JP2003231122A - セルロース系廃棄物を用いた熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂 - Google Patents
セルロース系廃棄物を用いた熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂Info
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- cellulosic
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
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- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 主として製紙工場から排出される大量のセル
ロース系廃棄物を経済的且つ有効に処理でき、同時に低
コストで有用な産業資材としてのセルロース系廃棄物を
用いた熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 セルロース系廃棄物を、水又は塩酸水溶
液中で還流して回収を効率的に行うために添加された凝
集剤を取り除くなど、精製することにより有用な産業資
材であるセルロース材料を取得し、更に、このセルロー
ス材料にベンジル基等を導入する化学修飾を施すことに
より熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂を取得す
る。
ロース系廃棄物を経済的且つ有効に処理でき、同時に低
コストで有用な産業資材としてのセルロース系廃棄物を
用いた熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 セルロース系廃棄物を、水又は塩酸水溶
液中で還流して回収を効率的に行うために添加された凝
集剤を取り除くなど、精製することにより有用な産業資
材であるセルロース材料を取得し、更に、このセルロー
ス材料にベンジル基等を導入する化学修飾を施すことに
より熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂を取得す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として製紙工場
から排出されるセルロース系廃棄物の再利用に係わり、
セルロース系廃棄物を用いた熱可塑性樹脂及び生分解性
熱可塑性樹脂に関する。
から排出されるセルロース系廃棄物の再利用に係わり、
セルロース系廃棄物を用いた熱可塑性樹脂及び生分解性
熱可塑性樹脂に関する。
【０００２】
【従来の技術】紙、再生紙、若しくは板紙などを製造す
る製紙工場では、パルプや古紙を解離する際に発生する
パルパーかすが発生し、更に解離した古紙を適当な紙料
と配合した後にも各種のスクリーンかすやクリーナーか
す、粉末スラッジなどが発生し、これらから成る大量の
セルロース系廃棄物が排出される。その一部はボイラー
の燃料や下級紙の原料として用いられているものの、大
部分は、経済的且つ有効に処理する方法がなく、埋め立
てや焼却によって処理されている。然しながら、量的に
膨大であり、更に昨今の環境保全、公害防止等の問題も
あり、経済的且つ有効な処理方法の確立が望まれてい
る。
る製紙工場では、パルプや古紙を解離する際に発生する
パルパーかすが発生し、更に解離した古紙を適当な紙料
と配合した後にも各種のスクリーンかすやクリーナーか
す、粉末スラッジなどが発生し、これらから成る大量の
セルロース系廃棄物が排出される。その一部はボイラー
の燃料や下級紙の原料として用いられているものの、大
部分は、経済的且つ有効に処理する方法がなく、埋め立
てや焼却によって処理されている。然しながら、量的に
膨大であり、更に昨今の環境保全、公害防止等の問題も
あり、経済的且つ有効な処理方法の確立が望まれてい
る。
【０００３】セルロース系廃棄物の処理方法として、例
えば、特公平06−043680号公報には、セルロース系廃棄
物を解砕、成形して単層繊維板を製造する方法が開示さ
れているが、セルロース系廃棄物の繊維長は短く、通常
の繊維板に比べて充分な機械的強度や剛性の発現が難し
く、その用途も限られている。また、特開平09−067520
号公報には、セルロース系廃棄物を熱可塑性樹脂の充填
剤とした熱可塑性組成物が開示され、曲げ弾性率が向上
することが示されているが、記載されている熱可塑性樹
脂は生分解性樹脂ではない。また、セルロース系廃棄物
の充填に伴うコスト増は避けられず、その用途は限られ
