纖維素的制造方法
【專利說明】纖維素的制造方法 技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及纖維素的制造方法。 【背景技術】
[0002] 纖維素用于食品、醫(yī)藥品、工業(yè)用途等各種用途中。
[0003] 通過在食品中添加纖維素，可得到增粘和分散效果，所以口感提高。另外，其吸水 性和吸油性對改善油炸食品等的口感也有效。
[0004] 在醫(yī)藥品中，在片劑、散劑(粉劑）、顆粒劑等固體制劑中，作為以成型、增量、稀釋 為目的的賦型劑進行添加。
[0005] 另外，纖維素也用作添加于漿料中來提高過濾性的過濾助劑。
[0006] 另外，為了改善包覆電弧焊棒的焊接作業(yè)性、或賦予優(yōu)異的機械特性，有時也添加 纖維素。纖維素有時也代替石棉用作汽車的摩擦件的基材等。
[0007] 作為在如上所述用途中使用的纖維素的特征，要求流動性和崩解性優(yōu)異的白色狀 粉末。已知纖維素的流動性和崩解性受到聚合度的影響。
[0008] 專利文獻1中，公開了利用無機酸、氯化亞鐵等使精制木材紙漿等水解，制造平衡 聚合度的纖維素制品的方法，但是對所得到的纖維素的白度沒有任何記載。
[0009] 非專利文獻1中，公開了用無機酸使高純度的天然纖維素水解，并進行精制和干 燥，得到微晶纖維素的方法。
[0010]專利文獻2中，公開了將非漂白牛皮紙漿或漂白牛皮紙漿作為原料使用的微晶性 纖維素的制造方法。該方法不僅利用鹽酸、硫酸等無機酸進行水解，也利用了過氧酸進行水 解。
[0011] 專利文獻3中，公開了用酸性水溶液對將木材小片進行木粉化之后的材料進行處 理的方法，記載了也可以并用過氧化氫。本方法是用于得到微細纖維狀纖維素的方法，而不 是得到結(jié)晶纖維素的方法，并且，無法得到高白度的纖維素。
[0012] 專利文獻4中，也記載了在用硫酸等無機酸進行紙漿纖維素的酸水解時，也可以進 行臭氧處理或者添加過氧化氫等過氧化物。
[0013] 現(xiàn)有技術文獻
[0014] 專利文獻
[0015]專利文獻1:美國專利第2978446號說明書
[0016] 專利文獻2:日本特表2003 - 504427號公報
[0017] 專利文獻3:日本特開2012 - 036508號公報
[0018] 專利文獻4:日本特開2005 - 029627號公報 [0019]非專利文獻
[0020] 非專利文獻1:紙。技術夕彳么只，昭和60年8月，5頁
【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 發(fā)明所要解決的課題
[0022] 本發(fā)明的發(fā)明人在參考專利文獻1、非專利文獻1的基礎上，通過對非漂白牛皮紙 漿或漂白紙漿用硫酸進行水解，嘗試制造聚合度降低的纖維素，結(jié)果知道了所得到的纖維 素容易著色。
[0023] 另外，在參考專利文獻2的基礎上，通過對非漂白牛皮紙漿或漂白紙漿用活性氧進 行水解，嘗試制造聚合度低、白度高的纖維素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了如下的問題。專利文獻2的方法 中，活性氧例如通過從過氧酸誘導得到，過氧酸例如通過使充分量的酸與充分量的過氧化 物反應得到。其中，當使用過氧化物的稀釋液時，要求其濃度為50%以上。從安全性、運輸性 和保存性的觀點考慮，過氧化物從高濃度轉(zhuǎn)換成低濃度流通。因此，無法利用各種濃度的過 氧化物而不方便。另外，高濃度的過氧酸對不銹鋼材質(zhì)具有腐蝕性，在制備過氧酸時還存在 無法利用通常所使用的器具的問題。
