JPS6019921B2 - 微小繊維状セルロ−ズの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は微小繊維状セルローズの製造方法に関する。

パルプ繊維を打砕いて表面積の大きい微小寸法の粒子を
有する繊維を作ることは従来からよく知られている。

数１０ミクロンの直径を有するセルローズを作るために
各種形式のボールミルが用いられる。実験の結果ボール
ミルによる粉砕工程でセルローズの化学的結合が破られ
ることがわかった。水中でセルローズを加圧して粉砕す
ることにより１ミクロン以下の粒子径を有する微小セル
ローズが得られることも知られている。セルローズ誘導
体の場合にはこれを液体窒素中で粉砕することも従来例
に記載されている。ポールミルを用いて音波で粉砕する
ことにより極微小粒子のセルローズを作る方法も知られ
ている。このような徴粉化セルローズは食物用の低カロ
リー添加剤として用いられたり、又は調合薬の調合媒体
として用いられている。これらのセルローズはさらに美
容乃至化粧産業面で調合剤や、展延剤その他の媒体とし
て広く用いられている。徴粉化セルｏ−ズは一般のパル
プ、繊維板、および紙パルプの製造方法において用いら
れている通常の方法でも作ることができる。

しかしながら一般的にこれらの従来の方法ではセルロー
ズのパルプを作るために付加的な化学処理を必要とする
。例えば酸による加水分解やマ−セル法による加工が必
要となり、これらの処理により、生成されたセルローズ
バルプを化学的に変質させたり又は品質を低下させたり
することとなる。製紙産業においては紙の生成前に繊維
に加えられる微粉砕工程の回数が紙の強さに直接影響を
与えることがよく知られている。

しかしながら、製紙工場において行なわれる粉砕工程は
極小量の繊維化工程のために大量のェネルギを消費する
こととなるので余り有効な工程とはならないものである
。微小繊維状セルローズの如き特殊のセルローズは従来
から知られている。

微小繊維状セルローズにおいては無定形のセルローズは
除去又は溶解されて数１０ミクロンの大きさの微小体だ
けが残るようになされている。微小繊維状セルローズの
製造に際してはセルローズの大部分を破壊して微小生成
物を生成させる必要があるので極めて不経済となる。即
ち、無定形繊維の大部分が除去乃至破壊されて滑らかな
性質を有する微小繊維だけが残るようになされているも
のである。０ 本発明は以上の事情に鑑みてなされたも
ので、その発明の目的とするところは、セルローズ出発
材料の実質的な化学変化又は変質を生ずることなく、従
釆のセルローズと比較して極めて大きな表面積を有し、
その包容性乃至吸収特性が著しく政夕善され、且つその
反応性および結合力が大きく改善された特性および用途
を有する微小繊維状セルローズの製造方法を提供するこ
とにある。

本発明によれば水保持力値が２８０％以上であり、０．
５重量％の懸濁液を水中に６０分間放置した０後の安定
量が６０％以上であり、且つ６０℃の１モル塩酸中での
加水分解による劣化増加率がＣＳＦ５の‘に粉砕された
セルローズの少くとも２倍の値を有してなることを特徴
とする微小繊維状セルローズが得られる。夕 さらに本
発明による微小繊維状セルローズの製造方法は、繊維状
セルローズの懸濁液を小径オリフィスを通過させて、そ
の懸濁液に少くとも３００他ｓｉの圧力差で高速度を与
え、次にこれを衝突させて急速に減速させることにより
切断作用を０行なわせる工程と、前記工程を繰返して前
記セルローズの懸濁液が実質的に安定な懸濁液となるよ
うにする工程と、からなり、これらの工程により前記セ
ルローズの出発材料に実質的な化学変化を起させないで
前タ記セルローズを微小繊維状セルローズに変換するこ
とを特徴とする。

