产生丹宁的方法及其应用技术

公开了通过用低级醇或低级醇／水提取栲树、刺槐树、松树、桉树、橡树、铁杉等植物资源或用水、低级醇或低级醇／水提取辐射松（Ｐｉｎｕｓ ｒａｄｉａｔａ）的外皮得到丹宁的方法以及用于粘合木质材料如单板的含有所述提取物质的粘合剂。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1.专利
本专利技术涉及一种提取丹宁(tannin)的方法，由该方法得到的丹宁及其应用。更具体地说，本专利技术涉及一种生产丹宁的方法，该丹宁待用于木材粘合剂或粘结剂中作为主组分。2.相关技术的说明丹宁广泛存在于植物中。丹宁通常已知为一种易溶于水、其水溶液具有高收敛性且具有鞣制皮革性能的物质的通用名。从化学上讲，丹宁并不是简单的物质，而是复杂有机化合物的集合体。丹宁在其化学性能上被分类成可水解丹宁和缩合丹宁，前者通过用稀酸加热而水解生成没食子酸、鞣花酸等，后者聚合生成不溶于水的栎鞣红。特别是缩合丹宁与醛反应成为聚合物。如上所述，丹宁是植物中存在的复杂有机化合物的集合。然而，根据常规的定义，丹宁是“易溶于水、其水溶液具有高收敛性且具有鞣制皮革性能的物质”，且水作为提取溶剂是最便宜的。因此，可水解丹宁和缩合丹宁用水、温水或热水提取。另一方面，丹宁在工业上在多数情况下被用作鞣剂。此外，丹宁被用作各种金属离子的沉淀剂。丹宁的其他用途包括用作日本药典(JapanesePharmacopoeia)的丹宁酸、木材粘合剂或其填料。在任何情况下，将用温水或热水作为提取剂提取的丹宁用作基剂，且必要时可以用有机溶剂进一步提纯丹宁或用碱等改性丹宁。作为缩合丹宁，工业用丹宁从铁杉树皮、栲树皮、桉树木和桉树皮、松树皮、落叶松树皮、云杉树皮等中提取。该缩合丹宁被用作鞣剂。另一方面，用温水或热水从刺槐树皮或白雀木提取的丹宁在二十世纪六十年代后半期以来一直通过利用缩合丹宁与醛反应变成聚合物的性能而用作木材粘结剂或粘合剂。此外，从二十世纪五十年代开始，种植于智利、新西兰和澳大利亚的辐射松(Pinus radiata)树皮也以与来自刺槐树皮和白雀木的丹宁相同的方式用作木材粘合剂。作为提取溶剂，类似地使用温水或热水，或在辐射松(Pinus radiata)树皮情况下使用热水或温水的碱性水溶液(澳大利亚专利518703(1981))。然而，特别是用碱性水溶液提取丹宁使得收率提高，但其与醛的反应活性丧失。结果粘合和粘结力降低，不能得到适用于粘合剂的丹宁。此外，在与常规提取一样用温水或热水作为提取溶剂从辐射松(Pinusradiata)树皮提取丹宁的情况下，必须长时间提取丹宁以提高其收率。然而，当用温水或热水长时间提取丹宁时，尽管其收率增加，但与醛反应的丹宁的含量(下文称作“纯度”)降低，且丹宁溶液的粘度增加到在其应用为配制粘合剂时难以涂布的程度。因此，作为粘合剂的主要试剂的丹宁质量降低，从而不能使用该丹宁。因此，对改进的研究一直着重于使用温水或热水作为提取溶剂在短时间内提取丹宁而不改变其化学结构的提取操作上(加拿大专利1285555(1985))；澳大利亚专利申请61467/90(1900)；澳大利亚临时专利申请PO09260(1997))。改进的结果在于与常规实例中一样，使用沸水作为提取溶剂得到了30.5％的丹宁收率和85.9％的纯度。但丹宁固含量为40-45％(此时具有足够的粘合强度)的溶液的粘度太高(即，18,000mPa·s)，因而该改进一直未投入实际应用中。如上所述，丹宁是复杂有机化合物的集合。因此认为所得丹宁的构成组分随提取溶剂、提取方法和原料而变化。此外，还认为这些提取条件随用途而变化。然而，固有的观念是“丹宁是水溶性的”，且对于任何植物资源一直将热水、沸水或含少量加入其中的添加剂如亚硫酸氢钠的含水溶剂用作丹宁提取溶剂，因为这些溶剂便宜。特别是对于提取作为木材粘结剂或粘合剂的丹宁，尚未使用水、温水或热水以外的提取溶剂。本专利技术的另一目的是从辐射松(Pinus radiata)树皮得到可以用作木材等的粘合剂的丹宁，辐射松以快速生长树种主要种植于新西兰、澳大利亚和智利且用于提供木材和纸浆原材。