[0024] 這里，對專利文獻2中的活性氧例如為來自過一硫酸的情況進行了研究。過一硫酸 可以說存在于硫酸和過氧化氫的平衡混合物中。如果專利文獻2中紙漿的水解所使用的反 應液為平衡組成，則作為原料的硫酸和過氧化氫水的濃度應該不影響纖維素制造，而僅是 用水稀釋后的硫酸和過氧化氫的濃度對纖維素制造產(chǎn)生影響。由此，本發(fā)明的發(fā)明人的研 究結(jié)果可知，當使高濃度的（例如，50 %以上的濃度的）過氧化氫水與濃硫酸反應生成過一 硫酸時，即使之后用水稀釋，所得到的混合溶液的組成也與硫酸一過氧化氫一水的平衡組 成不同。另外，可知過一硫酸的收率隨著原料的過氧化氫水的濃度提高而提高。即，可知專 利文獻2中所記載的技術是將非平衡狀態(tài)的混合溶液中所存在的高濃度的過一硫酸在紙漿 分解中使用。
[0025] 紙漿容易吸收水而膨潤，因此，為了浸漬紙漿所需要的藥液的量上升至紙漿重量 的數(shù)倍至數(shù)十倍。這里，假定應用專利文獻2,將過氧化物和酸以多于紙漿分解所需要的最 小限度的量使用。此時，生成的過氧酸變成以遠遠偏離混合溶液的平衡狀態(tài)濃度的濃度存 在，因此，存在過氧酸的濃度容易隨時間變動的問題。
[0026] 另外，當使用在使高濃度的過氧化物與高濃度的酸反應之后用水稀釋得到的混合 溶液時，發(fā)生難以將與紙漿的反應后的廢液再利用的問題。專利文獻2的方法中，需要通過 高濃度的過氧化物與高濃度的酸的反應而得到的充分量的過氧酸。過氧酸生成反應使得原 料的過氧化物和酸被消耗，另外，其后的用水稀釋的工序使得混合溶液中的過氧化物和酸 的濃度大幅降低。因此，過氧酸生成反應所需要的這些物質(zhì)的濃度降低了的反應后的廢液 難以直接在同樣的反應中再利用。為了再利用，需要對反應后的廢液用蒸餾設備等進行分 離來回收各種成分，不經(jīng)濟。
[0027] 為了解決如上所述的問題，本發(fā)明的課題在于提供一種使用化學紙漿、和含有硫 酸、過氧化氫和水的混合溶液制造平均聚合度為350以下且亨特白度為90 %以上的纖維素 的方法。
[0028]用于解決課題的方法
[0029] 本發(fā)明的發(fā)明人對纖維素的制造法進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了能夠制造平均聚合度 為350以下、亨特白度為90%以上的纖維素的方法，從而完成了本發(fā)明。即，本申請包含以下 的發(fā)明。
[0030] [1] 一種纖維素的制造方法，其中，
[0031] 使用化學紙漿、和
[0032] 含有硫酸1.0~30.0重量％、過氧化氫0.5~40重量％和水50.0~94.0重量％的混 合溶液，
[0033]所得到的纖維素的聚合度為350以下，亨特白度為90%以上。
[0034] [ 1 - 2 ] -種纖維素的制造方法，其中，包括：
[0035] 混合硫酸、過氧化氫和水來制備混合溶液的步驟;和
[0036] 將化學紙漿浸漬于上述混合溶液中的步驟，
[0037] 上述混合溶液含有硫酸1.0~30.0重量％、過氧化氫0.5~40重量％和水50.0~ 94.0重量％，
[0038]所得到的纖維素的聚合度為350以下，亨特白度為90%以上。
[0039] [2]如[1]或[1 一 2]所述的纖維素的制造方法，其中，
[0040] 上述混合溶液是以在硫酸(X)-過氧化氫(y)-水(z)系的三角圖中的（x、y、z)存 在于以AB⑶EFG為頂點的七邊形AB⑶EFG的線上和內(nèi)部的范圍的值所示的混合溶液，
[0041] 點Α(3·0、3·0、94·0)
