纤维素的制造方法
【专利说明】纤维素的制造方法 技术领域
[0001 ]本发明涉及纤维素的制造方法。 【背景技术】
[0002] 纤维素用于食品、医药品、工业用途等各种用途中。
[0003] 通过在食品中添加纤维素，可得到增粘和分散效果，所以口感提高。另外，其吸水 性和吸油性对改善油炸食品等的口感也有效。
[0004] 在医药品中，在片剂、散剂(粉剂）、颗粒剂等固体制剂中，作为以成型、增量、稀释 为目的的赋型剂进行添加。
[0005] 另外，纤维素也用作添加于浆料中来提高过滤性的过滤助剂。
[0006] 另外，为了改善包覆电弧焊棒的焊接作业性、或赋予优异的机械特性，有时也添加 纤维素。纤维素有时也代替石棉用作汽车的摩擦件的基材等。
[0007] 作为在如上所述用途中使用的纤维素的特征，要求流动性和崩解性优异的白色状 粉末。已知纤维素的流动性和崩解性受到聚合度的影响。
[0008] 专利文献1中，公开了利用无机酸、氯化亚铁等使精制木材纸浆等水解，制造平衡 聚合度的纤维素制品的方法，但是对所得到的纤维素的白度没有任何记载。
[0009] 非专利文献1中，公开了用无机酸使高纯度的天然纤维素水解，并进行精制和干 燥，得到微晶纤维素的方法。
[0010]专利文献2中，公开了将非漂白牛皮纸浆或漂白牛皮纸浆作为原料使用的微晶性 纤维素的制造方法。该方法不仅利用盐酸、硫酸等无机酸进行水解，也利用了过氧酸进行水 解。
[0011] 专利文献3中，公开了用酸性水溶液对将木材小片进行木粉化之后的材料进行处 理的方法，记载了也可以并用过氧化氢。本方法是用于得到微细纤维状纤维素的方法，而不 是得到结晶纤维素的方法，并且，无法得到高白度的纤维素。
[0012] 专利文献4中，也记载了在用硫酸等无机酸进行纸浆纤维素的酸水解时，也可以进 行臭氧处理或者添加过氧化氢等过氧化物。
[0013] 现有技术文献
[0014] 专利文献
[0015]专利文献1:美国专利第2978446号说明书
[0016] 专利文献2:日本特表2003 - 504427号公报
[0017] 专利文献3:日本特开2012 - 036508号公报
[0018] 专利文献4:日本特开2005 - 029627号公报 [0019]非专利文献
[0020] 非专利文献1:紙。技術夕彳么只，昭和60年8月，5页
【发明内容】
[0021] 发明所要解决的课题
[0022] 本发明的发明人在参考专利文献1、非专利文献1的基础上，通过对非漂白牛皮纸 浆或漂白纸浆用硫酸进行水解，尝试制造聚合度降低的纤维素，结果知道了所得到的纤维 素容易着色。
[0023] 另外，在参考专利文献2的基础上，通过对非漂白牛皮纸浆或漂白纸浆用活性氧进 行水解，尝试制造聚合度低、白度高的纤维素，结果发现了如下的问题。专利文献2的方法 中，活性氧例如通过从过氧酸诱导得到，过氧酸例如通过使充分量的酸与充分量的过氧化 物反应得到。其中，当使用过氧化物的稀释液时，要求其浓度为50%以上。从安全性、运输性 和保存性的观点考虑，过氧化物从高浓度转换成低浓度流通。因此，无法利用各种浓度的过 氧化物而不方便。另外，高浓度的过氧酸对不锈钢材质具有腐蚀性，在制备过氧酸时还存在 无法利用通常所使用的器具的问题。
[0024] 这里，对专利文献2中的活性氧例如为来自过一硫酸的情况进行了研究。过一硫酸 可以说存在于硫酸和过氧化氢的平衡混合物中。如果专利文献2中纸浆的水解所使用的反 应液为平衡组成，则作为原料的硫酸和过氧化氢水的浓度应该不影响纤维素制造，而仅是 用水稀释后的硫酸和过氧化氢的浓度对纤维素制造产生影响。由此，本发明的发明人的研 究结果可知，当使高浓度的（例如，50 %以上的浓度的）过氧化氢水与浓硫酸反应生成过一 硫酸时，即使之后用水稀释，所得到的混合溶液的组成也与硫酸一过氧化氢一水的平衡组 成不同。另外，可知过一硫酸的收率随着原料的过氧化氢水的浓度提高而提高。即，可知专 利文献2中所记载的技术是将非平衡状态的混合溶液中所存在的高浓度的过一硫酸在纸浆 分解中使用。
[0025] 纸浆容易吸收水而膨润，因此，为了浸渍纸浆所需要的药液的量上升至纸浆重量 的数倍至数十倍。这里，假定应用专利文献2,将过氧化物和酸以多于纸浆分解所需要的最 小限度的量使用。此时，生成的过氧酸变成以远远偏离混合溶液的平衡状态浓度的浓度存 在，因此，存在过氧酸的浓度容易随时间变动的问题。
[0026] 另外，当使用在使高浓度的过氧化物与高浓度的酸反应之后用水稀释得到的混合 溶液时，发生难以将与纸浆的反应后的废液再利用的问题。专利文献2的方法中，需要通过 高浓度的过氧化物与高浓度的酸的反应而得到的充分量的过氧酸。过氧酸生成反应使得原 料的过氧化物和酸被消耗，另外，其后的用水稀释的工序使得混合溶液中的过氧化物和酸 的浓度大幅降低。因此，过氧酸生成反应所需要的这些物质的浓度降低了的反应后的废液 难以直接在同样的反应中再利用。为了再利用，需要对反应后的废液用蒸馏设备等进行分 离来回收各种成分，不经济。
