(57)【要約】本発明は、化学工業に関し、そして更に特定して、紙及び織物工業並びに他の部門の工業用（火薬技術用を含む）の様々なセルロース原料からセルロースを生産する方法に関する。本方法は、加水分解溶液の環境で原料を浸漬及び加水分解し、セルロースを濾過し、水洗し、濾過して乾燥することにあると同時に、１１５℃以下の温度への材料の加熱、及び１０秒未満の時間で最大５mmHgの範囲の圧力変化を伴う高速真空パルス作用、続いての真空中での保持と真空の解除を含むサイクルの遂行を伴う。提案された方法は普遍的である。硝酸若しくは硫酸の溶液、又はそれらの混合物、あるいはアルカリ性溶液を加水分解溶液として使用することができる。ニトロセルロース生産由来の廃酸の溶液を使用することができ、これによってコストを削減する。特許請求された方法の技術的な結果は、特別な機器を必要とすることなく、必要とされる化学的及び構造的に均一なセルロースを生産するための、任意のセルロース原料からの必要な等級のセルロースの生産、セルロース加水分解プロセスの時間の有意な短縮、及びプロセスの温度の低下にある。この方法により、酸性溶液を用いる加水分解を優先させることができ、よって加水分解溶液の組成を単純化することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
加水分解溶液中の原料の含浸及び加水分解、生じたセルロースの濾過、続いての水洗、濾過及び乾燥を含む、セルロース含有原料の処理によるセルロース生産方法であって、ここで、加水分解溶液中の原料の含浸及び加水分解、生じたセルロースの濾過、水洗、濾過及び乾燥が、１１５℃以下の温度までの材料の加熱、１０秒未満の時間で最大５mmHgの範囲の圧力変化を伴う高速真空衝撃作用、続いての真空下の曝露及び真空緩和を伴うサイクルの使用により実施される方法。
【請求項２】
加水分解溶液としては、溶液濃度が１５．０％以下の硝酸若しくは硫酸の溶液又は硝酸と硫酸との混合物を、セルロース含有原料対加水分解溶液の比が１：１５以下で使用する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
濃度が３０グラム／リットル未満のアルカリ性溶液を、セルロース含有原料対加水分解溶液の比が１：１５以下で使用する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
ニトロセルロース生産からの廃酸の溶液を使用する、請求項１記載の方法。
【請求項５】
一年生セルロース含有植物原料を、加水分解溶液中の含浸後に解繊に付す、請求項１記載の方法。
【請求項６】
加水分解溶液中の原料の加水分解は、セルロースの均質性を高め、その後の操作を促進するために、原料崩壊と同時に実施される、請求項１記載の方法。
【請求項７】
使用済み加水分解溶液に溶解された不純物を、分離する、請求項１記載の方法。
【請求項８】
セルロースの洗浄及び濾過後に、水循環を構成するために洗浄水が再生される、請求項１記載の方法。
【請求項９】
セルロースの洗浄後、その漂白が、１１５℃以下の温度までの材料の加熱、３０秒未満の時間で最大５mmHgの範囲の圧力変化を伴う真空の高速衝撃作用、続いての真空下の曝露及び真空緩和を含むサイクルを使用しながら実施される、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
セルロースの水洗及び濾過後に、繊維長の完全性を最大限に維持するために、セルロースを、水減圧衝撃吸引によって加圧ローラー付きのメッシュ又は繊維性フィルター上で水分を絞り出し、そして必要な水分が達成されるまで空気加熱媒体をセルロース繊維層及びメッシュに通過させて、続いて押し固まったセルロースを解す、請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学工業に、即ち、紙、織物、医療、ニトロセルロース産業（以降、ＮＣと称する）用の、塗装技術及び粉体技術用の、化学的及び構造的に均質な、漂白及び未漂白のセルロースである、あらゆる種類の植物セルロース含有材料由来のセルロースの生産法に関するものであり、これらは、種々の産業において更なる加工のために使用することができる：粉体、ワニス、エナメル、織物、紙、医療、医薬品、食品のためのＮＣなど。セルロース含有原料としては、針葉樹及び広葉樹の木材、綿、亜麻、大麻、穀物（オート麦など）の果実殻、穀物の藁、更には竹、ススキ（miscanthus）、アマランス、バガス、アフリカハネガヤ（esparto）などが用いられる。
