JP4670011B2 - Lignin-containing resin, method for producing the same, and method for separating lignin - Google Patents
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Description
本発明は、リグニンを含有する溶媒、例えばオルガノソルブ化パルプ廃液からリグニン含有樹脂を製造する方法、これにより得られるリグニン含有樹脂、及びリグニンを分離する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a lignin-containing resin from a solvent containing lignin, such as an organosolved pulp waste liquor, a lignin-containing resin obtained thereby, and a method for separating lignin.
低質の木材や木質系廃棄物を有機資源(バイオマス)として利用する技術の開発は、地球環境の改善及び有機資源の有効利用の点で重要である。バイオマスの一種としてリグニンが知られている。リグニンは樹木中に存在する天然高分子物質であり、燃料としての用途が知られている。また、リグニンを構造材料として利用する目的で、古くからリグニンをモノマーとして利用したフェノール樹脂やエポキシ樹脂の製造が検討されていた(例えば、非特許文献1参照)。このように、リグニンの有効利用が検討されている。 Development of technology that uses low-quality wood and wood-based waste as organic resources (biomass) is important in terms of improving the global environment and effectively using organic resources. Lignin is known as a kind of biomass. Lignin is a natural polymer substance present in trees, and its use as a fuel is known. For the purpose of using lignin as a structural material, the production of phenol resins and epoxy resins using lignin as a monomer has been studied for a long time (see, for example, Non-Patent Document 1). Thus, effective utilization of lignin has been studied.
一方、ポリマーブレンドの技術が注目されている。この技術は、既知のポリマーから新しいポリマー材料を創製することが可能で、低コストであり、商業的に重要な技術である。そして、リグニンをベースとしたポリマーブレンドも一部で検討されている(例えば、特許文献1参照)。この文献では、リグニンのブレンドによって機械的強度は増大するものの、リグニンとポリオレフィンとの間には何ら特別な分子間相互作用が生じないために、リグニンが約0.1ミクロンから約100ミクロンの粒子寸法をもった相分離したポリマーしか得られず、熱的性質は維持され、熱加工性という点では改善されていない。また、リグニンとポリビニルアルコールを混合した報告もされている(例えば、非特許文献2参照)。この報告では、得られるブレンドポリマーは本質的に非相溶系であり、ガラス転移点(Tg)が2つ確認されることから、熱加工性の点で不便であった。これらの例のように、リグニンと本質的に良好な相溶性を示すリグニン含有ポリマー及びその製造方法については知られていなかった。 On the other hand, polymer blend technology has attracted attention. This technique is capable of creating new polymer materials from known polymers, is low cost, and is a commercially important technique. A part of polymer blends based on lignin has also been studied (for example, see Patent Document 1). In this document, the lignin blend increases the mechanical strength, but no special intermolecular interaction occurs between the lignin and the polyolefin, so that the lignin is about 0.1 to about 100 microns. Only phase-separated polymers with dimensions are obtained, the thermal properties are maintained and the heat processability is not improved. Moreover, the report which mixed lignin and polyvinyl alcohol is also reported (for example, refer nonpatent literature 2). In this report, the obtained blend polymer is essentially incompatible, and two glass transition points (Tg) are confirmed, which is inconvenient in terms of thermal processability. As in these examples, a lignin-containing polymer that exhibits essentially good compatibility with lignin and a method for producing the same have not been known.
また、リグニンは木材の約30%を占めることから、木材をパルプ化するために、リグニンは除去されてきた。しかし、前述のようにリグニンの有効利用が検討されているため、パルプ化廃液からリグニンを分離することも試みられていた。木材チップ中のリグニンを化学的に除去して得られるパルプはケミカルパルプ(CP)と呼ばれ、使用薬品により亜硫酸パルプ(SP)とクラフトパルプ(KP)に大別される。亜硫酸パルプ(SP)は亜硫酸と亜硫酸塩よりなる液(蒸解液)を使用して木材チップをパルプ化することにより製造される。使用する塩は、Ca、Na、Mg、NH3など種々あり、pHの組合せによって酸性亜硫酸塩蒸解、重亜硫酸塩蒸解など種々の方法がある。クラフトパルプ(KP)は水酸化ナトリウムと硫化ナトリウムの混合液(蒸解液)を用い、温度160〜170℃程度で木材チップを2〜5時間程度蒸解して製造される。蒸解液で木材チップを煮る蒸解工程では、木材中のリグニンは高温度のアルカリ液(NaOH+Na2S)で処理されて低分子化し、フェノール性OH基、カルボキシル基が増加して溶出する。なお、KP法では蒸解収率を向上させるため、ポリスルフィド蒸解によりセルロースのアルデヒド基を酸化安定化し、セルロース分子鎖末端基からの崩壊反応(ピーリング反応)を押さえて収率を向上させるMOXY法、また、蒸解液に微量のアントラキノン、アントラヒドロキノンなどを添加するキノン添加法などが行われることがある。 Also, since lignin accounts for about 30% of wood, lignin has been removed to pulp wood. However, since the effective use of lignin has been studied as described above, attempts have been made to separate lignin from pulping waste liquid. Pulp obtained by chemically removing lignin in wood chips is called chemical pulp (CP) and is roughly classified into sulfite pulp (SP) and kraft pulp (KP) depending on the chemicals used. Sulphite pulp (SP) is produced by pulping wood chips using a liquid (cooking liquid) consisting of sulfite and sulfite. There are various salts such as Ca, Na, Mg, NH 3, and there are various methods such as acidic sulfite cooking and bisulfite cooking depending on the combination of pH. Kraft pulp (KP) is produced by cooking wood chips for about 2 to 5 hours at a temperature of about 160 to 170 ° C. using a mixed solution (cooking solution) of sodium hydroxide and sodium sulfide. In the cooking process where wood chips are cooked with cooking liquor, lignin in the wood is treated with a high-temperature alkaline solution (NaOH + Na 2 S) to lower the molecular weight, and phenolic OH groups and carboxyl groups are increased and eluted. In addition, in order to improve the cooking yield in the KP method, the MOXY method that improves the yield by stabilizing the aldehyde group of cellulose by polysulfide cooking and suppressing the decay reaction (peeling reaction) from the end group of cellulose molecular chain, A quinone addition method in which a trace amount of anthraquinone, anthrahydroquinone, or the like is added to the cooking solution may be performed.
クラフト蒸解により得られるKP廃液からリグニンを回収する場合、廃液の酸性化(例えばpH3)によってリグニン含有沈澱を分離する方法が知られている。(例えば、非特許文献3参照)。また、KP廃液はイオン性相互作用を示すため、これにFeCl3、Al2(SO4)3などの凝集剤又は高分子電解質を添加することによって、リグニンを凝集させ、沈澱として分離する方法が知られている。また、サルファイトパルプ化廃液(SP廃液)から得られるリグニンスルホン酸もイオン性相互作用を示すため、上記の凝集剤又は高分子電解質の添加によって、リグニンスルホン酸を分離することができる。 When recovering lignin from KP waste liquid obtained by kraft cooking, a method for separating lignin-containing precipitates by acidification of the waste liquid (for example, pH 3) is known. (For example, refer nonpatent literature 3). In addition, since KP waste liquid exhibits ionic interaction, there is a method in which lignin is aggregated by adding a flocculant such as FeCl 3 and Al 2 (SO 4 ) 3 or a polymer electrolyte, and separated as a precipitate. Are known. Moreover, since the lignin sulfonic acid obtained from a sulfite pulping waste liquid (SP waste liquid) also shows an ionic interaction, a lignin sulfonic acid can be isolate | separated by addition of said flocculant or a polymer electrolyte.
