JP2005096845A - 成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】 ミクロフィブリルセルロースは水素結合により強固に結合するが密度が高くなり水に分散された状態から一旦水を蒸発させると熱可塑性を有しないことから成形性に乏しく、筒状に加工するには削りだす等の方法しかなく、再利用するには、再結合したミクロフィブリルを互いに引き離すようなミクロフィブリル化する処理をするためのエネルギーを加えなければならないという問題がある。
【解決手段】 植物性繊維を含む解繊可能な薄体を巻いて接着し、筒状に形成した紙管の接着層３に結合材として、水又は水酸基を持つ液体中に分散されているミクロフィブリルセルロースを適用することにより、薄体で形成された紙管とともにミクロフィブリルセルロースを再度製紙工程に投入して再利用を図れるようにすることにより、ミクロフィブリルセルロースの成形体が再利用し難いという問題を解消する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、ミクロフィブリルセルロースを適用してなる成形体に関する。

リサイクルに適した従来の成形体として、紙を用いた紙管などが代表的な例として挙げられる。
つまり、紙は、セルロース繊維の集合体であって、解繊可能な薄体（基材）に成形されたものである。紙は使用後に古紙として回収されてパルパーで離解されてパルプと同様に単独で、あるいは新たなパルプと混合されて再び紙として再生される。そのため、紙製品は非常に優れたリサイクル製品ということができる。なお、この明細書及び特許請求の範囲において、解繊の概念の中に離解が含まれるものとする。
しかし、紙は立体的な構造物とは言えず、例えば紙を積層したり、紙を巻いたり、紙を折ったり絞ったりして初めて立体になる。紙の密度は０．７程度であり、軽くかつ、密度の割には丈夫であるが、水に弱く、また硬度などの機械的強度の点や吸湿することによる寸法変化、切削による加工がし難いなどの点で構造体としては使いづらい側面を有する。
また、従来の成形体では、古紙のセルロース繊維を活用して直接立体的な構造に成形したものとして、パルプモールドが代表例として挙げられる。パルプモールドもリサイクル性に優れた成形体ではあるが、耐水性や機械的強度、寸法安定性、加工性などの問題から、例えば鶏卵の業務用トレーに見られるように輸送物の緩衝材料が主な用途で、限られた用途に展開されるに留まっている。

一方、セルロース繊維の解繊を進めミクロフィブリル化されているセルロース繊維（ミクロフィブリルセルロース）にプラスチックを混ぜることによって成形体を成形すると構造材料の密度が高くなり紙などを混ぜたものに比べて耐水性、耐油性、ガスバリア性、機械的特性、表面の平坦性を改善することができる。例えば、特開平８−１９３１６８号公報には生分解性ポリマー組成物が、特表平９−５０９６９４号公報にはミクロフィブリル セルロース強化ポリマーが開示されている。
ミクロフィブリル状微細繊維の詳細については、特公昭４８−６６４１号公報、特公昭５０−３８７２０号公報等に記載され、特開平１０−２４８８７２号公報には、また商品名「セリッシュ」（ダイセル化学工業（株）製）等として市販されていることが記載されている。
また、特開平２００３−２０１６９５号公報には、ミクロフィブリルセルロースからなる高強度材料に関する記載がある。ミクロフィブリルセルロースを用いた高強度材料は、セルロースを用いているため古紙などから製造することが可能であり、石油由来のプラスチックを使用することに比べれば環境負荷は少ないといえ、優れた材料である。
しかし、ミクロフィブリルセルロースは水素結合により強固に結合するため高強度材料としての活用が可能であるが、水に分散された状態から一旦水を蒸発させて乾燥させると、密度が高くなり（特開２００３−２０１６９５号公報の記載によれば１．４５など）、熱可塑性を有しないことから成形性に乏しく、乾燥の際の収縮が激しいため、所望の立体構造にするには削りだすなど成形方法が限られる。また、プラスチックに比べて耐水性などの物性面で改良の余地がある。

特開平８−１９３１６８号公報 特表平９−５０９６９４号公報 特公昭４８−６６４１号公報 特公昭５０−３８７２０号公報 特開平１０−２４８８７２号公報 特開２００３−２０１６９５号公報

