KR102553746B1 - 미소섬유상 셀룰로스의 제조방법 및 미소섬유상 셀룰로스 - Google Patents

미소섬유상 셀룰로스의 제조방법 및 미소섬유상 셀룰로스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미소섬유상 셀룰로스를 생성하는 방법으로서, 이때 유기 용매를 포함하는 액체 상에 셀룰로스 유도체를 포함하는 현탁액이 제공되는, 미소섬유상 셀룰로스를 생성하는 방법에 관한 것이다. 셀룰로스 유도체의 현탁액은 기계적으로 처리되고, 미소섬유상 셀룰로스가 수득된다. 미소섬유상 셀룰로스로부터 액체 상의 적어도 일부가 분리되고, > 30중량%의 건조 고형분 함량을 갖는 미소섬유상 셀룰로스가 수득된다.

Description

미소섬유상 셀룰로스의 제조방법 및 미소섬유상 셀룰로스{METHOD FOR PRODUCING MICROFIBRILLATED CELLULOSE AND MICROFIBRILLATED CELLULOSE}
본 발명은 첨부된 청구범위에 따르는 미소섬유상 셀룰로스의 제조방법 및 미소섬유상 셀룰로스에 관한 것이다.
미소섬유상 셀룰로스(MFC)는 목재 펄프, 사탕무, 바가스, 대마, 아마, 목화, 마닐라 삼, 황마, 케이폭 및 명주솜과 같은 셀룰로스 구조를 포함하는 다양한 섬유 공급원으로부터 생성된다. 미소섬유상 셀룰로스는 높은 길이 대 폭 비를 갖는 유리된(liberated) 반-결정성 나노 크기의 셀룰로스 피브릴(fibril)을 포함한다. 전형적인 나노 크기의 셀룰로스 피브릴은 5 내지 60nm의 폭과, 수십 나노미터에서 수 마이크로미터까지의 범위의 길이를 갖는다.
미소섬유상 셀룰로스에 대한 관심은 지난 수년간 증가하여 왔는데, 이는 재료가 다양한 용도, 예를 들면, 식품 가공, 식품, 의약품, 또는 금속, 세라믹, 중합체, 시멘트질 및 목재 재료 및 이들 재료의 다양한 조성물을 포함하는 고도의 재료에 사용하기 위한 유망한 잠재력을 보여주었기 때문이다.
통상적으로, 미소섬유상 셀룰로스는 섬유를 함유하는 셀룰로스의 세포 벽이 박리되고, 나노 크기의 셀룰로스 피브릴이 유리되는 공정에서 고압 균질화기 또는 유동화기를 사용하여 제조된다. MFC는 고형분 함량이 전형적으로 약 2%인 수성 현탁액으로서 수득된다. 당연히, 이 고형분 함량을 증가시키는 것이 경제적으로 실현가능한데, 이는 수득된 MFC의 수송 및 저장 비용을 감소시키기 때문이다.
그러나, 문제는 미소섬유상 셀룰로스 현탁액의 건조 고형분 함량을 쉽게 증가시킬 수 없다는 것이었다. MFC 현탁액의 탈수는 겔 구조로 인해 문제가 된다. MFC가 건조되는 경우, 수소결합으로 인해 심한 각질화(hornification)가 일어나고, 이는 셀룰로스 피브릴에 원하지 않는 비가역적인 변화를 일으킨다. 이는, 건조된 MFC가 재분산될 수 없고, 그것이 건조 후 원래의 특성을 수득하지 않음을 의미한다.
적어도 부분적으로 수불용성인 셀룰로스 유도체, 예를 들면, 카복시메틸 셀룰로스로부터 높은 고형분 함량을 갖는 미소섬유상 셀룰로스를 제조하는 것이 특히 문제이다.
결과적으로, 예를 들면, 간단한 탈수에 의해 미소섬유상 셀룰로스의 고형분 함량을 증가시킬 수 있는 간단하고 효율적인 방법이 필요하다. 이는 미소섬유상 셀룰로스가 이의 원래 특성을 유지하는 경우 유리할 것이다.
