(57)【要約】  セルロース含有材料を製造するために植物材料を処理するための新規の方法が記載されている。この方法は以下の工程を含む：（ｉ）植物材料の粒子を過酸化物剤および水と接触させ、（ｉｉ）混合物のｐＨがｐＨ４．５以下になるまで工程（ｉ）からの混合物を水和させ、（ｉｉｉ）工程（ｉｉ）からの混合物を均質化し、セルロース含有材料を単離すし、ここで、工程（ｉ）における植物材料の粒子は、１０μｍ〜８００μｍの平均粒径を有する。
2019528328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース含有材料の製造方法であって、（ｉ）植物材料の粒子を過酸化物剤および水と接触させる工程；
（ｉｉ）混合物のｐＨがｐＨ４．５以下になるまで工程（ｉ）からの混合物を水和させる工程；および
（ｉｉｉ）工程（ｉｉ）からの混合物を均質化し、セルロース含有材料を単離する工程、を含み、
ここで、工程（ｉ）の植物材料の粒子は、１０μｍ〜８００μｍの平均粒径を有する。
【請求項２】
液体の不在下で植物材料を粉砕して、１００μｍ〜８００μｍの平均粒径を有する植物材料の粒子を形成する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記粒子が１００μｍ〜３００μｍの平均粒径を有する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記粒子が１００μｍ〜２００μｍの粒径分布を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記粒子が７５〜１５０μｍの粒径分布を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記過酸化物試薬が過酸化水素である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記植物材料が草本植物材料を実質的に含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記植物材料が根菜、塊茎または果実である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記根菜がニンジン、テンサイ、カブ、パースニップまたはスウェーデンカブである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記草本植物材料がテンサイである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記塊茎がジャガイモ、サツマイモ、山芋、ルタバヤまたはユッカの根である、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記果実がリンゴ、ナシ、柑橘類またはブドウである、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記過酸化物試薬を水に添加して水−過酸化物試薬混合物を形成し、次いで水−過酸化物混合物を工程（ｉ）において前記植物材料の粒子に添加する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
工程（ｉｉ）において前記植物材料を水和させる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
工程（ｉｉ）が、工程（ｉ）からの混合物を水和させて４．５以下のｐＨを有する水和混合物を形成させ、そして水和混合物を洗浄または中和して、処理水和混合物を形成することを含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
工程（ｉｉ）が、工程（ｉ）からの混合物を水和させて４．５以下のｐＨを有する水和混合物を形成させるか、または水和混合物を中和して、処理水和混合物を形成、そして処理した水和混合物を漂白して漂白した水和混合物を形成することを含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
工程（ｉｉ）が、工程（ｉ）からの混合物を水和させて４．５以下のｐＨを有する水和混合物を形成させ、水和混合物を洗浄または中和して処理水和混合物を形成し、処理済み水和混合物を漂白して漂白済み水和混合物を形成し、そして漂白した水和混合物を洗浄することを含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
工程（ｉｉ）からの混合物が３０〜２００ｃＰｓの粘度を有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
工程（ｉｉｉ）において工程（ｉｉ）からの混合物を均質化することによって２０００〜５０００ｃＰｓの粘度を有する混合物を提供する、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
連続的に実施される、請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記セルロース含有材料が７５〜５００μｍの粒径を有する、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
請求項１から２１のいずれか一項に記載の方法によって得られるセルロース含有材料。
【請求項２３】
請求項２１に記載のセルロース含有材料を含む塗料またはプラスター組成物。
