JP2015168914A - 微細繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、微細繊維状セルロースを効率よくポリアミド樹脂とコンポジット化する微細繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本願発明は微細繊維状セルロースコンポジットシートを簡便で効率よく製造する方法を提供する。本願発明は、微細繊維状セルロースを含む水系懸濁液にポリアミド樹脂水性エマルションを混合して混合液を製造する調製工程、前記混合液を多孔性の基材上でろ過により脱水して水分を含んだシートを形成する抄紙工程、及び前記水分を含んだシートを加熱乾燥する乾燥工程を有する微細繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法である。また、前記微細繊維状セルロースコンポジットシートとポリアミド樹脂の複合体の製造方法を提供する。
【選択図】なし

Description

本発明は、微細繊維状セルロースを効率よくポリアミド樹脂とコンポジット化する微細繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法を提供することを目的とする。また前記製造方法により得られる微細繊維状セルロースコンポジットシートとポリアミド樹脂との複合体の製造方法を提供する。

近年、物質をナノメートルサイズの大きさにすることによりバルクや分子レベルとは異なる物性を得ることを目的としたナノテクノロジーが注目されている。一方で、石油資源の代替および環境意識の高まりから再生産可能な天然繊維の応用にも注目が集まっている。
天然繊維の中でもセルロース繊維、とりわけ木材由来のセルロース繊維（パルプ）は主に紙製品として幅広く使用されている。紙に使用されるセルロース繊維の幅は１０〜５０μｍのものがほとんどである。

また、セルロース繊維は弾性率が高く、熱膨張率の低いセルロース結晶の集合体であり、セルロース繊維を高分子とコンポジット化することによって耐熱寸法安定性が向上するため、積層板などに利用されている。さらに、微細繊維状セルロースシートの繊維はセルロース結晶の集合体で、非常に剛直であり、また、繊維幅が小さいため、通常のセルロースシート（紙）に比べると同質量において繊維の本数が飛躍的に多くなる。そのため、高分子とコンポジット化すると高分子中で細い繊維がより均一かつ緻密に分散し、耐熱寸法安定性が飛躍的に向上する。

微細繊維状セルロースに関する微細化技術、高分子とのコンポジット化技術については数多く開示されているが、工業的な生産性を維持しつつ、微細繊維状セルロースをコンポジットシートにする技術についてはほとんど開示されていないのが現状である。

特許文献１にはセルロースナノファイバーをＮ-オキシル化合物および共酸化剤で天然セルロースを処理する事で作製し、ポリアミドと複合化する技術が開示されているが、微細繊維化されたセルロースをシート化すると同時に高分子とコンポジット化する技術については開示も示唆もない。

特許文献２にはセルロースナノファイバーの水酸基を親水性有機溶媒で溶媒和し、溶融したプラスチックと混合する事で複合材料を製造する技術が開示されているが特許文献１と同様微細繊維化されたセルロースをシート化すると同時に高分子とコンポジット化する技術については開示も示唆もない。

特開２０１０−７７２４８号公報 特開２０１３−１７０２４１号公報

本発明は、微細繊維状セルロースを含む水系懸濁液にポリアミド樹脂水性エマルションを混合し、この混合液を多孔性の基材上でろ過により脱水した後、乾燥する工程を有する微細繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法を提供するものである。また、前記微細繊維状セルロースコンポジットシートとポリアミド樹脂の複合体の製造方法を提供する。

本発明者らは、微細繊維状セルロースを含む水系懸濁液にポリアミド樹脂水性エマルションを混合し、この混合液を多孔性の基材上でろ過により脱水し、乾燥する方法によって水を多く含む多糖類材料を効率的にコンポジットシート化できるか種々検討し、かかる知見に基づき本発明を完成させた。 また、本発明者らは前記コンポジットシートについて粉砕処理および溶媒による膨潤処理を行った後、ポリアミド樹脂と溶融混練することで微細繊維状セルロースとポリアミド樹脂の複合体ができるか否か種々検討し、かかる知見に基づき本発明を完成させた。