しかし、SP法及びKP法は比較的高い設備費と汚染という問題点がある。このため、最近では、木材をアルコール、酢酸などの有機溶剤で処理してリグニン含有廃液を分離し、パルプを製造する、オルガノソルブ(Organosolv)パルプ化法が注目されている(例えば、非特許文献4、特許文献2、特許文献3参照)。オルガノソルブパルプ化法では、図1に示すように、蒸解後、分離機によりパルプと廃液とに分離し、廃液中の有機溶剤を蒸留して除去し、生成する廃液の固形分に大量の水を加えて水可溶部と水不溶部とに分離し、水可溶部から糖類を、水不溶部(沈澱)からリグニンを回収する方法が一部で採用されていた。
このように、リグニンと本質的に良好な相溶性を示し、ガラス転移点が一つであるリグニン含有樹脂及びその製造方法は知られていなかった。また、オルガノソルブパルプ化では、リグニンを得るためには、大量の水で長時間処理する必要があり、短時間で容易にリグニンを分離することが困難であった。 Thus, a lignin-containing resin having essentially good compatibility with lignin and having a single glass transition point and a method for producing the same have not been known. Moreover, in organosolv pulping, in order to obtain lignin, it was necessary to process with a lot of water for a long time, and it was difficult to isolate | separate lignin easily in a short time.
したがって、本発明は、リグニンとビニルポリマーとの複合体樹脂及びリグニンと相溶性を示すリグニン含有樹脂の提供と、オルガノソルブパルプ液又は廃液から短時間で容易にリグニンの分離を行うことを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a composite resin of lignin and a vinyl polymer and a lignin-containing resin that is compatible with lignin, and to easily separate lignin from an organosolv pulp liquid or waste liquid in a short time. To do.
本発明者は、上記従来技術の問題点に鑑み鋭意検討を重ねた結果、リグニンを溶解した溶媒に、アミド結合含有ビニルポリマーを添加することによって、リグニンの水酸基と該ビニルポリマーのアミドカルボニルとが水素結合したリグニン含有樹脂を製造できること、さらに、リグニンを溶解した含酸素複素環化合物にアミド結合含有ビニルポリマーを添加して得られるリグニン含有樹脂に、リグニン可溶性溶媒を添加して得られる液体分からリグニンを分離できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies in view of the above-mentioned problems of the prior art, the present inventor added an amide bond-containing vinyl polymer to a solvent in which lignin was dissolved, so that the hydroxyl group of lignin and the amide carbonyl of the vinyl polymer were reduced. It is possible to produce a hydrogen-bonded lignin-containing resin, and lignin from a liquid obtained by adding a lignin-soluble solvent to a lignin-containing resin obtained by adding an amide bond-containing vinyl polymer to an oxygen-containing heterocyclic compound in which lignin is dissolved. And the present invention was completed.
すなわち、本発明は、下記のリグニン含有樹脂、その製造方法、リグニン分離方法に関する。
項1.リグニンを溶解した溶媒に、アミド結合含有ビニルポリマーを添加してリグニン含有樹脂を形成させる工程、及び形成したリグニン含有樹脂を回収する工程を含む、リグニン含有樹脂の製造方法。
項2.アミド結合含有ポリマーが、
N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−メチルピロリドン、アクリロイルモルホリン、アクリロイル−2−メチルモルホリン及びビニルアセトアミドからなる群から選択されるアミド結合含有モノマーのホモポリマー、及び
前記モノマーとビニルモノマーとのコポリマー
からなる群から選択される少なくとも1種のポリマーである項1に記載の製造方法。
項3.溶媒含酸素複素環化合物である、項1に記載の製造方法。
項4.含酸素複素環化合物が、オキシラン、オキセタン、テトラヒドロフラン及びテトラヒドロピランからなる群から選択される少なくとも1種である項3に記載の製造方法。
項5.溶媒が非プロトン性極性溶媒、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、酢酸エチル、ピリジン及びクロロホルムからなる群から選択される少なくとも1種である、項1に記載の製造方法。
項6.リグニンを溶解した溶媒が、オルガノソルブパルプ化液又はオルガノソルブパルプ化廃液である項1に記載の製造方法。
項7.リグニンを溶解した溶媒が、オルガノソルブパルプ化廃液を蒸留して得られる非留去成分に、含酸素複素環化合物、非プロトン性極性溶媒、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、酢酸エチル、ピリジン及びクロロホルムからなる群から選択される少なくとも1種の溶媒を添加して得られるものである、項1に記載の製造方法。
項8.オルガノソルブパルプ化液又は廃液が、酢酸及びアルコールからなる群から選択される少なくとも1種を含有する水系溶媒でパルプ原料を処理して得られるものである項6又は7に記載の製造方法。
項9.項1〜8のいずれかに記載の製造方法によって得られたリグニン含有樹脂。
項10.リグニンを溶解した含酸素複素環化合物に、3次元架橋構造を有するアミド結合含有ビニルポリマーを添加してリグニン含有樹脂を沈澱させる工程、沈澱したリグニン含有樹脂を回収する工程、及び回収されたリグニン含有樹脂にリグニン可溶性溶媒を添加し、固形分を分離して液体を回収する工程を含む、リグニン分離方法。
項11.リグニンを溶解した含酸素複素環化合物が、オルガノソルブパルプ化液又はオルガノソルブパルプ化廃液に含酸素複素環化合物を添加したものである項10に記載のリグニン分離方法。
項12.リグニンを溶解した含酸素複素環化合物が、オルガノソルブパルプ化廃液を蒸留して得られる非留去成分に、含酸素複素環化合物を添加して得られるものである項10に記載のリグニン分離方法。
項13.オルガノソルブパルプ化液又は廃液が、酢酸及びアルコールからなる群から選択される少なくとも1種を含有する水系溶媒でパルプ原料を処理して得られるものである項11又は12に記載の製造方法。
That is, this invention relates to the following lignin containing resin, its manufacturing method, and a lignin separation method.
Item 1. A method for producing a lignin-containing resin, comprising a step of adding an amide bond-containing vinyl polymer to a solvent in which lignin is dissolved to form a lignin-containing resin, and a step of recovering the formed lignin-containing resin.
Item 2. An amide bond-containing polymer is
Homopolymer of an amide bond-containing monomer selected from the group consisting of N-vinyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-methylpyrrolidone, acryloylmorpholine, acryloyl-2-methylmorpholine and vinylacetamide, and said monomer and vinyl monomer Item 2. The production method according to Item 1, wherein the polymer is at least one polymer selected from the group consisting of copolymers.