본 발명의 목적은 종래 기술에 존재하는 단점을 최소화하거나, 가능하게는 심지어 제거하는 것이다.
본 발명의 목적은 용이하게 탈수되고, 바람직하게는 또한 탈수 후 재분산되는 미소섬유상 셀룰로스의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 높은 고형분 함량을 갖는 미소섬유상 셀룰로스의 제조 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적들은 독립항의 특성화 부분에 이하 제시된 특성을 갖는 방법 및 장치에 의해 달성된다.
미소섬유상 셀룰로스를 제조하기 위한 본 발명에 따르는 전형적인 방법은
(a) 유기 용매를 포함하는 액체 상에 셀룰로스 유도체를 포함하는 현탁액을 제공하는 단계,
(b) 셀룰로스 유도체를 포함하는 현탁액을 기계적으로 처리하고, 미소섬유상 셀룰로스를 수득하는 단계, 및
(c) 미소섬유상 셀룰로스로부터 액체 상의 적어도 일부를 분리하고, > 30중량%의 건조 고형분 함량을 갖는 미소섬유상 셀룰로스를 수득하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르는 전형적인 미소섬유상 셀룰로스는 본 발명의 방법에 의해 제조되고, > 30중량%의 건조 고형분 함량을 갖는다.
이하, 셀룰로스 유도체가 유기 용매를 포함하는 액체 상의 존재하에 기계적으로 처리되는 경우, 수득된 미소섬유상 셀룰로스의 고형분 함량이 재분산 후 미소섬유상 셀룰로스의 특성을 손실시키지 않고 증가될 수 있다는 것이 놀랍게도 밝혀졌다. 따라서, 본 발명은 높은 고형분 함량을 갖는 재분산가능한 미소섬유상 셀룰로스를 수득하기 위한 간단한 방법을 제공한다. 이는 수득된 미소섬유상 셀룰로스의 수송 및 저장 면에서 유리하다. 적어도 부분적으로 수불용성인 셀룰로스 유도체가 본 방법에서 출발 물질로서 사용되는 경우 예기치 않게 우수한 결과가 수득된다는 것이 관찰되었다.
본 맥락에서, 용어 "셀룰로스 유도체"는 산으로 개질된 셀룰로스 재료를 포함하여 화학적으로 개질된 셀룰로스 재료를 의미한다. 셀룰로스 재료는 목재 펄프, 사탕무, 바가스, 대마, 아마, 목화, 마닐라 삼, 황마, 케이폭 및 명주솜과 같은 셀룰로스 구조를 포함하는 다양한 천연 섬유 공급원으로부터 기원할 수 있다. 셀룰로스 유도체는 적어도 부분적으로 수용성일 수 있다.
미소섬유상 셀룰로스는 용어 "셀룰로스 미소섬유", "미소섬유 셀룰로스", 및 "나노섬유상 셀룰로스"와 동의어로 사용된다. 본원의 맥락에서, 용어 "미소섬유상 셀룰로스"는 유리된 반-결정성 셀룰로스 피브릴 구조로서 또는 나노 크기의 셀룰로스 피브릴의 유리된 묶음으로서 이해된다. 미소섬유상 셀룰로스는 2 내지 60nm, 바람직하게 4 내지 50nm, 더욱 바람직하게 5 내지 40nm의 직경과, 수 마이크로미터, 바람직하게 500㎛ 미만, 더욱 바람직하게 2 내지 200㎛, 더욱 더 바람직하게는 10 내지 100㎛, 가장 바람직하게 10 내지 60㎛의 길이를 갖는다. 미소섬유상 셀룰로스는 종종 10 내지 50 미소섬유의 묶음을 포함한다. 미소섬유상 셀룰로스는 높은 결정화도와 높은 중합도를 가질 수 있는데, 예를 들어, 중합도 DP, 즉 중합체 중의 단량체 단위의 수는 100 내지 3000일 수 있다. 추가로, 미소섬유상 셀룰로스는 현탁액으로서, 예를 들면, 10 내지 105Pa의 범위의 높은 탄성 계수를 가질 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따라서, 상기 방법은 재분산가능한 미소섬유상 셀룰로스를 제조한다. 본 맥락에서, 용어 "재분산가능한 미소섬유상 셀룰로스"는 주위 온도 및 초기 고형분 함량에서 물에 분산되는 경우, 초기 점도의 90%에 도달하는 미소섬유상 셀룰로스를 의미한다. 초기 값은 기계적 처리 후이지만 액체 상의 분리 전 미소섬유상 셀룰로스에 대해 수득된 값을 의미한다.