本発明は、以下の各発明を包含する。
（１）微細性繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法であって、微細繊維状セルロースを含む水系懸濁液を調製する工程、前記水性懸濁液にポリアミド樹脂水性エマルションを混合して混合液を製造する調製工程、前記混合液を多孔性の基材上でろ過により脱水して水分を含んだシートを形成する抄紙工程、を有する微細性繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法。
（２）ポリアミド樹脂水性エマルションの粒径が０．００１〜１０μｍであることを特徴とする（１）に記載の微細繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法。
（３）前記混合液の固形分濃度が３質量％以下であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の微細繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法。
（４）前記調製工程において、混合する微細繊維状セルロースの平均繊維幅が２〜１０００ｎｍであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の微細繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法。
（５）前記調製工程において、微細繊維状セルロースを含む混合液にセルロース凝結剤を配合することを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載の微細繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法。

本発明によって、微細性繊維状セルロースコンポジットシートを非常に効率よく生産できる製造方法を提供することができる。また、本発明により、微細繊維状セルロース含有ポリアミド複合体を非常に効率よく生産できる製造方法を提供することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明における微細繊維状セルロースは通常製紙用途で用いるパルプ繊維よりも幅の狭いセルロース繊維あるいは棒状粒子である。微細繊維状セルロースは結晶状態のセルロース分子の集合体であり、その結晶構造はＩ型（平行鎖）である。微細繊維状セルロースの平均繊維幅は電子顕微鏡で観察して２ｎｍ〜１０００ｎｍが好ましく、より好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍ、さらに好ましくは４ｎｍ〜１００ｎｍである。繊維の幅が２ｎｍ未満であると、セルロース分子として水に溶解しているため、微細繊維としての物性（強度や剛性、寸法安定性）が発現しなくなる。１０００ｎｍを超えると微細繊維とは言えず、通常のパルプに含まれる繊維にすぎないため、微細繊維としての物性（強度や剛性、寸法安定性）が得られない。

ここで、微細繊維状セルロースがＩ型結晶構造をとっていることは、グラファイトで単色化したＣｕＫα（λ＝０．１５４１８ｎｍ）を用いた広角Ｘ線回折写真より得られる回折プロファイルにおいて、２θ＝１４〜１７°付近と２θ＝２２〜２３°付近の２箇所の位置に典型的なピークをもつことから同定することができる。また、微細繊維状セルロースの繊維幅の測定は電子顕微鏡観察により以下のようにして行う。濃度０．０５〜０．１質量％の微細繊維状セルロースの水系懸濁液を調製し、前記懸濁液を親水化処理したカーボン膜被覆グリッド上にキャストしてＴＥＭ観察用試料とする。幅の広い繊維を含む場合には、ガラス上にキャストした表面のＳＥＭ像を観察してもよい。構成する繊維の幅に応じて５０００倍、１００００倍あるいは５００００倍のいずれかの倍率で電子顕微鏡画像
による観察を行う。この際、得られた画像内に縦横任意の画像幅の軸を想定した場合に少なくとも軸に対し、２０本以上の繊維が軸と交差するような試料および観察条件（倍率等）とする。この条件を満足する観察画像に対し、１枚の画像当たり縦横２本ずつの無作為な軸を引き、軸に交錯する繊維の繊維幅を目視で読み取っていく。こうして最低３枚の重なっていない表面部分の画像を電子顕微鏡で観察し、各々２つの軸の交錯する繊維の繊維幅の値を読み取る（最低２０本×２×３＝１２０本の繊維幅）。

微細繊維状セルロースの製造方法には特に制限はないが、グラインダー（石臼型粉砕機）、高圧ホモジナイザーや超高圧ホモジナイザー、高圧衝突型粉砕機、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナーなどの機械的作用を利用する湿式粉砕でセルロース系繊維を細くする方法が好ましい。また、ＴＥＭＰＯ酸化、オゾン処理、酵素処理、マレイン酸処理、無水アルケニルコハク酸による疎水変性、アルキルケテンダイマーによる疎水変性、アセチル化による疎水変性などの化学処理を施してから微細化してもかまわない。微細化するセルロース系繊維としては、植物由来のセルロース、動物由来のセルロース、バクテリア由来のセルロースなどが挙げられる。より具体的には、針葉樹パルプや広葉樹パルプ等の木材系製紙用パルプ、コットンリンターやコットンリントなどの綿系パルプ、麻や麦わら、バガスなどの非木材系パルプ、ホヤや海草などから単離されるセルロースなどが挙げられる。これらの中でも木材系製紙用パルプや非木材系パルプが入手のし易さという点で好ましい。

