JP2017218525A - リン酸化セルロース繊維の製造方法及びセルロース含有物 - Google Patents
リン酸化セルロース繊維の製造方法及びセルロース含有物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017218525A JP2017218525A JP2016115012A JP2016115012A JP2017218525A JP 2017218525 A JP2017218525 A JP 2017218525A JP 2016115012 A JP2016115012 A JP 2016115012A JP 2016115012 A JP2016115012 A JP 2016115012A JP 2017218525 A JP2017218525 A JP 2017218525A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cellulose
- containing material
- fiber
- phosphorylated
- mass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 184
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 184
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 title claims abstract description 140
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 51
- 230000000865 phosphorylative effect Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 81
- 238000006366 phosphorylation reaction Methods 0.000 claims description 79
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical group CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 63
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 61
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 claims description 47
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 33
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 27
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 26
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 26
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 18
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 15
- 230000026731 phosphorylation Effects 0.000 claims description 12
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- OISVCGZHLKNMSJ-UHFFFAOYSA-N 2,6-dimethylpyridine Chemical compound CC1=CC=CC(C)=N1 OISVCGZHLKNMSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 6
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 3
- HPYNZHMRTTWQTB-UHFFFAOYSA-N dimethylpyridine Natural products CC1=CC=CN=C1C HPYNZHMRTTWQTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 33
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 32
- 229940126062 Compound A Drugs 0.000 description 24
- NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N Heterophylliin A Natural products O1C2COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC2C(OC(=O)C=2C=C(O)C(O)=C(O)C=2)C(O)C1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 21
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 17
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 17
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 15
- 239000013055 pulp slurry Substances 0.000 description 14
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 11
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 8
