JP2018204147A - Composite of synthetic pulp and cellulose nanofiber and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

To provide a composite consisting of synthetic pulp and cellulose nanofibers capable of providing synthetic paper having improved strength and printability, as well as paint and ink that exhibit excellent rheological characteristics, by using it as an alternative to the conventional synthetic pulp.SOLUTION: A composite consists of synthetic pulp and cellulose nanofibers of this invention comprises the synthetic pulp and the cellulose nanofibers trapped therein. The synthetic pulp is made of a resin having a MFR of 0.1 g/10 min to 200 g/10 min, and is formed by assembling a plurality of microfibrillated fibers, the microfibrillated fibers have an average fiber length of 0.05 mm to 50 mm, minimum value of fiber diameter of 0.5 μm, and maximum value of fiber diameter of 50 μm. The Canadian freeness of the synthetic pulp is 300 ml or more to 740 ml or less.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体、および上記複合体の製造方法に関する。   The present invention relates to a composite of synthetic pulp and cellulose nanofiber, and a method for producing the composite.

合成パルプは、不織布状ないしフィルム状の材料、または塗料やインクに添加する添加剤として用いられる。   Synthetic pulp is used as an additive to be added to non-woven or film materials, or paints and inks.

たとえば、合成パルプを湿式抄紙方法により、不織布状に加工し、合成紙やティーバッグ、フィルタ等とすることができる。さらに合成パルプを原料とする合成紙は、印刷用の記録媒体として使用可能である。例えば、特許文献1は、合成紙の印刷適性を改善するための表面処理方法と、当該表面処理を施した合成紙である積層体や、当該積層体を記録媒体とした印刷物を開示している。   For example, synthetic pulp can be processed into a non-woven fabric by a wet papermaking method to obtain a synthetic paper, tea bag, filter or the like. Furthermore, synthetic paper made from synthetic pulp can be used as a recording medium for printing. For example, Patent Document 1 discloses a surface treatment method for improving the printability of synthetic paper, a laminate that is a synthetic paper subjected to the surface treatment, and a printed material using the laminate as a recording medium. .

合成パルプの塗料やインク用の添加剤としての用途については、たとえば、特許文献2に、水性塗料に塗工性、耐ひび割れ性、耐水性を付与するための合成パルプを含む添加剤が開示されている。   Regarding the use of synthetic pulp as an additive for paints and inks, for example, Patent Document 2 discloses an additive containing synthetic pulp for imparting coating properties, crack resistance and water resistance to water-based paints. ing.

特開2015−151649号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-151649 特開2016−188338号公報JP, 2006-188338, A

合成パルプのみを用いた合成紙は、紙としての強度が不足する傾向にあり、その他補強のためのセルロースや合成樹脂カットファイバーなどの長繊維を添加する必要があった。また、合成パルプを含む従来の合成紙は印刷適性が悪く、印刷時のインクの転写が不十分になることがあった。特許文献1に記載のような表面処理を合成紙の表面に施すことで、合成紙の印刷特性は改善されるもの、このような煩雑な表面処理なしに優れた印刷特性を示す合成紙が望まれている。   Synthetic paper using only synthetic pulp tends to lack paper strength, and it is necessary to add long fibers such as cellulose and synthetic resin cut fibers for reinforcement. Further, conventional synthetic paper containing synthetic pulp has poor printability, and ink transfer during printing may be insufficient. By applying the surface treatment as described in Patent Document 1 to the surface of the synthetic paper, the printing characteristics of the synthetic paper are improved, and a synthetic paper exhibiting excellent printing characteristics without such complicated surface treatment is desired. It is rare.

また、合成パルプ単独を塗料やインクなどの添加剤、特に増粘剤、として使用する場合、その効果が不十分な場合があった。よって、特許文献2には、合成パルプと、他のレオロジーコントロール剤との併用についても記載されている。   In addition, when synthetic pulp alone is used as an additive such as paint or ink, particularly as a thickener, the effect may be insufficient. Therefore, Patent Document 2 also describes the combined use of synthetic pulp and other rheology control agents.

本発明は上記問題に鑑みて成されたものであり、従来の合成パルプの代替として使用することで、強度と印刷適性の改善された合成紙や、良好なレオロジー特性を示す塗料やインクなどを得られるようになる、合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体を提供することを目的とする。また、本発明は、合成パルプとセルロースナノファイバーの化学処理や機械処理といった複雑な製造工程を行うことなく、セルロースナノファイバーの凝集や分布むらを抑制した、上記合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体を製造する方法を提供することをも、その目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and by using as an alternative to conventional synthetic pulp, synthetic paper with improved strength and printability, paints and inks exhibiting good rheological properties, etc. It aims at providing the composite_body | complex of synthetic pulp and a cellulose nanofiber which comes to be obtained. In addition, the present invention is a composite of the above synthetic pulp and cellulose nanofiber that suppresses the aggregation and uneven distribution of the cellulose nanofiber without performing complicated manufacturing processes such as chemical treatment and mechanical treatment of the synthetic pulp and cellulose nanofiber. It is also an object to provide a method for producing a body.

上記課題を解決するための本発明の第一の態様は、以下の合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体に関する。
[1]MFRが0.1g/10min以上200g/10minである樹脂からなる、平均繊維長が0.05mm以上50mm以下であり、かつ、繊維径の最小値が0.5μmであり繊維径の最大値が50μmであるミクロフィブリル繊維が集合してなる、カナディアンフリーネスが300ml以上740ml以下である合成パルプと、前記合成パルプに捕捉されたセルロースナノファイバーと、を含む複合体。
[2]前記合成パルプは、MFRが5.0g/10min以上150g/10min以下である樹脂からなる、平均繊維長が0.10mm以上1.15mm以下であり、かつ、平均繊維径が15μm以上35μm以下であるミクロフィブリル繊維が集合してなる、カナディアンフリーネスが300ml以上740ml以下である合成パルプである、[1]に記載の複合体。
[3]不織布材料である、[1]または[2]に記載の複合体。
[4]合成紙用の材料に含まれる、[1]または[2]に記載の複合体。
[5]塗料またはインク用の材料に含まれる、[1]または[2]に記載の複合体。
The 1st aspect of this invention for solving the said subject is related with the composite_body | complex of the following synthetic pulp and a cellulose nanofiber.
[1] A resin having an MFR of 0.1 g / 10 min or more and 200 g / 10 min, an average fiber length of 0.05 mm or more and 50 mm or less, a minimum value of the fiber diameter of 0.5 μm, and a maximum fiber diameter A composite comprising a synthetic pulp having a Canadian freeness of 300 ml or more and 740 ml or less, and cellulose nanofibers captured by the synthetic pulp, wherein microfibril fibers having a value of 50 μm are aggregated.
[2] The synthetic pulp is made of a resin having an MFR of 5.0 g / 10 min to 150 g / 10 min. The average fiber length is 0.10 mm to 1.15 mm and the average fiber diameter is 15 μm to 35 μm. The composite according to [1], which is a synthetic pulp having a Canadian freeness of 300 ml or more and 740 ml or less formed by aggregating the following microfibril fibers.
[3] The composite according to [1] or [2], which is a nonwoven material.
[4] The composite according to [1] or [2], which is contained in a material for synthetic paper.
[5] The composite according to [1] or [2], which is contained in a material for paint or ink.

また、上記課題を解決するための本発明の第二の態様は、以下の合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体の製造方法に関する。
[5]MFRが0.1g/10min以上200g/10minである樹脂からなる、平均繊維長が0.05mm以上50mm以下であり、かつ、繊維径の最小値が0.5μmであり繊維径の最大値が50μmであるミクロフィブリル繊維が集合してなる、カナディアンフリーネスが300ml以上740ml以下である合成パルプと、セルロースナノファイバーと、を用いて、下羽根および上羽根の上下二段に設置された撹拌羽根を撹拌容器内に有するミキサーで、下羽根による回転力によって前記合成パルプおよび前記セルロースナノファイバーを流動させ、同時に上羽根による剪断力によって前記合成パルプおよび前記セルロースナノファイバーを撹拌および混合する工程を含む、複合体の製造方法。
Moreover, the 2nd aspect of this invention for solving the said subject is related with the manufacturing method of the composite_body | complex of the following synthetic pulp and a cellulose nanofiber.
[5] A resin having an MFR of 0.1 g / 10 min or more and 200 g / 10 min, an average fiber length of 0.05 mm or more and 50 mm or less, a minimum value of the fiber diameter of 0.5 μm, and a maximum fiber diameter Stirring installed in the upper and lower stages of the lower and upper blades using synthetic pulp having a Canadian freeness of 300 ml to 740 ml and cellulose nanofibers, which is a collection of microfibril fibers having a value of 50 μm A step of causing the synthetic pulp and the cellulose nanofiber to flow by a rotational force of a lower blade in a mixer having a blade in a stirring vessel, and simultaneously stirring and mixing the synthetic pulp and the cellulose nanofiber by a shearing force of an upper blade; A method for producing a composite.

本発明によれば、特定の合成パルプと、当該合成パルプに捕捉されたセルロースナノファイバーとを含む複合体を従来の合成パルプの代替として使用すると、強度と印刷適性の改善された合成紙を得られるようになる。さらに塗料やインキなどの増粘剤として使用した場合には、他のレオロジーコントロール剤等の添加なしに、良好なレオロジー特性を示す塗料やインクを得られるようになる。また、本発明によれば、合成パルプとセルロースナノファイバーの化学処理や機械処理といった複雑な製造工程を行うことなく、セルロースナノファイバーの凝集や分布むらを抑制した、上記合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体を製造する方法が提供される。   According to the present invention, when a composite comprising a specific synthetic pulp and cellulose nanofibers captured by the synthetic pulp is used as an alternative to a conventional synthetic pulp, a synthetic paper having improved strength and printability is obtained. Be able to. Furthermore, when used as a thickener for paints and inks, paints and inks exhibiting good rheological properties can be obtained without the addition of other rheology control agents. In addition, according to the present invention, the synthetic pulp and cellulose nanofibers that suppress the aggregation and uneven distribution of the cellulose nanofibers without performing complicated manufacturing processes such as chemical treatment and mechanical treatment of the synthetic pulp and cellulose nanofibers, A method of manufacturing the composite of is provided.