本発明においては、上記微細繊維状セルロースを水に懸濁させた水系懸濁液にポリアミド樹脂水性エマルションを混合して使用される。ここで、ポリアミド樹脂水性エマルションとは、水系溶媒中に粒子径が０．００１〜１０μｍ程度の微細なポリアミドが分散されたものであり、ポリアミドは単体あるいは高分子乳化剤あるいは界面活性剤により分散安定化されている。

本発明において、微細繊維状セルロースの水系懸濁液とポリアミド樹脂水性エマルションとを混合し、シート化する際の歩留りや脱水性を考慮すると、ポリアミドの粒子径は大きいほうがよく、また、大き過ぎるとシートを形成時に微細セルロース繊維間に均一に分散する事が難しくなるため、目的に合った適度な大きさである０．００１〜１０μｍが好ましい。

本発明において使用する微細繊維状セルロースを含む混合液は、微細繊維状セルロース水系懸濁液に上記ポリアミド樹脂水性エマルションを攪拌しながら投入して調製する。攪拌装置としてはアジテータ、ホモミキサ、パイプラインミキサなどの装置を用いて均一に混合攪拌する。微細繊維状セルロースとポリアミド樹脂水性エマルジョンは固形分で２：８〜９９：１、好ましくは、４：６〜９５：５の範囲で配合することが好ましい。

本発明においては、調製工程で混合液にセルロース凝結剤を配合することが好ましい。前記セルロース凝結剤としては、水溶性無機塩やカチオン性官能基を含む水溶性有機化合物が挙げられる。水溶性無機塩としては塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、硝酸ナトリウム、硝酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸アンモニウムなどが挙げられる。

カチオン性官能基を含む水溶性有機化合物としてはポリアクリルアミド、ポリビニルアミン、尿素樹脂、メラミン樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、第４級アンモニウム塩を含有する単量体を重合あるいは共重合した高分子などが挙げられる。

セルロース凝結剤の配合量は、水系懸濁液がゲル化する量以上である必要がある。具体的には、微細繊維状セルロース１００質量部に対して、セルロース凝結剤を０．５〜１０質量部添加するのが好ましい。セルロース凝結剤の配合量が０．５質量部未満であると、水系懸濁液のゲル化が不充分となり、濾水性向上効果が乏しくなるおそれがある。配合量が１０質量部を超えると、ゲル化が進み過ぎ、水系懸濁液の取扱が困難となるおそれがある。セルロース凝結剤の配合量は、より好ましくは１〜８質量部の範囲である。ここで、本発明によるゲル化とは水系懸濁液の粘度が急激かつ大幅に上昇し、流動性を失う状態変化である。ただし、ここで得られるゲルはゼリー状であり、攪拌によって容易に破壊される。ゲル化の判断は、水系懸濁液が急激に流動性を失う状態であるので、目視で判断可能であるが、本発明のセルロース凝結剤を含む微細繊維状セルロースの水系懸濁液については、濃度０．５質量％、温度２５℃でのＢ型粘度（ロータＮｏ．４、回転数６０ｒｐｍ）で判断する。前記粘度が１０００ｍＰａ・秒以上であることが好ましく、２０００ｍＰａ・秒以上であることがより好ましく、３０００ｍＰａ・秒以上であることが特に好ましい。Ｂ型粘度が１０００ｍＰａ・秒未満であると水系懸濁液のゲル化が不充分となり、濾水性向上効果が乏しくなるおそれがある。

