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JP7670538B2 - Cellulose dissolving solvent, cellulose dissolving method, and method for producing cellulose molded body - Google Patents
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Cellulose dissolving solvent, cellulose dissolving method, and method for producing cellulose molded body Download PDF

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Description

本発明は、セルロースの溶解に用いられる溶媒、ならびに、該溶媒を用いた成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a solvent used to dissolve cellulose, and a method for producing a molded body using the solvent.

本出願人は、セルロースの溶解に用いる溶媒としてテトラアルキルアンモニウムアセテート(TAAA)と非プロトン性極性溶媒の混合液について特許を出願している(特許文献1)。
しかし、特許文献1の溶媒は、そのセルロース溶解性に及ぼす水の影響が大きい。5wt%程度の水分が含まれるとセルロースの溶解性が大幅低下する。しかしながら、該当溶媒は吸湿性が高いため、溶媒からセルロース溶液までの一連工程においての防水管理が厳しい。さらに、セルロース溶液を紡糸したりフィルム成形したりする際に凝固液として水がよく利用されている。凝固液が利用された後、水を留去しセルロース溶媒のみを回収、再利用することは一般的である。TAAAと非プロトン性極性溶媒は両方とも水分子との相互作用が強いため水分率は一定な値以下になると簡単に水分を除去できなくなる。そのため、真空と加熱を併用しながら長時間の蒸留が必要となる。その結果、TAAAや非プロトン性極性溶媒は分解したり、蒸留により大量エネルギーを消耗したりする。TAAAや非プロトン性極性溶媒は分解することによりセルロースの溶解度が低下する。その結果、セルロース溶媒のリサイクル回数が低下する。
The applicant has filed a patent application for a mixture of tetraalkylammonium acetate (TAAA) and an aprotic polar solvent as a solvent for dissolving cellulose (Patent Document 1).
However, the solvent of Patent Document 1 has a large effect of water on its cellulose solubility. When about 5 wt% of water is contained, the solubility of cellulose is significantly reduced. However, since the solvent is highly hygroscopic, waterproofing management is strict in the series of processes from the solvent to the cellulose solution. Furthermore, water is often used as a coagulating liquid when spinning a cellulose solution or forming a film. After the coagulating liquid is used, it is common to distill off the water and recover and reuse only the cellulose solvent. Both TAAA and aprotic polar solvents have strong interactions with water molecules, so when the moisture content falls below a certain value, it is not easy to remove the moisture. Therefore, long-term distillation is required while using vacuum and heating in combination. As a result, TAAA and aprotic polar solvents decompose, or a large amount of energy is consumed by distillation. The solubility of cellulose decreases when TAAA and aprotic polar solvents decompose. As a result, the number of times the cellulose solvent is recycled decreases.

特開2012-211302号公報JP 2012-211302 A

本発明は、特別な前処理と水分管理を必要とすることなく、室温付近でセルロースを短時間で均一に溶解することが可能な溶媒、前記溶媒を用いたセルロースの溶解方法並びにセルロース成形体の製造方法を提供することである。 The present invention provides a solvent capable of uniformly dissolving cellulose in a short time at around room temperature without requiring special pretreatment or moisture management, a method for dissolving cellulose using the solvent, and a method for producing a cellulose molded body.

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、以下に示す発明を完成するに至った。
〔1〕 セルロースの溶解に用いられる溶媒であって、
前記溶媒が、下記式で表わされる水酸化テトラアルキルアンモニウム、水及びジメチルスルホキシドを含み、
前記溶媒中の前記各溶媒の濃度が、水酸化テトラアルキルアンモニウムの濃度が2.0~25wt%、水の濃度が1.0~35wt%、ジメチルスルホキシドの濃度が40~97wt%の範囲内にある溶媒。

