JPH02500039A - リグノセルロース系材料の繊維を含有する製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 リグノセルロース系材料の繊維を 含有する製品の製造方法 技術分野： 本発明はリグノセルロース系材料を繊維に砕解し、生成した繊維ウェブを形成お よび加圧して所要の製品にすることによって、リグノセルロース系材料の繊維を 含有する製品を製造する方法に関するものである。

背景技術： 繊維が一緒に結合して比較的均一な物体を形成しているリグノセルロース系材料 の木材繊維または他の繊維をベースとした製品は建設産業において広範囲に使用 されている。

主な製品は種々の密度を有するこのような材料のシート、すなわち繊維板（ハー ドボード、建築用繊維板）であるが、一層複雑な製品の製造もある程度行われて いる。水分の存在下に使用できるような繊維ベース製品を開発することは従来回 能であり、費用のかかることであった。従って、繊維板および他の繊維ベース製 品は主として野外で乾燥雰囲気において使用される。今日まで水分に対する感受 性を低下させる手段は油で処理して油が混合されていて普通高密度を有する繊維 板を作ることである。この処理は費用がかかり、撥水性を若干有する板を生成す るにすぎなかった。

しかも、この板はこのような処理によっても寸法安定性が得られない。

技術的課題： 水分に対する繊維板の感受性は繊維材料に帰することができる。従って、防水性 繊維製品の製造を妨げる因子は主として繊維の吸湿性、この結果として生じる寸 法変化、および湿潤と乾燥とが繰り返される際に見られる繊維板における亀裂発 生および砕解の傾向である。他の重要な因子は繊維材料が腐敗する傾向である。

従って、寸法安定性および耐腐敗性を改善しようとする処理は繊維自体における 変性を目的とする必要があり、繊維板製品における変性を主としてはならない。

解決手段： 寸法安定性および耐腐敗性を有する繊維板を製造する際の障害は、繊維を形成す るリグノセルロース系材料にリグニンを水と共に実質的に１２．５を超えないＰ Ｈにおいて含浸させ、前記繊維によって前記リグニンが吸収された後に、前記リ グニンを本質的に水不溶性形態に変性することにより、前記リグニンを水によっ て浸出されないように固定することを特徴とする本発明を実施することによって 克服される。

利点： 本発明は寸法安定作用およびこの結果である亀裂の減少を生じさせかつ経済的に 有利な方法で耐腐敗性を付与することができる繊維ベース製品を製造するための 繊維含浸方法を提供する。

本発明を実施する最良の方法： 本発明方法において含浸のために使用する物質は、紙バルブを製造するためのア ルカリ性クラフト蒸煮プロセスから適当に得られるリグニン、すなわち廃液リグ ニンを活性成分として含有する。このようなアルカリリグニンはこの化学的バル ブ製造プロセスにおける紙バルブの製造過程において多量に生成することが知ら れている。このようなリグノはこの分野においてリグニンを魅力的なものにする 価格において多量に入手することができる。

本発明方法において繊維がリグニンを吸収することができるようにするためには 、リグニンを水性溶液または水性分散液の形態で存在させる必要がある。リグニ ンは液体形態において繊維ベース製品例えば繊維板の形成に使用される確立され た方法に使用するのに適したものになる。この場合にコストの理由から水を使用 するのが適当であるのは勿論である。この水は形成処理工程（湿式形成）におい て使用される水または乾式形成において繊維に存在する水分と相互作用をするの で、このボード形成方法は実行可能な代わりの方法を提供しない。

リグニンは受け取られた形態において限られた程度まで水溶性であるにすぎない が、アルカリ性溶液には可溶性であり、例えばカルボキシメチル化によって十分 に水溶性の形態に変えることができる。出発原料としてはクラフト蒸煮プロセス からの工業廃液から酸例えばｐＨ９において酸を添加することにより沈澱させた クラフトリグニン（サルフェートリグニン）が適当である。クラフトリグニン（ サルフェートリグニン）は水性溶液中で１＝２：１のモル比においてＮａ叶およ びクロル酢酸と反応しく９０℃で１０時間）、この際リグニン中のＣ９単位に対 する分子量は２００になる。

カルボキシメチル化リグニンはｐＨ約２において酸によって沈澱し、遠心分離に よって単離される。リグニンの精製を行うために、リグニンを酢酸に溶解し、次 いで再沈澱させることができる。