たものにならざるを得ない。即ち、これらの従来技術
は、大量に排出されるセルロース系廃棄物を経済的且つ
有効に処理できる方法ではない。
えば、特公平06−043680号公報には、セルロース系廃棄
物を解砕、成形して単層繊維板を製造する方法が開示さ
れているが、セルロース系廃棄物の繊維長は短く、通常
の繊維板に比べて充分な機械的強度や剛性の発現が難し
く、その用途も限られている。また、特開平09−067520
号公報には、セルロース系廃棄物を熱可塑性樹脂の充填
剤とした熱可塑性組成物が開示され、曲げ弾性率が向上
することが示されているが、記載されている熱可塑性樹
脂は生分解性樹脂ではない。また、セルロース系廃棄物
の充填に伴うコスト増は避けられず、その用途は限られ
たものにならざるを得ない。即ち、これらの従来技術
は、大量に排出されるセルロース系廃棄物を経済的且つ
有効に処理できる方法ではない。
【０００４】一方、熱可塑性樹脂は、1950年頃から生活
の一部として広く用いられ、限りある地球資源である石
油を原料とした、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタ
ラート、ポリ塩化ビニル等の一般的な熱可塑性樹脂（汎
用プラスチック）が主として用いられてきたが、近年、
環境保全、公害防止等の観点から、これら汎用プラスチ
ックの欠点である分解性の低さを克服した、自然界にお
いて微生物の関与により低分子化合物に分解される熱可
塑性樹脂（生分解性プラスチック）が注目されている。
の一部として広く用いられ、限りある地球資源である石
油を原料とした、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタ
ラート、ポリ塩化ビニル等の一般的な熱可塑性樹脂（汎
用プラスチック）が主として用いられてきたが、近年、
環境保全、公害防止等の観点から、これら汎用プラスチ
ックの欠点である分解性の低さを克服した、自然界にお
いて微生物の関与により低分子化合物に分解される熱可
塑性樹脂（生分解性プラスチック）が注目されている。
【０００５】生分解性プラスチックとしては、例えば、
ポリ乳酸（特開2001-213949号公報、特開2000-273207号
公報）、ポリヒドロキシアルカノエート（特開2001-178
485号公報、特表2000-502399号公報）、バクテリアセル
ロース（特開2000-004895号公報、特開平07-039386号公
報）、セルロースアセテート（特開2000-095877号公
報、特開平11-140220号公報）等が知られているが、こ
れらの生分解性プラスチックは、汎用プラスチックに比
べて高価であるため、その用途が非常に狭い範囲に限定
されているのが実状である。
ポリ乳酸（特開2001-213949号公報、特開2000-273207号
公報）、ポリヒドロキシアルカノエート（特開2001-178
485号公報、特表2000-502399号公報）、バクテリアセル
ロース（特開2000-004895号公報、特開平07-039386号公
報）、セルロースアセテート（特開2000-095877号公
報、特開平11-140220号公報）等が知られているが、こ
れらの生分解性プラスチックは、汎用プラスチックに比
べて高価であるため、その用途が非常に狭い範囲に限定
されているのが実状である。
【０００６】なお、従来の木材由来の熱可塑性樹脂とし
ては、木材をアルカリ溶液中に溶解させ、反応試薬と反
応させてセルロースをベンジル化した熱可塑性樹脂が知
られている（特許第2875024号公報）。この熱可塑性樹
脂では、ベンジル化された成分が、木材の主成分である
セルロースとリグニンとの間の相溶化剤として働いてい
るため、この熱可塑性樹脂からベンジルセルロース成分
を取り出しそれを熱可塑性樹脂として利用することは困
難である。また、木材を原料として製造・精製された、
長繊維状のセルロースに高温・高圧の水蒸気処理を短時
間行った後、急激に除圧する爆砕処理により得られる、
重合度200、粒子サイズ60×1000Å程度の微結晶セルロ
ースをベンジル化した熱可塑性樹脂が知られているが、
これは高価である。
ては、木材をアルカリ溶液中に溶解させ、反応試薬と反
応させてセルロースをベンジル化した熱可塑性樹脂が知
られている（特許第2875024号公報）。この熱可塑性樹
脂では、ベンジル化された成分が、木材の主成分である
セルロースとリグニンとの間の相溶化剤として働いてい
るため、この熱可塑性樹脂からベンジルセルロース成分
を取り出しそれを熱可塑性樹脂として利用することは困
難である。また、木材を原料として製造・精製された、
長繊維状のセルロースに高温・高圧の水蒸気処理を短時