- 206010061592 cardiac fibrillation Diseases 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 230000002600 fibrillogenic effect Effects 0.000 description 8
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 7
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 5
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 5
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 5
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 5
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 4
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 4
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 3
- 239000003495 polar organic solvent Substances 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 3
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N Acetamide Chemical compound CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N D-gluconic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 2
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N Ethylamine Chemical compound CCN QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N Methanesulfonic acid Chemical compound CS(O)(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XGEGHDBEHXKFPX-UHFFFAOYSA-N N-methyl urea Chemical compound CNC(N)=O XGEGHDBEHXKFPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical group 0.000 description 2
- 239000002761 deinking Substances 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- LUBJCRLGQSPQNN-UHFFFAOYSA-N 1-Phenylurea Chemical compound NC(=O)NC1=CC=CC=C1 LUBJCRLGQSPQNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 3-azaniumyl-2-hydroxypropanoate Chemical compound NCC(O)C(O)=O BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 1
- 241001474374 Blennius Species 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYECOJGRJDOGPP-UHFFFAOYSA-N Ethylurea Chemical compound CCNC(N)=O RYECOJGRJDOGPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000251555 Tunicata Species 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N ammonium phosphates Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])([O-])=O ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 1
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940092714 benzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- RJNJWHFSKNJCTB-UHFFFAOYSA-N benzylurea Chemical compound NC(=O)NCC1=CC=CC=C1 RJNJWHFSKNJCTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N biuret Chemical compound NC(=O)NC(N)=O OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 1
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-N chloric acid Chemical compound OCl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940005991 chloric acid Drugs 0.000 description 1
