KR102588704B1 - Method for manufacturing cellulose microfiber and cellulose microfiber manufactured by the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경제적이면서도 효율적인 방법으로 셀룰로오스 마이크로 파이버를 제조할 수 있는 방법 및 이에 의해 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing cellulose microfibers in an economical and efficient manner and to the cellulose microfibers produced thereby.

Description

셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버{METHOD FOR MANUFACTURING CELLULOSE MICROFIBER AND CELLULOSE MICROFIBER MANUFACTURED BY THE SAME}Method for producing cellulose microfibers and cellulose microfibers produced thereby {METHOD FOR MANUFACTURING CELLULOSE MICROFIBER AND CELLULOSE MICROFIBER MANUFACTURED BY THE SAME}

본 발명은 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing cellulose microfibers and the cellulose microfibers produced thereby.

석유계 합성 고분자는 뛰어난 강도적 물성과 저렴한 가격으로 산업 전반에 걸쳐 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 석유 화학 제품은 생산 과정에서 이산화탄소를 배출시킬 뿐만 아니라 재생 불가능한 자원이며, 사용 후 폐기되었을 때 자연에서 쉽게 분해되지 않으므로 심각한 환경 오염을 유발시킨다. 따라서, 석유 화학 제품 사용에 대한 단점을 해결하거나 또는 대체할 수 있는 물질로서 바이오매스 자원이 주목 받고 있다.Petroleum-based synthetic polymers are widely used across industries due to their excellent strength properties and low price. However, petrochemical products not only emit carbon dioxide during the production process, but are also non-renewable resources and do not easily decompose in nature when discarded after use, causing serious environmental pollution. Therefore, biomass resources are attracting attention as a material that can solve or replace the disadvantages of using petrochemical products.

그 중 리그노 셀룰로오스계 바이오매스는 자연계에 매우 풍부하고 재생 가능한 자원으로서, 과거부터 현재까지 다양한 용도로 사용되어 왔다. 최근에는 목재를 구성하는 주성분인 셀룰로오스로부터 셀룰로오스 나노피브릴(cellulose nanofibrils, CNF) 및 마이크로피브릴화 셀룰로오스(micro fibrillated cellulose, MFC) 등의 미세 섬유로 제조하고 있다. 이러한 미세 섬유는 시트, 필름 또는 복합소재의 첨가제로 사용되었을 때, 기계적 강도를 향상시킬 뿐만 아니라 높은 생분해성을 가진다는 점에서 친환경 소재로써 폭넓은 범위의 사용이 기대되고 있다.Among them, lignocellulosic biomass is a very abundant and renewable resource in nature and has been used for various purposes from the past to the present. Recently, cellulose, the main component of wood, has been manufactured into fine fibers such as cellulose nanofibrils (CNF) and microfibrillated cellulose (MFC). When used as an additive to sheets, films, or composite materials, these fine fibers not only improve mechanical strength but also have high biodegradability, so they are expected to be widely used as eco-friendly materials.

이들은 주로 각종 목재 유래의 크라프트(kraft) 펄프, 아황산(sulfite) 펄프 등과 같이 순도가 높은 셀룰로오스, 또는 유기용매 펄프와 같은 리그닌-셀룰로오스 복합물을 농황산이나 특수 용제에 가용시킨 후에 물에 분산시키거나 맷돌형 분쇄기(Super masscolloider), 고압 균질기(High-pressure homogenizer) 및 고압 유화기(Micro fluidizer) 등과 같은 미세화 기기를 이용하여 저농도로 오랜 시간 분쇄하는 방법으로 제조된다. 그러나 이러한 방법들은 CNF 혹은 MFC 제조에 있어서 수율이 낮고, 처리 시간이 길며 에너지 소비량이 높다는 단점이 있다. These are mainly high-purity cellulose such as kraft pulp and sulfite pulp derived from various types of wood, or lignin-cellulose complexes such as organic solvent pulp, dissolved in concentrated sulfuric acid or a special solvent, and then dispersed in water or milled. It is manufactured by grinding at low concentration for a long time using micronizing equipment such as a super mass colloider, high-pressure homogenizer, and micro fluidizer. However, these methods have the disadvantages of low yield, long processing time, and high energy consumption in manufacturing CNF or MFC.

이에, CNF 또는 MFC의 효율적인 제조를 위하여, 셀룰로오스 마이크로 파이버를 용이하게 제조할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.Accordingly, for efficient production of CNF or MFC, a technology that can easily produce cellulose microfibers is needed.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 경제적이면서도 효율적인 방법으로 셀룰로오스 마이크로 파이버를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for producing cellulose microfibers in an economical and efficient manner and the cellulose microfibers produced thereby.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시상태는 바이오매스 원료를 글리콜 에테르계 용제와 산의 혼합 용제와 반응시켜 펄프를 형성하는 단계; 상기 펄프를 염기성 용액과 혼합하여 펄프 슬러리를 제조하는 단계; 및 상기 펄프 슬러리를 믹서에 투입하고 니딩하여 셀룰로오스 마이크로 파이버를 제조하는 단계;를 포함하는 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법을 제공한다.One embodiment of the present invention includes forming pulp by reacting biomass raw materials with a mixed solvent of a glycol ether-based solvent and an acid; mixing the pulp with a basic solution to prepare a pulp slurry; and introducing the pulp slurry into a mixer and kneading it to produce cellulose microfibers.

또한, 본 발명의 일 실시상태는 상기 제조 방법으로 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버를 제공한다.Additionally, an exemplary embodiment of the present invention provides cellulose microfibers manufactured by the above manufacturing method.

본 발명의 일 실시상태에 따른 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법은 경제적이면서도 효율적인 방법으로 셀룰로오스 마이크로 파이버를 제조할 수 있다.The method for producing cellulose microfibers according to an embodiment of the present invention can produce cellulose microfibers in an economical and efficient manner.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법은 석유 화학 제품에 비해 친환경적이며, 우수한 강도를 가지는 셀룰로오스 마이크로 파이버를 용이하게 제조할 수 있다.In addition, the method for producing cellulose microfibers according to an embodiment of the present invention is environmentally friendly compared to petrochemical products, and can easily produce cellulose microfibers with excellent strength.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 셀룰로오스 마이크로 파이버는 CNF 또는 MFC의 전구물질로 사용되어 생산 효율성을 향상시킬 수 있고, 필름, 시트 및 복합소재의 첨가제 또는 보강제로 용이하게 적용될 수 있다.In addition, cellulose microfibers according to an embodiment of the present invention can be used as a precursor for CNF or MFC to improve production efficiency, and can be easily applied as an additive or reinforcement for films, sheets, and composite materials.

다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the effects described above, and may be expanded in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버를 광학 현미경을 이용하여 촬영한 사진을 나타낸 것이다.Figure 1 shows photographs taken using an optical microscope of cellulose microfibers prepared in Examples 1 to 3 of the present invention.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Throughout the specification of the present application, when a part is said to “include” a certain element, this means that it may further include other elements rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only the case where the member is in contact with the other member, but also the case where another member exists between the two members.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 실시상태는 바이오매스 원료를 글리콜 에테르계 용제와 산의 혼합 용제와 반응시켜 펄프를 형성하는 단계; 상기 펄프를 염기성 용액과 혼합하여 펄프 슬러리를 제조하는 단계; 및 상기 펄프 슬러리를 믹서에 투입하고 니딩하여 셀룰로오스 마이크로 파이버를 제조하는 단계;를 포함하는 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법을 제공한다.One embodiment of the present invention includes forming pulp by reacting biomass raw materials with a mixed solvent of a glycol ether-based solvent and an acid; mixing the pulp with a basic solution to prepare a pulp slurry; and introducing the pulp slurry into a mixer and kneading it to produce cellulose microfibers.

