JP2004292970A

JP2004292970A - Functional sheet and method for producing the same

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Publication number: JP2004292970A
Application number: JP2003084902A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yano; 浩之矢野; Tadaaki Tajiri; 忠昭田尻; Toshio Ishida; 敏夫石田; Norishige Seki; 紀繁関; Takuso Himura; 卓相比村
Original assignee: Kimura Chemical Plants Co Ltd
Current assignee: Kimura Chemical Plants Co Ltd
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a functional sheet which can efficiently be produced from a functional material and a waste paper raw material consisting mainly of waste paper and has good characteristics, and to provide a method for producing the functional sheet, by which the functional sheet can efficiently be produced from the combination of the waste paper with the functional material. <P>SOLUTION: This method for producing the functional sheet comprises mixing a fine powdery functional substance having a particle diameter of ≤2,000μm with a cellulose microfibril slurry prepared by wet-grinding a waste paper raw material consisting mainly of waste paper to form the fine fibers, and then sheeting the slurry. The method for producing the functional sheet preferably comprises mixing 50 to 97 wt. % (based on dry weight) of the fine particulate functional substance having a particle diameter of ≤2,000μm with 3 to 50 wt. % (based on dry weight) of the cellulose micro fibrils and then sheeting the mixture slurry. The method for producing the functional sheet preferably comprises dehydrating the mixture slurry of the fine particulate functional substance with the cellulose micro fibril slurry by a dehydrating method using a capillary phenomenon and then sheeting the dehydration product. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は機能性シート及びその製造方法に関し、詳しくは、古紙と機能性材料を組み合わせた機能性シート及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、工場、オフィス、あるいは一般家庭などから大量の古紙が排出されており、一部は紙としてリサイクルされたり、ボード原料として利用されたりしているが、必ずしも、古紙が有する潜在的な価値を十分に生かし切れていないのが実情である。
【０００３】
また、本願出願人は、木粉原料、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、及びゼオライトを、乾燥基準で、
木粉原料：１５〜７７重量％
熱硬化性樹脂：３〜１０重量％
熱可塑性樹脂：５〜２０重量％
ゼオライト：１５〜５５重量％
の割合で含有させた多孔質木粉ボード及びその製造方法を提案している（先行出願１参照）。
【０００４】
この先行出願１の発明によれば、吸放湿機能を備えた木粉に、さらにゼオライトが配合されていることから、優れた吸放湿性能を備えた多孔質木粉ボードを得ることが可能になる。
【０００５】
【先行出願１】
特願２００２−２９３８２６
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、先行出願１の方法では、ボードに機械的強度を付与するため、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を添加しており、コストの増大を招くという問題点があり、また、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂により、木粉やゼオライトの有する微細な気孔が目詰まりしないようにすることが必要で、製造工程が複雑になるという問題点がある。
【０００７】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、古紙を主成分とする古紙原料と機能性材料を用いて効率よく製造することが可能で、かつ良好な特性を備えた機能性シート、及び古紙原料と機能性材料を組み合わせて機能性シートを効率よく製造することが可能な機能性シートの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明（請求項１）の機能性シートは、
粒子径が２０００μｍ以下の粉粒状の機能性物質と、古紙を主たる成分とする古紙原料を微細繊維化したセルロースミクロフィブリルを、乾燥基準で、
粉粒状の機能性物質：５０〜９７重量％
セルロースミクロフィブリル：３〜５０重量％
の割合で含有することを特徴としている。
【０００９】
本願発明（請求項１）の機能性シートにおいては、粒子径が２０００μｍ以下の粉粒状の機能性物質が、古紙原料を微細繊維化してなる機械的強度の大きいセルロースミクロフィブリル３〜５０重量％により保持されているので、実用上必要とされる機械的強度を備えているとともに、樹脂をバインダーとして用いる場合のように、粉粒状の機能性物質の表面がバインダー樹脂によって被覆されてしまうようなことがないため、所望の機能（例えば、機能性物質として、木粉などのように吸放湿機能を備えた機能性物質を用いた場合には、吸放湿機能）を有する特性の良好な機能性シートを提供することが可能になる。
なお、本願発明において、粉粒状の機能性物質を５０〜９７重量％、セルロースミクロフィブリルを３〜５０重量％の範囲としているのは、セルロースミクロフィブリルが３重量％未満になり、粉粒状の機能性物質が９７重量％を超えると、機械的強度が低下し、また、セルロースミクロフィブリルが５０重量％を超え、粉粒状の機能性物質が５０重量％未満になると、機能性を十分に付与することができなくなることによる。