본 발명의 하나의 구현예에 따라서, 상기 방법에 사용된 셀룰로스 유도체는 카복시메틸 셀룰로스(CMC) 또는 TEMPO-산화된 셀룰로스와 같은 음이온성 셀룰로스 유도체이다. 바람직하게는, 셀룰로스 유도체는 카복시메틸 셀룰로스이다. TEMPO-산화에서, 셀룰로스 재료는 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-옥실 라디칼 매개 산화 및 물 중에서의 연속적인 완만한 붕해에 의해 처리된다. 바람직하게는, 카복시메틸 셀룰로스(CMC)와 같은 음이온성 셀룰로스 유도체는 < 0.6, 바람직하게는 < 0.4, 더욱 바람직하게는 < 0.2의 치환도 DS를 갖는다. 치환도는 전형적으로 0.01 이상, 바람직하게는 0.05 이상이다. 낮은 치환도를 갖는 음이온성 셀룰로스 유도체, 바람직하게는 CMC의 사용은 단계 (b)의 기계적 처리 동안 양호한 주행성 및 낮은 에너지 소비를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에 따라서, 셀룰로스 유도체는 상기 정의된 셀룰로스 재료로부터 산 가수분해를 통해 생성된 미세결정성 셀룰로스이다. 미세결정성 셀룰로스는 완전히 결정성일 수 없다, 즉, 이는 일부 무정형 영역을 함유할 수 있다. 미세결정성 셀룰로스는 < 700, 바람직하게는 < 500의 글루코스 단위의 중합도 DP를 가질 수 있다. 이는 전형적으로 문헌(참조: Determination of hemicelluloses and pectins in wood and pulp fibers by acid methanolysis and gas chromatography, Nordic pulp and paper research journal, 11, p. 216-219, 1996)에 기재된 통상의 탄수화물 분석 방법으로 측정된, 0 내지 10중량%, 바람직하게는 0.5 내지 7중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 5중량%의 범위의 헤미셀룰로스 함량을 갖는다. 셀룰로스 출발 물질의 가수분해에 적합한 산은 유기산 및 무기산 모두, 예를 들면, 포름산, 아세트산, 황산, 염산, 질산, 중황산나트륨 또는 중아황산나트륨, 또는 이의 임의의 혼합물이다. 황산이 바람직하다.
상기 방법의 단계 (a)는 유기 용매를 포함하는 액체 상에 셀룰로스 유도체를 포함하는 현탁액을 제공한다. 셀룰로스 유도체는 적합한 통상적으로 공지된 혼합 또는 현탁 방법을 사용함으로써 액체 상과 혼합되거나 액체 상에 현탁될 수 있다. 셀룰로스 유도체는 건조 형태로 존재할 수 있거나, 이는 수성 출발 현탁액 형태로 존재할 수 있다. 셀룰로스 유도체는 유기 용매를 포함하는 액체 상과 혼합되거나 액체 상에 현탁된다. 셀룰로스 유도체가 건조 형태로 존재하는 경우, 현탁액의 액체 상에의 셀룰로스 유도체의 균일한 분산을 보장하기 위해 격렬한 혼합이 권장된다.