본 발명의 일 실시상태에 따른 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법은 경제적이면서도 효율적인 방법으로 셀룰로오스 마이크로 파이버를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법은 석유 화학 제품에 비해 친환경적이며, 우수한 강도를 가지는 셀룰로오스 마이크로 파이버를 용이하게 제조할 수 있다.The method for producing cellulose microfibers according to an embodiment of the present invention can produce cellulose microfibers in an economical and efficient manner. In addition, the method for producing cellulose microfibers according to an embodiment of the present invention is environmentally friendly compared to petrochemical products, and can easily produce cellulose microfibers with excellent strength.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 바이오매스 원료는 목질계 바이오매스 원료 및 비목질계 바이오매스 원료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 목질계 바이오매스 원료는 침엽수 목재칩 및 활엽수 목재칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 상기 목질계 바이오매스 원료의 종류를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 비목질계 바이오매스 원료는 케나프(kenaf), 마, 벼, 바가스(bagasse), 대나무, 해조류, 옥수수대, 옥수수심, 볏짚, 왕겨, 밀짚 및 사탕수수대 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 상기 비목질계 바이오매스 원료의 종류를 한정하는 것은 아니다. 전술한 종류의 바이오매스 원료를 사용함으로써, 높은 생분해성을 가지며 친환경 소재인 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버를 제조할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the biomass raw material may include at least one of a lignocellulosic biomass raw material and a non-lignocellulosic biomass raw material. Specifically, the lignocellulosic biomass raw material may include at least one of coniferous wood chips and broadleaf wood chips, but the type of the lignocellulosic biomass raw material is not limited. In addition, the non-lignocellulosic biomass raw material may include at least one of kenaf, hemp, rice, bagasse, bamboo, seaweed, corn stalks, corn cores, rice straw, rice husk, wheat straw, and sugarcane stalks. However, the type of non-lignocellulosic biomass raw material is not limited. By using the above-described types of biomass raw materials, the cellulose microfibers, which are highly biodegradable and eco-friendly, can be manufactured.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 바이오매스 원료를 통해 유기용매 펄프를 제조할 수 있다. 구체적으로, 바이오매스 원료를 글리콜 에테르계 용제와 산의 혼합 용제와 반응시켜 펄프를 형성할 수 있다. 바이오매스 원료를 글리콜 에테르계 용제와 산의 혼합 용제와 반응시켜 펄프를 형성하는 경우, 후술하는 바와 같이 알칼리 니딩 시에 펄프 슬러리에 포함된 펄프의 함량, 믹서에 투입되는 펄프 슬러리의 양 등을 조절하여, 제조되는 셀룰로오스 마이크로 파이버의 물성을 용이하게 조절할 수 있다. 반면, 종래의 크라프트 펄프, 아황산 펄프 등을 사용하면 알칼리 니딩 시의 조건을 조절하는 경우에도, 제조되는 셀룰로오스 마이크로 파이버의 물성을 용이하게 제어하기 어려울 수 있다.According to one embodiment of the present invention, organic solvent pulp can be manufactured using the biomass raw material. Specifically, pulp can be formed by reacting biomass raw materials with a mixed solvent of a glycol ether-based solvent and an acid. When forming pulp by reacting biomass raw materials with a mixed solvent of glycol ether solvent and acid, the content of pulp contained in the pulp slurry and the amount of pulp slurry introduced into the mixer are adjusted during alkaline kneading, as described later. Thus, the physical properties of the produced cellulose microfibers can be easily adjusted. On the other hand, when using conventional kraft pulp, sulfurous acid pulp, etc., it may be difficult to easily control the physical properties of the produced cellulose microfibers even when controlling the conditions during alkaline kneading.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 혼합 용제는 글리콜 에테르계 용제와 산의 혼합물일 수 있다. 상기 글리콜 에테르계 용제는 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 다이에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 다이에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 및 다이프로필렌 글리콜 메틸 에테르 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 상기 글리콜 에테르계 용제의 종류를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 산으로 염산, 황산, 질산 등을 사용할 수 있으나, 상기 산의 종류를 한정하는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the mixed solvent may be a mixture of a glycol ether-based solvent and an acid. The glycol ether-based solvent includes ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol methyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, and It may include at least one of dipropylene glycol methyl ether. However, the type of glycol ether-based solvent is not limited. Additionally, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, etc. may be used as the acid, but the type of acid is not limited.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 혼합 용제는 상기 글리콜 에테르계 용제와 상기 산의 부피비가 95:5 내지 99:1일 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합 용제에 포함되는 상기 글리콜 에테르계 용제와 상기 산의 부피비는 96:4 내지 98.5:1.5, 96.5:3.5 내지 98:2, 또는 97:3 내지 97.5:2.5일 수 있다. 상기 혼합 용제에 포함되는 상기 글리콜 에테르계 용제와 산의 부피비가 전술한 범위 내인 경우, 상기 바이오매스 원료로부터 펄프를 효과적으로 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the mixed solvent may have a volume ratio of the glycol ether-based solvent and the acid of 95:5 to 99:1. Specifically, the volume ratio of the glycol ether-based solvent and the acid included in the mixed solvent may be 96:4 to 98.5:1.5, 96.5:3.5 to 98:2, or 97:3 to 97.5:2.5. When the volume ratio of the glycol ether-based solvent and the acid included in the mixed solvent is within the above-mentioned range, pulp can be effectively manufactured from the biomass raw material.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄프를 형성하는 단계는, 상기 바이오매스 원료 1 Kg에 대하여, 상기 혼합 용제를 1L 내지 3L의 혼합비로 반응시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 바이오매스 원료 1 Kg에 대한, 상기 혼합 용제의 혼합비는 1.5L 내지 2.5L, 또는 2L일 수 있다. 상기 바이오매스 원료와 상기 혼합 용제의 혼합비를 전술한 범위로 조절함으로써, 제조되는 펄프의 수율을 향상시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, in the step of forming the pulp, the mixed solvent may be reacted at a mixing ratio of 1L to 3L with respect to 1 Kg of the biomass raw material. Specifically, the mixing ratio of the mixed solvent for 1 Kg of the biomass raw material may be 1.5L to 2.5L, or 2L. By adjusting the mixing ratio of the biomass raw material and the mixed solvent to the above-mentioned range, the yield of the pulp produced can be improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄프를 형성하는 단계는 100 ℃ 이상 150 ℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 펄프를 형성하는 단계의 온도는 110 ℃ 이상 140 ℃ 이하, 또는 120 ℃ 이상 130 ℃ 이하일 수 있다. 상기 펄프를 형성하는 단계를 수행하는 온도를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 바이오매스 원료로부터 상기 펄프를 안정적으로 형성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of forming the pulp may be performed at a temperature of 100 ℃ or more and 150 ℃ or less. Specifically, the temperature in the step of forming the pulp may be 110°C or higher and 140°C or lower, or 120°C or higher and 130°C or lower. By controlling the temperature at which the pulp forming step is performed within the above-described range, the pulp can be stably formed from the biomass raw material.