従来のミクロフィブリルセルロースを含有する成形体は上記のように形成されているため、用途開発を行いにくく、地球温暖化の原因ともなっている石油由来のプラスチックを十分に削減できるに至っていないという問題点がある。
この発明は上記の問題点を解消するためになされたものであり、石油由来の材料の使用量を低減できるミクロフィブリルセルロースを含有する成形体を多岐の用途にわたり提供することを目的とする。

第１の課題解決手段による成形体は、繊維状物質が解繊可能に結合されてなる基材間が、ミクロフィブリルセルロースを５重量％以上９９重量％以下含有する接合材で接合されているものである。
第２の課題解決手段による成形体は、第１の課題解決手段において、基材は、繊維状物質が解繊可能に結合されてなる薄体が複数層巻かれて筒状に形成され、薄体の層間が接合材で結合されているものである。
第３の課題解決手段による成形体は、第１の課題解決手段において、繊維状物質が解繊可能に結合されてなる薄体が３層以上積層され、薄体の複数の層間が接合材で結合されているものである。
第４の課題解決手段による成形体は、第１から第３の課題解決手段のいずれかにおいて、接合材の厚さが、０．２ｍｍ以上であるものである。
第５の課題解決手段による成形体は、第１から第４の課題解決手段のいずれかにおいて、基材が、紙製であるものである。
第６の課題解決手段による成形体は、第１から第５の課題解決手段のいずれかにおいて、植物由来の材料及び動物由来の材料のうち少なくとも一方を含むものである。
第７の課題解決手段による成形体は、第６の課題解決手段において、接合材は、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維を含むものである。
第８の課題解決手段による成形体は、第１から第７の課題解決手段のいずれかにおいて、接合材が、熱可塑性の材料を含むものである。
第９の課題解決手段による成形体は、第８の課題解決手段において、熱可塑性の材料が、基材が湿式で解繊可能であって繊維状物質を解繊する際に用いられる液体に溶解可能であるものである。
第１０の課題解決手段による成形体は、第９の課題解決手段において、接合材が、熱可塑性の澱粉及びヒドロキシプロピルセルロースのうち少なくとも一方を含むものである。
第１１の課題解決手段による成形体は、第１から第１０の課題解決手段のいずれかにおいて、接合材が、ミクロフィブリルセルロースのいずれかの繊維長よりも繊維長が短い繊維状物質を含むものである。
第１２の課題解決手段による成形体は、第１から第１１の課題解決手段のいずれかにおいて、接合材が、粒度分布のメジアンがミクロフィブリルセルロースのいずれかの繊維長の２分の１以下であるフィラーを含むものである。
第１３の課題解決手段による成形体は、第１から第１２の課題解決手段のいずれかにおいて、基材は、接合すべき部分同士が対向する部位に互いに孔を有し、当該孔に接合材が入れられて接合がなされているものである。
第１４の課題解決手段による成形体は、ミクロフィブリルセルロースを６５重量％以上９９重量％以下含有する基材でグルーブ状の係止部が形成されているものである。
第１５の課題解決手段による成形体は、ルミネッセンス材料及びクロミズム材料のうち少なくとも一方と、総重量の６５重量％以上９９重量％以下のミクロフィブリルセルロースとを備えるものである。
第１６の課題解決手段による成形体は、ミクロフィブリルセルロースと酸化シリコンの複合体を含んでなり、ミクロフィブリルセルロースを６５重量％以上９９重量％以下含有するものである。
第１７の課題解決手段による成形体は、ミクロフィブリルセルロースと炭酸カルシウムの複合体を含んでなり、ミクロフィブリルセルロースを６５重量％以上９９重量％以下含有するものである。
第１８の課題解決手段による成形体は、ミクロフィブリルセルロースとミクロフィブリル化されていないセルロース繊維とを混合して成形される成形体において、ミクロフィブリルセルロースを６５重量％以上９９重量％以下含有するこものである。
第１９の課題解決手段による成形体は、第１８の課題解決手段の成形体において、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維又は他の遮光性の添加物が添加されているものである。
第２０の課題解決手段による成形体は、ミクロフィブリルセルロースとミクロフィブリル化されていないセルロース繊維とを混合して成形される成形体において、ミクロフィブリルセルロースを１重量％以上９９重量％以下含有し、ミクロフィブリルセルロースとミクロフィブリル化されていないセルロース繊維との混合物の粒度分布に少なくとも３つ以上のピークを有するか又は、いずれかのピークの粒度分布の半値幅がピーク値の１０％の値における粒度分布幅の３分の２よりも広いものである。
第２１の課題解決手段による成形体は、油脂及び金属石けんのうち少なくとも一方とミクロフィブリルセルロースとを含んでなり、ミクロフィブリルセルロースを６５重量％以上９９重量％以下含有し、油脂及び金属石けんを内部よりも表面近傍に多く偏在させているものである。
第２２の課題解決手段による成形体は、ミクロフィブリルセルロースを６５重量％以上９９重量％以下含有する基体と、基体表面に形成された酸化シリコンを主とするガラス層と、基体とガラス層との間にミクロフィブリルセルロースと酸化シリコンとが複合された層とを備えるものである。