リグニンを変性して水溶性形態にすることは、リグニンに親水性基を導入するい くつかの方法によって実施することができる。カルボキシメチル化に加えられた クロルプロピオン酸によるカルボキシエチル化は一般的にカルボキシアルキル化 と呼ばれる工程を達成する他の方法を提供する。

紙パルプの漂白に使用される酸素漂白工程に準拠した酸化、例えば酸素または空 気を使用した酸化によるカルボキシル化も、スルホン化と同様に使用することが できる。引き続いて異なるリグニン変性方法を使用することができる。

本発明方法を使用する際に必要なリグニンによる含浸は下記のようにして実施す ることができる。

繊維ベース製品（ボード）に使用する繊維バルブを工業的に製造する場合には、 木材チップのようなリグノセルロース系材料を、１個または２個の回転円板を具 えた円板型繊維解離機（ｄｉｓｃ　ｄｅｆｉｂｒａｔｏｒ）において高温で処理 して繊維を解離する。この繊維解離工程から排出される高温の繊維バルブは乾量 基準含有量が３０〜６０％であり、適当に直接輸送し、温度１０〜８０℃の含浸 用リグニン含有溶液中に浸漬することができる。過剰の含浸用溶液は繊維材料か ら排出または加圧除去することができる。良好な結果を得るためには、繊維に溶 液を十分に含浸させることが重要である。

繊維バルブに対するリグニン添加量は含浸用溶液中のりゲニン濃度を調節するこ とにより調整することができる。また、リグニンは繊維バルブに例えば繊維バル ブがディスク・リファイナー（ビータ−）から繊維を輸送するのに使用されるい わゆるブロー（ｂｌｏｗ）ライン内を通る際に、含浸用リグニン含有溶液が繊維 バルブの全体に噴霧または撒布されるようにして、添加することができる。

上述のように、繊維中に含浸用溶液を良好に吸収させるのが重要でである。従っ て、溶液の噴霧または撒布は注意して行う必要があり、繊維を入れておき繊維に 溶液を吸収させることができ貯蔵タンクを前記ブローラインに設けて、繊維壁中 へのリグニンの拡散を改善する必要があることがある。

上述のように、特別な変性を行わない場合には、リグニンは水に対して限られた 溶解度を有しているが、含浸用溶液を１２．５より著しく低いｐＨにおいてアル カリ性にすることによりリグニンを可溶性形態にして上述の状態の繊維バルブに 添加することができる。含浸用溶液は含浸が達成さるように繊維材料中に浸透す る。

しかし、含浸後にリグニンは少なくとも部分的に水溶性の形態において水中に浸 出され易く、この状態では精製した材料は主目的である用途、すなわち屋外にお ける使用に適さない。従って、リグニンを水不溶性形態に変えることによりリグ ニンを固定する必要がある。このことは、第２工程において繊維材料をアルミニ ウム塩、銅塩またはアルミニウム塩と銅塩との混合物のそれぞれのような金属塩 の水性溶液で処理することにより、達成することができる。

銅は少量使用した場合でも腐敗に対する追加の保護を提供する。リグニンと銅と の組合せは白色腐敗菌および褐色腐敗菌のほか軟腐敗菌および滅菌していない汚 れ（ｓｏｉｌ）からのトンネリング（ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ）・バクテリアに対 する優れた抵抗性を与える。

ある場合には、材料を弱酸性にすることでさえも良好な固定作用を達成するのに 十分であることがある。固定は上述のように金属塩を添加することによって実施 しようとするのが普通であるが、この方法では少なくとも若干の場合に、固定用 溶液が金属塩の不存在下に酸性溶液になることを阻止することができない。

固定工程は予定された繊維板形成方法によって異なる方法で実施することができ る。従って、繊維バルブには、過剰の含浸用リグニン含有溶液を加圧または排出 によって除去した後に、例えばアルミニウム塩を含有する水性溶液を供給して固 定を達成することができる。過剰の固定用溶液は、繊維材料を確立された繊維板 製造方法に従ってさらに処理する前に、第２の排出または加圧工程において除去 することができる。繊維板の湿式形成を行おうとする場合には、固定用溶液好ま しくはアルミニウム塩（場合によっては銅塩と組み合わせて）をいわゆる原料（ ｓｔａｃｋ）希釈水である供給水に添加して、繊維によって吸収されたリグニン 物質の固定を、繊維懸濁液が湿式形成に使用されるボードマシン（ｂｏａｒｄ　 ｍａｃｈｉｎｅ）のエンドレス　ワイヤ（ネット）に供給される前に行うことが できる。