本発明の一実施形態に係る合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体に用いる、合成パルプの電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph of synthetic pulp used for the composite of synthetic pulp and cellulose nanofiber concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係る合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体において、合成パルプがセルロースナノファイバーを捕捉した様子を示す電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph which shows a mode that the synthetic pulp capture | acquired the cellulose nanofiber in the composite_body | complex of the synthetic pulp and cellulose nanofiber which concern on one Example of this invention. 図2に示した本発明の一実施例に係る合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体において、合成パルプがセルロースナノファイバーを捕捉した様子を拡大撮影したものである。In the composite of synthetic pulp and cellulose nanofiber according to one embodiment of the present invention shown in FIG. 2, an enlarged photograph of the synthetic pulp capturing the cellulose nanofiber is shown. 実施例10、比較例7および比較例8の水性塗料について、レオロジー特性を測定した結果である。It is the result of having measured the rheological characteristic about the water-based coating material of Example 10, the comparative example 7, and the comparative example 8. FIG.

1.合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体
本発明の一実施形態に係る合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体は、MFRが0.1g/10min以上200g/10minである樹脂からなる、平均繊維長が0.05mm以上50mm以下であり、かつ、繊維径の最小値が0.5μmであり繊維径の最大値が50μmであるミクロフィブリル繊維が集合してなる、カナディアンフリーネスが300ml以上740ml以下である合成パルプと、前記合成パルプに捕捉されたセルロースナノファイバー(以下、「CNF」と略す場合がある)と、を含む。
1. Composite of synthetic pulp and cellulose nanofiber The composite of synthetic pulp and cellulose nanofiber according to an embodiment of the present invention is made of a resin having an MFR of 0.1 g / 10 min to 200 g / 10 min. Is from 0.05 mm to 50 mm, the minimum value of the fiber diameter is 0.5 μm and the maximum value of the fiber diameter is 50 μm, and the Canadian freeness is 300 ml or more and 740 ml or less. Synthetic cellulose and cellulose nanofibers captured by the synthetic pulp (hereinafter, may be abbreviated as “CNF”).

捕捉されたとは、CNFが容易には離脱しない程度に合成パルプに固着していることを意味する。本明細書において、合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体を入れたポリ袋を振盪したときに、合成パルプから分離してポリ袋中の下部に落下したCNFの量が、振盪前に合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体が含有していたCNFの量の5質量%以下であるとき、CNFは合成パルプに捕捉されているとする。   Captured means that CNF is firmly fixed to the synthetic pulp to such an extent that it is not easily detached. In this specification, when a plastic bag containing a composite of synthetic pulp and cellulose nanofiber is shaken, the amount of CNF that is separated from the synthetic pulp and falls to the lower part of the plastic bag is reduced before the shaking. It is assumed that CNF is trapped in the synthetic pulp when the amount of CNF contained in the composite of cellulose and nanofiber is 5% by mass or less.

なお、上記振盪前に合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体が含有していたCNFの量は、合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体を分解し、繊維とCNFを精密に分離してそれぞれを計量することによって測定することができる。このようにしてあらかじめ測定したCNFの量から、振盪後の分離CNF量を計量することで、分離率を求めることができる。   In addition, the amount of CNF contained in the composite of synthetic pulp and cellulose nanofiber before the above-mentioned shaking is determined by decomposing the composite of synthetic pulp and cellulose nanofiber, and separating the fiber and CNF precisely. Can be measured by weighing. Thus, the separation rate can be determined by measuring the amount of separated CNF after shaking from the amount of CNF measured in advance.

このようにCNFが合成パルプに捕捉されていると、使用中にCNFが合成パルプから分離して、凝集することはない。よって、本発明の合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体を従来の合成パルプの代替として使用し、合成紙を作成すると、強度と印刷適性の改善された合成紙が得られる。また、塗料やインクなどの増粘剤として使用すると、他のレオロジーコントロール剤等を添加せずに、良好なレオロジー特性を示す塗料やインクなどを得ることができる。   When CNF is thus captured by synthetic pulp, CNF does not separate from the synthetic pulp during use and does not aggregate. Therefore, when the composite of the synthetic pulp of the present invention and cellulose nanofiber is used as an alternative to the conventional synthetic pulp to produce a synthetic paper, a synthetic paper with improved strength and printability can be obtained. When used as a thickener for paints and inks, paints and inks exhibiting good rheological properties can be obtained without adding other rheology control agents.

(合成パルプ)
合成パルプは、合成された樹脂からなる複数の微小繊維が絡まり合って、分岐構造を有するより太い繊維を形成する構造を有する繊維(単に「ミクロフィブリル繊維」ともいい、このような構造を単に「ミクロフィブリル構造」ともいう。)が、全体として特定方向に整列せずに集合してなる繊維集合体である。
(Synthetic pulp)
Synthetic pulp is a fiber having a structure in which a plurality of fine fibers made of a synthesized resin are entangled to form a thicker fiber having a branched structure (also simply referred to as “microfibril fiber”. Such a structure is simply referred to as “ Is also referred to as a “microfibril structure”), which is a fiber assembly that is assembled without being aligned in a specific direction as a whole.

上記合成された樹脂は、特に限定されず種々の化合物を用いることができるが、熱可塑性樹脂であることが好ましく、ポリオレフィンであることがより好ましい。上記ポリオレフィンの例には、炭素数2〜6のα−オレフィンの単独重合体および共重合体が含まれる。上記共重合体は、2種類以上の炭素数2〜6のα−オレフィンの共重合体でもよいし、炭素数2〜6のα−オレフィンと他の重合性化合物との共重合体でもよい。上記他の重合性化合物の例には、炭素数2〜6のα−オレフィン以外のオレフィン、アクリル酸およびメタクリル酸などを含む不飽和カルボン酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ならびに酢酸ビニルなどが含まれる。上記共重合体は、上述した単独重合体または共重合体に、不飽和カルボン酸モノマーを過酸化物でグラフト反応させて得られる、グラフト共重合体であってもよい。上記単独重合体または共重合体は、結晶性であることが好ましい。   The synthesized resin is not particularly limited and various compounds can be used. However, a thermoplastic resin is preferable, and a polyolefin is more preferable. Examples of the polyolefin include homopolymers and copolymers of α-olefins having 2 to 6 carbon atoms. The copolymer may be a copolymer of two or more kinds of α-olefins having 2 to 6 carbon atoms, or may be a copolymer of an α-olefin having 2 to 6 carbon atoms and another polymerizable compound. Examples of the other polymerizable compounds include olefins other than α-olefins having 2 to 6 carbon atoms, unsaturated carboxylic acids including acrylic acid and methacrylic acid, acrylic acid esters, methacrylic acid esters, and vinyl acetate. included. The copolymer may be a graft copolymer obtained by grafting an unsaturated carboxylic acid monomer with a peroxide to the homopolymer or copolymer described above. The homopolymer or copolymer is preferably crystalline.

上記炭素数2〜6のα−オレフィンの好ましい例には、エチレン、プロピレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテンおよび4−メチル−1−ブテンが含まれる。これらの炭素数2〜6のα−オレフィンを含む材料から製造される結晶性の単独重合体または共重合体の例には、線状低密度ポリエチレンやエラストマー(エチレン−α−オレフィン共重合体)などを含む低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、エチレン−メタクリル酸共重合体、マレイン酸やアクリル酸による酸変性ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ3−メチルブテン、およびポリ4−メチルブテン、ならびにこれらの混合物が含まれる。   Preferred examples of the α-olefin having 2 to 6 carbon atoms include ethylene, propylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene and 4-methyl-1-butene. Examples of crystalline homopolymers or copolymers produced from materials containing these α-olefins having 2 to 6 carbon atoms include linear low density polyethylene and elastomers (ethylene-α-olefin copolymers). Low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ultrahigh molecular weight polyethylene, ethylene-methacrylic acid copolymer, acid-modified polyethylene with maleic acid or acrylic acid, polypropylene, polybutene, poly-3-methylbutene, and poly-4 -Methylbutene, as well as mixtures thereof.

上記合成された樹脂は、分子量分布(Mw/Mn)(TSKgelカラムを用いたGPC法によるポリスチレン換算の分子量を用いて算出した値)が1.5以上3.5以上であることが好ましい。また、上記合成された樹脂は、メルトフローレート(MFR:ASTMD1238による190℃、2.16kg加重で測定される値)が0.1g/10min以上200g/10min以下であることが好ましく、5.0g/10min以上150g/10min以下であることがより好ましい。さらに上限は110g/10min以下が好ましく、100g/10min以下であることが特に好ましい。   The synthesized resin preferably has a molecular weight distribution (Mw / Mn) (value calculated using a molecular weight in terms of polystyrene by GPC method using a TSKgel column) of 1.5 or more and 3.5 or more. Further, the synthesized resin preferably has a melt flow rate (MFR: a value measured at 190 ° C. by ASTM D1238 at a load of 2.16 kg) of 0.1 g / 10 min to 200 g / 10 min, and 5.0 g It is more preferably / 10 min or more and 150 g / 10 min or less. Furthermore, the upper limit is preferably 110 g / 10 min or less, particularly preferably 100 g / 10 min or less.

上記合成された樹脂は、ポリエチレンからなることが好ましく、特には上記メルトフローレートが5.0g/10min以上150g/10min以下であるポリエチレンからなることが好ましい。   The synthesized resin is preferably made of polyethylene, and particularly preferably made of polyethylene having a melt flow rate of 5.0 g / 10 min to 150 g / 10 min.

上記合成された樹脂の製造方法は特に限定されず、公知の方法で製造したものを用いることができる。   The method for producing the synthesized resin is not particularly limited, and those produced by known methods can be used.