第１の課題解決手段の成形体によれば、高強度材料であるミクロフィブリルセルロースによって基材を補強されていて基材のみからなるものよりも高い機械的強度を有すると共に、ミクロフィブリルセルロースを主材として形成された成形体に比べて、基材が繊維状物質を解繊可能に結合したものであるから、リサイクル性に優れており、空隙率を変えて軽量化することが容易であるという効果がある。
第２の課題解決手段の成形体によれば、薄体を筒状に成形しているため、結合材もほぼ筒状になるためアーチ効果により圧縮強度やビーム強度を向上させることができるという効果がある。
第３の課題解決手段の成形体によれば、複数の接合材の層間に挟まれた基材により、成形体を曲げる力が加わったときに接合材に加わる力は、複数の層間に形成されているため、接合材に対しては、曲げモーメントから引張りモーメントへ変換されるので、成形体のヤング率を高めることができるという効果がある。
第４の課題解決手段の成形体によれば、基材に接触している部分の応力により基材にクラックなどが入ることを防止でき、接合に十分な強度を持たせることができ、基材の補強を十分なものにできるという効果がある。
第５の課題解決手段の成形体によれば、基材が紙であり、ミクロフィブリルセルロースも紙と同様にセルロース繊維であるため、紙のリサイクルと同様にリサイクルを行えるという効果がある。
第６の課題解決手段の成形体によれば、植物由来の材料及び動物由来の材料のうち少なくとも一方を用いてミクロフィブリルセルロース層を高機能化でき、石油由来の材料を削減できるという効果がある。
第７の課題解決手段の成形体によれば、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維はミクロフィブリルセルロースに比べてエネルギー投入量が小さく安価なためコストを低減でき、同じセルロース繊維同士であるため水素結合することから結合材料の機械的な強度低下を低減できるという効果がある。
第８の課題解決手段の成形体によれば、基体を接合材で接合させた後に接合材を熱可塑性の材料が有する軟化点まで加熱することにより成形体の形状を変更し易くなるという効果がある。
第９の課題解決手段の成形体によれば、基材の解繊時に熱可塑性の材料を基材と分離でき、解繊が容易になるという効果がある。
第１０の課題解決手段の成形体によれば、熱可塑性であり、水溶性であるためリサイクルに適している成形体を提供できるという効果がある。
第１１の課題解決手段の成形体によれば、セルロース繊維以外の繊維状物質がミクロフィブリルセルロースよりも繊維長が長いので延伸度の改善が行い易くなるという効果がある。
第１２の課題解決手段の成形体によれば、フィラーにより硬度や比重などの物性を変えることができるが、フィラーの粒度分布の目ジアンをミクロフィブリルセルロースの繊維長の２分の１以下とすることでフィラーの添加による強度低下を抑制できるという効果がある。
第１３の課題解決手段の成形体によれば、紙などにスリットを入れることにより糸取りの機能を実現している場合に比べて、湿度変化に対する寸法安定性がよく、糸取りの安定性が向上するという効果がある。
第１４の課題解決手段の成形体によれば、孔に入り込んだミクロフィブリルセルロースにより接合材と接合すべき部分との結合力が増すため、接合材を介して接合すべき部分同士の結合が強くなるという効果がある。
第１５の課題解決手段の成形体によれば、プラスチックなどの石油由来の部品を減らしつつ、ルミネッセンス材料やクロミズム材料の光学的効果を有する成形体を組込むことができるという効果がある。
第１６の課題解決手段の成形体によれば、ミクロフィブリルセルロースと酸化シリコンの複合体を含むことにより、硬度や耐水性の高い成形体を提供できるという効果がある。
第１７の課題解決手段の成形体によれば、ミクロフィブリルセルロースと炭酸カルシウムの複合体を含むことにより、硬度や耐水性の高い成形体を提供できるという効果がある。
第１８の課題解決手段の成形体によれば、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維はミクロフィブリルセルロースに比べてエネルギー投入量が小さく安価なためコストを低減でき、同じセルロース繊維同士であるため水素結合することから結合材料の機械的な強度低下を低減できるという効果がある。
第１９の課題解決手段の成形体によれば、感光材や光に敏感な薬剤などを保管する容器として使用することができる成形体を提供できるという効果がある。
第２０の課題解決手段の成形体によれば、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維はミクロフィブリルセルロースに比べてエネルギー投入量が小さく安価なためコストを低減でき、同じセルロース繊維同士であるため水素結合することから結合材料の機械的な強度低下を低減できるが、粒度分布を広げることにより最密充填に近づき強度を得易くなるというという効果がある。
第２１の課題解決手段の成形体によれば、油脂及び金属石けんを表面近傍に偏在させることにより強度を保持しつつ表面の潤滑性を向上させることができるという効果がある。
第２２の課題解決手段の成形体によれば、表面のガラス層により耐水性などの機能を向上させることができ、成形体の耐久性を向上させることができるという効果がある。