リグニンが含浸されている繊維材料を製造する本発明方法の他の例では、リグノ セルロース系材料、例えば木材チップ、切片（ｃｈ　ｉｐｐ　ｉｎｇ）または削 り屑にリグニン溶液を含浸させ、次いでこリグノセルロース系材料をディスク・ ビータ−（繊維解離機）において繊維に砕解する。リグノセルロース系材料は含 浸前において繊維が解離されておらず、なおチップ、切片または削り屑の形態に 留まっている場合には、リグノセルロース系材料による含浸用リグニン溶液の吸 収量に関して例えばリグノセルロース系材料と溶液との間の曝露時間を長くする ことにより、大きな注意を払う必要がある。塩の沈澱および繊維解離機の叩解部 の閉塞、または装置における腐食を回避するために、繊維の解離／リファイニン グに続く工程においてリグニン物質の固定を適当に行う゛ことができる。

本発明に関し、リグニン水性溶液はアルカリ性が大きすぎてはいけないこと（最 高ｐＨは１２．５であること）が分かった。これは良好な結果の達成を一層容易 にする。アルカリ性の大きすぎる溶液の使用を回避することにより、リグノセル ロース系繊維自体の腐敗に対する固有の抵抗性は僅かしか影響されないようにな る。他方、繊維に対するアルカリの作用によっである程度の繊維の膨潤が起こり 、この結果繊維の細胞壁中へのリグニンの浸透が改善される。次いでこの結果含 浸が改善される。従って、ｐＨ値を調整して良好な含浸作用を達成し、次いで繊 維材料の腐敗に対する本来の抵抗性の低下を適度なものとするのが重要である。

最適ｐＨ値は６〜１１である。強アルカリ性溶液を使用した結果として生じる腐 敗に対する抵抗性の低下は銅の添加によって無くすことができる。

固定用溶液は弱酸性溶液を使用することにより適当な形態で提供され、弱酸性溶 液はリグニンを水不溶性形態に変える化学的プロセスを容易にすることにより固 定作用を改善する。金属塩例えばアルミニウム塩を添加してこの固定プロセスを 行う場合には、比較的多量の金属イオンが必要で、その量は含浸に使用したリグ ニン量の増加と調和して増加する。普通に使用されるリグニン濃度においては、 金属イオンの必要量は腐敗からの上述の追加の保護に必要な銅によって提供され る量より多い。銅の価格はアルミニウムの価格より高いので、固定用溶液は一部 分を腐食からの」二連の追加の保護に必要な量の銅塩から構成し、残部をアルミ ニウム塩ベースとして所要の固定作用を提供するのが賢明である。亜鉛を銅の代 わりに使用することができる。

上述の腐敗からの保護には、繊維材料に銅を使用繊維の種類およびリグニン添加 量に関連して繊維の乾量基準の計算値で１％に限定されることのある量で含有さ せる必要がある。腐敗からの良好な追加の保護を提供するのに必要な最低の銅量 、すなわち限界値は使用原料の種類によって変わる。しかし、一般的に言えるの は、広葉樹からの繊維は針葉樹例えば松材からの繊維に必要な量の約２倍を必要 とするのが普通であるということである。

指摘する必要があるのは、繊維材料は小さい粒度を有しかつ砕解された形態であ るために比較的容易に含浸させることができることである。従って、好ましい浸 透条件は予想することができる。従って、多くの場合に浸透を増大させるために 水中における完全な溶解度の達成のような特殊な処置をとる必要を回避すること ができる。

また、固定操作を熱処理によって行うことができ、この場合には繊維材料におけ るアセチル基の離脱および繊維材料とリグニン好ましくはアンモニウム塩形態の リグニンとの化学反応がリグニンの水不溶性形態への変化を助ける。

熱処理温度は良好な反応を生起させるために８０℃以上、好ましくは１１０℃に する必要がある。熱処理は高温（普通２００〜２５０℃）における繊維板の加圧 および乾燥と同時に適当に実施することがきる。