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940077239 chlorous acid Drugs 0.000 description 1
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N diphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(O)=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-M ethanesulfonate Chemical compound CCS([O-])(=O)=O CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 description 1
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 1
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940071870 hydroiodic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000008155 medical solution Substances 0.000 description 1
- 229940098779 methanesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- -1 methyl hydroxypropyl Chemical group 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 1
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 125000002270 phosphoric acid ester group Chemical class 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 1
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 229940005657 pyrophosphoric acid Drugs 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N triflic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(F)(F)F ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
- 238000004736 wide-angle X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Description
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
[2] リン酸化する工程は、セルロース繊維と、有機溶媒と、リン酸化剤と、を混合する工程を含む[1]に記載のリン酸化セルロース繊維の製造方法。
[3] 有機溶媒が、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチルピロリドン(NMP)、アニリン、ピリジン、キノリン、ルチジン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジオキサン及び尿素から選ばれる少なくとも1種を含む[2]に記載のリン酸化セルロース繊維の製造方法。
[4] リン酸化剤は、脱水縮合リン酸、無水リン酸及びリン酸から選ばれる少なくとも1種を含む[2]又は[3]に記載のリン酸化セルロース繊維の製造方法。
[5] リン酸化する工程は、加熱をする工程を含み、加熱をする工程において140℃で加熱をした場合に、加熱開始時から60分経過時までのリン酸化反応速度が0.018mmol/g・min以上である[1]〜[4]のいずれかに記載のリン酸化セルロース繊維の製造方法。
[6] リン酸化する工程を経る前のセルロース繊維を含むセルロース含有物のTappi T230に準じて測定した比粘度をV1とし、リン酸化する工程で得られるセルロース繊維を含むセルロース含有物のTappi T230に準じて測定した比粘度をV2とした場合、V2/V1の値が0.74以上である[1]〜[5]のいずれかに記載のリン酸化セルロース繊維の製造方法。
[7] リン酸化する工程で得られるセルロース繊維を含むセルロース含有物のTappi T230に準じて測定される比粘度が8.0以上である[1]〜[6]のいずれかに記載のリン酸化セルロース繊維の製造方法。
[8] 繊維幅が1000nm以下であるセルロース繊維を含むセルロース含有物であって、セルロース含有物を固形分濃度が0.4質量%となるように水により希釈して得られるスラリーの、3rpm、液温25℃の条件にてB型粘度計により測定される粘度が14500mPa・s以上であるセルロース含有物。
[9] 0.1mmol/g以上のリン酸基を有するセルロース繊維を含み、かつTappi T230に準じて測定される比粘度が8.0以上であるセルロース含有物。
[10] Tappi T230に準じて測定して得られる重合度が870以上である[9]に記載のセルロース含有物。
[11] 有機溶媒成分を含む[9]又は[10]に記載のセルロース含有物。
本発明は、セルロース繊維をリン酸化する工程(以下、リン酸化反応工程ともいう)を含むリン酸化セルロース繊維の製造方法に関する。本発明のリン酸化セルロース繊維の製造方法における反応系の初期含水率は40質量%未満である。