Figure 0007670538000001
式中、R1、R2、R3およびR4はそれぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基を表す。
〔2〕 水酸化テトラアルキルアンモニウムが、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウムおよび水酸化テトラブチルアンモニウムの少なくとも一つを含むことを特徴とする前記〔1〕の溶媒。
〔3〕 セルロースの溶解方法であって、セルロースと前記〔1〕または〔2〕に記載の溶媒を接触させてセルロースを溶解するセルロース溶解方法。
〔4〕 前記〔3〕に記載のセルロースの溶解方法で得られたセルロース溶解溶液を用いてセルロース成形体を製造するセルロース成形体製造方法。 As a result of extensive investigations aimed at achieving the above object, the present inventors have completed the invention described below.
[1] A solvent used for dissolving cellulose,
The solvent comprises a tetraalkylammonium hydroxide represented by the following formula, water, and dimethyl sulfoxide:
The concentration of each of the solvents in the solvent is within the ranges of 2.0 to 25 wt % for tetraalkylammonium hydroxide, 1.0 to 35 wt % for water, and 40 to 97 wt % for dimethylsulfoxide.
Figure 0007670538000001
In the formula, R1, R2, R3 and R4 each independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
[2] The solvent according to [1] above, wherein the tetraalkylammonium hydroxide comprises at least one of tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, and tetrabutylammonium hydroxide.
[3] A method for dissolving cellulose, comprising contacting cellulose with the solvent according to [1] or [2] above to dissolve the cellulose.
[4] A method for producing a cellulose molded body, comprising the steps of: producing a cellulose molded body by using a cellulose dissolving solution obtained by the method for dissolving cellulose according to [3] above.

本発明の溶媒は、セルロースの結晶形態に関係なく、セルロースを特別な前処理をせずに、短時間で均一に溶解することのできる溶媒である。 The solvent of the present invention is capable of dissolving cellulose uniformly in a short time without special pretreatment, regardless of the crystalline form of the cellulose.

そして、特許文献1の溶媒に比べて、本発明の溶媒は、30%の水を含んでも溶解度は低下しないため、溶解工程の取り扱いや凝固液のリサイクルに際して、苛酷な蒸留濃縮条件が不要のため、DMSOなどの溶媒成分の分解が避けられる。加えて凝固液をリサイクルする工程に高いエネルギーを使用しない。 Compared to the solvent of Patent Document 1, the solubility of the solvent of the present invention does not decrease even when it contains 30% water, so harsh distillation and concentration conditions are not required when handling the dissolution process or recycling the solidification liquid, and decomposition of solvent components such as DMSO is avoided. In addition, high energy is not used in the process of recycling the solidification liquid.

また、本発明の溶媒によりセルロースを溶解させた溶液は、室温でも流動性を有するものであり、優れた成型加工性を有する。 In addition, the solution in which cellulose is dissolved using the solvent of the present invention has fluidity even at room temperature and has excellent moldability.

実施例1、2,3、6と7で調製したセルロース溶液の写真(攪拌に用いたマグネティックスターラーの攪拌子が写り込んでいる写真がある。図2、図4も同じ。)Photographs of the cellulose solutions prepared in Examples 1, 2, 3, 6 and 7 (the stirring bar of the magnetic stirrer used for stirring can be seen in some photographs. The same is true for Figures 2 and 4.) 実施例1で得たセルロースの紡糸過程と得たセルロース繊維の写真Photographs of the cellulose spinning process and the resulting cellulose fibers obtained in Example 1 実施例2~4と7~9で作成したセルロース溶液のUVスペクトルUV spectra of the cellulose solutions prepared in Examples 2-4 and 7-9 実施例4,8と9で調製したセルロースの溶液の写真Photographs of the cellulose solutions prepared in Examples 4, 8 and 9