본 발명의 하나의 구현예에 따라서, 셀룰로스 유도체를 포함하는 현탁액은 다음과 같이 단계 (a)에서 수득된다: 셀룰로스 유도체를 포함하는 수성 출발 현탁액 중의 물은 유기 용매로 대체되고/되거나 치환된다. 먼저, 수성 출발 현탁액 중의 물의 양은 기계적 물 분리 처리, 예를 들면, 여과, 경사 제거 또는 원심분리에 의해 감소시킬 수 있다. 이러한 방법에서, 셀룰로스 유도체를 포함하는, 적어도 15중량%, 바람직하게는 적어도 25중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 30중량%의 고형분 함량을 갖는 현탁액이 수득된다. 높은 고형분 함량을 갖는 현탁액에 잔류하는 물은 현탁액을 유기 용매로 세척함으로써 적어도 부분적으로 대체되고, 이에 의해 유기 용매는 현탁액 중의 물을 부분적으로 또는 완전히 대체한다. 전형적으로, 현탁액의 액체 상은 물 및 유기 용매 모두를 포함할 수 있다. 유기 용매로 현탁액의 세척 후, 현탁액은 유기 용매에 의해 상기 방법의 단계 (b)에서 기계적 처리에 적합한 고형분 함량으로 희석된다. 적합한 고형분 함량은 본원에서 이후 제시된다. 세척용으로 사용된 유기 용매, 및 현탁액의 희석용으로 사용된 유기 용매는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
현탁액의 액체 상은 바람직하게는 물 및 적어도 하나의 유기 용매를 포함할 수 있다. 본 발명의 하나의 구현예에 따라서, 액체 상은 50 내지 100중량%, 바람직하게는 40 내지 99중량%, 더욱 바람직하게는 70 내지 95중량%의 유기 용매 또는 용매들 및 0 내지 50중량%, 바람직하게는 1 내지 60중량%, 바람직하게는 5 내지 30중량%의 물을 포함한다. 유기 용매는 매우 휘발성인 임의의 적합한 유기 용매, 예를 들면, 유기산, 에스테르, 에테르 또는 알콜일 수 있다. 일반적으로, 알콜이 바람직하다. 본 발명의 하나의 바람직한 구현예에 따라서, 유기 용매는 알콜, 예를 들면, 에탄올, 메탄올, 3급-부탄올; 아세톤; 또는 이의 임의의 혼합물이다. 현탁액의 액체 상은 또한 하나 이상의 유기 용매, 예를 들면, 유기산과 알콜의 혼합물을 포함할 수 있다.
단계 (b)에서, 셀룰로스 유도체를 포함하는 현탁액은 기계적으로 처리되고, 이에 의해 미소섬유상 셀룰로스가 수득된다. 현탁액이 셀룰로스 유도체의 기계적 처리 동안 상당량의 유기 용매를 포함한다는 것이 주시되어야 한다. 기계적 처리는 분쇄, 압출, 고압 균질화 또는 유동화일 수 있다. 기계적 처리는 정제기, 분쇄기, 균질화기, 콜로이더, 마찰 분쇄기, 유동화기, 예를 들면, 미세유동화기, 거대유동화기 또는 유동화기형 균질화기를 사용하여 수행될 수 있다. 하나의 바람직한 구현예에 따라서, 단계 (b)에서, 셀룰로스 유도체를 포함하는 현탁액은 균질화, 예를 들면, 고압 균질화, 또는 유동화에 의해 기계적으로 처리된다. 가울린(Gaulin) 균질화기 또는 미세유동화기와 같은 이용가능한 모든 통상적인 균질화기 및 유동화기가 사용될 수 있다. 균질화 또는 유동화 동안, 천연 셀룰로스 섬유를 포함하는 혼합물은 500 내지 2100bar, 바람직하게는 500 내지 1000bar의 고압에 적용한다. 예를 들면, 균질화에서, 셀룰로스 유도체를 포함하는 현탁액은 상기 정의된 바와 같이 고압에서 펌핑되고, 스프링-부하 밸브 어셈블리를 통해 공급된다. 현탁액 중의 셀룰로스 유도체는 고전단력하에 큰 압력 강하에 적용한다. 이는 셀룰로스 유도체의 피브릴화를 유도한다. 대안적으로, 유동화 균질화에서, 셀룰로스 유도체를 포함하는 현탁액은 상기 정의된 바와 같이 고압하에 Z-형 채널을 통해 통과시킨다. 채널 직경은 200 내지 400㎛일 수 있다. 현탁액 중의 셀룰로스 유도체에 적용된 전단 속도는 높고, 셀룰로스 마이크로피브릴을 형성시킨다. 절차, 즉 미소섬유상 셀룰로스의 생성용으로 사용된 균질화 또는 유동화와 무관하게, 절차는 목적하는 피브릴화도가 수득될 때까지 반복된 다수의 패스일 수 있다.