なお、合成パルプは、CNFの分布むらを極端に生じやすくしない限りにおいて、ミクロフィブリル繊維以外の種々の化合物(以下、単に「他の化合物」ともいう。)を含有していても良い。たとえば、合成パルプは、上記他の化合物として、抗菌剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、各種安定剤、酸化防止剤、分散剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、滑剤、染料、顔料、天然油、合成油、ワックス、および充填剤などとして公知の化合物を含有することができる。合成パルプは、複数種のこれらの化合物を含有していても良く、その含有量はこれらの化合物を含有させる目的に応じて適宜選択できる。   Synthetic pulp may contain various compounds other than microfibril fibers (hereinafter, also simply referred to as “other compounds”) as long as CNF distribution unevenness is not extremely likely to occur. For example, synthetic pulp includes antibacterial agents, heat stabilizers, weather stabilizers, various stabilizers, antioxidants, dispersants, antistatic agents, slip agents, antiblocking agents, antifogging agents, lubricants as the above other compounds. , Compounds known as dyes, pigments, natural oils, synthetic oils, waxes, fillers, and the like. The synthetic pulp may contain a plurality of types of these compounds, and the content thereof can be appropriately selected according to the purpose of containing these compounds.

ミクロフィブリル繊維は、1本の繊維の端部間の距離のうち、最長となるように設定された端部間の距離の平均値(以下、「平均繊維長」という。)が、0.05mm以上50mm以下であればよく、0.1mm以上10mm以下であることが好ましく、0.1mm以上1.15mm以下であることがより好ましい。平均繊維長がこの範囲にあれば、合成パルプとしたときに、適度な嵩高性を有し圧力を印加されたときに十分な復元力を有するため好ましい。   In the microfibril fiber, the average value of the distance between the end portions set to be the longest among the distances between the end portions of one fiber (hereinafter referred to as “average fiber length”) is 0.05 mm. It may be 50 mm or less, preferably 0.1 mm or more and 10 mm or less, more preferably 0.1 mm or more and 1.15 mm or less. If the average fiber length is within this range, it is preferable to use synthetic pulp because it has an appropriate bulkiness and a sufficient restoring force when pressure is applied.

平均繊維長は以下の手順で求めることができる。   The average fiber length can be determined by the following procedure.

合成パルプを構成するミクロフィブリル繊維を、上記最長となる長さを用いて長さ0.05mmごとに分級する。その後、それぞれの級(長さ)に含まれるミクロフィブリル繊維の実測繊維長と、それぞれの級に含まれるミクロフィブリル繊維の本数を測定する。測定は、12000〜13000本の繊維について行えばよい。その後、上記測定結果から、以下の式により、それぞれの級の数平均繊維長Ln(mm)を求める。   The microfibril fibers constituting the synthetic pulp are classified every 0.05 mm using the longest length. Thereafter, the actual fiber length of the microfibril fibers included in each class (length) and the number of microfibril fibers included in each class are measured. The measurement may be performed for 12000 to 13000 fibers. Thereafter, the number average fiber length Ln (mm) of each class is obtained from the above measurement result by the following formula.

Ln=ΣL/N
L:1つの級に含まれるミクロフィブリル繊維の実測繊維長(mm)
N:1つの級に含まれるミクロフィブリル繊維の本数
Ln = ΣL / N
L: Actual fiber length (mm) of microfibril fibers included in one class
N: Number of microfibrils contained in one class

その後、以下の式により、合成パルプを構成するミクロフィブリル繊維の平均繊維長(mm)を求める。   Then, the average fiber length (mm) of the microfibril fiber which comprises a synthetic pulp is calculated | required with the following formula | equation.

平均繊維長=Σ(Nn×Ln)/Σ(Nn×Ln
Nn:それぞれの級に含まれるミクロフィブリル繊維の本数
Average fiber length = Σ (Nn × Ln 3 ) / Σ (Nn × Ln 2 )
Nn: Number of microfibrils contained in each class

なお、上記実測繊維長は、たとえば、濃度0.02質量%になるように合成パルプを水に分散し、フィンランド国、メッツォオートメーション社製自動繊維測定機(製品名:FiberLab−3.5)で合成パルプを構成する繊維の一本一本の繊維の長さを測定して求めることができる。当該測定機では、キャピラリー中を流れる際の繊維にキセノンランプ光を照射してCCD(電荷結合素子)センサーで映像信号を採取し、画像解析する。   The measured fiber length is, for example, by dispersing synthetic pulp in water so as to have a concentration of 0.02% by mass, and using an automatic fiber measuring machine (product name: FiberLab-3.5) manufactured by Metso Automation, Finland. It can be determined by measuring the length of each fiber constituting the synthetic pulp. In the measuring machine, a fiber flowing through a capillary is irradiated with xenon lamp light, and a video signal is collected by a CCD (charge coupled device) sensor and image analysis is performed.

ミクロフィブリル繊維は、直径(以下、単に「繊維径」ともいう。)の最小値が0.5μm以上であることが好ましく、繊維径の最大値が50μm以下であることが好ましい。平均繊維径は、15μm以上であることがより好ましく、35μm以下であることがより好ましい。繊維径がこの範囲にあれば、当該繊維を集合体としたときに適度な嵩高性を有し圧力を印加されたときに十分な復元力を有するため好ましい。   The microfibril fiber preferably has a minimum diameter (hereinafter also simply referred to as “fiber diameter”) of 0.5 μm or more, and a maximum fiber diameter of 50 μm or less. The average fiber diameter is more preferably 15 μm or more, and more preferably 35 μm or less. If the fiber diameter is within this range, it is preferable because the fiber has an appropriate bulkiness when aggregated and has a sufficient restoring force when pressure is applied.

繊維径は、1本、1本の繊維を、光学顕微鏡および電子顕微鏡などの顕微鏡で観察して測定できる。   The fiber diameter can be measured by observing one fiber or one fiber with a microscope such as an optical microscope or an electron microscope.

具体的には、繊維径の最大値および最小値は、次のようにして測定できる。   Specifically, the maximum value and the minimum value of the fiber diameter can be measured as follows.

キーエンス社製デジタルHFマイクロスコープVH8000にて倍率100倍で合成パルプを観察し、線維径が10μm以上であるように観察されるミクロフィブリル繊維を無作為に100本選択する。選択されたミクロフィブリル繊維の繊維径を測定し、測定値のうち最大の値を「繊維径の最大値」とする。   Synthetic pulp is observed with a digital HF microscope VH8000 manufactured by Keyence Co., Ltd. at a magnification of 100 times, and 100 microfibril fibers observed so that the fiber diameter is 10 μm or more are randomly selected. The fiber diameter of the selected microfibril fiber is measured, and the maximum value among the measured values is defined as “the maximum value of the fiber diameter”.

日本電子社製走査型電子顕微鏡JSM6480にて倍率3000倍で合成パルプを観察し、線維径が10μm未満であるように観察されるミクロフィブリル繊維を無作為に100本選択する。選択されたミクロフィブリル繊維の繊維径を測定し、測定値のうち最小の値を「繊維径の最小値」とする。   Synthetic pulp is observed with a scanning electron microscope JSM6480 manufactured by JEOL Ltd. at a magnification of 3000 times, and 100 microfibril fibers are randomly selected so that the fiber diameter is less than 10 μm. The fiber diameter of the selected microfibril fiber is measured, and the smallest value among the measured values is defined as “the minimum value of the fiber diameter”.

また、平均繊維径は、バルメットオートメーション製Valmet FS5などの繊維画像分析計を用いて測定することができる。   The average fiber diameter can be measured using a fiber image analyzer such as Valmet FS5 manufactured by Valmet Automation.

ミクロフィブリル繊維は、たとえば図1に示すように、1本の繊維が多数に枝分かれた分岐構造を有する。分岐構造は光学顕微鏡または電子顕微鏡で観察して確認できる。なお、図1は、合成パルプを、日本電子社製走査型電子顕微鏡JSM6480にて500倍で観察した写真である。   For example, as shown in FIG. 1, the microfibril fiber has a branched structure in which one fiber is branched into a large number. The branched structure can be confirmed by observing with an optical microscope or an electron microscope. In addition, FIG. 1 is the photograph which observed the synthetic pulp by 500 times with the scanning electron microscope JSM6480 by JEOL.

分岐構造を有するミクロフィブリル繊維は、多数集合して合成パルプを形成したときに、特定方向に整列せず、分岐した繊維同士が互いに絡み合ったり、分岐部分が交差したりしやすい。上記絡み合いや交差により、合成パルプには多数の空孔が形成される。また、上記絡み合いや交差により、上記空孔は、圧力をかけても潰れ難くなる。これにより、合成パルプは、空孔部分に入り込んだ水分をそのまま保持することが可能であり、たとえばシート状の繊維集合体としたときに、吸水性が高い合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体とすることができる。   When a large number of microfibril fibers having a branched structure are aggregated to form a synthetic pulp, the fibers are not aligned in a specific direction, and the branched fibers are easily entangled with each other or the branched portions are easily crossed. Due to the entanglement and crossing, many holes are formed in the synthetic pulp. In addition, due to the entanglement and intersection, the holes are not easily crushed even when pressure is applied. As a result, the synthetic pulp can retain the moisture that has entered the pores as it is. For example, when a sheet-like fiber assembly is used, a composite of synthetic pulp and cellulose nanofibers with high water absorption It can be.

吸水性がより高い合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体とする観点からは、合成パルプは、JISP 8121−2に準じて測定されるカナディアンフリーネス(以下、「CSF」と略する場合がある)が300ml以上740ml以下であり、340ml以上700ml以下であることが好ましい。   From the viewpoint of making a composite of synthetic pulp with higher water absorption and cellulose nanofiber, synthetic pulp is Canadian freeness measured in accordance with JISP 8121-2 (hereinafter sometimes abbreviated as “CSF”). Is 300 ml or more and 740 ml or less, and preferably 340 ml or more and 700 ml or less.

CSFは以下の手順で求めることができる。   The CSF can be obtained by the following procedure.

