JPH0653761B2 - Pulp refining method - Google Patents
Pulp refining methodInfo
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- JPH0653761B2 JPH0653761B2 JP60222687A JP22268785A JPH0653761B2 JP H0653761 B2 JPH0653761 B2 JP H0653761B2 JP 60222687 A JP60222687 A JP 60222687A JP 22268785 A JP22268785 A JP 22268785A JP H0653761 B2 JPH0653761 B2 JP H0653761B2
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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、リグノセルロース材料より得たパルプより不
純物である残留ヘミセルロースなどを爆砕処理により効
果的に除去し純度の高いセルロース繊維を得るパルプの
精製法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to a pulp obtained by effectively removing residual hemicellulose which is an impurity from pulp obtained from a lignocellulosic material by blasting treatment to obtain cellulose fiber having high purity. It relates to a purification method.
（従来の技術及び問題点） セルロース原料として木材パルプやリンターといったリ
グノセルロースが用いられる。木材パルプは、リンター
パルプに比して、一般に残留へミセルロースが多いため
セルロース純度が低く、セルロース原料として利用する
場合には、問題が多い。(Conventional Technology and Problems) Lignocellulose such as wood pulp and linter is used as a cellulose raw material. Compared with linter pulp, wood pulp generally has a large amount of residual hemicellulose, so that the cellulose purity is low, and there are many problems when used as a cellulose raw material.
我々は、最近の研究で二酢酸セルロースのアセトン溶液
をガラスビーズ製ＧＰＣカラムを用いて分析をおこな
い、図−１に示すような４つのピークが現われることを
確認した。便宜上これらのピークを、溶出時間の短いも
のから順に、プレハンプＩ、プレハンプII、メインハン
プ、ポストハンプと名づけると、メインハンプはアセト
ン可溶の二酢酸セルロースであり、プレハンプＩは、超
遠心分離機を用いた詳細な実験によりゲルで構成されて
いるということが判明した。In a recent study, an acetone solution of cellulose diacetate was analyzed using a GPC column made of glass beads, and it was confirmed that four peaks as shown in Fig. 1 appeared. For the sake of convenience, these peaks are named, in order from the one with the shortest elution time, pre-hump I, pre-hump II, main hump, and post hump. The main hump is acetone-soluble cellulose diacetate, and pre-hump I is an ultracentrifuge. It was found that it was composed of a gel by a detailed experiment using.
またパルプ中に存在するヘミセルロースの大部分がこの
ゲル中に集中していることもわかった。プレハンプIIに
関しては、ガラス系及びビニール系充填剤を用いたカラ
ムでのプレハンプIIの出現状況から、アニオン性の分子
で構成されていると推定した。ポストハンプに関して
は、酢酸セルロースの解重合物と考えられている。ここ
で、二酢酸セルロースとは平均酢化度が５３〜５７％の
酢酸セルロースを意味する。It was also found that most of the hemicellulose present in the pulp was concentrated in this gel. Regarding the pre-hump II, it was presumed that the pre-hump II was composed of anionic molecules from the appearance of the pre-hump II on the column using the glass-based and vinyl-based packing materials. Posthump is considered to be a depolymerized product of cellulose acetate. Here, the cellulose diacetate means cellulose acetate having an average acetylation degree of 53 to 57%.
これまで、酢酸セルロース製造用に用いてきたセルロー
ス原料は、α−セルロース含量が９５％以上と高く比較
的低α−セルロース含量の原料を使いこなすことは困難
であった。これはα−セルロース含量が低くなるほど、
二酢酸セルロースのアセトン溶液中にできるゲル量、す
なわちプレハンプＩが増加するためでゲルによるフィル
ターやノヅルの目づまり、紡糸の際の糸切れを引きおこ
すと考えられてきた。また色相に関しても酢化触媒とし
て用いられる硫酸がエステルとして存在するため色相に
悪影響を及ぼし、ＧＰＣ曲線上では、プレハンプIIに溶
出すると推定されている。Up to now, the cellulose raw material used for producing cellulose acetate has a high α-cellulose content of 95% or more, and it has been difficult to use a raw material having a relatively low α-cellulose content. This means that the lower the α-cellulose content,
It has been considered that the amount of gel formed in the acetone solution of cellulose diacetate, that is, the pre-hump I increases, which causes clogging of the filter and nodule due to the gel and thread breakage during spinning. Further, regarding the hue, it is presumed that sulfuric acid used as an acetylation catalyst exists as an ester, which adversely affects the hue and elutes in the pre-hump II on the GPC curve.