【背景技術】
【０００２】
木材や一年生植物からセルロースを得る方法は数多くあり、その数は増え続けている。セルロース生産のための全ての方法は、リグニン、ヘミセルロース及び他の不純物が、セルロースよりもはるかに容易に化学試薬及び技術的パラメーターの破壊的作用を受けるという事実に基づいている。
【０００３】
種々のセルロースを得る最も一般的な方法は、現在は硫酸塩法である。世界的なパルプ及び製紙産業では、この方法により、あらゆる種類のセルロースの最大９０〜９５％を生産する。セルロース生産のための硫酸塩法は、アルカリ法のグループに属する。硫酸塩法では、プロセスは、１６０〜１８０℃、ｐＨ＝１３、圧力０．７〜１．５MPaで４〜６時間バッチ式で行われ、１９０〜２００℃の温度での連続蒸解下では、プロセスは約３０分かかる。高温を適用した大容量（最大約４００m３以上）のボイラー反応器に高圧（最大１．５MPa）を使用すると、技術的プロセスとその遂行が複雑になる。高温の使用にもかかわらず、１４５℃でのリグニン分離のプロセスは１２時間かかり、１６０〜１８０℃で４〜６時間かかり、そして２００℃でのみ３０分しかかからない。試薬に追加の成分を導入すると、曝気槽の生態系を悪化させるガスの放出が起こり、溶液の再生及び大量の水を使用するセルロースの洗浄が複雑になり、そして水の再生循環の組織が複雑になる。
【０００４】
セルロース生産のための酸性法のグループは、試薬として使用される、亜硫酸塩、無機酸（ＨＮＯ３、ＨＣｌ）、有機酸（酢酸、モノクロロ酢酸など）、更にはエチレングリコール、フェノール、ブチルアルコール及び他のアルコール類、更にはＣａ（ＨＳＯ３）２を過剰量のＳＯ２と共に含み、溶液のｐＨを１．２〜１．５のレベルに支持する、カルシウム系溶液を含む。強酸性を有するＳＯ２は、溶液よりも速く木材チップに浸透するため、溶液はゆっくり加熱されるが、そうでなければ木材の不完全な脱リグニンが起こる。紙パルプの生産における溶液の温度は１２５〜１３５℃の範囲にあり、化学工業用のパルプについては１４５℃であり、処理時間は最大１２時間である。この方法の使用により、生じるセルロースの収着特性の劣化、その構造的及び化学的不均質性、結晶化度の低下、並びに保存中の安定性の低下に至る。
【０００５】
両方法において、得られたセルロースは、特に硫酸塩法によって生産される場合、セルロースは分子的に不均質である。セルロースの最終的な特徴は、粘度の拡散、α−セルロースの含量などが増加していることである。
【０００６】
より良い品質のセルロースを得るために、ソーダ、塩素アルカリなどを添加した複合方法が使用されるが、これは生産を著しく複雑にする。
【０００７】
脱リグニン剤として硝酸の水溶液を用いる、セルロース含有原料から繊維状セルロースを生産する方法が知られている（RF特許第2353626号、IPC C08B1/04、D01F2/00、２００７年１０月２５日付け）。硝酸に加えて、処理溶液は、界面活性剤、アンモニウム無機塩、又は硝酸カリウム若しくは硝酸ナトリウムを含有する。酸化処理は、カルボキシメチルセルロースナトリウム及び非イオン性水溶性セルロースエーテルを含有するアルカリ性過酸化水素溶液中で実施される。
【０００８】
この方法の欠点は、処分するのが困難な界面活性剤を含む多数の試薬及び若干数の添加剤の使用であり、そしてこの方法は、プロセスを複雑にしてその評価に繋がる、カルボキシメチルセルロースの導入をも伴い、この方法は、セルロース洗浄のための水の大量消費を必要とする。
【０００９】
亜硫酸塩蒸解溶液中で広葉樹の木材チップを蒸解し、次に洗浄することによってセルロースを生産する方法は公知である（RF特許第2010069号、IPC D21C 3/06、１９９２年７月８日付け）。Ｎａ２Ｏ含量 １．４５〜１．６５％及び総ＳＯ２含量 ４．２〜４．８％の粗テレピン樹脂亜硫酸塩と、９０〜１１０g/lの濃度の炭酸ナトリウム水溶液との混合物を、１００：３〜１００：５の体積比下で蒸解液として使用し、結合したＳＯ２１．７５〜２．２５％及びＮａ２Ｏ １．６５〜２．１８％の含量並びにｐＨ２．５〜４．０下の蒸解液中で蒸解が行われる。蒸解は、総ＳＯ２３．８〜４．５％の濃度で行われる。