セルロース繊維のリン酸化反応は実質的に水が存在しない条件下で進行する。しかし、従来は、リン酸化反応工程におけるセルロース繊維の溶媒は、リン酸化剤の溶解性を高め均一分散をさせやすくするために水系溶媒であることが好ましいと考えられていた。このためリン酸化反応が進行するまでに時間を要するという問題があった。本発明では、敢えて、リン酸化反応工程における溶媒の初期含水率を低くすることにより、セルロース繊維のリン酸化反応の開始時点を早め、さらに、リン酸化反応時のリン酸基導入速度を速めることに成功したものである。特に、リン酸化反応の開始時から所定時間経過時までのリン酸化反応の速度を速めることができるため、リン酸化反応工程にかかる時間を大幅に短縮することができる。これにより、リン酸化セルロース繊維の生産効率を効果的に高めることができる。
本実施形態において、リン酸化反応工程に供されるセルロース含有物は、たとえばセルロース繊維を75質量%以上含むものであることが好ましく、80質量%以上含むことがより好ましく、85質量%以上含むことがさらに好ましい。これにより、リン酸化セルロース繊維の製造効率をより効果的に向上させることが可能となる。一方で、セルロース含有物中に含まれるセルロース繊維の含有量の上限値は、特に限定されず、たとえば100質量%とすることができる。なお、セルロース含有物としては、たとえば後述するパルプを挙げることができる。
リン酸化反応工程は、セルロース繊維にリン酸基又はリン酸基に由来する置換基(単にリン酸基ということもある)を導入する工程である。リン酸基はリン酸からヒドロキシル基を取り除いたものにあたる、2価の官能基である。具体的には−PO3H2で表される基である。リン酸基に由来する置換基は、リン酸基が縮重合した基、リン酸基の塩、リン酸エステル基などの置換基が含まれ、イオン性置換基であっても、非イオン性置換基であってもよい。
ηsp=(η1/η0)−1
[η]=ηsp/(c(1+0.28×ηsp))
ここで、式中のcは、粘度測定時のセルロース含有物またはリン酸化セルロース含有物の濃度を示す。
DP=1.75×[η]
このような重合度は粘度法によって測定された平均重合度であることから、「粘度平均重合度」と称されることもある。
本発明のリン酸化セルロース繊維の製造方法は、リン酸化反応工程を含み、さらに解繊処理工程を含むことができる。リン酸化セルロース繊維の製造方法が解繊処理工程を含む場合は、リン酸化反応工程と、後述する解繊処理工程の間にアルカリ処理工程を設けることが好ましい。アルカリ処理の方法としては、特に限定されないが、例えば、アルカリ溶液中に、リン酸化セルロース繊維を浸漬する方法が挙げられる。なお、当該アルカリ処理に供されるのは、リン酸化反応工程により得られたリン酸化セルロース含有物であってもよい。
アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液への浸漬時間は特に限定されないが、5分以上30分以下が好ましく、10分以上20分以下がより好ましい。
アルカリ処理におけるアルカリ溶液の使用量は特に限定されないが、リン酸化セルロース繊維の絶対乾燥質量に対して100質量%以上100000質量%以下であることが好ましく、1000質量%以上10000質量%以下であることがより好ましい。
本発明のリン酸化セルロース繊維の製造方法が解繊処理工程を含む場合は、リン酸化反応工程と、後述する解繊処理工程の間に酸処理工程を設けてもよい。また、リン酸化反応工程、酸処理、アルカリ処理及び解繊処理をこの順で行ってもよい。
酸処理工程における酸溶液への浸漬時間は特に限定されないが、5分以上30分以下が好ましく、10分以上20分以下がより好ましい。
酸処理における酸溶液の使用量は特に限定されないが、リン酸化セルロース繊維の絶対乾燥質量に対して100質量%以上100000質量%以下であることが好ましく、1000質量%以上10000質量%以下であることがより好ましい。
リン酸化セルロース繊維は、たとえば解繊処理工程で解繊処理されてもよい。解繊処理工程では、通常、解繊処理装置を用いて、繊維を解繊処理して、微細繊維状セルロース含有スラリーを得るが、処理装置、処理方法は、特に限定されない。なお、当該解繊処理に供されるのは、リン酸化反応工程により得られたリン酸化セルロース含有物であってもよい。
<微細繊維状セルロースを含むセルロース含有物>
本発明は、微細繊維状セルロースを含むセルロース含有物に関するものでもある。ここで、セルロース含有物を固形分濃度が0.4質量%となるように水により希釈して得られるスラリーの、3rpm、液温25℃の条件にてB型粘度計により測定される粘度は、14500mPa・s以上である。なお、粘度測定時間は3分とする。上記スラリーの粘度は、15000mPa・s以上であることがより好ましく、15500mPa・s以上であることがさらに好ましい。なお、該スラリーの粘度の上限値は、特に限定されないが、たとえば40000mPa・sとすることができる。なお、セルロース含有物には、上述のように、たとえばヘミセルロースなどの他成分が含まれていてもよく、含まれていなくてもよい。
本実施形態においては、上述のとおり、たとえばリン酸化セルロース繊維を含むセルロース含有物に対して解繊工程を行うことができる。これにより、リン酸化セルロース繊維が微細化された繊維幅が1000nm以下のセルロース繊維(微細繊維状セルロース)を含むセルロース含有物が得られることとなる。リン酸基を有する繊維幅が1000nm以下のセルロース繊維のリン酸基量は、0.1mmol/g以上であることが好ましい。
(2)同じ画像内で該直線と垂直に交差する直線Yを引き、該直線Yに対し、20本以上の繊維が交差する。
本明細書においては、セルロース繊維には、微細繊維状セルロースと、繊維幅が1000nmよりも大きい繊維状セルロースが含まれる。本発明は、セルロース繊維を含むセルロース含有物に関するものであってもよい。すなわち、本発明は微細化していないセルロース繊維を含むセルロース含有物に関するものであってもよい。このようなセルロース含有物は、0.1mmol/g以上のリン酸基を有するセルロース繊維を含み、かつセルロース含有物のTappi T230に準じて測定される比粘度は8.0以上であることが好ましい。比粘度は9.0以上であることがより好ましく、10.0以上であることがさらに好ましい。なお、セルロース繊維を含むセルロース含有物の比粘度はTappi T230に従って、上述した方法で測定することができる。