【請求項２４】
請求項２１に記載のセルロース含有材料を含む飲食品組成物。
【請求項２５】
請求項２１に記載のセルロース含有材料を含むパーソナルケア製品。
【請求項２６】
請求項２１に記載のセルロース含有材料を含む掘削泥水組成物。
【請求項２７】
請求項２１に記載のセルロース含有材料を含む複合材料組成物。
【請求項２８】
塗料またはプラスター組成物のフィルムオープンタイムを増加させるための、請求項２１に記載のセルロース含有材料の使用。
【請求項２９】
コーティングの不透明度を高めるための、請求項２１に記載のセルロース含有材料の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本発明は、改善された効率で植物材料からセルロース含有粒子を調製するための方法に関する。特に、この方法はセルロース含有粒子の連続製造を可能にするように操作することができる。セルロース含有粒子は、広範囲の製品におけるレオロジー調整剤および亀裂防止剤として有用である。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、一般にセルロース加工の分野に関し、より詳細にはセルロースを広範囲の用途に有用であり得る形態に加工することに関する。セルロースはその強、生分解性および強化特性の点で望ましい特性を示すことが知られている。ミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）およびナノフィブリル化セルロース（ＮＦＣ）は両方ともこの点で特に重要であり、それらの製造に適した方法の開発、および他の有用なセルロース製品の開発に多くの努力が費やされてきた。
【０００３】
セルロースを製造するための従来技術の方法は植物材料（木材または綿の廃棄物の場合が多い）から始まり、次いでそれをパルプ化しそして処理してセルロースを抽出する。いくつかの方法は機械的処理のみに依存し、他の方法は機械的処理と共に化学的および／または酵素的処理の組み合わせを使用する。例えば、ＵＳ２０１５／０３３７４９３は、パルプを機械的にフィブリル化することによるセルロースの抽出を記載しており、ＵＳ２００５／０２７４４６９は、予備含浸セルロース材料への高剪断の適用とそれに続く流動床乾燥またはフラッシュ乾燥を示唆している。化学的／酵素的処理を組み込んだ先行技術の方法は、出発材料パルプの水性懸濁液中での酸化剤および遷移金属の使用とそれに続く機械的離層を記載しているＵＳ２００６／０２８９１３２を含む。ＷＯ２０１５／００７９５３は、水性パルプ懸濁液に酸化剤を添加し、続いて懸濁液を機械的に混合または剪断することを提案している。ＷＯ２０１３／１８８６５７は、出発材料の水性スラリーをオゾンおよび／またはセルラーゼで処理しながら、同時にまたはその後に材料を粉砕することを記載している。ＷＯ２０１４／１４７３９２およびＷＯ２０１４／１４７３９３では、ＣｅｌｌｕＣｏｍｐ  Ｌｔｄは、浪費を減少させ必要な粘度のセルロース最終製品を製造する方法で、草本植物材料からセルロース含有組成物を加工する方法に言及している。しかしながら、この方法は、高粘度のパルプを加工することを必要とし、そのためこの方法は低い固形分レベルで実施する必要がある。ＵＳ５９６４９８３はまた、酸加水分解または塩基加水分解を使用して草本植物材料からセルロースを調製するための方法にも言及している。ＵＳ５９６５４９８３は、脱水パルプを粉砕して均質化に影響を及ぼす研磨性のシュウ酸カルシウム結晶を減少させることができることを示唆している。ＣＮ１０４９６３０２６は、ビスコースレーヨン繊維の製造において、よもぎからの植物材料を過酸化水素で処理することを開示している。ＣＮ１０２０２０７２３は塊茎エルサレムアーティチョークからの植物材料を均質化し、次にそれを過酸化水素で漂白してｐＨ５〜７の水性混合物を形成することを開示している。ＧＢ５７７５６２は、木材パルプを過酸化水素で処理してｐＨ６〜８の水性混合物を形成することによって木材パルプの粘度を低下させることを開示している。ＵＳ６０８３５８２は、非木材植物材料の過酸化物漂白、次いで得られた混合物の均質化を開示している。
【０００４】
既知のセルロースプロセスに関して認識されている１つの問題は、そのようなプロセスがしばしば高レベルのエネルギーを必要とすることである。必要とされるエネルギーを提供するためのコストは、しばしば、商業的レベルで行うためのプロセスを非経済的にする。
【０００５】
さらなる問題は、出発材料がパルプの形で加工され、その結果この方法はかなりの量の水を必要とすることである。大量の水を使用するという環境への配慮に加えて、汚染物質を除去するために廃水を処理する必要があるため、さらなる費用が追加される。また、植物材料が処理されるにつれて、植物壁は劣化してセルロースを放出し、これがパルプの粘度をかなり増加させる。その結果、従来技術の方法は典型的には非常に低濃度の固体で行われ、これもまた必要とされるセルロース最終製品を費用効果的かつ効率的な方法で製造することの困難性を増す。高粘度生成物を洗浄し、そして濾過することにおいて特別な困難が経験される。さらに、スラリーの粘性のために、多くの従来技術の方法は、連続的にではなく、バッチ式にしか操作することができない。
【発明の概要】
【０００６】
第１の態様において、本発明はセルロース含有材料を調製するための方法を提供し、その方法は以下の工程を含む。
【０００７】
（ｉ）植物材料の粒子を過酸化物剤および水と接触させ；
（ｉｉ）混合物のｐＨがｐＨ４．５以下になるまで工程（ｉ）からの混合物を水和させ；および
