JP4613338B2

JP4613338B2 - セルロース誘導体の漂白法

Info

Publication number: JP4613338B2
Application number: JP2001029056A
Authority: JP
Inventors: 秋比古大内; 秀樹柴崎
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2021-02-06
Also published as: JP2002235292A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酢酸セルロース等のセルロース誘導体の漂白法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
純粋なセルロース誘導体は白色であることが多いが、通常、原料となるセルロースより合成されたセルロース誘導体は着色物質を含んでいるため着色している。この着色物質は、原料のセルロースに含まれている不純物や合成時に生成した不純物であり、このような着色物質により着色したセルロース誘導体を白色度の高い製品の原料として使用する際には、着色物質を薬剤等によって分解乃至は無色化する漂白処理が必要となる。
【０００３】
セルロース誘導体の漂白法として、例えば、酢酸セルロースを二酸化塩素で高温処理することで、色相を含む物理特性を改善できることが、ロシアの文献（Akim.L.E etc,Khim Tekhnol. Tsellyui. Bum.12-15,1972）に記載されている。しかし、二酸化塩素のようなハロゲン系薬剤は、一般に環境に対する負荷が大きく、また人体に対する危険性も大きいので、工業上利用することは困難である。更に、これらの漂白処理は、前記文献のように多くの場合に高温で行われるので、大量のエネルギーを要する多消費型プロセスであり、多量の二酸化炭素を放出するという点でも問題がある。
【０００４】
本発明は、環境負荷が小さく、かつ人体への安全性が高く、更に省エネルギー型プロセスでもあるセルロース誘導体の漂白法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、セルロース誘導体に含まれている着色物質が、芳香環や多重結合を含むπ電子共役系有機化合物であることに着目し、還元作用を利用することによって着色物質が分解乃至は無色化されることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
即ち本発明は、セルロース誘導体に対して水素化ホウ素化合物処理を行うセルロース誘導体の漂白法を提供する。
【０００７】
本発明の漂白法は、遮光状態、自然光下又は室内光（通常の室内照明）下で処理し、遮光状態でない場合には、連続光の場合は０．１ｍＷ／ｃｍ²未満の照射強度になるような環境下で処理し、パルス光の場合は０．１ｍＪ／パルス・ｃｍ²未満の照射強度になるような環境下で処理する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の漂白法は、セルロース誘導体を水素化ホウ素化合物で処理するものであり、この処理法は、セルロース誘導体と水素化ホウ素化合物とが十分に接触できる方法であれば特に限定されるものではない。
【０００９】
本発明で用いるセルロース誘導体は、パルプやコットンリンター等のセルロースを原料とするものであり、特に酢酸セルロースが好ましい。
【００１０】
本発明で用いる水素化ホウ素化合物は、下記一般式（Ｉ）又は（II）で表されるものが好ましい。
【００１１】
Ｍ（ＢＲ_4-nＨ_n）_m （Ｉ）
（式中、ｎは１〜４の整数、ｍは１〜３の整数、Ｍは金属イオン、有機物イオン又は無機物イオン、Ｒはアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基又はアリーロキシ基を示す。）
ＢＲ_3-nＨ_n （II）
（式中、ｎは１〜３の整数、Ｒはアルキル基又はアリール基を示す。）
一般式（Ｉ）における金属イオンは、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属を初めとする１価の金属イオン、Ｃａ、Ｍｇ等のアルカリ土類金属イオンを初めとする２価の金属イオン、Ａｌ、Ｆｅ等の３価の金属イオンが挙げられる。
【００１２】
一般式（Ｉ）における有機物イオンは安定なイオンであればよいが、特に四級アンモニウムイオンが好ましい。