Item 3. Item 2. The production method according to Item 1, which is a solvent oxygen-containing heterocyclic compound.
Item 4. Item 4. The production method according to Item 3, wherein the oxygen-containing heterocyclic compound is at least one selected from the group consisting of oxirane, oxetane, tetrahydrofuran, and tetrahydropyran.
Item 5. Item 2. The production method according to Item 1, wherein the solvent is at least one selected from the group consisting of an aprotic polar solvent, ethanol, isopropanol, butanol, ethyl acetate, pyridine, and chloroform.
Item 6. Item 2. The production method according to Item 1, wherein the solvent in which lignin is dissolved is an organosolv pulping solution or an organosolv pulping waste solution.
Item 7. The solvent in which lignin is dissolved consists of oxygen-free heterocyclic compounds, aprotic polar solvents, ethanol, isopropanol, butanol, ethyl acetate, pyridine, and chloroform as non-distilled components obtained by distilling organosolv pulp waste liquor. Item 2. The production method according to Item 1, which is obtained by adding at least one solvent selected from the group.
Item 8. Item 8. The production method according to Item 6 or 7, wherein the organosolv pulping solution or waste solution is obtained by treating a pulp raw material with an aqueous solvent containing at least one selected from the group consisting of acetic acid and alcohol.
Item 9. The lignin containing resin obtained by the manufacturing method in any one of claim | item 1 -8.
Item 10. Addition of an amide bond-containing vinyl polymer having a three-dimensional cross-linking structure to an oxygen-containing heterocyclic compound in which lignin is dissolved to precipitate the lignin-containing resin, recovering the precipitated lignin-containing resin, and recovered lignin-containing A lignin separation method comprising a step of adding a lignin-soluble solvent to a resin, separating a solid, and recovering a liquid.
Item 11. Item 11. The method for separating lignin according to Item 10, wherein the oxygenated heterocyclic compound in which lignin is dissolved is obtained by adding an oxygenated heterocyclic compound to an organosolv pulping solution or an organosolv pulping waste solution.
Item 12. Item 11. The lignin separation method according to Item 10, wherein the oxygenated heterocyclic compound in which lignin is dissolved is obtained by adding an oxygenated heterocyclic compound to a non-distilled component obtained by distilling an organosolv pulping waste liquid. .
Item 13. Item 13. The method according to Item 11 or 12, wherein the organosolv pulping solution or waste solution is obtained by treating a pulp raw material with an aqueous solvent containing at least one selected from the group consisting of acetic acid and alcohol.
本発明の概要は以下のとおりである。 The outline of the present invention is as follows.
本発明のリグニン含有樹脂の製造方法及びリグニン分離方法は、典型的には図2に示されるように、オルガノソルブパルプ化により生ずる粗パルプと廃液とを濾過などにより分離して廃液を得、これを蒸留して得られる固形分(非留去成分)に、液状の含酸素複素環化合物、非プロトン性極性溶媒、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、酢酸エチル、ピリジン及びクロロホルムからなる群から選択される少なくとも1種からなる群から選択される少なくとも1種の溶媒及びアミド結合含有ビニルポリマーを添加する工程を含む。しかし、アミド結合含有ビニルポリマーの添加対象は、上記の非留去成分溶解溶媒に限られず、リグニンを溶解した溶媒であればよく、例えば、オルガノソルブパルプ化により得られる粗パルプと廃液との混合物又は該混合物から粗パルプを除去して得られる廃液でもよい。また、廃液の蒸留により留去された成分には、パルプ化のための有機溶媒が含まれているため、留去成分そのもの又は留去成分を精製して得られる該有機溶媒は、パルプ化のために再利用できる。 As shown in FIG. 2, the lignin-containing resin production method and lignin separation method of the present invention typically produce a waste liquid by separating crude pulp and waste liquid produced by organosolv pulping by filtration or the like. The solid content (non-distilled component) obtained by distilling is at least selected from the group consisting of a liquid oxygen-containing heterocyclic compound, an aprotic polar solvent, ethanol, isopropanol, butanol, ethyl acetate, pyridine and chloroform. Adding at least one solvent selected from the group consisting of one and an amide bond-containing vinyl polymer. However, the addition target of the amide bond-containing vinyl polymer is not limited to the above non-distilled component dissolving solvent, but may be any solvent in which lignin is dissolved. For example, a mixture of crude pulp and waste liquid obtained by organosolv pulping Alternatively, it may be a waste liquid obtained by removing crude pulp from the mixture. In addition, since the component distilled off from the waste liquid contains an organic solvent for pulping, the organic solvent obtained by purifying the distilled component itself or the distilled component is Can be reused for.
本発明では、溶媒の種類によって、2種類のリグニン含有樹脂が得られる。一つ目は、リグニンの水酸基とアミド結合含有ビニルポリマーのアミドカルボニルとが強固に水素結合して得られる複合体(コンプレックス)である。二つ目はリグニンの水酸基とアミド結合含有ビニルポリマーのアミドカルボニルとが弱く水素結合し、互いに相溶性のある相溶性ポリマーである。 In the present invention, two types of lignin-containing resins are obtained depending on the type of solvent. The first is a complex (complex) obtained by strong hydrogen bonding between the hydroxyl group of lignin and the amide carbonyl of the amide bond-containing vinyl polymer. The second is a compatible polymer in which the hydroxyl group of lignin and the amide carbonyl of the amide bond-containing vinyl polymer are weakly hydrogen-bonded and compatible with each other.
複合体の製造には、アミド結合含有ビニルポリマーの貧溶媒(例えば、含酸素複素環化合物)を使用する。相溶性ポリマーの製造には、アミド結合含有ビニルポリマーの良溶媒(例えば、非プロトン性極性溶媒、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、酢酸エチル、ピリジン、クロロホルム)を使用する。リグニンに上記貧溶媒とアミド結合含有ビニルポリマーを添加すると、上記複合体が沈澱し、この沈澱を回収することによって、本発明のリグニン含有樹脂を製造できる。また、リグニンに上記良溶媒とアミド結合含有ビニルポリマーを添加すると上記相溶性ポリマーが形成され、蒸留等により液体分を除去すると、フィルム状となった相溶性ポリマーを回収でき、本発明のリグニン含有樹脂を製造できる。 For the production of the composite, a poor solvent (for example, an oxygen-containing heterocyclic compound) of an amide bond-containing vinyl polymer is used. For the production of the compatible polymer, a good solvent (for example, aprotic polar solvent, ethanol, isopropanol, butanol, ethyl acetate, pyridine, chloroform) of an amide bond-containing vinyl polymer is used. When the poor solvent and amide bond-containing vinyl polymer are added to lignin, the complex is precipitated, and the lignin-containing resin of the present invention can be produced by collecting the precipitate. In addition, when the above-mentioned good solvent and amide bond-containing vinyl polymer are added to lignin, the above-mentioned compatible polymer is formed, and when the liquid content is removed by distillation or the like, the film-like compatible polymer can be recovered and the lignin-containing material of the present invention Resin can be manufactured.