（ｉｉｉ）工程（ｉｉ）からの混合物を均質化し、セルロース含有材料を単離する。工程（ｉ）における植物材料の粒子は、１０μｍ〜８００μｍの平均粒径を有する。
【０００８】
第２の態様では、本発明は、セルロース含有材料の製造方法を提供する。この方法は、（ａ）植物材料の粒子を形成するために植物材料を微粉砕する工程を含み、前記粒子は１０μｍ〜８００μｍの平均粒径を有し；（ｂ）
（ｉ）植物材料の粒子を過酸化物試薬および水と接触させ；
（ｉｉ）混合物のｐＨがｐＨ４．５以下になるまで工程（ｉ）からの混合物を水和させ；
（ｉｉｉ）工程（ｉｉ）からの混合物を均質化し、そしてセルロース含有材料を単離する工程を含む。
【０００９】
驚くべきことに、本発明の方法は、水中で植物材料を均質化してスラリーを形成する従来技術の方法で得られるものと概ね同等のサイズの植物材料の粒子から始めるにもかかわらず、いくつかの予想外の利点を見出す。注目される利点には、工程（ｉ）で得られる本発明のスラリーの粘度が含まれ、これにより、従来技術の方法と比較してより高い固形分での改良された加工が可能になる。また、得られた製品は、とりわけ塗料および石膏組成物に配合するときに驚くべき利点を示す。
【００１０】
驚くべきことに、細胞壁を分解するための加工前に植物材料を粒子に形成することは、混合物の粘度を試薬添加、加熱および洗浄のような加工工程を容易にするレベルに保つことを可能にする。平均粒径が１０〜８００μｍであると本発明の効果が得られる。
【００１１】
理論に束縛されることを望まないが、平均反応直径１０μｍ未満の粒子は化学反応があまりにも速く進行し、セルロースがあまりにも劣化し過ぎるので劣った最終生成物を生じると仮定される。対照的に、８００μｍを超える直径を有する粒子は不均一に反応し、粒子のコアは本質的に反応が不十分であり、やはり劣った生成物をもたらす。
【００１２】
第３の態様において、本発明は、本発明の方法によって得られるセルロース含有材料を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施例内で使用された粉末の粒子サイズの分布および篩分けによって分離された画分を示す図である。
【図２】図２は、洗浄プロセスの機械的作用によって粒子の端部からのいくらかの断片化はあるが、粉末粒子が化学反応を通して無傷のままであることを示す写真をあらわす（反応前の図２Ａ、反応後の図２Ｂ）図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
発明の詳細な説明
本発明の方法をさらに詳細に説明する。
【００１５】
場合により、本発明の方法はバッチ式ではなく、連続的に実施することができる。これはプロセスの効率の点で大きな利点を有する。本発明において形成される混合物の低粘度は、連続処理を困難なく行うことを可能にする。
【００１６】
植物材料
本発明の方法のための出発材料は草本植物材料を含む。本明細書で定義される「草本」という用語は、一年生、二年生または多年生の維管束植物であり、コケ、萎縮性緑藻、および大型藻（ワカメ）を指すのにも使用される。コケ、萎縮性緑藻、および大型藻は、一般に「草本」であるとは理解されていないが、便宜上、これらの植物も、本明細書で使用される「草本」という用語の中で言及される。
【００１７】
一年生、二年生または多年生の維管束植物では、植物が休眠状態になるとき（すなわち二年生または多年生の植物）または枯れるとき（すなわち一年生植物）に、幹物質が成長の各季節の後に枯れる。二年生または多年生植物は地下で不利な条件に耐え、植物のそのような地下部分、典型的には茎、根、または塊茎などの貯蔵器官からより好ましい条件で再生する。対照的に、木本種の茎は休眠中のどの期間にも残り、さらに成長すると既存の組織の周囲を拡大する成長リングを形成する。
【００１８】
草本植物は、組織内に豊富な一次細胞壁を有する実質組織によって特徴付けられる。当業者はまた、コケ、萎縮性緑藻、および大型藻も豊富な一次細胞壁からなる（したがって、本明細書で使用される「草本植物材料」という用語に含まれる）ことを理解するであろう。草本植物材料は、好ましくは本発明では出発材料として使用される。任意選択で、本発明の出発材料は実質的に草本植物材料からなる。本発明の出発材料が草本植物材料からなることは有利であり、したがって木材または木材製品を排除するができる。しかしながら、セルロース含有材料の意図する最終用途に応じて、植物出発材料内に非草本植物材料（木材など）を含めることを完全に回避する必要はないかもしれない。
【００１９】
特に、本発明の方法で使用される植物材料は、便利なことに野菜、例えば根菜類、および果物を含むことができる。適切な根菜類の非限定的な例として、ニンジン、テンサイ（一般に「ビート」とも呼ばれる）、カブ、パースニップおよびスウェーデンカブが含まれる。本発明の範囲内で使用することができる典型的な果物材料は、リンゴ、ナシ、柑橘類およびブドウを含む。任意選択で、植物材料は塊茎、例えばジャガイモである。さつまいも、山芋、ルタバヤ、ユッカの根も使用できる。一般に、本発明の方法は、主生成物が抽出された後の植物材料からの廃棄物または副産物、例えば、搾汁、ジャム製造などの後のサトウダイコンペレット、野菜の皮、柑橘類廃棄物などを使用して操作されると予想される。しかしながら、これは厳密には必要ではなく、その目的のために特別に栽培された野菜または果物を使用してプロセスを操作することができる。植物材料が本発明の方法において出発材料として使用されることは、１つの特定の植物供給源のみからの材料であることも必要ではない。任意選択で、異なる植物源からの材料の混合物を使用することができる。例えば、出発材料は、異なる根菜類の混合物、異なる果実類の混合物、果物と野菜類の組み合わせ、根菜類と果物類の混合物を含むことができる。