間行った後、急激に除圧する爆砕処理により得られる、
重合度200、粒子サイズ60×1000Å程度の微結晶セルロ
ースをベンジル化した熱可塑性樹脂が知られているが、
これは高価である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の状況
に鑑み、主として製紙工場から排出される大量のセルロ
ース系廃棄物を経済的且つ有効に処理でき、同時に低コ
ストで有用な産業資材としてのセルロース系廃棄物を用
いた熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂を提供する
ことを目的とする。
に鑑み、主として製紙工場から排出される大量のセルロ
ース系廃棄物を経済的且つ有効に処理でき、同時に低コ
ストで有用な産業資材としてのセルロース系廃棄物を用
いた熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、セルロース系廃
棄物を精製することにより、有用な産業資材として利用
できるセルロース材料が得られることを見出し、更に、
そのセルロース材料を化学修飾することにより、熱可塑
性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂が得られることを見出
し、本発明を完成するに至ったものである。
め、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、セルロース系廃
棄物を精製することにより、有用な産業資材として利用
できるセルロース材料が得られることを見出し、更に、
そのセルロース材料を化学修飾することにより、熱可塑
性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂が得られることを見出
し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００９】請求項１の発明は、本発明のセルロース系
廃棄物を用いた熱可塑性樹脂であって、主として製紙工
場から排出されるセルロース系廃棄物を精製したセルロ
ース材料を化学修飾することにより得られる熱可塑性樹
脂であり、請求項２の発明は、前記のセルロース系廃棄
物精製の好ましい形態に係わり、精製を、セルロース系
廃棄物の回収を効率的に行うために添加した凝集剤を取
り除く工程を含む精製としたものであり、また、請求項
３の発明は、前記凝集剤を取り除く工程を、セルロース
系廃棄物を水又は塩酸水溶液中で還流する工程としたも
のである。
廃棄物を用いた熱可塑性樹脂であって、主として製紙工
場から排出されるセルロース系廃棄物を精製したセルロ
ース材料を化学修飾することにより得られる熱可塑性樹
脂であり、請求項２の発明は、前記のセルロース系廃棄
物精製の好ましい形態に係わり、精製を、セルロース系
廃棄物の回収を効率的に行うために添加した凝集剤を取
り除く工程を含む精製としたものであり、また、請求項
３の発明は、前記凝集剤を取り除く工程を、セルロース
系廃棄物を水又は塩酸水溶液中で還流する工程としたも
のである。
【００１０】請求項４の発明は、前記のセルロース材料
を化学修飾する好ましい形態に係わり、化学修飾を、ベ
ンジル基を導入する化学修飾としたものであって、下記
一般式（１）で表されるセルロース系廃棄物を用いた熱
可塑性樹脂である。
を化学修飾する好ましい形態に係わり、化学修飾を、ベ
ンジル基を導入する化学修飾としたものであって、下記
一般式（１）で表されるセルロース系廃棄物を用いた熱
可塑性樹脂である。
【００１１】
【化２】
【００１２】式中、Rは水素、又はベンジル基を表し少
なくてもその一つはベンジル基を表す。nは200〜1500の
範囲の数を表す。
なくてもその一つはベンジル基を表す。nは200〜1500の
範囲の数を表す。
【００１３】請求項５の発明は、前記のベンジル基を導
入する化学修飾の好ましい形態に係わるものであって、
ベンジル基の導入を、前記セルロース材料を水酸化ナト
リウム水溶液中、相間移動触媒存在下、塩化ベンジルと
反応させることにより行うセルロース系廃棄物を用いた
熱可塑性樹脂である。
入する化学修飾の好ましい形態に係わるものであって、
ベンジル基の導入を、前記セルロース材料を水酸化ナト
リウム水溶液中、相間移動触媒存在下、塩化ベンジルと
反応させることにより行うセルロース系廃棄物を用いた
熱可塑性樹脂である。
【００１４】請求項６の発明は、本発明の生分解性熱可
塑性樹脂であって、主として製紙工場から排出されるセ
ルロース系廃棄物を精製したセルロース材料を化学修飾
することにより得られるセルロース系廃棄物を用いた生
分解性熱可塑性樹脂である。