【００１０】
なお、本願発明において、古紙原料を微細繊維化してセルロースミクロフィブリル化する方法に特別の制約はなく、公知の種々の方法を用いることが可能である。例えば、媒体撹拌ミル処理、振動ミル処理、高圧均質化装置での処理、石臼式粉砕処理（磨砕機を用いた磨砕処理）、湿式・乾式叩解などの方法を用いることが可能である。
【００１１】
また、本願発明において用いられる古紙原料としては、新聞、雑誌、ダンボールなどを主たる成分とするものなどが例示されるがこれら以外の古紙を用いることも可能である。また、新聞、雑誌、ダンボールなどの古紙を原料とする再生紙製造工程を経て得られる再生パルプを用いることも可能である。
【００１２】
ミクロフィブリルは、古紙に由来する不純物をある程度含有していてもよい。ただし、高い機械的強度を得るためには、不純物の割合が２０％以下であることが好ましい。
【００１３】
また、請求項２の機能性シートは、前記粉粒状の機能性物質が、吸放湿機能、ＶＯＣの吸着機能、酸化分解機能、滅菌・殺菌機能からなる群より選ばれる少なくとも１つの機能を有するものであることを特徴としている。
【００１４】
粉粒状の機能性物質として、吸放湿機能、ＶＯＣの吸着機能、酸化分解機能、滅菌・殺菌機能からなる群より選ばれる少なくとも１つの機能を有するものを用いることにより、吸放湿、ＶＯＣの除去、有害物質や悪臭物質の酸化分解、滅菌・殺菌などの機能を果たす機能性シートを提供することが可能になり有意義である。
【００１５】
また、請求項３の機能性シートは、前記粉粒状の機能性物質が、木粉、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、酸化チタン、貝殻粉砕物、珪藻土からなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴としている。
【００１６】
粉粒状の機能性物質として木粉を用いた場合には、吸放湿機能を有する機能性シートが得られ、ゼオライトを用いた場合には、吸放湿機能・吸着機能を有する機能性シートが得られ、シリカゲルを用いた場合には、吸放湿機能を有する機能性シートが得られ、活性炭を用いた場合には、吸放湿機能・吸着機能を有する機能性シートが得られ、酸化チタンを用いた場合には、酸化分解機能を有する機能性シートが得られ、貝殻粉砕物を用いた場合には、滅菌・殺菌機能を有する機能性シートが得られ、珪藻土を用いた場合には、吸放湿機能を有する機能性シートが得られる。
【００１７】
また、本願発明（請求項４）の機能性シートの製造方法は、
粒子径が２０００μｍ以下の粉粒状の機能性物質と、古紙を主たる成分とする古紙原料を湿式で磨砕して微細繊維化することにより調製したセルロースミクロフィブリルスラリーとを混合する工程と、
前記粉粒状の機能性物質と、前記セルロースミクロフィブリルスラリーとを混合した混合スラリーをシート化する工程と
を具備することを特徴としている。
【００１８】
粒子径が２０００μｍ以下の粉粒状の機能性物質と、古紙を主たる成分とする古紙原料を湿式で磨砕して微細繊維化することにより調製したセルロースミクロフィブリルスラリーとを混合した後、シート化することにより、特にバインダーなどを添加することを必要とせずに、必要な機械的強度を備え、かつ、シート中に粉粒状の機能性物質が分散された機能性シートを効率よく製造することが可能になる。また、樹脂をバインダーとして用いる場合のように、粉粒状の機能性物質の表面がバインダー樹脂によって被覆されてしまうようなことがないため、所望の機能（例えば、機能性物質として、木粉などのように吸放湿機能を備えた機能性物質を用いた場合には、吸放湿機能）を有する特性の良好な機能性シートを提供することが可能になる。
【００１９】
また、請求項５の機能性シートの製造方法は、粒子径が２０００μｍ以下の粉粒状の機能性物質と、セルロースミクロフィブリルスラリーとを、粉粒状の機能性物質が乾燥基準で５０〜９７重量％、セルロースミクロフィブリルが乾燥基準で３〜５０重量％となるような割合で混合した後、シート化することを特徴としている。
【００２０】
粒子径が２０００μｍ以下の粉粒状の機能性物質と、セルロースミクロフィブリルスラリーとを、粉粒状の機能性物質が乾燥基準で５０〜９７重量％、セルロースミクロフィブリルが乾燥基準で３〜５０重量％となるような割合で混合した後、シート化することにより、特にバインダーなどを添加することを必要とせずに、必要な機械的強度を備え、かつ、シート中に粉粒状の機能性物質が分散された機能性シートを、確実にしかも効率よく製造することが可能になる。
【００２１】
また、請求項６の機能性シートの製造方法は、前記粉粒状の機能性物質と、前記セルロースミクロフィブリルスラリーとを混合した混合スラリーを、毛細管現象を利用した脱水方法により脱水した後、シート化することを特徴としている。
【００２２】
粉粒状の機能性物質と、セルロースミクロフィブリルスラリーとを混合した混合スラリーを、毛細管現象を利用した脱水方法により脱水することにより、効率よく脱水することが可能になり、その後の、シート化工程における乾燥などの工程で蒸発させる水分量を減らして、効率よく機能性シートを製造することが可能になる。
【００２３】
また、請求項７の機能性シートの製造方法は、古紙を主たる成分とする古紙原料を湿式で磨砕して微細繊維化することにより調製したセルロースミクロフィブリルとして、保水能力が４００％以上のものを用いることを特徴としている。
【００２４】
保水能力が４００％以上のミクロフィブリルは微細繊維化が行われており、このようなミクロフィブリルを用いることにより、シート化した場合に十分な機械的強度を発現させることが可能になるとともに、粉粒状の機能性物質を十分に分散させて確実に保持することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【００２５】
本願発明において、「保水能力が４００％以上のもの」とは、固形分濃度３重量％に調整した試料を１０００Ｇ、１５分間の条件で遠心分離を行って水分を除去した後のセルロースミクロフィブリル（スラリー）中の水分の割合であり、以下の式により表される概念である。
保水能力（重量％）＝（水分の重量／乾燥基準のＭＦＣの重量）×１００
（ただし、ＭＦＣ：セルロースミクロフィブリル）
【００２６】
なお、この保水能力は、セルロースミクロフィブリルの微細繊維化の程度を表す指標となる値であり、保水能力（重量％）の値が大きくなるほど、微細繊維化が進んでいることを意味する概念である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を示してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００２８】
（１）古紙を主たる成分とする古紙原料を、スラリー濃度３重量％に調整し、湿式の磨砕機を用いて複数回、繰り返して磨砕し、微細繊維化することによりセルロースミクロフィブリルスラリー（以下、ＭＦＣともいう）を得る。
このときのＭＦＣの保水能力は約５５０重量％であった。
なお、保水能力は、前述のように、固形分濃度３重量％に調整した試料を１０００Ｇで１５分間の条件で遠心分離を行って水分を除去した後のセルロースミクロフィブリル中の水分の割合であり、セルロースミクロフィブリルの微細繊維化の程度を表す指標となる値である。
【００２９】
（２）次に、粉粒状の機能性物質と、上述のようにして得たセルロースミクロフィブリルスラリーとを、表１及び２に示すような割合で配合し、混合した。
なお、この実施形態では、粉粒状の機能性物質として、石炭灰を原料として製造した、粒子径が１００〜１０μｍの人工のゼオライト、及び粒子径が２０００〜２５μｍの木粉を用いた。
【００３０】
【表１】