【００２０】
一般に、本発明の出発材料として使用されるべき植物材料は、大量のリグニンを含まないであろう。任意選択で、本発明の出発材料は、約２０重量％未満のリグニン、例えば約１０重量％未満のリグニン、例えば約５重量％未満のリグニン、例えば２重量％未満のリグニン、例えば約５重量％未満のリグニン、例えば約１重量％未満のリグニンを含む。リグニン含有量の測定のためのＫｌａｓｏｎ法、アセチルブロミド法およびチオグリコール酸法のような多数の方法が当該技術分野において知られている。Ｈａｔｆｉｅｌｄ  ａｎｄ  Ｆｕｋｕｓｈｉｍａ（Ｃｒｏｐ  Ｓｃｉ．４５：８３２−８３９、２００５）は、リグニン測定の方法について論じている。
【００２１】
植物材料は、生の植物材料、すなわち加熱していないものであり得る。しかしながら、例えばあらゆる非植物材料の破片または汚染物質を除去するために、植物材料は洗浄されていることが望ましい。植物材料の粒子は、乾燥粒子が有利である。  「乾燥」とは、植物材料の粒子が３０重量％未満の水を含有する、例えば２０重量％未満の水を含有する、例えば１５重量％未満の水を含有することを意味する。水はもちろん植物の細胞壁の一部として天然に存在するので、明らかに非常に乾燥した材料でもいくらかの水分を含み得る。
【００２２】
粒子の製造
粒子は、任意の適切な手段を用いて形成することができる。好ましくは、粒子を形成するための粉砕の前に水または他の液体を植物材料に添加しない。したがって、植物材料は、粉砕工程中にスラリーまたは懸濁液の形態ではない。したがって、この方法は、液体の非存在下で植物材料を粉砕して植物材料の粒子を形成する工程を含み得る。任意選択で、植物材料は、粉砕前に３０重量％未満の水を含み、例えば２０重量％未満の水を含み、例えば１５重量％未満の水を含む。いくつかの実施形態において、植物材料は、粒子に形成される前に（例えば、周囲温度でまたはより高い温度で）乾燥させることができる。粉砕した材料を選別して、所望のサイズの粒子を選択することができる。
【００２３】
植物材料の粒子は、粉砕または製粉によって形成することができる。例えば、植物材料をミルまたは分級ミルのような粉砕装置を用いて処理して必要な直径サイズの粒子を得ることができる。
【００２４】
好ましくは、機械的に作用するミル、すなわち植物材料が粉砕され、ばらばらにされ、それによりアクター間で粉砕されるミルと、それに続く重力や密度、あるいはふるい分けによる粒子サイジングの組み合わせが使用される。しかしながら、植物材料から粒子を製造するために使用される装置は、プロセスを成功させる操作にとって特に重要ではない。
【００２５】
粒子サイズ
本発明の方法内で使用される植物材料の粒子は、１０μｍ〜８００μｍの平均直径を有する。用語「直径」は、粒子の一方の側から他方の側にわたる測定値を指す。当業者は、粒子が完全に球形ではなく、ほぼ球形、楕円形、円板形、または不規則な形でさえあり得ることを認識するであろう。当業者はまた、出発材料内にある範囲の直径が存在するであろうことを知っているだろう。本発明の利点を得るために、述べられた粒径サイズから外れるある非常に少量の粒子を細心に排除する必要はない。しかしながら、出発材料内に異なる直径サイズの粒子を含めることは、状況によっては最終製品の品質に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００２６】
任意選択で、少なくとも６０体積％の粒子が１０μｍから８００μｍの直径を有し、例えば少なくとも７０体積％の粒子が１０μｍから８００μｍの直径を有するか、または少なくとも８０体積％の粒子が１０μｍ〜８００μｍの直径を有するか、または少なくとも８５体積％の粒子が１０μｍ〜８００μｍの直径を有するか、または少なくとも９０体積％の粒子が１０μｍ〜８００μｍの直径を有するか、または少なくとも９５体積％の粒子が１０μｍ〜８００μｍの直径を有するか、またはさらに少なくとも９８体積％の粒子が１０μｍ〜８００μｍの直径を有する。都合よくは、９９体積％の粒子が、１０μｍから８００μｍの直径を有する。状況によっては、実質的に全ての粒子が１０μｍから８００μｍの直径を有することを確実にすることが有利であり得る。
【００２７】
出発材料の供給源および／またはセルロース含有材料の意図する最終用途に応じて、より狭い範囲内の平均平均粒径を有する粒子を選択することが有利であり得る。例えば、本発明の方法の工程（ｉ）内で使用される植物材料の粒子は、５０μｍ〜６００μｍの平均直径を有することができる。いくつかの状況では、少なくとも６０体積％の粒子が５０μｍから６００μｍの直径を有し、例えば少なくとも７０体積％の粒子が５０μｍから６００μｍの直径を有し、または少なくとも８０体積％の粒子が５０μｍから６００μｍの直径を有し、または少なくとも８５体積％の粒子が５０μｍ〜６００μｍの直径を有し、または少なくとも９０体積％の粒子が５０μｍ〜６００μｍの直径を有し、または少なくとも９５体積％の粒子が５０μｍ〜６００μｍの直径を有し、またはさらに少なくとも９８体積％の粒子が５０μｍ〜６００μｍの直径を有する。都合よくは、９９体積％の粒子が５０μｍから６００μｍの直径を有する。状況によっては、実質的に全ての粒子が５０μｍから６００μｍの直径サイズを有することを確実にすることが有利であり得る。