（第１実施形態）
以下、この発明の第１実施形態による成形体について図１乃至図３を用いて説明する。図１は第１実施形態による成形体の一例としての糸巻取り用紙管を示す斜視図である。図２は図１の紙管に用いられる素管である。また、図２は図１に示した紙管の一部断面構造を表している断面図である。
図２の素管１Ａは、複数の紙テープ２を螺旋状に巻いて構成されており、異なる層に配された紙テープ２間は、接着層３にて接着されている。紙管１には、糸を取るためのグルーブ４が形成されている。素管１Ａの表面には表面層６が形成されている。なお、この明細書及び特許請求の範囲の記載において接合には接着の概念が含まれるものとする。
紙テープ２は、紙をテープ状にスリットして形成されたものであり、紙がセルロース繊維を解繊可能に結合したものであるから、紙テープ２もパルパーなどにより解繊できる解繊可能な基材である。パルパーで紙を解かすことを離解というが、その明細書及び特許請求の範囲の説明における解繊には、離解も含まれるものとし、湿式及び乾式のいずれも含む概念である。
接着層３は、ミクロフィブリルセルロースとデキストリンからなる。ミクロフィブリルセルロースの製造方法には、例えば特開平６−１０２８６号公報、特開平７−３１０２９６号公報、特開平８−２８４０９０号公報及び特開２００２−１９４６９号公報等に記載されている方法を用いることができる。ミクロフィブリルセルロースは水に分散でき、デキストリンが水に可溶であることから、デキストリンの溶液にミクロフィブリルセルロースを混ぜて接着剤として用いる。ミクロフィブリルセルロースの含有率が上がると増粘が著しいため、回転するドラムの一部を接着剤の入った層に浸してドラムから紙テープ２上に転写するのは困難であるが、例えば紙テープ２上に、ミクロフィブリルセルロースとデキストリンと水の混合物を押出して接着することはできる。
ミクロフィブリルセルロースの含有量は、５重量％から９９重量％まで効果があるが、ミクロフィブリルセルロースの含有率が上がると、初期接着性が低下するため、螺旋状に巻きつけるよりも、紙テープを幅の広いものに換えて、角度を付けずに巻き付ける、いわゆる平巻の方が作業を行いやすい。
接着層３の厚さは通常数十μｍ程度であるが、接合材として高強度を持たせるためには、厚さを０．２ｍｍ以上とすることが好ましい。厚さは、紙など表面の粗い場合には０．３ｍｍ以上とすることが好ましく、さらには熱成形や研磨など後加工することを考慮すると０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。さらに高強度とするためには、接着層３において、ミクロフィブリルセルロースを６５重量％以上含有することが好ましい。
図４はこの発明の第１実施形態による紙管の製造工程を説明するための工程図である。図４に示すように、複数の紙テープ２がマンドレル１０に巻きつけられながらベルト１１で駆動されて前方へ送られる。異なる層の紙テープ２の間には高粘度の混合物（ミクロフィブリルセルロースとデキストリンと水）が押出し成形機１２から押出される。成形された素管１Ａの上にミクロフィブリルセルロースの懸濁液が押出し成形機１３により押出され、整形機１４で真円度が向上するよう整形される。整形機１４は、例えば超音波で振動している。整形機がもう一台押出し機１３の前に設置され、接着剤の乾いていない素管１Ａに対し、超音波を印加してもよい。
紙テープ２は３層以上巻きつけられており、接着層３は複数層になっている。接着層３が複数の接着層になると、紙管１の上面に直角に力が加わったときに、