絶乾重量24gの合成パルプを量り取り、2000mlの水を加えて濃度1.2%程度とし、JISP8220−1に規定する離解機にかけて30000回転(10分間)まで離解させる。完全に離解したミクロフィブリル繊維を0.3%濃度程度に希釈し、水温を20.0±0.5℃とする。離解したパルプスラリーを1000ml量り取り、カナダ標準ろ水度試験器を用いて、側管から出た排水量を読み取る。   Synthetic pulp having an absolute dry weight of 24 g is weighed, 2000 ml of water is added to a concentration of about 1.2%, and it is disaggregated to 30000 revolutions (10 minutes) by a disaggregator specified in JISP8220-1. The completely disaggregated microfibril fiber is diluted to a concentration of about 0.3%, and the water temperature is set to 20.0 ± 0.5 ° C. 1000 ml of the disaggregated pulp slurry is weighed, and the amount of drainage discharged from the side pipe is read using a Canadian standard freeness tester.

(合成パルプの製造方法)
合成パルプは、種々の方法により製造し得るが、通常はフラッシュ法で製造することが可能である。フラッシュ法とは、樹脂が溶媒に溶解している高圧の樹脂溶液を減圧下に噴出することで上記溶媒を揮散させて上記樹脂からなる繊維を形成し、さらに必要に応じてワーリングブレンダーまたはディスクリファイナーなどで上記形成された繊維を切断および叩解する方法である。フラッシュ法は、不織布にしたときに強度が高い合成パルプを得られるため好ましい。特に、特開昭48−44523号公報に記載されているような、ポリオレフィン溶液を懸濁剤の存在下、水媒体に分散させたものをフラッシュさせる方法は、乱雑に分岐した形状を有する繊維状の樹脂を有する合成パルプが得られ、このような合成パルプはより強度が高い不織布を得られため、好ましい。
(Method for producing synthetic pulp)
Synthetic pulp can be produced by various methods, but can usually be produced by a flash method. The flash method means that a high-pressure resin solution in which a resin is dissolved in a solvent is ejected under reduced pressure to volatilize the solvent to form fibers made of the resin, and if necessary, a Waring blender or a disc refiner In this method, the formed fibers are cut and beaten. The flash method is preferable because a synthetic pulp having high strength can be obtained when a nonwoven fabric is used. In particular, a method of flushing a polyolefin solution dispersed in an aqueous medium in the presence of a suspending agent, as described in JP-A-48-44523, is a fiber having a randomly branched shape. A synthetic pulp having the above resin is obtained, and such a synthetic pulp is preferable because a nonwoven fabric with higher strength can be obtained.

フラッシュ法は、合成パルプを構成するミクロフィブリル樹脂の材料となる熱可塑性樹脂を溶解し、懸濁液および水を添加してエマルジョンとする工程と、上記エマルジョンを減圧下に噴出(フラッシュ)すると同時に溶剤を気化させる工程と、を含む。   In the flash method, a thermoplastic resin, which is a material of the microfibril resin constituting the synthetic pulp, is dissolved, and a suspension and water are added to form an emulsion. At the same time, the emulsion is ejected (flashed) under reduced pressure. Vaporizing the solvent.

フラッシュ法の第1工程では、前記熱可塑性樹脂を、当該熱可塑性樹脂を溶解可能な溶剤に溶解し、懸濁剤および水を加えてエマルジョンとする。   In the first step of the flash method, the thermoplastic resin is dissolved in a solvent capable of dissolving the thermoplastic resin, and a suspension and water are added to form an emulsion.

上記溶剤の例には、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンおよびシクロヘキサンなどを含む飽和炭化水素系溶剤、ベンゼンおよびトルエンなどを含む芳香族系溶剤、塩化メチレン、クロロホルムおよび四塩化炭素などを含むハロゲン化炭素類などが含まれる。これらの溶剤から、製造しようとする合成パルプを構成するミクロフィブリル樹脂の材料となる熱可塑性樹脂を溶解せしめ、かつ、フラッシュ時に揮発し得られた繊維の集合体に残存しにくいものを適宜選択すればよい。   Examples of the solvent include saturated hydrocarbon solvents including butane, pentane, hexane, heptane, octane and cyclohexane, aromatic solvents including benzene and toluene, halogens including methylene chloride, chloroform and carbon tetrachloride. Carbonized carbons are included. From these solvents, the one that dissolves the thermoplastic resin, which is the material of the microfibril resin that constitutes the synthetic pulp to be produced, and that does not easily remain in the aggregate of fibers that have been volatilized during flashing should be selected as appropriate. That's fine.

上記懸濁剤の例には、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリル酸塩、ゼラチン、トラガカントゴム、デンプン、メチルセルロース、およびカルボキシメチルセルロースなどを含む親水性樹脂が含まれる。また、上記親水性樹脂と、一般的なノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤またはアニオン系界面活性剤とを併用することもできる。懸濁剤は、上記熱可塑性樹脂、溶剤および水を均一に混合させるため、エマルションを安定化させ、かつ、フラッシュ後の繊維の切断および叩解を水中でも安定して行うことを可能とする。   Examples of the suspending agent include hydrophilic resins including polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyacrylate, gelatin, tragacanth gum, starch, methylcellulose, carboxymethylcellulose and the like. Moreover, the said hydrophilic resin and general nonionic surfactant, a cationic surfactant, or an anionic surfactant can also be used together. The suspending agent uniformly mixes the thermoplastic resin, the solvent, and water, so that the emulsion is stabilized, and the fibers can be stably cut and beaten after flushing in water.

上記懸濁剤の添加量は、繊維中、懸濁剤が0.1質量%以上5質量%以下となる量とするのが好ましい。上記懸濁剤の量は、製造過程において、添加した懸濁剤の一部が抜けるような操作をする場合は多めに添加するなど、適宜調整することが好ましい。添加量の目安としては、熱可塑性樹脂100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下とすることができる。   The addition amount of the suspending agent is preferably such that the suspending agent is 0.1% by mass or more and 5% by mass or less in the fiber. It is preferable to adjust the amount of the suspending agent as appropriate, such as adding a larger amount in the production process when an operation is performed to remove a part of the added suspending agent. As a standard of the addition amount, it can be 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin.

フラッシュ法の第2工程では、上記第1工程で得られたエマルジョンを、温度が100℃以上200℃以下、好ましくは130℃以上150℃以下となるように加熱し、かつ、圧力が0.1MPa以上5.0MPa以下、好ましくは圧力0.5MPa以上1.5MPa以下の加圧状態にする。その後、上記加熱および加圧したエマルジョンを、ノズルより減圧された空間へ噴出(フラッシュ)すると同時に溶剤を気化させ揮散させる。上記減圧された空間は、圧力が1kPa以上95kPa以下であることが好ましい。また、上記減圧された空間は、窒素雰囲気などの不活性雰囲気であることが好ましい。なお、本発明において、「圧力」とは絶対圧力のことを示す。   In the second step of the flash method, the emulsion obtained in the first step is heated to a temperature of 100 ° C. to 200 ° C., preferably 130 ° C. to 150 ° C., and the pressure is 0.1 MPa. The pressure is set to 5.0 MPa or less, preferably 0.5 MPa or more and 1.5 MPa or less. Thereafter, the heated and pressurized emulsion is ejected (flushed) from the nozzle into a decompressed space, and at the same time, the solvent is vaporized and volatilized. The decompressed space preferably has a pressure of 1 kPa to 95 kPa. The decompressed space is preferably an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere. In the present invention, “pressure” means absolute pressure.

上記工程により、上記熱可塑性樹脂を材料とした、分岐構造を有する不定長のミクロフィブリル繊維が得られる。このようにして得られたミクロフィブリル繊維は、さらにワーリング・ブレンダーまたはディスクリファイナーなどで、平均繊維長が上述した範囲の長さになるように切断および叩解することが好ましい。このとき、上記ミクロフィブリル繊維を水に溶解または分散させて、濃度が0.5g/L以上5.0g/L以下の水スラリーにして、上記切断および叩解を行うことが好ましい。   Through the above process, indefinite-length microfibril fibers having a branched structure made of the thermoplastic resin are obtained. The microfibril fibers thus obtained are preferably cut and beaten with a Waring blender or disc refiner so that the average fiber length is in the above-mentioned range. At this time, it is preferable to perform the above-mentioned cutting and beating by dissolving or dispersing the microfibril fibers in water to form a water slurry having a concentration of 0.5 g / L or more and 5.0 g / L or less.

このとき、たとえば、ディスクリファイナーの刃の種類、回転数、またはスクリーンの径などを所定の条件に沿って選択することで、ミクロフィブリル樹脂の線維径およびカナディアンフリーネスなどを所望の程度に調整することができる。   At this time, for example, the fiber diameter and Canadian freeness of the microfibril resin can be adjusted to a desired level by selecting the disc refiner blade type, rotation speed, or screen diameter according to predetermined conditions. Can do.

上記ミクロフィブリル樹脂には、親水性を増大させるために、ノニオン性界面活性剤またはポリプロピレングリコールによる表面処理を行ってもよい。親水化処理されたミクロフィブリル樹脂の例には、特開昭63−235575号公報および特開昭63−66380号公報などに示された合成パルプに用いられるミクロフィブリル樹脂が含まれる。   The microfibril resin may be subjected to a surface treatment with a nonionic surfactant or polypropylene glycol in order to increase hydrophilicity. Examples of the microfibril resin subjected to hydrophilic treatment include microfibril resins used for synthetic pulps as disclosed in JP-A-63-235575 and JP-A-63-66380.

このようにして得られたミクロフィブリル樹脂を、乾燥後、ミキサーなどによって開綿して、合成パルプとすることができる。   The microfibril resin thus obtained can be dried and then opened with a mixer or the like to obtain a synthetic pulp.

以上説明した方法によれば、分岐構造を有するミクロフィブリル樹脂、および上記ミクロフィブリル繊維が集合してなる合成パルプ、を好ましく製造することができる。なお、合成パルプが前述した他の化合物を含有するときは、上記エマルジョンに上記他の化合物を添加することが好ましい。このようにすることで、上記他の化合物が合成パルプ中に十分に分散し、上記他の化合物による効果を長期間保持することが可能となる。   According to the method demonstrated above, the microfibril resin which has a branched structure, and the synthetic pulp which the said microfibril fiber aggregates can be manufactured preferably. In addition, when a synthetic pulp contains the other compound mentioned above, it is preferable to add the said other compound to the said emulsion. By doing in this way, the said other compound fully disperse | distributes in a synthetic pulp, and it becomes possible to hold | maintain the effect by the said other compound for a long period of time.

