JP3478083B2

JP3478083B2 - 微細フィブリル化セルロースの製造方法

Info

Publication number: JP3478083B2
Application number: JP27432697A
Authority: JP
Inventors: 憲高見
Original assignee: Tokushu Paper Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tokushu Paper Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 2003-12-10
Anticipated expiration: 2017-10-07
Also published as: JPH11106403A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製紙分野、塗料分
野、製膜分野、食品分野、化粧品分野等各種産業分野で
幅広く利用価値を有し、特に高吸水性樹脂（以下［ＳＡ
Ｐ」と略記する）を利用した衛生用品等においてＳＡＰ
の結合剤および分散剤として好適に用いられる微細フィ
ブリル化セルロースの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】木材パルプを微細化して得られる微細フ
ィブリル化セルロース（以下「ＭＦＣ」と略記する）
は、その水分散液の示す特異な性質から食品添加物、顔
料吸着剤等の用途に用いられているが、このような性質
をＳＡＰの結合剤および分散剤として利用し、ＳＡＰを
含む高吸収性シート材料（以下「シート状ＳＡＰ」と略
記する）を製造する試みがなされている（例えば特願平
８−３３３５２０号）。

【０００３】この技術の特徴は、ＳＡＰを膨潤させずか
つＭＦＣを安定分散できる水相溶性を有する有機溶媒と
水との混合溶媒中にＭＦＣおよびＳＡＰを分散させてス
ラリー状の分散液とし、この分散液をそのままシート状
に成形するか、あるいはこの分散液を不織布等のシート
状支持体上に塗布、乾燥するところにある。

【０００４】この場合、ＭＦＣは、混合溶媒中にＳＡＰ
粒子を安定に分散させる分散剤として機能するととも
に、シート状ＳＡＰとする際にＳＡＰ粒子を互いに結合
保持する結合剤として機能する。

【０００５】木材パルプからＭＦＣを製造する方法は従
来から種々の方法が提案されており、例えば本願と同一
出願人から特許出願された砥粒板擦り合わせ装置を用い
る方法がある（特開平７−３１０２９６号）。この装置
の概略は図１にその一例を示したように、粒度が１６〜
１２０番（ＪＩＳＲ６００１）の砥粒からなる砥粒
板を複数枚擦り合わせ配置して構成されている。図示の
例では、上方の固定砥粒板１と下方の回転砥粒板２とが
擦り合わされるように配置されている。固定砥粒板１の
中央開孔の上方にはホッパー３が設置され、ホッパー底
部は２枚の砥粒板の間の擦り合わせ部と連通している。
回転砥粒板２はその下面から下方に伸びるシャフト４を
介して駆動モーター５により回転される。

【０００６】この装置を用いてパルプを微細化処理する
に際しては、予め叩解処理を施したパルプの水分散液を
ホッパー３へ供給すると、水分散液は２枚の砥粒板１，
２の間の擦り合わせ部に導かれ、ここで上下の砥粒板の
擦り合わせ作用によってパルプの微細化がなされる。生
成するＭＦＣ水分散液は砥粒板１，２の間の外周縁から
遠心力により流出する。流出するＭＦＣ水分散液はホッ
パー３へ再循環し、所望のフィブリル化度合いのＭＦＣ
が得られるまで微細化処理を施すことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したような方法で
得られたＭＦＣ水分散液から、シート状ＳＡＰの製造に
用いられる有機溶媒と水との混合溶媒（以下単に「混合
溶媒」と略記する）分散液を得るためには、このＭＦＣ
水分散液に有機溶媒を添加しなければならない。ＭＦＣ
水分散液に有機溶媒を添加して所望混合溶媒組成及び所
望固形分濃度の混合溶媒分散液を調製する場合に、所望
の混合溶媒組成（有機溶媒：水が６０：４０、７０：３
０、８０：２０）及び所望の固形分濃度（０．８％、
１．０％、１．２％）と、この混合溶媒組成及び固形分
濃度の混合溶媒分散液を得るために必要な微細化処理後
の水分散液の固形分濃度との関係を表１に示す。