接着層３が薄くても、接着層３の間にある紙テープ２の厚みが加わるため、一方の接着層３に引張り、他方の接着層３に圧縮の応力が加わることになり、紙テープ２の両面を挟む膜の強度が強い方が紙管１に加わる曲げ応力に対して強くなる。従って、接着層３がミクロフィブリルセルロースによって強化されることにより紙管１の曲げ強度が向上する。
接着層３には、デキストリンに代えて、無機物である水ガラスなどを用いることもできるが、熱可塑性の澱粉やヒドロキシプロピルセルロースなどの熱可塑性の材料を用いることが好ましい。熱可塑性の材料を用いることにより、接着剤３が乾燥して固化した後、例えば紙管１全体を熱可塑性の材料の軟化点以上に加熱して紙管１の形状を修正することができる。熱可塑性の澱粉やヒドロキシプロピルセルロース以外の熱可塑性の材料を適用しても良いが、石油由来の材料を低減するため、植物由来又は動物由来の材料を用いることが好ましい。
澱粉及びヒドロキシプロピルセルロースを用いる他の利点は水溶性である点にある。紙管１が使用目的を終えて回収され、古紙などと共にパルパーにて離解される際、水溶性であることから、離解の妨げとならない。また、澱粉やヒドロキシセルロースは、再生紙となる際に不純物として残留しても人体に悪影響を及ぼすことはない。
接着層３つまり接合材には、ミクロフィブリルセルロースの繊維長とは異なる繊維長を有する繊維状物質を含むようにしてもよい。繊維状物質としては、炭素繊維、グラスファイバー、ボロン繊維などがある。できれば、グラスファイバーなどがミクロフィブリルセルロースの平均繊維長より短い繊維長を有する繊維状フィラーを分散することが引張り破断伸びを改善するには好ましい。ミクロフィブリルセルロースの繊維長も分布しているため、いずれかのミクロフィブリルセルロースと比べて繊維長が短い繊維状物質が含まれていれば、接着層３の延伸性を改善できる。特に、アスペクト比は高いほうが好ましい。例えば、炭素繊維として、昭和電工株式会社製ＶＧＣＦ(登録商標)、平均繊維径０．２μｍ、平均繊維長１０〜２０μｍのものが用いられる。
また、接着層３に、フィラーを入れる場合には、ミクロフィブリルセルロースの繊維長の２分の１以下のものを入れることが好ましい。フィラーが小さい方がミクロフィブリルセルロース同士の結合を邪魔する確率が小さくなり、強度低下を少なくできるからである。
表面層５は、ミクロフィブリルセルロースを６５重量％から９９重量％含む懸濁液を塗布することで形成される。懸濁液は水とミクロフィブリルセルロースに添加物を加えて生成される。添加物としては、例えば澱粉や炭素繊維などである。グルーブ４は、表面層５に薄い刃物で切込みを入れて形成される。ミクロフィブリルセルロースの含有量が多いことから硬くなるので、完全に乾き切らないうちに刃物で加工する。ミクロフィブリルセルロースが乾燥すると収縮するため切込みの周囲が引張られ切り込みが広がる。乾燥後に所望の形状にミクロフィブリルセルロースを削ることにより、精度の高いグルーブ４が形成される。ミクロフィブリルセルロースを多く含むため、紙に比べて密度が高く、水分による変化を小さくすることができる。そのため、線条などで把持する確実性が向上する。
図４は紙テープの他の態様を示す平面図である。紙テープ３Ａに孔６を明けておき、孔６の開いた紙テープ３Ａを接着層で接着すると、孔６の中にミクロフィブリルセルロース及びデキストリンが入るため、孔６の開いていないものに比べて接合される強度は向上する。