以下本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明す
る。

本発明の実施に特に好適な装置は市場で入手可０館なェ
マルジョンおよび分散体を作るのに用いられる高圧用の
均質化装置である。

この種装置においては低粘性懸濁液にェネルギを加えて
狭い場所から高速で流出させるようになされている。こ
の袋贋の心臓部は高圧ポンプの放出端に装着されている
均質化装置の弁装置と弁座装置である。第１図には代表
的な弁装置が図示されている。第１図において内側に弁
座２を有する弁装置１に懸濁液を矢印で示す如く流入さ
せる。この流入場所では懸濁液は高圧下にあるが低速度
の状態である。この液が弁４と弁座２間の狭い間隙に形
成された小径オリフィス３中に進入するにつれ圧力の作
動によりその速度が７０ｍｔ／秒まで急速に増加される
。オリフイス３の入口側と出口側との間で圧力降下が生
ずる。懸濁液が弁４と弁座２の間から出てくる時にオリ
フィスを取囲んでいる鉄込リング５に突き当り、その高
速度が減速されることとなる。オリフィス３の大きさは
所望の切断作用を行え得るような小径のものでなければ
ならないが、この直径は繊維の直径より大となるように
しなければならない。この直径は通常は１／６４″〜１
／４″位のものが用いられる。この種の均質化装贋とそ
の作動については従釆各種の文献から周知のものであり
例えばＣｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｎｅｅｎｎｇ，Ｎねｙ
１３，１９７４中の第８６頁〜第９２頁にも記載されて
いるのでその詳細な説明は省略する。第３図〜第５図に
は未処理パルプと本発明による微４・繊維状生成物の５
００倍の電子顕微鏡写真が示されている。

第３図〜第５図に示されているパルプはつがの木の亜硫
酸パルプである。第３図に示されている未処理パルプは
実質的に平滑で且つ偏平な円筒形をなし、さらによじれ
たり屈曲したりしている。第４図に示されている繊維は
均質化装置を５回通過させた後のもので、パルプが引き
裂かれて多数の微小繊維成分に分かれている。第５図に
示されているものは均質化装置を２の副通過させた後の
もので、繊維の特性がなくなっている。即ち薄板状が爆
発的に切り裂かれて微小繊維となっている。本発明によ
る微小繊維状セルローズ生成物は従来のセルローズ生成
物と異なる多くの独特の特性をもっている。

この生成物は処理工程で化学的に変質したりすることな
く、且つその重合度は実質的に変化することもない。さ
らにこの生成物は従釆のセルローズ生成物より高品質の
繊維状セルローズである。さらにまたこの繊維状セルロ
ーズは何回か微細化工程を繰り返えすことにより水中又
は有機溶媒中でゲル化を呈する。このゲル化の特性はセ
ルローズ懸濁液の濃度が急速に高められてより高い粘性
密度となる処理工程における臨界点となることである。
その後の懸濁液は相当長期間の貯蔵後でも実質的に安定
状態となる。この懸濁液の実質的な安定状態とはこれを
水中に０．５％稀釈して１時間放置した際に、元の量の
少くとも６０％が保持されること艮０ち含有される清浄
水が４０％以下であることを意味する。通常はこの懸濁
液は少くとも元の量の８０％が保持される。このような
安定状態の懸濁液はでん粉ではよく知られているが、本
発明者の知る限りではセルローズに関しては禾だ観察さ
れたことがなかった。本発明による微小繊維状セルロー
ズは従来の本発明のものに最も近いセルローズ生成物よ
りも相当多く水を保持し得る性能を持っている。水の保
持能力は重量比でセルローズの２８０％以上であり、さ
らに３００％以上にも達する。セルローズの酸加水分解
により生ずる品質低下はよく打砕かれたセルロ−ズパル
プの少くとも２倍である。上記の本発明によるセルロー
ズと従来のセルローズとの比較においては元のセルロー
ズが実質的に同機なパルプ製造技術により製造されたも
の同志を比較したものである。この生成物は前記のよう
な特性をもっているので広範囲に亘る各種の用途に適用
し得るものである。例えばその用途としては紙製品に用
いたり、不織布の強さを強くするのにも用いられる。本
発明の実施に際してはセルローズパルプ又はその他の更
生しないセルローズ繊維を溶液中に添加してセルローズ
の懸濁液を作る。好適なセルローズ源は堅木又は欧木を
パルプ化したり又は必要に応じてこれを切断したりした
得られる通常の繊維長のパルプである。パルプは化学的
又は機械的にパルプ化する従来公知の技術を用いて作ら
れる。さらに溶液としてはどんな溶液を用いてもよいが
、その処理工程で化学的に不活性であり、且つセルロー
ズの担体となり得るような流動性を呈するものであるこ
とが必要である。溶液としては水の他にジメチルスルフ
アオキサイド、グリセリンおよび低級アルコールの如き
有機溶液が用いられる。懸濁液中のセルローズの割合は
特に均質化装置の大きさ又はセルローズを微小繊維化す
るために用いられる装置の大きさにより変化する。大寸
法又は商用ベースの寸法の均質化装置ではセルローズを
より多く含有している懸濁液が用いられる。さらに出発
材料のセルローズの粒子が小さい程又はその繊維長が短
い程セルローズの濃度を濃くして用いることができる。
通常の懸濁液は重量比で約１０％以下のセルローズを含
有しているが、商業ベースでは約４〜７％の範囲のセル
ローズを含有させることが望ましい。前記懸濁液又はス
ラリーを均質化装置に導入して少くとも３００倣ｓｉ（
ポンド／平方ィンチ）（２０６７０キロパスカル）、好
ましくは５０００〜８００のｓｉ（３４４５０ｋＰａ〜
５５１２０ｋＰａ）の圧力を加える。