また、透明性が求められる用途にはカチオン性が弱い化合物をセルロース凝結剤として使用することが好ましい。カチオン性が弱い化合物として炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムなどの炭酸アンモニウム系化合物やギ酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、プロピオン酸アンモニウムなどの有機カルボン酸アンモニウム系化合物が挙げられる。これらの中でも６０℃以上の加熱で、分解、気化してシート中から放出される炭酸アンモニウムや炭酸水素アンモニウムが好ましい。 さらに、コロイド滴定法により測定されるカチオン化度が１．０〜３．０ｍｅｑ／ｇである微カチオン樹脂、例えばポリアミド化合物、ポリアミドポリ尿素化合物、ポリアミンポリ尿素化合物、ポリアミドアミンポリ尿素化合物及びポリアミドアミン化合物などの有機高分子も使用できる。市販品としては、ＳＰＩ−２０３（変性アミン系樹脂、田岡化学工業社製）、ＳＰＩ−１０６Ｎ（変性ポリアミド系樹脂、田岡化学工業社製）、ＳＰＩ−１０２Ａ（変性ポリアミド系樹脂、田岡化学工業社製）等が挙げられる。

（コロイド滴定法）
カチオン化度の測定に使用されるコロイド滴定法は寺山宏・東京大学理学部教授により提案された高分子電解質の滴定法であり、その原理はポリカチオンとポリアニオンがイオン会合し、瞬時に複合体を形成することに基づくものである。また、滴定の終点検出には色素のメタクロマジー現象が利用されている。コロイド滴定法を用いたカチオン化度の測定には「コロイド滴定セット」（株式会社同仁化学研究所製）を使用することができる。

本発明の微細繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法においては、例えば特願２００９−１７３１３６に記載の微細繊維を含む分散液を無端ベルトの上面に吐出し、吐出された前記分散液から分散媒を搾水してウェブを生成する搾水セクションと、前記ウェブを乾燥させて繊維シートを生成する乾燥セクションとを備え、前記搾水セクションから前記乾燥セクションにかけて前記無端ベルトが配設され、前記搾水セクションで生成された前記ウェブが前記無端ベルトに載置されたまま前記乾燥セクションに搬送される製造装置を用いることも可能である。

本発明で使用できる脱水方法としては紙の製造で通常に使用している脱水方法が挙げられ、長網、円網、傾斜ワイヤーなどで脱水した後、ロールプレスで脱水する方法が好ましい。また、乾燥方法としては紙の製造で用いられている方法が挙げられ、例えば、シリンダードライヤー、ヤンキードライヤー、熱風乾燥、赤外線ヒーターなどの方法が好ましい。なお、乾燥温度としては７０〜１３０℃程度が好ましい。

なお、脱水時のワイヤーとして使用できる多孔性の基材としては、一般の抄紙に使用するワイヤーが挙げられる。例えば、ステンレス、ブロンズなどの金属ワイヤーやポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデンなどのプラスチックワイヤーが好ましい。また、セルロースアセテート基材などのメンブレンフィルターをワイヤーとして使用してもかまわない。ワイヤーの目開きとしては０．２μｍ〜２００μｍが好ましく、０．４μｍ〜１００μｍがさらに好ましい。目開きが０．２μｍ未満であると脱水速度が極端に遅くなり好ましくない。２００μｍを超えて大きいと微細繊維状セルロースの歩留りが低下して好ましくない。

この場合の混合液の濃度としては３質量％以下であることが好ましく、０．１〜１質量％であることがより好ましく、０．２〜０．８質量％であることが特に好ましい。混合液の濃度が３質量％を超えると粘度が高過ぎて取り扱いが困難となるおそれがある。前記混合液の粘度は、Ｂ型の粘度で１００〜５０００ｍＰａ・秒程度が好適である。

本発明で得られる微細繊維状セルロースコンポジットシートの坪量は０．１〜１０００ｇ／ｍ２が好ましく、１〜５００ｇ／ｍ２がさらに好ましく、５〜１００ｇ／ｍ２が特に好ましい。坪量が０．１ｇ／ｍ２未満になるとシート強度が極端に弱くなり、連続生産が困難となる。１０００ｇ／ｍ２より超えると脱水に非常に時間がかかり、生産性が極端に低下して好ましくない。

本発明で得られる微細繊維状セルロースコンポジットシートの厚さは０．１〜１０００μｍが好ましく、１〜５００μｍがさらに好ましく、５〜１００μｍが特に好ましい。厚さが０．１μｍ未満になるとシート強度が極端に弱くなり、連続生産が困難となる。１０００μｍより超えると脱水速度に非常に時間がかかり、生産性が極端に低下して好ましくない。