(セルロースナノファイバー(CNF))
セルロースナノファイバーは、パルプ繊維を微細化(解繊)処理して得ることができる。原材料として用いるパルプ繊維としては、例えば、
広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)、広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)等の広葉樹クラフトパルプ(LKP)、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)、針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)等の針葉樹クラフトパルプ(NKP)等の化学パルプ;
ストーングランドパルプ(SGP)、加圧ストーングランドパルプ(PGW)、リファイナーグランドパルプ(RGP)、ケミグランドパルプ(CGP)、サーモグランドパルプ(TGP)、グランドパルプ(GP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)、晒サーモメカニカルパルプ(BTMP)等の機械パルプ;
茶古紙、クラフト封筒古紙、雑誌古紙、新聞古紙、チラシ古紙、オフィス古紙、段ボール古紙、上白古紙、ケント古紙、模造古紙、地券古紙、更紙古紙等から製造される古紙パルプ;
古紙パルプを脱墨処理した脱墨パルプ(DIP)などが挙げられる。これらは、本発明の効果を損なわない限り、単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。
(Cellulose nanofiber (CNF))
Cellulose nanofibers can be obtained by refining (defibrating) pulp fibers. As a pulp fiber used as a raw material, for example,
Hardwood bleached kraft pulp (LBKP), hardwood unbleached kraft pulp (LUKP), etc. Hardwood kraft pulp (LKP), softwood bleached kraft pulp (NBKP), softwood kraft pulp (NKP), etc. Chemical pulp of
Stone Grand Pulp (SGP), Pressurized Stone Grand Pulp (PGW), Refiner Grand Pulp (RGP), Chemi Grand Pulp (CGP), Thermo Grand Pulp (TGP), Grand Pulp (GP), Thermo Mechanical Pulp (TMP), Mechanical pulp such as chemi-thermomechanical pulp (CTMP) and bleached thermomechanical pulp (BTMP);
Waste paper pulp made from tea waste paper, craft envelope waste paper, magazine waste paper, newspaper waste paper, leaflet waste paper, office waste paper, corrugated waste paper, Kami white waste paper, Kent waste paper, imitation waste paper, lottery waste paper, waste paper waste paper, etc .;
Examples include deinked pulp (DIP) obtained by deinking waste paper pulp. These may be used singly or may be used in combination of plural kinds as long as the effects of the present invention are not impaired.

セルロースナノファイバーの原料となるパルプ繊維に特に限定はない。たとえば、本発明の複合体を合成紙の材料として用いる場合には、合成紙となった時の色目など仕上がりや、強度の観点から、化学パルプもしくは機械パルプが好ましい。本発明の複合体を塗料などの添加剤として用いる場合には、塗料の乾燥が容易となる観点から、化学パルプもしくは機械パルプが好ましい。   There is no limitation in particular in the pulp fiber used as the raw material of a cellulose nanofiber. For example, when the composite of the present invention is used as a material for synthetic paper, chemical pulp or mechanical pulp is preferable from the viewpoint of the finish such as the color when it becomes synthetic paper and the strength. When the composite of the present invention is used as an additive such as a paint, chemical pulp or mechanical pulp is preferable from the viewpoint of easy drying of the paint.

パルプ繊維は、本発明の効果を損なわない限り、その他の製紙用薬剤を任意に含有していてもよい。   The pulp fiber may optionally contain other paper-making chemicals as long as the effects of the present invention are not impaired.

その他の製紙用薬剤としては、例えば顔料、染料、填料、サイズ剤、耐摩耗性向上剤、耐水化剤、界面活性剤、ワックス、防錆剤、導電剤、紙粉脱落防止剤等が挙げられる。これらは、本発明の効果を損なわない限り、単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。   Examples of other papermaking chemicals include pigments, dyes, fillers, sizing agents, abrasion resistance improvers, water resistance agents, surfactants, waxes, rust preventives, conductive agents, and paper powder fall-off prevention agents. . These may be used singly or may be used in combination of plural kinds as long as the effects of the present invention are not impaired.

機械的処理による解繊方法としては、例えばパルプ繊維を回転する砥石間で磨砕するグラインダー法、ホモジナイザー、ボールミル、ロールミル、カッターミル等を用いる粉砕法などが挙げられる。   Examples of the defibrating method by mechanical treatment include a grinder method in which pulp fibers are ground between rotating grindstones, a grinding method using a homogenizer, a ball mill, a roll mill, a cutter mill, and the like.

機械的処理による解繊方法としては、これらの中でセルロースナノファイバーをより容易かつ確実に得ることができる観点から、パルプ繊維を回転する砥石間で磨砕するグラインダー法が好ましい。   As a fibrillation method by mechanical treatment, a grinder method in which pulp fibers are ground between rotating grindstones is preferable from the viewpoint that cellulose nanofibers can be obtained more easily and reliably.

回転する砥石間で磨砕するグラインダー法としては、例えば石臼式磨砕機を使用する磨砕処理法を用いることができる。具体的には、石臼式磨砕機の擦り合わせ部にパルプ繊維を通過させることで、パルプ繊維が通過の際の衝撃、遠心力、剪断力等により次第に磨り潰され、化学的に変質することなく、均一なセルロースナノファイバーが得られる。   As a grinder method for grinding between rotating grindstones, for example, a grinding treatment method using a stone mill grinder can be used. Specifically, by passing the pulp fibers through the rubbing part of a stone mill, the pulp fibers are gradually ground by impact, centrifugal force, shearing force, etc., without chemically changing. A uniform cellulose nanofiber can be obtained.

また、パルプ繊維は解繊の前に予備叩解に付してもよい。   Further, the pulp fiber may be subjected to preliminary beating before defibrating.

具体的には、段階的に解繊を進めることが好ましく、特に未叩解の原料パルプをナイヤガラビーター等のいわゆる粘状叩解設備にて予めカナディアンフリーネスを出発原料の30%以下となるまで予備叩解処理した後、回転する砥石間で磨砕するグラインダー法によって、セルロースナノファイバーが得られるまで解繊処理することが、ナノセルロース化処理において効率的であり、ガスバリア性を付与できるセルロースナノファイバーが得られるため好ましい。   Specifically, it is preferable to proceed with defibration step by step, and in particular pre-beating treatment of unbeaten raw pulp in a so-called viscous beater such as a Niagara beater until the Canadian freeness is 30% or less of the starting raw material. After that, it is efficient in the nanocellulosic treatment to obtain cellulose nanofibers that can impart gas barrier properties by performing a fibrillation treatment until the cellulose nanofibers are obtained by a grinder method that is ground between rotating grindstones. Therefore, it is preferable.

セルロースナノファイバーの保水度としては、400%以上が好ましく、430%以上がより好ましい。セルロースナノファイバーの保水度が上記下限未満であると、セルロースナノファイバーの水への分散性が不十分となるおそれがある。他方、セルロースナノファイバーの保水度としては、800%以下が好ましく、500%以下がより好ましい。セルロースナノファイバーの保水度が上記上限を超えると、自然乾燥工程で長時間を要するおそれがある。なお、セルロースナノファイバーの保水度(%)はJAPAN TAPPI No.26に準拠して測定される。   The water retention of the cellulose nanofiber is preferably 400% or more, and more preferably 430% or more. If the water retention of cellulose nanofibers is less than the lower limit, the dispersibility of cellulose nanofibers in water may be insufficient. On the other hand, the water retention of the cellulose nanofiber is preferably 800% or less, and more preferably 500% or less. If the water retention of cellulose nanofibers exceeds the above upper limit, it may take a long time in the natural drying step. The water retention (%) of the cellulose nanofibers is determined by JAPAN TAPPI No. 26 is measured.

2.合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体の製造方法
合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体は、上述したミクロフィブリル樹脂または上述したミクロフィブリル樹脂から製造した合成パルプと、CNFと、を混合して製造することができる。上記混合の方法は特に限定されず、たとえば、合成パルプをシート状に成形した後、溶液状のCNFを散布する方法、フラッフ化した合成パルプとCNFとをミキサーなどで混合する方法、フラッフ化した合成パルプとCNFとを解砕しながら同時に容器中を降下させて積層する方法、ミクロフィブリル樹脂または合成パルプとCNFとをミキサーなどで混合してCNFを捕捉した合成パルプを製造する方法などを用いることができる。合成パルプとCNFとをミキサーなどで混合する方法、またはフラッフ化した合成パルプとCNFとを解砕しながら同時に容器中を降下させて積層する方法が好ましい。
2. Method for producing composite of synthetic pulp and cellulose nanofiber The composite of synthetic pulp and cellulose nanofiber is obtained by mixing the above-described microfibril resin or the above-described microfibril resin and CNF. Can be manufactured. The method of mixing is not particularly limited. For example, after forming synthetic pulp into a sheet, a method of spraying solution-like CNF, a method of mixing fluffed synthetic pulp and CNF with a mixer, or the like A method in which synthetic pulp and CNF are crushed while being lowered in the container and laminated, a method of producing a synthetic pulp in which CNF is captured by mixing microfibril resin or synthetic pulp and CNF with a mixer or the like is used. be able to. A method in which synthetic pulp and CNF are mixed with a mixer or the like, or a method in which fluffed synthetic pulp and CNF are simultaneously crushed and lowered in a container and laminated is preferable.