【０００８】

【０００９】表１によれば、例えば目的とする混合溶媒
組成が有機溶媒：水＝６０：４０であり、目的とする固
形分濃度が０．８％（重量％、以下同じ）であるような
混合溶媒分散液を得るためには、固形分濃度２．０２％
の水分散液が必要であることを示している。従って、Ｍ
ＦＣ水分散液を使用して、有機溶媒：水＝８０：２０の
混合溶媒組成からなる固形分濃度１％のＭＦＣ混合溶媒
分散液を調製しようとすると、固形分濃度５．０５％の
ＭＦＣ水分散液が必要となることが表１からわかる。例
えば、固形分濃度２％のＭＦＣ水分散液が微細化処理に
より得られた場合、この水分散液を固形分濃度が５．０
５％になるようにあらかじめ濃縮しておかなければなら
ないことになる。

【００１０】しかし、ＭＦＣ水分散液の濃縮には多大の
エネルギーを要する。また、固形分濃度が５％程度のＭ
ＦＣ水分散液を製造しようと試みても、かような固形分
濃度の高いＭＦＣ水分散液は微細化処理中に半流動状態
となってしまうため、連続的かつ円滑な微細化処理を行
うことが極めて困難となる。

【００１１】そこで本発明は、適切な有機溶媒とその溶
媒の使用条件を選択することで有機溶媒と水との混合溶
媒系でパルプを微細化することができ、これによって、
濃縮することなくシート状ＳＡＰの製造に好適に用いる
ことができ、しかも溶媒にＭＦＣが長時間安定な状態で
分散して再凝集することのないＭＦＣ分散液を得ること
ができる、ＭＦＣの製造方法を提供することを課題とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明によるＭ
ＦＣの製造方法は、繊維状セルロース又は粒子状セルロ
ースを当該繊維状セルロース又は粒子状セルロースを分
散できる分散媒体に分散し、粒度が１６〜１２０番（Ｊ
ＩＳＲ６００１）の砥粒からなる砥粒板を複数枚擦
り合わせ配置した砥粒板擦り合わせ装置を用いて微細化
することからなるＭＦＣの製造方法において、前記分散
媒体として水相溶性を有する有機溶媒と水との混合溶媒
を用いることを特徴とするものである。

【００１３】本発明の方法によれば、ＭＦＣは混合溶媒
分散液として得ることができるから、濃縮することなく
シート状ＳＡＰの製造に好適に使用することができる。
この点を表２を用いて説明する。表２は、本発明の微細
化処理で得られた例えば有機溶媒：水＝４０：６０のＭ
ＦＣ混合溶媒分散液を有機溶媒で希釈して所望混合溶媒
組成及び所望固形分濃度の混合溶媒分散液を調製する場
合に、所望の混合溶媒組成（有機溶媒：水が６０：４
０、７０：３０、８０：２０）及び所望の固形分濃度
（０．８％、１．０％、１．２％）と、この混合溶媒組
成及び固形分濃度の混合溶媒分散液を得るために必要な
微細化処理後の混合溶媒分散液の固形分濃度との関係を
示しており、表１に対応するものである。

【００１４】

【００１５】従って、有機溶媒：水＝４０：６０の混合
溶媒で固形分濃度３．０３％のＭＦＣ混合溶媒分散液が
微細化処理により得られる場合、これを有機溶媒で希釈
することによって、例えば有機溶媒：水＝８０：２０の
混合溶媒組成及び固形分濃度１％の所望のＭＦＣ混合溶
媒分散液を簡便に調製することができる。

【００１６】これに対して微細化処理によりＭＦＣ水分
散液を調製する場合には、表１を参照して上記で説明し
た通り、有機溶媒：水＝８０：２０の混合溶媒組成及び
固形分濃度１％の所望のＭＦＣ混合溶媒分散液を得るた
めには、固形分濃度５．０５％のＭＦＣ水分散液が必要
となる。かような高濃度の分散液は微細化処理が困難で
あるから、微細化処理に適した例えば固形分濃度２％程
度のＭＦＣ水分散液を調製してからこれを多大のエネル
ギーを要する濃縮処理を施して５．０５％まで濃縮しな
ければならない。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明においてＭＦＣの原料とな
る繊維状セルロース又は粒子状セルロースは、基本的に
は木材パルプ等のセルロースであるが、非木材繊維、再
生セルロース、セルロース誘導体等であって繊維状又は
粒子状であるものも使用できる。従って本発明により得
られるＭＦＣとしては、セルロースの微細フィブリル化
物だけでなく、非木材繊維、再生セルロース、セルロー
ス誘導体等の微細フィブリル化物も含まれる。