本発明は、微細繊維状セルロース含有スラリーに関するものであってもよい。微細繊維状セルロース含有スラリーは、上述した微細繊維状セルロースを含有するものであるため、高粘度を発揮することができ、さらに、高透明度を有するものである。
ここで、微細繊維状セルロース含有スラリー(微細繊維状セルロース濃度0.2質量%)のヘーズは、光路長1cmの液体用ガラスセル(藤原製作所製、MG−40、逆光路)に微細繊維状セルロース含有スラリーを入れ、JIS K 7136に準拠し、ヘーズメーター(村上色彩技術研究所社製、HM−150)を用いて測定される値である。なお、ゼロ点測定は、同ガラスセルに入れたイオン交換水で行う。
本発明のリン酸化セルロース繊維の製造方法により製造された微細繊維状セルロースは、各種のディスプレイ装置、各種の太陽電池、等の光透過性基板の用途に適している。また、電子機器の基板、家電の部材、各種の乗り物や建物の窓材、内装材、外装材、包装用資材等の用途にも適している。さらに、糸、フィルタ、織物、緩衝材、スポンジ、研磨材などの他、シートそのものを補強材として使う用途にも適している。
また、微細繊維状セルロース含有スラリーの粘度は高く、このような特性を活かす観点から、本発明の繊維状セルロースは、増粘剤として各種用途(例えば、食品、化粧品、セメント、塗料、インクなどへの添加物など)に使用することができる。
質量既知の秤量瓶にパルプシートもしくはパルプシートをフラッフ化処理した原料2gを入れ、乾燥機(ヤマト科学製、送風低温乾燥機DK600)にて16時間乾燥させた。乾燥後、乾燥機内で容器のふたをし、デシケーターに入れて放冷した。放冷後、容器内外の圧力差を除く為、容器のふたを半開きにして、素早く再び閉じ、乾燥後の質量を測定した。測定した重量を用い、下記式(1)よりパルプの固形分濃度を算出した。
Wdm=m1÷m0×100 (1)
Wdm:質量分率で表した絶乾率(%)
m0:乾燥前の質量(g)
m1:恒量まで乾燥後の質量(g)
氷浴中で、五酸化二リン(関東化学社製)100質量部に対し、85%リン酸(関東化学社製)254質量部をゆっくり滴下し、正リン酸を調製した。
(実施例A−1)
セルロース含有物として、王子製紙製のパルプシート(固形分93質量%、坪量208g/m2シート状、離解してJIS P 8121に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)700ml)を原料として使用した。パルプシート(絶乾質量)100質量部に、正リン酸32質量部、尿素(関東化学社製)100質量部、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)(関東化学社製)150質量部を加え、防爆型乾燥機(ESPEC製、SPH−200)にて140℃、30分間加熱乾燥を行い、パルプ中のセルロース繊維にリン酸基を導入し、リン酸化セルロース含有物Aを得た。
得られたリン酸化セルロース含有物Aに、イオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた後、濾過脱水して脱水シートを得る操作を繰り返すことにより、余剰の薬液を十分に洗い流した。次いで、セルロース含有物濃度が2質量%となるようイオン交換水で希釈し、攪拌しながら、1N水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ添加して、pHが12±0.2のパルプスラリーを得た。その後、このパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、再びイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた後、濾過脱水して脱水シートを得る操作を繰り返すことにより、余剰の水酸化ナトリウムを十分に洗い流して、リン酸化セルロース含有物Bを得た。
得られたリン酸化セルロース含有物Bにイオン交換水を添加して、固形分濃度が0.5質量%の懸濁液にした。この懸濁液を、解繊処理装置(エムテクニック社製、クレアミックス−2.2S)を用いて、21500回転/分の条件で30分間解繊処理して、解繊パルプスラリー(微細繊維状セルロース含有スラリー)を得た。
N,N−ジメチルホルムアミド150質量部の代わりに、尿素300質量部を用いた以外は、実施例A−1と同様にして、解繊パルプスラリー(微細繊維状セルロース含有スラリー)を得た。
正リン酸32質量部の代わりに、85%リン酸(関東化学社製)38質量部を用いた以外は、実施例A−1と同様にして、解繊パルプスラリー(微細繊維状セルロース含有スラリー)を得た。
N,N−ジメチルホルムアミド150質量部の代わりに、イオン交換水150質量部を用い、加熱乾燥時間を50分間とした以外は実施例A−1と同様にして、解繊パルプスラリー(微細繊維状セルロース含有スラリー)を得た。
<リン酸基の導入量(リン酸基量)の測定>
リン酸基の導入量は、伝導度滴定法により測定した。具体的には、解繊処理工程により微細化を行い、得られた微細繊維状セルロース含有スラリーをイオン交換樹脂で処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えながら電気伝導度の変化を求めることにより、導入量を測定した。
イオン交換樹脂による処理では、0.2質量%微細繊維状セルロース含有スラリーに体積で1/10の強酸性イオン交換樹脂(アンバージェット1024;オルガノ株式会社、コンディショング済)を加え、1時間振とう処理を行った。その後、目開き90μmのメッシュ上に注ぎ、樹脂とスラリーを分離した。アルカリを用いた滴定では、イオン交換後の微細繊維状セルロース含有スラリーに、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えながら、スラリーが示す電気伝導度の値の変化を計測した。
図1に示した曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して、リン酸基導入量(mmol/g)とした。