これらのうち、ミクロフィブリル樹脂または合成パルプとCNFとをミキサーなどで混合する方法が好ましい。特に合成パルプやCNFの化学処理や機械処理といった複雑な製造工程を行うことなく、CNFの凝集や分布むらを抑制した複合体が製造できることから、下羽根および上羽根の上下二段に設置された撹拌羽根を撹拌容器内に有するミキサーで、下羽根による回転力によって上記ミクロフィブリル樹脂または合成パルプおよびCNFを流動させ、同時に上羽根による剪断力によって両者を撹拌および混合する方法が好ましい。本発明者らの知見によれば、上記上下二段に設置された撹拌羽根を有するミキサーで混合することで、合成パルプがCNFを十分に捕捉し、かつ、CNFをより均一に分散させた複合体を製造することができる。工程としては、乾燥前のウェットな合成パルプと水溶液状態のCNFとを上記方法で混合し複合した後、乾燥する工程により製造することができる。またあらかじめ乾燥してフラッフ化した合成パルプに水溶液状態のCNFを加えて、混合複合化した後、再度乾燥することもできる。   Among these, the method of mixing microfibril resin or synthetic pulp and CNF with a mixer etc. is preferable. In particular, it is possible to produce a composite that suppresses the aggregation and uneven distribution of CNF without performing complicated manufacturing processes such as chemical treatment and mechanical treatment of synthetic pulp and CNF. A method in which the microfibril resin or synthetic pulp and CNF are caused to flow by the rotational force of the lower blade and the both are stirred and mixed by the shear force of the upper blade in a mixer having a stirring blade in the stirring vessel is preferable. According to the knowledge of the present inventors, by mixing with a mixer having stirring blades installed in the upper and lower two stages, the composite pulp sufficiently captures CNF and more uniformly disperses CNF. The body can be manufactured. As the process, wet synthetic pulp before drying and CNF in an aqueous solution state are mixed and combined by the above method and then dried. Further, CNF in an aqueous solution state may be added to a synthetic pulp that has been dried and fluffed in advance to form a mixed composite, and then dried again.

このときの下羽根の周速度は、30m/s以上100m/s以下であることが好ましく、40m/s以上80m/s以下であることがより好ましく、50m/s以上70m/s以下であることがさらに好ましい。一方で上羽根の回転速度は、下羽根と同軸で、同周速度で構わない。二軸等で下羽根と周速度を変えられるときは、下羽根の周速度の範囲で周速度を変えることもできる。また、混合時間は3分以上30分以下であることが好ましく、5分以上20分以下であることがより好ましく、10分以上15分以下であることがさらに好ましい。   The peripheral speed of the lower blade at this time is preferably 30 m / s or more and 100 m / s or less, more preferably 40 m / s or more and 80 m / s or less, and 50 m / s or more and 70 m / s or less. Is more preferable. On the other hand, the rotational speed of the upper blade is coaxial with the lower blade and may be the same peripheral speed. When the peripheral speed of the lower blade can be changed by two axes or the like, the peripheral speed can be changed within the range of the peripheral speed of the lower blade. The mixing time is preferably 3 minutes or longer and 30 minutes or shorter, more preferably 5 minutes or longer and 20 minutes or shorter, and further preferably 10 minutes or longer and 15 minutes or shorter.

上記上下二段に設置された撹拌羽根を有するミキサーの例には、ヘンシェル型ミキサーが含まれる。特に、日本コークス工業製のFMミキサー、CPミキサー、サイクロミックス(R)CLX高速せん断型混合機などが好ましい。これらの中でも、剪断および混合をより十分に行い得る、日本コークス工業社製FMミキサーが好ましい。   Examples of the mixer having the stirring blades installed in the upper and lower two stages include a Henschel type mixer. In particular, an FM mixer, a CP mixer, a cyclomix (R) CLX high-speed shear mixer manufactured by Nippon Coke Industries, Ltd. are preferable. Among these, an FM mixer manufactured by Nippon Coke Kogyo Co., Ltd., which can sufficiently perform shearing and mixing is preferable.

3.複合体の用途
本発明の合成パルプとCNFとの複合体は、従来の合成パルプの代替として、公知の種々の用途に使用することができる。本発明の合成パルプとCNFとの複合体は、種々の形状に成形することができ、例えば、不織布状に成形することができる。本発明の複合体を不織布とすることにより、ティーバッグ紙、コーヒーバッグ紙、だしパック紙、エアフィルタ、マスク、浄水用フィルタ、ワインフィルタ、ビールフィルタ、ジュースフィルタ等などのフィルタ類;食品包装紙、脱酸素材包装紙、医療用包装紙、防虫包装紙等の包装材;合成紙、壁紙、透湿防水シート、耐熱ボード、ふすま紙、障子紙、グリーティングカード、パンフレット、名刺、ブックカバー、封筒、ランプシェード、ラベル用紙、印刷用紙、ポスター用紙等のカード・シート・ラベル類;セメント粒子捕捉材、チクソ性付与材等の住宅用資材;使い捨てのオムツ・ナプキン・シーツのトップシートや吸収体バインダー繊維、使い捨てのおしぼり・ワイパー・ティッシュのバインダー繊維、脂取り紙、滅菌紙等の衛生材料;加湿器用水蒸気揮散材、芳香剤芯材等の揮散材;および食品トレー・文具用品・大型部品緩衝材・自動車ドアパネルのバインダー用繊維等の多岐に渡って好適に使用することが出来る。
3. Application of Composite The composite of synthetic pulp and CNF of the present invention can be used for various known applications as an alternative to conventional synthetic pulp. The composite of the synthetic pulp and CNF of the present invention can be formed into various shapes, for example, can be formed into a nonwoven fabric. Filters such as tea bag paper, coffee bag paper, dashi pack paper, air filters, masks, water filters, wine filters, beer filters, juice filters, etc. by using the composite of the present invention as a nonwoven fabric; food wrapping paper Packaging materials such as deoxidized material wrapping paper, medical wrapping paper, insect proof wrapping paper; synthetic paper, wallpaper, moisture permeable waterproof sheet, heat resistant board, bran paper, shoji paper, greeting card, brochure, business card, book cover, envelope Cards, sheets and labels such as lamp shades, label paper, printing paper, poster paper, etc .; housing materials such as cement particle trapping materials and thixotropic agents; top sheets and absorbent binders for disposable diapers, napkins and sheets Sanitary materials such as fibers, disposable towels, wipers, tissue binder fibers, degreased paper, and sterilized paper ; Humidifier steam stripped material, volatilization materials such as fragrances core; and food trays stationery supplies and large parts cushioning material, automotive a wide variety of binder fiber or the like of the door panel can be suitably used.

なお、上記用途において不織布は、本発明の合成パルプとCNFとの複合体のみから構成してもよいし、本発明の複合体に他の繊維が混繊していてもよい。   In addition, in the said use, a nonwoven fabric may be comprised only from the composite_body | complex of the synthetic pulp of this invention, and CNF, and the other fiber may be mixed with the composite_body | complex of this invention.

(合成紙用の材料)
本発明の合成パルプとCNFとの複合体は、従来の合成パルプの代替として、合成紙用の材料とすることもできる。このような合成紙としては、本発明の複合体をパルプ代わりの原料とし、必要であればバインダーなどを加えて通常の抄紙機で製紙される「合成パルプ紙」が挙げられる。合成紙の材料となる複合体に特に限定はないが、複合体に含まれる合成パルプの原料樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、たとえば、エチレン系、プロピレン系、メチルペンテン系重合体からなる樹脂や、それらに、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン等との共重合体からなる樹脂を用いることができる。また、これらの樹脂はそれぞれ単独でも混合しても用いることができる。
(Material for synthetic paper)
The composite of synthetic pulp and CNF of the present invention can be used as a material for synthetic paper as an alternative to conventional synthetic pulp. Examples of such synthetic paper include “synthetic pulp paper” which is produced by a normal paper machine using the composite of the present invention as a raw material instead of pulp and adding a binder if necessary. Although there is no particular limitation on the composite used as the material for the synthetic paper, the raw material resin for the synthetic pulp contained in the composite is a polyolefin-based resin, for example, a resin composed of an ethylene-based, propylene-based, or methylpentene-based polymer, For these, a resin made of a copolymer with ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, or the like can be used. These resins can be used alone or in combination.

(塗料またはインク用の材料)
本発明の合成パルプとCNFとの複合体は、塗料またはインク用の材料に含まれてもよい。従来の合成パルプと同様に、本発明の複合体も、塗料またはインク用の添加剤、特に増粘剤として使用することができる。塗料やインクの種類に特に制限はないが、本発明の複合体の親和性と分散性の観点から、水系での使用が好ましい。
(Material for paint or ink)
The composite of synthetic pulp and CNF of the present invention may be contained in a material for paint or ink. As with conventional synthetic pulp, the composite of the present invention can also be used as an additive for paints or inks, particularly as a thickener. Although there is no restriction | limiting in particular in the kind of coating material or ink, Use from a water system is preferable from a viewpoint of the affinity and dispersibility of the composite_body | complex of this invention.

本発明の複合体を塗料やインクに添加する場合には、塗料またはインクの質量に対して0.1〜5.0質量%の範囲で添加することが好ましい。上記範囲内の添加量であれば、塗料またはインクのレオロジー特性を調整しつつ、塗料やインクの分散性を損なうこともない。   When adding the composite of this invention to a coating material or an ink, it is preferable to add in 0.1-5.0 mass% with respect to the mass of a coating material or an ink. If the addition amount is within the above range, the dispersibility of the paint or ink is not impaired while adjusting the rheological properties of the paint or ink.