【００１８】以下に本発明のＭＦＣの製造方法について
説明する。まず、繊維状セルロース又は粒子状セルロー
スを当該繊維状セルロース又は粒子状セルロースを分散
できる混合溶媒に分散する。分散方法としては、有機溶
媒と水とを所定の比率で混合した混合溶媒に、繊維状セ
ルロース又は粒子状セルロースを添加してもよいし、混
合溶媒の一部、例えば水に繊維状セルロース又は粒子状
セルロースを添加して分散させておいてから、混合溶媒
の残りの部分、例えばエタノールを添加して有機溶媒と
水との比率を所定の値にしてもよい。

【００１９】次いで、この繊維状セルロース又は粒子状
セルロースを含む混合溶媒分散液を砥粒板擦り合わせ装
置に供給する。砥粒板擦り合わせ装置での微細化処理
は、図１に例示した従来の砥粒板擦り合わせ装置と同様
の装置を用い、従来と同様の操作で行うことができる。
砥粒板の擦り合わせ部から流出するＭＦＣ混合溶媒分散
液はホッパーへ再循環して、所望のフィブリル化の度合
いを有するＭＦＣが得られるまで微細化処理を施すこと
ができる。

【００２０】混合溶媒に用いる有機溶媒の条件は、以下
の通りとなる。第一に、水相溶性を有することを要す
る。本発明において、水相溶性とは、有機溶媒が水と自
由に混合する場合に限られない。特定の混合比において
有機溶媒と水が相互溶解する場合も、その有機溶媒はそ
の混合比において、水相溶性を有するものとする。相互
溶解とは、厳密な意味に用いられるほか、わずかに溶解
しない部分がある場合にも用いられる。水相溶性を有す
る有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプ
ロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、１、４−ジオキサン、アセトン等が挙げられる。

【００２１】第二に、ＳＡＰを膨潤させない程度の比率
で水と混合することにより得られた混合溶媒が、ＳＡＰ
及びＭＦＣを分散できることを要する。ＳＡＰ及びＭＦ
Ｃを分散できない場合又は分散できるが十分でない場合
には、撹拌を停止した直後に沈殿を生じる等使用上問題
があるからである。具体的には、有機溶媒の比誘電率が
２０以上であることが望ましい。比誘電率が小さいと含
水状態でＳＡＰ粒子が凝集現象を起こしやすいという事
実が知られているからである。比誘電率が２０以上の有
機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、イソ
プロパノール、エチレングリコール、グリセロール、ア
セトン、アセチルアセトン等が挙げられる。なお、有機
溶媒と水との混合比率については後述する。

【００２２】第三に、蒸留回収しやすい程度の揮発性を
有することを要する。シート状ＳＡＰの製造に際して
は、経済性を高くし、環境への負荷を小さくするという
観点から、有機溶媒を回収して再利用することが不可欠
であるからである。かような観点からは、例えばメタノ
ール、エタノール、イソプロパノール、アセトン等が好
ましく使用できる。これらのうち、エタノール及びイソ
プロパノールについては、水との二成分系において共沸
混合物をつくるので、その性質を蒸留の際に利用でき
る。

【００２３】以上の条件を総合的に勘案すると、混合溶
媒に用いる有機溶媒としては、メタノール、エタノー
ル、イソプロパノール及びアセトンからなる群から選択
することが望ましい。

【００２４】また、混合溶媒を使用する他の利点として
は、混合溶媒中ではＭＦＣの分散が長時間安定に維持さ
れる点である。即ち、一般にＭＦＣを水分散液として長
時間保存すると、再凝集して分散性が悪くなる現象がみ
られるが、有機溶媒を共存させることによりその再凝集
を防止し、長期安定性を向上させることができる。

【００２５】混合溶媒中の有機溶媒は、一種類のみを用
いても、あるいは必要に応じて二種類以上を併用しても
よい。有機溶媒としてエタノールを使用する場合、又は
有機溶媒を二種類以上併用してその一つとしてエタノー
ルを含む場合には、混合溶媒分散液中のＭＦＣを腐敗し
にくくする役割もある。即ち、エタノールを分散媒体の
一成分とすることにより、エタノールの持つ殺菌性によ
り、含有水分が多くて腐敗しやすい混合溶媒分散液中の
ＭＦＣを腐敗から保護することができる。エタノール以
外の殺菌性を有する有機溶媒を使用する場合も同様であ
る。