（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態による成形体について説明する。セルロース繊維が強固に結合しているミクロフィブリルセルロース中に例えばフォトクロミズム材料を添加することができる。フォトクロミズム材料としては、水によって変質しないものが好ましく、例えば特許第２７７７２２４号公報に記載されている材料を添加することができる。また、フォトルミネッセンス材料として、蛍光塗料を混ぜ込むことができる。ミクロフィブリルセルロースは、紙に比べて密度が高いので、このような材料を保持し易くまた、通常の紙に比べて光の透過度が高いことから、光学材料としての性能を引き出し易い。
このような光学材料を、水とミクロフィブリルセルロースを含む懸濁液中に拡散し、乾燥させて所望の立体的形状に固めることにより成形体が製造される。

（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態による成形体においては、酸化シリコンとミクロフィブリルセルロースとを複合させる。例えば特許第３０２０９３４号公報や特許第２８８０６５４号公報に記載されているゾルゲル法により形成することができる。ゾルゲル法に用いられる溶液と同じ成分となるように、ミクロフィブリルセルロースの懸濁液を調整する。例えば、ミクロフィブリルセルロースが分散されている水を一部若しくは全部アルコールなどに置換する。そして、懸濁液中にオルガノポリシロキサン等の材料を入れてゾルゲル法により酸化シリコンを形成しながら乾燥し、ミクロフィブリルセルロースと酸化シリコンの複合体を成形体に形成する。この成形体中には、ミクロフィブリルセルロース６５重量％から９９重量％含むことにより高強度材料となっている。さらに、ミクロフィブリルセルロースと酸化シリコンの複合体によりミクロフィブリルセルロースのみで構成する場合に比べて、硬度や耐水性が向上する。ミクロフィブリルセルロースと酸化シリコンの複合により透明度が向上する場合もある。

（第４実施形態）
次に、この発明の第４実施形態について説明する。
第４実施形態による成形体は、ミクロフィブリルセルロース６５重量％から９９重量％含む高強度成形体であって、炭酸カルシウムとミクロフィブリルセルロースとを複合させる。例えば、ミクロフィブリルセルロースの懸濁液や混合物中に水酸化カルシウムを溶かしておく。この懸濁液や混合物によりミクロフィブリルセルロース層７を形成するのであるが、二酸化炭素が存在する雰囲気中で懸濁液や混合物の攪拌又は混錬が行われるようにして成形するとともに、水酸化カルシウムを炭酸カルシウムに変化させて、ミクロフィブリルセルロースと炭酸カルシウムの複合をする。さらに、ミクロフィブリルセルロースと炭酸カルシウムの複合体によりミクロフィブリルセルロースのみで構成する場合に比べて、硬度や耐水性を向上させることができる。

（第５実施形態）
次に、この発明の第５実施形態について説明する。
第５実施形態による成形体は、ミクロフィブリルセルロースを６５重量％以上９９重量％以下含む高強度成形体であって、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維を分散させて含有させる。ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維は、ミクロフィブリル化されているセルロース繊維に比べてセルロース繊維を得るために投入するエネルギーコストと製造時間を短縮できるので、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維を混ぜることにより成形体を低コストにて得られる。ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維であってもセルロース繊維であることに変わりはなく、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維とミクロフィブリルセルロースとの間でも水素結合が行われるため、水素結合などの強い結合を行わないような例えばガラスファイバーを入れる場合に比べてミクロフィブリルセルロースからなる成形体の機械的強度低下を少なくできる。ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維をミクロフィブリルセルロース中に分散させる方法としては、例えばミクロフィブリルセルロースの懸濁液中に、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維を分散して成形・乾燥させる方法や、あるいはミクロフィブリルセルロースと水の混合物中にミクロフィブリル化されていないセルロース繊維を混ぜ込んで成形し、乾燥させる方法がある。
ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維をミクロフィブリルセルロース中に分散させる場合、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維の粒度分布は広い範囲に平均的に分布している方が好ましい。例えば、古紙からミクロフィブリル化されていないセルロース繊維を得る場合に、解繊の方法や程度が異なる数種類の解繊品をブレンドして用いると、粒度分布には図６に示すようにミクロフィブリルセルロースのピーク以外に、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維のピークが２つ以上現れる。あるいは、図７に示すようにピーク付近の分布幅が広い粒度分布となる。この場合には、半値幅がピーク値の１０％以上の値を有する粒度分布の幅の２／３より広いことが好ましい。前述のような分布を取らせる場合には、ミクロフィブリルセルロースの含有率が１重量％から９９重量％のものであっても効果を有する。
ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維を分散させることにより遮光性を向上させることができるが、感光材や光に敏感な薬剤を保管する容器として成形体を使用したい場合には、酸化チタンや雲母などの遮光性の高いフィラーを添加することが好ましい。遮光性の高いフィラーとミクロフィブリルセルロースからなる成形体を形成することも可能であり、その成形体に他の添加物を添加することも可能である。