また、リグニンに上記貧溶媒と3次元架橋したアミド結合含有ビニルポリマーを添加して得られる上記複合体にエタノールなどのリグニン可溶性溶媒を添加することによって、リグニンが溶出し、リグニンを含有した溶媒と樹脂の沈澱とが生じる。前者を分離し、前者中の溶媒を蒸留などの公知の方法によって除去することにより溶媒中に溶解していたリグニンを単離することができる。リグニンの分離に利用されるリグニン含有樹脂は、アミド結合含有ビニルポリマーのなかでも架橋されたアミド結合含有ビニルポリマーを使用して得られるリグニン含有樹脂であることが好ましい。架橋されたアミド結合含有ビニルポリマーから得られるリグニン含有樹脂の樹脂成分がリグニン可溶性溶媒に溶解しにくいため、リグニンと樹脂成分の分離が容易になるためである。 Further, by adding a lignin-soluble solvent such as ethanol to the complex obtained by adding the amide bond-containing vinyl polymer that is three-dimensionally crosslinked with the poor solvent to lignin, the lignin is eluted and the lignin-containing solvent Resin precipitation occurs. By separating the former and removing the solvent in the former by a known method such as distillation, the lignin dissolved in the solvent can be isolated. The lignin-containing resin used for separating lignin is preferably a lignin-containing resin obtained by using a crosslinked amide bond-containing vinyl polymer among amide bond-containing vinyl polymers. This is because the resin component of the lignin-containing resin obtained from the cross-linked amide bond-containing vinyl polymer is difficult to dissolve in the lignin-soluble solvent, so that the lignin and the resin component can be easily separated.
次に、本発明をより詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in more detail.
本発明では、リグニンを溶解した溶媒に、アミド結合含有ビニルポリマーを添加してリグニン含有樹脂を形成させる。この工程には、リグニンに、上記溶媒及びアミド結合含有ビニルポリマーを添加する場合も含む。上記溶媒としては、含酸素複素環化合物、非プロトン性極性溶媒、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、酢酸エチル、ピリジン及びクロロホルムからなる群から選択される少なくとも1種の溶媒が例示される。また、リグニンを溶解した溶媒として、オルガノソルブパルプ化液又はオルガノソルブパルプ化廃液を使用することができる。さらにまた、リグニンを溶解した溶液として、オルガノソルブパルプ化廃液を蒸留して得られる非留去成分(固形分)に溶媒を添加して得られる、リグニン溶解溶液も使用することができる。 In the present invention, an amide bond-containing vinyl polymer is added to a solvent in which lignin is dissolved to form a lignin-containing resin. This step includes the case where the solvent and the amide bond-containing vinyl polymer are added to lignin. Examples of the solvent include at least one solvent selected from the group consisting of oxygen-containing heterocyclic compounds, aprotic polar solvents, ethanol, isopropanol, butanol, ethyl acetate, pyridine and chloroform. Moreover, an organosolv pulping liquid or an organosolv pulping waste liquid can be used as a solvent in which lignin is dissolved. Furthermore, as a solution in which lignin is dissolved, a lignin-dissolved solution obtained by adding a solvent to a non-distilled component (solid content) obtained by distilling an organosolv pulping waste liquid can also be used.
なお、オルガノソルブパルプ化液に必要に応じて含酸素複素環化合物を加え、アミド結合含有樹脂を添加するとリグニン含有樹脂が沈澱する。この場合、リグニン含有樹脂は遠心分離などの条件を調整することによって該パルプ化液中の粗パルプから分離できる。しかし、生じるリグニン含有樹脂が粗パルプと混じらないように工夫することによって、より容易にリグニン含有樹脂を分離することができる。例えば、アミド結合含有樹脂をティーバッグのような固液分離能を有する袋に入れ、この袋をオルガノソルブパルプ化液に投入することによって、該袋中でリグニン含有樹脂が沈澱し、該袋を液から取り出すことによって容易にリグニン含有樹脂を得ることができる。 If an oxygen-containing heterocyclic compound is added to the organosolv pulping solution as necessary and an amide bond-containing resin is added, the lignin-containing resin is precipitated. In this case, the lignin-containing resin can be separated from the crude pulp in the pulping solution by adjusting conditions such as centrifugation. However, the lignin-containing resin can be more easily separated by devising the resulting lignin-containing resin not to be mixed with the crude pulp. For example, an amide bond-containing resin is put into a bag having a solid-liquid separation ability such as a tea bag, and the bag is put into an organosolv pulping solution, whereby the lignin-containing resin is precipitated in the bag, A lignin-containing resin can be easily obtained by removing from the liquid.
リグニンとビニルポリマーの複合体(コンプレックス)を製造する場合には、該ビニルポリマーの貧溶媒、例えば含酸素複素環化合物が溶媒として好ましい。また、リグニンとビニルポリマーとの相溶性ポリマーを製造する場合には、非プロトン性極性溶媒、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、酢酸エチル、ピリジン、クロロホルムなどが溶媒として好ましい。 In the case of producing a complex (complex) of lignin and a vinyl polymer, a poor solvent for the vinyl polymer, for example, an oxygen-containing heterocyclic compound is preferable as the solvent. In the case of producing a compatible polymer of lignin and a vinyl polymer, an aprotic polar solvent, ethanol, isopropanol, butanol, ethyl acetate, pyridine, chloroform or the like is preferable as a solvent.
本発明において、含酸素複素環化合物は、アミド結合含有ビニルポリマーの貧溶媒であることが好ましい。貧溶媒は該ビニルポリマーと該溶媒との相互作用が少ないため、該ビニルポリマーとリグニンとの相互作用が増大するからである。含酸素複素環化合物としては、オキシラン類、オキセタン類、テトラヒドロフラン類、テトラヒドロピラン類、フラン類、ピラン類などが上記の貧溶媒に該当し好ましく使用できる。含酸素複素環化合物は1種単独で又は2種以上混合して使用できる。好ましいのは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、オキセタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、フラン、ピラン、これらに炭素数1又は2のアルキル基が付加したものである。 In the present invention, the oxygen-containing heterocyclic compound is preferably a poor solvent for the amide bond-containing vinyl polymer. This is because the poor solvent has little interaction between the vinyl polymer and the solvent, so that the interaction between the vinyl polymer and lignin increases. As the oxygen-containing heterocyclic compound, oxiranes, oxetanes, tetrahydrofurans, tetrahydropyrans, furans, pyrans and the like correspond to the above poor solvents and can be preferably used. The oxygen-containing heterocyclic compound can be used alone or in combination of two or more. Preference is given to ethylene oxide, propylene oxide, oxetane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, furan, pyran and those having an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms added thereto.
本発明において、非プロトン性極性溶媒、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、酢酸エチル、ピリジン、クロロホルムなどを良溶媒として使用する。非プロトン性極性溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルアセトアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N-メチル−2−ピロリドンなどが例示される。良溶媒として好ましいのはN,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルアセトアミドである。 In the present invention, an aprotic polar solvent, ethanol, isopropanol, butanol, ethyl acetate, pyridine, chloroform or the like is used as a good solvent. Examples of the aprotic polar solvent include N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methyl-2-pyrrolidone and the like. Preferred as good solvents are N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, and N, N-dimethylacetamide.