【００２６】微細化処理に際してＭＦＣの分散媒体とし
て用いる混合溶媒中の有機溶媒と水との混合比率につい
ては、有機溶媒：水が重量比で５０：５０〜１０：９０
の範囲であることが望ましい。水の比率をこれより大き
くすると、シート状ＳＡＰの製造に適したＭＦＣ混合溶
媒分散液を得る場合に濃縮が必要になるため不利とな
る。また、殺菌性を付与する目的で有機溶媒としてエタ
ノールを用いる場合には、エタノールの比率が小さくな
るため殺菌性も小さくなる。一方、有機溶媒の比率をこ
れより大きくすると、混合溶媒中での繊維状セルロース
又は粒子状セルロースの分散性が悪くなり、微細化処理
を行う上で問題がある。

【００２７】微細化処理に供する繊維状セルロース又は
粒子状セルロースの混合溶媒分散液の好ましい固形分濃
度は０．２％〜７％の範囲、さらに好ましくは０．５％
〜５％の範囲とする。固形分濃度がこれより小さいと、
得られたＭＦＣ混合溶媒分散液をシート状ＳＡＰの製造
に用いる場合にＳＡＰの分散剤及び結合剤としての効果
が小さくなり、また、目的とするフィブリル化が達成さ
れるために要する微細化処理時間が長くなる。一方、固
形分濃度がこれより大きいと、微細化処理時に分散液粘
度が大きくなり半流動状態となってしまい、砥粒板擦り
合わせ装置の擦り合わせ部を連続的かつ円滑に通過させ
ることが難しくなる。

【００２８】砥粒板擦り合わせ装置を使用し、分散媒体
として混合溶媒を用いる本発明の微細化処理において
は、砥粒板の摩擦熱によって混合溶媒分散液の温度が上
昇する結果、水より揮発しやすい有機溶媒が選択的に揮
発してしてしまう場合がある。この場合には、混合溶媒
中の有機溶媒と水との比率が微細化処理の前後で異なっ
てしまうため、有機溶媒と水との比率が一定であるＭＦ
Ｃ混合溶媒分散液の調製ができなくなる。また、混合溶
媒中の有機溶媒の比率が微細化処理により小さくなり水
の比率が大きくなってしまうと、混合溶媒からなる分散
媒体を用いて微細化処理する利点が少なくなる。

【００２９】そのため本発明の微細化処理に際しては、
分散媒体としての混合溶媒中の有機溶媒の揮発を抑制す
る温度に保たれるように冷却を行うことが望ましい。こ
の時の温度は、使用する有機溶媒の揮発性により変化す
るが、一般的には約３０〜３５℃程度の温度に保持すれ
ばよい。

【００３０】冷却の方法としては、例えば砥粒板擦り合
わせ装置の砥粒板外周に図２および図３に示したような
冷却用ジャケットを配設する方法が採用できる。すなわ
ち、図２に一点鎖線で示した砥粒板擦り合わせ装置の２
枚の砥粒板１，２の外周を一定の間隔を設けて包囲する
ようにして円筒状の冷却用ジャケット１０を設置し、ジ
ャケット頂部をホッパー３が貫通する開口１１ａを設け
た頂部蓋１１で封じ、ジャケット底部をシャフト４が貫
通する開口１２ａを設けた底部蓋１２で封じ、固定ジャ
ケットの内部で砥粒板１，２が回転可能とされている。
ジャッケト内周壁に沿って形成した円環状の冷却水通路
１３に連通する冷却水導入口１４から冷却水を導入し、
冷却水排出口１５から排出させてジャッケト内部を冷却
することにより、砥粒板の回転に伴う摩擦熱による混合
溶媒分散液の温度上昇を防止することができる。砥粒板
１，２の間の外周縁から遠心力により流出するＭＦＣ分
散液は、ジャケット内底部に溜まるので、ジャケット底
部側壁に開口したＭＦＣ分散液取出口１６から適宜取り
出すことができる。

【００３１】本発明により混合溶媒分散液中で微細化処
理して得られるＭＦＣは、水分散液中で微細化処理して
得られるＭＦＣと同様に、十分なフィブリル化がなされ
ており、シート状ＳＡＰの製造に好ましく使用できる程
度のＳＡＰ分散安定性およびＳＡＰ結合性を有するもの
である。