【００３１】
【表２】

【００３２】
なお、表１及び表２における粉粒状の機能性物質とセルロースミクロフィブリルスラリーの割合は乾燥基準の値である。
【００３３】
（３）それから、粉粒状の機能性物質とセルロースミクロフィブリルスラリーの混合スラリーを図１（ａ），（ｂ）に示すような、脱水ローラにかけて脱水した。この脱水ローラは、スポンジからなる吸水部１ａを備えた上部ローラ１と、上部ローラ本体１の下側に配設された、スポンジからなる吸水部２ａを備えた下部ローラ２と、コンベアベルト３と、絞りローラ４とを備えており、コンベアベルト３上に拡げて保持させた混合スラリー５を、上部ローラ１と下部ローラ２の間を通過させることにより、毛細管現象により混合スラリー５に含まれる水分を上部ローラ１と下部ローラ２に移行させて、効率よく脱水することができるように構成されている。なお、この脱水ローラにおいては、下部ローラ２の吸水部２ａに吸水された水分は絞りローラ４により絞り取られ、上部ローラ１の吸水部１ａに吸水された水分は下部ローラ２の吸水部２ａに移行して、絞りローラ４により絞り取られる。
【００３４】
なお、混合スラリーの含水率は、粉粒状の機能性物質とセルロースミクロフィブリルスラリーの配合割合により異なるが、上述の脱水ローラにかけることにより、含水率（通常は約８０重量％〜約９５重量％）が、約３０重量％程度にまで脱水される。
【００３５】
（４）次に、脱水された混合スラリー（シート）を１０５℃で１２時間乾燥させることにより機能性材料がセルロースミクロフィブリルに保持された機能性シートを得た。
【００３６】
（５）そして、得られた機能性シートについて、吸放湿性能及び曲げ強度を調べた。その結果を表１及び表２に併せて示す。
なお、表１及び表２の吸放湿性能の値は、
（ａ）温度２０℃、相対湿度９６％の雰囲気下に１０００ｍｉｎ放置したときの吸着量（機能性シートの重量１ｋｇあたりの水分の吸着量ｋｇ）と、
（ｂ）温度２０℃、相対湿度１８％の雰囲気下に１０００ｍｉｎ放置したときの吸着量（機能性シートの重量１ｋｇあたりの水分の吸着量ｋｇ）
の差（（ａ）−（ｂ））である。
また、表１及び表２の曲げ強度はオートグラフＡＧ−１００ＫＮＧ（島津製作所（株）製）により測定した値である。
【００３７】
表１及び表２に示すように、粉粒状の機能性物質：５０〜９７重量％、セルロースミクロフィブリル：３〜５０重量％の範囲においては、有意性のある吸放湿性能を備え、かつ、実用可能な機械的強度（曲げ強度）を備えた機能性シートが得られることが確認された。
【００３８】
なお、表１の試料番号１０，２０の場合のように、セルロースミクロフィブリルが３重量％未満になり、粉粒状の機能性物質が９７重量％を超えると、機械的強度の低下が認められ、また、表１の試料番号１，２，１１，１２の場合のように、セルロースミクロフィブリルが５０重量％を超え、粉粒状の機能性物質が５０重量％未満になると、吸放湿性能の低下が認められ、好ましくない。
【００３９】
また、粉粒状の機能性物質として、木粉及びゼオライトを単独で用いた場合に限らず、木粉及びゼオライトを組み合わせて用いた場合も、しかるべき吸放湿性能が得られることがわかる（表２の試料番号２１〜２５）。
【００４０】
また、上記実施形態では、粉粒状の機能性物質として、木粉及びゼオライトを用いたが、ＶＯＣの吸脱着機能、酸化分解機能、滅菌・殺菌機能からなる群より選ばれる少なくとも１つの機能を有するものを用いることにより、ＶＯＣの除去、有害物質や悪臭物質の酸化分解、滅菌・殺菌などの機能を果たす機能性シートを得ることが可能になる。
【００４１】
なお、ＶＯＣの吸着機能を有する物質としては、天然ゼオライト、合成ゼオライト、人工ゼオライト、活性炭などが例示される。
酸化分解機能を有する物質としては、酸化チタン、二酸化チタンなどが例示される。
滅菌・殺菌機能を有する物質としては、酸化チタン、二酸化チタン、ホタテ貝殻粉砕物などが例示される。
【００４２】
また、上記実施形態では、古紙原料を、湿式の磨砕機を用いて複数回、繰り返して磨砕し、微細繊維化することによりセルロースミクロフィブリルスラリー（ＭＦＣ）を得るようにしているが、古紙原料を微細繊維化する方法には特に制約はなく、媒体撹拌ミル処理、振動ミル処理、高圧均質化装置での処理、湿式・乾式叩解などの方法を用いることも可能である。
【００４３】
なお、本願発明はさらにその他の点においても上記実施形態に限定されるものではなく、混合スラリーの脱水方法やシート化の方法などに関し、発明の範囲内において種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００４４】
【発明の効果】
上述のように、本願発明（請求項１）の機能性シートにおいては、粒子径が２０００μｍ以下の粉粒状の機能性物質が、古紙原料を微細繊維化してなる機械的強度の大きいセルロースミクロフィブリル３〜５０重量％により保持されているので、実用上必要とされる機械的強度を備えているとともに、樹脂をバインダーとして用いる場合のように、粉粒状の機能性物質の表面がバインダー樹脂によって被覆されてしまうようなことがないため、所望の機能（例えば、機能性物質として、木粉などのように吸放湿機能を備えた機能性物質を用いた場合には、吸放湿機能）を有する特性の良好な機能性シートを提供することができるようになる。
【００４５】
また、請求項２の機能性シートのように、粉粒状の機能性物質として、吸放湿機能、ＶＯＣの吸着機能、酸化分解機能、滅菌・殺菌機能からなる群より選ばれる少なくとも１つの機能を有するものを用いることにより、吸放湿、ＶＯＣの除去、有害物質や悪臭物質の酸化分解、滅菌・殺菌などの機能を果たす機能性シートを提供することが可能になり有意義である。
【００４６】
また、請求項３の機能性シートのように、粉粒状の機能性物質として、木粉、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、酸化チタン、貝殻粉砕物、珪藻土からなる群より選ばれる少なくとも１種を用いることが可能であり、木粉を用いた場合には、吸放湿機能を有する機能性シートが得られ、ゼオライトを用いた場合には、吸放湿機能・吸着機能を有する機能性シートが得られ、シリカゲルを用いた場合には、吸放湿機能を有する機能性シートが得られ、活性炭を用いた場合には、吸放湿・吸着機能を有する機能性シートが得られ、酸化チタンを用いた場合には、酸化分解機能を有する機能性シートが得られ、貝殻粉砕物を用いた場合には、滅菌・殺菌機能を有する機能性シートが得られ、珪藻土を用いた場合には、吸放湿機能を有する機能性シートが得られる。
【００４７】
また、本願発明（請求項４）の機能性シートの製造方法は、粒子径が２０００μｍ以下の粉粒状の機能性物質と、古紙を主たる成分とする古紙原料を湿式で磨砕して微細繊維化することにより調製したセルロースミクロフィブリルスラリーとを混合した後、シート化するようにしているので、特にバインダーなどを添加することを必要とせずに、必要な機械的強度を備え、かつ、シート中に粉粒状の機能性物質が分散された機能性シートを効率よく製造することが可能になる。また、樹脂をバインダーとして用いる場合のように、粉粒状の機能性物質の表面がバインダー樹脂によって被覆されてしまうようなことがないため、所望の機能（例えば、機能性物質として、木粉などのように吸放湿機能を備えた機能性物質を用いた場合には、吸放湿機能）を有する特性の良好な機能性シートを提供することができるようになる。
【００４８】
また、請求項５の機能性シートの製造方法のように、粒子径が２０００μｍ以下の粉粒状の機能性物質と、セルロースミクロフィブリルスラリーとを、粉粒状の機能性物質が乾燥基準で５０〜９７重量％、セルロースミクロフィブリルが乾燥基準で３〜５０重量％となるような割合で混合した後、シート化するようにした場合、特にバインダーなどを添加することを必要とせずに、必要な機械的強度を備え、かつ、シート中に粉粒状の機能性物質が分散された機能性シートを、確実にしかも効率よく製造することができる。
【００４９】
また、請求項６の機能性シートの製造方法のように、粉粒状の機能性物質と、セルロースミクロフィブリルスラリーとを混合した混合スラリーを、毛細管現象を利用した脱水方法により脱水することにより、効率よく脱水することが可能になり、その後の、シート化工程における乾燥などの工程で蒸発させる水分量を減らして、効率よく機能性シートを製造することができるようになる。
【００５０】
また、請求項７の機能性シートの製造方法のように、保水能力が４００％以上の、十分に微細繊維化が行われたミクロフィブリルを用いることにより、シート化した場合に十分な機械的強度を発現させることが可能になるとともに、粉粒状の機能性物質を十分に分散させて確実に保持することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本願発明の実施形態において、セルロースミクロフィブリルスラリーの脱水に用いた脱水ローラを示す側面図、（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
１上部ローラ
１ａ上部ローラの吸水部
２下部ローラ
２ａ下部ローラの吸水部
３コンベアベルト
４絞りローラ