本発明の複合体を含む塗料やインクは、当該複合体と共に、顔料を20〜40質量%含んでいる。顔料の量は、より好ましくは25〜35質量%である。顔料の種類に特に限定はなく、防錆塗料、白色顔料、体質顔料、着色顔料等を使用することができる。顔料の具体例としては、クロム酸亜鉛、亜鉛丹、リン酸亜鉛等の防錆塗料、酸化チタン、超微粒子酸化チタン、鉛白、塩基性硫酸鉛、塩基性ケイ酸鉛、亜鉛華、硫化亜鉛、三酸化アンチモン、カルシウム複合物等の白色顔料、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナホワイト、シリカ、ケイソウ土、カオリン、タルク、有機ベントナイト、ホワイトカーボン等の体質顔料、カーボンブラック、黄鉛、モリブデン赤、ベンガラ、黄色酸化鉄、酸化チタン、鉄黒、黄土、シェナ、アンバー、緑土、マルスバイオレット、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミボンレッド、カドミボンイエロー、群青、紺青等の着色顔料が挙げられる。特に顔料が平均粒径100nm以下の超微粒子であると、塗膜や筆記部位に透明性を付与できるため、好ましい。   The paint or ink containing the composite of the present invention contains 20 to 40% by mass of pigment together with the composite. The amount of the pigment is more preferably 25 to 35% by mass. There are no particular limitations on the type of pigment, and rust preventive paints, white pigments, extender pigments, colored pigments, and the like can be used. Specific examples of pigments include anticorrosion paints such as zinc chromate, zinc oxide, and zinc phosphate, titanium oxide, ultrafine titanium oxide, lead white, basic lead sulfate, basic lead silicate, zinc white, and zinc sulfide. , White pigments such as antimony trioxide, calcium composite, calcium carbonate, barium sulfate, alumina white, silica, diatomaceous earth, kaolin, talc, organic bentonite, white carbon and other extender pigments, carbon black, yellow lead, molybdenum red, Examples thereof include colored pigments such as bengara, yellow iron oxide, titanium oxide, iron black, ocher, shena, amber, green clay, Mars violet, cadmium yellow, cadmium red, cadmium red, cadmibon yellow, ultramarine blue, and bitumen. In particular, it is preferable that the pigment is an ultrafine particle having an average particle size of 100 nm or less because transparency can be imparted to the coating film and the writing site.

塗料またはインクは、上記着色顔料の他にも、断熱・遮熱顔料(中空シリカゲル、セラミック)、潤滑性顔料(シリコン)、抗菌顔料(プラチナ、銀)、熱伝導顔料(ダイヤモンド)、脱臭顔料(脱臭ゼオライト)、高効率輻射(遠赤・放熱)顔料(アルミナ、マグネタ糸など)、耐磨耗顔料(セラミック)、高輝度顔料(アルミなど金属)等の機能性顔料を含んでいてもよい。機能性顔料と着色顔料の合計含有量が上記範囲内にあることが好ましい。   In addition to the above-mentioned color pigments, paints and inks can be used for heat insulating / heat shielding pigments (hollow silica gel, ceramic), lubricating pigments (silicon), antibacterial pigments (platinum, silver), thermal conductive pigments (diamonds), deodorizing pigments ( Functional pigments such as deodorized zeolite), high-efficiency radiation (far red / heat radiation) pigments (alumina, magnet yarn, etc.), anti-wear pigments (ceramics), and high-intensity pigments (metals such as aluminum) may be included. The total content of the functional pigment and the color pigment is preferably within the above range.

当該塗料が水性塗料組成物である場合には、水系樹脂を含んでいる。使用する水系樹脂は、顔料を分散することができるものである限り、何ら制約はない。例えば、水溶性、ディスパージョン、エマルション、ミクロゲル、等の形態を有する樹脂が使用できる。   When the paint is an aqueous paint composition, it contains a water-based resin. The water-based resin used is not limited as long as it can disperse the pigment. For example, a resin having a form such as water solubility, dispersion, emulsion, or microgel can be used.

さらに具体的に上記水系樹脂を例示すると、アクリル系樹脂、アルキド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、ブロックイソシアネート、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ビニル系樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース系樹脂、等が挙げられる。   More specifically, the water-based resin is exemplified by acrylic resin, alkyd resin, polyester resin, polyurethane resin, acrylic urethane resin, blocked isocyanate, fluorine resin, epoxy resin, epoxy acrylate resin, phenol resin, melamine resin, vinyl. Resin, polyamide resin, cellulose resin, and the like.

さらに、水性塗料組成物に使用する水系樹脂には、重合または架橋により樹脂を潜在的に形成しうる化合物、いわゆる、モノマーやオリゴマーも含まれる。   Furthermore, the water-based resin used in the aqueous coating composition includes compounds that can potentially form the resin by polymerization or crosslinking, so-called monomers and oligomers.

以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example etc. demonstrate this invention further more concretely, the scope of the present invention is not limited to these Examples etc.

(実施例1〜8)
平均繊維長が0.9mm、繊維径が30μm、MFRが7.0g/10minのミクロフィブリル繊維からなる、CSFが400mlの合成パルプである三井化学(株)製のSWP(登録商標)EST−2、または平均繊維長が0.1mm、繊維径が15μm、MFRが100g/10minのミクロフィブリル繊維からなる、CSFが300mlの合成パルプである三井化学(株)製のSWP ESS−5と、大王製紙(株)製のセルロースナノファイバー(CNF)であるB(針葉樹漂白化学パルプ)またはC(機械パルプ)とを、表1に示す組成となるように使用し、粉砕混合乾燥機で混合し、乾燥させて、合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体を製造した。なお、EST−2およびESS−5は、平均繊維径が1〜50μmの範囲にあり、分岐構造を有することが分っている。
(Examples 1-8)
SWP (registered trademark) EST-2 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., which is a synthetic pulp having a CSF of 400 ml, composed of microfibril fibers having an average fiber length of 0.9 mm, a fiber diameter of 30 μm, and an MFR of 7.0 g / 10 min. Or SWP ESS-5 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., which is a synthetic pulp having a CSF of 300 ml, made of microfibrils having an average fiber length of 0.1 mm, a fiber diameter of 15 μm, and an MFR of 100 g / 10 min. B (conifer bleached chemical pulp) or C (mechanical pulp), which is cellulose nanofiber (CNF) manufactured by Co., Ltd., is used so as to have the composition shown in Table 1, mixed with a pulverizing and mixing dryer, and dried. Thus, a composite of synthetic pulp and cellulose nanofiber was produced. EST-2 and ESS-5 have an average fiber diameter in the range of 1 to 50 μm and have a branched structure.

混合は日本コークス工業製FMミキサーFM20C/Iを用いて行い、必要に応じて攪拌翼を変更して行った。攪拌翼としては、A0/Z0を用いた。   Mixing was performed using an FM mixer FM20C / I manufactured by Nippon Coke Industries, and the stirring blades were changed as necessary. A0 / Z0 was used as a stirring blade.

得られた複合体をそれぞれポリ袋に入れ、振盪して下部に分離した粒子を計量した。分離した粒子の質量を、複合体の製造に用いたCNFの質量で除算して、CNFの分離率とした。   Each of the obtained composites was put in a plastic bag, and the particles separated by shaking were measured. The mass of the separated particles was divided by the mass of CNF used for the production of the composite to obtain the CNF separation rate.

(比較例1および2)
合成パルプの代わりにポリエチレンのショートカットファイバーを用い、表2に示す組成となるようにCNFと組み合わせ、上記実施例と同様に、粉砕混合乾燥機(日本コークス工業製FMミキサーFM20C/I)により混合した。使用した解砕物は、ミクロフィブリル構造を有さず、また分岐構造も有さなかった。
(Comparative Examples 1 and 2)
Polyethylene shortcut fibers were used instead of synthetic pulp, combined with CNF so as to have the composition shown in Table 2, and mixed in the same manner as in the above examples by a pulverizing and mixing dryer (FM mixer FM20C / I manufactured by Nihon Coke Industries). . The crushed material used did not have a microfibril structure, nor did it have a branched structure.

(比較例3および4)
合成パルプとしてEST−2またはESS−5、CNFとしてB(針葉樹漂白化学パルプ)を用い、表2に示す組成となるように混合した。合成パルプとCNFとの混合を、FMミキサーに替えてそれぞれブレンダーミキサー(比較例3)またはタンブラーミキサー(比較例4)を用いて行った。
(Comparative Examples 3 and 4)
EST-2 or ESS-5 was used as the synthetic pulp, and B (conifer bleached chemical pulp) was used as the CNF, and they were mixed so as to have the composition shown in Table 2. The synthetic pulp and CNF were mixed using a blender mixer (Comparative Example 3) or a tumbler mixer (Comparative Example 4), respectively, instead of the FM mixer.

比較例1〜4のそれぞれで得られた複合体をポリ袋に入れ、振盪して下部に分離した粒子を計量した。分離した粒子の質量を、複合体の製造に用いたCNFの質量で除算して、CNFの分離率とした。   The composite obtained in each of Comparative Examples 1 to 4 was put in a plastic bag, and the particles separated by shaking were weighed. The mass of the separated particles was divided by the mass of CNF used for the production of the composite to obtain the CNF separation rate.

合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体の製造に用いたミクロフィブリル樹脂およびCNFの種類、それぞれの量(質量部)、製造方法(混合機の種類、撹拌速度および混合時間)、ならびに上記振盪によって求められたCNFの分離率を、表1および表2に示す。   By the type of microfibril resin and CNF used for the production of the composite of synthetic pulp and cellulose nanofiber, the respective amount (parts by mass), the production method (type of mixer, stirring speed and mixing time), and the above shaking Tables 1 and 2 show the obtained CNF separation rates.

下羽根による回転力からなる流動に加え、上羽根による剪断力を発生させるFMミキサーを使用し、合成パルプとして多分岐構造を持ち、ミクロフィブリル構造を有する合成パルプであるEST−2またはESS−5を用いると、合成パルプとCNFとを効率よく均一に混合でき、繊維がCNFを捕捉できることが見いだされた(実施例1〜8)。   EST-2 or ESS-5, which is a synthetic pulp having a multi-branched structure as a synthetic pulp and having a microfibril structure, using an FM mixer that generates a shear force by an upper blade in addition to a flow composed of rotational force by a lower blade It was found that synthetic pulp and CNF can be mixed efficiently and uniformly, and the fibers can capture CNF (Examples 1 to 8).

また、CNFも、由来原料となるパルプの違いにかかわらず、同様に混合、複合化することができた。   CNF could also be mixed and compounded in the same manner regardless of the difference in the pulp as the raw material.

それに対し、分岐構造が少なく、フィブリルも少ないポリエチレンショートカットファイバーでは、効率よく均一にCNFと混合することが困難であった。また、CNFの保持性も悪く、多くのCNFが分離してしまい、さらにCNFそのものが大きな塊となって凝集してしまう結果となった(比較例1、2)。   On the other hand, it was difficult to efficiently and uniformly mix CNF with a polyethylene shortcut fiber with few branch structures and few fibrils. In addition, CNF retention was poor, and a lot of CNF was separated, and CNF itself was aggregated as a large mass (Comparative Examples 1 and 2).