オルガノソルブパルプ化は公知のパルプ化方法である。典型的なオルガノソルブパルプ化は、木材チップ農産物廃棄物などのパルプ原料を、オルガノソルブパルプ化剤、すなわち、酢酸、アルコール(例えばメタノール、エタノール、ブタノール、イソプロパノールなど)、多価アルコール(例えばエチレングリコールなど)、アセトンなどの有機溶媒又は該有機溶媒を80重量%程度含有する水系溶媒中、100〜200℃程度で処理(蒸解)する方法である。また、必要に応じて処理液に水酸化ナトリウムなどのアルカリ、鉱酸などの酸を加えてもよい。オルガノソルブパルプ化剤に利用される有機溶媒として好ましいのは酢酸、アルコールであり、より好ましいのは酢酸、エタノールであり、よりいっそう好ましいのは酢酸である。 Organosolv pulping is a known pulping method. Typical organosolv pulping involves converting pulp raw materials, such as wood chip produce waste, into organosolv pulping agents, ie acetic acid, alcohols (eg methanol, ethanol, butanol, isopropanol, etc.), polyhydric alcohols (eg ethylene glycol). Or the like, or an aqueous solvent containing about 80% by weight of an organic solvent such as acetone or the like (treatment) at about 100 to 200 ° C. Moreover, you may add acids, such as alkalis, such as sodium hydroxide, and a mineral acid, to a process liquid as needed. As the organic solvent used for the organosolv pulping agent, acetic acid and alcohol are preferred, acetic acid and ethanol are more preferred, and acetic acid is even more preferred.
このように、本明細書ではオルガノソルブパルプ化によって生じる粗パルプ及び廃液の混合物をオルガノソルブパルプ化液という。また、本明細書では、オルガノソルブパルプ化液から粗パルプを例えば濾過、遠心分離等の方法によって分離して得られる廃液をオルガノソルブパルプ化廃液という。本発明では、リグニンを溶解した溶媒としてオルガノソルブパルプ化液そのもの、オルガノソルブパルプ化廃液そのもの、或いはオルガノソルブパルプ化液又は廃液に含酸素複素環化合物、非プロトン性極性溶媒、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、酢酸エチル、ピリジン及びクロロホルムからなる群から選択される少なくとも1種の溶媒を添加したものを使用できる。 Thus, in this specification, the mixture of the crude pulp and waste liquid which arise by organosolv pulping is called organosolv pulping liquid. Moreover, in this specification, the waste liquid obtained by isolate | separating crude pulp from organosolv pulping liquid by methods, such as filtration and centrifugation, is called organosolv pulping waste liquid. In the present invention, as a solvent dissolving lignin, organosolv pulping liquid itself, organosolv pulping waste liquid itself, or organosolv pulping liquid or waste liquid containing oxygen-containing heterocyclic compound, aprotic polar solvent, ethanol, isopropanol, butanol , Ethyl acetate, pyridine, and chloroform can be used to which at least one solvent selected from the group consisting of is added.
オルガノソルブパルプ化廃液を蒸留すると非留去成分(固形分)が生ずる。蒸留によって生じる非留去成分にはリグニンが含まれている。蒸留にあたっては、通常の蒸留条件(温度、時間、圧力など)が採用でき、廃液に含まれる成分(有機溶媒、水、アルカリ、酸など)、その濃度などに応じて適宜設定すればよい。なお、本工程において留去された成分を回収し、パルプ化剤(パルプ化試薬)として再利用することができる。 When the organosolv pulping waste liquid is distilled, a non-distilled component (solid content) is generated. Non-distilled components produced by distillation contain lignin. In distillation, normal distillation conditions (temperature, time, pressure, etc.) can be adopted, and it may be appropriately set according to the components (organic solvent, water, alkali, acid, etc.) contained in the waste liquid, the concentration thereof, and the like. In addition, the component distilled off in this process can be collect | recovered and can be reused as a pulping agent (pulping reagent).
次に、上記工程によって、オルガノソルブパルプ化廃液より得られたリグニンを含有する非留去成分に上記の溶媒及びアミド結合含有ビニルポリマーを添加してリグニン含有樹脂を形成させる。この工程では、非留去成分に上記の溶媒、好ましくは含酸素複素環化合物、非プロトン性極性溶媒、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、酢酸エチル、ピリジン及びクロロホルムからなる群から選択される少なくとも1種の溶媒と、上記のアミド結合含有ビニルポリマーとを添加する。添加の手法は様々であり、非留去成分に溶媒を添加し次いで固形又は液状(溶液、懸濁液など)のアミド結合含有ビニルポリマーを添加する手法、非留去成分に固形又は液状(溶液、懸濁液など)のアミド結合含有ビニルポリマーを添加し次いで溶媒を添加する手法、非留去成分に溶媒と固形又は液状(溶液、懸濁液など)のアミド結合含有ビニルポリマーとの混合物とを添加する手法、非留去成分に溶媒と固形又は液状(溶液、懸濁液など)のアミド結合含有ビニルポリマーとを別々に同時に添加する手法などが例としてあげられるが、これらに限定されない。 Next, by the above process, the above solvent and amide bond-containing vinyl polymer are added to the non-distilled component containing lignin obtained from the organosolv pulping waste liquid to form a lignin-containing resin. In this step, at least one member selected from the group consisting of the above-mentioned solvent, preferably an oxygen-containing heterocyclic compound, an aprotic polar solvent, ethanol, isopropanol, butanol, ethyl acetate, pyridine and chloroform is used as the non-distilled component. A solvent and the above amide bond-containing vinyl polymer are added. There are various methods of addition, a method of adding a solvent to the non-distilled component and then adding a solid or liquid (solution, suspension, etc.) amide bond-containing vinyl polymer, a solid or liquid (solution) to the non-distilled component , Suspension, etc.), a method of adding an amide bond-containing vinyl polymer and then adding a solvent, a mixture of a solvent and a solid or liquid (solution, suspension, etc.) amide bond-containing vinyl polymer as a non-distilled component Examples thereof include, but are not limited to, a technique of adding a solvent and a solid or liquid (solution, suspension, etc.) amide bond-containing vinyl polymer separately and simultaneously to the non-distilled component.