その後このスラリ−を均質化装置を何回も通過させて実
質的に安定のセルローズの懸濁液を生成させる。スラリ
ーの温度はスラリーが均質化装置内を通過するにつれて
上昇する。圧力の降下と温度上昇の相互作用が本発明に
よる微小繊維状セルローズを生成させるのに必要である
と考えられる。均質化装置を通過させる回数を少くする
ためには、セルローズのスラリーを均質化装置に最初に
導入する前に、予めスラリーを少くとも５０ｑｏの温度
又は少くとも８ぴ０以上を可とする温度まで加熱すれば
よい。約３００蛇ｓｉ以下の圧力ではいくら加熱したり
又は通過回数を繰り返えしたりしても安定な懸濁液は生
成されない。以下に本発明の具体的は実施例について説
明する。

特に記載しない限りこれらの実施例中のすべての割合お
よびパーセントはすべて重量比で示している。実施例
１ 予め加水分解されかつ０．１２５インチのスクリーンを
通過し得るように切断されたクラフトパルプを用いて、
約３ガロンの水中に２％のセルローズスラリーを作った
。

このスラリ−を４つに分けてその各を別々に処理した。
これらのスラリーの最初の温度をそれぞれ２５℃（室温
）、６０つ０，７５℃および８５℃とした。これらのス
ラリ−をＮｂｎｔｏｎ‐Ｇａ山ｉｎ（商標）均質化装置
を用いて８００倣ｓｉの圧力で連続的に２回以上通過さ
せて安定懸濁液則ちゲル化された液を作った。室温のス
ラリーの場合には安定懸濁液を作るのに均質化装置を１
１回通過させる必要があった。

そして７回通過後には温度が７０℃に上昇し、且つ１１
回通過後には温度が９５ｑｏであった。最初の温度が８
５ｏｏであるスラリーは２回の通過後に所望の終了点ま
で達した。その最終温度は９６ｏｏであった。これらの
実験から微小繊維状セルローズの量産に当っては均質化
装置を通過させる回数を増すことにより予め反応系を加
熱することの方が経済的であることがわかった。実施例
２ 処理工程に対する可塑剤の効用を試みるためにスラリー
の全量の２０％のグリセリンをスラリーに添加して実施
例１の場合と同様な実験を行なった。

グリセリンはゲル化生成条件を低下させることはなかっ
た。即ち前回のものと同一押圧力と温度の下で均質化装
置を前回のものと同一回数通過させると前回のものと同
様なゲルイａ伏態を生ずることがわかった。実施例 ３ 坦体溶液として水の代りに有機溶液則ちジメチルスルフ
アオキサイドを用いて実施例１の場合と同様な実験を行
なった。

この場合にもゲル化には変化が全くなく、前回と同一の
押圧力と温度の下で均質化装贋を前回のものと同一回数
通過させると前回と同様なゲルイＱ伏態を生ずることが
わかった。実施例 ４ 本発明による微小繊維状セルローズと微小晶質セルロー
ズおよび微粉砕パルプとを比較するための一連の実験を
行なった。