塑性樹脂であって、主として製紙工場から排出されるセ
ルロース系廃棄物を精製したセルロース材料を化学修飾
することにより得られるセルロース系廃棄物を用いた生
分解性熱可塑性樹脂である。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明のセルロース系廃棄物を用
いた熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂は、主とし
て製紙工場から排出されるセルロース系廃棄物を精製し
た、セルロース材料を化学修飾することにより得られる
が、先ず、セルロース材料を取得するためのセルロース
系廃棄物の精製について説明する。
いた熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂は、主とし
て製紙工場から排出されるセルロース系廃棄物を精製し
た、セルロース材料を化学修飾することにより得られる
が、先ず、セルロース材料を取得するためのセルロース
系廃棄物の精製について説明する。
【００１６】前述のように、セルロース系廃棄物は、種
々の製紙工程で種々の形態として生じるため、その具体
的な精製方法は、対象とするセルロース系廃棄物の特
性、形態に合わせ選定すべきであり、特に本発明を限定
するものではないが、通常、セルロース系廃棄物の回収
を効率的に行うための凝集剤が添加されているため、こ
の凝集剤を取り除く工程を含み精製を行うことが望まし
い。
々の製紙工程で種々の形態として生じるため、その具体
的な精製方法は、対象とするセルロース系廃棄物の特
性、形態に合わせ選定すべきであり、特に本発明を限定
するものではないが、通常、セルロース系廃棄物の回収
を効率的に行うための凝集剤が添加されているため、こ
の凝集剤を取り除く工程を含み精製を行うことが望まし
い。
【００１７】以下、製紙工程の中の抄紙工程で排出され
たセルロース系廃棄物（ポリアクリルアミド系凝集剤、
水分含有率３重量％）を具体例として、そのセルロース
系廃棄物から添加された凝集剤を取り除く工程につい
て、好ましい実施の形態を説明する。凝集剤を取り除く
精製は、例えば、セルロース系廃棄物を水又は塩酸水溶
液中で還流することにより行うことができる。その際、
水又は塩酸水溶液は、セルロース系廃棄物250gに対して
5L以上の割合で使用するのが好適であり、塩酸水溶液の
濃度は１〜３規定が好適であり、２規定が更に好適であ
る。還流時間は長いほど十分な精製がなされるため、特
に限定するものではないが、水又は２規定の塩酸水溶液
を用いる場合、通常、３時間で十分な精製が可能であ
る。次に、以上のような実施の形態により取得したセル
ロース材料を化学修飾し、本発明の熱可塑性樹脂を取得
するための化学修飾の実施の形態について説明する。即
ち、熱可塑性は、セルロース材料に疎水性の置換基を導
入し分子間の水素結合力を低下させることにより、若し
くは、分子鎖の長い親水性の置換基の導入、例えば、ポ
リ乳酸やポリ（ε-カプロラクトン）のような高分子を
導入（グラフト重合）し、分子間に分子が動き易い空間
を形成することにより実現できる。例えば、熱可塑性
は、好ましくは、疎水性の置換基であるベンジル基を導
入することによって実現でき、上記一般式（１）で表さ
れる熱可塑性樹脂を取得することができる。ベンジル基
の導入は、本発明を限定するものではないが、セルロー
ス材料を水酸化ナトリウム水溶液中、下記一般式（２）
で示される相間移動触媒存在下、塩化ベンジルと反応さ
せることにより可能である。
たセルロース系廃棄物（ポリアクリルアミド系凝集剤、
水分含有率３重量％）を具体例として、そのセルロース
系廃棄物から添加された凝集剤を取り除く工程につい
て、好ましい実施の形態を説明する。凝集剤を取り除く
精製は、例えば、セルロース系廃棄物を水又は塩酸水溶
液中で還流することにより行うことができる。その際、
水又は塩酸水溶液は、セルロース系廃棄物250gに対して
5L以上の割合で使用するのが好適であり、塩酸水溶液の
濃度は１〜３規定が好適であり、２規定が更に好適であ
る。還流時間は長いほど十分な精製がなされるため、特
に限定するものではないが、水又は２規定の塩酸水溶液
を用いる場合、通常、３時間で十分な精製が可能であ
る。次に、以上のような実施の形態により取得したセル
ロース材料を化学修飾し、本発明の熱可塑性樹脂を取得
するための化学修飾の実施の形態について説明する。即
ち、熱可塑性は、セルロース材料に疎水性の置換基を導
入し分子間の水素結合力を低下させることにより、若し
くは、分子鎖の長い親水性の置換基の導入、例えば、ポ
リ乳酸やポリ（ε-カプロラクトン）のような高分子を
導入（グラフト重合）し、分子間に分子が動き易い空間
