非晶纤维素的制造方法技术

本发明专利技术涉及能够由含有纤维素的原料高效地得到纤维素Ｉ型结晶度降低的非晶纤维素的生产率优异的制造方法。该制造方法是由以下列计算公式所示的纤维素Ｉ型结晶度超过３３％的含有纤维素的原料制造非晶纤维素的方法，该含有纤维素的原料的体积密度为１００～５００ｋｇ／ｍ↑［３］，且从该原料中除去水分后残留的组分中的纤维素含量在２０质量％以上，用介质式粉碎机处理该含有纤维素的原料，使纤维素Ｉ型结晶度降低到３３％以下，纤维素Ｉ型结晶度（％）＝〔（Ｉ↓［２２．６］－Ｉ↓［１８．５］）／Ｉ↓［２２．６］〕×１００　（１）Ｉ↓［２２．６］表示Ｘ射线衍射中晶格面（００２面）的衍射强度，Ｉ↓［１８．５］表示非晶部的衍射强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
粉碎纸浆等含有纤维素的原料得到的纤维素，可用于纤维素醚的 原料、化妆品、食品、生物质材料等的工业原料中。作为这些工业原 料，纤维素的结晶构造为非晶化的纤维素尤其有用。例如，已知用粉碎机对薄板状纸浆进行机械处理，制造粉末状纸浆的方法(例如，参考专利文献l、 2)。但是，这些专利文献中没有记 载纤维素的结晶度。另外，已知用粉碎机对纸浆进行机械处理，降低纤维素的结晶度 的方法(例如，参考专利文献3 6)。在专利文献3的实施例1、 4中，公开了用振动球磨机或者双螺杆 挤出机处理薄板状纸浆的方法。在专利文献4的实施例1 3中，公开了用球磨机处理纸浆的方法。在专利文献5的实施例1、 2中，公开了对纸浆进行水解等化学处 理得到纤维素粉体，再用球磨机以及气流式粉碎机对其进行处理的方 法。在专利文献6中，公开了在使纸浆分散在水中的状态下，用振动 球磨机等介质磨进行处理的方法。但是，这些方法在降低纤维素的结晶度时，无法满足效率性以及生产率。专利文献1:日本专利公报特开平5-168969号公报 专利文献2:日本专利公报特开2001-354701号公报 专利文献3:日本专利公报特开昭62-236801号公报 专利文献4:日本专利公报特开2003-64184号公报 专利文献5:日本专利公报特开2004-331918号公报专利文献6:日本专利公报特开2005-68140号公报
技术实现思路
本专利技术涉及一种，是由以下述计算公式(1) 所示的纤维素的纤维素I型结晶度(cellulose I type crystallinity)超过 33%的含有纤维素的原料制造非晶纤维素的方法，该含有纤维素的原料 的体积密度为100 500 kg/m3，且从该原料中除去水分后残留组分中 的纤维素含量在20质量％以上，用介质式粉碎机处理该含有纤维素的 原料，使该纤维素1型结晶度降低到33%以下。纤维素I型结晶度(%) = 〔(WW / W xlOO (1) 〔122.6表示X射线衍射中晶格面(002面)的衍射角20为22.6°的 衍射强度，118.5表示非晶部的衍射角20为18.5。的衍射强度。)具体实施例方式本专利技术涉及一种能够由含有纤维素的原料高效地得到纤维素I型 结晶度降低的非晶纤维素的生产率优异的制造方法。本专利技术者发现，通过用介质式粉碎机处理体积密度为100 500 kg/m3的含有纤维素的原料，能够提供高效地得到纤维素I型结晶度降 低的非晶纤维素的生产率优异的制造方法。艮P，本专利技术涉及一种，是由以下述计算公 式(1)所示的纤维素的纤维素1型结晶度超过33%的含有纤维素的原 料制造非晶纤维素的方法，该含有纤维素的原料的体积密度为100 500kg/m3，且从该原料中除去水分后残留的组分中的纤维素含量在20 质量％以上，用介质式粉碎机处理该含有纤维素的原料，使该纤维素I 型结晶度降低到33%以下。本专利技术的生产率优异，由含有纤维素的原 料能够高效地得到纤维素I型结晶度降低的非晶纤维素。下面，对本专利技术进行详细说明，在本说明书中，有时将纤维素的 纤维素I型结晶度简称为"结晶度"。 (含有纤维素的原料)本专利技术中所用的含有纤维素的原料是，从该原料中除去水分后残留的组分中的纤维素含量在20质量％以上，优选为40质量％以上，更 优选为60质量％以上的原料。本专利技术中所用的纤维素含量是指纤维素量和半纤维素量的合计对于上述含有纤维素的原料没有特别限制，可以举出木片；由木 材制造的湿木浆、由棉籽周围的纤维得到的棉短绒浆等浆类；报纸、 瓦楞纸、杂志、证券纸(bondpaper)等纸类；稻草、玉米茎等植物茎 叶类；稻壳、棕榈壳、椰子壳等植物壳类等。如果是市售的纸浆，除去水分后残留的组分中的纤维素含量通常 是75 99质量％，含有木质素作为其他成分。