本発明においてアミド結合含有ビニルポリマーは、側鎖にアミド結合を有するビニルポリマーを包含し、1種単独で又は2種以上混合して使用できる。しかし、単純なアミド基、すなわち−CO−NH2を有するビニルポリマーは包含しない。アミド結合含有ビニルポリマーとしては、例えば、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−メチルピロリドン、アクリロイルモルホリン、アクリロイル−2−メチルモルホリン、ビニルアセトアミドなどのアミド結合含有モノマーのホモポリマー;前記モノマーとビニルモノマーとのコポリマーなどが使用できる。アミド結合含有ビニルポリマーのモノマーであるアミド結合含有モノマーは1種単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。なお、後述の本発明のリグニン分離方法において使用されるアミド結合含有ビニルポリマーとしては、3次元架橋されたアミド結合含有ビニルポリマーが好ましい。架橋されたアミド結合含有ビニルポリマーから得られるリグニン含有樹脂の樹脂成分がリグニン可溶性溶媒に溶解しにくいため、リグニンと樹脂成分の分離が容易になるためである。このような架橋構造は、例えば、アミド結合含有ビニルポリマーにγ線を照射することによって得られる。 In the present invention, the amide bond-containing vinyl polymer includes a vinyl polymer having an amide bond in the side chain, and can be used alone or in combination of two or more. However, simple amide groups, i.e. the vinyl polymer having a -CO-NH 2 are not included. Examples of the amide bond-containing vinyl polymer include homopolymers of amide bond-containing monomers such as N-vinyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-methylpyrrolidone, acryloylmorpholine, acryloyl-2-methylmorpholine, and vinylacetamide; Copolymers of monomers and vinyl monomers can be used. The amide bond-containing monomers that are monomers of the amide bond-containing vinyl polymer can be used alone or in combination of two or more. The amide bond-containing vinyl polymer used in the lignin separation method of the present invention described later is preferably a three-dimensionally cross-linked amide bond-containing vinyl polymer. This is because the resin component of the lignin-containing resin obtained from the cross-linked amide bond-containing vinyl polymer is difficult to dissolve in the lignin-soluble solvent, so that the lignin and the resin component can be easily separated. Such a crosslinked structure can be obtained, for example, by irradiating an amide bond-containing vinyl polymer with γ rays.
上記のビニルモノマーとしては、エチレン、プロピレン、スチレン、酢酸ビニル、ビニルアルコール、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリロニトリルなどが使用できるがこれらに限定されない。ビニルモノマーは1種単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。 The above vinyl monomers include ethylene, propylene, styrene, vinyl acetate, vinyl alcohol, acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, acrylic Acid butyl, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, acrylonitrile and the like can be used, but are not limited thereto. A vinyl monomer can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
リグニンに添加されるアミド結合含有ビニルポリマーの形態は限定されないが、例えば、粉末などの固形であっても、溶媒(例えば、テトラヒドロフラン)に溶解した液状であってもよい。アミド結合含有ビニルポリマーの数平均分子量は通常、1,000〜500,000、好ましくは5,000〜200,000である。アミド結合含有ビニルポリマーの添加量は、リグニンに対し、通常2〜98重量%、好ましくは5〜50重量%である。 The form of the amide bond-containing vinyl polymer added to lignin is not limited, and may be, for example, a solid such as a powder or a liquid dissolved in a solvent (for example, tetrahydrofuran). The number average molecular weight of the amide bond-containing vinyl polymer is usually 1,000 to 500,000, preferably 5,000 to 200,000. The addition amount of the amide bond-containing vinyl polymer is usually 2 to 98% by weight, preferably 5 to 50% by weight, based on lignin.
アミド結合含有ビニルポリマーの添加により形成されたリグニン含有樹脂は公知の方法により回収できる。形成されたリグニン含有樹脂が複合体の場合、溶媒中にこの複合体の沈澱が生じ、濾過、溶媒の蒸留、遠心分離などの公知の固液分離方法によって分離できる。また、形成されたリグニン含有樹脂が相溶性ポリマーの場合、溶媒を蒸留などの方法によって除去することによって、例えばフィルム状のポリマーを分離できる。得られるリグニン含有樹脂は例えば農業用フィルム、移植用苗ポット、土嚢袋、漁具などの農林水産資材、断熱材や保水シート、型枠等の土木・建設資材等、従来既知の用途に利用できる。 The lignin-containing resin formed by adding the amide bond-containing vinyl polymer can be recovered by a known method. In the case where the formed lignin-containing resin is a composite, precipitation of the composite occurs in a solvent, which can be separated by a known solid-liquid separation method such as filtration, distillation of the solvent, and centrifugation. When the formed lignin-containing resin is a compatible polymer, for example, a film-like polymer can be separated by removing the solvent by a method such as distillation. The obtained lignin-containing resin can be used for conventionally known applications such as agricultural films, transplant seedling pots, sandbag bags, agricultural and fishery materials such as fishing gear, and civil engineering and construction materials such as heat insulating materials, water retaining sheets, and formwork.
本発明において、上記の溶媒の添加量は、リグニン1重量部に対し、通常1〜200重量部、好ましくは5〜100重量部である。また、アミド結合含有ビニルポリマーの添加量は、非留去成分中のリグニン1重量部に対し、通常0.5〜10重量部、好ましくは1〜5重量部である。 In this invention, the addition amount of said solvent is 1-200 weight part normally with respect to 1 weight part of lignin, Preferably it is 5-100 weight part. Moreover, the addition amount of an amide bond containing vinyl polymer is 0.5-10 weight part normally with respect to 1 weight part of lignin in a non-distilled component, Preferably it is 1-5 weight part.
また、リグニン含有樹脂におけるアミド結合含有ビニルポリマーに由来するポリマーの量は、通常2〜98重量%、好ましくは5〜50重量%である。また、リグニン含有樹脂におけるリグニンの割合は通常、2〜98重量%、好ましくは50〜95重量%である。また、リグニンの数平均分子量は通常、1,000〜20,000、好ましくは2,000〜10,000である。 The amount of the polymer derived from the amide bond-containing vinyl polymer in the lignin-containing resin is usually 2 to 98% by weight, preferably 5 to 50% by weight. The ratio of lignin in the lignin-containing resin is usually 2 to 98% by weight, preferably 50 to 95% by weight. The number average molecular weight of lignin is usually 1,000 to 20,000, preferably 2,000 to 10,000.
本発明のリグニン分離方法、すなわち、リグニンを溶解した含酸素複素環化合物に、3次元架橋構造を有するアミド結合含有ビニルポリマーを添加してリグニン含有樹脂を沈澱させる工程、沈澱したリグニン含有樹脂を回収する工程、及び回収されたリグニン含有樹脂にリグニン可溶性溶媒を添加し、固形分を分離して液体を回収する工程を含む、リグニン分離方法においては、回収したリグニン含有樹脂からリグニンを分離する場合においては、回収されたリグニン含有樹脂にリグニン可溶性溶媒を添加し、生じる固形分を分離して、この回収された固体にリグニン可溶性溶媒を添加してリグニンを分離する。リグニン含有樹脂中のリグニンはリグニン可溶性溶媒の添加により溶出する一方、樹脂成分は溶解せずに固形分となる。次に、リグニン可溶性溶媒の添加により得られる液体から溶媒を除去(例えば、減圧留去など)して、固形物としてリグニンを分離することができる。なお、本発明のリグニン分離方法において使用されるリグニン含有樹脂は、3次元架橋されたアミド結合含有ビニルポリマーの添加により生成するリグニン含有樹脂である。架橋されたアミド結合含有ビニルポリマーから得られるリグニン含有樹脂の樹脂成分がリグニン可溶性溶媒に溶解しにくいため、リグニンと樹脂成分の分離が容易になるためである。 The lignin separation method of the present invention, that is, the step of adding an amide bond-containing vinyl polymer having a three-dimensional cross-linking structure to an oxygen-containing heterocyclic compound in which lignin is dissolved to precipitate the lignin-containing resin, and recovering the precipitated lignin-containing resin In the lignin separation method, including a step of adding a lignin-soluble solvent to the recovered lignin-containing resin, and separating a solid to recover a liquid, the lignin is separated from the recovered lignin-containing resin. Adds a lignin-soluble solvent to the recovered lignin-containing resin, separates the resulting solid content, and adds the lignin-soluble solvent to the recovered solid to separate lignin. While lignin in the lignin-containing resin is eluted by the addition of a lignin-soluble solvent, the resin component does not dissolve but becomes a solid content. Next, the solvent can be removed from the liquid obtained by adding the lignin-soluble solvent (for example, distillation under reduced pressure, etc.) to separate the lignin as a solid. The lignin-containing resin used in the lignin separation method of the present invention is a lignin-containing resin produced by adding a three-dimensionally crosslinked amide bond-containing vinyl polymer. This is because the resin component of the lignin-containing resin obtained from the cross-linked amide bond-containing vinyl polymer is difficult to dissolve in the lignin-soluble solvent, so that the lignin and the resin component can be easily separated.