を形成することにより実現できる。例えば、熱可塑性
は、好ましくは、疎水性の置換基であるベンジル基を導
入することによって実現でき、上記一般式（１）で表さ
れる熱可塑性樹脂を取得することができる。ベンジル基
の導入は、本発明を限定するものではないが、セルロー
ス材料を水酸化ナトリウム水溶液中、下記一般式（２）
で示される相間移動触媒存在下、塩化ベンジルと反応さ
せることにより可能である。
【００１８】
【化３】
【００１９】式中、Rはアルキル基、好ましくはメチル
基又はエチル基を表し、Xはハロゲン原子を表す。上記
一般式（２）で示される相間移動触媒の使用量は、セル
ロース材料5.0gに対して0.1〜0.3mmolの範囲で使用する
のが好適であり、水酸化ナトリウム水溶液は、50重量％
の水溶液を用い、その使用量は、セルロース材料5.0gに
対して10〜30mLの範囲が好適であり、15〜20mLの範囲で
使用するのが更に好適である。反応温度は、80〜150℃
の範囲が好適であり、100℃が更に好適である。反応時
間は、相間移動触媒の種類等によって反応速度が異なる
ため、特に限定するものではないが、通常、5〜24時間
でベンジル基の導入は限界に達する。反応終了後、ジエ
チルエーテル、水で洗浄し、乾燥させることにより、ベ
ンジル化セルロースを繊維又は粉末として取得できる。
次に、本発明の生分解性熱可塑性樹脂の実施の形態につ
いて説明する。本発明の生分解性熱可塑性樹脂は、主と
して製紙工場から排出されるセルロース系廃棄物を精製
したセルロース材料を化学修飾することにより得られる
熱可塑性樹脂であるが、従来のベンジル化セルロースな
ど各種セルロース誘導体は生分解性を有することが知ら
れており、本発明の熱可塑性樹脂、例えば、上記一般式
（１）で表されるベンジル化セルロースは生分解性を有
することが期待される。以上、詳細に説明した実施の形
態により、従来、多大な労力と費用を要し埋め立てや焼
却によって処理していた大量のセルロース系廃棄物を、
水又は塩酸水溶液中で還流して回収を効率的に行うため
に添加された凝集剤を取り除くなど、精製することによ
り有用な産業資材であるセルロース材料を取得し、更
に、このセルロース材料にベンジル基等を導入する化学
修飾を施すことにより、熱可塑性樹脂及び付加価値のよ
り高い生分解性熱可塑性樹脂を取得するものであって、
本発明は、主として製紙工場から排出される大量のセル
ロース系廃棄物を経済的且つ有効に処理でき、同時に低
コストで有用な産業資材としてのセルロース系廃棄物を
用いた熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂を提供す
ることができる。更にまた、本発明は、埋め立てや焼却
によって処理していた産業廃棄物を大幅に削減できるも
のであり、環境保全や公害防止等に大きく貢献するもの
である。
基又はエチル基を表し、Xはハロゲン原子を表す。上記
一般式（２）で示される相間移動触媒の使用量は、セル
ロース材料5.0gに対して0.1〜0.3mmolの範囲で使用する
のが好適であり、水酸化ナトリウム水溶液は、50重量％
の水溶液を用い、その使用量は、セルロース材料5.0gに
対して10〜30mLの範囲が好適であり、15〜20mLの範囲で
使用するのが更に好適である。反応温度は、80〜150℃
の範囲が好適であり、100℃が更に好適である。反応時
間は、相間移動触媒の種類等によって反応速度が異なる
ため、特に限定するものではないが、通常、5〜24時間
でベンジル基の導入は限界に達する。反応終了後、ジエ
チルエーテル、水で洗浄し、乾燥させることにより、ベ
ンジル化セルロースを繊維又は粉末として取得できる。
次に、本発明の生分解性熱可塑性樹脂の実施の形態につ
いて説明する。本発明の生分解性熱可塑性樹脂は、主と
して製紙工場から排出されるセルロース系廃棄物を精製
したセルロース材料を化学修飾することにより得られる
熱可塑性樹脂であるが、従来のベンジル化セルロースな
ど各種セルロース誘導体は生分解性を有することが知ら
れており、本発明の熱可塑性樹脂、例えば、上記一般式
（１）で表されるベンジル化セルロースは生分解性を有
することが期待される。以上、詳細に説明した実施の形
態により、従来、多大な労力と費用を要し埋め立てや焼
却によって処理していた大量のセルロース系廃棄物を、
水又は塩酸水溶液中で還流して回収を効率的に行うため
に添加された凝集剤を取り除くなど、精製することによ
り有用な産業資材であるセルロース材料を取得し、更
に、このセルロース材料にベンジル基等を導入する化学
修飾を施すことにより、熱可塑性樹脂及び付加価値のよ
り高い生分解性熱可塑性樹脂を取得するものであって、