実施例A−1〜A−3及び比較例A−1のそれぞれについて以下のように反応速度を測定した。まず、加熱乾燥時間を60分にした以外は上述したリン酸化反応工程と同様にして、リン酸基導入を行った。その際、10分から60分まで10分毎にリン酸基導入量を測定した。縦軸がリン酸基導入量(mmol/g)、横軸が反応時間(min)とし、得られたデータをグラフにプロットした。プロットしたグラフにて近似直線を作成し、近似直線の傾きを反応速度a(mmol/g・min)とした。
セルロース含有物として、王子製紙製のパルプシート(固形分93質量%、坪量208g/m2シート状、離解してJIS P 8121に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)700ml)をフラッフ化処理し、フラッフ化パルプを得て、原料として使用した。フラッフ化パルプ(絶乾質量)100質量部に、正リン酸167質量部、尿素(関東化学社製)1000質量部、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)(関東化学社製)1000質量部を丸底フラスコに加え、150℃で15分間加熱還流処理し、パルプ中のセルロース繊維にリン酸基を導入し、リン酸化セルロース含有物Cを得た。その後、前述の実施例A−1と同様にして解繊パルプスラリー(微細繊維状セルロース含有スラリー)を得た。
正リン酸167質量部の代わりに、85%リン酸196質量部を用いた以外は、実施例B−1と同様にして、解繊パルプスラリー(微細繊維状セルロース含有スラリー)を得た。
N,N−ジメチルホルムアミドの代わりに、ジメチルスルホキシド(DMSO)(関東化学社製)を用いた以外は、実施例B−1と同様にして、解繊パルプスラリー(微細繊維状セルロース含有スラリー)を得た。
N,N−ジメチルホルムアミドの代わりに、尿素を用いた以外は、実施例B−1と同様にして、解繊パルプスラリー(微細繊維状セルロース含有スラリー)を得た。
N,N−ジメチルホルムアミド1000質量部、尿素1000質量部の代わりに、N,N−ジメチルホルムアミド433質量部、尿素433質量部、イオン交換水1133質量部とした以外は実施例B−1と同様にして、解繊パルプスラリー(微細繊維状セルロース含有スラリー)を得た。
比較例A−1と同様にして解繊パルプスラリー(微細繊維状セルロース含有スラリー)を得た。
実施例B−1〜B−4、比較例B−1及びB−2で得られた、リン酸化反応工程で供試したフラッフ化パルプ(リン酸化前セルロース含有物)、洗浄アルカリ処理工程後に得られたリン酸化セルロース繊維(リン酸化セルロース含有物)を供試して、後述する方法で比粘度及び重合度を測定した。また、機械処理後の解繊パルプスラリーを供試して上述した<リン酸基の導入量(リン酸基量)の測定>に記載した方法と同様の方法でリン酸基導入量を測定した。さらに、機械処理後の解繊パルプスラリーを供試して後述する方法で粘度を測定した。
比粘度及び重合度は、Tappi T230に従い測定した。すなわち、測定対象のリン酸化前セルロース含有物もしくはリン酸化セルロース含有物を分散媒に分散させて測定した粘度(η1とする)、および分散媒体のみで測定したブランク粘度(η0とする)を測定したのち、比粘度(ηsp)、固有粘度([η])を下記式に従って測定した。
ηsp=(η1/η0)−1
[η]=ηsp/(c(1+0.28×ηsp))
ここで、式中のcは、粘度測定時のセルロース含有物またはリン酸化セルロース含有物の濃度を示す。
さらに、下記式から本発明における重合度(DP)を算出した。
DP=1.75×[η]
この重合度は粘度法によって測定された平均重合度であることから、「粘度平均重合度」と称されることもある。
微細繊維状セルロース含有スラリーの粘度は、微細繊維状セルロース含有スラリーの固形分濃度が0.4質量%となるように希釈した後に、ディスパーザーにて1500rpmで5分間攪拌した。得られたスラリーの粘度をB型粘度計(BLOOKFIELD社製、アナログ粘度計T−LVT)を用いて測定した。測定条件は、3rpm、液温25℃の条件とした。
Claims (11)
- セルロース繊維をリン酸化する工程を含むリン酸化セルロース繊維の製造方法であって、
反応系の初期含水率が40質量%未満であるリン酸化セルロース繊維の製造方法。 - 前記リン酸化する工程は、前記セルロース繊維と、有機溶媒と、リン酸化剤と、を混合する工程を含む請求項1に記載のリン酸化セルロース繊維の製造方法。
- 前記有機溶媒が、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチルピロリドン(NMP)、アニリン、ピリジン、キノリン、ルチジン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジオキサン及び尿素から選ばれる少なくとも1種を含む請求項2に記載のリン酸化セルロース繊維の製造方法。
- 前記リン酸化剤は、脱水縮合リン酸、無水リン酸及びリン酸から選ばれる少なくとも1種を含む請求項2又は3に記載のリン酸化セルロース繊維の製造方法。
- 前記リン酸化する工程は、加熱をする工程を含み、
前記加熱をする工程において140℃で加熱をした場合に、加熱開始時から60分経過時までのリン酸化反応速度が0.018mmol/g・min以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載のリン酸化セルロース繊維の製造方法。 - 前記リン酸化する工程を経る前のセルロース繊維を含むセルロース含有物のTappi T230に準じて測定した比粘度をV1とし、前記リン酸化する工程で得られるセルロース繊維を含むセルロース含有物のTappi T230に準じて測定した比粘度をV2とした場合、V2/V1の値が0.74以上である請求項1〜5のいずれか1項に記載のリン酸化セルロース繊維の製造方法。
- 前記リン酸化する工程で得られるセルロース繊維を含むセルロース含有物のTappi T230に準じて測定される比粘度が8.0以上である請求項1〜6のいずれか1項に記載のリン酸化セルロース繊維の製造方法。
- 繊維幅が1000nm以下であるセルロース繊維を含むセルロース含有物であって、