【００１３】
一般式（Ｉ）におけるＲは、好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは１〜１０のアルキル基、好ましくは６〜２０、より好ましくは６〜１４のアリール基、好ましくは炭素数７〜４０、より好ましくは炭素数７〜２４のアラルキル基が挙げられ、Ｒが２以上の場合は、同一でも異なっていてもよい。
【００１４】
本発明で用いる水素化ホウ素化合物は、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素テトラブチルアンモニウムが好ましい。
【００１５】
水素化ホウ素化合物を溶液乃至は分散液にする場合の溶媒は、水、アルコール類、鎖状又は環状アルカン、エーテル類等から選ばれる単独溶媒又は２以上の混合溶媒が挙げられるが、水又は水を含む混合溶媒が好ましい。
【００１６】
溶媒に水系を選択した場合、アルコール類やアミン類等の、分子中に孤立電子対を持つ元素を有すること、及び／又はプロトン供与性を有する性質を持つ、水と共存共溶する溶媒を少量加えるとより高い効果が得られる。更に漂白されるセルロース誘導体との副反応を起こさない範囲で、溶媒系をアルカリ性にすることで漂白効果を高めることもできる。
【００１７】
水素化ホウ素化合物溶液乃至は分散液中の水素化ホウ素化合物の濃度は、好ましくは０．０１〜４０重量％、より好ましくは０．１〜２０重量％である。
【００１８】
セルロース誘導体と水素化ホウ素化合物との使用割合は、セルロース誘導体１００重量部に対する水素化ホウ素化合物の量が、好ましくは０．０１〜１０００重量部、より好ましくは０．１〜５００重量部である。
【００１９】
セルロース誘導体を水素化ホウ素化合物の溶液乃至は分散液で処理する際の温度は用いた溶媒の沸点及び凝固点に応じて適宜設定することができるが、省エネルギー型プロセスにするためには、溶媒として水を用いた場合は５〜７０℃であることが好ましく、１５〜５５℃であることがより好ましい。
【００２０】
本発明の漂白法の好ましい実施形態としては、セルロース誘導体と水素化ホウ素化合物溶液乃至は分散液とを混合する方法、セルロース誘導体を所望形状、好ましくはシート状又は薄片状に成形した後、前記溶液乃至は分散液中に浸漬する方法又は前記溶液乃至は分散液を含浸させる方法等が挙げられる。
【００２１】
【実施例】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００２２】
実施例１
酢酸セルロース０．７ｇを５０ｍｌの６重量％水素化ホウ素ナトリウム水溶液（蒸留水を使用）に懸濁させたものを遮光性反応器に入れ、この懸濁液を室温で３０分間攪拌して処理した。この懸濁液を濾過後、水洗し乾燥して、漂白された酢酸セルロースを得た。この酢酸セルロースの白色度（ＪＩＳＺ８７１５）と黄色度（ＪＩＳＫ７１０３）を拡散反射装置の付いた紫外可視分光光度計（SHIMADZU UV-2400PC；（株）島津製作所製）により測定した。結果を表１に示す。
【００２３】
実施例２
実施例１において、処理温度を室温から５０℃にし、攪拌時間を３０分間から１０分間に変えた他は同様にして、酢酸セルロースを得た。この酢酸セルロースについて、実施例１と同様の測定を行った。結果を表１に示す。
【００２４】
比較例１
酢酸セルロース０．７ｇを５０ｍｌの蒸留水に室温で懸濁させた後、濾過し、乾燥したものについて、実施例１と同様の測定を行った。結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
【発明の効果】
本発明のセルロース誘導体の漂白法は、環境に対する負荷が小さく、人体への安全性も高いという点で優れており、常温付近での処理ができるため、エネルギー消費量も抑制することができる。

Claims

セルロース誘導体に対して水素化ホウ素化合物処理を行うセルロース誘導体の漂白法。
セルロース誘導体と水素化ホウ素化合物溶液乃至は分散液とを接触させる請求項１記載のセルロース誘導体の漂白法。
水素化ホウ素化合物の濃度が０．０１〜４０重量％である請求項２記載のセルロース誘導体の漂白法。
セルロース誘導体１００重量部に対し、水素化ホウ素化合物０．０１〜１０００重量部を使用する請求項２又は３記載のセルロース誘導体の漂白法。
水素化ホウ素化合物が水素化ホウ素ナトリウムである請求項１〜４のいずれか１記載のセルロース誘導体の漂白法。
セルロース誘導体が酢酸セルロースである請求項１〜５のいずれか１記載のセルロース誘導体の漂白法。