（第６実施形態）
次に、この発明の第６実施形態について説明する。
第６実施形態による成形体は、ミクロフィブリルセルロース６５重量％から９９重量％含む高強度成形体であって、油脂及び金属石けんのうち少なくとも一方をミクロフィブリルセルロース中に添加してなる。例えば、油脂を添加した場合、成形体の表面において撥水作用や潤滑作用を持たせることができる。

以上のように、撥水作用や潤滑作用は、表面で特に重要であるから、油脂及び金属石けんは表面に近い部分に多く分布することが好ましい。一方、潤滑作用等を必要としない個所では高強度を維持するため、油脂等が少ない方が好ましい。
油の添加は、ミクロフィブリルセルロースの懸濁液や混合物中に油を超音波等により水と混ぜて添加することで行うことができ、脂の添加は、例えば湯煎したものを超音波で細かくするなどして細かくなった脂を懸濁液や混合物中に混ぜ込むことにより行うことができる。
例えば、油脂や金属石けんを含まないミクロフィブリルセルロースの混合物で成形体を形成し、その上に上述のようにして油脂が添加された懸濁液や混合物を形成することにより、表面近傍に油脂が多く分布する成形体を形成することができる。図８は、内周面に油脂が多く添加された筒状体の構成を示す模式図である。筒状体３０は、内周面近傍に油脂の豊富な領域３１を有するため、例えば軸受けとして筒状体３０を使用した場合、油脂の豊富な領域３１から供給された油脂が潤滑作用を発揮し、軸に対してその内周面で低い摺動抵抗を実現できる。

（第７実施形態）
次に、この発明の第７実施形態について説明する。
第７実施形態による成形体は、ミクロフィブリルセルロース６５重量％から９９重量％含む高強度成形体であって、表面に酸化シリコンを主とするガラス層を備えてなる。例えば、完全に乾き切っていないミクロフィブリルセルロース６５重量％から９９重量％含む高強度成形体上に、ゾルゲル法により、酸化シリコンからなるガラス層が、数μｍ〜数十μｍ形成される。ガラス層は例えば特許第３０２０９３４号公報や特許第２８８０６５４号公報に記載されているゾルゲル法により形成することができる。ガラス層は、後述するミクロフィブリルセルロース層よりも高いバリア性を備えており、成形体全体がガラス層で覆われることにより水分や水蒸気などの侵入を防ぎ、成形体の劣化を防止することができる。
ミクロフィブリルセルロースが完全に乾き切っていない状態であるため、ガラス層とミクロフィブリルセルロース層との間に、両者が複合された層を有する。そのため、密着度が強固になる。

本発明の第１実施形態による紙管を示す斜視図である。 図１の紙管を構成する素管の斜視図である。 図１の紙管の断面を示す断面図である。 本発明の第１実施形態のよる紙管の一製造工程を示す工程図である。 紙テープの他の態様を説明するための平面図である。 本発明の第５実施形態よるミクロフィブリルセルロース層を形成するセルロース繊維の粒度分布を示すグラフである。 本発明の第５実施形態よるミクロフィブリルセルロース層を形成するセルロース繊維の粒度分布を示すグラフである。 本発明の第６実施形態よる筒状体の正面図である。

符号の説明

１ 紙管、２ 紙テープ、３ 接着層。

Claims (22)