【００１０】
この方法は、広葉樹の木材チップから、又は低樹脂木材種：トウヒからセルロースを生産するために使用される。
【００１１】
この方法の欠点は、曝気槽及び水槽の生態学的環境を悪化させる試薬の組成の使用である。生じるセルロースは、十分な化学的及び構造的均質性を有していない。
【００１２】
セルロースパルプの生産は、大規模設備の使用及び大量の水の消費を伴う資本集約産業であると考えられている。
【００１３】
天然セルロース含量が５０％以下である非木材植物原料及び水酸化ナトリウムの水溶液からセルロースを生産する方法（RF特許第2448118号、IPC C08B 11/12、1/00、1/02、２０１０年１１月９日付け）は公知である。原料を４０〜７５℃の温度の温水で大気圧下で０．５〜４．０時間洗浄し、９０〜９５℃の温度で２〜８％の濃度の硝酸水溶液により４〜２０時間脱リグニンを実施する。更にセルロースは、６０〜９５℃の温度で１〜６時間、１〜４％の水酸化ナトリウム溶液での追加処理に付されるが、これにより処理時間が増加する。この段階は、重合度を下げ、セルロース品質の劣化、特に強度指数の低下をもたらす。
【００１４】
プロトタイプとして、セルロース含有原料を処理する方法が選択されており（IPC D21C 1/02、3/02、9/10、9/16、11/04、C07G 1/00のRF特許第2456394号、２０１０年１２月８日付け）、ここでこのセルロース含有原料の処理は、以下の段階の技術的プロセスにより行われる：前加水分解（含浸）、３０％ハイドロトロープ溶液中のリグノセルロースの１〜３時間の蒸解（加水分解）、得られたセルロースの濾過、３０％ハイドロトロープ溶液でのそれの洗浄、続いての水での洗浄、水酸化ナトリウム溶液中で過酸化水素でセルロースを漂白して漂白セルロースを得る、酸溶液でのそれの処理と、これに続く溶媒での処理、濾過及び乾燥。ススキ又は穀物の果実殻、又は穀物の藁が、セルロース含有原料として使用される。
【００１５】
この方法において、ススキ又は穀物の果実殻、又は穀物の藁が、セルロースを生産するために使用されるが、生じるパルプは十分な化学的及び構造的均質性を有していない。
【００１６】
上記方法により得られるセルロースの最終的な特徴は、粘度の拡散、α−セルロース含量及び他のパラメーターが増加していることである。
【００１７】
本発明の目的は、製造プロセスを簡素化及び低コスト化しながら、種々のタイプのセルロース含有原料から化学的及び構造的均質性を有する品質が改善されたセルロースを生産する方法を提供することである。
【００１８】
所望の目的は、加水分解溶液中の原料の含浸及び加水分解、生じたセルロースの濾過、続いての水洗、濾過及び乾燥を含む、セルロース含有原料の処理によって達成されるが、ここで、本発明によれば、加水分解溶液中の原料の含浸及び加水分解、生じたセルロースの濾過、水洗、濾過及び乾燥は、１１５℃以下の温度までの材料の加熱、１０秒未満の時間で最大５mmHgの範囲の圧力変化を伴う高速真空衝撃作用、続いての、例えば一定温度到達までの真空下の曝露及び真空緩和を伴うサイクルを同時に使用して実施される。
【００１９】
加水分解溶液としては、溶液濃度が１５．０％以下の硝酸若しくは硫酸の溶液又は硝酸と硫酸との混合物を、セルロース含有原料対加水分解溶液の比（係数）が１：１５以下で使用することができる。
【００２０】
加水分解溶液としては、溶液濃度が３０グラム／リットル未満のアルカリ性溶液を、セルロース含有原料対加水分解溶液の比（係数）が１：１５以下で使用することができる。
【００２１】
加水分解溶液としては、硝酸セルロースの生産によって生成した廃酸の溶液を使用することができるが、ＮＣを生産に戻すためにはそれらの再生が必要であるため、これはより安価である。
【００２２】
一年生セルロース含有植物は、含浸後に織物、医療用脱脂綿などに最適な繊維長を維持するために解繊に付され、ＮＣ生産に使用されるために、これらの植物は崩壊に付される。
【００２３】
セルロースの均質性を高め、その後の操作を促進するために、ＮＣ生産用の加水分解溶液中の原料及び他の材料の加水分解は崩壊と同時に実施される。