균질화와 같은 기계적 처리 동안 셀룰로스 유도체를 포함하는 현탁액의 건조 고형분 함량은 < 15중량%, 바람직하게는 < 10중량%, 더욱 바람직하게는 < 5중량%이다. 본 발명의 하나의 구현예에 따라서, 균질화 또는 유동화와 같은 기계적 처리 동안 셀룰로스 유도체를 포함하는 현탁액의 건조 고형분 함량은 0.1 내지 30중량%, 바람직하게는 0.5 내지 10중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 5중량%, 더욱 더 바람직하게는 1.5 내지 3중량%의 범위 내이다.
단계 (c)에서, 액체 상의 적어도 일부를 미소섬유상 셀룰로스로부터 분리되고, 이에 의해 > 30중량%의 건조 고형분 함량을 갖는 미소섬유상 셀룰로스가 수득된다. 분리는 압력 여과, 진공 여과, 증발 또는 원심분리와 같은 임의의 적합한 분리 기술을 사용하여, 바람직하게는 압력 여과 또는 진공 여과와 같은 여과 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 본 발명의 하나의 바람직한 구현예에 따라서, 단계 (c)에서 > 30중량%, 바람직하게는 > 40중량%, 더욱 바람직하게는 > 60중량%, 더욱 더 바람직하게는 > 80중량%의 건조 고형분 함량을 갖는 미소섬유상 셀룰로스가 수득된다. 단계 (c) 후 미소섬유상 셀룰로스의 고형분 함량은 40 내지 99중량%, 바람직하게는 60 내지 95중량%, 더욱 바람직하게는 80 내지 90중량%일 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 구현예에 따라서, 분리되고 유기 용매를 포함하는 액체 상을 단계 (c)로부터 단계 (a)로 다시 재순환시킨다. 이러한 방식으로, 공정 중의 유기 용매의 소비가 최소화될 수 있다.
본 발명의 방법을 사용하여 수득된 미소섬유상 셀룰로스는 펄프, 종이 및 판지 용도의 강도제 또는 차단제로서 또는 코팅 재료를 위한 보강제로서 유용하다. 이는 또한 오일 드릴링 용도, 식품 용도, 미용 용도 및/또는 의약 용도에서 유화제, 현탁 안정화제 또는 유동성 현탁제로서 사용될 수 있다.
실험적
본 발명의 일부 구현예가 다음 비제한적 실시예에서 보다 상세하게 기재된다.
실시예 1. MFC를 생성하기 위한 CMC의 균질화
카복시메틸 셀룰로스, CMC는 문헌(참조: Wagberg et al., Langmuir 2008, 24, 784 - 795)에 따라 실험실에서 제조하였다. 제조된 CMC의 치환도는 전도도 적정에 의해 0.05인 것으로 측정되었다. 카복시메틸화 후, 셀룰로스 유도체를 포함하는 수득된 샘플, 즉 CMC는 물로 세척하고, 순수한 물 또는 물과 에탄올의 혼합물 중의 하나인 선택된 액체 상에서 희석시켰다. 이러한 셀룰로스 유도체의 샘플 현탁액을 1500bar의 압력에서 미소 유체 공학 유동화기에서 유동화시킴으로써 기계적으로 처리했다. 실험적 상세함은 표 1에 제시된다.