あるいは、本発明の方法の工程（ｉ）内で使用される植物材料の粒子は、２５０μｍから５５０μｍの平均直径を有することができる。いくつかの状況では、少なくとも６０体積％の粒子が２５０μｍから５５０μｍの直径を有し、例えば、少なくとも７０体積％の粒子が２５０μｍから５５０μｍの直径を有する、または少なくとも８０体積％の粒子が２５０μｍから５５０μｍの直径を有する、または少なくとも８５体積％の粒子が２５０μｍから５５０μｍの直径を有し、または少なくとも９０体積％の粒子が直径２５０μｍ〜５５０μｍを有し、または少なくとも９５体積％の粒子が２５０μｍ〜５５０μｍの直径を有し、または少なくとも９８体積％の粒子が２５０μｍ〜５５０μｍの直径を有する。都合よくは、９９体積％の粒子が、２５０μｍ〜５５０μｍの直径を有する。状況によっては、実質的に全ての粒子が２５０μｍから５５０μｍの直径を有することを確実にすることが有利であり得る。
【００２８】
あるいは、本発明の方法の工程（ｉ）内で使用される植物材料の粒子は、３００μｍから５５０μｍの平均直径を有することができる。いくつかの状況では、少なくとも６０体積％の粒子が３００μｍから５５０μｍの直径を有し、例えば少なくとも７０体積％の粒子が３００μｍから５５０μｍの直径を有し、または少なくとも８０体積％の粒子が３００μｍから５５０μｍの直径を有し、または少なくとも８５体積％の粒子が３００μｍから５５０μｍの直径を有し、または少なくとも９０体積％の粒子が３００μｍから５５０μｍの直径を有し、または少なくとも９５体積％の粒子が３００μｍから５５０μｍの直径を有する、またはさらに少なくとも９８体積％の粒子が３００μｍから５５０μｍの直径を有する。  都合よくは、９９体積％の粒子が３００μｍから５５０μｍの直径を有する。状況によっては、実質的に全ての粒子が３００μｍから５５０μｍの直径を有することを確実にすることが有利であり得る。
【００２９】
あるいは、本発明の方法内で使用される植物材料の粒子は、５０μｍから２００μｍの平均直径を有することができる。いくつかの状況では、少なくとも６０体積％の粒子が５０μｍから２００μｍの直径を有し、例えば、少なくとも７０体積％の粒子が５０μｍから２００μｍの直径を有する、または少なくとも８０体積％の粒子が５０μｍから２００μｍの直径を有し、または少なくとも８５体積％の粒子が５０μｍから２００μｍの直径を有し、または少なくとも９０体積％の粒子が５０μｍから２００μｍの直径を有し、または少なくとも９５体積％の粒子が５０μｍから２００μｍの直径を有し、または少なくとも９８体積％の粒子が５０μｍから２００μｍの直径を有する。都合よくは、９９体積％の粒子は、５０μｍから２００μｍの直径を有する。状況によっては、実質的に全ての粒子が５０μｍから２００μｍの直径を有することを確実にすることが有利であり得る。
【００３０】
あるいは、本発明の方法内で使用される植物材料の粒子は、５０μｍから１００μｍの平均直径を有することができる。いくつかの状況では、少なくとも６０体積％の粒子が５０μｍから１００μｍの直径を有し、例えば、少なくとも７０体積％の粒子が５０μｍから１００μｍの直径を有し、または少なくとも８０体積％の粒子が５０μｍから１００μｍの直径を有し、または少なくとも８５体積％の粒子が５０μｍから１００μｍの直径を有し、または少なくとも９０体積％の粒子が５０μｍから１００μｍの直径を有し、または少なくとも９５体積％の粒子が５０μｍから１００μｍの直径を有し、またはさらに少なくとも９８体積％の粒子が５０μｍから１００μｍの直径を有する。都合よくは、９９体積％の粒子が５０μｍから１００μｍの直径を有する。状況によっては、実質的に全ての粒子が５０μｍから１００μｍの直径を有することを確実にすることが有利であり得る。
【００３１】
あるいは、本発明の方法内で使用される植物材料の粒子は、１００μｍから３００μｍの平均直径を有することができる。ある状況では、少なくとも６０体積％の粒子が１００μｍから３００μｍの直径を有し、例えば少なくとも７０体積％の粒子が１００μｍから３００μｍの直径を有し、または少なくとも８０体積％の粒子が１００μｍから３００μｍの直径を有し、または少なくとも８５体積％の粒子が１００μｍから３００μｍの直径を有し、または少なくとも９０体積％の粒子が１００μｍから３００μｍの直径を有し、または少なくとも９５体積％の粒子が１００μｍから３００μｍの直径を有し、またはさらに少なくとも９８体積％の粒子が１００μｍから３００μｍの直径を有する。都合よくは、９９体積％の粒子は、１００μｍから３００μｍの直径を有する。状況によっては、実質的に全ての粒子が１００μｍから３００μｍの直径を有することを確実にすることが有利であり得る。
【００３２】