并且，市售的纸浆的纤 维素I型结晶度通常在60%以上。含有纤维素的原料中的水分含量优选为20质量％以下，更优选为15质量％以下，特别优选为10质量％以下。如果含有纤维素的原料中 的水分含量为20质量％以下，则容易粉碎，并且通过粉碎处理容易降 低结晶度。〔纤维素I型结晶度〕根据本专利技术制造的非晶纤维素，其纤维素I型结晶度降低到33% 以下。结晶度是根据Segal法由X射线衍射法的衍射强度值计算的， 并以下述计算公式(1)定义该结晶度。纤维素I型结晶度(%) = 〔(WIi") /122.6) xl00 (1) 〔122.6表示X射线衍射中晶格面(002面)的衍射角20为22.6°的 衍射强度，118.5表示非晶部的衍射角20为18.5。的衍射强度。)如果结晶度为33%以下，纤维素的化学反应性提高，例如，在制 造纤维素醚的过程中，加入碱的时候容易进行纤维素碱化，其结果是， 能够提高纤维素醚化反应的反应转化率。从这个观点出发，结晶度优 选为20%以下，更优选为10%以下，特别优选分析时不能检测出I结 晶的0%。另外，对于以计算公式(1)定义的纤维素I型结晶度而言， 在计算时会有呈负值的情况，在负值的情况下，纤维素I型结晶度记为 0%。在此，纤维素I型结晶度是指，相对于纤维素的结晶区域总量的比 例。并且，纤维素I型是指天然纤维素的结晶形态。结晶度与纤维素的物理、化学性质有关，其值越大纤维素的结晶性越高、非结晶部分越 少，因此，其硬度、密度等增加，但是拉伸、柔软性、在水和溶剂中 的溶解性、化学反应性降低。 〔非晶纤维素的制造〕作为本专利技术的，使用体积密度为100 500 kg/mS的含有纤维素的原料。使用体积密度小于100 kg/r^的含有纤维 素的原料的情况下，优选进行前处理，使其体积密度为100 500kg/m3。作为前处理，根据含有纤维素的原料的种类可选择适当的方法， 例如，可以进行挤出机处理等。在该挤出机中投入含有纤维素的原料 的时候，优选预先将原料粗粉碎为片状。呈片状的含有纤维素的原料 的尺寸优选为1 50mm的方形，更优选为1 30mm方形。通过粗粉 碎为1 50mm方形的片状，能够高效容易地进行挤出机处理。作为将含有纤维素的原料粗粉碎为片状的方法，可以举出使用碎 纸机或旋转式切断机的方法。在使用旋转式切断机的情况下，所得到 的片状的含有纤维素的原料的大小，能够通过改变筛子的筛孔尺寸进 行控制。筛子的筛孔尺寸优选为1 50mm，更优选为1 30mm。如果 筛子的筛孔尺寸为lmm以上，含有纤维素的原料不会变成絮凝状，作 为在之后的挤出机处理中所用的含有纤维素的原料具有合适的体积， 操作性提高。如果筛子的筛孔尺寸为50mm以下，则作为在之后的挤 出机处理中所用的含有纤维素的原料具有合适的大小，因此在挤出机 处理中可以降低负荷。通过用挤出机处理上述含有纤维素的原料，能够得到具有希望的 体积密度的含有纤维素的原料。再通过用挤出机进行处理，对含有纤 维素的原料施以压縮剪切力，破坏纤维素的结晶构造，使其粉末化。作为对含有纤维素的原料施以压縮剪切力进行机械性粉碎的方 法， 一直以来广泛使用的冲击式粉碎机，例如切碎机(cuttermill)、锤 击式粉碎机、销棒粉碎机(Pin Mill)等，会使含有纤维素的原料成为 絮凝状，使体积增大，破坏操作性，使基于质量的处理能力下降。另 一方面，通过使用挤出机，能够得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非晶纤维素的制造方法，其特征在于，　是由以下述计算公式（１）所示的纤维素的纤维素Ⅰ型结晶度超过３３％的含有纤维素的原料制造非晶纤维素的方法，该含有纤维素的原料的体积密度为１００～５００ｋｇ／ｍ↑［３］，且从该原料中除去水分后残留的 组分中的纤维素含量在２０质量％以上，用介质式粉碎机处理该含有纤维素的原料，使该纤维素Ⅰ型结晶度降低到３３％以下，　纤维素Ⅰ型结晶度（％）＝〔（Ｉ↓［２２．６］－Ｉ↓［１８．５］）／Ｉ↓［２２．６］〕×１００　（１）　Ｉ↓［２２ ．６］表示Ｘ射线衍射中晶格面（００２面）的衍射角２θ为２２．６°的衍射强度，Ｉ↓［１８．５］表示非晶部的衍射角２θ为１８．５°的衍射强度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：野尻尚材，梅原正裕，木附智人，奥津宗尚，富冈庆一郎，
申请(专利权)人：花王株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]