[0027] 为了解决如上所述的问题，本发明的课题在于提供一种使用化学纸浆、和含有硫 酸、过氧化氢和水的混合溶液制造平均聚合度为350以下且亨特白度为90 %以上的纤维素 的方法。
[0028]用于解决课题的方法
[0029] 本发明的发明人对纤维素的制造法进行了研究，结果发现了能够制造平均聚合度 为350以下、亨特白度为90%以上的纤维素的方法，从而完成了本发明。即，本申请包含以下 的发明。
[0030] [1] 一种纤维素的制造方法，其中，
[0031] 使用化学纸浆、和
[0032] 含有硫酸1.0~30.0重量％、过氧化氢0.5~40重量％和水50.0~94.0重量％的混 合溶液，
[0033]所得到的纤维素的聚合度为350以下，亨特白度为90%以上。
[0034] [ 1 - 2 ] -种纤维素的制造方法，其中，包括：
[0035] 混合硫酸、过氧化氢和水来制备混合溶液的步骤;和
[0036] 将化学纸浆浸渍于上述混合溶液中的步骤，
[0037] 上述混合溶液含有硫酸1.0~30.0重量％、过氧化氢0.5~40重量％和水50.0~ 94.0重量％，
[0038]所得到的纤维素的聚合度为350以下，亨特白度为90%以上。
[0039] [2]如[1]或[1 一 2]所述的纤维素的制造方法，其中，
[0040] 上述混合溶液是以在硫酸(X)-过氧化氢(y)-水(z)系的三角图中的（x、y、z)存 在于以AB⑶EFG为顶点的七边形AB⑶EFG的线上和内部的范围的值所示的混合溶液，
[0041] 点Α(3·0、3·0、94·0)
[0042] 点Β(7·0、0·5、92·5)
[0043] 点C(24.0、0.5、75.5)
[0044] 点D(30.0、3.0、67.0)
[0045] 点Ε(30·0、10·0、60·0)
[0046] 点F(10.0、40.0、50.0)
[0047] 点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]所述的纤维素的制造方法，其中，
[0050] 上述混合溶液为以顶点H( 3.0、9.0、88.0)代替上述顶点A、以顶点I (6.0、2.0、 92.0) 代替上述顶点B时，存在于七边形HI⑶EFG的线上和内部的范围的值所示的混合溶液。
[0051] [4]如[2]所述的纤维素的制造方法，其中，
[0052] 上述混合溶液为以顶点1(6.0、9.0、85.0)代替上述顶点六、以顶点1((12.0、3.0、 85.0) 代替上述顶点B时，存在于七边形JK⑶EFG的线上和内部的范围的值所示的混合溶液。 [0053] [5]如[1]~[4]中任一项所述的纤维素的制造方法，其中，包括：
[0054]混合硫酸、过氧化氢和水来制备混合溶液的步骤;和
[0055] 将化学纸浆浸渍于所述混合溶液中的步骤。
[0056] [6]如[1]~[5]中任一项所述的纤维素的制造方法，其中，上述化学纸浆与上述混 合溶液的反应温度为60°C~110°C。
[0057] [7]如[5]或[6]所述的纤维素的制造方法，其中，上述混合溶液的制备通过对水添 加硫酸和过氧化氢来进行。
[0058] [8]如[5]~[7]中任一项所述的纤维素的制造方法，其中，上述混合溶液的制备通 过混合硫酸、浓度低于50重量％的过氧化氢水和水来进行。
[0059] [8 - 1]如[5]~[8]中任一项所述的纤维素的制造方法，其中，上述混合溶液的制 备通过对水添加硫酸和浓度低于50重量％的过氧化氢水来进行。
[0060] [9]如[1]~[8 - 1]中任一项所述的纤维素的制造方法，其中，上述混合溶液中的 过一硫酸的浓度相对于上述混合溶液为ο. 01~25重量％。
[0061] [10]如[9]所述的纤维素的制造方法，其中，上述混合溶液中的过一硫酸的浓度在 含有硫酸、过氧化氢和水的平衡溶液中的过一硫酸的浓度以下。
[0062] [11]如[10]所述的纤维素的制造方法，其中，上述混合溶液中的过一硫酸的浓度 为0.01~17.1重量％。
[0063] [12]-种纤维素，其由[1]~[11]中任一项所述的纤维素的制造方法制得，聚合度 为350以下且亨特白度为90%以上。
[0064] [13] -种纤维素的制造方法，使用硫酸、过氧化氢和水，以化学纸浆为原料制造纤 维素，该方法中，
[0065] 使用以在硫酸（X) -过氧化氢（y) -水（z)系的三角图中的（x、y、z)存在于以 AB⑶EFG为顶点的七边形AB⑶EFG的线上和内部的范围的值所示的混合溶液，
[0066] 点Α(3·0、3·0、94·0)
[0067] 点Β(7·0、0·5、92·5)
[0068] 点C(24.0、0.5、75.5)
[0069] 点D(30.0、3.0、67.0)
[0070] 点Ε(30·0、10·0、60·0)
[0071] 点F(10.0、40.0、50.0)
[0072] 点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 ]所述的纤维素的制造方法，其中，
[0075] 上述(x、y、z)在以顶点!1(3.0、9