【手続補正書】
【提出日】令和3年3月29日(2021.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロースパルプを誘導体化する方法であって、
ａ．尿素および少なくとも１つの誘導体化試薬を含む反応媒体を用意すること、
ｂ．前記反応媒体と接触している前記セルロースパルプを含む反応系において、前記少なくとも１つの誘導体化試薬と前記セルロースパルプとの間の化学的誘導体化反応を行うこと、ならびに
ｃ．任意に、誘導体化セルロース生成物を精製および／または回収すること
を含む、方法。
【請求項２】
前記化学的誘導体化反応が、
水含有量が０〜２０重量％の反応系、または
水含有量が１０〜２０重量％の反応系
において前記セルロースパルプで行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記反応系が、マーセル化されていないか、または酵素的もしくは機械的に前処理されていないセルロースパルプを使用して調製される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記誘導体化試薬が硫酸化試薬であり、前記反応媒体が０〜１０重量％の水を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
工程ａ．が、硫酸を水に溶解させ、それをアルカリで少なくとも部分的に中和し、続いて尿素を添加することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記スルホン化試薬が硫酸水素塩および任意に硫酸を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記工程ｃ．が水で洗浄することを含み、洗浄された生成物がフィブリル化される、請求項４〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
フィブリル化の前または後に行われる漂白工程を含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記誘導体化試薬がカチオン化試薬であり、前記反応媒体が１０〜２０重量％の水を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記工程ｂ．の前または間に、水が、０〜２０重量％の範囲から選択された水分含有量まで除去される、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記セルロースパルプに前記反応媒体を含浸させることにより前記反応系が調製される、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記工程ａ、ｂおよびｃの少なくとも１つが連続プロセスを使用して実施される、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記セルロースパルプの無水グルコース単位に対する前記誘導体化試薬のモル比が、０．０１〜８である、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記セルロースパルプの無水グルコース単位に対する尿素のモル比が、０．０１〜８である、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記セルロースパルプの無水グルコース単位に対する水のモル比が、０〜２０である、請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記反応系が塩基触媒を含み、前記セルロースパルプの無水グルコース単位に対する前記塩基触媒のモル比が、０〜２０である、請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
イオン液体；塩；深共晶溶媒；カルバミド部分、過酸化カルバミド部分、アラントイン部分、ヒドラトイン部分、ビウレットを含む化合物、およびそれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの膨潤剤を前記反応系に提供することをさらに含む、請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記誘導体化の程度が、前記試薬の量および／または反応パラメータによって制御される、請求項１〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記誘導体化反応が、０．０５〜２．５ｍｍｏｌ／ｇの誘導体化の程度まで行われる、請求項１〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記誘導体化反応が、セルロースパルプの基本フィブリルの表面上で主に不均一に行われる、請求項１〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記誘導体化の程度を高めるための、または追加の官能基を導入するための、さらなる化学修飾工程を含む、請求項１〜２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
前記さらなる化学修飾工程が、エステル化およびエーテル化から選択される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
カチオン化または硫酸化から選択されるさらなる化学修飾工程を含む、請求項１〜２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
前記セルロースパルプが、広葉樹パルプもしくは針葉樹パルプ、溶解パルプ、または柔細胞セルロースパルプを含む任意の適切な植物材料から抽出されたセルロースパルプである、請求項１〜２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
誘導体化セルロースナノファイバーまたは誘導体化ミクロフィブリル化セルロースを得るための精製工程をさらに含む、請求項１〜２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
中稠度生成物、高稠度生成物、または乾燥生成物を得るための乾燥工程をさらに含む、請求項１〜２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
請求項１〜２６のいずれかに記載の方法によって得ることのできる誘導体化セルロース生成物であって、１００ｒｐｍの剪断速度にて１．０重量％の濃度で測定される場合少なくとも１０ｃＰのブルックフィールド粘度および／または０．１重量％濃度で測定される場合１０００ＮＴＵ未満の範囲の濁度値を有する、誘導体化セルロース生成物。