【００３２】すなわち本発明で得られたＭＦＣ混合溶媒
分散液にＳＡＰ粒子を添加してＭＦＣ／ＳＡＰ分散液と
し、これをシート状ＳＡＰの製造に供する場合、分散液
中でＳＡＰが沈降することなく安定に分散していること
が望まれる。分散液中でのＳＡＰの分散安定性は、ＭＦ
Ｃのフィブリル化の度合いが大きいほど良好となる。こ
れについてさらに説明すると、分散液中においてはＭＦ
Ｃのフィブリルがネットワーク構造を形成し、この内部
にＳＡＰ粒子が取り込まれることによりＳＡＰが安定に
分散されるものと考えられるが、ＭＦＣのフィブリル化
の度合いが大きいほどフィブリル数が増加してネットワ
ークを形成しやすくなり、ＳＡＰの分散安定性が良好と
なる。

【００３３】さらに、ＭＦＣ／ＳＡＰ分散液をシート状
支持体上に塗布、乾燥してシート状ＳＡＰを製造する場
合には、ＳＡＰ粒子が支持体に良好に結合していること
が必要となる。この結合性も、ＭＦＣのフィブリル化の
度合いが大きいほど良好となる。すなわち、ＭＦＣのフ
ィブリル化の度合いが大きくなるとフィブリル数が増
え、ＳＡＰ粒子を包み込んでいるＭＦＣと支持体との物
理的交絡が増加するため、ＳＡＰ粒子と支持体との結合
性が強くなる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明について実施例を挙げて具体的
に説明する。なお、実施例および比較例中の「％」及び
「比」はそれぞれ重量％及び重量比を示す。

【００３５】［実施例１］フリーネス６８０ｍｌＣ．
Ｓ．Ｆ．の未叩解の広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫ
Ｐ）をリファイナーを用いてフリーネス５００ｍｌＣ．
Ｓ．Ｆ．まで叩解して得たＬＢＫＰパルプスラリーに、
エタノール及び水を加え、固形分濃度が２．５％、混合
溶媒中のエタノールと水の比がエタノール：水＝３０：
７０であるＬＢＫＰ混合溶媒分散液を調製した。次い
で、このＬＢＫＰ分散液を図１に図示した砥粒板擦り合
わせ装置（商品名「スーパーグラインデル」、増幸産業
（株）製、砥粒の粒度４６番、回転砥粒板の回転数１８
００ｒｐｍ、ホッパー容量３０Ｌ）を用いて微細化処理
を行った。砥粒板擦り合わせ部から排出される処理済み
パルプスラリーは、ホッパーへ再循環し、微細化処理回
数を１〜３回としてＭＦＣ混合溶媒分散液を得た。

【００３６】なお微細化処理中には、砥粒板擦り合わせ
装置の砥粒板外周縁に図２および図３に図示したような
冷却用ジャケットを配設して、ＭＦＣ混合溶媒分散液の
温度が３５℃を超えないように冷却を行った。

【００３７】［実施例２］フリーネス７２０ｍｌの未叩
解の針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）をリファイナ
ーを用いてフリーネス３００ｍｌＣ．Ｓ．Ｆ．まで叩解
して得たＮＢＫＰパルプスラリーに、エタノール及び水
を加え、固形分濃度が３％、混合溶媒中のエタノールと
水の比がエタノール：水＝３０：７０であるＮＢＫＰ混
合溶媒分散液を調製した。次いで、実施例１と同様の方
法により微細化処理を行い、ＭＦＣ混合溶媒分散液を得
た。

【００３８】［実施例３］微結晶セルロース（商品名
「アビセル」、旭化成（株）製）にエタノール及び水を
加え、固形分濃度が３％、混合溶媒中のエタノールと水
の比がエタノール：水＝３０：７０である微結晶セルロ
ース混合溶媒分散液を調製した。次いで、実施例１と同
様の方法により微細化処理を行い、ＭＦＣ混合溶媒分散
液を得た。

【００３９】［実施例４］フリーネス６８０ｍｌＣ．
Ｓ．Ｆ．の未叩解のＬＢＫＰをリファイナーを用いてフ
リーネス５００ｍｌＣ．Ｓ．Ｆ．まで叩解して得たＬＢ
ＫＰパルプスラリーに、メタノール及び水を加え、固形
分濃度が３％、混合溶媒中のメタノールと水の比がメタ
ノール：水＝３０：７０であるＬＢＫＰ混合溶媒分散液
を調製した。次いで、実施例１と同様の方法により微細
化処理を行い、ＭＦＣ混合溶媒分散液を得た。