図−１に示されるような４つのピークのうちプレハンプ
ＩとIIは木材パルプのようにα−セルロース含量の低い
ものに、顕著に現われる一方、綿などを原料とした酢酸
セルロースにおいては、非常に少ないことも知られてい
る。従って実用上、さまざまな問題をおこしうる異種成
分（プレハンプＩ及びII）の少ない酢酸セルロースを木
材パルプのような低α−セルロース含量の材料よりつく
り得るならば酢酸セルロース製造上大きなメリットとな
る。さらにこれらの実用物性上の諸問題解決は、酢酸セ
ルロースのみならず他のセルロース誘導体の製造におい
ても大きなメリットとなる。Among the four peaks as shown in Fig. 1, pre-humps I and II remarkably appear in the one with low α-cellulose content like wood pulp, while in cellulose acetate made from cotton etc. It is also known to be few. Therefore, in practice, it would be a great advantage in the production of cellulose acetate if cellulose acetate having a small amount of different components (pre-humps I and II) capable of causing various problems can be made from a material having a low α-cellulose content such as wood pulp. Furthermore, solving these problems in practical physical properties is a great advantage not only in the production of cellulose acetate but also in the production of other cellulose derivatives.
従ってセルロース原料よりヘミセルロース等の不純物を
除去できればセルロース誘導体の実用物性に関する諸問
題の解決につながる。ところが、これまで、セルロース
純度を上げる精製法としては漂白精製が採用されている
が、セルロースの解重合や変質があり、高度に漂白して
も木材パルプを用いた場合は３％程度のヘミセルロース
が残存する。Therefore, if impurities such as hemicellulose can be removed from the cellulose raw material, it will lead to the solution of various problems concerning the practical physical properties of the cellulose derivative. However, until now, bleaching and refining has been adopted as a purification method for increasing the purity of cellulose. However, due to depolymerization and alteration of cellulose, even if highly bleached, about 3% of hemicellulose is obtained when wood pulp is used. To remain.
一方、爆砕処理法は、木材の酵素糖化に対する前処理法
として、開発されたが木材にこの処理を適用したので
は、リグニンやヘミセルロース等の不純物を取りのぞけ
るものの、セルロース誘導体製造用などの高純度セルロ
ースパルプは得られずこれまでセルロース原料の精製法
としては用いられていなかった。On the other hand, the explosive treatment method was developed as a pretreatment method for enzymatic saccharification of wood, but applying this treatment to wood removes impurities such as lignin and hemicellulose, but it is of high purity for the production of cellulose derivatives. Cellulose pulp has not been obtained and thus far has not been used as a method for refining cellulose raw materials.
（問題点を解決するための手段） 本発明者らはリグノセルロース材料より得たパルプ（セ
ルロース含量８０％以上）を爆砕処理することにより、
これまでの蒸解及び漂白過程で取りのぞきえなかった残
留ヘミセルロースなどの不純物を効果的に除去しセルロ
ース純度の高いセルロース繊維が得られることを見い出
し、本発明を完成した。(Means for Solving Problems) The present inventors have carried out an explosion treatment on pulp (cellulose content of 80% or more) obtained from a lignocellulosic material,
It was found that cellulose fibers having high cellulose purity can be obtained by effectively removing impurities such as residual hemicellulose, which could not be removed in the cooking and bleaching processes up to now, and completed the present invention.
即ち本発明は、リグノセルロース材料より得たセルロー
ス含量８０％以上のパルプを爆砕処理することを特徴と
するパルプの精製法である。That is, the present invention is a pulp refining method characterized by subjecting pulp having a cellulose content of 80% or more obtained from a lignocellulosic material to an explosion treatment.
（出発物） 本発明に使用するパルプとしては晒パルプ、未晒パルプ
ともに使用可能であるが、晒パルプでセルロース含量８
０％以上が好ましい。パルプ種は、木材、綿を含むすべ
てのリグノセルロース材料に適用しうる。(Starting Material) As the pulp used in the present invention, both bleached pulp and unbleached pulp can be used.
0% or more is preferable. Pulp species can be applied to all lignocellulosic materials including wood, cotton.