場合により、工程（ｉ）で使用される粒子の粒径分布は、５００μｍ以下、例えば４００μｍ以下、３００μｍ以下、２００μｍ以下、さらには１００μｍ以下であり得る。「粒径分布」とは、材料サンプル内の粒径の大きさのばらつきの程度をいう。例えば、出発材料が２００μｍ〜５００μｍの直径を有する粒子からなる場合、粒径分布は３００μｍである。同様に、出発材料が５０μｍ〜２５０μｍの直径を有する粒子からなる場合、粒径分布は２００μｍである。１００％の粒子が選択された粒径分布内に入るような粉末を得ることは実際上不可能であり、従って特定の粒径分布を有する粉末への言及はこの分布に含まれる粒子の９５体積％（好ましくは９８％、９９体積％、９９．５体積％、さらには９９．９体積％）を意味する。必要な直径の粒子および所定の粒径分布の範囲内の粒子は、粒子混合物を既知の篩サイズの１つまたは複数の篩で篩過することを含むがこれらに限定されない既知の方法を用いて選択できる。例えば、５００μｍのメッシュサイズを有する篩に材料サンプルを通過させることは、５００μｍ以下の粒子直径を有する粒子のみが通過することを可能にする。次いで、篩い分けした材料を、より小さいメッシュサイズ、例えば３００μｍのメッシュサイズを有する篩いを用いて再び篩い分けすることができる。より小さいメッシュ上に残った（すなわち通過しない）粒子は、２００μｍの粒径分布を有し、３００μｍから５００μｍの大きさの範囲である。もちろん、任意の必要な粒径サイズ範囲および粒径分布を得るために、別の篩サイズおよび異なる組み合わせの篩を使用することができる。あるいは、分級機ミルまたは他の適切な手段を使って、必要な粒子サイズおよび粒径分布を選択することができる。
【００３３】
工程（ｉ）：本方法の工程（ｉ）は、植物材料の粒子を過酸化物試薬および水と接触させることを含む。過酸化物試薬を水と同時に添加することは必須ではない。しかしながら、水と過酸化物試薬を同時に添加することがしばしば便利である。例えば、過酸化物試薬を水と予備混合し、次いで水−過酸化物試薬混合物を植物材料粒子に添加することが可能である。あるいは、水性スラリーを形成するために植物材料の粒子に水を添加し、次いでスラリーに過酸化物試薬を添加することが可能である。有利には、水および／または過酸化物試薬の添加は、均質な組成物の形成を簡単にするために得られた混合物の攪拌を伴う。
【００３４】
添加する水の量は特に重要ではないが、典型的には植物材料粒子１ｋｇあたり２リットルから３０リットルの水が必要である。これは、追加的に添加することができる過酸化物試薬の任意の溶液に追加される。本発明の利点の１つは、水および過酸化物試薬の添加後に混合物中に存在し得る比較的高い割合の固体である。いくつかの実施形態では、工程（ｉ）で形成された混合物は、２重量％を超える固形分（ＷＯ  ２０１４／１４７３９２およびＷＯ  ２０１４／１４７３９３に記載されているものなどの先行技術の方法を用いて典型的に達成されるレベル）を含み得る。いくつかの実施形態では、工程（ｉ）で形成された混合物は、少なくとも３重量％の固形分、例えば少なくとも４重量％の固形分または少なくとも５重量％の固形分を含有することができる。
【００３５】
過酸化物試薬：過酸化物試薬は植物材料の粒子を破壊し、セルロース含有材料の最終製品の放出に役立つ。過酸化物試薬は有機過酸化物または無機過酸化物であり得る。典型的な有機過酸化物としては、ペルオキシカルボン酸（例えば、過酢酸およびペルオキシ安息香酸、例えば、ｍ−クロロペルオキシ安息香酸）およびヒドロペルオキシドが挙げられる。典型的な無機過酸化物としては、酸過酸化物（ペルオキシ硫酸、ペルオキシリン酸など）およびアルカリおよびアルカリ土類金属過酸化物の過酸化物（過酸化ナトリウムおよび過酸化バリウムなど）が挙げられる。過酸化水素が好ましい。
【００３６】
一実施形態では、３５％（水中ｗ／ｗ）の濃度の過酸化水素を、０．１：１〜０．５：１の過酸化物：植物固形分の比で添加する。触媒は本発明の方法に必須ではないが、過酸化物反応工程用の触媒を含むことがある状況においては望ましいかもしれない。適切な触媒としては、遷移金属触媒、例えばマンガン触媒が挙げられる。しかしながら、本発明の方法は一般には触媒を必要とせずに実施されるであろう。
【００３７】
工程（ｉｉ）：工程（ｉｉ）において、工程（ｉ）で製造された水性混合物を、混合物のｐＨがｐＨ４．５以下、場合によりｐＨ４．５未満と測定されるまで十分な時間水和させる。水および過酸化物試薬を添加した直後には、この時点で測定される混合物のｐＨは著しく高く、典型的にはおよそｐＨ６〜ｐＨ７である。（終点ｐＨ４．５以下によって決定されるように）必要な水和度に達するのに要する時間は粒径、温度（周囲温度および／またはスラリーの温度の両方）、過酸化物試薬の濃度などのようなパラメータによって変動する可能性がある。水和工程は温度の上昇と共により速く進行し、そしてその粒状植物材料に添加前に水を（例えば３０〜１００℃、例えば６０〜９０℃の温度に）予熱することが有効であることが注目されてきた。
【００３８】
上記のように、終点ｐＨは４．５以下、場合により４．５未満、例えば４．４以下、４．３以下、４．２以下、４．１以下、４．０以下、３．９以下、３．８以下、３．７以下、３．６以下、または３．５以下である。
【００３９】
場合により終点ｐＨは３．０から４．５、例えば３．０から４．４、例えば３．０から４．３、例えば３．０から４．２、例えば３．０から４．１、例えば３．０から４．０、または例えば３．０から３．５である。
【００４０】
場合により終点ｐＨは３．５から４．５、例えば３．５から４．４、例えば３．５から４．３、例えば３．５から４．２、例えば３．５から４．１、または例えば３．５から４．０である。
【００４１】
場合により、工程（ｉｉ）で形成された混合物は、終点ｐＨに達するのに必要な時間の一部または全部の間加熱することができる。加熱は、混合物の穏やかな撹拌を有利に伴って、従来の反応容器におけるように、混合物の全体積を通して温度が合理的に一定であることを確実にする。混合物をパイプまたは他の導管に沿って流動させることによって、適切な撹拌が可能である。
【００４２】