1. 繊維状物質が解繊可能に結合されてなる基材間が、ミクロフィブリルセルロースを５重量％以上９９重量％以下含有する接合材で接合されていることを特徴とする成形体。
2. 前記基材は、繊維状物質が解繊可能に結合されてなる薄体が複数層巻かれて筒状に形成され、前記薄体の層間が前記接合材で結合されていることを特徴とする、請求項１記載の成形体。
3. 前記基材は、繊維状物質が解繊可能に結合されてなる薄体が３層以上積層され、前記薄体の複数の層間が前記接合材で結合されていることを特徴とする、請求項１記載の成形体。
4. 前記接合材の厚さが、０．２ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の成形体。
5. 前記基材が、紙製であることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の成形体。
6. 前記接合材が、植物由来の材料及び動物由来の材料のうち少なくとも一方を含むことを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の成形体。
7. 前記接合材は、ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維を含むことを特徴とする、請求項６記載の成形体。
8. 前記接合材が、熱可塑性の材料を含むことを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の成形体。
9. 前記熱可塑性の材料が、前記基材が湿式で解繊可能であって前記繊維状物質を解繊する際に用いられる液体に溶解可能であることを特徴とする請求項８記載の成形体。
10. 前記接合材が、熱可塑性の澱粉及びヒドロキシプロピルセルロースのうち少なくとも一方を含むことを特徴とする、請求項９記載の成形体。
11. 前記接合材が、ミクロフィブリルセルロースのいずれかの繊維長よりも繊維長が短い繊維状物質を含むことを特徴とする、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の成形体。
12. 前記接合材が、粒度分布のメジアンが前記ミクロフィブリルセルロースのいずれかの繊維長の２分の１以下であるフィラーを含むことを特徴とする、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の成形体。
13. 前記基材は、接合すべき部分同士が対向する部位に互いに孔を有し、当該孔に前記接合材が入れられて接合がなされていることを特徴とする、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の成形体。
14. ミクロフィブリルセルロースを６５重量％以上９９重量％以下含有する基材でグルーブ状の係止部が形成されていることを特徴とする成形体。
15. ルミネッセンス材料及びクロミズム材料のうち少なくとも一方と、
    総重量の６５重量％以上９９重量％以下のミクロフィブリルセルロースとを備えることを特徴とする成形体。
16. ミクロフィブリルセルロースと酸化シリコンの複合体を含んでなり、前記ミクロフィブリルセルロースを６５重量％以上９９重量％以下含有することを特徴とする成形体。
17. ミクロフィブリルセルロースと炭酸カルシウムの複合体を含んでなり、前記ミクロフィブリルセルロースを６５重量％以上９９重量％以下含有することを特徴とする成形体。
18. ミクロフィブリルセルロースとミクロフィブリル化されていないセルロース繊維とを混合して成形される成形体において、前記ミクロフィブリルセルロースを６５重量％以上９９重量％以下含有することを特徴とする成形体。
19. ミクロフィブリル化されていないセルロース繊維又は他の遮光性の添加物が添加されていることを特徴とする、請求項１８記載の成形体。
20. ミクロフィブリルセルロースとミクロフィブリル化されていないセルロース繊維とを混合して成形される成形体において、
    前記ミクロフィブリルセルロースを１重量％以上９９重量％以下含有し、
    前記ミクロフィブリルセルロースとミクロフィブリル化されていないセルロース繊維との混合物の粒度分布に少なくとも３つ以上のピークを有するか又は、いずれかのピークの粒度分布の半値幅がピーク値の１０％の値における粒度分布幅の３分の２よりも広いことを特徴とする成形体。
21. 油脂及び金属石けんのうち少なくとも一方とミクロフィブリルセルロースとを含んでなり、
    前記ミクロフィブリルセルロースを６５重量％以上９９重量％以下含有し、
    前記油脂及び前記金属石けんを内部よりも表面近傍に多く偏在させていることを特徴とする成形体。
22. ミクロフィブリルセルロースを６５重量％以上９９重量％以下含有する基体と、
    前記基体表面に形成された酸化シリコンを主とするガラス層と、
    前記基体とガラス層との間にミクロフィブリルセルロースと酸化シリコンとが複合された層とを備えることを特徴とする成形体。
    

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