또한, 상기 펄프를 형성하는 단계는 60 분 이상 180 분 이하의 시간, 90 분 이상 160 분 이하의 시간, 또는 120 분 이상 150 분 이하의 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 펄프를 형성하는 단계를 수행하는 시간이 전술한 범위 내인 경우, 상기 펄프를 안정적으로 형성할 수 있고, 상기 펄프의 수율을 향상시킬 수 있다.Additionally, the step of forming the pulp may be performed for a period of time between 60 minutes and 180 minutes, between 90 minutes and 160 minutes, or between 120 minutes and 150 minutes. When the time for performing the step of forming the pulp is within the above-mentioned range, the pulp can be stably formed and the yield of the pulp can be improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제조된 상기 펄프를 세척할 수 있다. 구체적으로, 증류수를 이용하여 상기 펄프에 함유된 리그닌 및 상기 혼합 용제를 제거할 수 있다. 이를 통해, 펄프에 함유된 불순물을 최소화하여, 후술하는 알칼리 니딩(kneading) 처리를 효과적으로 수행할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the manufactured pulp can be washed. Specifically, lignin and the mixed solvent contained in the pulp can be removed using distilled water. Through this, impurities contained in the pulp can be minimized, and the alkaline kneading treatment described later can be effectively performed.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제조된 상기 펄프를 염기성 용액과 혼합하여 펄프 슬러리를 제조할 수 있다. 상기 염기성 용액은 수산화나트륨 용액, 수산화칼륨 용액 및 수산화리튬 용액을 포함할 수 있으나, 상기 염기성 용액의 종류를 한정하는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, a pulp slurry can be prepared by mixing the prepared pulp with a basic solution. The basic solution may include a sodium hydroxide solution, a potassium hydroxide solution, and a lithium hydroxide solution, but the type of the basic solution is not limited.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄프 슬러리에 포함되는 상기 염기성 용액의 농도는 0.1 N 이상 1 N 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 염기성 용액의 농도는 0.15 N 이상 0.8 N 이하, 0.2 N 이상 0.6 N 이하, 또는 0.25 N 이상 0.5 N 이하일 수 있다. 상기 염기성 용액의 농도가 전술한 범위 내인 경우, 상기 펄프 슬러리로부터 셀룰로오스 마이크로 파이버를 효과적으로 형성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the concentration of the basic solution included in the pulp slurry may be 0.1 N or more and 1 N or less. Specifically, the concentration of the basic solution may be 0.15 N or more and 0.8 N or less, 0.2 N or more and 0.6 N or less, or 0.25 N or more and 0.5 N or less. When the concentration of the basic solution is within the above-mentioned range, cellulose microfibers can be effectively formed from the pulp slurry.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄프 슬러리의 pH는 8 이상 14 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 펄프 슬러리의 pH는 9 이상 13 이하, 또는 10 이상 12 이하일 수 있다. 상기 펄프 슬러리의 pH를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 펄프 슬러리로부터 셀룰로오스 마이크로 파이버를 효과적으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 펄프 슬러리의 pH가 전술한 범위 내인 경우, 상기 펄프 슬러리에 포함된 섬유의 팽윤이 촉진되어, 후술하는 니딩 처리를 통해 보다 미세화된 셀룰로오스 마이크로 파이버를 효과적으로 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the pH of the pulp slurry may be 8 or more and 14 or less. Specifically, the pH of the pulp slurry may be 9 or more and 13 or less, or 10 or more and 12 or less. By adjusting the pH of the pulp slurry to the above-mentioned range, cellulose microfibers can be effectively formed from the pulp slurry. In addition, when the pH of the pulp slurry is within the above-mentioned range, swelling of the fibers included in the pulp slurry is promoted, and finer cellulose microfibers can be effectively manufactured through the kneading process described later.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄프 슬러리 100 중량부에 대하여, 상기 펄프의 함량은 3 중량부 이상 15 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 펄프 슬러리 100 중량부에 대하여, 상기 펄프의 함량은 4.5 중량부 이상 12.5 중량부 이하, 5 중량부 이상 10 중량부 이하, 3 중량부 이상 10 중량부 이하, 또는 7.5 중량부 이상 15 중량부 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 펄프 슬러리에 포함된 상기 펄프의 함량은 3 중량% 이상 15 중량% 이하일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, with respect to 100 parts by weight of the pulp slurry, the content of the pulp may be 3 parts by weight or more and 15 parts by weight or less. Specifically, with respect to 100 parts by weight of the pulp slurry, the pulp content is 4.5 parts by weight or more and 12.5 parts by weight or less, 5 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, 3 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, or 7.5 parts by weight or more. It may be less than one part by weight. For example, the content of the pulp included in the pulp slurry may be 3% by weight or more and 15% by weight or less.

상기 펄프 슬러리에 포함된 상기 펄프의 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 믹서를 이용한 니딩 공정 시에 섬유간 마찰과 분산이 효율적으로 수행되어, 미세화된 셀룰로오스 마이크로 파이버를 용이하게 제조할 수 있다. 한편, 상기 펄프 슬러리에 포함된 상기 펄프의 함량이 너무 적은 경우에는 섬유간의 마찰 효율이 저하되어 미세화된 셀룰로오스 마이크로 파이버를 용이하게 제조할 수 없다. 또한, 상기 펄프 슬러리에 포함된 상기 펄프의 함량이 너무 많은 경우, 상기 펄프 슬러리는 고점도로 니딩이 원할하게 수행되지 않는 문제가 있다.By adjusting the content of the pulp included in the pulp slurry to the above-mentioned range, friction and dispersion between fibers are efficiently performed during the kneading process using a mixer, so that finely divided cellulose microfibers can be easily manufactured. On the other hand, if the content of the pulp contained in the pulp slurry is too small, the friction efficiency between fibers decreases, making it impossible to easily manufacture finely divided cellulose microfibers. Additionally, if the content of the pulp contained in the pulp slurry is too large, the pulp slurry has a high viscosity and there is a problem in that kneading is not performed smoothly.

따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법은 상기 펄프 슬러리에 포함된 상기 펄프의 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 미세화된 셀룰로오스 마이크로 파이버를 효과적으로 제조할 수 있고, 제조되는 셀룰로오스 마이크로 파이버의 물성을 용이하게 제어할 수 있다.Therefore, the method for producing cellulose microfibers according to an embodiment of the present invention can effectively produce micronized cellulose microfibers by adjusting the content of the pulp contained in the pulp slurry to the above-mentioned range, and the cellulose produced The physical properties of microfibers can be easily controlled.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 니딩하는 단계는, 상기 펄프 슬러리를 상기 믹서 총 부피의 5% 이상 95% 이하로 투입할 수 있다. 구체적으로, 상기 펄프 슬러리가 투입되는 양은, 상기 믹서 총 부피의 5% 이상 95% 이하, 6.5% 이상 90% 이하, 8% 이상 75% 이하, 8.5% 이상 60% 이하, 10% 이상 50% 이하, 10% 이상 40% 이하, 10% 이상 30% 이하, 10% 이상 25% 이하, 35% 이상 95% 이하, 45% 이상 95% 이하, 55% 이상 95% 이하, 65% 이상 95% 이하, 75% 이상 95% 이하, 또는 85% 이상 95% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 믹서의 최대용량(총 부피)가 5,000 mL인 경우, 상기 펄프 슬러리는 250 mL 이상 4,750 mL 이하의 용량으로 상기 믹서에 투입될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the kneading step, the pulp slurry may be added in an amount of 5% to 95% of the total volume of the mixer. Specifically, the amount of the pulp slurry input is 5% to 95%, 6.5% to 90%, 8% to 75%, 8.5% to 60%, 10% to 50% of the total volume of the mixer. , 10% to 40%, 10% to 30%, 10% to 25%, 35% to 95%, 45% to 95%, 55% to 95%, 65% to 95%, It may be 75% or more and 95% or less, or 85% or more and 95% or less. For example, when the maximum capacity (total volume) of the mixer is 5,000 mL, the pulp slurry can be added to the mixer in a capacity of 250 mL or more and 4,750 mL or less.

상기 펄프 슬러리가 상기 믹서에 투입되는 양이 전술한 범위 내인 경우, 니딩 공정 시에 섬유간 마찰과 분산이 효율적으로 수행되어, 미세화된 셀룰로오스 마이크로 파이버를 용이하게 제조할 수 있다. 한편, 상기 펄프 슬러리가 상기 믹서에 투입되는 양을 조절함으로써, 제조되는 셀룰로오스 마이크로 파이버의 입자크기, 여수도, 보수도, 인장지수, 인열지수 등의 물성을 다양하게 제어할 수 있다. 특히, 상기 니딩하는 단계에서 상기 펄프 슬러리가 투입되는 양을 상기 믹서 총 부피의 5% 이상 25% 이하로 조절하는 경우, 후술하는 입자크기, 여수도, 보수도, 인장지수, 인열지수 등의 물성을 만족하는 셀룰로오스 마이크로 파이버를 효과적으로 제조할 수 있다.When the amount of the pulp slurry added to the mixer is within the above-mentioned range, friction and dispersion between fibers are efficiently performed during the kneading process, so that finely divided cellulose microfibers can be easily manufactured. Meanwhile, by controlling the amount of the pulp slurry fed into the mixer, the physical properties of the produced cellulose microfibers, such as particle size, freeness, water retention, tensile index, and tear index, can be controlled in various ways. In particular, when the amount of the pulp slurry introduced in the kneading step is adjusted to 5% or more and 25% or less of the total volume of the mixer, physical properties such as particle size, freeness, water retention, tensile index, and tear index, which will be described later, Cellulose microfibers that satisfy can be effectively manufactured.