５混合スラリー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a functional sheet and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a functional sheet combining waste paper and a functional material and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a large amount of waste paper has been discharged from factories, offices, or ordinary households, and some of it has been recycled as paper or used as board material. The fact is that they are not fully utilized.
[0003]
In addition, the applicant of the present invention, wood flour raw material, thermosetting resin, thermoplastic resin, and zeolite, on a dry basis,
Wood flour material: 15-77% by weight
Thermosetting resin: 3-10% by weight
Thermoplastic resin: 5 to 20% by weight
Zeolite: 15 to 55% by weight
(Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 9-64139) has proposed a porous wood flour board containing the same at a ratio of (1) and a method for producing the same.
[0004]
According to the invention of the prior application 1, since wood powder having a moisture absorbing / releasing function is further mixed with zeolite, it is possible to obtain a porous wood flour board having excellent moisture absorbing / releasing performance. become.
[0005]
[Prior application 1]
Japanese Patent Application No. 2002-293826
[Problems to be solved by the invention]
[0006]
However, in the method of the prior application 1, a thermosetting resin or a thermoplastic resin is added to impart mechanical strength to the board, which causes a problem that the cost is increased. It is necessary to prevent the fine pores of wood flour or zeolite from being clogged by the resin or the thermoplastic resin, and there is a problem that the manufacturing process becomes complicated.
[0007]
The present invention is to solve the above problems, a functional sheet that can be efficiently manufactured using a waste paper raw material and a functional material containing waste paper as a main component, and having good characteristics, and It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a functional sheet that can efficiently manufacture a functional sheet by combining a used paper material and a functional material.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the functional sheet of the present invention (claim 1)
A powdery functional material having a particle size of 2000 μm or less and a cellulose microfibril obtained by finely recycling waste paper raw material mainly containing waste paper, on a dry basis,
Powdery functional material: 50-97% by weight
Cellulose microfibril: 3 to 50% by weight
Is characterized by the following ratio.
[0009]
In the functional sheet according to the present invention (claim 1), a powdery or granular functional substance having a particle diameter of 2000 μm or less is obtained by converting a waste paper raw material into fine fibers, and having a high mechanical strength of 3 to 50% by weight of cellulose microfibrils. Because it is retained, it has the mechanical strength required for practical use, and the surface of the powdery functional material is covered with the binder resin, such as when using a resin as a binder Since there is no such function, a function having a desired function (for example, when a functional substance having a moisture absorbing / releasing function such as wood flour is used as the functional substance, a moisture absorbing / releasing function) is provided. It becomes possible to provide a flexible sheet.
In the present invention, the reason that the amount of the particulate functional material is 50 to 97% by weight and the content of the cellulose microfibril is 3 to 50% by weight is that the content of the cellulose microfibril is less than 3% by weight, When the content of the functional substance exceeds 97% by weight, the mechanical strength is reduced. When the content of the cellulose microfibril exceeds 50% by weight and the content of the powdery and functional material becomes less than 50% by weight, sufficient functionality is provided. By being unable to do so.
[0010]
In the present invention, there is no particular limitation on the method of converting waste paper raw materials into fine fibers to form cellulose microfibrils, and various known methods can be used. For example, it is possible to use a method such as a medium stirring mill treatment, a vibration mill treatment, a treatment with a high-pressure homogenizer, a stone mill-type pulverization treatment (a grinding treatment using a grinding machine), a wet / dry beating method, and the like.