【００２４】
使用済み加水分解溶液に溶解した不純物は分離され、リグニン、ヘミセルロース、ペクチン、ペントサンなどの不純物がセルロース繊維から分離され、続いてその沈殿と、硫酸セルロースの生産よりは単純なスキームによりこれらに基づく肥料の生産が行われる。
【００２５】
必要であれば、セルロースを洗浄した後、１１５℃以下の温度までの材料の加熱、３０秒未満の時間で最大５mmHgの範囲の圧力変化を伴う高速真空衝撃作用、続いての、例えば一定温度到達までの真空下の曝露及び真空緩和を含むサイクルを用いて、それの漂白が実施される。
【００２６】
必要であれば、繊維長の完全性を最大限に維持するために、水洗及び濾過後のある種のセルロースは、水減圧衝撃吸引によってメッシュ又は繊維性フィルター上で水分を絞り出し、そして必要な水分が達成されるまで空気加熱媒体を繊維パルプ層及びメッシュに通過させて、次に押し固まったセルロースを解す。
【００２７】
技術的結果は、技術プロセスの全段階が、１１５℃以下の温度までの材料の加熱、１０秒未満の時間で最大５mmHgの範囲の圧力変化を伴う高速真空衝撃作用、続いての真空下の曝露及び真空緩和を含むサイクルを伴うという事実により達成される。真空の高速衝撃作用は、レシーバー及び高速バルブを備えたパイプラインを用いて実施される。これにより、材料の加水分解プロセスが加速した物質移動の強化、及び他の利点に繋がる。
【００２８】
加水分解溶液への含浸。
真空の高速衝撃作用を伴うサイクルを同時に作用させるセルロース含有原料の含浸は、加水分解溶液中で実施される。含浸中の高速衝撃真空の作用は、濡れ性を改善し、処理混合物を脱気して、加水分解溶液の原料繊維への浸透を促進し、含浸時間を短縮し、リグニンの溶解を加速して、他の不純物から原料のセルロース部分を分離する。
【００２９】
加水分解。
調製して加水分解溶液で含浸した原料を加水分解に付す。加水分解プロセス中の真空の高速衝撃作用の下で、加熱セルロース材料の毛細管から、及び衝撃真空の下で、水蒸気、空気及び水分中の溶存ガスが除去され、膜壁の一部に破損が生じ、そして真空が解除されると、毛細管だけでなくセルロース材料の構造部の加水分解溶液による含浸が起こる。このように、真空への高速でパルス状の曝露によるセルロース材料の破壊によって、破壊可能なセルロースからのリグニン、ヘミセルロース及び他の不純物の溶解を伴う、多量のパルプ材料への加水分解溶液の迅速な浸透が保証され、靭皮繊維を有する既知の全種類のセルロース含有材料から化学的及び構造的に均質なセルロースを形成する。
【００３０】
真空の高速衝撃作用下では、厳密に特定された温度内で反応器の全容量及びプロセス値の所要時間にわたる真空の衝撃作用下での同時の加水分解実施に起因して、材料の加水分解の高い均質性が達成される。少数の追加の試薬の必要性は排除される。一定温度値では、所与のセルロースの必要とされるパラメーターは、材料に対する真空の高速衝撃作用のサイクル数によって達成されるのであり、高温のプロセス温度の使用によってではない。
【００３１】
種々のセルロース含有原料の加水分解は、アルカリ性又は酸性媒体中で実施することができる。アルカリ性媒体中での加水分解は、材料の濡れ性及び材料への溶液拡散が向上している酸性媒体中よりも進行が遅い。真空の高速衝撃作用により、材料の濡れ性が向上するため、セルロース含有材料の加水分解は、アルカリ性及び酸性媒体の両方で実施することができる。開発中の技術プロセスの普遍性を考慮すると、加水分解溶液の組成を単純化するという観点と、加水分解プロセスを強化し、プロセス温度を低下させ、そして高品質の低粘度セルロースを得るという観点との両方から、酸性溶液による加水分解が優先される。下記の実施例１及び２を参照のこと。
【００３２】
加水分解温度を低下させることにより、そして材料の処理が均一である場合には、収率の増加と共に、セルロースの結晶部分のより多量の維持が達成される。
【００３３】
最適温度、真空形成及び真空緩和への材料の加熱サイクルの交替は、材料の加水分解のプロセス並びにリグニン及び他の不純物の溶解の加速を伴う、例えば、織物、医療用綿、紙及びニトロセルロース生産用の所与のパルプに必要とされる粘度までのセルロースの破壊を伴う物質移動を強化する。同時に、高温を使用したり、プロセス所要時間を長くする必要はなく、そして実験研究が示しているように、様々な材料に対する加水分解は、１１５℃以下の温度でおよそ１０〜６０分間、そして重要なことには技術水準の監督装置を使用することなく実施すべきである。