また微細繊維状セルロースコンポジットシートを粉砕したのち、溶媒で膨潤した後、ポリアミド樹脂と複合化する方法を検討した。粉砕の際には、公知の粉砕機、例えば、サンプルミル、ハンマーミル、ターボミル、アトマイザー、カッターミル、ビーズミル、ボールミル、ロールミル、ジェットミルなどを使用することができる。またシュレッダーや鋏により細片化してもかまわない。コンポジットシートを粉砕することにより、主材樹脂に対して植物繊維をより容易に分散させることができ、得られる植物繊維含有樹脂組成物の強度を向上させることができる。 粉砕においては、ミクロフィブリル化処理後の微小繊維の形状を損なわない程度に粉砕することが好ましい。粉砕後のポリアミド樹脂含有微細繊維状セルロースシートの面積は０．１〜２５００ｍｍ^２であることが好ましく、０．２〜１０００ｍｍ^２であることがより好ましい。粉砕物の面積が前記下限値未満、前記上限値超のいずれであっても、後述する溶融混練工程において主材樹脂との混合が不均一になるおそれがあり、また、溶融混練装置への供給が困難になることがある。粉砕後には、スクリーンにより粉砕物の形状、大きさを篩い分けてもよい。篩い分けすると、主材樹脂と均一に混合しやすくなる。篩い分けに使用されるスクリーンの口径は、主材樹脂の種類や形状等に応じて適宜選択される。

本発明においては複合化する際に微細繊維状セルロースコンポジットシートに浸透性のある溶媒で微細繊維状セルロースコンポジットシートを膨潤する事でポリアミド樹脂と複合化する際に分散性が改善される事を見出した。溶媒で膨潤させる事でポリアミド樹脂と複合化する際に、一旦乾燥したシートが再分散しやすくなり、微細繊維状セルロースが良く分散したポリアミド樹脂を得る事ができる。膨潤に適した溶媒としては水の他エタノール、２−プロパノール、１-プロパノールなどのアルコールの他、アセトン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドN-メチル-2-ピロリドンなどがあげられるがこの中でも水が特に好ましい。また溶媒としては上記以外のものでも微細セルロースシートに含浸できるものであれば使用する事ができる。また溶媒で膨潤せずにポリアミド樹脂と複合化することも可能である。

また、微細繊維状セルロース含有ポリアミド複合体を製造するに当たり、製造方法は特に限定されず、（１）微細繊維状セルロースコンポジットシート（粉砕処理したもので適宜溶媒により膨潤したもの）、（２）ポリアミド樹脂及び必要に応じて他の成分を混合すれば良い。

他の成分としてはアルカリ性化合物（アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）を添加してもよい。アルカリ性化合物は、水に溶解させ、水溶液化して添加してもよい。 また酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、着色剤、顔料、発泡剤、核剤、難燃剤、充填材などの添加剤を添加してもよい。これら添加剤は、（１）、（２）成分と同時添加してもよいし、予め混合して添加してもよい。

また、繊維含有樹脂組成物の製造においては、各種の樹脂改質剤を添加してもよいし、添加しなくてもよい。樹脂改質剤としては、ブタジエン系ゴム、イソブチレンゴム、イソプレン系ゴム、天然ゴム、ニトリルゴム、石油樹脂などが挙げられ、これらは単独でも混合物でもよい。また、繊維含有樹脂組成物の製造においては、多価アルコール（エチレングリコール、グリセリン等）、多価アミン類（エチレンジアミン等）、ヘテロ原子含有極性有機溶媒（ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等）、イオン液体を添加してもよい。これらを添加すると、微細繊維状セルロース同士の間に入り込んで微細繊維状セルロース同士の水素結合をより弱め、微細繊維状セルロースの分散性をより向上させることができる。

また、前記（１）、（２)成分及び他の成分の混合方法は、特に限定されず、従来公知の方法を採用することができる。例えば、前記（１）〜（２）成分及び他の成分を二軸押出機（二軸混練機）等で混練することによって、各成分を均一に分散させることができる。各成分の混合の際の温度も特に限定されず、通常９０℃〜３００℃程度である。