따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법은, 상기 믹서에 투입되는 상기 펄프 슬러리의 양을 조절함으로써, 제조되는 셀룰로오스 마이크로 파이버의 물성을 다양하게 제어할 수 있는 이점이 있다. 이를 통해, 적용하고자 하는 분야에서 요구되는 물성을 가지는 셀룰로오스 마이크로 파이버를 용이하게 제조할 수 있다.Therefore, the method for producing cellulose microfibers according to an embodiment of the present invention has the advantage of being able to control the physical properties of the produced cellulose microfibers in various ways by controlling the amount of the pulp slurry introduced into the mixer. Through this, it is possible to easily manufacture cellulose microfibers having the physical properties required in the field of application.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 니딩하는 단계는 100 rpm 이상 600 rpm 이하의 회전속도로 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 니딩하는 단계가 수행되는 회전속도는 150 rpm 이상 550 rpm 이하, 200 rpm 이상 500 rpm 이하, 250 rpm 이상 450 rpm 이하, 또는 300 rpm 이상 400 rpm 이하일 수 있다. 상기 니딩하는 단계가 수행되는 회전속도를 전술한 범위로 조절함으로써, 제조되는 셀룰로오스 마이크로 파이버를 보다 안정적으로 형성할 수 있다. 상기 회전속도는 니딩하는 단계에서 사용되는 믹서의 회전속도를 의미할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the kneading step may be performed at a rotation speed of 100 rpm or more and 600 rpm or less. Specifically, the rotation speed at which the kneading step is performed may be 150 rpm or more and 550 rpm or less, 200 rpm or more and 500 rpm or less, 250 rpm or more and 450 rpm or less, or 300 rpm or more and 400 rpm or less. By adjusting the rotational speed at which the kneading step is performed within the above-mentioned range, the manufactured cellulose microfibers can be formed more stably. The rotation speed may refer to the rotation speed of the mixer used in the kneading step.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 니딩하는 단계는 20 ℃ 이상 35 ℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 니딩을 수행하는 단계의 온도를 전술한 범위로 조절함으로써, 제조되는 셀룰로오스 마이크로 파이버가 변형 및 훼손되는 것을 억제할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the kneading step may be performed at a temperature of 20°C or more and 35°C or less. By adjusting the temperature of the kneading step to the above-mentioned range, deformation and damage of the produced cellulose microfibers can be prevented.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법은 상기 니딩을 수행하는 시간을 조절하여, 제조되는 셀룰로오스 마이크로 파이버의 물성을 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 니딩을 수행하는 단계는 1 시간 이상 3 시간 이하의 시간 동안 수행될 수 있다. 이를 통해, 후술하는 입자크기, 여수도, 보수도, 인장지수, 인열지수 등의 물성을 만족하는 셀룰로오스 마이크로 파이버를 효과적으로 제조할 수 있다. 한편, 상기 니딩을 수행하는 시간은 목적하는 셀룰로오스 마이크로 파이버의 물성에 따라 설정될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the method for producing cellulose microfibers can control the physical properties of the cellulose microfibers to be produced by adjusting the time for performing the kneading. Specifically, the step of performing the kneading may be performed for 1 hour or more and 3 hours or less. Through this, it is possible to effectively manufacture cellulose microfibers that satisfy physical properties such as particle size, freeness, water retention, tensile index, and tear index, which will be described later. Meanwhile, the time for performing the kneading can be set according to the physical properties of the desired cellulose microfiber.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄프 슬러리가 투입되는 상기 믹서는 니더(kneader)로서, 호바트 믹서, 스파이럴 믹서, 또는 버티컬 믹서일 수 있다. 다만, 상기 믹서의 종류를 한정하는 것은 아니고, 상기 펄프 슬러리에 전단력을 가할 수 있는 공지된 기기를 사용할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the mixer into which the pulp slurry is added is a kneader and may be a Hobart mixer, a spiral mixer, or a vertical mixer. However, the type of mixer is not limited, and any known device capable of applying shear force to the pulp slurry can be used.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법은 염기성 용액을 이용하여, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버에 함유된 리그닌을 용출시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 알칼리 니딩 공정을 통해 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버와 상기 염기성 용액을 혼합한 후, 여과 및 탈수를 진행하여 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버에 함유된 리그닌을 용출시킬 수 있다. 이후, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버에 함유된 염기성 용액을 제거하기 위하여, 증류수로 중성이 될 때까지 세척할 수 있다. 상기 리그닌을 용출하는 단계에서 사용되는 염기성 용액은 상기 펄프 슬러리를 제조할 때에 사용되는 염기성 용액과 동일할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the method for producing cellulose microfibers may further include the step of eluting lignin contained in the cellulose microfibers using a basic solution. Specifically, after mixing the cellulose microfibers prepared through the alkaline kneading process with the basic solution, filtration and dehydration may be performed to elute the lignin contained in the cellulose microfibers. Thereafter, in order to remove the basic solution contained in the cellulose microfibers, they can be washed with distilled water until they become neutral. The basic solution used in the step of eluting the lignin may be the same as the basic solution used when preparing the pulp slurry.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 리그닌 함량은 0.1 중량% 이상 30 중량% 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 리그닌 함량은 1 중량% 이상 28 중량% 이하, 5 중량% 이상 25 중량% 이하, 10 중량% 이상 22.5 중량% 이하, 또는 15 중량% 이상 20 중량% 이하일 수 있다. 제조되는 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버에 잔존한 리그닌 함량이 전술한 범위 내인 경우라도, 상기 알칼리 니딩 공정을 수행함으로써, 제조되는 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 여수도, 보수도, 인장지수, 인열지수 등의 물성이 용이하게 제어될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the lignin content of the cellulose microfibers may be 0.1% by weight or more and 30% by weight or less. Specifically, the lignin content of the cellulose microfibers may be 1% by weight to 28% by weight, 5% to 25% by weight, 10% to 22.5% by weight, or 15% to 20% by weight. Even when the lignin content remaining in the manufactured cellulose microfiber is within the above-mentioned range, by performing the alkaline kneading process, the physical properties such as freeness, water retention, tensile index, and tear index of the manufactured cellulose microfiber are easy. can be controlled properly.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법은, 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버를 미세화시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버를 미세화시켜, 셀룰로오스 나노피브릴(cellulose nanofibrils, CNF), 또는 마이크로피브릴화 셀룰로오스(microfibrillated cellulose, MFC)를 제조할 수 있다. 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버를 미세화시키기 위하여, 당업계에서 사용되는 고압 균질기, 고압 유화기 등을 사용할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the method for producing cellulose microfibers may further include the step of refining the produced cellulose microfibers. By refining the cellulose microfibers, cellulose nanofibrils (CNF) or microfibrillated cellulose (MFC) can be manufactured. In order to refine the cellulose microfibers, a high-pressure homogenizer, a high-pressure emulsifier, etc. used in the art can be used.

본 발명의 일 실시상태는 상기 제조 방법으로 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버를 제공한다.One embodiment of the present invention provides cellulose microfibers manufactured by the above manufacturing method.