（精製法） 本発明の爆砕処理としては原料パルプを耐圧容器中で高
温（１００〜３００℃）、高圧（５〜２００kg/cm2）の
水蒸気で短時間（１０秒〜１時間）、好ましくは２２０
℃前後、３０kg/cm2程度で数分間蒸煮しその後急速に減
圧大気圧下に放出することにより精製を行うが急速に減
圧大気圧下に放出せずに徐々に水蒸気を除き常圧にもど
すか、蒸煮後、密閉して放冷によって徐々に冷却し、反
応槽内の水蒸気の凝縮によって大気圧にもどしてもよ
い。(Purification method) For the blasting treatment of the present invention, the raw material pulp is heated in a pressure vessel at high temperature (100 to 300 ° C) and high pressure (5 to 200 kg / cm 2 ) for a short time (10 seconds to 1 hour), preferably 220
Purification is carried out by steaming at about 30 ° C / cm 2 for about several minutes and then rapidly releasing it under reduced pressure and atmospheric pressure, but without releasing rapidly under reduced pressure and atmospheric pressure, gradually remove steam and return to normal pressure. After steaming, the mixture may be closed, gradually cooled by cooling, and returned to atmospheric pressure by condensation of water vapor in the reaction tank.
処理試料は引き続き水抽出及びメタノール又はジオキサ
ンなどの有機溶媒で抽出処理することが好ましい。The treated sample is preferably subsequently subjected to water extraction and extraction treatment with an organic solvent such as methanol or dioxane.
この抽出処理条件としては公知の処理条件を適用すれば
良い。A known processing condition may be applied as the extraction processing condition.
（発明の効果） 本発明はリグノセルロース材料より得たパルプを爆砕処
理することによりセルロース純度の高いパルプを得るこ
とができる。(Effects of the Invention) In the present invention, pulp having a high cellulose purity can be obtained by subjecting pulp obtained from a lignocellulosic material to blast treatment.
（実施例） 以下の実施例によって本発明を説明するが、これらによ
って本発明を限定するものではない。(Example) The present invention will be described by the following examples, but the present invention is not limited to these.
実施例１ 木材パルプ（αセルロース、９４．５％）１００ｇ（絶
乾量）を２の耐圧容器に入れ２２０℃、２８kg/cm2の
水蒸気で、４分及び８分蒸煮したのち、急速に大気圧に
減圧した。この爆砕処理で得られた爆砕パルプを水抽
出、ジオキサン抽出したのち、アルジトールアセテート
法を用いて残留ヘミセルロース量を測定した。厳密に
は、構成糖からセルロース及びキシラン、グルコマンナ
ンといったヘミセルロース量を算出しえないが、ここで
は構成糖比をもって、それらの化学成分比と考えること
にする。Example 1 100 g of wood pulp (α cellulose, 94.5%) (absolute dry amount) was placed in a pressure resistant container of 2 and steamed at 220 ° C. and 28 kg / cm 2 of steam for 4 minutes and 8 minutes, and then rapidly expanded. The pressure was reduced to atmospheric pressure. The blast pulp obtained by this blast treatment was extracted with water and dioxane, and the amount of residual hemicellulose was measured by the alditol acetate method. Strictly speaking, the amounts of hemicellulose such as cellulose and xylan and glucomannan cannot be calculated from the constituent sugars, but here, the constituent sugar ratio is regarded as the chemical component ratio thereof.
図−２には、爆砕処理前と処理後試料の構成糖の分析結
果が示してある。爆砕処理前パルプは、現在セルロース
原料パルプとして市場に出まわっているセルロース誘導
体用溶解パルプである。しかしながら、前述の通り２．
３％程度のヘミセルロースが存在する。ところが４分及
び８分処理をほどこすと効果的に残存ヘミセルロースが
除去される。その結果セルロース純度が処理前の９７．
７％から９９．２％に上った。Fig. 2 shows the analysis results of constituent sugars of the samples before and after the blasting treatment. The pre-blasting pulp is a dissolving pulp for cellulose derivative currently on the market as a cellulose raw material pulp. However, as described above, 2.
About 3% hemicellulose is present. However, after 4 and 8 minutes of treatment, the residual hemicellulose is effectively removed. As a result, the cellulose purity was 97.
From 7% to 99.2%.
ヘミセルロース量でみてみると処理前の溶解パルプに残
存するものの約４４％及び６４％が爆砕処理４分、８分
でそれぞれ抽出されている。このことは、これまで蒸
解、漂白により得られる木材精製溶解パルプの純度を飛
躍的に上昇させえたことを意味する。In terms of the amount of hemicellulose, about 44% and 64% of what remains in the dissolving pulp before the treatment are extracted in 4 minutes and 8 minutes in the blasting treatment, respectively. This means that the purity of the refined wood-dissolving pulp obtained by cooking and bleaching has been dramatically increased so far.
実施例２ 未処理パルプと爆砕パルプ４分、及び８分処理品を常法
に従い酢化処理し、二酢酸セルロースを調製した。得ら
れた二酢酸セルロースの酢化度は中和滴定法による結合
酢酸量の定量により求めた。これより置換度（ＤＳ）を
算出した。Example 2 The untreated pulp and the crushed pulp for 4 minutes and 8 minutes were acetylated according to a conventional method to prepare cellulose diacetate. The degree of acetylation of the obtained cellulose diacetate was determined by quantifying the amount of bound acetic acid by the neutralization titration method. From this, the degree of substitution (DS) was calculated.