第一个专利技术涉及一种用低级醇或低级醇/含水溶剂作为提取溶剂以代替温水或热水从植物资源中提取丹宁的方法。此外，该第一个专利技术的特征在于从大量种植并用于木材工业或纸浆工业中的栲树、松树、刺槐树、桉树、橡树、铁杉等(尤其是树皮)中用低级醇如甲醇或乙醇或低级醇/含水溶剂提取丹宁，如此得到的丹宁在粘结剂或粘合剂或成型用组合物中用作组分。第二个专利技术的特征在于将辐射松(Pinus radiata)树皮分成内皮和外皮并从外皮中得到适于用作木材等的粘合剂的丹宁。本专利技术的这些和其他优点在参照附图阅读并理解下列详细说明后将为本领域熟练技术人员所明了。作为提取溶剂的低级醇可以与水一起使用。低级醇与水之间的混合比例根据所得丹宁的特性选取。低级醇和水之间的混合比例(体积比)通常为99∶1-50∶50，优选99∶1-80∶20，且尤其优选水为20％或更低。特别有效的是在从丹宁提取溶液中汽化醇以浓缩丹宁溶液的情况下将低级醇与水混合，从而得到丹宁水溶液。相对于待提取材料，可以1-20倍，优选约5倍重量的量使用提取溶剂。考虑到在后面工艺中对提取溶液的浓缩，理想的是将溶剂量降至最小。提取温度并无特殊限制。但考虑到醇等的汽化/蒸发，优选的是提取温度低于所用醇的沸点。通常而言，提取优选在15-65℃下进行。在装置呈气密系统或密闭加压系统情况下，或在提取使用水进行的情况下，可以使用更高的温度。对丹宁的提取方法并无特殊限制。然而，在仅用醇提取的情况下，考虑到醇挥发的可能性，提取可优选在气密系统如提取罐和提取高压釜中进行。由提取溶剂进行提取可以是间歇或连续的。接触时间通常选择为在室温和正常大气压力下10分钟至24小时。接触时间优选为10-30分钟。在加压提取系统中，接触时间可进一步缩短。提取基本上以两步进行在提取溶剂中接触和加压过滤或吸滤。然而，取决于提取材料的种类和尺寸(破碎和研磨粒度)，提取-过滤过程可进行两次或更多次。此时所用提取溶剂可在第一次接触和第二次接触之间改变。过滤分离可以由常用于固-液分离的方法如加压过滤、吸滤和离心分离以及在正常大气压力下过滤而进行。提取后过滤的实例包括离心分离、沉降、减压吸滤和加压过滤。这些过滤方法可以以加压过滤和吸滤的组合进行。此外，提取-过滤可以使用加压挤出机一步进行。可以使用高速破碎装置以单一步骤连续进行两个过程破碎和提取。与含水溶剂不同，低级醇在待处理材料中具有较低的滞留性，因而可使用这些技术进行连续加工。本专利技术的提取方法适用于各种植物资源而无特别限制。因此，除常用于提取丹宁的植物外，作为植物资源可以使用辐射松(Pinus radiata)树皮等。辐射松(Pinus radiata)以快速生长树种种植且用于木材和纸浆工业的加工。辐射松(Pinus radiata)树皮和废木在加工过程中大量排出和废弃。结果为多酚组分的丹宁溶入土壤中，引起环境问题如抑制其他植物生长。因此，辐射松(Pinus radiata)的树皮和废木必须被有效利用。常用于提取丹宁的植物具有较高的丹宁含量。为了得到具有可用作粘结剂、粘合剂等性能的丹宁，理想的是栲树、刺槐树、辐射松(Pinus radiata)、松树、桉树、橡树、铁杉等。此外，其树皮就有效利用资源并获得丹宁组分而言是优选的。在丹宁提取中，就植物资源(如树木)而言，将树皮等破碎成合适的尺寸或制成纤维。尽管并不特别限制，但考虑到溶剂的提取能力、提取浆料的过滤性能以及提取后滤饼(残渣)的处理，破碎粒度可以为1mm或更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用低级醇或低级醇／含水溶剂从植物资源提取丹宁的方法。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：中本祐昌，角田敏彦，小野启子，影山直子，矢崎義和，江慧贤，F劳森，PHT尤赫尔，JB沃特廷斯，
申请(专利权)人：株式会社伍德第一，莫纳施大学，
类型：发明
国别省市：JP[日本]