加熱は任意の適切な手段によって実施することができるが、便利なことに、その外周の周りに加熱装置を有するパイプに混合物を通過させることによって実施することができる。適切な加熱装置は、従来の熱加熱要素および／またはパイプ内部に集束するマイクロ波装置を含む。場合によっては、混合物を３０から１１０℃、例えば９０から９５℃の温度に加熱する。
【００４３】
しかしながら、いくつかの実施形態では、混合物を周囲温度（例えば、１５〜２５℃）を超えて加熱する必要はなく、これはセルロース含有材料を製造するコストを削減することにおいて明らかな利点を有する。
【００４４】
必要な終点ｐＨに達するのにかかる時間は、粒径、温度、混合物の攪拌の程度などの条件に応じて変わり得る。典型的には、反応時間は約２〜６時間であり、例えば３〜４．５時間であり得る。
【００４５】
工程（ｉ）の開始時、すなわち水または水−過酸化物試薬混合物の導入直後に形成される混合物の粘度は、使用される出発材料および混合物内の固形分レベルなどの要因に依存する。  １％固形分における典型的な値は約５〜３０ｃＰｓであろう。終点ｐＨに達すると、混合物の粘度は一般に増加したが、なお比較的低い。やはり、得られる正確な値は出発材料、反応条件などに依存するであろうが、１％固形分での典型的な値は約３０から２００ｃＰｓである。工程（ｉｉ）の間に、植物材料の粒子は水和しそして膨潤し、サイズが増大する。したがって、一例として、工程（ｉ）の出発材料において使用される１００μｍの粒子は、工程（ｉｉ）の終わりまでに約１３０μｍの直径を有するまでに膨張することができる。
【００４６】
場合により、工程（ｉｉ）は以下を含むことができる：ｐＨ４．５以下（例えばｐＨ３．０〜４．５）のｐＨを有する；そして（ｉｉａ）水和混合物を洗浄または中和して、処理水和混合物を形成する。
【００４７】
場合により、工程（ｉｉ）は、工程（ｉ）からの混合物を水和させてｐＨ４．５以下（例えばｐＨ３．０〜４．５）の水和混合物を形成する；（ｉｉａ）水和混合物を洗浄または中和して処理水和混合物を形成する；そして（ｉｉｂ）工程（ｉｉａ）からの処理された水和混合物を漂白して漂白された水和混合物を形成する。
【００４８】
場合により、工程（ｉｉ）は以下を含むことができる：工程（ｉ）からの混合物を水和させてｐＨ４．５以下（例えばｐＨ３．０〜４．５）の水和混合物を形成する；（ｉｉａ）水和混合物を洗浄または中和して処理水和混合物を形成する；（ｉｉｂ）工程（ｉｉａ）からの処理された水和混合物を漂白して漂白された水和混合物を形成する；そして（ｉｉｃ）工程（ｉｉｂ）の漂白された水和混合物を洗浄する。
【００４９】
上記のように、工程（ｉｉ）は、１以上の洗浄工程（すなわち工程（ｉｉａ）および（ｉｉｃ））を任意に含み得る。本発明の方法の主な利点の１つは、先行技術の方法と比較してより高い重量％の固形分を有するにもかかわらず、材料の洗浄を容易に達成できることである。典型的には、洗浄はセルロース材料を液体画分から分離し、次いで水のような清浄な液体中に（場合により撹拌または撹拌しながら）再懸濁することを必要とする。洗浄工程で、過剰の過酸化物試薬および／または漂白剤、さらに工程（ｉ）で形成された可溶性副生成物も除去する。
【００５０】
工程（ｉｉａ）の洗浄工程の代替法は、ｐＨがｐＨ６〜８、好ましくはｐＨ６．５〜７．５、すなわちｐＨ７またはそれに近いｐＨになるように水和混合物を中和することである。終点のｐＨに達した後に工程（ｉｉ）の混合物を中和させることは、洗浄工程の必要性を減少させるか、またはなくすことさえでき、それによって製造工程中に消費される水の量を減少させることが出来る。これは重要な環境問題である。中和は、混合物のｐＨをｐＨ６〜８に変化させるのに十分な量の塩基または緩衝液を添加することによって達成することができる。塩基または緩衝液は、任意の都合の良い形態で添加することができるが、典型的には粉末または水溶液の形で添加される。水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カルシウムなどのアルカリを都合よく使用することができる。場合により、一旦水和混合物が中和されたら（そして場合によりそれと混合されたら）、セルロース含有材料は適当な容量の水中に再懸濁される前に任意の適当な手段によって液体画分から分離することができる。セルロース含有材料を液体画分から分離した後に行うことができる。例えば、セルロース含有材料を分離し、次いで適切な量のアルカリを添加する前に再懸濁することができる。あるいは、分離されたセルロース含有材料は単にアルカリ性溶液中に再懸濁することができる。
【００５１】
セルロース含有材料を液体画分から分離する工程は、濾過（単純または真空濾過）、遠心分離、膜濾過などを含むが、これらに限定されない任意の適切な装置または方法を用いて達成することができる。あるいは、メッシュフィルターを使用することができる。任意選択で、洗浄工程中に濾過が使用される場合、フィルタは２００μｍ以下の孔径、例えば１００μｍ〜２００μｍの孔径を有する。より小さな孔径もまた使用することができる。
【００５２】
任意選択で、もし存在するのであれば、洗浄または中和工程（ｉｉａ）は、連続製造工程と適合する方法で行われる。例えば、水平に対して約４５°の角度のフィルターを使用することができ、固体がフィルターの上面に残されている間に液体がフィルターを通って排出されるように、濾過される材料を上からフィルター上に落とす。フィルターの角度により、これらの残された固形物がフィルターの上面からベルト上、またはホッパーまたはその他の処理用の容器にゆっくりと滑り落る。あるいは、ベルトフィルタープレスを使用することができる。
【００５３】