微小晶質セルローズとしては市販のＡｖｉｃｅＩＰＨ−
１０５（商標）を用いた。微粉砕パルプとしては標準＄
ＦＩミルで粉砕したパルプを用した。（ＰＦＩミルはＰ
ａｐｍｎｄｕｓｔｒｉｅｎｓＦｏ岱ｋｎｉｎｇｓＩｎｓ
ｔｉｔｕｔｅ：ノルウェーのパルプと紙の研究所で開発
された機械でＰＦＩミルとして世界的に周知のものであ
る）。第１表には前記各試料の一連の実験結果の水保持
力値が示されている。セルローズ材料の水保持力は遠心
力によりその表面に付着している水の大部分を除去した
時に水を保持する能力の目途となるものである。従って
その水保持力の測定は繊維中に保持されている水の量を
測定するものであり、水による繊維の膨脹度を表わすも
のである。第１表の水保持力値は原セルローズの重量に
対する水の重量パーセントを示すものである。第１表に
はさらに比較のために微小繊維状パルプおよび粉砕バル
ブの生成用に用いられる予め加水分解されたクラフトパ
ルプの水保持力値も示されている。繊維状パルプは８０
０仲ｓｉの加圧により作られたものである。ＣＳＦ数（
ＣａＭｄｉａｎＳｔａｎ船ｒｄＦｒｅｅ肥ｓｓ）は繊維
中の水がスクリーンを介してスラリーから流出する速さ
の目途（舷単位）を表わす。この測定はＴａｐｐｉＢｕ
ｌｌｅｔｉｎＴ滋７Ｍ−斑（１班洋王５自発行、１９球
年８月改訂）に塞くものである。ＣＳＦ１８２は極微小
に粉砕したパルプの場合で、ＣＳＦ７４９は未粉砕のパ
ルプの場合である。この水保持力の実験はセルローズ懸
濁液の試料を底部に関孔のあるカップに入れて水が出る
ようにし、これを３６０びｐｍ（試料に１００ぴ音の重
力を加える）の回転で１０分間に亘つて遠心力を加え、
その後これを取出してセルローズ試料の重さを測定する
ようにして行なった。

その後この試料を１０５℃の炉中で少くとも４時間に亘
つて乾燥させて再びその重さを測定した。水保持力値は
遠心力を与えた後の湿気のある試料の重さから炉中で乾
燥させた試料の重さを減算し、これを炉中で乾燥させた
試料の重さで除算し、これに１００を秦算して得られた
ものである。第１表 実施例 ５ 本発明による微４・繊維状セルローズの一つの重要な特
性は実質的に安定な懸濁液を形成し得ることにある。

微小繊維状セルローズの懸濁液の安定率を調べるために
一連の実験を行った。微小繊維状セルローズを予め加水
分解したクラフトパルプを０．１２５吋の大きさに切断
して作った。２％のパルプスラリー水を最初の温度が室
温と予め加熱したものとを用意して、これを実施例１の
場合と同様に８００仲ｓｉの圧力で１〜８回に亘り均質
化袋贋を通過させた。

その後この微小繊維状セルローズの懸濁液を水で稀釈し
て微小繊維状セルローズの０．５％分散の分散液を作っ
た。懸濁液の安定性は周囲温度下に１時間放置した後に
沈殿しないで残っている容量の元の容量に対する割合し
、を安定量として測定することにより求めた。均質化装
置を通過させる前の禾処理のセルローズパルプは大部分
が直ちに沈殿してしまい懸濁液が生成されなかった。そ
の他の実験結果は第２表に示す通りである。第２表 第２表において試料番号１の試料は特に繊維状化が少し
、ので僅か１０分間の放置後に安定量が１０％になった
。

試料２および３は未だ繊維化が充分に行なわれていない
ので、１時間の放置後の安定量が４２％以下となった。
実施例 ６ それぞれ異なるパルプ化処理で作られるパルプの種類に
よる影響を比較するために、亜硫酸パルプ、クラフトパ
ルプおよび予め加水分糠されたクラフトパルプを用意し
、これらのものの水保持力値について比較した。