본 발명의 일 실시상태에 따른 셀룰로오스 마이크로 파이버는 CNF 또는 MFC의 전구물질로 사용되어 생산 효율성을 향상시킬 수 있고, 필름, 시트 및 복합소재의 첨가제 또는 보강제로 용이하게 적용될 수 있다.Cellulose microfibers according to an embodiment of the present invention can be used as a precursor for CNF or MFC to improve production efficiency, and can be easily applied as an additive or reinforcement for films, sheets, and composite materials.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버는 단섬유, 또는 하나의 섬유로 구성된 마이크로피브릴 형태로 존재할 수 있고, 또는 마이크로 파이버들이 서로 얽혀 있는 형태로 존재할 수도 있다.According to one embodiment of the present invention, the cellulose microfibers may exist in the form of single fibers or microfibrils composed of one fiber, or may exist in the form of microfibers entangled with each other.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 크기는 0.1 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 크기는 1 ㎛ 이상 475 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이상 450 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 400 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이상 375 ㎛ 이하, 30 ㎛ 이상 350 ㎛ 이하, 40 ㎛ 이상 320 ㎛ 이하, 0.1 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하, 7.5 ㎛ 이상 195 ㎛ 이하, 15 ㎛ 이상 180 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하, 35 ㎛ 이상 140 ㎛ 이하, 200 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하, 225 ㎛ 이상 450 ㎛ 이하, 250 ㎛ 이상 400 ㎛ 이하, 또는 270 ㎛ 이상 380 ㎛ 이하일 수 있다. 즉, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법을 통해, 전술한 크기를 가지는 셀룰로오스 마이크로 파이버를 효과적으로 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the size of the cellulose microfibers may be 0.1 ㎛ or more and 500 ㎛ or less. Specifically, the size of the cellulose microfibers is 1 ㎛ to 475 ㎛, 5 ㎛ to 450 ㎛, 10 ㎛ to 400 ㎛, 20 ㎛ to 375 ㎛, 30 ㎛ to 350 ㎛, 40 ㎛ to 320 ㎛. Hereinafter, 0.1 ㎛ or more and 200 ㎛ or less, 7.5 ㎛ or more and 195 ㎛ or less, 15 ㎛ or more and 180 ㎛ or less, 20 ㎛ or more and 150 ㎛ or less, 35 ㎛ or more and 140 ㎛ or less, 200 ㎛ or more and 500 ㎛ or less, 225 ㎛ or more. 450 ㎛ or less , it may be 250 ㎛ or more and 400 ㎛ or less, or 270 ㎛ or more and 380 ㎛ or less. That is, through the method for producing cellulose microfibers, cellulose microfibers having the above-described size can be effectively produced.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 장폭비는 25 이상 100 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 장폭비는 27.5 이상 85 이하, 30 이상 70 이하, 또는 30 이상 65 이하일 수 있다. 즉, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법을 통해, 전술한 장폭비를 가지는 셀룰로오스 마이크로 파이버를 효과적으로 제조할 수 있다. 또한, 장폭비가 전술한 범위를 만족하는 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버는 우수한 강도 특성을 가질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the length ratio of the cellulose microfibers may be 25 or more and 100 or less. Specifically, the length ratio of the cellulose microfibers may be 27.5 or more and 85 or less, 30 or more and 70 or less, or 30 or more and 65 or less. That is, through the method for producing cellulose microfibers, cellulose microfibers having the above-described length-to-width ratio can be effectively produced. In addition, the cellulose microfibers whose length-to-width ratio satisfies the above-mentioned range can have excellent strength characteristics.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버는 여수도(CSF)가 30 mL 이상 600 mL 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 여수도는 50 mL 이상 580 mL 이하, 100 mL 이상 550 mL 이하, 150 mL 이상 550 mL 이하, 200 mL 이상 550 mL 이하, 100 mL 이상 250 mL 이하, 또는 30 mL 이상 200 mL 이하일 수 있다. 즉, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법을 통해, 전술한 여수도를 가지는 셀룰로오스 마이크로 파이버를 효과적으로 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the cellulose microfibers may have a freeness (CSF) of 30 mL or more and 600 mL or less. Specifically, the freeness of the cellulose microfiber is 50 mL to 580 mL, 100 mL to 550 mL, 150 mL to 550 mL, 200 mL to 550 mL, 100 mL to 250 mL, or 30 mL or more. It may be less than 200 mL. In other words, cellulose microfibers having the above-mentioned freeness can be effectively manufactured through the above-described cellulose microfiber manufacturing method.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 보수도(WRV)는 150 % 이상 1,000 % 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 보수도는 160 % 이상 900 % 이하, 180 % 이상 800 % 이하, 190 % 이상 700 % 이하, 또는 200 % 이상 600 % 이하일 수 있다. 즉, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법을 통해, 전술한 보수도를 가지는 셀룰로오스 마이크로 파이버를 효과적으로 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the water retention value (WRV) of the cellulose microfibers may be 150% or more and 1,000% or less. Specifically, the water retention degree of the cellulose microfiber may be 160% or more and 900% or less, 180% or more and 800% or less, 190% or more and 700% or less, or 200% or more and 600% or less. That is, through the above-mentioned cellulose microfiber production method, cellulose microfibers having the above-mentioned water retention degree can be effectively produced.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버를 이용하여, 마이크로 파이버 필름, 마이크로 파이버 시트를 제조할 수 있다. 또한, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버는 복합재료(composite)의 보강제, 첨가제 등으로 사용될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, a microfiber film and a microfiber sheet can be manufactured using the cellulose microfibers. Additionally, the cellulose microfibers can be used as reinforcing agents, additives, etc. in composite materials.

또한, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버는 셀룰로오스 나노피브릴(cellulose nanofibrils, CNF), 마이크로피브릴화 셀룰로오스(microfibrillated cellulose, MFC) 등을 제조하기 위한 원료로 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버를 미세화시켜, CNF 또는 MFC를 제조할 수 있다. 또한, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버를 미세화시켜 제조된 CNF 또는 MFC를 이용하여 필름, 또는 시트를 제조할 수 있다.Additionally, the cellulose microfibers can be used as a raw material for manufacturing cellulose nanofibrils (CNF), microfibrillated cellulose (MFC), etc. Specifically, CNF or MFC can be manufactured by micronizing the cellulose microfibers. Additionally, a film or sheet can be manufactured using CNF or MFC produced by micronizing the cellulose microfibers.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the embodiments according to the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of this specification are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

실시예 1Example 1

셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조Manufacturing of cellulose microfibers

침엽수 목재칩을 준비하였다. 준비된 침엽수 목재칩은 클라손 리그닌 함량이 약 28.7%이고, 칩의 크기는 높이 35 (±3) mm X 폭 8 (±3) mm X 두께 7 (±2) mm이다.Softwood wood chips were prepared. The prepared coniferous wood chips have a clason lignin content of about 28.7%, and the size of the chips is 35 (±3) mm high x 8 (±3) mm wide x 7 (±2) mm thick.

이후, 글리콜 에테르계 용제로 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르와 산으로 황산(95~%)를 준비하고, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르와 황산을 97:3의 부피비로 혼합하여 혼합 용제를 제조하였다.Afterwards, ethylene glycol monomethyl ether as a glycol ether solvent and sulfuric acid (95%) as an acid were prepared, and ethylene glycol monomethyl ether and sulfuric acid were mixed in a volume ratio of 97:3 to prepare a mixed solvent.

이후, 목재칩 1Kg에 대하여 혼합 용제 2L의 혼합비로 고압 증기 처리 장치(autoclave, HST 506-6, Hanbaek ST, Korea)에 투입하여 120℃에서 120분간 반응시키고 증류수로 여과하여, 680 mL의 여수도(CSF)를 가지는 유기용매 펄프(리그닌 함량 27.4 %)를 제조하였다.Afterwards, 1 kg of wood chips were put into a high-pressure steam treatment device (autoclave, HST 506-6, Hanbaek ST, Korea) at a mixing ratio of 2 L of mixed solvent, reacted at 120°C for 120 minutes, filtered with distilled water, and 680 mL of free water was added. Organic solvent pulp (lignin content 27.4%) containing (CSF) was prepared.

제조된 유기용매 펄프와 0.25 N NaOH 수용액(500 mL)를 혼합하여 펄프 슬러리를 제조하였다. 이때, 펄프 슬러리 100 중량부에 대하여 유기용매 펄프의 함량은 5 중량부(5.0 중량%)이었고, 펄프 슬러리의 pH는 약 13 이었다. Pulp slurry was prepared by mixing the prepared organic solvent pulp with 0.25 N NaOH aqueous solution (500 mL). At this time, the content of organic solvent pulp was 5 parts by weight (5.0% by weight) based on 100 parts by weight of the pulp slurry, and the pH of the pulp slurry was about 13.

이후, 최대용량(총 부피)이 4,500 mL인 호바트 믹서기에, 펄프 슬러리를 약 499.5 mL(믹서기 총 부피의 약 11.1 %) 첨가하고, 281 rpm의 회전속도로 1 시간 동안 니딩 처리하여, 셀룰로오스 마이크로 파이버를 수득하였다. 이후, 수득한 셀룰로오스 마이크로 파이버에 2,000 mL의 0.5 N NaOH 수용액을 투입한 다음 여과 및 탈수하여 리그닌을 용출시켰다. 잔여 NaOH 성분을 제거하기 위해 물 세척 과정을 반복하여 최종적으로 셀룰로오스 마이크로 파이버를 제조하였다.Afterwards, about 499.5 mL (about 11.1% of the total volume of the mixer) of the pulp slurry was added to a Hobart mixer with a maximum capacity (total volume) of 4,500 mL, and kneaded for 1 hour at a rotation speed of 281 rpm to produce cellulose microfibers. was obtained. Afterwards, 2,000 mL of 0.5 N NaOH aqueous solution was added to the obtained cellulose microfibers, followed by filtration and dehydration to elute lignin. The water washing process was repeated to remove the remaining NaOH component to finally prepare cellulose microfibers.