例えば微細繊維状セルロースコンポジットシートを５ｍｍ以下に粉砕した後、水等でセルロースを膨潤し、（２）及び必要に応じて使用されるカチオンポリマー等他の成分を加え、攪拌すれば本発明の組成物が得られる。

本発明によって作製されるコンポジットシートはセルロース由来の高弾性率を保持し、かつポリアミド樹脂との複合化が容易なシートである。本製造法による得られる微細セルロース繊維含有ポリアミド樹脂組成物は高い弾性率、強度を有し、各種容器、パソコン、テレビ、携帯電話などの電化製品の筐体や自動車、電車、自転車などの構造部材、摺動部材に使用可能である。

以下、本発明を更に詳しく説明するために実施例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、例中の部および％は特に断らない限り、それぞれ質量部および質量％を示す。

＜セルロース水系懸濁液Ａの作製方法＞
ＬＢＫＰパルプ（王子製紙社製：水分５３．０％、フリーネス６００ｍＬｃｓｆ）をパルプ濃度が１％になるように水を加えてディスインテグレーターで解繊した。 得られたパルプ懸濁液に対して石臼型分散機（商品名：「スーパーマスコロイダー」、増幸産業社製）を用いて１回処理を行った。さらにこれを高圧衝突型分散機（商品名：「アルティマイザー」、スギノマシン社製）で１０回処理し、セルロース水系懸濁液を得た。このセルロース繊維の繊維幅は２５０ｎｍであった。最後に水系懸濁液のパルプ濃度を０．５％に調整した。

＜セルロース水系懸濁液Ｂの作製方法＞
ＬＢＫＰパルプ（王子製紙社製：水分５３．０％、フリーネス６００ｍＬｃｓｆ）をパルプ濃度が１％になるように水を加えてディスインテグレーターで解繊した。 得られたパルプ懸濁液に対して石臼型分散機（商品名：「スーパーマスコロイダー」、増幸産業社製）を用いて４回処理を行った。さらにこれを高圧衝突型分散機（商品名：「アルティマイザー」、スギノマシン社製）で２０回処理し、セルロース水系懸濁液を得た。最後に水系懸濁液のパルプ濃度を０．５％に調整し、２０ｋＨｚ超音波処理を行った。得られたセルロース繊維の繊維幅は３０ｎｍであった。

＜セルロース水系懸濁液Ｃの作製方法＞
ＬＢＫＰパルプ（王子製紙社製：水分５３．０％、フリーネス６００ｍＬｃｓｆ）をパルプ濃度が１％になるように水を加えて、熊谷理化工業製シングルディスクリファイナーを用いて叩解して、セルロース水系懸濁液を得た。得られたセルロース繊維の繊維幅は850ｎｍであった。

＜実施例１＞
上記のセルロース水系懸濁液Ａを濃度０．５％に希釈したポリアミド樹脂水性エマルション（商品名：「セポルジョンＰＡ」（平均粒子径：０．０７μｍ、住友精化株式会社製）を固形分の重量分率で８：２で混合した後、濃度０．３％の硫酸アルミニウム水溶液を１．５８部加えて１分間攪拌した。得られた混合液を５０８メッシュナイロンシート上で吸引脱水した後に９０℃のシリンダードライヤーで０．２ＭＰａに加圧しながら乾燥し、微細繊維状セルロースコンポジットシート微細繊維状セルロースコンポジットシートを得た。

得られたコンポジットシートを、鋏を用いて約１ｍｍ角に裁断した。次いで、その裁断物４５ｇに蒸留水４５ｇを添加した。得られた膨潤物とポリアミド１２（ダイアミドＬ１７４３、ダイセルエボニック社製）１３５ｇを混合し、二軸混練機（テクノベル社製 ＫＺＷ１５、スクリュー直径１５ｍｍ）に投入し、溶融・混練（回転数３００／分、処理速度３００ｇ／時、温度１１０−１９０℃である）した後、ペレタイザー（テクノベル社製）を用いてペレット化した。更に得られたペレットを射出成型機（ＮＰＸ７−１Ｆ、日精樹脂（株）製）に投入しダンベル型の成型物を得た。成形温度は２００℃とした。得られた成型物の引張り強度及び引張り弾性率を表１に示す。引張り強度は、ＪＩＳ Ｋ−７１１３（プラスチックの引張り試験方法）に基づき２号形試験片（ダンベル型 厚さ１ｍｍ）を用いて測定した値である。また、引張り強度は万能材料試験機インストロン３３６５型（インストロンジャパンカンパニイリミテッド製を用いて測定した値である。