【００３４】
これらの温度では、真空の高速衝撃作用下で０．５〜３．０％の低試薬濃度で０．５〜１．５時間、崩壊材料の容量全体にわたって含浸が実行されるため、必要な重合度が達成される（実施例３、後述される）。
【００３５】
セルロース含有原料の含浸及び加水分解は、加水分解溶液媒体中で実施されるが、ここで加水分解溶液としては、溶液濃度が１５．０％以下の硝酸若しくは硫酸又は硝酸と硫酸との混合物の溶液が、１：１５以下のセルロース含有原料対加水分解溶液の比で使用される。
【００３６】
酸の複合効果は加水分解に好影響を及ぼし、木材及び一年生植物由来のセルロースの均質性を改善する。
【００３７】
リグニンは続いて有機肥料に転換されて、作物の収量を増加させる。
【００３８】
セルロース含有原料の含浸及び加水分解はまた、媒体中で実施されるが、ここで３０グラム／リットル未満の濃度のアルカリ性溶液が、１：１５以下のセルロース含有原料対加水分解溶液の比で加水分解溶液として使用される。
【００３９】
セルロース含有原料の含浸及び加水分解は、硝酸、硫酸及び水の混合物である、硝酸セルロースの生産由来の廃酸の溶液を用いて実施することができる。廃酸では、最初の作業用酸混合物の組成に応じて、硝酸含量が２０〜２８％に達し、硫酸が最大６０％、そして水が最大２０％であり、これで必要な加水分解溶液を作り出せる。廃酸の使用は、加水分解溶液のコストを最小限にする。
【００４０】
含浸後に、織物、医療用脱脂綿、及びある種の紙などのために、一年生植物由来のセルロースの粘度に必要な値を得るために、最適な長さを保つために、繊維を解繊に付す。加水分解溶液中の原料の加水分解プロセスは、例えば、木材を最大１０〜５０ミクロンまで崩壊させることと組み合わせると活性化されて、これが、セルロースの均質性を高め、その後の操作を促進する。
【００４１】
得られたセルロースの濾過。
加水分解溶液媒体中のセルロース含有原料の加水分解が完了した後、真空の高速衝撃作用を含む上記のサイクルを用いながら、得られたセルロースを濾過することにより使用済み加水分解溶液から分離される。濾過材料にかかる圧力降下が大きいと、セルロース繊維から加水分解溶液及びその中に溶解した不純物を分離するプロセスの生産性が向上する。使用済み加水分解溶液に溶解された不純物は次に、リグニンと共に沈殿させる。
【００４２】
水洗。
得られたセルロースの濾過後、５０〜７０℃に加熱した水、更に１５〜２５℃の温度で、真空の高速衝撃作用を含む上記サイクルを同時に用いて洗浄を実施することにより、リグニン繊維及び他の不純物の表面に吸着された加水分解溶液の残渣、並びに低分子量加水分解生成物を除去する。同時に、質量交換プロセスが、特に、溶液の容量全体にわたる衝撃真空化中に水を沸騰させるときに強化される。セルロースを中性ｐＨになるまで洗浄する。
【００４３】
洗浄後、必要に応じて（医療用綿、織物、紙、ニトロセルロースワニス及びエナメル用）、セルロースは漂白される。漂白は、主に過酸化水素によって、１１５℃以下の温度までの材料の加熱、１０秒未満の時間で最大５mmHgの範囲の圧力変化を伴う真空の高速衝撃作用、続いての真空下の曝露及び真空緩和を含むサイクルを用いて実行される。
【００４４】
濾過。
セルロースの水洗完了後、加水分解後の濾過と同様に、真空の高速衝撃作用を用いてこれを濾過する。分離された洗浄液は再生のために送られ、再使用される。
【００４５】
乾燥。
セルロースの乾燥は、真空の高速衝撃作用を含む上記のサイクルを用いて実施され、これにより、表面水分の良好な脱着並びにセルロースの温度及び水分の正方向の圧力勾配に起因して、水分１０％未満のセルロースを得ることが可能になる。１００℃未満のセルロース温度では、より深く均一な乾燥が起こる。
【００４６】
必要に応じて、繊維性材料（織物など）には、そして乾燥前に、洗浄されたセルロース及び洗浄液から濾過されたセルロースは、空気加熱媒体を繊維セルロースの層及びメッシュを通過させながら、水の高速衝撃真空吸引によって、１０％以下の水分になるまでメッシュ又は繊維性フィルター上で絞り出される。続いて、押し固まったセルロースを解す。