これらの各試料を初期の８００のｓｉの圧力と室温で均
質化装置を１〜８回通過させて作った。その結果は第３
表に示す通りである。第３表 第３表に示す如くパルプの種類により差があるが、何れ
の場合も均質化装置を５〜８回通過させることにより水
保持力が著しく増加することが明らかである。

実施例 ７ 標準形の紙粉砕機により粉砕して作った各種粉砕度の粉
砕パルプと本発明による微小繊維状セルロ−ズとの水保
持力値を比較するために一連の実験を行なった。

各種のパルプを最大限の徴粉化が得られるまで標準形Ｐ
ＦＩ粉砕器で粉砕して各種のＣＳＦ（実施例４参照）の
微粉砕パルプを作った。各種のＣＳＦレベルのものにつ
いてその水保持力を測定した。その結果を第４表に示す
。第４表第４表から従来の微粉砕パルプの製造法では極
端なしベルまで粉砕したとしても本発明による微小繊維
状セルローズと似たような生成物が得られないことがわ
かる。

さらにこれらの微粉砕パルプは他の重要な点則ち次の実
施例に示すような化学反応性において本発明による微小
繊維状セルローズと異なるものである。実施例 ８ セルローズの包容性の測定は「ｃ股ｎｅ ｒｅｓｉｄ肥」試験（溶解による残留物試験）として知
られている試験により測定される。

１モル濃度のｃｕｅ肥又は第２鋼エチレンヂァミン（Ｃ
ｕｐｒｉｅｔｈｙｌｅ肥ｄｉａｍｉｎｅ）はコットン又
は未粉砕パルプの何れをも残留物を残さないですべての
セルローズを溶解する。

ｃｕｅ舵の濃度が低下するにつれてその溶解性が悪くな
って残留物の割合が増加する。稀釈したｃｕｅｎｅを用
いて各種のＣＳＦの微粉砕パルプ（実施例７におけるＰ
ＦＩミルを用いて各種のＣＳＦに微粉砕したもの）と本
発明による微小繊維状セルローズとの試験を行なった。
試験したパルプはすべて予め加水分解したクラフトバル
ブであった。微小繊維状セルローズを初期圧力８０００
偽ｉの圧力で均質化装置を通過させた。第５表は各パル
プを表に示したｃ雌ｎｅ濃度で且つ２５℃の温度で稀釈
ｃ肥ｎｅ試験を行った時のパルプに対する残留物のパー
セントを示している。第５表 第５表から粉砕パルプは微小繊維状パルプと比較して残
留物が著しく多く、且つ溶解される量が遥かに少いこと
がわかる。

この試験結果によりパルプが主として本発明により均質
化されるか否かによりその包容性が変化することがわか
る。この実施例における各種パルプ試料の光学顕微鏡写
真は普通の粉砕パルプと比較して均質化されたパルプは
より一層目の粗い構造（多孔性構造）を有していること
を示している。本発明による微小繊維状セルローズは均
質化装置から実質的に安定な懸濁液として流出する。

前記の例に示されたものはこのような微小繊維状セルロ
ーズの懸濁液についての試験と一致するものである。微
小繊維状セルローズを乾燥させるとその特性が変ると共
にさらにコスト高となる。従って微小繊維状セルローズ
を使用する場合には水又は有機溶液中の懸濁液として未
乾燥の状態で使用することが望ましい。しかしながらあ
る場合には乾燥した微小繊維状セルローズを用いること
が望ましいこともある。次の実施例は微小繊維状セルロ
ーズの製造方法と、その方法により製造した製品の乾燥
および試験を示している。実施例 ９ パルプ化後に乾燥処理されてない湿気のある亜硫酸パル
プ（３７雌の湿重量＝１００ｇ乾燥重量）を回転ミキサ
ーを用いて１０その非イオン化水中に分散させた。