前記セルロース含有物を固形分濃度が0.4質量%となるように水により希釈して得られるスラリーの、3rpm、液温25℃の条件にてB型粘度計により測定される粘度が14500mPa・s以上であるセルロース含有物。 - 0.1mmol/g以上のリン酸基を有するセルロース繊維を含み、かつTappi T230に準じて測定される比粘度が8.0以上であるセルロース含有物。
- Tappi T230に準じて測定して得られる重合度が870以上である請求項9に記載のセルロース含有物。
- 有機溶媒成分を含む請求項9又は10に記載のセルロース含有物。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016115012A JP6699374B2 (ja) | 2016-06-09 | 2016-06-09 | リン酸化セルロース繊維の製造方法及びセルロース含有物 |
JP2020035439A JP6977798B2 (ja) | 2016-06-09 | 2020-03-03 | リン酸化セルロース繊維の製造方法及びセルロース含有物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016115012A JP6699374B2 (ja) | 2016-06-09 | 2016-06-09 | リン酸化セルロース繊維の製造方法及びセルロース含有物 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020035439A Division JP6977798B2 (ja) | 2016-06-09 | 2020-03-03 | リン酸化セルロース繊維の製造方法及びセルロース含有物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017218525A true JP2017218525A (ja) | 2017-12-14 |
JP6699374B2 JP6699374B2 (ja) | 2020-05-27 |
Family
ID=60656745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016115012A Active JP6699374B2 (ja) | 2016-06-09 | 2016-06-09 | リン酸化セルロース繊維の製造方法及びセルロース含有物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6699374B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190117263A (ko) * | 2018-04-06 | 2019-10-16 | 엘지전자 주식회사 | 나노 셀룰로오스의 제조방법 |
JP2021046500A (ja) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | 旭化成株式会社 | エステル化セルロース繊維の製造方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2759924A (en) * | 1952-01-02 | 1956-08-21 | Eastman Kodak Co | Preparation of cellulose phosphates |
US3250756A (en) * | 1960-11-22 | 1966-05-10 | Wacker Chemie Gmbh | Process for preparation of phosphate esters of polymeric materials containing hydroxyl groups |
US3565886A (en) * | 1969-09-12 | 1971-02-23 | Canadian Patents Dev | Phosphorylation of cellulosic material having free hydroxyl groups |
JPS4610551B1 (ja) * | 1968-05-30 | 1971-03-17 | ||
JPS5059519A (ja) * | 1973-10-01 | 1975-05-22 | ||
US5334741A (en) * | 1992-07-20 | 1994-08-02 | Research Corporation Technologies, Inc. | Phosphorylation with monomeric metaphosphates |
JP2005120188A (ja) * | 2003-10-15 | 2005-05-12 | Nippon Paper Chemicals Co Ltd | 新規なリン酸エステル化セルロース及びその製造方法 |
WO2014185505A1 (ja) * | 2013-05-16 | 2014-11-20 | 王子ホールディングス株式会社 | リン酸エステル化微細セルロース繊維及びその製造方法 |
CN104163872A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-11-26 | 天津工业大学 | 一种阻燃纤维素衍生物的制备方法 |
-
2016
- 2016-06-09 JP JP2016115012A patent/JP6699374B2/ja active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2759924A (en) * | 1952-01-02 | 1956-08-21 | Eastman Kodak Co | Preparation of cellulose phosphates |
US3250756A (en) * | 1960-11-22 | 1966-05-10 | Wacker Chemie Gmbh | Process for preparation of phosphate esters of polymeric materials containing hydroxyl groups |