[0011]
Further, examples of the waste paper raw material used in the present invention include those mainly containing newspapers, magazines, cardboard, and the like, but other waste papers can also be used. It is also possible to use recycled pulp obtained through a recycled paper manufacturing process using waste paper such as newspapers, magazines, and cardboard.
[0012]
The microfibrils may contain some impurities derived from waste paper. However, in order to obtain high mechanical strength, the proportion of impurities is preferably 20% or less.
[0013]
Further, the functional sheet according to claim 2 is characterized in that the powdery functional material has at least one function selected from the group consisting of a moisture absorption / release function, a VOC adsorption function, an oxidative decomposition function, and a sterilization / sterilization function. It is characterized by things.
[0014]
By using a substance having at least one function selected from the group consisting of a moisture absorption / release function, a VOC adsorption function, an oxidative decomposition function, and a sterilization / sterilization function as a powdery / granular functional substance, moisture absorption / release, VOC This makes it possible to provide a functional sheet that performs functions such as removal, oxidative decomposition of harmful substances and odorous substances, and sterilization / sterilization.
[0015]
Further, the functional sheet according to claim 3 is that the powdery functional material is at least one selected from the group consisting of wood powder, zeolite, silica gel, activated carbon, titanium oxide, ground shell, and diatomaceous earth. Features.
[0016]
When wood powder is used as the powdery functional material, a functional sheet having a moisture absorbing / releasing function is obtained, and when zeolite is used, a functional sheet having a moisture absorbing / releasing function / adsorption function is obtained. When silica gel is used, a functional sheet having a moisture absorbing / releasing function is obtained.When activated carbon is used, a functional sheet having a moisture absorbing / releasing function / adsorption function is obtained. In the case of using, a functional sheet having an oxidative decomposition function is obtained, and in the case of using a crushed shell, a functional sheet having a sterilization / sterilization function is obtained.In the case of using diatomaceous earth, A functional sheet having a function of absorbing and releasing moisture is obtained.
[0017]
Further, the method for producing a functional sheet according to the present invention (claim 4) includes:
A step of mixing a powdery functional material having a particle diameter of 2000 μm or less, and a cellulose microfibril slurry prepared by wet milling a waste paper raw material containing waste paper as a main component to form fine fibers,
A step of forming a sheet of a mixed slurry obtained by mixing the powdery functional material and the cellulose microfibril slurry.
[0018]
A powdery and functional material having a particle diameter of 2000 μm or less is mixed with a cellulose microfibril slurry prepared by wet-grinding a waste paper raw material containing waste paper as a main component into fine fibers to form a sheet. As a result, it is possible to efficiently produce a functional sheet having the required mechanical strength and having a powdery functional material dispersed in the sheet without the need for adding a binder or the like. become. Further, unlike a case where a resin is used as a binder, the surface of a powdery functional material is not covered with a binder resin, and thus a desired function (for example, wood powder or the like as a functional material) is used. When a functional substance having a moisture absorbing / releasing function is used as described above, it is possible to provide a functional sheet having excellent properties having a moisture absorbing / releasing function.
[0019]