샘플 현탁액의 피브릴화는, 예를 들면, 문헌(참조: Kangas H., Lahtinen P., Sneck A., Saariaho A-M., Laitinen O., Hellen E.: Characterization of fibrillated celluloses. A short review and evaluation of characteristics with a combination of methods. Nordic Pulp and Paper Research Journal 29, p. 129 - 143, 2014)에 기재된 바와 같은 피브릴화도의 변화와 관련이 있는 것으로 공지된 광 투과율을 특징으로 한다. 광 투과율은 0.1중량%로 희석된 균질화 샘플로부터 Perkin Elmer Lambda 900 UV/VIS/NIR 분광광도계를 사용하여 측정하였다. 결과는 표 1에 나타낸다. 투과율 파장 400㎚, 600㎚, 800㎚ 및 1000㎚를 비교했다. 보다 높은 투과율은 피브릴화의 명확한 징후로 간주된다.
표 1의 결과로부터, 에탄올과 물의 혼합물이 용매로서 사용될 경우, 미소섬유상 셀룰로스, MFC가 화학적으로 유도된 전하를 갖는 카복시메틸화 셀룰로스, 즉, 셀룰로스 유도체로부터 제조될 수 있음을 알 수 있다.
샘플 중의 피브릴화도를 나타내는 CMC 현탁액 샘플의 광 투과율 데이터
샘플 번호 유동화 용매 유동화 패스의 수 투과율, %
파장,㎚
600 800 1000
1(참조) 물 1 46.2 48.3 50.1
2(참조) 물 2 57.5 61.5 64.4
3(참조) 물 3 64.4 70.1 74.0
4 물:에탄올; 50:50 1 43.4 47.8 51.6
5 물:에탄올; 50:50 2 44.2 50.6 55.7
6 물:에탄올; 50:50 3 45.3 52.9 59.2
실시예 2: 에탄올 중 MCC의 균질화
450의 중합도를 달성하기 위해 크래프트 침엽수 펄프로부터 WO2011/154601에 기재된 바와 같이 산 가수분해를 통해 제조된 미세결정성 셀룰로스, MCC를 실시예 2에 사용하였다.
건조 고형분 40중량%에서 50g의 MCC를 3000g의 에탄올로 세척한 후, 에탄올로 1.5%의 조도로 희석시켰다. 이 재료를 2000bar의 압력에서 미세 유체 공학 유동화기를 통해 작동시켰다. 피브릴화는 실시예 1에 기재된 바와 같이, 수득된 미소섬유상 셀룰로스, MFC의 광 투과율을 사용하여 측정하였다.
광 투과율 결과는 표 2에 제시한다.
실시예 2는, 에탄올이 용매로서 사용될 경우, MFC가 화학적으로 유도된 전하가 없는 MCC, 즉 셀룰로스 유도체로부터 제조될 수 있음을 나타낸다.
샘플 중의 피브릴화도를 나타내는, MCC/에탄올 현탁액 샘플의 광 투과율 데이터
샘플 번호 유동화 패스의 수 투과율, %
파장,㎚
400 600 800 1000
1 1 8.98 13.2 17.0 20.6
2 2 8.91 15.0 20.7 26.3
3 3 10.4 18.6 26.0 32.1
참조 실시예 3: 물 중 MCC의 균질화
미세결정성 셀룰로스, MCC는 실시예 2에 기재된 바와 같이 제조하였다. MCC는 물을 사용하여 1.5%의 조도로 희석시키고, 이 후 MCC를 미소섬유상 셀룰로스를 생성하기 위해 GEA Niro Soavi NS3006H 균질화기에서 균질화하였다. 균질화의 압력은 1500bar였다. 광 투과율은 피브릴화도를 측정하기 위해 실시예 1에 기재된 바와 같이 측정하였다. 결과는 표 3에 제시한다.
실시예 3은, 물이 용매로서 사용되는 경우, MFC가 MCC로부터 생성될 수 있음을 나타낸다. 실시예 2에서 수득된 결과와 비교할 경우, 순수한 물 중의 피브릴화 결과는 현탁액이 에탄올을 포함하는 실시예 2에서 수득된 결과에 비해 열등하다는 것을 알 수 있다.