当然の結果として、含浸用リグニン含有溶液にアンモニアおよび／またはアルニ ウム塩を添加し、繊維材料が８０℃以上の温度に加熱される第２工程において固 定を行わせることにより熱固定を行うことができる。この加熱工程は、圧縮され た生成物に加圧する前および／または加圧すると同時に、繊維材料を低水分まで 乾燥すると同時に行うのが好ましい。このように、リグニンの水不溶性形態への 変化は繊維材料とリグニン物質との化学反応によって達成される。上述のように 、平衡のとれた量の銅が存在すると、腐敗に対する抵抗性が増大する。また、こ のような添加は熱固定を用いる場合にも行うことができる。加熱より前の工程に おいて、好ましくは繊維に銅塩水溶液を含浸させることにより、繊維材料に銅を 供給する。代替物として亜鉛を使用することができ、この場合には亜鉛塩含有溶 液を使用して含浸を行う。金属塩の必要量は固定を単に金属塩添加によって行う 場合程多くする必要はない。その代わりに、必要な大きさくｍａｇ旧ｔｕｄｅ） の程度は腐敗からの追加の保護を達成するだめの大きさと同じである。この場合 には固定作用は熱処理自体によって達成される。

上述の説明から明らかなように、含浸を行った繊維からの最終製品、普通ボード 製品の形成は、よく知られている確立された方法によって行うことができる。２ 種の異なる方法すなわち湿式形成および乾式形成を区別することができる。

湿式形成においては、繊維を形成プロセスに使用する水である原料希釈水すなわ ち供給水のなかに懸濁させ、この繊維懸濁液を湿式ラップ形成機のエンドレスワ イヤ（ネッ１−）に移送する。この懸濁液を金網」−で脱水する。次いで、繊維 を普通冷ロールの間で一緒に加圧し、生成物を最後に熱プレスで加圧する。最終 製品中の繊維は繊維材料が加圧された結果生じる接着によって結合される。また 接着剤（にかわ）を使用することもできる。

乾式形成においては、普通最高１０％である所定の水分を有する繊維材料層をプ レス内に配置し、最終製品を加圧により製造する。この場合にも、繊維は接着に よって結合されるが、これらの繊維の結合を接着剤（にかは）の添加によって強 化するのが普通である。

」二連のように、本発明方法における繊維の含浸処理は常に形成を行う前に行う 。湿式形成においては、繊維におけるリグニンの固定を形成工程前に行うことが でき、あるいは固定用溶液を原料希釈水に添加することにより形成と同時に行う ことができる。乾式形成においては、形成を実施する前にリグニンを固定するこ とができる。この場合には、固定後に繊維材料を乾燥させる前に形成を行う必要 があり、その理由は繊維材料が加圧処理中にある程度の水分を必要とするからで ある。

上述の説明から明らかなように、本発明方法における含浸処理は異なる別の方法 で行うことができる。原料は任意のリグノセルロース系材料とすることができる 。最終製品は上述のように繊維製品、主として繊維板（ボード製品）である。

別法Ｉ 工程１゜繊維材料（例えば、木材チップ）の洗浄、予熱。

２、ディスクビータ−における繊維の解離、リファイニング。

３、リグニン溶液による工程２からの繊維の含浸。

４、排液、場合によっては排液と加圧との組合せ。

排出された含浸用溶液は工程３に再循環させることができる。

５、アルミニウム塩溶液のような固定用溶液の添加による固定、この場合に銅塩 を添加することもできる。

６、排液、場合によっては排液と加圧との組合せ。

排出された固定用溶液は工程５に再循環することができる。

７、確立された湿式または乾式形成方法による繊維製品の形成。

別法■ 工程１．繊維材料（例えば、木材チップ）の洗浄、予熱。

２、ディスクビータ−における繊維の解離、リファイニング。

３、リグニン溶液による工程２からの繊維の含浸。

４、排液、場合によっては排液と加圧との組合せ。

排出された含浸用溶液は工程３に再循環することができる。

５、湿式形成法によって形成するのに適した繊維懸濁液（繊維原料液）の調製。

６、繊維においてリグニンを固定するだめのアルミニウム塩（場合によってはア ルミニウム塩および銅塩）溶液の形態の固定用溶液の添加。

°（注）工程５および６は、工程６による固定に必要な物質を工程５で使用した 原料希釈液に添加することにより、繊維原料液（繊維懸濁液）の調製の際に、適 当に一緒に行うことができる。