【００４７】
したがって、セルロースを得るプロセスの全段階での真空の高速衝撃作用の使用により、プロセスには以下の利点がある：セルロース加水分解プロセスの所要時間を１桁短縮すること、閉ループの水循環を作り出す可能性、更には加水分解溶液及び漂白溶液も同様の可能性、材料の所望の化学的及び構造的均質性を得る際のプロセス温度の低下（セルロースの非晶質部分のより速い分解によるセルロースの結晶部分のより多量の維持の達成を伴う）、並びに任意のセルロース含有材料から所望の品質のセルロースを得る可能性。加水分解溶液からの追加の化学物質の排除は、曝気槽だけの環境を改善するだけでなく、その再生プロセスの構成によって洗浄水の量を減少させることによって、水槽の環境をも改善する。使用済み加水分解溶液、漂白溶液及び洗浄水の再生は、大幅に単純化される。リグニン及び他の不純物をセルロースから分離する技術、並びに高品質の均質なセルロースを得るための技術的プロセスが単純化される。
【００４８】
実施態様
実施例１
均質化されたセルロースの生産のための実験作業は、１０〜１５グラム／リットルのアルカリ媒体中でのアルカリ蒸解によってではなく、酸性媒体中でコットンリンターから加水分解された綿セルロースの実験室規模での生産から開始した。
この場合、全てのプロセスは、真空の高速衝撃作用を含む上記のサイクルを同時使用しながら実施される。
【００４９】
真空の高速衝撃作用の下で、コットンリントを、９５℃の温度で１５分間、ＮＣの生産からの２．０％の廃酸溶液で含浸する。リンターの加水分解は、実験装置中で最大５０〜１００ミクロンの崩壊と合わせる。所与の加水分解溶液を媒体とする真空の高速衝撃作用下の受槽では、セルロースの粘度が５〜１０cPsに低下する。更に、セルロースを濾過し、洗浄し、そして遠心分離機で絞り出す。ニトロセルロースワニス及びエナメル用のセルロースは、５グラム／リットルのアルカリ濃度の水溶液と８グラム／リットルの濃度の過酸化水素との混合物で、真空の高速衝撃作用下で７５℃で３０分間漂白される。漂白セルロースを、溶液から分離し、洗浄し、絞って、真空の高速衝撃作用により乾燥させる。
【００５０】
得られたセルロースの技術的パラメーター：α−セルロースの重量部は９７〜９８％に、濡れ性は１６７．５ｇに、動的粘度は８．３mPa.sに、湿度は８％になる。したがって、綿セルロースの生産は、アルカリ性ではなく酸加水分解によることが判明した。生産されたセルロースは、低い粘度、高い漂白度を有しており、そして混合溶媒中のワニス及びエナメルの試料の溶解度は９８．５％に達しており、このワニスは透明である。
【００５１】
実施例２
実験室条件での長繊維綿からの医療用綿の入手。アルカリ蒸解では、２５g/リットルのＮａＯＨ溶液がこのプロセスで使用される；このプロセスは、１４０℃の温度で４時間、係数１：２０で実施される。
【００５２】
実験室では、綿の加水分解は、真空の高速衝撃作用を含む全てのサイクルを用いて、６０℃及び係数１：７．５での２．５％混合物溶液により５０分間実施される。綿の含浸は、最大１０mmHgの真空の高速衝撃作用による圧力の変化を伴って実施される。加水分解後、加水分解溶液を綿から濾過する。加水分解溶液は、再び再生及びリサイクルされる。繊維を６０℃の温度で水洗し、更に２０℃の温度で１：７．５の係数で中性媒体になるまで水洗する。２段階（１０及び５μm）濾過及びｐＨ調整の後に洗浄水を再使用する。洗浄された繊維は、３グラム／リットルの濃度のアルカリ水溶液と８g/リットルの過酸化水素との混合物により７０℃で３０分間、真空の高速パルス作用で漂白される。次いで、漂白溶液をセルロースから分離する；この溶液を２回濾過し、再生してリサイクルする。次に、真空の高速衝撃作用でセルロースを水洗する。真空の高速衝撃作用時の水も濾過し、ｐＨを調整して再使用する。漂白洗浄されたセルロースは、加圧ローラーを用いて連続的なコンベアメッシュ又は布地フィルター上で絞り出され、次いで１００〜１１５℃の空気加熱媒体をセルロース層及びメッシュに通して、真空の高速衝撃作用により５〜１０％湿度まで乾燥させ、続いて押し固まったセルロースを解す。
【００５３】
得られた医療用脱脂綿は柔らかく、パラメータに関してＴＵの要件を満たし、そして濡れ性が向上していた。湿度は８％であり；漂白度は８０％である。