[0042] 點Β(7·0、0·5、92·5)
[0043] 點C(24.0、0.5、75.5)
[0044] 點D(30.0、3.0、67.0)
[0045] 點Ε(30·0、10·0、60·0)
[0046] 點F(10.0、40.0、50.0)
[0047] 點G(1.0、24.0、75.0)
[0048] (其中，x、y、z表示重量比，x+y+z = 100)。
[0049] [3]如[2]所述的纖維素的制造方法，其中，
[0050] 上述混合溶液為以頂點H( 3.0、9.0、88.0)代替上述頂點A、以頂點I (6.0、2.0、 92.0) 代替上述頂點B時，存在于七邊形HI⑶EFG的線上和內(nèi)部的范圍的值所示的混合溶液。
[0051] [4]如[2]所述的纖維素的制造方法，其中，
[0052] 上述混合溶液為以頂點1(6.0、9.0、85.0)代替上述頂點六、以頂點1((12.0、3.0、 85.0) 代替上述頂點B時，存在于七邊形JK⑶EFG的線上和內(nèi)部的范圍的值所示的混合溶液。 [0053] [5]如[1]~[4]中任一項所述的纖維素的制造方法，其中，包括：
[0054]混合硫酸、過氧化氫和水來制備混合溶液的步驟;和
[0055] 將化學紙漿浸漬于所述混合溶液中的步驟。
[0056] [6]如[1]~[5]中任一項所述的纖維素的制造方法，其中，上述化學紙漿與上述混 合溶液的反應溫度為60°C~110°C。
[0057] [7]如[5]或[6]所述的纖維素的制造方法，其中，上述混合溶液的制備通過對水添 加硫酸和過氧化氫來進行。
[0058] [8]如[5]~[7]中任一項所述的纖維素的制造方法，其中，上述混合溶液的制備通 過混合硫酸、濃度低于50重量％的過氧化氫水和水來進行。
[0059] [8 - 1]如[5]~[8]中任一項所述的纖維素的制造方法，其中，上述混合溶液的制 備通過對水添加硫酸和濃度低于50重量％的過氧化氫水來進行。
[0060] [9]如[1]~[8 - 1]中任一項所述的纖維素的制造方法，其中，上述混合溶液中的 過一硫酸的濃度相對于上述混合溶液為ο. 01~25重量％。
[0061] [10]如[9]所述的纖維素的制造方法，其中，上述混合溶液中的過一硫酸的濃度在 含有硫酸、過氧化氫和水的平衡溶液中的過一硫酸的濃度以下。
[0062] [11]如[10]所述的纖維素的制造方法，其中，上述混合溶液中的過一硫酸的濃度 為0.01~17.1重量％。
[0063] [12]-種纖維素，其由[1]~[11]中任一項所述的纖維素的制造方法制得，聚合度 為350以下且亨特白度為90%以上。
[0064] [13] -種纖維素的制造方法，使用硫酸、過氧化氫和水，以化學紙漿為原料制造纖 維素，該方法中，
[0065] 使用以在硫酸（X) -過氧化氫（y) -水（z)系的三角圖中的（x、y、z)存在于以 AB⑶EFG為頂點的七邊形AB⑶EFG的線上和內(nèi)部的范圍的值所示的混合溶液，
[0066] 點Α(3·0、3·0、94·0)
[0067] 點Β(7·0、0·5、92·5)
[0068] 點C(24.0、0.5、75.5)
[0069] 點D(30.0、3.0、67.0)
[0070] 點Ε(30·0、10·0、60·0)
[0071] 點F(10.0、40.0、50.0)
[0072] 點G(1.0、24.0、75.0)
[0073] (其中，x、y、z表示重量比，x+y+z = 100)。
[0074] [ 14 ]如[13 ]所述的纖維素的制造方法，其中，
[0075] 上述(x、y、z)在以頂點!1(3.0、9