７、湿式形成法による製品の最終形成。

別法■ 工程１６繊維材料（例えば、木材チップ）の洗浄、予熱。

２、リグニン溶液による繊維材料の含浸。

３、排液、場合によっては排液と加圧との組合せ。

排出された含浸用溶液は工程２に再循環することができる。

４、ディスクビータ−における繊維の解離、リファイニング。

５、アルミニウム塩（場合によってはアルミニウム塩および銅塩）溶液のような 固定用溶液の添加による固定。

６、排液、場合によっては排液と加圧との組合せ。

排出された固定用溶液は工程５に再循環することができる。

７、確立された湿式または乾式形成方法による繊維製品の形成。

別法■ 工程１．繊維材料（例えば、木材チップ）の洗浄、予熱。

２、リグニン溶液による繊維材料の含浸。

３、排液、場合によっては排液と加圧との組合せ。

排出された含浸用溶液は工程２に再循環することができる。

４、ディスクビータ−における繊維の解離、リファイニング。

５、湿式形成法によって形成するのに適した繊維懸濁液の調製。

６、繊維においてリグニンを固定するためのアルミニウム塩（場合によってはア ルミニウド塩および銅塩）溶液の添加。

（注）工程５および６は、工程６による固定に必要な物質を工程５で使用ｊ７た 原料希釈液に添加することにより、繊維原料液（繊維懸濁液）の調製の際に、適 当に一緒に行うことができる。

７、湿式形成法による製品の最終形成。

別法■ 工程１ｏ繊維材料（例えば、木材チップ）の洗浄、予熱。

２、ディスクビータ−における繊維の解離、リファイニング。

：３．リグニン溶液による工程２からの繊維の含浸。

４、排液、場合によっては排液乏加圧との組合せ。

排出された含浸用溶液は工程３に再循環することができる。

５、繊維製品の好ま１−＜は乾式形成法による形成および形成の際に必要な加熱 によるリグニンの同時固定。

別法■ 工程１６　繊維材料（例えば、木材チップ）の洗浄、予熱。

２ｏ　リグニン溶液による繊維材料の含浸。

３、排液、場合によっては排液き加圧との組合せ。

排出された含浸用溶液は工程２に再循環することかできる。

４、ディスクビータ−における繊維の解離、リファイニング。

５、繊維製品の好ましくは乾式形成法による形成および形成の際に必要な加熱に よるリグニンの同時固定。

別法Ｉ〜■はすべで溶液による固定に関するものである。

熱による固定は別の可能性として説明した。このような熱固定は別法■および■ における固定工程および次の排液工程に取って変わることができ、特に乾式形成 法を使用する場合にそうである。熱固定の例は別法■および■に示されている。

上述の含浸工程および固定工程は下記の実施例１〜３に詳述されており、得られ た結果は第１表および第２表に示されている。これらの実施例は実験室規模で行 った実験に関するものである。しかし、型どおりの仕事しかしない人であっても 、所要の特定の製造条件下に最も適用できる実施方法を別法Ｉ〜■から選定する ことにより、この実験室規模を生産規模に移すことができる。また、木材以外の リグノセルロース系材料、例えば竹、バガス、わらなどから繊維含有製品を製造 するために、上述の種々の方法をすべて、あるいはその使用可能な部分について 使用できることは、型どおりの仕事しかしない人にとっても明らかである。

また、クラフトリグニンから誘導されたもの以外のリグニン剤、例えば有機溶媒 （溶媒蒸煮）または水蒸気（爆発木材バルブ（ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ　ｗｏｏｄ− ｐｕｌｐ）で処理されたリグノセルロース系材料からのリグニンも使用できるこ とが分かる。

実施例１ 繊維板の製造に使用する繊維バルブを１００℃において水蒸気で蒸気処理し、次 いで分別されたクラフトリグニン（サルフェートリグニン）を含有する常温水中 に浸漬ｉ−だ。

含浸用溶液のｐＨ値はほぼｐＨ１１にした。上述の操作を含浸用溶液中の２種の 異なるリグニン濃度＝１５％および５％において行った。

過剰の含浸用溶液は加圧により除去し、繊維材料を塩化アルミニウム溶液（２％ ）中に浸漬１−でリグニンを水不溶性形態に固定（変性）した。

繊維バルブを水で希釈して繊維原料（ｓｔａｃｋ）濃度を１．５％にし、ｐＨを 調整してｐＨ４にした。次いで実験室用シート形成機において繊維の湿式形成を 行った。この繊維材料を冷プレスにおいてＩ　ＭＰａにおいて１分間加圧して乾 量基準含有量を約３０％にした。最後に、ホットプレスによる繊維板シートの形 成を１２０℃で行い、シート厚さを３ｍｍにした。

いくつかの場合にはシートを１６５℃で４時間熱すなわち熱処理により後処理し た。

対照はリグニン含浸および固定を行わなかった点を除き、同様な方法で同じ原料 から製造した。

種々のボード試料（１０Ｘ　１０ｃｍ）を水（２０℃）中に２４時間浸漬した後 に吸水率（重量％）および厚さ膨潤率（％）について試験した。試験結果を第１ 表（試料ＡおよびＢ）に水溶性カルボキシメチル化クラブ）　ＩＪゲニンを使用 してリグニン含浸を行った点を除き、繊維バルブを実施例１と同様に処理した。

含浸用溶液のｐＨ値は７．５であり、リグニン濃度は約１０％であった。固定は 実施例１に準拠して行った。試験結果を第１表（試料Ｃ）に示す。

実施例３ 異なる腐敗菌、例えば、白色腐敗菌、褐色腐敗菌および軟腐敗菌ならびにトンネ リング・バクテリアを同時に攻撃する効果を検討するために、それぞれ異なるリ グニンおよび銅の含有量まで含浸させた試料を菌類の棲息する地下室（ｆｕｎｇ ｕｓ　ｃｅｌｌａｒ）において滅菌していない汚れに曝露した。

９．５ケ月の曝露期間後の観察結果を第２表に示す。この表から分かるように、 すべての試料（未処理の対照を除く）は良好な結果を示した。低いリグニン含有 量まで含浸させた試料でもそうであった。

第１表：建築用リグニン含浸繊維板（密度１０００ｋｇ／ｎ＋３）について得た 試験結果第２表：菌類の生棲するする地下室における試験。曝露期間９．５ケ月 カルボキシメチル化　？、５　１．７　０．２６　０−０．　０−１．　０−２ ．　０−０標準リグニン 〃７．５　２゜７　０．３８　０−０．　０−０．　０−０．　０−１〃７．５ 　３．９　０．３２　０−０．　０−０．　０−１．　Ｏ−１〃７．５　５．２ 　０．３０　０−０．　１−１．　１−０．　０−０〃７．５　７．２　０．３ ６　０−０．　０−１．　０−０．　１−０〃７，５　１０，３　０．３８　０ −０．　Ｏ−０，０−０，０−０〃　７．３３．６　０，３７　０−２．　０− ０．　０−０．　０−１カルボキシル化　？、５　１．４　０．２１　０−０． １−０．０−０．’Ｏ−０リグニン 〃７，５　３．８　０．２５　０−０．　２−２．　２−０．　０−２〃７．５ 　７．６　０．２２　０−０．　０−１．　Ｏ−０，０−０〃８．５　６．７　 ０．３２　０−０．　１−０．　０−２．　０−０〃７．５　４．３　０．２８ 　０．　０．　１．　０〃　７．５　５．９　０．２１　１．　０．　２．　１ 〃８．５　２．０　０．２３　１．　０．　０．　０〃８．５　４．５　０．２ １　０．　１．　０．　０〃８．５　４．６　０．２５　０．　０．　０．　１ 未処理である対照　４ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の７第１項）平成元年　４月 　１日 特許庁長官　吉　１）　文　毅　殿 ＰＣＴ／ＳＥ８７１０　Ｏ４４５ ２、発明の名称 リグノセルロース系材料の繊維を含有する製品の製造方法３、特許出願人 氏　名　シモンソン・ルネ 国籍　スウェーデン国 １９８８年　２月２２日 訂正した請求の範囲 １、リグノセルロース系材料を機械的非化学的に繊維に砕解し、繊維物質好まし くはウェブの形態の繊維物質を圧縮して、繊維を結合させて所望の固体製品にす ることによって、リグノセルロース系材料の繊維を含有する製品を製造するに当 たり、 繊維を形成するリグノセルロース系材料に前記圧縮前に水溶液中のリグニンを実 質的に１２．５を超えないｐＨにおいて含浸させ、前記繊維によって前記リグニ ンが吸収された後に、前記リグニンを本質的に水不溶性形態に変性することによ り、前記リグニンを水によって浸出されないように固定することを特徴とするリ グノセルロース系材料の繊維を含有する製品の製造方法。

２、　使用リグニンは木材のアルカリ性蒸煮からの廃液から、好ましくは酸添加 によって沈澱させることにより、単離したアルカリリグニンである請求項１記載 の方法。

３、　アルカリリグニンをカルボキシル化アルカリリグニンに、好ましくは酸化 によって変性して、水溶性の改善を達成する請求項２記載の方法。

４、　アルカリリグニンをカルボキシアルキル化アルカリリグニン、好ましくは カルボキシメチル化またはカルボキシエチル化アルカリリグニンに変性して、水 溶性の改善を達成する請求項２記載の方法。

５、リグニンをスルホン化により変性する請求項２記載の方法。

６、　リグニンをスルホン化によりさらに変性する請求項３又は４記載の方法。

７、　固定を第２段階として行い、この際繊維材料に弱酸性水溶液、好ましくは アルミニウム塩、亜鉛塩または銅塩あるいはこれらの塩の組合せを添加すること によって金属イオンを含有させた前記水溶液を添加して、リグニンを前記固定が 行われるように変性する請求項１〜６のいずれか一つの項に記載の方法。

８、　固定用溶液への添加は、一方では乾燥繊維に対する銅量が実質的に１％以 下になるような量の銅塩と、他方ではリグニンが塩の併用効果によって固定され るような量の他の金属塩好ましくはアルミニウム塩とからなる請求項７記載の方 法。

９、　含浸用リグニン含有溶液に好ましくはアンモニアおよびアンモニウム塩の 一方または両方を添加し、固定を第２段階として行い、この際繊維材料を８０℃ 以上の温度に加熱し、好ましくはこれと同時に繊維材料を低水分まで乾燥し、こ の後またはこれと同時に圧縮された生成物に圧縮して、リグニンを水不溶性形態 に変性する請求項１〜６のいずれか一つの項に記載の方法。

１０、繊維に好ましくは銅塩溶液を含浸させることにより銅を添加する工程の次 に、熱による固定を行う請求項９記載の方法。

１１、繊維に好ましくは亜鉛塩溶液を含浸させることにより亜鉛を添加する工程 の次に、熱による固定を行う請求項９記載の方法。

】２゜繊維に砕解した後に、リグニン溶液による含浸工程、過剰溶液の排出工程 、前記固定用溶液の添加による固定工程、過剰溶液の排出工程および前記圧縮に よる繊維製品の形成工程を行う請求項１〜８のいずれか一つの項に記載の方法。

１３、リグノセルロース系材料の繊維への砕解を２工程で行い、第１工程では前 記材料を先ずチップ、切片および／または削り屑に砕解し、第２工程では繊維の 解離を行い、これらの二つの砕解工程の間でチップ、切片および／または削り削 の形態の前記材料についてリグニン溶液による含浸を行い、最終砕解工程の後に 繊維形態の前記材料について固定用溶液を添加することにより固定を行う請求項 １〜８のいずれか一つの項に記載の方法。

１４、チップ、切片および／または削り屑を先ず水蒸気によって蒸気処理し、次 いで好ましくは１０〜８０ｔ’の温度範囲内の比較的冷温の含浸用溶液を含浸さ せ、しかる後に繊維を解離させる請求項１３記載の方法。

１５、繊維に砕解した後に、リグニン溶液による含浸工程、過剰リグニン溶液の 排出工程、任意の既知の湿式形成プロセスに従って排出および圧縮を行うことに より形成を行うのに適した繊維の水懸濁液の調製工程、前記繊維懸濁液調製工程 に使用する水溶液に前記固定用溶液を添加することによるリグニン固定工程、お よび前記湿式形成プロセスによる生成物の最終形成工程を行う請求項１〜８のい ずれか一つの項に記載の方法。

国際調査報告

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．リグノセルロース系材料を繊維に砕解し、生成した繊維ウエブを形成および 加圧して所要の製品にすることによって、リグノセルロース系材料の繊維を含有 する製品を製造するに当たり、 繊維を形成するリグノセルロース系材料にリグニンを水と共に実質的に１２．５ を超えないＰＨにおいて含浸させ、前記繊維によって前記リグニンが吸収された 後に、前記リグニンを本質的に水不溶性形態に変性することにより、前記リグニ ンを水によって浸出されないように固定することを特徴とするリグノセルロース 系材料の繊維を含有する製品の製造方法。
2. ２．使用リグニンは木材のアルカリ性蒸煮からの廃液から、好ましくは酸添加に よって沈澱させることにより、単離したアルカリリグニンである請求項１記載の 方法。
3. ３．アルカリリグニンをカルボキシル化アルカリリグニンに、好ましくは酸化に よって変性して、その水溶性を改善する請求項２記載の方法。
4. ４．アルカリリグニンをカルボキシアルキル化アルカリリグニン、好ましくはカ ルボキシメチル化またはカルボキシエチル化アルカリリグニンに変性して、その 水溶性を改善する請求項２記載の方法。
5. ５．リグニンをスルホン化により変性する請求項１又は２記載の方法。
6. ６．リグニンをスルホン化によりさらに変性する請求項３又は４記載の方法。
7. ７．固定を第２段階として行い、この際繊維材料に弱酸性水溶液、好ましくはア ルミニウム塩、亜鉛塩または銅塩あるいはこれらの塩の組合せを添加することに よって金属イオンを含有させた前記水溶液を添加して、リグニンを前記固定が行 われるように変性する請求項１〜６のいずれか一つの項に記載の方法。
8. ８．固定用溶液への添加は、一方では乾燥繊維に対する銅量が実質的に１％以下 になるような量の銅塩と、他方ではリグニンが塩の併用効果によって固定される ような量の他の金属塩好ましくはアルミニウム塩とからなる請求項７記載の方法 。
9. ９．含浸用リグニン含有溶液に好ましくはアンモニアおよびアンモニウム塩の一 方または両方を添加し、固定を第２段階として行い、この際繊維材料を８０℃以 上の温度に加熱し、好ましくはこれと同時に繊維材料を低水分まで乾燥し、この 後またはこれと同時に圧縮された生成物に加圧して、リグニンを水不溶性形態に 変性する請求項１〜６のいずれか一つの項に記載の方法。
10. １０．繊維に好ましくは銅塩溶液を含浸させることにより銅を添加する段階の次 に、熱による固定を行う請求項９記載の方法。
11. １１．繊維に好ましくは亜鉛塩溶液を含浸させることにより亜鉛を添加する段階 の次に、熱による固定を行う請求項９記載の方法。
12. １２．繊維に砕解した後に、リグニン溶液による含浸工程、過剰溶液の排出工程 、前記固定用溶液の添加による固定工程、過剰溶液の排出工程および前記加圧に よる繊維製品の形成工程を行う請求項１〜８のいずれか一つの項に記載の方法。
13. １３．リグノセルロース系材料の繊維への砕解を２工程で行い、第１工程では前 記材料を先ずチップ、切片および／または削り屑に砕解し、第２工程では繊維へ の砕解（繊維の解離）を行い、これらの二つの砕解工程の間でチップ、切片およ び／または削り削の形態の前記材料についてリグニン溶液による含浸を行い、最 終砕解工程の後に繊維形態の前記材料について固定用溶液を添加することにより 固定を行う請求項１〜８のいずれか一つの項に記載の方法。
14. １４．チップ、切片および／または削り屑を先ず水蒸気によって蒸気処理し、次 いで好ましくは１０〜８０℃の温度範囲内の比較的冷温の含浸用溶液によって含 浸を行うことによって先ずチップ、切片および／または削り屑にリグニンを含浸 させ、しかる後に含浸処理したチップ、切片および／または削り屑の繊維を解離 させる請求項１３記載の方法。
15. １５．繊維に砕解した後に、リグニン溶液による含浸工程、過剰リグニン溶液の 排出工程、任意の既知の湿式形成プロセスに従って排出および加圧を行うことに より形成を行うのに適した繊維の水懸濁液の調製工程、前記繊維懸濁液調製工程 に使用する水溶液に前記固定用溶液を添加することによるリグニン固定工程、お よび前記湿式形成プロセスによる製品の最終形成工程を行う請求項１〜８のいず れか一つの項に記載の方法。
16. １６．木材チップを繊維解離ステーション、好ましくはディスクビーターにおい て繊維に解離し、次いで繊維解離ステーションからブローラインによって輸送し て乾式形成法によって圧縮された製品に形成することにより、乾式形成法によっ て繊維製品を製造するために、前記木材チップに水溶液中のリグニンを含浸させ 、固定用溶液を繊維解離工程からブローライン中に噴霧することより繊維に固定 用溶液を含浸させる請求項１記載の方法。