本発明のセルロース溶解溶媒の成分である水酸化テトラアルキルアンモニウムは前記〔1〕に示す化学式の水酸化テトラアルキルアンモニウムであれば何の制限もなく、単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
具体的な化合物を例示すると以下のような化合物を例示できる。
水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化メチルトリプロピルアンモニウム、水酸化メチルトリブチルアンモニウム、水酸化エチルトリプロピルアンモニウム、水酸化エチルトリブチルアンモニウム、水酸化プロピルトリブチルアンモニウム、水酸化ジメチルジプロピルアンモニウム、水酸化ジメチルジブチルアンモニウム、水酸化ジエチルジプロピルアンモニウム、水酸化ジエチルジブチルアンモニウム、等であり、より好ましくは、水酸化テトラエチルアンモニウム(TEAH)、水酸化テトラプロピルアンモニウム(TPAH)および水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAH)であり、特に好ましくは、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウムである。
The tetraalkylammonium hydroxide, which is a component of the cellulose dissolving solvent of the present invention, is not limited in any way so long as it is a tetraalkylammonium hydroxide of the chemical formula shown in the above [1], and may be used alone or in combination of two or more kinds.
Specific examples of the compounds include the following compounds.
Examples of the hydroxide include tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, methyltripropylammonium hydroxide, methyltributylammonium hydroxide, ethyltripropylammonium hydroxide, ethyltributylammonium hydroxide, propyltributylammonium hydroxide, dimethyldipropylammonium hydroxide, dimethyldibutylammonium hydroxide, diethyldipropylammonium hydroxide, diethyldibutylammonium hydroxide, and the like. More preferred are tetraethylammonium hydroxide (TEAH), tetrapropylammonium hydroxide (TPAH), and tetrabutylammonium hydroxide (TBAH). Particularly preferred are tetraethylammonium hydroxide and tetrapropylammonium hydroxide.

本発明のセルロースの溶解に用いられる水酸化テトラアルキルアンモニウム(TAAH)は、水溶性であり、市販の薬品が水溶液で市販されており入手が容易である。
本発明のセルロース溶解溶媒は、水酸化テトラアルキルアンモニウム(TAAH)、水及びジメチルスルホキシド(DMSO)を含むため、TAAHは水溶液としてDMSOと混合して溶解溶媒とすることができる。
The tetraalkylammonium hydroxide (TAAH) used in the present invention to dissolve cellulose is water-soluble and is readily available as a commercially available chemical in aqueous solution.
Since the cellulose dissolving solvent of the present invention contains tetraalkylammonium hydroxide (TAAH), water and dimethylsulfoxide (DMSO), TAAH can be mixed in the form of an aqueous solution with DMSO to form a dissolving solvent.

本発明のセルロース溶解溶媒は、TAAH、水およびDMSOから構成され、その構成比は、TAAHが2.0~25wt%、水が1.0~35wt%、DMSOが40~97wt%の濃度範囲内になるように調整される。より好ましくは、TAAHが2.0~22wt%、水が3.0~30wt%、DMSOが50~95wt%の濃度範囲内になるように調整される。
TAAHの濃度が2wt%より低くなると溶解度と溶解速度が低いため好ましくない。一方、25wt%より高くなるとセルロースの溶解性が低下する。加えて溶解の時又は得られたセルロース溶液を保存する時にセルロースが分解する恐れがあるため好ましくない。
The cellulose dissolving solvent of the present invention is composed of TAAH, water and DMSO, and the composition ratio is adjusted to be within the concentration range of 2.0 to 25 wt% TAAH, 1.0 to 35 wt% water, and 40 to 97 wt% DMSO, more preferably, 2.0 to 22 wt% TAAH, 3.0 to 30 wt% water, and 50 to 95 wt% DMSO.
A TAAH concentration lower than 2 wt % is undesirable because the solubility and dissolution rate are low, while a TAAH concentration higher than 25 wt % is undesirable because the solubility of cellulose is reduced and there is a risk of cellulose decomposition during dissolution or storage of the resulting cellulose solution.

水の濃度は1.0%より低くなるとセルロースの溶解性が低下したり、TAAHが不安定で分解したりする恐れがあるため好ましくない。一方、35%より高くなるとセルロースの溶解性が低下するため好ましくない。 If the water concentration is lower than 1.0%, it is not preferable because the solubility of cellulose decreases and the TAAH becomes unstable and may decompose. On the other hand, if the water concentration is higher than 35%, it is not preferable because the solubility of cellulose decreases.