本発明は、主として製紙工場から排出される大量のセル
ロース系廃棄物を経済的且つ有効に処理でき、同時に低
コストで有用な産業資材としてのセルロース系廃棄物を
用いた熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂を提供す
ることができる。更にまた、本発明は、埋め立てや焼却
によって処理していた産業廃棄物を大幅に削減できるも
のであり、環境保全や公害防止等に大きく貢献するもの
である。
【００２０】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明がこれらの実施例に限定されるものではな
いことは言うまでもない。 実施例１：セルロース系廃棄物の精製（その例１） ５Lの三つ口フラスコに、製紙工程の中の抄紙工程で排
出されたセルロース系廃棄物（凝集剤：ポリアクリルア
ミド系、水分含有率３重量％）250g、水５Lを仕込み、
撹拌しながら３時間還流を行った。反応終了後、濾過を
行い、濾物を更に水で洗浄した後、得られた固体を乾燥
させて繊維状のセルロース材料を得た（Pulp1）。 実施例２：セルロース系廃棄物の精製（その例２） ５Lの三つ口フラスコに、上記のセルロース系廃棄物250
g、２規定の塩酸水溶液５Lを仕込み、撹拌しながら３時
間還流を行った。反応終了後、濾過を行い、濾物をさら
に水で洗浄した後、得られた固体を乾燥させて粉末状の
セルロース材料を得た（Pulp2）。以下、熱可塑性樹脂
の調製の実施例について説明するが、以下の実施例にお
いて、赤外分光スペクトルは、島津製FT IR-8100Aによ
り測定したものであり、樹脂のガラス転移点（Tg）及び
融点（Tm）は、マックサイエンス製DSC 3100S及びMTC 1
000Sにより測定したものである。また、樹脂へのベンジ
ル基の導入率（置換度、DS）は、セルロース材料とトリ
フェニルメチルクロライドを適当なモル比で混合し、赤
外分光スペクトル測定を行い、3030cm-1のフェニル基に
起因する吸収と2900cm-1のセルロース中のメチンに起因
する吸収の吸光強度比より検量線を作成し、次いで、セ
ルロース材料から調製した熱可塑性樹脂の赤外分光スペ
クトル測定を行うことにより算出した。 実施例３：ベンジル化セルロース系廃棄物の調製（その
例１） 200mLの四つ口フラスコに、実施例２で精製・取得したP
ulp2 5.0g、テトラメチルアンモニウムヨーダイド 0.20
g、50wt% 水酸化ナトリウム水溶液 20mLを仕込み、40℃
で２時間撹拌した後、塩化ベンジル 23.6mLを加えて、1
00℃で5時間撹拌しながら反応させた。 反応終了後、
室温まで放冷した後、氷浴中でフラスコ内にジエチルエ
ーテルを加えて撹拌し、次いで上澄み液をデカンテーシ
ョンにより除去した。その後、沈殿物を水に投入して撹
拌した後、濾過を行い、濾物をさらに水で洗浄した後、
得られた固体を室温、減圧下で乾燥させて目的物のベン
ジル化セルロース系廃棄物（P2Bz）を得た。取得したベ
ンジル化セルロース系廃棄物（P2Bz）は、置換度（DS）
が1.78、ガラス転移点（Tg）は162.7〜166.9℃、融点
（Tm）が199.2℃であり、熱可塑性を有する樹脂であ
る。 実施例４：ベンジル化セルロース系廃棄物の調製（その
例２） 実施例３と同じ装置を用い、実施例１で精製・取得した
繊維状のセルロース材料（Pulp1） 5.0g、テトラメチル
アンモニウムヨーダイド 0.10g、50wt% 水酸化ナトリウ
ム水溶液 15mLを仕込み、40℃で2時間撹拌した後、塩化
ベンジル 23.6mLを加えて、100℃で5時間撹拌しながら
反応させた。実施例３と同じ後処理操作の後、目的物の
ベンジル化セルロース系廃棄物（P1Bz）を得た。取得し
たベンジル化セルロース系廃棄物（P1Bz）は、置換度
（DS）が1.45、ガラス転移点（Tg）は177.5〜189.2℃、
融点（Tm）が230.3℃であり、熱可塑性を有する樹脂で
ある。 実施例５：ベンジル化セルロース系廃棄物の生分解性試
験 セルラーゼAPを酵素として用い、37℃で、実施例３で調
製・取得したベンジル化セルロース系廃棄物（P2Bz）の
生分解性試験を行った。試料は、置換度0.83と1.78と2.
53をサンプルとして、ペレット状と粉末状で試験を行っ
た。一週間後のそれぞれの重量損失は、置換度0.83のペ
レットで9.4％、粉末で18.4％、置換度1.78のペレット
で1.8％、粉末で7.0％、置換度2.53のペレットで0.6
％、粉末で8.6％であった。４週間後では、置換度0.83
のペレットで16.2％、置換度1.78のペレットで5.1％、
置換度2.53のペレットで2.1％であった。即ち、本実施