JPS4610551B1 (ja) * | 1968-05-30 | 1971-03-17 | ||
US3565886A (en) * | 1969-09-12 | 1971-02-23 | Canadian Patents Dev | Phosphorylation of cellulosic material having free hydroxyl groups |
JPS5059519A (ja) * | 1973-10-01 | 1975-05-22 | ||
US5334741A (en) * | 1992-07-20 | 1994-08-02 | Research Corporation Technologies, Inc. | Phosphorylation with monomeric metaphosphates |
JP2005120188A (ja) * | 2003-10-15 | 2005-05-12 | Nippon Paper Chemicals Co Ltd | 新規なリン酸エステル化セルロース及びその製造方法 |
WO2014185505A1 (ja) * | 2013-05-16 | 2014-11-20 | 王子ホールディングス株式会社 | リン酸エステル化微細セルロース繊維及びその製造方法 |
CN104163872A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-11-26 | 天津工业大学 | 一种阻燃纤维素衍生物的制备方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190117263A (ko) * | 2018-04-06 | 2019-10-16 | 엘지전자 주식회사 | 나노 셀룰로오스의 제조방법 |
KR102287161B1 (ko) | 2018-04-06 | 2021-08-06 | 엘지전자 주식회사 | 나노 셀룰로오스의 제조방법 |
US11193239B2 (en) | 2018-04-06 | 2021-12-07 | Lg Electronics Inc. | Method for preparing nanocellulose |
JP2021046500A (ja) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | 旭化成株式会社 | エステル化セルロース繊維の製造方法 |
JP7417391B2 (ja) | 2019-09-19 | 2024-01-18 | 旭化成株式会社 | エステル化セルロース繊維の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6699374B2 (ja) | 2020-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7196051B2 (ja) | リン酸エステル化微細セルロース繊維及びその製造方法 | |
JP6791281B2 (ja) | 繊維状セルロースの製造方法及び繊維状セルロース | |
JP6613771B2 (ja) | 微細繊維状セルロース含有物 | |
JP6699374B2 (ja) | リン酸化セルロース繊維の製造方法及びセルロース含有物 | |
JP2022026834A (ja) | 成形体及び成形体の製造方法 | |
JP7131296B2 (ja) | 微細繊維状セルロース含有組成物およびその製造方法 | |
JP6977798B2 (ja) | リン酸化セルロース繊維の製造方法及びセルロース含有物 | |
JP6763423B2 (ja) | 繊維状セルロース及び繊維状セルロースの製造方法 | |
JP2020152926A (ja) | 繊維状セルロース及び繊維状セルロースの製造方法 | |
JP6680039B2 (ja) | リン酸化多糖類の製造方法 | |
JP7327236B2 (ja) | 繊維状セルロース、繊維状セルロース含有物、成形体及び繊維状セルロースの製造方法 | |
JP7127005B2 (ja) | 微細繊維状セルロース含有物 | |
WO2018110525A1 (ja) | 繊維状セルロース含有組成物 | |
JP2020204041A (ja) | 繊維状セルロース、繊維状セルロース含有物、成形体及び繊維状セルロースの製造方法 | |
JP2020158685A (ja) | 繊維状セルロース、繊維状セルロース分散液及び繊維状セルロースの製造方法 | |
JP2020169430A (ja) | 微細繊維状セルロースの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180726 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190528 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190723 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20191210 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200303 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20200312 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200331 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200413 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6699374 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |