KR101725078B1 - Method of preparing a nanocellulose - Google Patents

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Abstract

본 발명의 나노셀룰로오스의 제조방법은 (a) pKa가 4 내지 7 미만인 약산의 수용액, 금속염 및 셀룰로오스계 물질을 혼합하여, 나노셀룰로오스 현탁액을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 현탁액으로부터 나노셀룰로오스를 분리하는 단계;를 포함한다. 상기 제조방법은, 기존의 제조방법에 비하여 제조에 소요되는 시간이 단축시키고 수율을 향상시킴과 동시에 강산을 대체할 수 있는 약산 및 금속염을 사용함으로써 경제적이고 친환경적인 공정이라고 할 수 있다.(A) preparing a suspension of nanocellulose by mixing an aqueous solution of a weak acid having a pKa of less than 4 to 7, a metal salt and a cellulose-based material; And (b) separating the nanocellulose from the suspension. The above-mentioned manufacturing method is an economical and environment-friendly process by using a weak acid and a metal salt which can shorten the manufacturing time and improve the yield and can replace the strong acid, compared with the conventional production method.

Description

나노셀룰로오스의 제조방법 {METHOD OF PREPARING A NANOCELLULOSE}[0001] METHOD OF PREPARING A NANOCELLULOSE [0002]

본 발명은 강산을 이용하는 대신 금속염과 약산을 이용하여 셀룰로오스계 물질로부터 나노셀룰로오스를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a nanocellulose from a cellulose-based material using a metal salt and a weak acid instead of using a strong acid.

나노셀룰로오스는 우수한 인장강도를 갖는 유기고분자 물질로서 각종 목재와 식물자원 등의 천연재료들로부터 얻어지기 때문에 친환경적인 재생자원이다. 나노셀룰로오스의 제조비용은 상당한 고가로 인식되고 있고 수율과 대량생산 측면에서 고려할 때 산업화 단계까지는 많은 연구개발의 필요성이 대두되고 있다.Nano-cellulose is an organic polymer material having excellent tensile strength and is an environmentally friendly regeneration resource since it is obtained from natural materials such as various kinds of wood and plant resources. The manufacturing cost of nanocellulose is recognized as being considerably high, and when considering from the viewpoint of yield and mass production, many research and development are required until the industrialization stage.

더욱이 각종 천연재료들의 고유의 특성에 따른 나노셀룰로오스의 제조 최적 조건을 찾기 위한 연구가 수반되어야 한다. 이를 위하여 셀룰로오스의 산 가수분해처리는 나노셀룰로오스의 추출에 있어 필수적인 공정으로서 셀룰로오스의 구조 중 무정형 영역(비정질 영역)을 산 가수분해하여 무정형 영역에 비하여 내산성을 갖는 결정 영역을 분리해내는데 그 목적이 있다. Furthermore, research to find optimal conditions for the production of nanocellulose according to the inherent characteristics of various natural materials should be accompanied. For this purpose, the acid hydrolysis treatment of cellulose is an essential step in the extraction of nanocellulose, and it is an object of acid hydrolysis of the amorphous region (amorphous region) of the cellulose structure to isolate the crystalline region having acid resistance as compared with the amorphous region .

이 때, 산 가수분해에 사용되는 산의 농도와 온도 및 시간에 따라 나노셀룰로오스의 결정화도, 중합도 및 기계적 물성이 다르게 나타난다. At this time, the degree of crystallization, degree of polymerization and mechanical properties of nanocellulose differ depending on the concentration of acid used for acid hydrolysis, temperature and time.

현재 나노셀룰로오스를 제조하는데 널리 사용되는 방법은 진한 강산을 이용하여 가수분해하는 방법이다. 이 방법은 결정질과 비정질로 이루어진 셀룰로오스에서 강산을 이용하여 비정질 영역을 가수분해를 통해 제거하고 비결정질 영역에 비하여 내산성을 갖는 결정 영역을 분리해 내는데 목적이 있다. 그러나, 65% 황산을 사용하는 등 매우 극한 조건에서 실시해야 하므로, 상용화하는데 문제점이 있다. 그러므로 가치가 높은 나노셀룰로오스를 제조하는데 있어서 좀 더 용이하고, 좀 더 실용 가능한 기술이 필요하다. Currently, a widely used method for producing nanocellulose is hydrolysis using a strong acid. In this method, the amorphous region is removed by hydrolysis using strong acid in crystalline and amorphous cellulose, and it is aimed to isolate the crystalline region having acid resistance compared with the amorphous region. However, since it must be carried out under very extreme conditions such as using 65% sulfuric acid, there is a problem in commercialization. Therefore, there is a need for more convenient and more practical techniques for producing high value nanocellulose.

기존의 문헌에서 보면 황산, 또는 염산을 대신하여 비정질 영역의 셀룰로오스를 가수분해 하는 약산은 거의 보고되어 있지 않다. 그러므로 황산이나 염산을 대신할 수 있는 약산을 이용하여 나노셀룰로오스를 제조하는 방법이 요구되고 있는 실정이다. In the existing literature, there have been few reports of weak acids for hydrolyzing cellulose in the amorphous region instead of sulfuric acid or hydrochloric acid. Therefore, there is a need for a method for producing nanocellulose using a weak acid which can replace sulfuric acid or hydrochloric acid.

1. Hanieh, K. et al., "Effects of hydrolysis conditions on the morphology, crystallinity, and thermal stability of cellulose nanocrystals extracted from kenaf bast fibers," Cellulose, Vol.19, pp.855-866 (2012).1. Hanieh, K. et al., "Effects of hydrolysis conditions on the morphology, crystallinity, and thermal stability of cellulose nanocrystals extracted from kenaf bast fibers," Cellulose, Vol. 19, pp. 855-866 (2012). 2. Mark, D. et al., "Electron Beam Irradiation of Cellulose," Radiation Physics and Chemistry, Vol.78, pp.539-542 (2009). 2. Mark, D. et al., "Electron Beam Irradiation of Cellulose," Radiation Physics and Chemistry, Vol. 78, pp. 539-542 (2009).

본 발명의 목적은 셀룰로오스계 물질로부터 나노셀룰로오스를 제조함에 있어서, 강산을 이용하지 않고, 금속염과 함께 약산을 이용함에도, 수율이나 공정의 소요시간 면에서 기존의 방법과 동일하거나 그보다 우수한 나노셀룰로오스의 제조방법을 제공하기 위함이다.It is an object of the present invention to provide a method for producing nano-cellulose from a cellulose-based material by using a weak acid together with a metal salt without using a strong acid, This is to provide a method.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노셀룰로오스의 제조방법은, (a) pKa가 4 내지 7 미만인 약산의 수용액, 금속염 및 셀룰로오스계 물질을 혼합하여, 나노셀룰로오스 현탁액을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 현탁액으로부터 나노셀룰로오스를 분리하는 단계;를 포함한다.A method for producing a nanocellulose according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (a) preparing a nanocellulose suspension by mixing an aqueous solution of a weak acid having a pKa of less than 4 to 7, a metal salt, and a cellulose-based material; And (b) separating the nanocellulose from the suspension.

상기 단계 (a)는, pKa가 4 내지 7 미만인 약산의 수용액, 금속염 및 셀룰로오스계 물질을 포함하는 혼합액을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물을 교반함으로써 가수분해 반응시켜, 나노셀룰로오스 현탁액을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein said step (a) comprises the steps of: preparing a mixed solution comprising an aqueous solution of a weak acid having a pKa of less than 4 to 7, a metal salt and a cellulose-based material; And subjecting the mixture to a hydrolysis reaction by stirring to produce a nanocellulose suspension.

상기 약산은 알킬 카르복실산, 아릴 카르복실산, 벤질 카르복실산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 알킬기는 탄소수가 1 내지 5일 수 있다.The weak acid may include any one selected from the group consisting of alkylcarboxylic acid, arylcarboxylic acid, benzylcarboxylic acid, and combinations thereof, and the alkyl group may have 1 to 5 carbon atoms.

상기 약산은 아세트산, 프로피온산, 부탄산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. The weak acid may include any one selected from the group consisting of acetic acid, propionic acid, butanoic acid, and combinations thereof.

상기 약산의 수용액은 약산의 농도가 60% 이상일 수 있다.The aqueous solution of the weak acid may have a weak acid concentration of 60% or more.

상기 금속염은 알칼리금속, 알칼리토금속, 전이금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 금속의 염화물, 황화물, 질화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The metal salt may be any one selected from the group consisting of a chloride, a sulfide, a nitride, and a combination of any one metal selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, transition metals, and combinations thereof.

상기 금속염은, 약산 1 몰을 기준으로, 1 내지 5 몰이 혼합될 수 있다.The metal salt may be mixed with 1 to 5 moles based on 1 mole of weak acid.

상기 셀룰로오스계 물질은, 약산의 수용액 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 20 중량부가 혼합될 수 있다.The cellulose-based material may be mixed in an amount of 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of an aqueous solution of a weak acid.

상기 단계 (a)는 30 내지 150℃의 온도 조건에서 수행될 수 있다.The step (a) may be carried out at a temperature of 30 to 150 ° C.

상기 단계 (a) 이전에, (a') 셀룰로오스계 물질을 전처리하는 단계;를 더 포함하고, 상기 단계 (a')는 셀룰로오스계 물질에 함유된 셀룰로오스의 함량을 90% 이상이 되도록 처리할 수 있다.(A ') before the step (a'), wherein the step (a ') is a step of treating the cellulosic material in such a manner that the content of cellulose contained in the cellulose-based material is 90% have.

상기 단계 (a) 이전에, (a") 셀룰로오스계 물질에 방사선을 조사하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step (a) may further comprise irradiating the cellulose-based material with (a ") radiation.

상기 단계 (a")에서, 조사되는 방사선의 조사량은 10 내지 300 kGy일 수있다.In the step (a "), the irradiation dose of the irradiated radiation may be 10 to 300 kGy.

상기 단계 (a")은, 방사선의 조사로 셀룰로오스계 물질에 함유된 셀룰로오스의 무정형 영역(amorphous region)의 산에 대한 용해도가 증가되는 것일 수 있다.The step (a ") may be that the solubility of the amorphous region of the cellulose contained in the cellulose-based material to the acid is increased by irradiation of radiation.

상기 단계 (a")의 방사선은 알파선, 베타선, 감마선, 전자선, 이온빔, 자외선, X-선, 플라즈마, 중성자선 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.The radiation of step (a ") may comprise any one selected from the group consisting of alpha, beta, gamma, electron, ion beam, ultraviolet, X-ray, plasma, neutron beam and combinations thereof.

상기 셀룰로오스계 물질은 셀룰로오스계 바이오매스를 포함할 수 있다.The cellulosic material may comprise cellulosic biomass.

상기 셀룰로오스계 바이오매스는 섬유소계, 목질계, 해조류계 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 셀룰로오스를 포함할 수 있다.The cellulosic biomass may include any one selected from the group consisting of a fiber-based, wood-based, seaweed-based, and combinations thereof.

상기 셀룰로오스계 물질은 분말, 펠렛, 시트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 형태를 포함할 수 있다.The cellulosic material may include any one selected from the group consisting of powders, pellets, sheets, and combinations thereof.

상기 단계 (b)의 분리는 여과, 원심분리, 침전, 재결정 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 방법으로 수행될 수 있다.The separation in step (b) may be performed by a method including any one selected from the group consisting of filtration, centrifugation, precipitation, recrystallization, and combinations thereof.

상기 단계 (b)는 초음파 처리를 포함할 수 있다.The step (b) may comprise ultrasonic treatment.

분리된 나노셀룰로오스는 입도가 200 nm 이하일 수 있고, 상기 나노셀룰로오스의 수율은 25 내지 40%일 수 있다.
The separated nanocellulose may have a particle size of 200 nm or less, and the yield of the nanocellulose may be 25 to 40%.

본 발명에서는 나노셀룰로오스의 제조방법을 제공하고자 하며, 이하에서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.The present invention provides a method for producing nanocellulose, and the present invention will be described in more detail below.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노셀룰로오스의 제조방법은, (a) pKa가 4 내지 7 미만인 약산의 수용액, 금속염 및 셀룰로오스계 물질을 혼합하여, 나노셀룰로오스 현탁액을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 현탁액으로부터 나노셀룰로오스를 분리하는 단계;를 포함한다.A method for producing a nanocellulose according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (a) preparing a nanocellulose suspension by mixing an aqueous solution of a weak acid having a pKa of less than 4 to 7, a metal salt, and a cellulose-based material; And (b) separating the nanocellulose from the suspension.

상기 단계 (a)는 pKa가 4 내지 7 미만인 약산의 수용액, 금속염 및 셀룰로오스계 물질을 포함하는 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물을 교반함으로써 가수분해 반응시켜 나노셀룰로오스 현탁액을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.Wherein said step (a) comprises: preparing a mixture comprising an aqueous solution of a weak acid having a pKa of less than 4 to less than 7, a metal salt and a cellulosic material; And a step of hydrolyzing the mixture by stirring to prepare a nanocellulose suspension.

상기 약산의 수용액에 포함된 약산은 pKa가 4 내지 7 미만이고, 카르복시기를 포함하는 산이라면 제한 없이 적용할 수 있으며, 예컨대 알킬 카르복실산, 아릴 카르복실산, 벤질 카르복실산 또는 이들의 혼합물 등이 적용될 수 있으며, 여기서의 알킬기는 탄소수가 1 내지 5 개일 수 있다. 다만, 아세트산, 프로피온산, 또는 부탄산 등의 알킬 카르복실산을 사용하는 경우에는 수급 및 취급이 용이할 수 있어, 산 가수분해 반응에 바람직할 수 있다.The weak acid contained in the aqueous solution of the weak acid may be any acid as long as it has a pKa of less than 4 and less than 7 and is an acid containing a carboxyl group. Examples thereof include alkylcarboxylic acid, arylcarboxylic acid, benzylcarboxylic acid, May be applied, wherein the alkyl group may have 1 to 5 carbon atoms. However, when an alkylcarboxylic acid such as acetic acid, propionic acid, or butanoic acid is used, it may be easily supplied and handled and may be preferable for an acid hydrolysis reaction.

또한, 상기 단계 (a)에서는 금속염을 함께 혼합할 수 있는데, 금속염을 사용함으로써, 도 1에 도시된 바와 같이, 금속염이 약산에 존재하는 카보닐기의 산소와 배위결합을 통하여, 약산 분자의 전자 밀도를 한 방향으로 당기는 등의 변화를 주는 것과 같은 상호작용을 함으로써, 상기 약산의 강산에 가까워질 수 있도록 산도(pKa)를 낮추어 주는 효과를 얻을 수 있다.In addition, in the step (a), the metal salt can be mixed together. By using the metal salt, as shown in FIG. 1, the metal salt is coordinated with the oxygen of the carbonyl group present in the weak acid, The effect of lowering the acidity (pKa) so as to approach the strong acid of the weak acid can be obtained.

즉, 화학적인 방법에 의해 나노셀룰로오스를 제조함에 있어서는 산 가수분해 반응이 필연적으로 뒤따르게 되고, 이 때 사용되는 산은 강산으로서, 예컨대 황산, 염산, 질산 등이 적용된다. 그러나, 강산은 반응성이 강하고, 취급시 상당한 위험성이 존재하며, 폐수에 의한 환경오염 문제도 심각하다. 그러나, 본 발명에 따른 나노셀룰로오스의 제조방법에서는 함께 첨가되는 금속염이 약산과의 상호작용을 통해서 약산의 산도를 낮추어 주는 역할을 할 수 있기 때문에, 아세트산 등의 약산이 산 가수분해 반응에 사용될 수 있고, 기존의 방법에 존재하는 대부분의 문제점을 해결할 수 있다.That is, in the production of nanocellulose by a chemical method, an acid hydrolysis reaction necessarily follows, and the acid used at this time is a strong acid, for example, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid and the like. However, strong acids are highly reactive, there is a considerable risk in handling, and environmental pollution caused by wastewater is also serious. However, in the method of producing nanocellulose according to the present invention, since the metal salt to be added together can serve to lower the acidity of the weak acid through interaction with the weak acid, a weak acid such as acetic acid can be used for the acid hydrolysis reaction , It can solve most problems existing in existing methods.

상기 금속염은, 알칼리금속, 알칼리토금속, 전이금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 금속의 할로겐화물, 황화물, 질화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있는데, 예를 들면, 알칼리금속 할로겐화물, 알칼리금속 황화물, 알칼리금속 질화물, 알칼리토금속 할로겐화물, 알칼리토금속 황화물, 알칼리토금속 질화물, 전이금속 할로겐화물, 전이금속 황화물, 전이금속 질화물 또는 이들의 조합 등이 적용될 수 있다.The metal salt may be any one selected from the group consisting of halides, sulfides, nitrides and combinations of any one metal selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, transition metals, and combinations thereof. , An alkali metal halide, an alkali metal sulfide, an alkali metal nitride, an alkaline earth metal halide, an alkaline earth metal sulfide, an alkaline earth metal nitride, a transition metal halide, a transition metal sulfide, a transition metal nitride or a combination thereof.

구체적으로, 상기 알칼리금속은 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘 등일 수 있고, 상기 알칼리토금속은 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨 등일 수 있으며, 상기 전이금속은 주기율표상에서 제3족 내지 제12족에 위치된 4주기 내지 6주기의 금속원소일 수 있으며, 귀금속 또는 희토류금속도 적용을 제한하는 것은 아니지만, 비용 효율상 적용에서 제외될 수 있다.Specifically, the alkali metal may be lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, and the like. The alkaline earth metal may be beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, And the noble metal or rare earth metal is not limited to the application, but may be excluded from the cost-effective application.

상기 단계 (a)에서 혼합되는 약산의 수용액은, 약산이 수용액에 희석되어 사용되는 것일 수 있고, 고농도일수록 바람직할 수 있으며, 적어도 60% 이상, 바람직하게 80% 이상인 것을 적용하는 것이 바람직하다. The aqueous solution of the weak acid to be mixed in the step (a) may be one in which the weak acid is diluted in the aqueous solution, and the higher the concentration, the more desirable it is, and preferably at least 60%, preferably 80% or more.

상기 단계 (a)의 산 가수분해 반응시간이 240분 미만, 바람직하게 180 분 이하, 바람직하게 60분 이하일 수 있고, 반응시간의 단축에도 수율의 저하가 없는 것일 수 있다. 반응 시간은 최종적으로 제조된 나노셀룰로오스의 입도에 따라 적절하게 조절할 수 있다.The acid hydrolysis reaction time in step (a) may be less than 240 minutes, preferably 180 minutes or less, preferably 60 minutes or less, and the yield may not be reduced even if the reaction time is shortened. The reaction time can be appropriately adjusted according to the particle size of the finally prepared nanocellulose.

상기 단계 (a)에서 pKa가 4 내지 7 미만인 약산의 수용액, 금속염 및 셀룰로오스계 물질을 혼합할 때, 상기 금속염은, 상기 약산 1 몰을 기준으로, 1 내지 5 몰이 혼합될 수 있고, 상기 셀룰로오스계 물질은, 상기 약산의 수용액 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 20 중량부로 혼합될 수 있다. When the aqueous solution of a weak acid having a pKa of less than 4 to 7 in the step (a), the metal salt and the cellulose-based material are mixed, the metal salt may be mixed with 1 to 5 moles based on 1 mole of the weak acid, The material may be mixed in an amount of 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the aqueous solution of the weak acid.

약산의 수용액 1 몰을 기준으로, 상기 금속염이 1 몰 미만 사용되면, 수용액 내의 약산 분자와의 상호작용을 할 수 있는 금속염이 부족하여, 산 가수분해 반응시 강산이 나타내는 효과를 얻지 못할 우려가 있고, 5 몰을 초과하여 사용하면, 부수적인 반응이 일어날 수 있거나, 소모적인 금속염의 사용이 될 수 있다.If less than 1 mole of the metal salt is used based on 1 mole of an aqueous solution of a weak acid, the metal salt capable of interacting with the weak acid molecule in the aqueous solution is insufficient and the effect exhibited by the strong acid in the acid hydrolysis reaction may not be obtained If it is used in excess of 5 moles, an incidental reaction may occur or a consumable metal salt may be used.

또한, 약산의 수용액 100 중량부를 기준으로, 상기 셀룰로오스계 물질이 0.1 중량부 미만이면, 산의 과잉 사용일 수 있으며, 초과량의 산으로 인해 장치의 부식이나, 최종적으로 분리된 나노셀룰로오스까지 손상을 입힐 수 있으며, 나노셀룰로오스의 수율이 저하될 수 있다. 또한, 20 중량부를 초과하게 되면, 가수분해 반응에 필요한 산이 부족하여 반응이 완료되지 않을 수 있고, 그에 따라 나노셀룰로오스의 수율이 저하될 수 있으며, 최종 분리된 나노셀룰로오스의 물성이 저조할 수 있다.If the amount of the cellulose-based material is less than 0.1 part by weight based on 100 parts by weight of the aqueous solution of the weak acid, it may be an excessive use of the acid, and excessive acid may cause corrosion of the device or damage to the finally separated nanocellulose And the yield of nanocellulose may be lowered. If the amount exceeds 20 parts by weight, the acid necessary for the hydrolysis reaction may be insufficient and the reaction may not be completed. As a result, the yield of nanocellulose may be lowered and the properties of the finally isolated nanocellulose may be poor.

상기 가수분해 반응은 산을 가하여 셀룰로오스의 무정형 영역을 선택적으로 분해하여 결정 영역과 분리시키는 반응일 수 있고, 이 반응은 30 내지 150℃, 바람직하게 50 내지 120℃의 온도 조건에서 수행될 수 있다. 이러한 온도 범위인 경우에는, 산 가수분해 반응시 혼합물의 기화를 방지할 수 있고, 적어도 가수분해 반응에 필요한 에너지를 공급할 수 있다.The hydrolysis reaction may be a reaction of adding an acid to selectively decompose an amorphous region of cellulose to separate it from a crystal region, and the reaction may be performed at a temperature of 30 to 150 ° C, preferably 50 to 120 ° C. In such a temperature range, vaporization of the mixture during the acid hydrolysis reaction can be prevented, and at least energy necessary for the hydrolysis reaction can be supplied.

셀룰로오스계 물질로부터 제조된 나노셀룰로오스의 물성, 입도 및 수율은, 산 가수분해 반응시 사용되는 산의 강도, 농도, 반응온도, 또는 처리시간 등에 따라 결정될 수 있으므로, 상기 금속염과 함께 약산의 수용액을 이용하여 강산의 효과를 발현시킴으로써 셀룰로오스의 산 가수분해 반응을 가능하게 하고, 수율을 유지 및 향상시킬 수 있는 본 발명의 나노셀룰로오스의 제조방법을 이용하면, 물성 및 입도가 뛰어난 나노셀룰로오스의 생산성을 향상시킬 수 있다.The physical properties, particle size and yield of the nanocellulose prepared from the cellulose-based material can be determined according to the strength, concentration, reaction temperature, or treatment time of the acid used in the acid hydrolysis reaction, and therefore an aqueous solution of a weak acid Using the process for producing nano-cellulose of the present invention which enables the acid hydrolysis reaction of cellulose by developing strong acid effect and maintains and improves the yield, it is possible to improve the productivity of nanocellulose having excellent physical properties and particle size .

상기 나노셀룰로오스의 제조방법은, 상기 단계 (a) 이전에, (a') 셀룰로오스계 물질을 전처리하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 단계 (a')는 셀룰로오스계 물질에 함유된 셀룰로오스의 함량을 90% 이상, 바람직하게 94 내지 98%가 되도록 처리하는 것일 수 있다.The method of manufacturing the nanocellulose may further include a step of pre-treating the cellulose-based material (a ') before the step (a), wherein the step (a') comprises: To 90% or more, preferably 94 to 98%.

상기 단계 (a')에서 셀룰로오스계 물질의 순도를 증가시키는 전처리를 수행함으로써, 최종적으로 분리되는 나노셀룰로오스의 수율의 향상에 도움을 줄 수 있고, 이후 공정을 수행함에 따라 발생되는 공정비나 장치비 등을 절감시킬 수 있다.By performing the pretreatment for increasing the purity of the cellulose-based material in the step (a '), it is possible to improve the yield of finally separated nanocellulose, and it is possible to improve the yield of the finally separated nanocellulose, Can be saved.

또한, 상기 단계 (a) 이전에, (a") 셀룰로오스계 물질에 방사선을 조사하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 단계 (a")은 셀룰로오스계 물질에 방사선 조사장치를 이용하여 방사선을 조사하는 단계일 수 있다. The step (a) may further comprise the step of irradiating the cellulosic material (a) with radiation before the step (a), wherein the step (a ") comprises irradiating the cellulosic material with a radiation Lt; / RTI >

상기 단계 (a")은 (a')와는 순서에 무관하게 적용할 수 있다. 즉, 셀룰로오스계 물질을 전처리하기 전에 원료에 직접 방사선을 조사할 수 있고, 셀룰로오스계 물질을 전처리 한 이후에 순도 높은 셀룰로오스계 물질에 직접 방사선을 조사할 수도 있다.The step (a ") can be applied irrespective of the order of step (a '). That is, the raw material can be irradiated directly with radiation before the pretreatment of the cellulose-based material, and after the pretreatment of the cellulose- Cellulosic materials may also be irradiated directly.

상기 셀룰로오스계 물질은 결정 영역과 무정형 영역을 모두 포함하는 셀룰로오스를 함유하고 있는 물질을 말하며, 예컨대, 목재, 펄프 등의 셀룰로오스계 바이오매스를 포함할 수 있다. The cellulosic material refers to a material containing celluloses including both crystalline and amorphous regions, and may include cellulose-based biomass such as wood, pulp, and the like.

이 셀룰로오스계 바이오매스는 1차 및 2차 바이오매스로, 예컨대 섬유소계 바이오매스, 목질계 바이오매스, 해조류계 바이오매스, 또는 이들의 혼합물 등이 적용될 수 있으며, 셀룰로오스를 함유하고 있는 물질이라면 특별한 제한 없이 셀룰로오스계 물질로 적용될 수 있다.The cellulosic biomass may be a primary or secondary biomass, for example, a fibrous biomass, a woody biomass, a seaweed biomass, or a mixture thereof. If the material contains cellulose, Can be applied as a cellulose-based material.

상기 셀룰로오스계 물질에 방사선을 조사하면, 이에 함유되어 있는 셀룰로오스의 무정형 영역의 산에 대한 용해도가 증가할 수 있다. 상기 방사선은 무정형 영역에 선택적으로 조사될 수 있고, 조사된 방사선은 셀룰로오스의 무정형 영역에 물리적인 손상을 주게 되며, 이에 따라 무정형 영역의 셀룰로오스 사슬 간 글루코시딕 결합력을 약화시켜 산에 대한 용해도를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 셀룰로오스계 물질에 방사선을 조사하지 않은 경우에 비하여 가수분해 반응에 소요되는 시간이 상당히 단축될 수 있고, 약 16 배 이상 단축될 수 있다.When the cellulose-based material is irradiated with radiation, the solubility of the amorphous region of the cellulose in the acid in the acid can be increased. The radiation may be selectively irradiated to the amorphous region and the irradiated radiation may physically damage the amorphous region of the cellulose thereby weakening the glucosidic bond between the cellulose chains of the amorphous region to increase the solubility in acid . As a result, the time required for the hydrolysis reaction can be significantly shortened and can be shortened by about 16 times as compared with the case where the cellulose-based material is not irradiated with radiation.

상기 셀룰로오스계 물질의 형태는 특별히 제한되는 것은 아니나, 분말상 또는 펠렛형일 수 있다. 셀룰로오스계 물질이 분말상인 경우에는 표면적 증대 효과로 인해 조사되는 방사선이 셀룰로오스계 물질 전체에 균일하게 조사될 수 있고, 이에 따라 최종적으로 분리되는 나노셀룰로오스의 수율을 증가시킬 수 있으며, 펠렛형인 경우에는 수급 및 보관이 용이할 수 있다.The form of the cellulose-based material is not particularly limited, but may be powdery or pellet-shaped. When the cellulose-based material is in a powder form, the radiation irradiated due to the surface-increasing effect can be uniformly irradiated onto the whole of the cellulose-based material, thereby increasing the yield of finally separated nanocellulose. In the case of pellet type, And storage can be facilitated.

상기 방사선으로는, 예컨대 알파선, 베타선, 감마선, 전자선, 이온빔, 자외선, X-선, 플라즈마, 중성자선, 또는 이들의 조합 등이 적용될 수 있다. 상기 조사되는 방사선의 종류에는 특별한 제한이 없으며, 이와 같은 방사선의 조사로 인하여, 셀룰로오스의 무정형 영역의 결합력이 약해져 산에 대한 용해도를 증가시킬 수 있는 것이라면 적용될 수 있다.As the radiation, for example, an alpha ray, a beta ray, a gamma ray, an electron ray, an ion beam, an ultraviolet ray, an X ray, a plasma, a neutron ray, or a combination thereof may be applied. There is no particular limitation on the kind of the radiation to be irradiated, and it can be applied as long as the bonding force of the amorphous region of the cellulose is weakened by the irradiation of the radiation to increase the solubility to the acid.

상기 방사선의 조사량은 10 내지 300 kGy, 바람직하게 10 내지 200 kGy, 더욱 바람직하게 50 내지 200 kGy일 수 있다. 방사선의 조사량이 10 kGy 미만일 경우에는 방사선을 조사함으로써 얻고자 하는 전술한 효과들을 얻을 수 없고, 방사선의 조사량이 300 kGy를 초과하게 되면, 셀룰로오스의 무정형 영역뿐만 아니라, 결정 영역까지도 물리적인 손상을 받을 수 있고, 이로 인해 결정 영역의 산에 대한 용해도가 증가될 수 있어, 최종적으로 분리되는 나노셀룰로오스의 수율이 저하될 수 있다.The dose of the radiation may be 10 to 300 kGy, preferably 10 to 200 kGy, more preferably 50 to 200 kGy. If the dose of radiation is less than 10 kGy, the above-mentioned effects to be obtained by irradiation can not be obtained. If the irradiation dose exceeds 300 kGy, not only the amorphous region but also the crystalline region of cellulose are physically damaged Which may increase the solubility of the crystal region in the acid, and thus the yield of finally separated nanocellulose may be lowered.

상기 단계 (c)의 분리는, 다양한 분리 방법을 통하여 단계 (b)에서 가수분해 반응이 완료된 현탁액에서 나노셀룰로오스, 즉 결정 영역으로만 이루어진 셀룰로오스와, 산 및 기타 물질 등을 분리하는 단계일 수 있다.The separation of the step (c) may be a step of separating the nanocellulose, that is, the cellulose composed only of the crystal region, the acid, and other substances, from the suspension in which the hydrolysis reaction has been completed in the step (b) .

상기 분리 방법으로는, 예컨대 여과, 원심분리, 침전, 재결정, 또는 이들의 조합 등이 적용될 수 있고, 초음파 처리를 포함할 수 있으며, 상기 초음파 처리는 초음파 세척기를 이용하는 것일 수 있다.As the separation method, for example, filtration, centrifugation, precipitation, recrystallization, or a combination thereof may be applied and may include ultrasonic treatment, and the ultrasonic treatment may be performed using an ultrasonic washing machine.

상기 최종적으로 분리되는 나노셀룰로오스는, 그 수율이 25 내지 40%일 수 있고, 바람직하게 30 내지 40%일 수 있다. 이는 기존의 방법으로 제조한 것에 비하여 향상된 수치일 수 있으며, 방사선을 조사하고 금속염과 함께 약산의 수용액을 사용한 경우에는 시간이 크게 단축될 수 있는 효과도 함께 얻을 수 있다.The final disintegrated nanocellulose may have a yield of 25 to 40%, preferably 30 to 40%. This may be an improved numerical value as compared with that prepared by the conventional method, and it is also possible to obtain a time-saving effect in a case where an aqueous solution of weak acid is used in addition to irradiation with radiation.

상기 최종적으로 분리되는 나노셀룰로오스는, 그 입도가 1500 nm 이하, 바람직하게 1000 nm 이하, 더 바람직하게 200 nm 이하일 수 있다. 또한, 본 발명의 제조방법을 이용할 경우, 방사선을 조사한다면 180분 이하의 반응시간으로도 200 nm 이하의 나노셀룰로오스를 제조할 수 있고, 200 nm의 크기까지 필요로 하지 않는 경우에는 더욱 짧은 시간만을 투자하더라도, 적절한 크기의 나노셀룰로오스를 제조할 수 있다.The finally separated nanocellulose may have a particle size of 1500 nm or less, preferably 1000 nm or less, more preferably 200 nm or less. In addition, when the production method of the present invention is used, nano-cellulose having a size of 200 nm or less can be produced with a reaction time of 180 minutes or less if irradiated with radiation, and when a size of 200 nm is not required, Even if invested, it is possible to produce nano-cellulose of an appropriate size.

상기 제조되는 나노셀룰로오스의 입도 범위는 기존의 방법으로는 장시간 동안 가수분해 반응을 시키거나, 상당한 고농도의 산 수용액을 사용하면서 장 시간 가수분해 반응을 시켰을 때에 얻을 수 있는 입도 범위이지만, 본 발명에서는 금속염과 함께 약산의 수용액을 이용하거나, 방사선을 조사하거나, 또는 양자를 다 이용함으로써, 단 시간 내에 원하는 입도 범위의 나노셀룰로오스를 제조할 수 있고, 나노셀룰로오스의 수율 향상 효과도 함께 얻을 수 있다.The particle size range of the nanocellulose prepared is a range of particle sizes that can be obtained when a hydrolysis reaction is carried out for a long period of time or a long time hydrolysis reaction is performed using a considerably high concentration of an acid aqueous solution in the conventional method. , Nanocellulose having a desired particle size range can be produced within a short time by using an aqueous solution of a weak acid, irradiation with radiation, or both, and the yield of nanocellulose can also be improved.

본 발명의 나노셀룰로오스의 제조방법은 금속염 및 약산의 수용액을 이용하여 강산의 효과를 발현시킴으로써, 기존의 나노셀룰로오스의 제조방법에서 확보할 수 있는 수율 이상의 향상된 수율을 나타낼 수 있고, 이와 동시에 방사선 조사를 통하여 제조 시간도 크게 단축할 수 있으며, 제조공정상의 안정성, 친환경성 및 경제성이 보장되어 매우 효과적인 나노셀룰로오스의 제조방법일 수 있다.The method of producing nanocellulose of the present invention can exhibit an improved yield over a yield that can be obtained in the conventional method of producing nanocellulose by expressing the effect of strong acid by using an aqueous solution of a metal salt and a weak acid, The manufacturing time can be greatly shortened and the stability of the manufacturing process, the environment friendliness and the economical efficiency can be guaranteed, which can be a very effective method of producing nano-cellulose.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 약산의 수용액과 금속염의 상호작용을 도식적으로 표시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 약산의 수용액과 금속염을 이용하여 제조한 나노셀룰로오스의 입도 분포를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 약산의 수용액과 금속염을 이용하고 방사선을 조사하여 제조한 나노셀룰로오스의 입도 분포를 나타낸 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing the interaction of a weak acid aqueous solution and a metal salt according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a graph showing the particle size distribution of nanocellulose prepared using an aqueous solution of a weak acid and a metal salt according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the particle size distribution of nanocellulose prepared by irradiating an aqueous solution of a weak acid and a metal salt according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

실시예Example 1: 금속염 및 약산의 수용액을 이용한  1: Using an aqueous solution of a metal salt and a weak acid 나노셀룰로오스의Of nanocellulose 제조 Produce

셀룰로오스계 물질로서, 알드리치(Aldrich)사의 Avicel PH-101, 볏짚, 케냐프 코어 및 목재에서 직접 추출한 것을 사용하였고, 상기 셀룰로오스계 물질에 함유된 셀룰로오스의 함량은 94 내지 98% 이었다.As the cellulose-based material, Avicel PH-101 from Aldrich, rice straw, kenaf core and wood were directly extracted, and the content of cellulose contained in the cellulose-based material was 94 to 98%.

1) 산 가수분해 반응1) Acid hydrolysis reaction

아세트산과 물이 98 대 2로 혼합된 농도 98%의 약산의 수용액 50 ml를 118℃로 가열하고, 셀룰로오스계 물질 10 g과, 아세트산 1 몰 대비, 금속염으로 리튬클로라이드(LiCl)를 2 몰로 혼합하여 가수분해 반응을 진행시켰고, 이후 냉각된 증류수로 반응을 정지시켜 나노셀룰로오스 현탁액을 얻었다.50 ml of an aqueous solution of a weak acid having a concentration of 98% of acetic acid and 98% of water mixed therein was heated to 118 DEG C, and 2 g of lithium chloride (LiCl) was mixed with 10 g of the cellulose-based material and 1 mol of acetic acid, The hydrolysis reaction was allowed to proceed, and then the reaction was stopped with cooled distilled water to obtain a suspension of nanocellulose.

2) 2) 나노셀룰로오스Nano-cellulose 현탁액의 분리 Separation of suspension

상기 가수분해 반응이 완료된 나노셀룰로오스 현탁액을 원심분리기에서 0℃에서 30 분간 원심분리한 후, 셀룰로오스 아세테이트 투석막을 이용하여 3일 동안 산을 분리해 내었다. 그리고 초음파 세척기에서 15 분간 분산시킨 다음 동결건조기에서 48 시간 동안 건조시켜 최종적으로 30 내지 40%의 수율로 나노셀룰로오스를 얻었다.The hydrolysis-completed nanocellulose suspension was centrifuged at 0 DEG C for 30 minutes in a centrifuge, and then the acid was separated for 3 days using a cellulose acetate dialysis membrane. Then, the mixture was dispersed in an ultrasonic washing machine for 15 minutes and then dried in a freeze dryer for 48 hours to finally obtain nanocellulose in a yield of 30 to 40%.

상기 1)의 가수분해 반응을 1 시간, 12 시간, 24 시간 및 48 시간 동안 진행한 현탁액을 각각 2)의 과정으로 분리하였고, 각각의 나노셀룰로오스의 입도 분포를 도 2에 나타내었다.
The hydrolysis reaction of 1) above was carried out for 1 hour, 12 hours, 24 hours and 48 hours, respectively. The suspension was separated into 2) processes, and the particle size distribution of each nanocellulose was shown in FIG.

도 2를 참조하면, 강산을 사용하지 않고, 약산과 금속염만을 사용하였음에도 최종적으로는 약 200 nm 이하의 크기를 갖는 나노셀룰로오스가 제조되었음을 확인할 수 있었던 반면, 금속염을 사용하지 않은 경우에는 아무리 오랜 시간 동안 가수분해 반응을 진행한다고 하더라도, 3000 nm 이하의 크기를 갖는 나노셀룰로오스는 제조될 수 없었다. Referring to FIG. 2, it was confirmed that nanocellulose having a size of about 200 nm or less was finally produced even though only weak acid and metal salt were used without using strong acid. On the other hand, when metal salt was not used, Even if the hydrolysis reaction proceeds, nanocellulose having a size of 3000 nm or less could not be produced.

이를 통해, 금속염을 사용함으로써 기존의 강산을 이용한 가수분해 반응을 약산과 금속염을 사용함으로써 대체할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
Thus, it has been confirmed that the use of metal salts can replace the conventional hydrolysis reaction using strong acids by using weak acids and metal salts.

실시예Example 2: 방사선의 조사를 이용한  2: Using irradiation of radiation 나노셀룰로오스의Of nanocellulose 제조 Produce

방사선 조사 장치로 선형 전자선 가속기 장치(EBtech사의 ELV-8-type electron beam accelerator)를 이용하여, 조사강도 25 kGy/scan으로 상기 실시예 1의 셀룰로오스계 물질에 전자선을 조사하였다. 최종적으로 조사된 전자선은 그 조사량이 각각 0, 50, 100 및 200 kGy가 되도록 조사하였다.The cellulosic material of Example 1 was irradiated with an electron beam at an irradiation intensity of 25 kGy / scan using a linear electron beam accelerator device (ELV-8-type electron beam accelerator from EBtech) as the irradiation device. Ultimately, the irradiated electron beams were irradiated so that the irradiation amounts were 0, 50, 100, and 200 kGy, respectively.

상기와 같이 방사선을 조사한 것 외에는 상기 실시예 1(가수분해 반응시간은 3시간)과 동일한 방법 및 조건 하에서 30 내지 40%의 수율로 나노셀룰로오스를 제조하였고, 이의 입도 분포를 도 3에 나타내었다.
The nanocellulose was produced at a yield of 30 to 40% under the same conditions and conditions as those of Example 1 (hydrolysis reaction time: 3 hours) except that the radiation was irradiated as described above. The particle size distribution of the nanocellulose was shown in FIG.

도 3을 참조하면, 방사선의 조사량에 따라 제조된 나노셀룰로오스의 입도 분포를 확인할 수 있으며, 이를 통해, 조사량을 조절함으로써 제조되는 나노셀룰로오스의 입자의 크기를 제어할 수 있음을 확인할 수 있었으며, 특히 200 nm 이하의 크기를 갖는 나노셀룰로오스를 제조하기 위해서는 방사선의 조사가 없는 경우에는 약 48 시간의 가수분해 반응이 필요하였으나, 방사선을 조사한 경우에는 약 3 시간 이하로 반응 시간이 단축되었음을 확인할 수 있었다.
Referring to FIG. 3, it can be seen that the particle size distribution of the nanocellulose prepared according to the dose of radiation can be confirmed, and it is possible to control the particle size of the nanocellulose prepared by controlling the irradiation amount, In order to prepare nanocellulose having a size of less than 1 nm, the hydrolysis reaction was required for about 48 hours in the absence of irradiation, but the reaction time was shortened to about 3 hours or less in the case of irradiation.

