JPH0359035A - リグノセルロース物質濃厚溶液の製造方法 - Google Patents

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〕 本発明は、リグノセルロース物質の濃厚溶液製造方法に
関するものである。更に詳しく述べるならば、本発明は
、リグノセルロース物質を均一に、効率よく溶解してそ
の濃厚溶液を製造する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

森林から生産される諸賢源は、再生可能なものであって
、その有効な循環利用が現在強く望まれている。例えば
、バルブ工業や木材工業のような木材を原料とする工業
においては、それから発生する木質系廃棄物の有効な利
用方法の確立が急がれており、また、稲わらやもみがら
のようなリグノセルロース物質を含有する農業廃棄物の
有効利用方法についても、早急の開発が待ち望まれてい
る。

木材などを含有するリグノセルロース材料の有効利用法
としては、例えば、特開昭５７−２３６０号、および特
公昭６３−１９９２号などにリグノセルロース分子中の
水酸基の一部分に、少なくとも１種の置換基を導入して
得られる化学修飾リグノセルロース材料を有機溶媒に溶
解し、この溶液を種々の樹脂材料用原料として利用する
方法が開示されている。

また、特開昭６０−２０６８８３号および６０−１０４
５１３号公報には、リグノセルロース材料をフェノール
化合物−ホルムアルデヒド樹脂系接着剤として利用する
方法、およびこれを繊維化する方法が開示されている。

更に、特開昭６１−２１５６７６号、および６１−２１
５６７５号公報には、リグノセルロース材料を多価アル
コール、又はビスフェノール化合物からなる溶剤に溶解
し、この溶液とボリウレクン系、エポキシ系、或はその
他の樹脂材料とともに用いて成形物、発砲体、或は接着
剤を製造する方法などが開示されている。

更に、特開昭６１−２６１３５８号公報には、前処理な
しの木材を、触媒を用いることなしでフェノール化合物
、又はビスフェノール化合物からなる溶剤に直接溶解す
る方法が開示されており、特開昭６２−７９２３０号公
報には、前処理なしの木材を、アルコール化合物、多価
アルコール化合物、オキシエーテル化合物、環状エーテ
ル化合物、またはケトン化合物からなる溶剤に触媒を用
いることな（直接溶解する方法が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のようなリグノセルロース物質の利用に関する従来
技術における問題点は、木材などのリグノセルロース物
質の均一な濃厚溶液の調製が困難であるという点にあっ
た。例えば５０％以上の高濃度のリグノセルロース物質
溶液を得るために、有機溶媒中に当該高濃度に相当する
量のリグノセルロース物質を混合し、この混合物を溶解
反応容器中に充填し、加圧下、又は常圧下で、これに加
熱溶解処理を施す場合、リグノセルロース物質が多量の
空気を含んでいるため熱の伝達効率が低く、このため空
気等の除去および溶解に長時間を要し、エネルギーコス
トが高く、生産性が低いという問題点があった。

本発明は従来技術の上記問題点を解消し、リグノセルロ
ース物質の濃度溶液を、簡単な操作で効率よく製造する
方法を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段・作用〕

本発明のリグノセルロース物質濃厚溶液の製造方法は、
リグノセルロース物質の濃厚溶液を調製するに際し、先
ず、有機溶媒にセルロース物質を３０重量％以下の濃度
に溶解し、その後、先行溶解工程により得られた溶液に
、リグノセルロース物質を追加し、その濃度を２〜１５
重量％の範囲内で漸次増加させる溶解操作を１回以上施
すことを特徴とするものである。

本発明方法に用いられるリグノセルロース物質は、木材
片、木粉、木材ａｍ、木材チップ、単板くず、合板くず
、古紙、パルプ、稲わら、モミガラ、コーリャン、バガ
ス、竹、麦わらなどを包含する植物！ａｍ材料から選択
することができる。

本発明方法に用いられる有機溶媒は、下記のようなフェ
ノール類から選択された少なくとも１種を主成分として
含むものである。

（１）−価フエノール化合物：例えば、フェノール、０
−・ｍ−１およびｐ−クレゾール、３５−　２．３−１
および２．６−キシレノール、ｏ−１ｍ−１およびｐ−
プロピルフェノール、０−１ｍ−１およびｐ−ブチルフ
ェノール、〇−ｍ−１およびｐ−５ｅｃ−ブチルフェノ
ール、０−ｌｍ−およびｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノー
ル、ヘキシルフェノール、フェニルフェノール、オクチ
ルフェノール、およびナフトールなど （２〉二価フェノール化合物：例えばカテコール、レゾ
ルシノール、キノール、ビスフェノールＡ１ビスフエノ
ールＢおよびビスフェノールＦなど （３）三価フェノール化合物：例えばピロガロール、ク
ロログリシン、トリヒドロベンゼン、および浸食子酸。

