JPH0653761B2 - パルプの精製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、リグノセルロース材料より得たパルプより不
純物である残留ヘミセルロースなどを爆砕処理により効
果的に除去し純度の高いセルロース繊維を得るパルプの
精製法に関するものである。

（従来の技術及び問題点） セルロース原料として木材パルプやリンターといったリ
グノセルロースが用いられる。木材パルプは、リンター
パルプに比して、一般に残留へミセルロースが多いため
セルロース純度が低く、セルロース原料として利用する
場合には、問題が多い。

我々は、最近の研究で二酢酸セルロースのアセトン溶液
をガラスビーズ製ＧＰＣカラムを用いて分析をおこな
い、図−１に示すような４つのピークが現われることを
確認した。便宜上これらのピークを、溶出時間の短いも
のから順に、プレハンプＩ、プレハンプII、メインハン
プ、ポストハンプと名づけると、メインハンプはアセト
ン可溶の二酢酸セルロースであり、プレハンプＩは、超
遠心分離機を用いた詳細な実験によりゲルで構成されて
いるということが判明した。

またパルプ中に存在するヘミセルロースの大部分がこの
ゲル中に集中していることもわかった。プレハンプIIに
関しては、ガラス系及びビニール系充填剤を用いたカラ
ムでのプレハンプIIの出現状況から、アニオン性の分子
で構成されていると推定した。ポストハンプに関して
は、酢酸セルロースの解重合物と考えられている。ここ
で、二酢酸セルロースとは平均酢化度が５３〜５７％の
酢酸セルロースを意味する。

これまで、酢酸セルロース製造用に用いてきたセルロー
ス原料は、α−セルロース含量が９５％以上と高く比較
的低α−セルロース含量の原料を使いこなすことは困難
であった。これはα−セルロース含量が低くなるほど、
二酢酸セルロースのアセトン溶液中にできるゲル量、す
なわちプレハンプＩが増加するためでゲルによるフィル
ターやノヅルの目づまり、紡糸の際の糸切れを引きおこ
すと考えられてきた。また色相に関しても酢化触媒とし
て用いられる硫酸がエステルとして存在するため色相に
悪影響を及ぼし、ＧＰＣ曲線上では、プレハンプIIに溶
出すると推定されている。

図−１に示されるような４つのピークのうちプレハンプ
ＩとIIは木材パルプのようにα−セルロース含量の低い
ものに、顕著に現われる一方、綿などを原料とした酢酸
セルロースにおいては、非常に少ないことも知られてい
る。従って実用上、さまざまな問題をおこしうる異種成
分（プレハンプＩ及びII）の少ない酢酸セルロースを木
材パルプのような低α−セルロース含量の材料よりつく
り得るならば酢酸セルロース製造上大きなメリットとな
る。さらにこれらの実用物性上の諸問題解決は、酢酸セ
ルロースのみならず他のセルロース誘導体の製造におい
ても大きなメリットとなる。

従ってセルロース原料よりヘミセルロース等の不純物を
除去できればセルロース誘導体の実用物性に関する諸問
題の解決につながる。ところが、これまで、セルロース
純度を上げる精製法としては漂白精製が採用されている
が、セルロースの解重合や変質があり、高度に漂白して
も木材パルプを用いた場合は３％程度のヘミセルロース
が残存する。

一方、爆砕処理法は、木材の酵素糖化に対する前処理法
として、開発されたが木材にこの処理を適用したので
は、リグニンやヘミセルロース等の不純物を取りのぞけ
るものの、セルロース誘導体製造用などの高純度セルロ
ースパルプは得られずこれまでセルロース原料の精製法
としては用いられていなかった。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らはリグノセルロース材料より得たパルプ（セ
ルロース含量８０％以上）を爆砕処理することにより、
これまでの蒸解及び漂白過程で取りのぞきえなかった残
留ヘミセルロースなどの不純物を効果的に除去しセルロ
ース純度の高いセルロース繊維が得られることを見い出
し、本発明を完成した。

即ち本発明は、リグノセルロース材料より得たセルロー
ス含量８０％以上のパルプを爆砕処理することを特徴と
するパルプの精製法である。

（出発物） 本発明に使用するパルプとしては晒パルプ、未晒パルプ
ともに使用可能であるが、晒パルプでセルロース含量８
０％以上が好ましい。パルプ種は、木材、綿を含むすべ
てのリグノセルロース材料に適用しうる。