このスラリ−を８００岬Ｓｉ，４０午Ｃ以下でそれぞれ
５回、ｌｑ団および２功副均質化装置を通過させた。得
られた各スラリーを冷凍乾燥させた。微４・繊維状セル
ローズの反応性を調べるために稀釈ｃ雌ｎｅに対する溶
解性を測り、その結果を原材料パルプおよび０．１２５
。寸のスクリーンの大きさに切断した原材料パルプの溶
解性と比較した。ｃ雌ｎｅ溶解性試験を定温シェーカー
浴を用いて２５二ｏの０．１２弧のｃｕｅ肥で行なった
。稀釈ｃｕｅ肥試験された微小繊維状セルローズと各試
料との残留物のパーセントは次表に示す通りである。第
６表 セルローズの如き最鎖化合物の固有粘性 （ＩｎのｎｓｉｃＶｉｓｃｏｓｉｔｙ）はその長鎖化合
物の平均重合度に比例する粘性関数で示される。

第２鋼エチレンヂアミン溶液中のセルローズの固有粘性
はｃ雌ｎｅ固有粘性として知られている。これは溶媒の
見かけ上の粘性の増加を測定することにより得られる。
即ち０．５％の濃度に溶解されたセルロ−ズを外挿法を
行なって粘性濃度関数をゼロ濃度にすることにより得ら
れる。次の実施例には一連のパルプ試料の均質化前と均
質化後におけるｃ肥ｎｅ固有粘性を比較したものが示さ
れている。実施例 １０ パルプ化処理後に乾燥処理を行なっていない１％の固形
の亜硫酸パルプのスラリー水を用意した。

このスラリーを８００のｓｉ，２０午０および９０℃の
温度で１〜２の副均質化装置を通過させて均質化した。
これにより得られたスラリーを次に冷凍乾燥させてその
ｃ雌ｎｅ固有粘性を調べた。その結果は第７表に示す通
りである。第７表 第７表からはｃ雌ｎｅ固有粘性の測定ではセルローズが
均質化処理を受けると実質的に化学変化を生じないこと
がわかる。

本発明による微小繊維状セルローズのさらに他の特徴は
ＰＦＩミルにより微粉砕された材料と比較して酸を用い
る場合の加水分解速度が異なることである。

次の実施例は微小繊維状セルローズとＰＦＩミルにより
粉砕されたパルプとの酸による加水分解の相対速度であ
る。実施例 １１ 予め加水分解されたクラフトパルプを水を粉砕媒体に用
いて標準＄ＦＩミル中で粉砕した。

１００００回転で粉砕処理しＣＳＦを５０の‘とした。

この粉砕は実際の製紙工場における製紙工程に必要な粉
砕より遥かに高い粉砕であり、ＰＦＩ装置の限界状態に
近くなるものである。媒体に水を用いるＭａｎｔｏｎ一
Ｇａｄｉｎ均質化装置を用い、予め加水分解されたクラ
フトパルプを８００蛇ｓｉの圧力で１０び０の下にて９
回通過させた。

これらの試料の酸加水分解を１モルＨＣＩ中で６０℃に
て各１，２，３および５時間行なった。各時間の終りに
加水分解を中止し、得られた材料をアセトソに入れ替え
て室温にて一晩中真空乾燥せた。劣イ○増加率を計算す
るためにｃ雌ｎｅ固有粘性測定を行なった。劣イｂ増加
は加水分解中に破壊されたポンド数と直接の関係がある
。ボンドの破壊率はセルローズの目の粗い構造別ち包容
性の目途となる。本実施例の微小繊維状セルローズと微
粉砕パルプとの劣化増加率の比較データが第２図の２本
の実線により示されている。図示の如く微小繊維状セル
ローズの場合は約３．５苔である。実施例 １２ 粉砕媒体としてグリセリンを用いるＰＦＩミル中で予め
加水分解されたクラフトパルプを粉砕した。

５００Ｍ国転で粉砕してＣＳＦ１３７の‘を得た。

グリセリンを媒体として予め加水分解されたクラフトパ
ルプを実施例１１の場合と同様にして均質化し、酸の水
溶液中での加水分解速度を比較した。酸による加水分解
により生ずる劣化増加率はそれぞれグリセリン媒体中に
て生成した均質化したパルプと粉砕パルプとを比較して
前者の方が３．２倍も大きいことがわかった。これらの
各パルプに対する劣化増加率は第２図に２本の鎖線で示
されている。実施例 １３ プロピリングリコールを粉砕媒体として使用するＰＦＩ
ミルにて予め加水分解されたクラフトパルプを粉砕した
。