【請求項２８】
請求項１〜２６のいずれかに記載の方法によって得られた誘導体化セルロース生成物であって、前記誘導体化の程度が０．０５〜２．５ｍｍｏｌ／ｇである、生成物。
【請求項２９】
請求項１〜２６のいずれかに記載の方法によって得られた誘導体化セルロース生成物であって、前記生成物が、１重量％濃度で測定される場合０〜１２０℃の温度でｐＨ２〜１３にて水に不溶性である、生成物。
【請求項３０】
請求項１〜２６のいずれかに記載の方法を実施することを含む、誘導体化セルロース生成物を製造する方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この方法は、反応効率を高め、さらなるプロセス操作を容易にする。無害の反応条件および触媒／試薬の使用削減を達成でき、試薬および精製手順のコストを削減できる。特定の実施形態において、本発明は、同時にセルロース繊維に浸透／活性化することができ、誘導体化反応のための試薬／触媒として作用する試薬を利用する。
本発明は、以下の発明に関するが、それに限定されない。
［発明１］
セルロースパルプを誘導体化する方法であって、
ａ．尿素および少なくとも１つの誘導体化試薬を含む反応媒体を用意すること、
ｂ．前記反応媒体と接触している前記セルロースパルプを含む反応系において、前記少なくとも１つの誘導体化試薬と前記セルロースパルプとの間の化学的誘導体化反応を行うこと、ならびに
ｃ．任意に、誘導体化セルロース生成物を精製および／または回収すること
を含む、方法。
［発明２］
前記化学的誘導体化反応が、
水含有量が０〜２０重量％の反応系、または
水含有量が１０〜２０重量％の反応系
において前記セルロースパルプで行われる、発明１に記載の方法。
［発明３］
前記反応系が、マーセル化されていないか、または酵素的もしくは機械的に前処理されていないセルロースパルプを使用して調製される、発明１または２に記載の方法。
［発明４］
前記誘導体化試薬が硫酸化試薬であり、前記反応媒体が０〜１０重量％の水を含む、発明１〜３のいずれかに記載の方法。
［発明５］
工程ａ．が、硫酸を水に溶解させ、それをアルカリで少なくとも部分的に中和し、続いて尿素を添加することを含む、発明４に記載の方法。
［発明６］
前記スルホン化試薬が硫酸水素塩および任意に硫酸を含む、発明４に記載の方法。
［発明７］
前記工程ｃ．が水で洗浄することを含み、洗浄された生成物がフィブリル化される、発明４〜６のいずれかに記載の方法。
［発明８］
フィブリル化の前または後に行われる漂白工程を含む発明７に記載の方法。
［発明９］
前記誘導体化試薬がカチオン化試薬であり、前記反応媒体が１０〜２０重量％の水を含む、発明１〜３のいずれかに記載の方法。
［発明１０］
前記工程ｂ．の前または間に、水が、０〜２０重量％の範囲から選択された水分含有量まで除去される、発明１〜９のいずれかに記載の方法。
［発明１１］
前記セルロースパルプに前記反応媒体を含浸させることにより前記反応系が調製される、発明１〜１０のいずれかに記載の方法。
［発明１２］
前記工程ａ、ｂおよびｃの少なくとも１つが連続プロセスを使用して実施される、発明１〜１１のいずれかに記載の方法。
［発明１３］
前記セルロースパルプの無水グルコース単位に対する前記誘導体化試薬のモル比が、０．０１〜８、好ましくは０．１〜２、最も好ましくは０．３〜１．５である、発明１〜１２のいずれかに記載の方法。
［発明１４］
前記セルロースパルプの無水グルコース単位に対する尿素のモル比が、０．０１〜８、好ましくは０．１〜５、最も好ましくは０．３〜３である、発明１〜１３のいずれかに記載の方法。
［発明１５］
前記セルロースパルプの無水グルコース単位に対する水のモル比が、０〜２０、好ましくは０．１〜１０、最も好ましくは３〜７である、発明１〜１４のいずれかに記載の方法。
［発明１６］
前記反応系が塩基触媒を含み、前記セルロースパルプの無水グルコース単位に対する前記塩基触媒のモル比が、０〜２０、好ましくは０．０１〜１０、最も好ましくは０．０５〜２である、発明１〜１５のいずれかに記載の方法。
［発明１７］
イオン液体；塩；深共晶溶媒；カルバミド部分、過酸化カルバミド部分、アラントイン部分、ヒドラトイン部分、ビウレットを含む化合物、およびそれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの膨潤剤を前記反応系に提供することをさらに含む、発明１〜１６のいずれかに記載の方法。
［発明１８］
前記誘導体化の程度が、前記試薬の量および／または反応パラメータによって制御される、発明１〜１７のいずれかに記載の方法。
［発明１９］
前記誘導体化反応が、０．０５〜２．５ｍｍｏｌ／ｇ、好ましくは０．１〜１．５ｍｍｏｌ／ｇ、最も好ましくは０．５〜１．３ｍｍｏｌ／ｇの誘導体化の程度まで行われる、発明１〜１８のいずれかに記載の方法。
［発明２０］
前記誘導体化反応が、セルロースパルプの基本フィブリルの表面上で主に不均一に行われる、発明１〜１９のいずれかに記載の方法。
［発明２１］
前記誘導体化の程度を高めるための、または追加の官能基を導入するための、さらなる化学修飾工程−好ましくはエステル化およびエーテル化から選択される−を含む、発明１〜２０のいずれかに記載の方法。
［発明２２］
好ましくはカチオン化または硫酸化から選択されるさらなる化学修飾工程を含む、発明１〜２１のいずれかに記載の方法。
［発明２３］
前記セルロースパルプが、広葉樹パルプもしくは針葉樹パルプ、溶解パルプ、または柔細胞セルロースパルプを含む任意の適切な植物材料から抽出されたセルロースパルプである、発明１〜２２のいずれかに記載の方法。
［発明２４］
誘導体化セルロースナノファイバーまたは誘導体化ミクロフィブリル化セルロースを得るための精製工程をさらに含む、発明１〜２３のいずれかに記載の方法。
［発明２５］
中稠度生成物、高稠度生成物、または乾燥生成物を得るための乾燥工程をさらに含む、発明１〜２４のいずれかに記載の方法。
［発明２６］
発明１〜２４のいずれかに記載の方法によって得られ、１００ｒｐｍの剪断速度にて１．０重量％の濃度で測定される場合少なくとも１０ｃＰ、好ましくは少なくとも１００ｃＰのブルックフィールド粘度および／または０．１重量％濃度で測定される場合１０００ＮＴＵ未満、好ましくは０．１〜７００ＮＴＵの範囲の濁度値を有する誘導体化セルロース生成物。
［発明２７］
発明１〜２５のいずれかに記載の方法によって得られた誘導体化セルロース生成物であって、前記誘導体化の程度が０．０５〜２．５ｍｍｏｌ／ｇ、好ましくは０．１〜１．５ｍｍｏｌ／ｇ、最も好ましくは０．５〜１．３ｍｍｏｌ／ｇである、生成物。
［発明２８］
発明１〜２５のいずれかに記載の方法によって得られた誘導体化セルロース生成物であって、前記生成物が、１重量％濃度で測定される場合０〜１２０℃の温度でｐＨ２〜１３にて水に不溶性である、生成物。