウムの微粉末を再生することを
特徴とするセルロース微粉末の製造方法。 - 【請求項2】セルロースキサントゲン酸ナトリウムは、
そのセルロースの平均重合度が20〜500である請求項1
に記載のセルロース微粉末の製造方法。 - 【請求項3】水溶液中のセルロースキサントゲン酸ナト
リウムの濃度が、セルロース換算で3〜30重量%である
請求項1又は2に記載のセルロース微粉末の製造方法。 - 【請求項4】セルロースキサントゲン酸ナトリウム水溶
液の粘度が、20℃において10ポイズ以下である請求項1
乃至3に記載のセルロース微粉末の製造方法。 - 【請求項5】再生は、酸性溶液中で行なうことを特徴と
する請求項1に記載のセルロース微粉末の製造方法。 - 【請求項6】再生は、加熱することにより行なうことを
特徴とする請求項1に記載のセルロース微粉末の製造方
法。 - 【請求項7】60〜120℃に加熱することにより再生する
ことを特徴とする請求項6に記載のセルロース微粉末の
製造方法。 - 【請求項8】セルロースキサントゲン酸ナトリウム及び
セルロースの貧溶液中で加熱することにより再生するこ
とを特徴とする請求項1に記載のセルロース微粉末の製
造方法。 - 【請求項9】60〜120℃に加熱することにより再生する
ことを特徴とする請求項8に記載のセルロース微粉末の
製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14926890A JP3044470B2 (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | セルロース微粉末の製造方法 |
EP91109123A EP0460609A1 (en) | 1990-06-07 | 1991-06-04 | Process for producing fine cellulose powder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14926890A JP3044470B2 (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | セルロース微粉末の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0441533A JPH0441533A (ja) | 1992-02-12 |
JP3044470B2 true JP3044470B2 (ja) | 2000-05-22 |
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ID=15471527
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---|---|---|---|
JP14926890A Expired - Fee Related JP3044470B2 (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | セルロース微粉末の製造方法 |
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Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0460609A1 (ja) |
JP (1) | JP3044470B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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