＜実施例２＞
上記のセルロース水系懸濁液Ｂを濃度０．５％に希釈したポリアミド樹脂水性エマルション（商品名：「セポルジョンＰＡ」（平均粒子径：０．０７μｍ、住友精化株式会社製）を実施例１と同様の比率で混合した後、濃度０．３％の硫酸アルミニウム水溶液を１．５８部加えて１分間攪拌した。得られた混合液を５０８メッシュナイロンシート上で水分含有量５０％になるまで吸引脱水して微細繊維状セルロースコンポジットシート微細繊維状セルロースコンポジットシートを得た。得られたコンポジットシートについて実施例１と同様裁断処理を行い、得られた処理物９０ｇ（固形分濃度５０％）にポリアミド１２（ダイアミドＬ１７４３、ダイセルエボニック社製）１３５ｇを混合し、実施例１と同様にして溶融混練、射出成形を行い、得られたペレットについて引張弾性率、強度を測定した。

＜実施例３＞
上記のセルロース水系懸濁液Ｃを濃度０．５％に希釈したポリアミド樹脂水性エマルション（商品名：「セポルジョンＰＡ」（平均粒子径：０．０７μｍ、住友精化株式会社製）を実施例１と同様の比率で混合した後、濃度０．３％の硫酸アルミニウム水溶液を１．５８部加えて１分間攪拌した。得られた混合液を５０８メッシュナイロンシート上で吸引脱水した後に９０℃のシリンダードライヤーで０．２ＭＰａに加圧しながら乾燥し、微細繊維状セルロースコンポジットシート微細繊維状セルロースコンポジットシートを得た。得られたコンポジットシートを、鋏を用いて約２ｍｍ角に裁断した。次いで、その裁断物４５ｇにポリアミド１２（ダイアミドＬ１７４３、ダイセルエボニック社製）１３５ｇを混合し、実施例１と同様にして溶融混練、射出成形を行い、得られたペレットについて引張弾性率、強度を測定した。

＜比較例１＞
上記のセルロース水系懸濁液Ａを５０８メッシュナイロンシート上で吸引脱水した後に９０℃のシリンダードライヤーで０．２ＭＰａに加圧しながら乾燥し、シートを得た。得られたシートを、鋏を用いて約２ｍｍ角に裁断した。次いで、その裁断物４５ｇにポリアミド１２（ダイアミドＬ１７４３、ダイセルエボニック社製）１３５ｇを混合し、実施例１と同様にして溶融混練、射出成形を行い、得られたペレットについて引張弾性率、強度を測定した。

＜比較例２＞
ポリアミド１２（ダイアミドＬ１７４３、ダイセルエボニック社製）単体である。

表１

表１に示したように比較例１と比較して実施例３ではポリアミド水性樹脂含有微細セルロース繊維コンポジットシートを用いる事で引張弾性率、引張強度が著しく向上し、更にコンポジットシートを水で膨潤させる事で更に引張弾性率、引張強度が向上した（実施例２）。また実施例３に示したように含水状態の微細繊維状セルロースシートを使用することで更に引張弾性率、引張強度が向上した。

Claims (5)

1. 微細性繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法であって、微細繊維状セルロースを含む水系懸濁液を調製する工程、前記水性懸濁液にポリアミド樹脂水性エマルションを混合して混合液を製造する調製工程、前記混合液を多孔性の基材上でろ過により脱水して水分を含んだシートを形成する抄紙工程、を有する微細性繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法。
2. ポリアミド樹脂水性エマルションの粒径が０．００１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の微細繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法。
3. 前記混合液の固形分濃度が３質量％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の微細繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法。
4. 前記調製工程において、混合する微細繊維状セルロースの平均繊維幅が２〜１０００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の微細繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法。
5. 前記調製工程において、微細繊維状セルロースを含む混合液にセルロース凝結剤を配合することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の微細繊維状セルロースコンポジットシートの製造方法。