【００４０】「実施例５」フリーネス６８０ｍｌＣ．
Ｓ．Ｆ．の未叩解のＬＢＫＰをリファイナーを用いてフ
リーネス５００ｍｌＣ．Ｓ．Ｆ．まで叩解して得たＬＢ
ＫＰパルプスラリーにエタノール、メタノール及び水を
加え、固形分濃度が３％、混合溶媒中のエタノールとメ
タノールと水の比がエタノール：メタノール：水＝１
５：１５：７０であるＬＢＫＰ混合溶媒分散液を調製し
た。次いで、実施例１と同様の方法により微細化処理を
行い、ＭＦＣ混合溶媒分散液を得た。

【００４１】［実施例６］フリーネス６８０ｍｌＣ．
Ｓ．Ｆ．の未叩解のＬＢＫＰをリファイナーを用いてフ
リーネス５００ｍｌＣ．Ｓ．Ｆ．まで叩解して得たＬＢ
ＫＰパルプスラリーに、エタノール及び水を加え、固形
分濃度が２％、混合溶媒中のエタノールと水の比がエタ
ノール：水＝５０：５０であるＬＢＫＰ混合溶媒分散液
を調製した。次いで、実施例１と同様の方法により微細
化処理を行い、ＭＦＣ混合溶媒分散液を得た。

【００４２】［実施例７］フリーネス６８０ｍｌＣ．
Ｓ．Ｆ．の未叩解のＬＢＫＰをリファイナーを用いてフ
リーネス５００ｍｌＣ．Ｓ．Ｆ．まで叩解して得たＬＢ
ＫＰパルプスラリーに、エタノール及び水を加え、固形
分濃度が５％、混合溶媒中のエタノールと水の比がエタ
ノール：水＝１０：９０であるＬＢＫＰ混合溶媒分散液
を調製した。次いで、実施例１と同様の方法により微細
化処理を行い、ＭＦＣ混合溶媒分散液を得た。

【００４３】［実施例８］フリーネス６８０ｍｌＣ．
Ｓ．Ｆ．の未叩解のＬＢＫＰをリファイナーを用いてフ
リーネス５００ｍｌＣ．Ｓ．Ｆ．まで叩解して得たＬＢ
ＫＰパルプスラリーに、エタノール及び水を加え、固形
分濃度が０．５％、混合溶媒中のエタノールと水の比が
エタノール：水＝３０：７０であるＬＢＫＰ混合溶媒分
散液を調製した。次いで、実施例１と同様の方法により
微細化処理を行い、ＭＦＣ混合溶媒分散液を得た。

【００４４】［実施例９］砥粒板擦り合わせ装置の砥粒
板外周縁に密着するようにして設置されたパイプに冷却
水を通さなかった以外は、実施例１と同様の方法により
微細化処理を行い、ＭＦＣ混合溶媒分散液を得た。

【００４５】［比較例１］フリーネス６８０ｍｌＣ．
Ｓ．Ｆ．の未叩解のＬＢＫＰをリファイナーを用いてフ
リーネス５００ｍｌＣ．Ｓ．Ｆ．まで叩解して得たＬＢ
ＫＰパルプスラリーに水を加え、固形分濃度が２．５％
のＬＢＫＰ水分散液を調製した。次いで、実施例１と同
様の方法により微細化処理を行い、ＭＦＣ水分散液を得
た。

【００４６】［比較例２］フリーネス６８０ｍｌＣ．
Ｓ．Ｆ．の未叩解のＬＢＫＰをリファイナーを用いてフ
リーネス５００ｍｌＣ．Ｓ．Ｆ．まで叩解して得たＬＢ
ＫＰパルプスラリーに水を加え、固形分濃度が５％のＬ
ＢＫＰ水分散液を調製した。次いで、実施例１と同様の
方法により微細化処理を行い、ＭＦＣ水分散液を得た。

【００４７】［比較例３］フリーネス６８０ｍｌＣ．
Ｓ．Ｆ．の未叩解のＬＢＫＰをリファイナーを用いてフ
リーネス５００ｍｌＣ．Ｓ．Ｆ．まで叩解して得たＬＢ
ＫＰパルプスラリーに水を加え、固形分濃度が０．５％
のＬＢＫＰ水分散液を調製した。次いで、実施例１と同
様の方法により微細化処理を行い、ＭＦＣ水分散液を得
た。