한편, 니딩 처리 시간을 2 시간, 3 시간으로 하고, 상기와 동일한 방법으로 셀룰로오스 마이크로 파이버를 추가적으로 제조하였다.Meanwhile, the kneading treatment time was set to 2 hours and 3 hours, and cellulose microfibers were additionally manufactured in the same manner as above.

마이크로 파이버 필름의 제조Manufacturing of microfiber films

상기에서 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버를 증류수로 희석하여 고형분 함량이 0.2 중량%가 되도록 한 후, 감압·여과 방식으로 지필을 형성시키고, 80℃의 겔 건조기에서 건조하여 마이크로 파이버 필름을 제조하였다. The cellulose microfibers prepared above were diluted with distilled water to have a solid content of 0.2% by weight, then formed into a paper web using a reduced pressure and filtration method, and dried in a gel dryer at 80° C. to prepare a microfiber film.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1에서, 펄프 슬러리 100 중량부에 대하여 유기용매 펄프의 함량을 7.5 중량부(7.5 중량%)로 조절한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 셀룰로오스 마이크로 파이버와 마이크로 파이버 필름을 제조하였다.In Example 1, cellulose microfibers and microfiber films were prepared in the same manner as in Example 1, except that the content of organic solvent pulp was adjusted to 7.5 parts by weight (7.5% by weight) based on 100 parts by weight of pulp slurry. Manufactured.

실시예 3Example 3

상기 실시예 1에서, 펄프 슬러리 100 중량부에 대하여 유기용매 펄프의 함량을 10 중량부(10 중량%)로 조절한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 셀룰로오스 마이크로 파이버와 마이크로 파이버 필름을 제조하였다. In Example 1, cellulose microfibers and microfiber films were prepared in the same manner as in Example 1, except that the content of organic solvent pulp was adjusted to 10 parts by weight (10% by weight) based on 100 parts by weight of pulp slurry. Manufactured.

실시예 4Example 4

상기 실시예 2에서, 최대용량(총 부피)이 4,500 mL인 호바트 믹서기에, 펄프 슬러리를 약 999 mL(믹서기 총 부피의 약 22.2 %) 첨가한 것을 제외하고, 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 셀룰로오스 마이크로 파이버와 마이크로 파이버 필름을 제조하였다. In Example 2, cellulose was prepared in the same manner as in Example 2, except that about 999 mL (about 22.2% of the total volume of the mixer) of pulp slurry was added to a Hobart mixer with a maximum capacity (total volume) of 4,500 mL. Microfibers and microfiber films were manufactured.

실시예 5Example 5

상기 실시예 1에서 알칼리 니딩을 1 시간 수행하여 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버를 준비하였다. 이후, 셀룰로오스 마이크로 파이버를 1,000 bar 압력의 고압균질기(Panda plus2000, GEA Niro Soavi., Italy)에 3회 통과시켜 MFC를 제조하였다.Cellulose microfibers prepared in Example 1 were prepared by performing alkaline kneading for 1 hour. Afterwards, MFC was prepared by passing the cellulose microfibers three times through a high-pressure homogenizer (Panda plus2000, GEA Niro Soavi., Italy) with a pressure of 1,000 bar.

이후, 제조된 MFC를 증류수로 희석하여 고형분 함량이 0.2 중량%가 되도록 한 후, 감압·여과 방식으로 지필을 형성시키고, 80℃의 겔 건조기에서 건조하여 MFC 필름을 제조하였다.Afterwards, the prepared MFC was diluted with distilled water to have a solid content of 0.2% by weight, then paper was formed by reduced pressure and filtration, and dried in a gel dryer at 80°C to prepare an MFC film.

실시예 6Example 6

상기 실시예 1에서 알칼리 니딩을 1 시간 수행하여 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버를 준비하였다. 이후, 셀룰로오스 마이크로 파이버를 1,000 bar 압력의 고압유화기(NLM100(ISA-NLM100), Ilshin autoclave, Korea)에 3회 통과시켜 MFC를 제조하였다.Cellulose microfibers prepared in Example 1 were prepared by performing alkaline kneading for 1 hour. Afterwards, MFC was prepared by passing the cellulose microfibers three times through a high-pressure emulsifier (NLM100 (ISA-NLM100), Ilshin autoclave, Korea) with a pressure of 1,000 bar.

이후, 제조된 MFC를 증류수로 희석하여 고형분 함량이 0.2 중량%가 되도록 한 후, 감압·여과 방식으로 지필을 형성시키고, 80℃의 겔 건조기에서 건조하여 MFC 필름을 제조하였다.Afterwards, the prepared MFC was diluted with distilled water to have a solid content of 0.2% by weight, then paper was formed by reduced pressure and filtration, and dried in a gel dryer at 80°C to prepare an MFC film.

참고예 1Reference example 1

활엽수 표백 크라프트 펄프(HwBKP)를 셀룰로오스계 분해효소인 endo-glucanase로 전처리 한 후, 약 900 bar 압력의 고압균질기(Ariete NS311OH, GEA Niro Soavi, Italy)에 7회 통과시켜 CNF를 제조하였다.Bleached hardwood kraft pulp (HwBKP) was pretreated with endo-glucanase, a cellulose-degrading enzyme, and then passed through a high-pressure homogenizer (Ariete NS311OH, GEA Niro Soavi, Italy) seven times at a pressure of about 900 bar to prepare CNF.

이후, 제조된 CNF를 증류수로 희석하여 고형분 함량이 0.2 중량%가 되도록 한 후, 감압·여과 방식으로 지필을 형성시키고, 80℃의 겔 건조기에서 건조하여 CNF 필름을 제조하였다. Afterwards, the prepared CNF was diluted with distilled water to have a solid content of 0.2% by weight, then paper was formed by reduced pressure and filtration, and dried in a gel dryer at 80°C to prepare a CNF film.

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시예 1에서 제조된 유기용매 펄프를 준비하였다. 이후, 유기용매 펄프를 1,000 bar 압력의 고압균질기(Panda plus2000, GEA Niro Soavi., Italy)에 3회 통과시켜 MFC를 제조하였다.The organic solvent pulp prepared in Example 1 was prepared. Afterwards, MFC was prepared by passing the organic solvent pulp three times through a high-pressure homogenizer (Panda plus2000, GEA Niro Soavi., Italy) with a pressure of 1,000 bar.

이후, 제조된 MFC를 증류수로 희석하여 고형분 함량이 0.2 중량%가 되도록 한 후, 감압·여과 방식으로 지필을 형성시키고, 80℃의 겔 건조기에서 건조하여 MFC 필름을 제조하였다.Afterwards, the prepared MFC was diluted with distilled water to have a solid content of 0.2% by weight, then paper was formed by reduced pressure and filtration, and dried in a gel dryer at 80°C to prepare an MFC film.

실험예Experiment example

잔존 리그닌 함량 측정Measurement of residual lignin content

실시예 1에서 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버의 잔존 리그닌 함량을 하기와 같이 측정하였다.The remaining lignin content of the cellulose microfibers prepared in Example 1 was measured as follows.

구체적으로, 실시예 1에서 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버를 동결 건조하여 샘플을 제조하고, 전건 상태의 셀룰로오스 마이크로 파이버 샘플 0.2g에 72% 농도의 황산 5 mL를 투입하고, 1시간 마다 교반하면서 4시간 동안 상온에서 정치하였다. 이후, 196 mL의 증류수를 추가하여 희석한 후, Autoclave에서 120℃의 온도에서 2시간 반응시켰다. 반응이 끝난 후에 증류수를 이용하여 glass filter에 감압·여과하고, glass filter의 잔여물을 105℃ 건조기에서 건조시켰다. 이후, 잔존 리그닌 함량은 하기 식 1로 산출하였다.Specifically, a sample was prepared by freeze-drying the cellulose microfiber prepared in Example 1, and 5 mL of 72% concentration sulfuric acid was added to 0.2 g of the dry cellulose microfiber sample, and stirred every hour for 4 hours. It was left to stand at room temperature. Afterwards, it was diluted by adding 196 mL of distilled water, and then reacted in an autoclave at 120°C for 2 hours. After the reaction was completed, pressure was filtered through a glass filter using distilled water, and the residue on the glass filter was dried in a dryer at 105°C. Afterwards, the remaining lignin content was calculated using Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

L = W/S X 100L = W/S

상기 식 1에서, “L”은 잔존 리그닌 함량이고, “S”는 샘플의 전건 중량(g)이고, “W”는 건조된 잔여물의 중량(g)이다.In Equation 1 above, “L” is the residual lignin content, “S” is the dry weight of the sample (g), and “W” is the weight of the dried residue (g).