샘플 중의 피브릴화도를 나타내는, MCC/물 현탁액 샘플의 광 투과율 데이터
샘플 번호 균질화 패스의 수 투과율, %
파장,㎚
400 600 800 1000
1 1 2.91 5.25 7.99 11.3
2 2 3.52 6.98 10.9 15.1
3 3 4.47 9.22 14.5 20.0
실시예 4: MFC의 탈수
실시예 2에 기재된 바와 같이 제조된 미세결정성 셀룰로스, MCC를 시험에 사용하였다.
물이 용매로서 사용된 샘플에서, MCC를 1.5%의 조도로 희석시켰다.
에탄올이 용매로서 사용된 샘플에서, 건조 고형분 40%에서 50g의 MCC를 3000g의 에탄올로 세척한 후, 에탄올을 사용하여 1.5%의 조도로 희석시켰다. 모든 샘플은 1500bar의 압력에서 미세 유체 공학 유동화기를 통해 3회 작동시켜 제조하였다.
피브릴화 후, MFC 샘플은 2.5bar 인가 압력으로 압력 필터에서 탈수시켰다. 샘플 크기는 200g의 1.5% 현탁액이었다. 필터 면적은 115cm2였다.
결과는 도 1에 도시된다. 에탄올을 포함하는 MFC 샘플은 탈수시키기 더 용이하였다. 즉, 현탁액의 액체 상이 순수를 포함하는 경우보다 더 높은 고형분 함량이 훨씬 더 빨리 달성되었다는 것을 알 수 있다.
본 발명이 현재 가장 실용적이고 바람직한 구현예인 것으로 보이는 것을 참조하여 기재되었지만, 본 발명은 상기 기재된 구현예에 제한되지 않지만, 본 발명은 또한 첨부된 청구범위의 범위 내의 상이한 변형들 및 등가의 기술적 해결책을 포함하고자 한다고 이해된다.

Claims (11)

  1. (a) 알콜인 유기 용매를 포함하는 액체 상에 카복시메틸 셀룰로스, TEMPO-산화된 셀룰로스 또는 미세결정성 셀룰로스로부터 선택되는 셀룰로스 유도체를 포함하는 현탁액을 제공하는 단계,
    (b) 셀룰로스 유도체의 현탁액을 균질화 또는 유동화에 의해 기계적으로 처리하고, 미소섬유상 셀룰로스를 수득하는 단계, 및
    (c) 미소섬유상 셀룰로스로부터 액체 상의 적어도 일부를 분리하고, 30중량% 초과 99중량% 이하의 건조 고형분 함량을 갖는 미소섬유상 셀룰로스를 수득하는 단계를 포함하는, 미소섬유상 셀룰로스의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로스 유도체가 0.01 초과 0.6 미만의 치환도 DS를 갖는 카복시메틸 셀룰로스임을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로스 유도체가 셀룰로스 물질로부터 산 가수분해를 통해 생성된 미세결정성 셀룰로스임을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 액체 상이 50 내지 100중량%의 유기 용매 및 0 내지 50중량%의 물을 포함함을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유기 용매가 에탄올, 메탄올, 3급-부탄올 또는 이의 임의의 혼합물로부터 선택되는 알콜임을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 단계 (c)에서, 40중량% 내지 99중량%의 건조 고형분 함량을 갖는 미소섬유상 셀룰로스가 수득됨을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 단계 (a)에서, 셀룰로스 유도체를 포함하는 상기 현탁액이 셀룰로스 유도체를 포함하는 수성 현탁액 중의 물을 유기 용매로 대체하고/하거나 치환함으로써 수득됨을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기계적 처리 동안 셀룰로스 유도체를 포함하는 상기 현탁액의 상기 건조 고형분 함량이 0.1중량% 이상 15중량% 미만임을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 단계 (c)로부터의 유기 용매를 포함하는 상기 분리된 액체 상을 단계 (a)로 다시 재순환시킴을 특징으로 하는, 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
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