In the method for producing a functional sheet according to claim 5, the powdery functional material having a particle diameter of 2000 μm or less and the cellulose microfibril slurry are prepared by mixing the powdery functional material with 50 to 97% by weight on a dry basis. It is characterized in that cellulose microfibrils are mixed at a ratio of 3 to 50% by weight on a dry basis and then formed into a sheet.
[0020]
A powdery functional material having a particle diameter of 2000 μm or less and a cellulose microfibril slurry are prepared by mixing the powdery functional material with 50 to 97% by weight on a dry basis and the cellulose microfibril with 3 to 50% by weight on a dry basis. After mixing in such a ratio, by forming a sheet, it is possible to provide the necessary mechanical strength without requiring the addition of a binder or the like, and to disperse the powdery functional material in the sheet. It is possible to reliably and efficiently manufacture a functional sheet that has been used.
[0021]
In the method for producing a functional sheet according to claim 6, the mixed slurry obtained by mixing the powdery and granular functional substance and the cellulose microfibril slurry is dehydrated by a dehydration method utilizing a capillary phenomenon, and then formed into a sheet. It is characterized by doing.
[0022]
By dewatering the mixed slurry obtained by mixing the powdery functional material and the cellulose microfibril slurry by a dewatering method utilizing a capillary phenomenon, it becomes possible to efficiently dewater, and in the subsequent sheeting step It is possible to efficiently produce a functional sheet by reducing the amount of water evaporated in a step such as drying.
[0023]
Further, the method for producing a functional sheet according to claim 7 is a cellulose microfibril prepared by wet-grinding a waste paper raw material mainly composed of waste paper into fine fibers to have a water retention capacity of 400% or more. Is used.
[0024]
Microfibrils having a water retention capacity of 400% or more are made into fine fibers, and by using such microfibrils, it becomes possible to express sufficient mechanical strength when formed into sheets, The granular functional substance can be sufficiently dispersed and reliably held, and the present invention can be made more effective.
[0025]
In the present invention, “a sample having a water retention capacity of 400% or more” refers to a cellulose microfibril obtained by centrifuging a sample adjusted to a solid concentration of 3% by weight under conditions of 1000 G for 15 minutes to remove water. Slurry) is a concept represented by the following equation.
Water retention capacity (% by weight) = (weight of water / weight of MFC on a dry basis) × 100
(However, MFC: cellulose microfibril)
[0026]
In addition, this water retention capacity is a value that serves as an index indicating the degree of microfibrillation of cellulose microfibrils, and is a concept that means that the greater the value of water retention capacity (% by weight), the more fine fibers are formed. is there.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described and features thereof will be described in more detail.
[0028]
(1) A waste paper raw material containing waste paper as a main component is adjusted to a slurry concentration of 3% by weight, and is repeatedly ground and ground to a fine fiber by a wet grinding machine several times to obtain a cellulose microfibril slurry (hereinafter referred to as a “fiber”). , MFC).
At this time, the water retention capacity of the MFC was about 550% by weight.
As described above, the water retention capacity is the percentage of water in the cellulose microfibrils after removing water by centrifuging a sample adjusted to a solid concentration of 3% by weight at 1000 G for 15 minutes. , Is a value that is an index indicating the degree of fibrillation of cellulose microfibrils.
[0029]
(2) Next, the powdery functional material and the cellulose microfibril slurry obtained as described above were blended and mixed at the ratios shown in Tables 1 and 2.
In this embodiment, artificial zeolite having a particle diameter of 100 to 10 μm and wood powder having a particle diameter of 2000 to 25 μm, which are manufactured using coal ash as a raw material, were used as the powdery functional material.
[0030]
[Table 1]