リグニン可溶性溶媒はリグニンを溶解し、リグニン含有樹脂中の樹脂成分を溶解しない性質を有するものであり、たとえば、エタノール、メタノール、アセトン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドなどが例としてあげられる。リグニン可溶性溶媒の添加量はリグニン含有樹脂1重量部に対して通常1〜10重量部、好ましくは2〜5重量部である。 The lignin-soluble solvent has the property of dissolving lignin and not dissolving the resin component in the lignin-containing resin, for example, ethanol, methanol, acetone, chloroform, dichloromethane, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, etc. can give. The addition amount of the lignin-soluble solvent is usually 1 to 10 parts by weight, preferably 2 to 5 parts by weight with respect to 1 part by weight of the lignin-containing resin.
本発明によれば、リグニンとビニル樹脂との相溶性が高く、ガラス転移点が一つとなるため、熱加工性に優れたリグニン含有樹脂を得ることができる。また、本発明のリグニン分離法法によれば、オルガノソルブパルプ化廃液から、水を大量に使用することなくリグニンを分離することができるため、水の蒸留等のエネルギーが不要となる。 According to the present invention, since the compatibility between lignin and vinyl resin is high and the glass transition point is one, a lignin-containing resin excellent in heat workability can be obtained. Moreover, according to the lignin separation method of the present invention, lignin can be separated from the organosolv pulping waste liquor without using a large amount of water, so that energy such as water distillation becomes unnecessary.
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples.
実施例1
ユーカリチップをパルプ化槽に入れ、これに少量の鉱酸を含む酢酸水溶液(0.1%の塩酸を含む90%酢酸水溶液を入れて、チップに対する液比を10〜12とし、3〜4時間還流した(常圧酢酸処理)。還流後、吸引ろ過して粗パルプとパルプ廃液とに分離した。パルプ廃液を減圧蒸留し濃縮固体化した。固化物1重量部に対してテトラヒドロフラン99重量部を加えて溶解させた溶液50重量部と、ナカライテスク(株)製のポリビニルピロリドンK−90(数平均分子量360,000)1重量部をテトラヒドロフラン99重量部に溶解した溶液50重量部とを混合すると、瞬時に沈殿が生成した。この沈澱を遠心分離して回収した。得られた沈澱はリグニン含有ポリビニルピロリドンであった。リグニンの収率は、パルプ廃液を減圧蒸留して得た濃縮個体に含まれるリグニンに対し95%であった。
Example 1
Put the eucalyptus chips in the pulping tank, and put in this acetic acid aqueous solution containing a small amount of mineral acid (90% acetic acid aqueous solution containing 0.1% hydrochloric acid, the liquid ratio to the chips is 10-12, 3-4 hours The mixture was refluxed (atmospheric pressure acetic acid treatment) and then filtered by suction to separate into crude pulp and pulp waste liquid, and the pulp waste liquid was distilled under reduced pressure to be concentrated and solidified 99 parts by weight of tetrahydrofuran with respect to 1 part by weight of the solidified product. When 50 parts by weight of the solution dissolved in addition and 50 parts by weight of a solution obtained by dissolving 1 part by weight of polyvinylpyrrolidone K-90 (number average molecular weight 360,000) manufactured by Nacalai Tesque in 99 parts by weight of tetrahydrofuran are mixed. A precipitate formed instantaneously, which was collected by centrifugation, and the resulting precipitate was lignin-containing polyvinylpyrrolidone. It was 95% with respect to the lignin contained in the distilled-obtained concentrated individuals.
実施例2
実施例1と同じ方法でパルプ廃液を得た。粗パルプとパルプ廃液との混合物にテトラヒドロフランを酢酸水溶液の10倍量添加した。これをフラスコに200mL取り、ナカライテスク(株)製ポリビニルポリピロリドンを10gをティーバッグ様の袋に入れ混合した後、10分静置したところ沈澱(リグニン含有ポリビニルポリピロリドン)が生成した。次にこの沈澱を濾取し、沈澱1重量部に対し50重量部のエタノールを添加した。エタノールの添加によって溶解したリグニンをエタノールの減圧留去によって固形物として回収し、リグニン収率を算出したところ、粗パルプとパルプ廃液との混合物に含まれるリグニンの75%であった。なお、ポリビニルポリピロリドンはポリビニルピロリドンを架橋結合することにより得られる3次元網目状構造を有するポリマーであり、平均粒径200μm以下の粉末を使用した。
Example 2
Pulp waste liquor was obtained in the same manner as in Example 1. Tetrahydrofuran was added to the mixture of the crude pulp and the pulp waste liquid 10 times as much as the acetic acid aqueous solution. 200 mL of this was placed in a flask, 10 g of polyvinyl polypyrrolidone manufactured by Nacalai Tesque Co., Ltd. was placed in a tea bag-like bag and mixed, and then allowed to stand for 10 minutes to produce a precipitate (lignin-containing polyvinyl polypyrrolidone). Next, this precipitate was collected by filtration, and 50 parts by weight of ethanol was added to 1 part by weight of the precipitate. The lignin dissolved by the addition of ethanol was recovered as a solid by distilling off ethanol under reduced pressure, and the lignin yield was calculated to be 75% of the lignin contained in the mixture of the crude pulp and the pulp waste liquid. Polyvinyl polypyrrolidone is a polymer having a three-dimensional network structure obtained by cross-linking polyvinyl pyrrolidone, and a powder having an average particle size of 200 μm or less was used.