本発明の溶媒は、水酸化テトラアルキルアンモニウム、水及びジメチルスルホキシド以外に、他の有機溶媒を含むこともできる。例えば、アルコール、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリトン、ピリジンが挙げられる。これらの溶媒を添加することでセルロースの溶解を改善したり、セルロース溶液の粘度と反応性を調整したりすることができる。 The solvent of the present invention may contain other organic solvents in addition to tetraalkylammonium hydroxide, water, and dimethyl sulfoxide. Examples include alcohol, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, and pyridine. Addition of these solvents can improve the dissolution of cellulose and adjust the viscosity and reactivity of the cellulose solution.

本発明のセルロース溶解溶媒の調製方法は、特に制限しない。例えば、通常市販から購入したTAAH水溶液を所望の濃度まで調製した後、そこにDMSOを加えて攪拌することでセルロース溶媒が得られる。市販TAAH水溶液のTAAH濃度が、水の濃度を最適範囲にしたときに所望濃度より低い場合、使用する前に蒸留し所望水分率まで濃縮してから使用することが好ましい。また、所望濃度より高い場合、水を加え希釈してから使用する。混ぜる時の温度に特に制限はなく室温であればよい。 There are no particular limitations on the method for preparing the cellulose dissolving solvent of the present invention. For example, a cellulose solvent can be obtained by preparing a commercially available TAAH aqueous solution to the desired concentration, then adding DMSO to it and stirring it. If the TAAH concentration of the commercially available TAAH aqueous solution is lower than the desired concentration when the water concentration is in the optimal range, it is preferable to distill it before use and concentrate it to the desired moisture content before use. If the concentration is higher than the desired concentration, water is added to dilute it before use. There are no particular limitations on the temperature when mixing, and room temperature is sufficient.

本発明のセルロース溶解溶媒にセルロースを溶解する方法は、特に制限しない。例えば、既定量の本発明のセルロース溶解溶媒にセルロースを加え、透明な溶液になるまで攪拌することでセルロース溶液を調製する。攪拌は、通常用いられる機械式撹拌機で攪拌すればよい。ビーカースケールならマグネティックスターラーの攪拌で十分である。溶解する時の温度は、10~80℃であればよく、室温で温度調整せずに溶解させればよい。10℃より低くなるとセルロースの溶解度または溶解速度が低いため好ましくない。80℃より高くなるとセルロースやTPAH又はTEAHが分解したり分解したりする恐れがあるため好ましくない。より好ましくは15~70℃、最も好ましくは20~60℃である。 There are no particular limitations on the method of dissolving cellulose in the cellulose dissolving solvent of the present invention. For example, a cellulose solution is prepared by adding cellulose to a predetermined amount of the cellulose dissolving solvent of the present invention and stirring until a transparent solution is obtained. Stirring may be performed with a commonly used mechanical stirrer. For a beaker scale, stirring with a magnetic stirrer is sufficient. The temperature during dissolution may be 10 to 80°C, and dissolution may be performed at room temperature without temperature adjustment. Temperatures lower than 10°C are not preferred because the solubility or dissolution rate of cellulose is low. Temperatures higher than 80°C are not preferred because there is a risk of decomposition or decomposition of cellulose, TPAH, or TEAH. More preferably, the temperature is 15 to 70°C, and most preferably, the temperature is 20 to 60°C.

セルロースの溶解量は、特に制限しない。セルロースの重合度(分子量)や用途により適宜に調整すればよい。例えば、1~20wt%である。溶解量が低すぎると生産性が低くなる。一方、溶解量が高すぎると、セルロースは溶解不完全であったり、溶液の均一性が低下したり、得られたセルロース溶液の流動性が失ったりする恐れがあるため好ましくない。 There are no particular limitations on the amount of cellulose dissolved. It may be adjusted as appropriate depending on the degree of polymerization (molecular weight) of the cellulose and the intended use. For example, it is 1 to 20 wt %. If the amount dissolved is too low, productivity will be low. On the other hand, if the amount dissolved is too high, the cellulose may not be completely dissolved, the uniformity of the solution may decrease, and the fluidity of the resulting cellulose solution may be lost, which is not preferable.