이를 통해, 방사선을 조사하면 나노셀룰로오스의 제조 시간이 약 16 배 정도 단축되는 효과를 얻을 수 있다는 점을 확인할 수 있었고, 이와 동시에 입도 범위 역시도 방사선을 조사하지 않은 경우에 비하여 우수하다는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 방사선의 조사량을 증가시키거나, 가수분해 반응 시간을 길게 가져감으로써, 나노셀룰로오스의 원하는 입도 분포를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.
As a result, it was confirmed that the irradiation time of the nanocellulose was reduced by about 16 times, and at the same time, the particle size range was also superior to the case where the radiation was not irradiated. That is, it was confirmed that the desired particle size distribution of the nanocellulose can be obtained by increasing the irradiation dose of the radiation or by increasing the hydrolysis reaction time.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

Claims (21)

(a) pKa가 4 내지 7 인 약산의 수용액, 금속염 및 셀룰로오스계 바이오매스를 혼합하여, 상기 셀룰로오스계 바이오매스를 가수분해 시키는 단계;
(b) 상기 약산의 수용액에 증류수를 혼합하여, 가수분해를 정지시키고, 나노셀룰로오스 현탁액을 제조하는 단계; 및
(c) 상기 현탁액으로부터 나노셀룰로오스를 분리하는 단계;를 포함하는 나노셀룰로오스의 제조방법.
(a) hydrolyzing the cellulose-based biomass by mixing an aqueous solution of a weak acid having a pKa of 4 to 7, a metal salt and a cellulosic biomass;
(b) mixing the aqueous solution of the weak acid with distilled water to stop the hydrolysis and producing a suspension of nanocellulose; And
(c) separating the nanocellulose from the suspension.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 약산은 알킬 카르복실산, 아릴 카르복실산, 벤질 카르복실산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하고,
상기 알킬은 탄소수가 1 내지 5인 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
The weak acid includes any one selected from the group consisting of an alkylcarboxylic acid, an arylcarboxylic acid, a benzylcarboxylic acid, and a combination thereof,
Wherein said alkyl has 1 to 5 carbon atoms.
제1항에 있어서,
상기 약산은 아세트산, 프로피온산, 부탄산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the weak acid comprises any one selected from the group consisting of acetic acid, propionic acid, butanoic acid, and combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 약산의 수용액은 약산의 농도가 수용액의 질량을 기준으로 60% 이상인 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the weak acid aqueous solution has a concentration of weak acid of 60% or more based on the mass of the aqueous solution.
제1항에 있어서,
상기 금속염은 알칼리금속, 알칼리토금속, 전이금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 금속의 염화물, 황화물, 질화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal salt is any one selected from the group consisting of a chloride, a sulfide, a nitride, and a combination of any one metal selected from the group consisting of an alkali metal, an alkaline earth metal, a transition metal, and combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 금속염은, 약산 1 몰을 기준으로, 1 내지 5 몰이 혼합되는 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal salt is mixed with 1 to 5 moles based on 1 mole of weak acid.
제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스계 바이오매스는, 약산의 수용액 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 20 중량부가 혼합되는 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the cellulose-based biomass is mixed in an amount of 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of an aqueous solution of a weak acid.
제1항에 있어서,
상기 단계 (a)는 30 내지 150℃의 온도 조건에서 수행되는 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (a) is carried out at a temperature of 30 to 150 ° C.
제1항에 있어서,
상기 단계 (a) 이전에, (a') 셀룰로오스계 바이오매스를 전처리하는 단계;를 더 포함하고, 상기 단계 (a')는 셀룰로오스계 바이오매스에 함유된 셀룰로오스의 함량을 셀룰로오스계 바이오매스의 질량 기준으로 90% 이상이 되도록 처리하는 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
The method according to claim 1, further comprising the step of pre-treating cellulose-based biomass before step (a), wherein said step (a ') comprises mixing cellulose- By weight based on the total weight of the composition.
제1항에 있어서,
상기 단계 (a) 이전에, (a") 셀룰로오스계 바이오매스에 방사선을 조사하는 단계를 더 포함하는 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
(A) prior to said step (a), irradiating said cellulose-based biomass with radiation.
제11항에 있어서,
상기 단계 (a")에서, 조사되는 방사선의 조사량은 10 내지 300 kGy인 것인 제조방법.
12. The method of claim 11,
Wherein in the step (a "), the irradiation dose of the irradiated radiation is 10 to 300 kGy.
제11항에 있어서,
상기 단계 (a")은, 방사선의 조사로 셀룰로오스계 바이오매스에 함유된 셀룰로오스의 무정형 영역(amorphous region)의 산에 대한 용해도가 증가되는 것인 제조방법.
12. The method of claim 11,
Wherein said step (a ") increases the solubility of the amorphous region of cellulose contained in the cellulosic biomass to the acid by irradiation with radiation.
제11항에 있어서,
상기 단계 (a")의 방사선은 알파선, 베타선, 감마선, 전자선, 이온빔, 자외선, X-선, 플라즈마, 중성자선 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것인 제조방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the radiation of step (a ") comprises any one selected from the group consisting of alpha, beta, gamma, electron, ion beam, ultraviolet, X-ray, plasma, neutron beam and combinations thereof.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스계 바이오매스는 섬유소계, 목질계, 해조류계 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the cellulosic biomass comprises any one selected from the group consisting of a fiber-based, wood-based, seaweed-based, and combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스계 바이오매스는 분말, 펠렛, 시트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 형태를 포함하는 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the cellulosic biomass comprises any one selected from the group consisting of powders, pellets, sheets, and combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 단계 (c)의 분리는 여과, 원심분리, 침전, 재결정 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 방법으로 수행되는 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the separation in step (c) is performed by a method comprising any one selected from the group consisting of filtration, centrifugation, precipitation, recrystallization, and combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 단계 (c)는 초음파 처리를 포함하는 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein said step (c) comprises ultrasonic treatment.
제1항에 있어서,
분리된 나노셀룰로오스는 입도가 200 nm 이하인 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the separated nanocellulose has a particle size of 200 nm or less.
제1항에 있어서,
상기 나노셀룰로오스의 수율은 25 내지 40%인 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the yield of the nanocellulose is 25 to 40%.
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