Ionic liquid treatment for increasing the wet strength of paper for aqueous environment purification

• Project/Area Number: 16K07810
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Wood science
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: Ichiura Hideaki 高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 准教授 (30448394)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 湿潤紙力 / イオン液体 / 水浄化 / 再生イオン液体 / 材料加工・処理 / 環境材料 / 環境技術 / 機能紙

Outline of Final Research Achievements

Ionic liquid treatment for increasing the wet strength of paper was studied. The treatment conditions with the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ([BMIM]Cl) were investigated for improvement of the wet strength. The wet strength of the paper was improved by the [BMIM]Cl treatment. This could be attributed to formation of a cellulose film on the paper surface after partial dissolution of cellulose fibers in the paper with [BMIM]Cl treatment. The [BMIM]Cl used for the treatment was recovered by vacuum distillation and dehydration was used to treat new paper. This recovered [BMIM]Cl had the same function as the virgin [BMIM]Cl in enhancing the wet strength. The paper containing activated carbon treated with [BMIM]Cl could be stirred in aquatic environment and then, could remove the pollution in aquatic environment.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ティッシュペーパーには、湿潤紙力増強剤であるポリアミンアミドエピクロロヒドリン樹脂（PAE）が使用されている。このPAEの製造過程で生成する有機系塩素化合物は、PRTR法の規制対象となっている。本研究の手法を用いれば、現在、使用されているPAEが不要となり、環境への負荷を減らすことが可能である。また、全て天然成分のセルロース成分からなる湿潤紙力増強紙の調製が可能であり、学術的にも意義がある。