또한, 실시예 2 내지 실시예 4에서 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버의 잔존 리그닌 함량을 측정하고, 하기 표 1에 나타내었다.Additionally, the remaining lignin content of the cellulose microfibers prepared in Examples 2 to 4 was measured and shown in Table 1 below.

입자크기 및 장폭비 측정Measurement of particle size and aspect ratio

실시예 1에서 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버의 입자크기 및 장폭비를 하기와 같이 측정하였다.The particle size and length ratio of the cellulose microfibers prepared in Example 1 were measured as follows.

구체적으로, 입도분석기(Mastersizer 3000, alvern Instruments Ltd., orcestershire, UK)를 이용하여 실시예 1에서 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버의 입자크기를 분석하였다. 또한, 광학현미경(BX 50, Olympus Otical Co. Ltd., Japan)의 60배율로 촬영한 셀룰로오스 마이크로 파이버 사진을 이미지 분석 프로그램(IMT I-Solution Inc., Canada)을 이용하여, 100개의 섬유장 및 섬유폭을 측정하였으며, 이를 통해 장폭비를 계산하였다.Specifically, the particle size of the cellulose microfibers prepared in Example 1 was analyzed using a particle size analyzer (Mastersizer 3000, Alvern Instruments Ltd., Orcestershire, UK). In addition, photos of cellulose microfibers taken at 60x magnification using an optical microscope (BX 50, Olympus Otical Co. Ltd., Japan) were analyzed using an image analysis program (IMT I-Solution Inc., Canada) to determine 100 fiber lengths and The fiber width was measured, and the length-to-width ratio was calculated from this.

또한, 실시예 2 내지 실시예 4에서 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버의 입자크기 및 장폭비를 측정하고, 하기 표 2에 나타내었다.In addition, the particle size and length ratio of the cellulose microfibers prepared in Examples 2 to 4 were measured and shown in Table 2 below.

여수도 및 보수도 측정Measurement of freeness and conservatism

실시예 1에서 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버의 여수도(CSF) 및 보수도(WRV)를 하기와 같이 측정하였다.The freeness (CSF) and water retention (WRV) of the cellulose microfibers prepared in Example 1 were measured as follows.

구체적으로, 캐나다 표준 여수도 측정기를 이용하여, 셀룰로오스 마이크로 파이버가 0.3 중량%로 함유된 슬러리 1L의 여수도를 측정하였다. 슬러리의 수온은 20℃이었고, 여수도(CSF) 단위는 mL이다.Specifically, the freeness of 1L of slurry containing 0.3% by weight of cellulose microfibers was measured using a Canadian standard freeness meter. The water temperature of the slurry was 20°C, and the unit of freeness (CSF) was mL.

또한, 실시예 1에서 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버의 보수도(water retention value, WRV)는 TAPPI UM 256에 따라 분석하였다. 구체적으로, 셀룰로오스 마이크로 파이버가 5 중량%로 함유된 슬러리 10 mL를 정량한 후 50 mL의 코니칼 튜브에 glass filter(1G4)를 장착하여 원심분리기(1580, Gyrozen, Korea)에서 1800 G로 20분간 처리하고 105℃의 건조기에서 12시간 동안 건조시켰다. 셀룰로오스 마이크로 파이버 전건 중량을 측정하여 하기 식2에 따라 WRV를 계산하였다.Additionally, the water retention value (WRV) of the cellulose microfibers prepared in Example 1 was analyzed according to TAPPI UM 256. Specifically, after quantifying 10 mL of slurry containing 5% by weight of cellulose microfibers, a glass filter (1G4) was installed in a 50 mL conical tube and centrifuged at 1800 G for 20 minutes in a centrifuge (1580, Gyrozen, Korea). Treated and dried in a dryer at 105°C for 12 hours. The total weight of cellulose microfibers was measured and WRV was calculated according to Equation 2 below.

[식 2][Equation 2]

상기 식 2에서, “WWet”은 셀룰로오스 마이크로 파이버 습윤 중량(wet weight)이고, “Wdry”은 셀룰로오스 마이크로 파이버 전건 중량(dry weight)이다.In Equation 2, “W Wet ” is the wet weight of the cellulose microfibers, and “W dry ” is the dry weight of the cellulose microfibers.

또한, 실시예 2 내지 실시예 4에서 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버의 여수도 및 보수도를 측정하고, 하기 표 3에 나타내었다.Additionally, the freeness and water retention of the cellulose microfibers prepared in Examples 2 to 4 were measured and shown in Table 3 below.

인장지수 측정Tensile index measurement

실시예 1에서 제조된 마이크로 파이버 필름의 인장지수를 하기와 같이 측정하였다.The tensile index of the microfiber film prepared in Example 1 was measured as follows.

실시예 1에서 제조된 마이크로 파이버 필름을 가로 5 cm, 세로 1 cm로 재단하여 샘플을 제조하고, ASTM D 822에 근거하여 인장시험기(OTT-005, Oriental TM, Korea)를 통해 샘플의 인장지수를 측정하였다. 이때, 측정기의 로드셀 하중은 50 N, 인장속도는 10 mm/min이며, 측정기 사이의 간격은 3 cm로 고정하였다.A sample was prepared by cutting the microfiber film prepared in Example 1 into 5 cm in width and 1 cm in height, and the tensile index of the sample was measured using a tensile tester (OTT-005, Oriental TM, Korea) based on ASTM D 822. Measured. At this time, the load cell load of the measuring device was 50 N, the tensile speed was 10 mm/min, and the distance between the measuring devices was fixed at 3 cm.

또한, 실시예 2 내지 실시예 4에서 제조된 마이크로 파이버 필름의 인장지수를 측정하고, 하기 표 4에 나타내었다.In addition, the tensile index of the microfiber films prepared in Examples 2 to 4 was measured and shown in Table 4 below.

또한, 실시예 5, 실시예 6 및 비교예 1에서 제조된 MFC 필름과 참고예 1에서 제조된 CNF 필름에 대해서도 상기와 동일한 방법으로 인장지수를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.In addition, the tensile index was measured for the MFC film prepared in Example 5, Example 6, and Comparative Example 1 and the CNF film prepared in Reference Example 1 in the same manner as above, and the results are shown in Table 5 below.

인열지수 측정Tear index measurement

실시예 1에서 제조된 마이크로 파이버 필름의 인열지수를 하기와 같이 측정하였다.The tear index of the microfiber film prepared in Example 1 was measured as follows.

실시예 1에서 제조된 마이크로 파이버 필름을 TAPPI T 414에 근거하여 가로 5 cm, 세로 6 cm로 재단하여 샘플을 제조하고, 엘멘도르프 인열시험기(Elmendorf tearing tester, DM-805, Taeil, Korea)를 이용하여 마이크로 파이버 필름의 인열지수를 측정하였다. Samples were prepared by cutting the microfiber film prepared in Example 1 into 5 cm wide and 6 cm long based on TAPPI T 414, and using an Elmendorf tearing tester (DM-805, Taeil, Korea). The tear index of the microfiber film was measured.

또한, 실시예 2 내지 실시예 4에서 제조된 마이크로 파이버 필름의 인열지수를 측정하고, 하기 표 4에 나타내었다.Additionally, the tear index of the microfiber films prepared in Examples 2 to 4 was measured and shown in Table 4 below.