有機溶媒は、溶解触媒を含んでいてもよく、含んでいな
くてもよい。

溶解触媒は下記の酸類から選ばれた少なくとも１員を含
むものである。

（１）無機（鉱）酸：例えば塩酸、硫酸、リン酸および
臭化水素など （２）有機酸 （イ）カルボン酸；ギ酸、酢酸、シュウ酸、酒石酸、お
よび安息香酸など （０）’［１スルホン酸：例エバフェノールスルホン酸
およびｐ−トルエンスルホン酸など（ハ〉有機スルフィ
ンＩ：例えばフェノールスルフィン酸 （ニ）その他；例えば尿酸 溶解触媒を用いる場合、溶液中に含まれるリグノセルロ
ース物質の最終合計量１００重量部に対し、０．１〜２
０重量部の溶解触媒を用いることが好ましい。

本発明方法において、得られるリグノセルロース物質濃
厚溶液の最終濃度については格別の限定はなく、リグノ
セルロース物質の種類、有機溶剤の種類および溶液の用
途、溶解操作における加圧の有無などを勘案して適宜設
定することができるが一般に、４０重量％以上であるこ
とが好ましい。

加圧溶解の場合、得られる濃厚溶液に、リグノセルロー
ス物質の濃度に格別の限界はない。加圧の程度も格別の
限定はないが、一般に、２〜６０ｋｇ／ｃｄ程度である
ことが好ましい。

常圧溶解および加圧溶解のいづれにおいても、有機溶媒
１００重量部に対して、最終合計量５０〜１０００重量
部のリグノセルロース物質を溶解することが可能である
。

本発明方法の各溶解操作における溶解温度に格別の限定
はないが、リグノセルロース物質の種類、有機溶剤の種
類、圧力および濃度などを勘案して、加圧溶解の場合に
は２００℃〜３００℃、常圧溶解の場合には１００℃〜
２００℃の範囲に設定することが好ましい。

本発明方法においてその第１溶解操作においてリグノセ
ルロース物質は３０重量％以下の濃度、好ましくは１０
〜２５重量％の濃度で溶解される。この濃度が３０重量
％より高くなると均一溶解が困難になり、場合によって
は殆んど溶解しないこともある。

また、第２溶解操作以降の各溶解操作においては、リグ
ノセルロース物質の濃度の増加を２〜１５重量％である
。このとき、各溶解操作におけるリグノセルロース物質
濃度の増加が２重量％未渦の場合、所望濃厚濃度に到達
するに要する溶解操作の回数が過多になって、経済性お
よび生産性が不十分になり、また、それが１５重量％よ
り高くなると、リグノセルロース物質の均一な溶解が困
難になり、溶解に長時間を要したり、或は均一溶液が得
られないことがある。

〔実施例〕

本発明方法を下記実施例により更に説明する。

実施例１ ６０ｇ木粉を、第１表記載の溶解操作により、フェノー
ル５０ｇと３．７５ｍ１．のフェノールスルフォン酸（
溶解触媒、フェノール重量に対し、７．５％に相当）と
の混合物（５３，７５ｇ　）に溶解した。

第 表 但し、上記溶解操作は加熱、および冷却装置および撹拌
機つきフラスコ中において行われた。

得られた木粉溶液は、良好な流動性を示した。

比較例１ 実施例１と同様の操作を行った。但し、木粉の全１（６
０ｇ）を−度に溶媒に混合した。常圧、１５０℃の溶解
操作が６０分間経過したとき、混合物は全体として黒色
を呈するのみで、固体状であった。この加熱溶解操作を
約１０時間続けたが、フラスコの底部にある木粉部分が
部分的に溶解したが全体としては懸濁混合物の状態であ
った。

実施例２ １、　ＯＩ！オートクレーブにフェノール４００ｇを仕
込み、第２表記載の溶解操作により、木粉を溶解した。

最終の未溶解木粉の重量は全仕込み木粉重量に対して１
％以下であり、得られた木粉ａ厚溶液は、良好な流動性
を示した。

第２表 比較例２ 実施例２と同一のオートクレーブに、木粉６００ｇおよ
びフェノール４００ｇを同時に仕込み、２５０°Ｃで６
時間加温した。その後、溶解物を観察したところ、不均
一で流動性が無く、未溶解木粉重量は、全仕込み木粉重
量に対し１９％であった。

〔発明の効果〕

本発明方法によりリグノセルロース物質の均一な濃厚溶
液を短時間内に効率よく、かつ高い生産性で製造するこ
とが可能になった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、リグノセルロース物質の濃厚溶液を調製するに際し
   、先ず、有機溶媒に、リグノセルロース物質を、３０重
   量％以下の濃度に溶解し、その後、先行溶解工程により
   得られた溶液に、リグノセルロース物質を追加し、その
   濃度を２〜１５重量％の範囲内で漸次増加させる溶解操
   作を１回以上施すことを特徴とする、リグノセルロース
   物質濃厚溶液の製造方法。