（精製法） 本発明の爆砕処理としては原料パルプを耐圧容器中で高
温（１００〜３００℃）、高圧（５〜２００kg/cm²）の
水蒸気で短時間（１０秒〜１時間）、好ましくは２２０
℃前後、３０kg/cm²程度で数分間蒸煮しその後急速に減
圧大気圧下に放出することにより精製を行うが急速に減
圧大気圧下に放出せずに徐々に水蒸気を除き常圧にもど
すか、蒸煮後、密閉して放冷によって徐々に冷却し、反
応槽内の水蒸気の凝縮によって大気圧にもどしてもよ
い。

処理試料は引き続き水抽出及びメタノール又はジオキサ
ンなどの有機溶媒で抽出処理することが好ましい。

この抽出処理条件としては公知の処理条件を適用すれば
良い。

（発明の効果） 本発明はリグノセルロース材料より得たパルプを爆砕処
理することによりセルロース純度の高いパルプを得るこ
とができる。

（実施例） 以下の実施例によって本発明を説明するが、これらによ
って本発明を限定するものではない。

実施例１ 木材パルプ（αセルロース、９４．５％）１００ｇ（絶
乾量）を２の耐圧容器に入れ２２０℃、２８kg/cm²の
水蒸気で、４分及び８分蒸煮したのち、急速に大気圧に
減圧した。この爆砕処理で得られた爆砕パルプを水抽
出、ジオキサン抽出したのち、アルジトールアセテート
法を用いて残留ヘミセルロース量を測定した。厳密に
は、構成糖からセルロース及びキシラン、グルコマンナ
ンといったヘミセルロース量を算出しえないが、ここで
は構成糖比をもって、それらの化学成分比と考えること
にする。

図−２には、爆砕処理前と処理後試料の構成糖の分析結
果が示してある。爆砕処理前パルプは、現在セルロース
原料パルプとして市場に出まわっているセルロース誘導
体用溶解パルプである。しかしながら、前述の通り２．
３％程度のヘミセルロースが存在する。ところが４分及
び８分処理をほどこすと効果的に残存ヘミセルロースが
除去される。その結果セルロース純度が処理前の９７．
７％から９９．２％に上った。

ヘミセルロース量でみてみると処理前の溶解パルプに残
存するものの約４４％及び６４％が爆砕処理４分、８分
でそれぞれ抽出されている。このことは、これまで蒸
解、漂白により得られる木材精製溶解パルプの純度を飛
躍的に上昇させえたことを意味する。

実施例２ 未処理パルプと爆砕パルプ４分、及び８分処理品を常法
に従い酢化処理し、二酢酸セルロースを調製した。得ら
れた二酢酸セルロースの酢化度は中和滴定法による結合
酢酸量の定量により求めた。これより置換度（ＤＳ）を
算出した。

二酢酸セルロースの性状を知るためHazeと硫酸透過率を
測定した。ヘイズは、９５％アセトン溶液をハンターモ
デルＤ２５で測定硫酸透過率は６６％濃硫酸中で３時間
溶解（２０℃）後分光光度計スペクトロフォトメーター
日立１２４を用い４４０ｎｍで透過率を測定した。

また、得られた二酢酸セルロースのＧＰＣパターンを求
めるため以下の測定条件に従って測定をおこなった。

装 置：ＧＰＣ−ＬＡＬＬＳ（ウォター社 １５０Ｃ
型） カラム：ＧＭＰＷ（東洋ソーダ） インジェクション：０．２％（ｗｔ／ｖｄ）５０μ 溶 媒：アセトン 流 量：１ml／min チャートスピード：２cm／min 表−１には得られた二酢酸セウロースの性状を示めし
た。またＧＰＣパターン（図−１）での全流出量に対す
るプレハンプＩ及びIIでの流出量の割合を示した。得ら
れた酢化度（又はＤＳ値）はほぼ等しいにもかかわらず
爆砕処理した試料を用いることにより明らかにプレハン
プＩ及びIIの量が低減し、それに伴って硫酸透過率も上
昇した。

【図面の簡単な説明】

図−１は二酢酸セルロース／アセトン溶液のＧＰＣ曲線
のパターンを示す。 図−２は実施例１におけるパルプの爆砕処理時間と構成
糖の相関を図示したものである。 図−３は実施例２における未処理パルプ及び爆砕処理
（４分、８分）パルプより得られた二酢酸セルロース・
アセトン溶液のＧＰＣ曲線を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−152889（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−173001（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リグノセルロース材料より得たパルプ（セ
   ルロース含量、８０％以上）を爆砕処理することを特徴
   とするパルプの精製による酢酸セルロース製造用パルプ
   の製造法。