例は、置換度の増大と共に、生分解性は低下するが、置
換度2.53でも引き続き生分解性を有することを意味し、
本実施例のセルロース系廃棄物を用いた熱可塑性樹脂が
生分解性を有することを示したものである。以上、本発
明の実施例を説明したが、特許請求の範囲で規定された
本発明の精神と範囲から逸脱することなく、その形態や
細部に種々の変更がなされても良いことは明らかであ
る。例えば、実施例では、製紙工程の中の抄紙工程で排
出されたセルロース系廃棄物から凝集剤を除去する工程
を含む精製によりセルロース材料を取得し、そのセルロ
ース材料をベンジル化（化学修飾）して熱可塑性樹脂
（ベンジル化セルロース）を取得する例を説明したが、
セルロース系廃棄物は、種々の製紙工程で種々の形態と
して生じるため、その具体的な精製方法は、対象とする
セルロース系廃棄物の特性、形態に合わせ選定すべきも
のであり、本発明を限定するものではない。また、実施
例の詳細な精製、或いは化学修飾の条件は、一例であっ
て、本発明を何ら限定するものではない。
るが、本発明がこれらの実施例に限定されるものではな
いことは言うまでもない。 実施例１：セルロース系廃棄物の精製（その例１） ５Lの三つ口フラスコに、製紙工程の中の抄紙工程で排
出されたセルロース系廃棄物（凝集剤：ポリアクリルア
ミド系、水分含有率３重量％）250g、水５Lを仕込み、
撹拌しながら３時間還流を行った。反応終了後、濾過を
行い、濾物を更に水で洗浄した後、得られた固体を乾燥
させて繊維状のセルロース材料を得た（Pulp1）。 実施例２：セルロース系廃棄物の精製（その例２） ５Lの三つ口フラスコに、上記のセルロース系廃棄物250
g、２規定の塩酸水溶液５Lを仕込み、撹拌しながら３時
間還流を行った。反応終了後、濾過を行い、濾物をさら
に水で洗浄した後、得られた固体を乾燥させて粉末状の
セルロース材料を得た（Pulp2）。以下、熱可塑性樹脂
の調製の実施例について説明するが、以下の実施例にお
いて、赤外分光スペクトルは、島津製FT IR-8100Aによ
り測定したものであり、樹脂のガラス転移点（Tg）及び
融点（Tm）は、マックサイエンス製DSC 3100S及びMTC 1
000Sにより測定したものである。また、樹脂へのベンジ
ル基の導入率（置換度、DS）は、セルロース材料とトリ
フェニルメチルクロライドを適当なモル比で混合し、赤
外分光スペクトル測定を行い、3030cm-1のフェニル基に
起因する吸収と2900cm-1のセルロース中のメチンに起因
する吸収の吸光強度比より検量線を作成し、次いで、セ
ルロース材料から調製した熱可塑性樹脂の赤外分光スペ
クトル測定を行うことにより算出した。 実施例３：ベンジル化セルロース系廃棄物の調製（その
例１） 200mLの四つ口フラスコに、実施例２で精製・取得したP
ulp2 5.0g、テトラメチルアンモニウムヨーダイド 0.20
g、50wt% 水酸化ナトリウム水溶液 20mLを仕込み、40℃
で２時間撹拌した後、塩化ベンジル 23.6mLを加えて、1
00℃で5時間撹拌しながら反応させた。 反応終了後、
室温まで放冷した後、氷浴中でフラスコ内にジエチルエ
ーテルを加えて撹拌し、次いで上澄み液をデカンテーシ
ョンにより除去した。その後、沈殿物を水に投入して撹
拌した後、濾過を行い、濾物をさらに水で洗浄した後、
得られた固体を室温、減圧下で乾燥させて目的物のベン
ジル化セルロース系廃棄物（P2Bz）を得た。取得したベ
ンジル化セルロース系廃棄物（P2Bz）は、置換度（DS）
が1.78、ガラス転移点（Tg）は162.7〜166.9℃、融点
（Tm）が199.2℃であり、熱可塑性を有する樹脂であ
る。 実施例４：ベンジル化セルロース系廃棄物の調製（その
例２） 実施例３と同じ装置を用い、実施例１で精製・取得した
繊維状のセルロース材料（Pulp1） 5.0g、テトラメチル
アンモニウムヨーダイド 0.10g、50wt% 水酸化ナトリウ
ム水溶液 15mLを仕込み、40℃で2時間撹拌した後、塩化
ベンジル 23.6mLを加えて、100℃で5時間撹拌しながら
反応させた。実施例３と同じ後処理操作の後、目的物の
ベンジル化セルロース系廃棄物（P1Bz）を得た。取得し
たベンジル化セルロース系廃棄物（P1Bz）は、置換度
（DS）が1.45、ガラス転移点（Tg）は177.5〜189.2℃、
融点（Tm）が230.3℃であり、熱可塑性を有する樹脂で
ある。 実施例５：ベンジル化セルロース系廃棄物の生分解性試
験 セルラーゼAPを酵素として用い、37℃で、実施例３で調
製・取得したベンジル化セルロース系廃棄物（P2Bz）の
生分解性試験を行った。試料は、置換度0.83と1.78と2.