【００５４】
実施例３
亜麻及び大麻から紡織繊維を得るための実験的作業。
大麻の茎は、亜麻同様に、真空の高速衝撃作用を伴うサイクルを使用する場合、乾燥後に３．０％の濃度の混合物溶液によって９５℃の温度で１：７．５の係数で予備の加水分解に付される。含浸された繊維は加水分解に付され、ここで必要な粘度標準にされる。
【００５５】
織物、医療用綿、亜麻紙及び大麻紙のための長繊維を得るために、真空の高速パルス作用を含むサイクルを用いながら、これらを６０℃の温度で２回水洗し、更に２０℃の温度で中性媒体になるまで水洗し、９５℃の温度で乾燥させ、そして亜麻と大麻の茎は、１．０〜１．５mmの隙間を有する溝付きローラーを、茎を破砕しながら通過させ、押出機（shover）からの繊維の部分的な分離が打綿機で行われる。濾過後、洗浄した繊維をアルカリ性過酸化水素溶液で漂白し、溶液を分離し、そして繊維を洗浄して、絞り出しと、加圧ローラーを有する連続コンベア型メッシュ装置上で、空気加熱媒体の９８℃の温度での通過による、そして繊維層及びメッシュを通しての真空の高速衝撃作用による乾燥とに付す。繊維の乾燥は１０％の水分になるまで進行させ、繊維はローラー機で解され、ついでベール梱包される。亜麻繊維の重合度は１０，０００であり、大麻の重合度は８，０００である。
【００５６】
実施例４
プロセスの全段階を通して真空の高速衝撃作用を伴うサイクルを同時使用するＮＣ生産用の大麻からのセルロースの生産。
実験室条件下では、繊維を３％混合物溶液に含浸させた後、９５〜９８℃の温度、１：５の係数で溶液媒体中での加水分解中に繊維を５０〜１００μmまで崩壊させ、セルロース粘度を５〜１０capsまで減少させる。加水分解溶液もまた繊維から分離する。加水分解溶液を濾過し、リグニン及び不純物を沈殿させ、再生後に溶液をリサイクルする。ニトロワニス及びエナメル用にＮＣを製造するように設計されたセルロースは、アルカリ性過酸化水素水溶液中で漂白される。溶液を濾過し、再生し、そしてリサイクルする。漂白セルロースを、洗浄し、絞って乾燥させる。セルロース繊維は、中性媒体になるまで洗浄され、真空の高速衝撃作用で遠心分離機又はスクリュープレスで絞り出される。プレスでは、マトリックスを有する加熱された円錐形プレス装置を通してセルロースを圧縮し、１５〜２０％の湿度まで絞り出す。真空輸送により、緻密層としてのセルロースは、真空衝撃連続乾燥機に入り、１１０℃の温度で３０分間、１０％以下の水分含量まで乾燥させ、次いで包装される。消費者の工場では、セルロースは、ある溶液中に真空の高速衝撃作用によって含浸され、繊維上に広がる。
【００５７】
実施例５
硫酸塩加水分解木材セルロースを得るための実験的作業は、全段階で真空の高速衝撃作用を伴うサイクルを用いて実施された。
【００５８】
厚さ５mm、幅１０mm及び長さ１４mmの木材チップを、９５℃、係数１：７．５、３０分間で最大１０mmHgの圧力変化を伴う真空の高速衝撃作用下で、１０g/lの濃度の水酸化ナトリウム及び硫化ナトリウムの溶液により含浸させる。更に、チップは、実験室用崩壊装置中でアルカリ性加水分解溶液中で５０〜１００μmの粒径まで崩壊される。９５℃での真空の高速衝撃作用下で、アルカリ媒体中の崩壊チップの加水分解を１時間行って１０〜１５cpsまで上げる。溶解リグニン及び他の不純物を含む加水分解溶液を、５０、１０及び５μmのメッシュサイズを有する織られた金属メッシュにより濾過する。加水分解溶液の分離後、セルロース繊維を温度６０℃の水及び温度２０℃の水で洗浄することにより中性媒体を得る。不純物及び微細分散した破壊非晶質セルロースからのより良好な精製のために、真空の高速衝撃作用を用いて、洗浄されたセルロースを９０〜９５℃で６０分間、３．０％混合物溶液での追加の酸加水分解に付すことにより、９〜１０cpsのセルロース粘度まで下げる。加水分解溶液を濾過する。繊維を洗浄し、実験用遠心分離機で絞り出して、水分８〜１０％まで乾燥させる。ワニス及びエナメル用のセルロースの生産のために、これを濃度４〜５g/リットルのアルカリ（Noah）の溶液と１０g/リットルの過酸化水素との混合物で７０〜７５℃で１５分間漂白し、続いて漂白溶液を濾過し、洗浄し、絞り出して１１５℃で乾燥させることにより、セルロース中の水分含量を１０％にする。