また、混合に一般的なミキサーを用いた場合、EST−2またはESS−5と、CNFとを均一に混合し、合成パルプにCNFを保持させる事はできなかった(比較例3、4)。   Moreover, when a general mixer was used for mixing, EST-2 or ESS-5 and CNF were uniformly mixed, and CNF could not be held in synthetic pulp (Comparative Examples 3 and 4).

図1は、実施例1に用いた、複合前の合成パルプを日本電子社製走査型電子顕微鏡JSM6480にて500倍で撮像した電子顕微鏡写真である。   FIG. 1 is an electron micrograph of the composite pulp used in Example 1 taken with a scanning electron microscope JSM6480 manufactured by JEOL Ltd. at a magnification of 500 times.

図2は、実施例1の合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体を、上述したように振盪後に、日本電子社製走査型電子顕微鏡JSM6480にて500倍で撮像した電子顕微鏡写真である。図3は、図2の倍率を5000倍に上げて撮像した電子顕微鏡写真である。図1〜図3より、本発明の複合体においては、合成パルプの表面をセルロースナノファイバーが万遍なく覆って複合体を形成しており、合成パルプがCNFを捕捉していることがわかる。   FIG. 2 is an electron micrograph of the composite of synthetic pulp and cellulose nanofibers of Example 1 taken with a scanning electron microscope JSM6480 manufactured by JEOL Ltd. at 500 times after shaking as described above. FIG. 3 is an electron micrograph taken with the magnification of FIG. 2 increased to 5000 times. 1 to 3, it can be seen that in the composite of the present invention, the surface of the synthetic pulp is uniformly covered with cellulose nanofibers to form a composite, and the synthetic pulp captures CNF.

(実施例9)
実施例1で得られた複合体を用い、角型抄紙機を用いて坪量20g/mの合成紙を手漉きにて作成した。この合成紙の引張強度は10N/15mmであり、紙としての強度は十分であった。また、水性ボールペンにより文字を書いて印刷適性を確認したところ、十分な適性があることが確認できた。
Example 9
Using the composite obtained in Example 1, synthetic paper having a basis weight of 20 g / m 3 was prepared by hand using a square paper machine. The synthetic paper had a tensile strength of 10 N / 15 mm, and the strength as paper was sufficient. Moreover, when the printability was confirmed by writing characters with a water-based ballpoint pen, it was confirmed that there was sufficient suitability.

(比較例5)
比較例3で得られた混合物を用い、角型抄紙機を用いて坪量20g/mの合成紙を手漉きにて作成した。この合成紙の引張強度は1.5N/15mmであり、紙としての十分な強度が得られなかった。また、紙の表面に凝集状態の異物(CNFの凝集物)が見られ、良好な地合とすることができなかった。さらに、水性ボールペンので文字を書いてもインクをはじいてしまい、印刷適性もなかった。
(Comparative Example 5)
Using the mixture obtained in Comparative Example 3, a synthetic paper having a basis weight of 20 g / m 3 was prepared by hand using a square paper machine. The synthetic paper had a tensile strength of 1.5 N / 15 mm, and sufficient strength as paper was not obtained. Further, agglomerated foreign matters (aggregates of CNF) were observed on the surface of the paper, and a satisfactory formation could not be achieved. Furthermore, even if a character was written with a water-based ballpoint pen, it repelled ink and was not printable.

(比較例6)
実施例1と同様の方法で、CNFを用いず合成パルプ(SWP EST−2)のみを粉砕乾燥し、複合化していない繊維を得た。得られた繊維を用いて、実施例9と同様に角型抄紙機で手漉きの紙を作成した。合成パルプ単独では水への分散性が悪く、均一な地合の紙を得ることができなかった。また、引張強度を測定したところ、1N/15mmであり、紙としての強度を十分持てないものであった。
(Comparative Example 6)
In the same manner as in Example 1, only synthetic pulp (SWP EST-2) was pulverized and dried without using CNF to obtain uncomplexed fibers. Using the obtained fibers, handmade paper was prepared with a square paper machine in the same manner as in Example 9. Synthetic pulp alone has poor water dispersibility, and it has not been possible to obtain paper with a uniform texture. Moreover, when the tensile strength was measured, it was 1 N / 15 mm, and the paper strength was not sufficient.

(実施例10および比較例7と8)
実施例5で得られた複合体を市販のアクリル系水性塗料に1%添加、混合し、レオメーターにて塗料のレオロジー特性を測定した。比較例7としては、複合化していない単独のSWP ESS−5を、比較例8としては比較例4で得られた混合物を、それぞれ乾燥粉砕して、上記と同様に水性塗料に添加、混合し、レオロジー特性を測定した。その結果を図4に示す。
(Example 10 and Comparative Examples 7 and 8)
The composite obtained in Example 5 was added to and mixed with a commercially available acrylic water-based paint, and the rheological properties of the paint were measured with a rheometer. In Comparative Example 7, a single SWP ESS-5 that was not combined was used, and in Comparative Example 8, the mixture obtained in Comparative Example 4 was dried and pulverized. The rheological properties were measured. The result is shown in FIG.

図4から明らかなように、比較例7と8では十分な増粘効果が得られていないが、実施例10では系の粘度が上昇しており、複合体に増粘剤としての効果があることが確認できた。   As is clear from FIG. 4, in Comparative Examples 7 and 8, a sufficient thickening effect is not obtained, but in Example 10, the viscosity of the system is increased, and the composite has an effect as a thickening agent. I was able to confirm.

本発明の合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体は、従来の合成パルプの代替として使用することで、強度および印刷適性の改善された合成紙や、良好なレオロジー特性を示す塗料やインクなどを得ることができる。また、本発明の複合体の製造方法は、合成パルプとセルロースナノファイバーの化学処理や機械処理といった複雑な製造工程を行うことなく、CNFの凝集、分布むらを抑制し、高品質の合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体を安価に大量に製造することを可能にする。これらは、合成パルプとセルロースナノファイバーとの複合体のさらなる普及に寄与することが期待される。   The composite of synthetic pulp and cellulose nanofibers of the present invention can be used as a substitute for conventional synthetic pulp to produce synthetic paper with improved strength and printability, and paints and inks that exhibit good rheological properties. Can be obtained. Moreover, the manufacturing method of the composite_body | complex of this invention suppresses agglomeration and distribution unevenness of CNF, without performing complicated manufacturing processes, such as a chemical treatment and mechanical treatment of synthetic pulp and cellulose nanofiber, and high-quality synthetic pulp and This makes it possible to produce a large amount of a composite with cellulose nanofibers at low cost. These are expected to contribute to the further spread of composites of synthetic pulp and cellulose nanofibers.

Claims (6)

MFRが0.1g/10min以上200g/10minである樹脂からなる、平均繊維長が0.05mm以上50mm以下であり、かつ、繊維径の最小値が0.5μmであり、繊維径の最大値が50μmであるミクロフィブリル繊維が集合してなる、カナディアンフリーネスが300ml以上740ml以下である合成パルプと、
前記合成パルプに捕捉されたセルロースナノファイバーと、
を含む複合体。
The average fiber length is 0.05 mm or more and 50 mm or less, the minimum value of the fiber diameter is 0.5 μm, and the maximum value of the fiber diameter is made of a resin having an MFR of 0.1 g / 10 min or more and 200 g / 10 min. A synthetic pulp having a Canadian freeness of 300 ml or more and 740 ml or less, comprising a collection of 50 μm microfibril fibers;
Cellulose nanofibers trapped in the synthetic pulp;
A complex containing
前記合成パルプは、MFRが5.0g/10min以上150g/10min以下である樹脂からなる、平均繊維長が0.10mm以上1.15mm以下であり、かつ、平均繊維径が15μm以上35μm以下であるミクロフィブリル繊維が集合してなる、カナディアンフリーネスが300ml以上740ml以下である合成パルプである、請求項1に記載の複合体。   The synthetic pulp is made of a resin having an MFR of 5.0 g / 10 min to 150 g / 10 min, an average fiber length of 0.10 mm to 1.15 mm, and an average fiber diameter of 15 μm to 35 μm. The composite according to claim 1, wherein the composite is a synthetic pulp formed by aggregating microfibril fibers and having a Canadian freeness of 300 ml to 740 ml. 不織布材料である、請求項1または2に記載の複合体。   The composite according to claim 1 or 2, which is a nonwoven material. 合成紙用の材料に含まれる、請求項1または2に記載の複合体。   The composite according to claim 1 or 2, which is contained in a material for synthetic paper. 塗料またはインク用の材料に含まれる、請求項1または2に記載の複合体。   The composite according to claim 1 or 2, which is contained in a material for paint or ink. MFRが0.1g/10min以上200g/10minである樹脂からなる、平均繊維長が0.05mm以上50mm以下であり、かつ、繊維径の最小値が0.5μmであり、繊維径の最大値が50μmであるミクロフィブリル繊維が集合してなる、カナディアンフリーネスが300ml以上740ml以下である合成パルプと、
セルロースナノファイバーと、を用いて、
下羽根および上羽根の上下二段に設置された撹拌羽根を撹拌容器内に有するミキサーで、下羽根による回転力によって前記合成パルプおよび前記セルロースナノファイバーを流動させ、同時に上羽根による剪断力によって前記合成パルプおよび前記セルロースナノファイバーを撹拌および混合する工程を含む、
複合体の製造方法。
The average fiber length is 0.05 mm or more and 50 mm or less, the minimum value of the fiber diameter is 0.5 μm, and the maximum value of the fiber diameter is made of a resin having an MFR of 0.1 g / 10 min or more and 200 g / 10 min. A synthetic pulp having a Canadian freeness of 300 ml or more and 740 ml or less, comprising a collection of 50 μm microfibril fibers;
Using cellulose nanofiber,
A mixer having stirring blades installed in two upper and lower stages of a lower blade and an upper blade in a stirring vessel, causing the synthetic pulp and the cellulose nanofibers to flow by the rotational force of the lower blade, and simultaneously by the shearing force of the upper blade. Stirring and mixing the synthetic pulp and the cellulose nanofibers,
A method for producing a composite.
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