１００００回転で粉砕してＣＳＦ１２９の‘を得た。

予め加水分解されたクラフトパルプをさらに８００蛇ｓ
ｉの圧力の下でプロピリングリコール中で均質化した。
加水分解速度の比較は第２図の２本の点線で示されてい
る。この場合にも加水分解による劣イｂ増加率は均質化
されたパルプの方が微粉砕パルプの２．１倍であった。
従ってこれらの何れの場合からも、均質化処理されたパ
ルプはＰＦＩミルで最高に粉砕されたパルプと比較して
より大きな目の粗さ乃至包容性を有することがわかる。

セルローズの化学的および物理的包容性はセルラ−ゼ（
繊維素分解酵素）との反応則ちセルローズの加水分解に
よりグリコース（ぶどう糖）を生成させる反応により測
定できる。従って微小繊維状セルローズと他のいくつか
の微粉砕セルローズとのセルラーゼの作用に対する包容
性を比較するための実験を行なった。この実験では晶質
、無定形および化学的に誘導されるセルローズをグリコ
‐スに変換し得る（又は誘導体からグリコースに転換す
る）ＴｒｉｃｈＭｅ皿ａＶｉｒｉｄｅ酵素、セルラーゼ
化合物を用いて行なった。この系は少くとも３つの酵素
成分からなる酵素重合体であって、各成分は全工程の間
にその各固有の役割を演ずるようになされている。実施
例 １４ パルプ化後に乾燥していない１％の亜硫酸パルプのスラ
リ−を５その非イオン化水中に懸濁された５雌のパルプ
から作った。

このスラリーを８００ゆｓｉの圧力と２０ｑｏの温度で
１０回均質化装置を通過させて均質化した。冷凍乾燥さ
れた微４・繊維状セルローズの試料のセルラーゼ反応の
実験を行なった。

さらに比較のためにＡｖｉｃｅｌ微小晶質セルローズ、
Ｓｏｌｋａ一ＦＩ的ボールミルで粉砕されたセルローズ
、ＰＦＩミルで粉砕されたセルローズおよび均質化前の
亜硫酸バ＊＊ルプの各誌料のセルラーゼ反応の実験も行
なった。前許Ｓｏｌｋａ一ＦＩＭはボールミルで粉砕し
た乾燥バルブで作った微粉砕セルローズ粉末に対する商
標である。ＰＦＩミルで粉砕したセルローズは１２５０
０回転でＣＳＦＩＯＯに粉砕したものであって、均質化
菱贋をｌｑ副通過させた微イ・繊維状セルローズのＣＳ
Ｆと同一である。各試料（０．５００雌０．Ｄ．）をフ
ラスコ中に入れてこれに５０の‘のアセテート緩和液を
加えた。

これに０．０８０雌のセルラーゼ酵素を加えた。このフ
ラスコを３７０±１℃の定温シェーカー裕中に入れた。
７０〜１７ｑ時間後にこれを競結ガラスで炉過し、炉過
したものの遊離糖分をクロマトグラフ法により分析した
。

その結果僅４・のグルコースが検出された。ｃ股ｎｅｌ
．Ｖ．（固有粘性）とセルラーゼの実験結果が第８表に
示されている。第８表 微小晶質およびポールミルによる試料はその粒子の大き
さが小さく且つ１．Ｖ．が低いにも拘らず、これらのも
のは何れも微小繊維状セルローズの何れよりも反応性が
小であり、且つ生成されるグルコースは何れもｌｑ団通
過の微小繊維状セルローズから生成されたグルコースの
１／３以下であった。

またＰＦＩミルによる試料はそのＣＳＦ値が微小繊維状
セルローズと同一である場合でもその目の粗さは微小繊
維状セルローズの目の粗ごより小さく、且つその生成さ
れるグルコースは１の司通過の微小繊維状セルローズか
ら生成されたグルコースの約６０％に過ぎなかった。実
施例 １５ 本発明による微小繊維状セルローズは紙シートの強さを
増すために用いられる。