[0031]
[Table 2]

[0032]
In addition, the ratio of the granular functional material and the cellulose microfibril slurry in Tables 1 and 2 is a value on a dry basis.
[0033]
(3) Then, the mixed slurry of the powdery and granular functional substance and the cellulose microfibril slurry was dewatered by a dewatering roller as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). The dewatering roller includes an upper roller 1 having a water absorbing portion 1a made of a sponge, a lower roller 2 provided below the upper roller main body 1 having a water absorbing portion 2a made of a sponge, a conveyor belt 3, And the squeezing roller 4, and the mixed slurry 5 spread and held on the conveyor belt 3 is passed between the upper roller 1 and the lower roller 2, whereby the moisture contained in the mixed slurry 5 is caused by capillary action. Is transferred to the upper roller 1 and the lower roller 2 so that dewatering can be performed efficiently. In this dewatering roller, the water absorbed by the water absorbing portion 2a of the lower roller 2 is squeezed out by the squeezing roller 4, and the water absorbed by the water absorbing portion 1a of the upper roller 1 is transferred to the water absorbing portion 2a of the lower roller 2. After the transfer, the squeezing roller 4 squeezes the sheet.
[0034]
The water content of the mixed slurry varies depending on the mixing ratio of the powdery functional material and the cellulose microfibril slurry. However, the water content (usually about 80% by weight to about 95% by weight) ) Is dehydrated to about 30% by weight.
[0035]
(4) Next, the dehydrated mixed slurry (sheet) was dried at 105 ° C. for 12 hours to obtain a functional sheet in which the functional material was held by cellulose microfibrils.
[0036]
(5) And about the obtained functional sheet, the moisture absorption / release performance and bending strength were examined. The results are shown in Tables 1 and 2.
In addition, the value of the moisture absorption / release performance of Table 1 and Table 2 is:
(A) the amount of adsorption (kg of moisture per kg of functional sheet weight) when left for 1000 minutes in an atmosphere at a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 96%;
(B) Amount adsorbed when left for 1000 min in an atmosphere at a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 18% (kg of moisture adsorbed per kg of functional sheet weight)
((A)-(b)).
The bending strengths in Tables 1 and 2 are values measured by Autograph AG-100KNG (manufactured by Shimadzu Corporation).
[0037]
As shown in Tables 1 and 2, in the range of 50 to 97% by weight of the functional material in the form of powder and granules, and 3 to 50% by weight of the cellulose microfibril, it has significant moisture absorption / release performance, and It was confirmed that a functional sheet having practical mechanical strength (bending strength) was obtained.
[0038]
In addition, as in the case of sample numbers 10 and 20 in Table 1, when the cellulose microfibril content is less than 3% by weight and the particulate functional material exceeds 97% by weight, a decrease in mechanical strength is observed. Further, as in the case of