53をサンプルとして、ペレット状と粉末状で試験を行っ
た。一週間後のそれぞれの重量損失は、置換度0.83のペ
レットで9.4％、粉末で18.4％、置換度1.78のペレット
で1.8％、粉末で7.0％、置換度2.53のペレットで0.6
％、粉末で8.6％であった。４週間後では、置換度0.83
のペレットで16.2％、置換度1.78のペレットで5.1％、
置換度2.53のペレットで2.1％であった。即ち、本実施
例は、置換度の増大と共に、生分解性は低下するが、置
換度2.53でも引き続き生分解性を有することを意味し、
本実施例のセルロース系廃棄物を用いた熱可塑性樹脂が
生分解性を有することを示したものである。以上、本発
明の実施例を説明したが、特許請求の範囲で規定された
本発明の精神と範囲から逸脱することなく、その形態や
細部に種々の変更がなされても良いことは明らかであ
る。例えば、実施例では、製紙工程の中の抄紙工程で排
出されたセルロース系廃棄物から凝集剤を除去する工程
を含む精製によりセルロース材料を取得し、そのセルロ
ース材料をベンジル化（化学修飾）して熱可塑性樹脂
（ベンジル化セルロース）を取得する例を説明したが、
セルロース系廃棄物は、種々の製紙工程で種々の形態と
して生じるため、その具体的な精製方法は、対象とする
セルロース系廃棄物の特性、形態に合わせ選定すべきも
のであり、本発明を限定するものではない。また、実施
例の詳細な精製、或いは化学修飾の条件は、一例であっ
て、本発明を何ら限定するものではない。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、従来、多大な労力と費用を要
し埋め立てや焼却によって処理していた大量のセルロー
ス系廃棄物を、水又は塩酸水溶液中で還流して回収を効
率的に行うために添加された凝集剤を取り除くなど、精
製することにより有用な産業資材であるセルロース材料
を取得し、更に、このセルロース材料にベンジル基等を
導入する化学修飾を施すことにより熱可塑性樹脂及び生
分解性熱可塑性樹脂を取得するものであって、本発明
は、主として製紙工場から排出される大量のセルロース
系廃棄物を経済的且つ有効に処理でき、同時に低コスト
で有用な産業資材としてのセルロース系廃棄物を用いた
熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂を提供すること
ができる効果がある。また埋め立てや焼却によって処理
していた産業廃棄物を大幅に削減できるものであり、環
境保全や公害防止等に大きく貢献できる効果がある。
し埋め立てや焼却によって処理していた大量のセルロー
ス系廃棄物を、水又は塩酸水溶液中で還流して回収を効
率的に行うために添加された凝集剤を取り除くなど、精
製することにより有用な産業資材であるセルロース材料
を取得し、更に、このセルロース材料にベンジル基等を
導入する化学修飾を施すことにより熱可塑性樹脂及び生
分解性熱可塑性樹脂を取得するものであって、本発明
は、主として製紙工場から排出される大量のセルロース
系廃棄物を経済的且つ有効に処理でき、同時に低コスト
で有用な産業資材としてのセルロース系廃棄物を用いた
熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂を提供すること
ができる効果がある。また埋め立てや焼却によって処理
していた産業廃棄物を大幅に削減できるものであり、環
境保全や公害防止等に大きく貢献できる効果がある。
Claims (6)
- 【請求項１】 主として製紙工場から排出されるセルロ
ース系廃棄物を精製したセルロース材料を化学修飾する
ことにより得られるセルロース系廃棄物を用いた熱可塑
性樹脂。 - 【請求項２】 前記精製は、セルロース系廃棄物の回収
を効率的に行うために添加した凝集剤を取り除く工程を
含む精製であることを特徴とする請求項１記載のセルロ
ース系廃棄物を用いた熱可塑性樹脂。 - 【請求項３】 前記凝集剤を取り除く工程は、セルロー
ス系廃棄物を水又は塩酸水溶液中で還流する工程である
ことを特徴とする請求項２記載のセルロース系廃棄物を
用いた熱可塑性樹脂。 - 【請求項４】 前記化学修飾は、ベンジル基を導入する
化学修飾であって、下記一般式（１）で表される請求項
１乃至請求項３のいずれかに記載のセルロース系廃棄物
を用いた熱可塑性樹脂。 【化１】 (式中、Rは水素又はベンジル基を表し少なくてもその一
つはベンジル基を表す。nは200〜1500の範囲の数を表
す。) - 【請求項５】 前記ベンジル基の導入を、前記セルロー
ス材料を水酸化ナトリウム水溶液中、相間移動触媒存在
下、塩化ベンジルと反応させることにより行うことを特
徴とする請求項４記載のセルロース系廃棄物を用いた熱
可塑性樹脂。 - 【請求項６】 主として製紙工場から排出されるセルロ
ース系廃棄物を精製したセルロース材料を化学修飾する
ことにより得られるセルロース系廃棄物を用いた生分解
性熱可塑性樹脂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002027929A JP2003231122A (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | セルロース系廃棄物を用いた熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002027929A JP2003231122A (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | セルロース系廃棄物を用いた熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003231122A true JP2003231122A (ja) | 2003-08-19 |
Family
ID=27773407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002027929A Pending JP2003231122A (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | セルロース系廃棄物を用いた熱可塑性樹脂及び生分解性熱可塑性樹脂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003231122A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010077411A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-04-08 | Sanyo Chem Ind Ltd | アルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースの製造方法 |
-
2002
- 2002-02-05 JP JP2002027929A patent/JP2003231122A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010077411A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-04-08 | Sanyo Chem Ind Ltd | アルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースの製造方法 |
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