수율(%)transference number(%) 잔존 리그닌 함량(%)Residual lignin content (%) 니딩시간Kneading time 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 1시간1 hours 93.793.7 91.291.2 91.291.2 90.190.1 18.1±0.618.1±0.6 17.8±0.817.8±0.8 18.2±0.618.2±0.6 18.1±0.318.1±0.3 2시간2 hours 92.492.4 91.491.4 90.490.4 89.889.8 18.3±0.218.3±0.2 18.0±0.718.0±0.7 17.7±0.217.7±0.2 17.5±0.717.5±0.7 3시간3 hours 91.891.8 90.190.1 88.488.4 88.288.2 18.4±0.918.4±0.9 17.6±0.117.6±0.1 17.3±0.917.3±0.9 17.3±0.117.3±0.1

입자 크기(㎛)Particle size (㎛) 장폭비long rain 니딩시간Kneading time 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 1시간1 hours 301.4301.4 250.1250.1 190.7190.7 120.7120.7 44.344.3 33.433.4 36.636.6 50.150.1 2시간2 hours 288.1288.1 301.4301.4 124.4124.4 97.497.4 40.240.2 38.338.3 31.831.8 55.455.4 3시간3 hours 274.4274.4 199.4199.4 67.967.9 48.748.7 39.639.6 32.632.6 30.730.7 60.760.7

여수도(mL)Yeosudo (mL) 보수도(%)Conservative (%) 니딩시간Kneading time 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 1시간1 hours 520±8520±8 237±5237±5 187±9187±9 180±11180±11 208.8±5.0 208.8±5.0 240.5±7.3240.5±7.3 249.1±5.9249.1±5.9 251.7±4.7251.7±4.7 2시간2 hours 350±29350±29 213±5213±5 93±993±9 90±890±8 225.2±5.4225.2±5.4 251.4±5.0251.4±5.0 300.3±3.1300.3±3.1 310.4±3.6310.4±3.6 3시간3 hours 247±12247±12 117±12117±12 43±543±5 41±741±7 229.7±2.0229.7±2.0 322.0±4.7322.0±4.7 447.0±4.5447.0±4.5 509.4±1.2509.4±1.2

인장지수(N·m/g)Tensile index (N·m/g) 인열지수(mN·m2/g)Tear index (mN·m 2 /g) 실시예 1Example 1 37.1±2.237.1±2.2 0.142±0.0050.142±0.005 실시예 2Example 2 40.0±6.140.0±6.1 0.115±0.0150.115±0.015 실시예 3Example 3 51.9±3.351.9±3.3 0.096±0.0380.096±0.038 실시예 4Example 4 56.2±4.956.2±4.9 0.089±0.0220.089±0.022

인장지수(N·m/g)Tensile index (N·m/g) 실시예 5Example 5 102.3±8.8102.3±8.8 실시예 6Example 6 87.4±17.387.4±17.3 참고예 1Reference example 1 100.6±12.9100.6±12.9 비교예 1Comparative Example 1 23.7±7.623.7±7.6

도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버를 광학 현미경을 이용하여 촬영한 사진을 나타낸 것이다.Figure 1 shows photographs taken using an optical microscope of cellulose microfibers prepared in Examples 1 to 3 of the present invention.

도 1을 참고하면, 펄프 슬러리에 포함된 유기용매 펄프의 함량 및 알칼리 니딩을 수행하는 시간에 따라, 제조되는 셀룰로오스 마이크로 파이버의 크기 및 형태가 달라지는 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 1, it can be seen that the size and shape of the produced cellulose microfibers vary depending on the content of organic solvent pulp contained in the pulp slurry and the time for performing alkaline kneading.

상기 표 1 내지 표 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시상태에 따른 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법은, 펄프 슬러리를 니딩 처리하는 시간, 펄프 슬러리에 포함된 유기용매 펄프의 함량, 믹서에 채워지는 펄프 슬러리의 양을 조절함에 따라, 제조되는 셀룰로오스 마이크로 파이버의 입자 크기, 장폭비, 여수도, 및 보수도와 마이크로 파이버 필름의 인장지수 및 인열지수 등의 물성을 용이하게 제어할 수 있음을 알 수 있다.Referring to Tables 1 to 5, the method for producing cellulose microfibers according to an exemplary embodiment of the present invention includes the following factors: kneading time for the pulp slurry, content of organic solvent pulp contained in the pulp slurry, and pulp filled in the mixer. It can be seen that by controlling the amount of slurry, physical properties such as particle size, length ratio, freeness, and water retention of the produced cellulose microfibers and the tensile index and tear index of the microfiber film can be easily controlled.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 설명하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 전술한 바와 같이 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있으며, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description illustrates and explains the invention. In addition, the foregoing merely shows and describes preferred embodiments of the present invention, and as described above, the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments, and the scope and scope of the inventive concept disclosed in this specification. Changes or modifications may be made within the scope of equivalent disclosure and/or skill or knowledge in the art. Accordingly, the above detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Additionally, the appended claims should be construed to include other embodiments as well.

Claims (14)

바이오매스 원료를 글리콜 에테르계 용제와 산의 혼합 용제와 반응시켜 펄프를 형성하는 단계;
펄프 슬러리 100 중량부에 대하여, 3 중량부 이상 15 중량부 이하의 상기 펄프를 염기성 용액과 혼합하여 펄프 슬러리를 제조하는 단계; 및
상기 펄프 슬러리를 믹서 총 부피의 8.5% 이상 60% 이하로 믹서에 투입하고 1 내지 3 시간동안 니딩하여 셀룰로오스 마이크로 파이버를 제조하는 단계; 및
염기성 용액을 이용하여, 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버에 함유된 리그닌을 용출시키는 단계;를 포함하는 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법.
forming pulp by reacting biomass raw materials with a mixed solvent of a glycol ether-based solvent and an acid;
Preparing a pulp slurry by mixing 3 to 15 parts by weight of the pulp with a basic solution based on 100 parts by weight of the pulp slurry; and
Injecting the pulp slurry into a mixer in an amount of 8.5% to 60% of the total volume of the mixer and kneading for 1 to 3 hours to produce cellulose microfibers; and
A method of producing cellulose microfibers comprising: eluting lignin contained in the cellulose microfibers using a basic solution.
제1항에 있어서,
상기 바이오매스 원료는 목질계 바이오매스 원료 및 비목질계 바이오매스 원료 중 적어도 하나를 포함하는 것인 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법.
According to paragraph 1,
A method of producing cellulose microfibers, wherein the biomass raw material includes at least one of a lignocellulosic biomass raw material and a non-lignocellulosic biomass raw material.
제1항에 있어서,
상기 바이오매스 원료 1 Kg에 대하여, 상기 혼합 용제를 1L 내지 3L의 혼합비로 반응시키는 것인 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법.
According to paragraph 1,
A method for producing cellulose microfibers, wherein the mixed solvent is reacted at a mixing ratio of 1L to 3L with respect to 1 Kg of the biomass raw material.
제1항에 있어서,
상기 펄프를 형성하는 단계는 100 ℃ 이상 150 ℃ 이하의 온도에서 수행되는 것인 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법.
According to paragraph 1,
A method of producing cellulose microfibers, wherein the step of forming the pulp is performed at a temperature of 100 ℃ or more and 150 ℃ or less.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 펄프 슬러리에 포함되는 상기 염기성 용액의 농도는 0.1 N 이상 1 N 이하인 것인 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법.
According to paragraph 1,
A method for producing cellulose microfibers, wherein the concentration of the basic solution contained in the pulp slurry is 0.1 N or more and 1 N or less.
제1항에 있어서,
상기 펄프 슬러리의 pH는 8 이상 14 이하인 것인 셀룰로오스 마이크로 파이버의 제조 방법.
According to paragraph 1,
A method for producing cellulose microfibers, wherein the pH of the pulp slurry is 8 or more and 14 or less.
삭제delete 삭제delete 제1항에 따른 제조 방법으로 제조된 셀룰로오스 마이크로 파이버.
Cellulose microfibers manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
제10항에 있어서,
상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 크기는 0.1 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하인 것인 셀룰로오스 마이크로 파이버.
According to clause 10,
Cellulose microfibers wherein the size of the cellulose microfibers is 0.1 ㎛ or more and 500 ㎛ or less.
제10항에 있어서,
상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 장폭비는 25 이상 100 이하인 것인 셀룰로오스 마이크로 파이버.
According to clause 10,
Cellulose microfibers wherein the length ratio of the cellulose microfibers is 25 or more and 100 or less.
제10항에 있어서,
상기 셀룰로오스 마이크로 파이버는 여수도(CSF)가 30 mL 이상 600 mL 이하인 것인 셀룰로오스 마이크로 파이버.
According to clause 10,
The cellulose microfiber is a cellulose microfiber having a freeness (CSF) of 30 mL or more and 600 mL or less.
제10항에 있어서,
상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 보수도(WRV)는 150 % 이상 1,000 % 이하인 것인 셀룰로오스 마이크로 파이버.
According to clause 10,
Cellulose microfibers wherein the water retention value (WRV) of the cellulose microfibers is 150% or more and 1,000% or less.
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