本発明のセルロース溶媒に溶解するセルロースは、特に制限しない。セルロースの結晶構造、結晶化度と重合度に関わらず、例えば、木材パルプ、コットン、コットンリンターパルプ、セルロースパウダー、バクテリアセルロース、ホヤセルロース、バガスセルロースなどが溶解させるセルロースとして挙げられる。 There are no particular limitations on the cellulose that can be dissolved in the cellulose solvent of the present invention. Examples of cellulose that can be dissolved include wood pulp, cotton, cotton linter pulp, cellulose powder, bacterial cellulose, sea squirt cellulose, and bagasse cellulose, regardless of the crystal structure, degree of crystallization, and degree of polymerization of the cellulose.

本発明のセルロース溶解溶媒にセルロースを溶解して得られたセルロース溶液を脱泡し成形用溶液として用いる。成形方法に特に制限しないが、一般的に湿式成形法が適用することができる。例えば、シリンジでセルロース溶液を吸い込んだ後、ノズルを付けシリンジポンプ又はマイクロフィーダーに装着しシリンジを動きながらノズルからセルロース溶液を常温の水浴に吐出し、繊維を洗浄した後巻取機で巻き取ることでセルロース繊維を調製する。
セルロースフィルムを成形する場合、例えば、セルロース溶液をガラス基板上に流延し、水又はアルコールなどの凝固液に入れて液膜を凝固させながら洗浄した後、乾燥することによりフィルムを調製する。
The cellulose solution obtained by dissolving cellulose in the cellulose dissolving solvent of the present invention is degassed and used as a molding solution. There is no particular limitation on the molding method, but a wet molding method can generally be applied. For example, the cellulose solution is sucked into a syringe, a nozzle is attached to the syringe pump or a microfeeder, and the cellulose solution is discharged from the nozzle into a water bath at room temperature while moving the syringe, and the fiber is washed and then wound up by a winder to prepare cellulose fiber.
When forming a cellulose film, for example, a cellulose solution is cast onto a glass substrate, and the liquid film is washed while being coagulated by immersion in a coagulating liquid such as water or alcohol, and then dried to prepare a film.

本発明について、実施例を用いてさらに説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。 The present invention will be further explained using examples. Note that the present invention is not limited to these examples.

(用いた原料と溶媒)
セルロースパルプ:NBKPパルプ(キャンフォー)とコットンリンターパルプを用いた。何れも丸紅株式会社から入手した。
脱脂綿:ナカライテスク社から購入した。
40%水酸化テトラプロピルアンモニウム水溶液:東京化成工業株式会社製。
55%の水酸化テトラプロピルアンモニウム水溶液:40%の東京化成工業株式会社製品を濃縮して得た。
35%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液:東京化成工業株式会社製。
56%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液:35%の東京化成工業株式会社製品を濃縮して得た。
他の試薬は、ナカライテスク株式会社から購入した。
(Materials and solvents used)
Cellulose pulp: NBKP pulp (Canfor) and cotton linter pulp were used, both of which were obtained from Marubeni Corporation.
Absorbent cotton: purchased from Nacalai Tesque.
40% tetrapropylammonium hydroxide aqueous solution: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
55% aqueous solution of tetrapropylammonium hydroxide: Obtained by concentrating a 40% product of Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
35% tetraethylammonium hydroxide aqueous solution: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
56% tetraethylammonium hydroxide aqueous solution: Obtained by concentrating a 35% Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. product.
Other reagents were purchased from Nacalai Tesque.