予め加水分解したクラフトパルプを０．１２印寸のスク
リーンサイズに切断し、且つ均質化装置を８００のｓｉ
の圧力で５回通過させた２％のクラフトパルプ水溶性ス
ラリーから徴４・繊維状セルローズを作った。紙シート
の全軍量の２０％，４０％および６０％の微小繊維状セ
ルローズを予め加水分解された未粉砕クラフトパルプに
添加して混合器中で１９秒間に亘り分散させた。このス
ラリーからＴＡＰＰＩ法７５０４により１．２歌のハン
ドシートを生成させた。これにより得られたバンドシー
トは下記に示す特性を備えた。第１０表実施例 １６ １／２″に切断したレーヨンを用いて一組の不織シート
を作った。

これに実施例１５のものと同一の２％，４０％および６
０％の水溶性微小繊維状セルロ−ズを添加したところ次
のような結果が得られた。第９表これらの実験結果から
本発明による微小繊維状セルローズは紙および不織布に
対する結合材として有用であることがわかる。

その添加量は広範囲に変えることができるが、通常は紙
又は不織布の重量の０．５％〜４０％の微小繊維状セル
ローズを添加すればよい。以上は本発明の実施例につい
て説明したが、本発明は以上の実施例に限定することな
く種々変更を加え得ること勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するのに適用される装置の
ネ磯略断面図、第２図は本発明による微小繊維状セルロ
ーズと微粉砕パルプとの酸による加水分解に対する劣イ
○増加率の比較を示す図、第３図乃至第５図はそれぞれ
顕微鏡写真であって、第３図は未処理パルプ繊維、第４
図および第５図はそれぞれ均質化装置を５回および２ｍ
副通過後の微小繊維状セルローズのものを示す。 １・・・・・・弁装置、２・・・・・・弁座、３…・・
・４・軽オリフィス、４…・・・弁、５・・・・・・隊
込リング。 Ｆ′９．７Ｆね．２ 丹Ｇ．３ 打Ｇ４ ＰＩＧ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維状セルローズの懸濁液を小径オリフイスを通過
   させて、その懸濁液に少くとも３０００ｐｓｉの圧力差
   で高速度を与え、次にこれを衝突させて急速に減速させ
   ることにより切断作用を行なわせる工程と、前記工程を
   繰返して前記セルローズの懸濁液が実質的に安定な懸濁
   液となるようにする工程と、からなり、これらの工程に
   より前記セルローズの出発材料に実質的な化学変化を起
   させないで前記セルローズを微小繊維状セルローズに変
   換することを特徴とする微小繊維状セルローズの製造方
   法。 ２ 前記懸濁液を高圧力の下で均質化装置を通過させる
   ようにしてなることを特徴とする前記特許請求の範囲第
   １項記載の微小繊維状セルローズの製造方法。 ３ 前記懸濁液を前記オリフイスを通過させる前に少く
   とも５０℃に加熱するようにしてなることを特徴とする
   前記特許請求の範囲第１項記載の微小繊維状セルローズ
   の製造方法。 ４ 前記懸濁液を前記オリフイスを通過させる前に少く
   とも８０℃に加熱するようにしてなることを特徴とする
   前記特許請求の範囲第１項記載の微小繊維状セルローズ
   の製造方法。 ５ 前記懸濁液を少くとも５００ｐｓｉの圧力差で作動
   させるようにしてなることを特徴とする前記特許請求の
   範囲第１項記載の微小繊維状セルローズの製造方法。 ６ 前記懸濁液は１０重量％以下のセルローズを含有す
   るようにしてなることを特徴とする前記特許請求の範囲
   第１項記載の微小繊維状セルローズの製造方法。 ７ 前記懸濁液は４〜７重量％のセルローズを含有する
   ようにしてなることを特徴とする前記特許請求の範囲第
   １項記載の微小繊維状セルローズの製造方法。 ８ 前記懸濁液は水を用いた懸濁液からなるようにして
   なることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の
   微小繊維状セルローズの製造方法。 ９ 前記懸濁液は有機媒体を用いた懸濁液からなるよう
   にしてなることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項
   記載の微小繊維状セルローズの製造方法。 １０ 前記切断作用は直角方向の切断作用となるように
   してなることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記
   載の微小繊維状セルローズの製造方法。