二酢酸セルロースの性状を知るためHazeと硫酸透過率を
測定した。ヘイズは、９５％アセトン溶液をハンターモ
デルＤ２５で測定硫酸透過率は６６％濃硫酸中で３時間
溶解（２０℃）後分光光度計スペクトロフォトメーター
日立１２４を用い４４０ｎｍで透過率を測定した。Haze and sulfuric acid permeability were measured to know the properties of cellulose diacetate. For haze, 95% acetone solution was measured by Hunter model D25. Sulfuric acid transmittance was dissolved in 66% concentrated sulfuric acid for 3 hours (20 ° C.), and then the transmittance was measured at 440 nm using a spectrophotometer spectrophotometer Hitachi 124.
また、得られた二酢酸セルロースのＧＰＣパターンを求
めるため以下の測定条件に従って測定をおこなった。Further, in order to obtain the GPC pattern of the obtained cellulose diacetate, measurement was carried out under the following measurement conditions.
装 置：ＧＰＣ−ＬＡＬＬＳ（ウォター社 １５０Ｃ
型） カラム：ＧＭＰＷ（東洋ソーダ） インジェクション：０．２％（ｗｔ／ｖｄ）５０μ 溶 媒：アセトン 流 量：１ml／min チャートスピード：２cm／min 表−１には得られた二酢酸セウロースの性状を示めし
た。またＧＰＣパターン（図−１）での全流出量に対す
るプレハンプＩ及びIIでの流出量の割合を示した。得ら
れた酢化度（又はＤＳ値）はほぼ等しいにもかかわらず
爆砕処理した試料を用いることにより明らかにプレハン
プＩ及びIIの量が低減し、それに伴って硫酸透過率も上
昇した。Equipment: GPC-LALLS (Water Co. 150C
Type) Column: GMPW (Toyo Soda) Injection: 0.2% (wt / vd) 50μ Solvent: Acetone Flow rate: 1 ml / min Chart speed: 2 cm / min Table-1 shows the properties of sucrose diacetate obtained. Was shown. Further, the ratio of the outflow amount of Prehump I and II to the total outflow amount in the GPC pattern (Fig. 1) is shown. Although the acetylation degree (or DS value) obtained was almost the same, the amount of pre-humps I and II was obviously reduced by using the sample subjected to the blast treatment, and the sulfuric acid permeability was also increased accordingly.
図−１は二酢酸セルロース／アセトン溶液のＧＰＣ曲線
のパターンを示す。 図−２は実施例１におけるパルプの爆砕処理時間と構成
糖の相関を図示したものである。 図−３は実施例２における未処理パルプ及び爆砕処理
（４分、８分）パルプより得られた二酢酸セルロース・
アセトン溶液のＧＰＣ曲線を示す。FIG. 1 shows the pattern of the GPC curve of the cellulose diacetate / acetone solution. FIG. 2 illustrates the correlation between the pulp blasting treatment time and constituent sugars in Example 1. FIG. 3 shows cellulose diacetate obtained from untreated pulp and blast-treated (4 minutes, 8 minutes) pulp in Example 2.
The GPC curve of an acetone solution is shown.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−152889（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−173001（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP 55-152889 (JP, A) JP 60-173001 (JP, A)
Claims (1)
ルロース含量、８０％以上）を爆砕処理することを特徴
とするパルプの精製による酢酸セルロース製造用パルプ
の製造法。1. A method for producing pulp for producing cellulose acetate by refining pulp, which comprises subjecting pulp (cellulose content, 80% or more) obtained from a lignocellulosic material to explosive treatment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60222687A JPH0653761B2 (en) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | Pulp refining method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60222687A JPH0653761B2 (en) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | Pulp refining method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6284101A JPS6284101A (en) | 1987-04-17 |
| JPH0653761B2 true JPH0653761B2 (en) | 1994-07-20 |
Family
ID=16786337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60222687A Expired - Lifetime JPH0653761B2 (en) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | Pulp refining method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0653761B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55152889A (en) * | 1979-05-16 | 1980-11-28 | Kikkoman Shoyu Co Ltd | Pulp producing method |
| JPS60173001A (en) * | 1984-02-20 | 1985-09-06 | Jujo Pulp Kk | Production of fine cellulose particle |
-
1985
- 1985-10-08 JP JP60222687A patent/JPH0653761B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6284101A (en) | 1987-04-17 |
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