Research Products

• [Journal Article] 紙表面上での界面重合反応を活用した機能紙の開発とその応用展開 (2019)
  • Author(s): 市浦英明
  • Journal Title: 日本接着学会誌 Volume: 58 Pages: 26-34
  • NAID: 130007584733
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 今後の介護・医療現場に期待されるインテリジェント機能紙 (2018)
  • Author(s): 市浦英明
  • Journal Title: WEB Journal Volume: 192 Pages: 23-26
• [Journal Article] バイオマス材料である紙をベースとした水環境浄化シート (2018)
  • Author(s): 市浦英明
  • Journal Title: WEB Journal Volume: 195 Pages: 19-21
• [Journal Article] Ionic liquid treatment for increasing the wet strength of cellulose paper (2017)
  • Author(s): Ichiura H., Hirose Y., Masumoto M., Ohtani Y.
  • Journal Title: Cellulose Volume: 24 Issue: 8 Pages: 3469-3477
  • DOI: 10.1007/s10570-017-1340-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 温度応答性を有するインテリジェント機能紙の開発 (2017)
  • Author(s): 市浦英明
  • Journal Title: 加工技術 Volume: 52 Pages: 241-247
  • NAID: 40021217751
• [Journal Article] イオン液体を活用した湿潤紙力増強手法と水系での応用 (2017)
  • Author(s): 市浦英明
  • Journal Title: 紙パ技協誌 Volume: 71 Pages: 13-16
  • NAID: 130006328126
• [Journal Article] Preparation of a temperature-responsive smart paper using a molecularly imprinted polymer and lipid bimolecular membrane (2017)
  • Author(s): Kawahara Y., Ichiura H., Ohtani Y.,
  • Journal Title: Journal of applied polymer science Volume: 134 Issue: 9
  • DOI: 10.1002/app.44530
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Preparation of Release-Paper-Free, Pressure-Sensitive-Adhesive Paper Using an Interfacial Polymerization Reaction on the Paper Surface (2016)
  • Author(s): Ichiura H., Sakamoto S., Ohtani Y.
  • Journal Title: Industrial & Engineering Chemistry Research Volume: 55 Issue: 4 Pages: 961-966
  • DOI: 10.1021/acs.iecr.5b04548
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] セルロースを含んだ廃棄物の新しいリサイクル手法の開発 (2016)
  • Author(s): 市浦英明
  • Journal Title: Cellulose Communications Volume: 23 Pages: 183-186
  • NAID: 40021022222
• [Journal Article] 環境応答性を有するインテリジェント機能紙 (2016)
  • Author(s): 川原悠、市浦英明
  • Journal Title: WEB Journal Volume: 174 Pages: 30-34
• [Presentation] イオン液体処理パルプの添加が紙の機能におよぼす影響 (2019)
  • Author(s): 山本純士、市浦英明、大谷慶人
  • Organizer: 第69回 日本木材学会
• [Presentation] イオン液体処理を用いた紙の表面機能化 (2019)
  • Author(s): 山本純士、市浦英明、大谷慶人
  • Organizer: 第69回 日本木材学会
• [Presentation] Recycling technique of pulp in disposal diaper waste using ozone oxidation (2018)
  • Author(s): Hideaki Ichiura and Hiroko Nakaoka
  • Organizer: 12nd International Conference "Challenges in Environmental Science and Engineering
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 尿素とリン酸からなるリン酸エステル化試薬を用いた湿潤紙力増強法の開発 (2018)
  • Author(s): 山本純士、市浦英明、大谷慶人
  • Organizer: 第30回 日本木材学会 中国・四国支部
• [Presentation] 尿素とリン酸を活用した湿潤紙力増強手法 (2018)
  • Author(s): 山本純士、市浦英明、大谷慶人
  • Organizer: 第85回 紙パルプ研究発表会
• [Presentation] イオン液体処理による紙の機能化 (2018)
  • Author(s): 山本純士、市浦英明、大谷慶人
  • Organizer: 第30回 日本木材学会 中国・四国支部
• [Presentation] Cellulose extraction from palm fiber: Comparative study by hypochlorite method, and combination method of prehydrolisis and kraft cooking (2018)
  • Author(s): Agustu Sholeh Pujokaroni, Hideaki Ichiura, Yoshito Ohtani
  • Organizer: 第30回 日本木材学会 中国・四国支部
• [Presentation] 紙表面上での界面重合反応を活用した機能紙の開発およびその応用展開 (2018)
  • Author(s): 市浦英明
  • Organizer: 第159回 粘着研究会
  • Invited
• [Presentation] 紙へのリン酸エステル化処理による湿潤紙力増強紙および水解紙の開発 (2018)
  • Author(s): 山本純士、市浦英明、大谷慶人
  • Organizer: 第29回 日本木材学会 中国・四国支部
• [Presentation] 異分野への展開が期待される新しい機能紙創製技術 (2018)
  • Author(s): 市浦英明
  • Organizer: 第3回 四国オープンイノベーション ワークショップ in 高知
• [Presentation] 紙へのリン酸エステル化処理による湿潤紙力増強紙の開発 (2018)
  • Author(s): 山本純士、市浦英明、大谷慶人
  • Organizer: 第68回 日本木材学会
• [Presentation] 排水中の医薬品を選択的に吸着する機能紙の開発 (2017)
  • Author(s): 川原悠、市浦英明、大谷慶人
  • Organizer: 第67回日本木材学会
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] 紙への化学処理手法が導く新しい機能紙創製技術とその応用展開 (2017)
  • Author(s): 市浦英明
  • Organizer: サイエンステクノロジー（株）主催セミナー
  • Invited
• [Presentation] 紙への化学的処理手法を活用した機能紙の創製とその応用展開 (2017)
  • Author(s): 市浦英明
  • Organizer: 第47回木材の化学加工研究会シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] Cellulose paper containing catalyst with high water resistance for Green Engineering application (2017)
  • Author(s): Hideaki Ichiura, Yuka Hirose, Yoshito Ohtani
  • Organizer: 11st International Conference "Challenges in Environmental Science and Engineering
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] イオン液体を活用した湿潤紙力増強手法と水系での応用 (2017)
  • Author(s): 市浦英明、廣瀬友香、増本美咲、大谷慶人、谷口健二
  • Organizer: 第84回 紙パルプ研究発表会
• [Presentation] 異分野への展開が期待される新しい機能紙創製技術 (2017)
  • Author(s): 市浦英明
  • Organizer: 平成28年度 シーズ・研究内容紹介、高知県産学連携センターココプラ
  • Place of Presentation: 高知県立大学（高知県・高知市）
  • Invited
• [Presentation] Removal of aqueous dye using activated carbon paper with high water resistance treated by ionic liquid (2016)
  • Author(s): Hideaki Ichiura, Yuka Hirose, Yoshito Ohtani
  • Organizer: 10th International Conference "Challenges in Environmental Science and Engineering
  • Place of Presentation: Kaohsiung (Taiwan)
  • Year and Date: 2016-11-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] オゾンを活用した使用済み紙おむつのリサイクル技術 (2016)
  • Author(s): 市浦英明、中岡広子、大谷慶人、小西孝義、平岡利夫、亀田範朋
  • Organizer: 第83回 紙パルプ研究発表会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都）
  • Year and Date: 2016-06-22
• [Presentation] 湿潤紙力を有する活性炭含有紙の調製と水環境浄化能―イオン液体処理条件の検討― (2016)
  • Author(s): 廣瀬 友香、市浦 英明、大谷 慶人、谷口、健二
  • Organizer: 第83回 紙パルプ研究発表会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都）
  • Year and Date: 2016-06-22
• [Presentation] 排水中の医薬品に対して選択的吸着能を示す水環境浄化シートの開発－紙表面上での分子インプリントポリマー合成条件の検討－ (2016)
  • Author(s): 川原 悠、市浦 英明、大谷 慶人
  • Organizer: 第83回 紙パルプ研究発表会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都）
  • Year and Date: 2016-06-22
• [Presentation] 界面重合反応および分子インプリント法を活用した水環境浄化シートの開発 (2016)
  • Author(s): 川原悠、市浦英明、大谷慶人
  • Organizer: 第28回 日本木材学会 中国・四国支部
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県・松山市）
• [Presentation] イオン液体を活用した活性炭含有紙の耐水性と水環境浄化能 (2016)
  • Author(s): 廣瀬友香、市浦英明、大谷慶人、谷口健二
  • Organizer: 第28回 日本木材学会 中国・四国支部
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県・松山市）
• [Book] 衛生製品とその材料の開発と評価 事例集 (2017)
  • Author(s): 市浦 英明
  • Publisher: 技術情報協会
• [Book] 機能紙最前線 (2017)
  • Author(s): 市浦 英明
  • Publisher: 加工技術研究会
• [Book] 機能紙最前線 (2017)
  • Author(s): 廣瀬 友香、市浦 英明
  • Total Pages: 263
  • Publisher: 加工技術研究会