sample numbers

1, 2, 11, and 12 in Table 1, when the content of cellulose microfibrils exceeds 50% by weight and the amount of the functional material in a powder form becomes less than 50% by weight, the moisture absorption / desorption performance deteriorates. Is not preferred.
[0039]
In addition, it can be seen that appropriate moisture absorption / desorption performance can be obtained not only when wood flour and zeolite are used alone but also when wood flour and zeolite are used in combination as a powdery and granular functional substance (see Table 1). 2 sample numbers 21 to 25).
[0040]
Further, in the above embodiment, wood powder and zeolite are used as the powdery functional material, but it has at least one function selected from the group consisting of a VOC adsorption / desorption function, an oxidative decomposition function, and a sterilization / sterilization function. The use of such a material makes it possible to obtain a functional sheet that performs functions such as VOC removal, oxidative decomposition of harmful substances and odorous substances, and sterilization / sterilization.
[0041]
Examples of the substance having a VOC adsorption function include natural zeolites, synthetic zeolites, artificial zeolites, and activated carbon.
Examples of the substance having an oxidative decomposition function include titanium oxide and titanium dioxide.
Examples of the substance having a sterilization / sterilization function include titanium oxide, titanium dioxide, scallop shells and the like.
[0042]
In the above-described embodiment, the waste paper raw material is obtained by repeatedly grinding the waste paper raw material a plurality of times by using a wet grinder to make fine fibers to obtain a cellulose microfibril slurry (MFC). There are no particular restrictions on the method for making the fibers into fine fibers, and methods such as medium stirring mill treatment, vibration mill treatment, treatment with a high-pressure homogenizer, wet / dry beating, and the like can also be used.
[0043]
The present invention is not limited to the above embodiment in other respects, and various applications and modifications can be made within the scope of the present invention with respect to a method of dewatering a mixed slurry and a method of forming a sheet. It is.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, in the functional sheet of the present invention (claim 1), the powdery and granular functional substance having a particle diameter of 2000 μm or less is made of fine waste cellulose raw material and has high mechanical strength. Since it is held by about 50% by weight, it has the mechanical strength required for practical use, and the surface of the powdery functional material is coated with the binder resin as in the case of using a resin as a binder. It has a desired function (for example, when a functional substance having a moisture absorbing / releasing function such as wood flour is used as the functional substance, it has a moisture absorbing / releasing function) A functional sheet having good characteristics can be provided.
[0045]
Further, as in the functional sheet according to claim 2, the powdery functional material has at least one function selected from the group consisting of a moisture absorption / release function, a VOC adsorption function, an oxidative decomposition function, and a sterilization / sterilization function. The use of a material having such a function makes it possible to provide a functional sheet that performs functions such as moisture absorption / release, removal of VOCs, oxidative decomposition of harmful substances and malodorous substances, and sterilization / sterilization.
[0046]
Further, as in the functional sheet according to claim 3, at least one selected from the group consisting of wood flour, zeolite, silica gel, activated carbon, titanium oxide, ground shells, and diatomaceous earth is used as the granular functional substance. When wood powder is used, a functional sheet having a moisture absorbing / releasing function is obtained, and when zeolite is used, a functional sheet having a moisture absorbing / releasing function / adsorption function is obtained. In the case of using silica gel, a functional sheet having a moisture absorbing / releasing function is obtained, and in the case of using activated carbon, a functional sheet having a moisture absorbing / releasing / adsorbing function is obtained, and titanium oxide is used. In this case, a functional sheet having an oxidative decomposition function is obtained.If a crushed shell is used, a functional sheet having a sterilization / sterilization function is obtained.If diatomaceous earth is used, moisture absorption and desorption is obtained. Functional sheet with functions It is obtained.
[0047]
Further, the method for producing a functional sheet according to the present invention (claim 4) is characterized in that a powdery and granular functional substance having a particle diameter of 2000 μm or less and a waste paper raw material mainly comprising waste paper are wet-ground to form fine fibers. After mixing with the cellulose microfibril slurry prepared by doing, it is made into a sheet, so it does not require the addition of a binder or the like in particular, has the necessary mechanical strength, and, in the sheet It is possible to efficiently manufacture a functional sheet in which a powdery functional material is dispersed. Further, unlike a case where a resin is used as a binder, the surface of a powdery functional material is not covered with a binder resin, and thus a desired function (for example, wood powder or the like as a functional material) is used. When a functional material having a moisture absorbing / releasing function is used, a functional sheet having good moisture absorbing / releasing function can be provided.
[0048]
Further, as in the method for producing a functional sheet according to claim 5, a powdery functional material having a particle size of 2000 μm or less and a cellulose microfibril slurry are prepared by mixing a powdery functional material with 50 to 97 on a dry basis. % By weight and cellulose microfibrils are mixed at a ratio of 3 to 50% by weight on a dry basis and then formed into a sheet. It is possible to reliably and efficiently manufacture a functional sheet having strength and having a powdery functional material dispersed in the sheet.
[0049]
Further, as in the method for producing a functional sheet according to claim 6, the mixed slurry obtained by mixing the powdery and granular functional substance and the cellulose microfibril slurry is dehydrated by a dehydration method utilizing a capillary phenomenon, whereby the efficiency is improved. Dehydration can be performed well, and the amount of water evaporated in a subsequent step such as drying in a sheet forming step can be reduced, so that a functional sheet can be manufactured efficiently.
[0050]
Further, as in the method for producing a functional sheet according to the seventh aspect, by using microfibrils having a water retention capacity of 400% or more and sufficiently fine fiberized, sufficient mechanical strength when formed into a sheet. Can be expressed, and the functional material in the form of powder can be sufficiently dispersed and securely held, so that the present invention can be made more effective.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a side view showing a dewatering roller used for dewatering a cellulose microfibril slurry in an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a front view.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper roller 1a Water absorption part of upper roller 2 Lower roller 2a Water absorption part of lower roller 3 Conveyor belt 4 Squeezing roller 5 Mixed slurry

Claims

A powdery functional material having a particle size of 2000 μm or less and a cellulose microfibril obtained by finely recycling waste paper raw material containing waste paper as a main component, on a dry basis,
Powdery functional material: 50-97% by weight
Cellulose microfibril: 3 to 50% by weight
The functional sheet characterized in that it is contained at a ratio of:

2. The powdery functional material has at least one function selected from the group consisting of a moisture absorption / release function, a VOC adsorption function, an oxidative decomposition function, and a sterilization / sterilization function. Functional sheet as described.

The function according to claim 1 or 2, wherein the powdery functional material is at least one selected from the group consisting of wood flour, zeolite, silica gel, activated carbon, titanium oxide, ground shell, and diatomaceous earth. Sheet.

A step of mixing a powdery or granular functional substance having a particle diameter of 2000 μm or less, and a cellulose microfibril slurry prepared by wet grinding a waste paper raw material containing waste paper as a main component into fine fibers,
Forming a sheet of a mixed slurry obtained by mixing the powdery and granular functional material and the cellulose microfibril slurry.

A powdery functional material having a particle diameter of 2000 μm or less and a cellulose microfibril slurry are prepared by mixing the powdery functional material with 50 to 97% by weight on a dry basis and the cellulose microfibril with 3 to 50% by weight on a dry basis. 5. The method for producing a functional sheet according to claim 4, wherein the mixture is formed into a sheet after mixing at a ratio as desired.

The function according to claim 4, wherein the mixed slurry obtained by mixing the granular functional material and the cellulose microfibril slurry is dehydrated by a dehydration method utilizing a capillary phenomenon, and then formed into a sheet. Method for producing a functional sheet.

7. A cellulose microfibril prepared by wet-grinding a waste paper raw material containing waste paper as a main component to obtain fine fibers and having a water retention capacity of 400% or more is used. A method for producing a functional sheet according to any one of the above.