実施例3
アルドリッチ社製のオルガノソルブリグニンアセテート1重量部をN,N−ジメチルホルムアミド99重量部に溶解させた溶液の20、40、60、80重量部と、ナカライテスク(株)製のポリビニルピロリドン(PVP)25(分子量360,000)1重量部をN,N−ジメチルホルムアミド99重量部に溶解した溶液80、60、40、20重量部とをそれぞれ混合して合計100重量部とした。N,N−ジメチルホルムアミドを留去して褐色フィルム状の樹脂組成物を得た。樹脂組成物のガラス転移点(Tg)を、パーキンエルマー(Perkin Elmer)製DSCにより測定した。結果を図3に示す。Tgは単独で、オルガノソルブリグニンアセテートのTgである112℃とPVP25のTgである162℃の間の値となった。
Example 3
20, 40, 60, 80 parts by weight of a solution prepared by dissolving 1 part by weight of an organosolv lignin acetate manufactured by Aldrich in 99 parts by weight of N, N-dimethylformamide, and polyvinylpyrrolidone (PVP) manufactured by
次にパーキンエルマー(Perkin Elmer)製FT−IR装置を用いて、両成分の分子間相互作用を評価した。その結果を図4および5に示す。オルガノソルブリグニンアセテートの水酸基の伸縮振動に由来するバンドは3455cm−1から、PVPのカルボニル基の伸縮振動に由来するバンドは1680cm−1からそれぞれ低波数側へシフトした。これにより、リグニン中の水酸基と、アミド結合含有ビニルポリマー(PVP)のアミド基のカルボニル炭素との間に水素結合が働いていることが確認された。 Next, the intermolecular interaction of both components was evaluated using an FT-IR apparatus manufactured by Perkin Elmer. The results are shown in FIGS. From band 3455cm -1 derived from the stretching vibration of the hydroxyl groups of organosolv lignin acetate, band ascribed to the stretching vibration of the carbonyl group of PVP was shifted from 1680 cm -1 to the respective lower wavenumbers. This confirmed that a hydrogen bond was working between the hydroxyl group in lignin and the carbonyl carbon of the amide group of the amide bond-containing vinyl polymer (PVP).
実施例4
実施例3において、N,N−ジメチルホルムアミドの代わりにテトラヒドロフランを用いてオルガノソルブリグニンアセテートとPVP25とを混合したところ、瞬時に褐色沈殿が析出した。濾過により沈殿を回収した。Tg値を図3に示す。Tgは単独で168−182℃となり、PVP25のTgである181℃よりむしろ高い値を示す場合があった。FT−IRによる、両成分の分子間相互作用を評価した結果を図4および5に示す。オルガノソルブリグニンアセテートの水酸基の伸縮振動に由来するバンドは3455cm−1から、PVPのカルボニル基の伸縮振動に由来するバンドは1680cm−1からそれぞれ低波数側へシフトした。これにより、リグニン中の水酸基と、アミド結合を有するビニルポリマーのアミド基のカルボニル炭素との間に水素結合が働いていることが確認された。さらに、シフトの度合いは実施例3の場合よりも大きく、より強固な水素結合を形成することにより、両成分間でコンプレックス様の複合体を生成していることが明らかになった。この強固な水素結合によって、TgがPVP25のTgである162℃よりむしろ高い値を示したものと考えられる。
Example 4
In Example 3, when organosolv lignin acetate and
本発明は、オルガノソルブパルプ化分野、リグニンの製造分野、リグニン含有樹脂の分野などで利用できる。 The present invention can be used in the field of organosolv pulping, the field of lignin production, the field of lignin-containing resins, and the like.
Claims (11)
リグニンを溶解した溶媒が、下記のいずれかであるリグニン含有樹脂の製造方法:
(a)オルガノソルブパルプ化液、
(b)オルガノソルブパルプ化廃液、
(c)オルガノソルブパルプ化液もしくは廃液に含酸素複素環化合物、非プロトン性極性溶媒、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、酢酸エチル、ピリジン及びクロロホルムからなる群から選択される少なくとも1種の溶媒を添加して得られるもの、又は
(d)オルガノソルブパルプ化廃液を蒸留して得られる非留去成分に、含酸素複素環化合物、非プロトン性極性溶媒、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、酢酸エチル、ピリジン及びクロロホルムからなる群から選択される少なくとも1種の溶媒を添加して得られるもの。 In a method for producing a lignin-containing resin, comprising a step of adding an amide bond-containing vinyl polymer to a solvent in which lignin is dissolved to form a lignin-containing resin, and a step of recovering the formed lignin-containing resin .
A method for producing a lignin-containing resin in which the solvent in which lignin is dissolved is any of the following:
(A) Organosolv pulping solution,
(B) Organosolv pulping waste liquid,
(C) adding at least one solvent selected from the group consisting of oxygen-containing heterocyclic compounds, aprotic polar solvents, ethanol, isopropanol, butanol, ethyl acetate, pyridine and chloroform to the organosolv pulping solution or waste solution. Or obtained
(D) The non-distilled component obtained by distilling the organosolv pulping waste liquid is selected from the group consisting of oxygen-containing heterocyclic compounds, aprotic polar solvents, ethanol, isopropanol, butanol, ethyl acetate, pyridine and chloroform. at least one solvent that obtained by adding that.
N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−メチルピロリドン、アクリロイルモルホリン、アクリロイル−2−メチルモルホリン及びビニルアセトアミドからなる群から選択されるアミド結合含有モノマーのホモポリマー、及び
前記モノマーとビニルモノマーとのコポリマー
からなる群から選択される少なくとも1種のポリマーである請求項1に記載の製造方法。 An amide bond-containing polymer is
Homopolymer of an amide bond-containing monomer selected from the group consisting of N-vinyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-methylpyrrolidone, acryloylmorpholine, acryloyl-2-methylmorpholine and vinylacetamide, and said monomer and vinyl monomer The production method according to claim 1, wherein the polymer is at least one polymer selected from the group consisting of copolymers thereof.
リグニンを溶解した溶媒が、下記のいずれかであるリグニン分離方法:
(a)オルガノソルブパルプ化液に含酸素複素環化合物を添加したもの、
(b)オルガノソルブパルプ化廃液に含酸素複素環化合物を添加したもの、又は
(c)オルガノソルブパルプ化廃液を蒸留して得られる非留去成分に、含酸素複素環化合物を添加して得られるもの。 Addition of an amide bond-containing vinyl polymer having a three-dimensional cross-linking structure to an oxygen-containing heterocyclic compound in which lignin is dissolved to precipitate the lignin-containing resin, recovering the precipitated lignin-containing resin, and recovered lignin-containing lignin-soluble solvent is added to the resin, the lignin separation method comprising the step of recovering the liquid by separating the solids,
The lignin separation method wherein the solvent in which lignin is dissolved is any of the following:
(A) a solution obtained by adding an oxygen-containing heterocyclic compound to an organosolv pulping solution,
(B) A solution obtained by adding an oxygen-containing heterocyclic compound to an organosolv pulping waste liquid, or
(C) A product obtained by adding an oxygen-containing heterocyclic compound to a non-distilled component obtained by distilling an organosolv pulping waste liquid .
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---|---|---|---|---|
JPH10501295A (en) * | 1994-06-10 | 1998-02-03 | アルセル・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | Degradable polymers and polymer products |
JP2002500707A (en) * | 1997-05-29 | 2002-01-08 | バンティフル アプライド リサーチ コーポレイション | Process for treating alkaline cooking effluent from paper pulping operations, and its products |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190211207A1 (en) * | 2016-09-09 | 2019-07-11 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Method for producing lignin-containing resin composition and lignin-containing resin molded article |
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