(可視光線透過率の測定)
セルロース溶液を2枚のスライドガラスに挟んで、紫外可視分光光度計紫外可視透過スペクトルチャートを用いて測定し、波長450nmでの可視光線透過率を評価した。測定に用いた装置は、島津製作所製のUV-36003000で、測定波長範囲は400nm~800nmだった。なお、セルロース溶液の液膜の厚みは10μmであった。
(Measurement of visible light transmittance)
The cellulose solution was sandwiched between two glass slides and measured using a UV-visible spectrophotometer UV-visible transmission spectrum chart to evaluate the visible light transmittance at a wavelength of 450 nm. The device used for the measurement was Shimadzu UV-36003000, and the measurement wavelength range was 400 nm to 800 nm. The thickness of the liquid film of the cellulose solution was 10 μm.

(セルロース溶液の粘度測定)
セルロース溶液の粘度はセコニック社製の振動式粘度計(VISOCOMATE MODEL VM-10Aシリーズ)用いて測定し、測定温度は23℃に設定した室温であった。
(Viscosity measurement of cellulose solution)
The viscosity of the cellulose solution was measured using a vibration viscometer (VISOCOMATE MODEL VM-10A series) manufactured by Sekonic Corporation, and the measurement temperature was room temperature set at 23°C.

[実施例1]
10mlのバイアル瓶に40%水酸化テトラプロピルアンモニウム(TPAH)水溶液0.25g、ジメチルスルホキシド4.75gを加え、室温で磁性攪拌子で攪拌しながらリンターパルプ0.1gを加え、溶解させた。一定な時間間隔で溶液の外観を観察し、均一な透明溶液になった時点をセルロースが完全に溶解した時点とし、溶解時間を測定した。測定した溶解時間と得られたセルロース溶液の色や透過率の測定結果を表1に示す。セルロース溶液の外観写真は図1に示した。
[Example 1]
0.25 g of 40% tetrapropylammonium hydroxide (TPAH) aqueous solution and 4.75 g of dimethyl sulfoxide were added to a 10 ml vial, and 0.1 g of linter pulp was added and dissolved while stirring with a magnetic stirrer at room temperature. The appearance of the solution was observed at regular intervals, and the time when the solution became uniform and transparent was taken as the time when the cellulose was completely dissolved, and the dissolution time was measured. The measured dissolution time and the measurement results of the color and transmittance of the obtained cellulose solution are shown in Table 1. A photo of the appearance of the cellulose solution is shown in Figure 1.

得られたセルロース溶液をシリンジで吸って、孔径0.5mmφを有するノズルを付けて常温の蒸留水浴中に吐出しながら、繊維状な透明ゲルを延伸した。次に、蒸留水を用いて繊維状な透明ゲルを洗浄し、水酸化テトラプロピルアンモニウムとジメチルスルホキシドを除き、室温で風乾させることでセルロース繊維を得た。得られたセルロース繊維の写真を図2に示す。 The resulting cellulose solution was drawn into a syringe and discharged into a distilled water bath at room temperature using a nozzle with a pore diameter of 0.5 mm, while stretching the fibrous transparent gel. The fibrous transparent gel was then washed with distilled water to remove the tetrapropylammonium hydroxide and dimethyl sulfoxide, and air-dried at room temperature to obtain cellulose fibers. A photograph of the resulting cellulose fibers is shown in Figure 2.

[実施例2~12]
表1に示す各成分の重量を秤量し、実施例1と同じ手順でセルロースを溶解、評価した。結果を表1、図1、3と4にそれぞれ示した。得られたセルロース溶液のいずれも透明であった。
[Examples 2 to 12]
The weights of the components shown in Table 1 were weighed, and the cellulose was dissolved and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1 and Figures 1, 3 and 4. All of the obtained cellulose solutions were transparent.

[比較例1~5]
表1に示す各成分の重量を秤量し、実施例1と同じ手順でセルロースを溶解、評価した。結果を表1に示した。何れも透明なセルロース溶液が得られなかった。
[Comparative Examples 1 to 5]
The weight of each component shown in Table 1 was weighed, and the cellulose was dissolved and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. No transparent cellulose solution was obtained in any case.