【００５９】
α−セルロース含量は９６〜９７％に達し、濡れ性は１５０〜１６０ｇであり、湿度は８〜１０％であり、粘度は６〜９capsであり、そして重合度は２６０である。
【００６０】
実施例６
実験室条件で、木材チップを、９５〜９８℃及び１：７．５の係数で、３０分間で最大１０mmHgの圧力変化を伴う真空の高速衝撃作用を伴う、この段階及び続く段階のサイクルを同時使用しながら、２．５％の濃度の混合物溶液により含浸させる。チップを、５０〜１００μmの粒径まで加水分解溶液中で崩壊する。セルロースの必要な粘度は、この崩壊プロセス中に達成される。
【００６１】
樹脂含量の高い木材では、必要な粘度値は、真空の高速衝撃作用により達成される。加水分解溶液は、１０μm及び５μmのセルを有するステンレスメッシュを介して真空の高速衝撃作用によって濾過され、密閉サイクル方式で溶液循環の構成と共に化学組成どおりに再生される。分離したセルロースを５０〜６０℃の温度で２回水洗し、次いで２０℃の温度で水洗する。洗浄水は、１０μm、次いで５μmのセルサイズを有するステンレスメッシュを介して真空の高速衝撃作用により濾過される。水は、密閉水循環サイクルの構成と共にPhにより再生される。洗浄されたセルロースは、３〜６グラム／リットルの濃度のＮａＯＨの水溶液と少なくとも８グラム／リットルの濃度の過酸化水素との混合物で５０〜７５℃の温度で３０分間漂白され、続いて洗浄水の溶液の段階的濾過及び再生、並びに溶液及び水のリサイクルの構成が行われる。セルロースの漂白は、透明なニトロセルロースワニス及びエナメルの生産にのみ必要とされる。生じたセルロースは、真空の高速衝撃作用を伴う水の吸引を用いて遠心分離機中で絞り出される。スクリュープレスでは、セルロースは、カウル部を有する加熱円錐形プレス装置を通して１５〜２０％の湿度まで加圧され、次いでマトリックスを通過させる。セルロースの乾燥は、１０％の湿度になるまで１１０℃の温度で真空の高速衝撃作用を用いて連続運転の真空乾燥機中で実施される。
【００６２】
生産されたセルロース中のα−セルロースの含量は９６〜９７％であり、濡れ性は１５０〜１６０であり、粘度は５〜９cPsであり、湿度は４〜８％であり、そして重合度は２２０〜２４０である。
【００６３】
実施例７
実験室条件で、全段階での真空の高速衝撃作用を伴うサイクル、及び硫酸媒体中でのチップの崩壊を用いた、亜硫酸木材セルロースを生産する可能性の検証が試験されている。亜硫酸セルロースの生産のために、木材チップの含浸は、亜硫酸（Ｈ２ＳＯ３）によって実施され、更には５０〜１００μmまでのこの加水分解溶液の媒体中のチップの崩壊は、８５〜７５℃の温度で１時間１０％の濃度のこの酸の溶液により提供される。更に、リグニン溶液及び他の不純物を含む加水分解溶液を濾別する。繊維を中性媒体になるまで洗浄し、遠心分離機で絞り出す。更に、木材チップは、８．０％硝酸により含浸させ、Ｃａ（ＨＳＯ３）２の溶液を使用することはなく、木材チップに溶液より速く浸透するＳＯ２を使用することはなく、そしてアルコール類（ブチル及び他のもの）を使用することはなく、そしてフェノール、エチレングリコール及び有機酸（酢酸、モノクロロ酢酸及び他の酸）を使用することはない。
【００６４】
加水分解溶液を遠心分離機で分離し、溶解した不純物を沈殿させる。繊維を中性媒体になるまで洗浄し、遠心分離機で絞り出し、水分含量１０％まで乾燥させる。
【００６５】
必要に応じて、セルロースを過酸化水素との混合物にしたＮａＯＨ溶液で漂白し、分離、溶液の再生、洗浄及び水分含量１０％までのセルロースの乾燥が行われる。
【００６６】
α−セルロース含量は９７％に達し、濡れ性は最大１５０ｇであり、重合度は２４０であり、そして湿度は１０％である。
【００６７】
結果として、木材チップの加水分解中の真空の高速衝撃作用の下で、そしてこの方法を粉砕と組み合わせると、木材チップから二段階方式で亜硫酸セルロースが得られる：まず、水酸化ナトリウム及び亜硫酸ナトリウムのアルカリ性溶液中で、そしてアルカリ性溶液の分離及び混合物溶液中での洗浄後に、方式を調整することにより、セルロースの特性が改善された最終製品を得ることができる。
【国際調査報告】
2017535690.tif 000002
2017535690.tif 000003