【００４８】［ＭＦＣ／ＳＡＰ分散液の調製及びシート
状ＳＡＰ原料としての適性］実施例１で得られたエタノ
ール：水＝３０：７０、固形分２．５％のＭＦＣ混合溶
媒分散液に所定量のエタノールを加えて、エタノール：
水＝７０：３０、固形分１．０７％のＭＦＣ混合溶媒分
散液を得た。この分散液に、所定量のＳＡＰ（商品名
「ＵＳ−４０」、三菱化学（株）製）をプロペラ式撹拌
装置を用いて撹拌しながら加え、ＳＡＰ濃度３０％、Ｍ
ＦＣ濃度０．７５％（対ＳＡＰ比２．５％）、エタノー
ル：水＝７０：３０であるＭＦＣ／ＳＡＰ混合溶媒分散
液を調製した。

【００４９】このＭＦＣ／ＳＡＰ混合溶媒分散液は、十
分な流動性及び粘性を示すとともに、安定な分散状態を
保持し、シート状ＳＡＰの製造原料として好ましく使用
できるものであった。

【００５０】一方、比較例１で得られた固形分２．５％
のＭＦＣ水分散液に所定量のエタノール及びＳＡＰを加
え、ＳＡＰ濃度３０％、エタノール：水＝７０：３０で
あるのＭＦＣ／ＳＡＰ混合溶媒分散液を調製したが、Ｍ
ＦＣ濃度が０．５３％（対ＳＡＰ比１．８％）となり、
実施例１のＭＦＣ混合溶媒分散液から調製したＭＦＣ／
ＳＡＰ分散液のような高いＭＦＣ濃度を有するものは調
製できなかった。かようなＭＦＣ濃度の低いＭＦＣ／Ｓ
ＡＰ分散液を、シート状ＳＡＰの製造原料として使用し
ても、十分なＳＡＰ分散性およびＳＡＰ結合性を示すも
のではなかった。

【００５１】［得られたＭＦＣの性質］実施例１〜９及
び比較例１〜３で得られたＭＦＣ分散液中のＭＦＣの数
平均繊維長及び保水度の測定を行った。数平均繊維長及
び保水度はフィブリル化の度合いの指標となる性質であ
る。即ち、セルロースを砥粒板擦り合わせ装置を用いて
フィブリル化する場合、一般にフィブリル化が進行する
ほど、得られるＭＦＣの数平均繊維長は短くなり、保水
度は大きくなる。数平均繊維長が短くなるのは、擦り合
わせの際に繊維軸方向の列断（フィブリル化）とともに
繊維径方向の切断も起こるためである。また保水度が大
きくなるのは、フィブリル化により表面積が大きくな
り、ＭＦＣの表面の水酸基の数が増加し、水と水素結合
を形成する数が多くなるためである。

【００５２】なお、数平均繊維長は、繊維長測定機（商
品名「ＦＳ−２００」、ＫＡＪＡＡＮＩ社製）を用いて
測定した。保水度は、Ｊ．ＴＡＰＰＩＮｏ．２６−７
８に規定されている「パルプの保水度試験方法」に準じ
て測定した。これらの結果を表３に示す。

【００５３】

【００５４】表３から明らかなように、混合溶媒系で得
られたＭＦＣ（実施例）は、処理回数が１回の場合には
水系のもの（比較例）より数平均繊維長が長いが、処理
回数が２回以上の場合には両者の間で大きな差はみられ
ず、フィブリル化の度合いは同程度であった。保水度に
ついては、混合溶媒系のもの（実施例）は水系のもの
（比較例）より若干小さい値を示す傾向があるが、フィ
ブリル化の度合いとしては、シート状ＳＡＰの製造に用
いるためには特に問題はなかった。また、微細化処理を
施す分散液の固形分濃度が５％前後であると（実施例
７）、微細化処理により分散液粘度が大きくなり、２回
目、３回目の処理のために砥粒板擦り合わせ装置のホッ
パーへ再循環することが困難となるが、１回だけは処理
することができた。この１回処理のＭＦＣ分散液でも、
シート状ＳＡＰの製造に使用できる程度のフィブリル化
度合いが得られた。

【００５５】［微細化処理時の冷却の影響］実施例１
（冷却を施した微細化処理）及び実施例９（冷却を施さ
ない微細化処理）で得られたＭＦＣについて、製造直後
のＭＦＣ混合溶媒分散液の温度及びこの混合溶媒中のエ
タノールの濃度を測定した。エタノールの濃度は、比重
から算出した。その結果を表４に示す。