実施例1~12と比較例1~5の溶解条件と評価結果をまとめて表1に、溶媒の組成比を表2に示す。 The dissolution conditions and evaluation results for Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 5 are summarized in Table 1, and the solvent composition ratios are shown in Table 2.

Figure 0007670538000002
Figure 0007670538000002

表1に示すとおり、実施例1~12は、セルロースを前処理せず、室温で短時間に、かつ、均一にセルロースを完全に溶解することができた。一方、比較例1~5では、セルロースを溶解することができなかった。実施例5,8,9,12で調製したセルロース溶液の粘度は高く、振動式粘度計の測定範囲(1000mPa.s以下)を超えたため測定できなかった。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 12, the cellulose was not pretreated and was able to be completely dissolved uniformly and in a short time at room temperature. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 5, the cellulose could not be dissolved. The viscosities of the cellulose solutions prepared in Examples 5, 8, 9, and 12 were high and exceeded the measurement range of the vibration viscometer (1000 mPa.s or less), so they could not be measured.

Figure 0007670538000003
Figure 0007670538000003

上述のように、本発明のセルロース溶解溶媒によれば、セルロースの重合度と結晶形態に依存することなく、短時間で、かつ均一にセルロースを溶解することができ、従来のような厳しい防水や含水率制御の工程や作業が不要である。さらに、本発明の溶媒に溶解させたセルロース含有溶液は、優れた流動性と成形性加工を有し、セルロース成形体を製造する技術分野に広く適用することが可能である。また、本発明の溶媒に溶解させたセルロース含有溶液は、塩基性のため酢酸セルロース等のアシル化セルロース誘導体の合成にも適用できる。

As described above, the cellulose dissolving solvent of the present invention can dissolve cellulose uniformly in a short time, regardless of the degree of polymerization and crystalline form of cellulose, and does not require the conventional strict waterproofing and water content control processes and operations. Furthermore, the cellulose-containing solution dissolved in the solvent of the present invention has excellent fluidity and moldability, and can be widely applied to the technical field of manufacturing cellulose molded bodies. In addition, the cellulose-containing solution dissolved in the solvent of the present invention can also be applied to the synthesis of acylated cellulose derivatives such as cellulose acetate because of its basicity.

Claims (4)

セルロースの溶解に用いられる溶媒であって、
前記溶媒が、下記式で表わされる水酸化テトラアルキルアンモニウム、水及びジメチルスルホキシドのみからなり
前記溶媒中の前記各溶媒の濃度が、水酸化テトラアルキルアンモニウムの濃度が2.0~25wt%、水の濃度が1.0~35wt%、ジメチルスルホキシドの濃度が40~97wt%の範囲内にある溶媒。

式中、R1、R2、R3およびR4はそれぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基を表す。
A solvent used to dissolve cellulose,
The solvent consists of a tetraalkylammonium hydroxide represented by the following formula, water, and dimethyl sulfoxide,
The concentration of each of the solvents in the solvent is within the ranges of 2.0 to 25 wt % for tetraalkylammonium hydroxide, 1.0 to 35 wt % for water, and 40 to 97 wt % for dimethylsulfoxide.

In the formula, R1, R2, R3 and R4 each independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
水酸化テトラアルキルアンモニウムが、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウムおよび水酸化テトラブチルアンモニウムの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1の溶媒。 The solvent of claim 1, characterized in that the tetraalkylammonium hydroxide includes at least one of tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, and tetrabutylammonium hydroxide. セルロースの溶解方法であって、セルロースと請求項1または請求項2に記載の溶媒を接触させてセルロースを溶解するセルロース溶解方法。 A method for dissolving cellulose, comprising contacting cellulose with the solvent according to claim 1 or 2 to dissolve the cellulose. 請求項3に記載のセルロースの溶解方法で得られたセルロース溶解溶液を用いてセルロース成形体を製造するセルロース成形体製造方法。 A method for producing a cellulose molded body, comprising the steps of: producing a cellulose molded body using a cellulose dissolving solution obtained by the cellulose dissolving method according to claim 3;
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