【００５６】

【００５７】表４から明らかなように、微細化処理時に
冷却を施さない場合には、処理回数が増えるにつれてＭ
ＦＣ分散液の温度が上昇し、エタノールの選択的蒸発が
生じる結果、得られたＭＦＣ分散液のエタノール濃度が
低減する現象がみられた。一方、微細化処理時に冷却を
施した場合には、処理回数を３回施してもＭＦＣ分散液
の温度上昇はみられず、得られたＭＦＣ分散液のエタノ
ール濃度も実質的に一定であった。

【００５８】［ＭＦＣ分散液の腐敗性］実施例１、実施
例５及び比較例１で得られたＭＦＣ分散液について腐敗
性試験を行った。即ち、２Ｌ（リットル）容のポリエチ
レン製容器中にＭＦＣ分散液をそれぞれ約１．６ｋｇを
入れて蓋を締め、室温２５℃、相対湿度６０％に保たれ
た室内に９０日間放置し、腐敗状況を観察した。その結
果を表５に示す。

【００５９】

【００６０】表５から明らかなように、混合溶媒中にエ
タノールを含む場合（実施例１及び実施例５）には、Ｍ
ＦＣ混合溶媒分散液の腐敗は認められなかったのに対し
て、水分散液の場合（比較例１）には１５日経過した時
点で悪臭が発生した。

【００６１】

【発明の効果】以上に述べたように本発明の方法によれ
ば、有機溶媒と水との混合溶媒系で十分なフィブリル化
度合いを有する程度までパルプを微細化することがで
き、長時間安定に分散状態を維持することができるＭＦ
Ｃ混合溶媒分散液を得ることができる。

【００６２】本発明で得られたＦＭ混合溶媒分散液は、
濃縮することなくシート状ＳＡＰの製造に用いることが
でき、効果的なＳＡＰ分散性およびＳＡＰ結合性をもた
らすことができる。

【００６３】また、特に有機溶媒としてエタノールのご
とき殺菌性を有する有機溶媒を使用することにより、含
有水分が多くて腐敗しやすいＭＦＣ混合溶媒分散液を腐
敗しにくくさせることができ、長期保存も可能となる。

【００６４】さらに、本発明の方法を冷却下で行うこと
により、有機溶媒の揮発を抑制することができ、有機溶
媒の選択的揮発による混合溶媒中の有機溶媒濃度の減少
を防止することができ、有機溶媒／水の混合比が一定の
ＭＦＣ混合溶媒分散液を調製することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に使用する砥粒板擦り合わせ装置
の一例を示す斜視図。

【図２】図１の装置に冷却用ジャケットを配設した例を
示す説明図。

【図３】図２に冷却用ジャケットの部分断面斜視図。

【符号の説明】

１，２：砥粒板３：ホッパー１０：冷却用ジャケット１３：冷却水通路１４：冷却水導入口１５：冷却水排出口１６：ＭＦＣ分散液取出口

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維状セルロース又は粒子状セルロース
を当該繊維状セルロース又は粒子状セルロースを分散で
きる分散媒体に分散し、粒度が１６〜１２０番（ＪＩＳ
Ｒ６００１）の砥粒からなる砥粒板を複数枚擦り合
わせ配置した砥粒板擦り合わせ装置を用いて微細化する
ことからなる微細フィブリル化セルロースの製造方法に
おいて、前記分散媒体として水相溶性を有する有機溶媒
と水との混合溶媒を用いることを特徴とする微細フィブ
リル化セルロースの製造方法。
【請求項２】前記有機溶媒が、比誘電率２０以上のも
のである請求項１記載の微細フィブリル化セルロースの
製造方法。
【請求項３】前記有機溶媒が、メタノール、エタノー
ル、イソプロパノール及びアセトンからなる群から選択
されるものである請求項１記載の微細フィブリル化セル
ロースの製造方法。
【請求項４】前記混合溶媒の有機溶媒：水の重量比
が、５０：５０〜１０：９０の範囲である請求項１〜３
のいずれか１項に記載の微細フィブリル化セルロースの
製造方法。
【請求項５】前記繊維状セルロース又は粒子状セルロ
ースを前記混合溶媒に分散したときの固形分濃度が、
０．２〜７重量％の範囲である請求項１〜４のいずれか
１項に記載の微細フィブリル化セルロースの製造方法。
【請求項６】前記微細化の処理を、前記混合溶媒中の
有機溶媒の揮発を抑制する温度に冷却して行う請求項１
〜５のいずれか１項に記載の微細フィブリル化セルロー
スの製造方法。