工程（ｉｉａ）は、終点ｐＨに到達したらすぐに有利に実施することができる。工程（ｉｉａ）が洗浄工程である場合、必要ならば、分離による洗浄および再懸濁を複数回繰り返すことができる。  あるいは、工程（ｉｉａ）が中和工程である場合、終点ｐＨに到達したらすぐに塩基または緩衝液を単に混合物に添加することができる。工程（ｉｉｂ）の漂白工程は酸化剤を用いて実施することができる。
【００５４】
適切な酸化剤は次亜塩素酸ナトリウムである。酸化剤は、例えば１０〜４０％（ｖ／ｖ水）、例えば３５％（ｖ／ｖ水）の濃度で５：１〜１：１、例えば酸化剤を植物の固形分に対して２：１の割合で添加することができる。工程（ｉｉｂ）は周囲温度で実施することができる。あるいは、いくらかの熱を混合物に加えることができ、例えば、６０℃までの温度を使用することができる。典型的には酸化剤を添加し、そして混合物を穏やかに適当な時間撹拌する。酸化剤は材料の着色を減少させ、それをある種の用途、例えば塗料用の添加剤としてまたは複合材料に使用するなど、より好ましい。一般に、工程（ｉｉｂ）は、３０分以内、例えば２０分以内、さらには１０分以内、例えば５から１０分で行われる。
【００５５】
酸化剤の作用は非常に迅速に起こることが注目されていて、非常に短い時間（例えば２分以下）の酸化剤の添加で十分であり得る。
【００５６】
上記のように、漂白工程（ｉｉｂ）の後に、工程（ｉｉａ）について上述したように実施することができるさらなる洗浄工程（ｉｉｃ）を続けることができる。両方の工程（ｉｉａ）および（ｉｉｃ）が存在する場合（そして工程（ｉｉａ）も洗浄工程である場合）、両方の工程を同じ方法でまたは同じ仕様で実施する必要はない。
【００５７】
工程（ｉｉｉ）：工程（ｉｉ）が完了すると（任意の洗浄、中和および／または漂白工程を含む）、水和した材料を均質化工程に供する。プロセスのこの段階で、材料の粘度が急激に上昇する。
【００５８】
例えば、５０００ｃＰｓの粘度、例えば４０００ｃＰｓの粘度、例えば３５００ｃＰｓの粘度、例えば３０００ｃＰｓの粘度、例えば２５００ｃＰｓの粘度、例えば２０００ｃＰｓの粘度を得ることができる。必要な粘度は、実施される均質化の程度を制御することによって決定することができる。均質化は、必要な粒径が得られるまで代替的に実施することができる。一般に７５〜５００μｍの粒径がほとんどの用途に適している。
【００５９】
場合により、工程（ｉｉｉ）は以下を含むことができる：（ｉｉｉａ）工程（ｉｉ）からの混合物を均質化して均質化混合物を形成する。
【００６０】
（ｉｉｉｂ）均質化混合物を洗浄して洗浄均質化混合物を形成する。そして
（ｉｉｉｃ）セルロース含有材料を単離する。上記のように、均質化工程（ｉｉｉａ）の後に、さらなる洗浄工程（ｉｉｉｂ）を続けることができ、これは工程（ｉｉ）の洗浄工程について上述したように実施することができる。工程（ｉｉｉｂ）が存在する場合、この工程を工程（ｉｉａ）または（ｉｉｃ）のいずれかと同じ方法でまたは同じ仕様で実施する必要はない。工程（ｉｉｉｃ）は、セルロース含有材料を単離する工程を指す。これは、例えばセルロース含有材料を濃縮する工程も含み得る最終濾過工程によって、例えばそれをペースト、ケーキまたは他のより濃縮された形に形成するために材料からさらなる液体を除去することによって達成することができる。任意選択で、セルロース含有材料は、少なくとも５重量％の固体、例えば少なくとも１０重量％の固体、例えば１５重量％の固体、例えば２０重量％の固体、例えば２５重量％の固体、例えば３０重量％の固体を含む。ベルトフィルタープレスを使用して、より濃縮された形態の材料を達成することができる。固形分１５重量％を超えるレベルでは、材料をペレット化することができ、例えば、すりおろすことができ、あるいは紐または他の形状に押し出すことができる。
【００６１】
セルロース含有材料の使用：セルロース含有材料は、（限定するものではないが）飲食品用途、パーソナルケア製品、ペイントシステム、コンクリート、掘削泥水、エポキシなどのような複合材料を含む様々な産業において添加剤として使用することができる。セルロース含有材料は有用な粘度調整特性を有し、そして製品のレオロジーを改良するために使用することができる。セルロース含有材料は、例えばコーティングの耐スクラブ性を高めるための機械的増強剤としても有用である。それはまた、特に塗料およびコンクリート用の亀裂防止剤としても有用である。
【００６２】
典型的には、本発明の方法で形成されたセルロース含有材料は、それが組み込まれている材料の物理的性質の異なる効果を達成するために、驚くほど少量添加されるだけでよい。例えば、本発明の方法で形成されたセルロース含有材料は、１０重量％、例えば８重量％、例えば５重量％、例えば３重量％、例えば２重量％、さらに１重量％以下の量、添加するだけでよい。いくつかの用途では、本発明の方法で形成されたセルロース含有材料は、０．５重量％以下の量を添加するだけでよい。
【００６３】
セルロース含有材料が添加される材料は、水性系（例えば、溶液、懸濁液または分散液）であり得る。特に興味があるものとしては水性塗料かもしれない。塗料および石膏用途では、セルロース含有材料は均一な乾燥を容易にし、したがってミクロおよびマクロ割れの発生を防止する。
【００６４】
食品および飲料製品もまた関連性がある。流動学的改質が有益であり得る食品には、スラリー、懸濁液または液体の形態で加工される任意の製品が含まれる。従って、セルロース含有材料は、乳製品（乳製品、ヨーグルト、クリーム、カスタード、アイスクリームまたは他の冷凍デザートなど）に、加工果実（スムージー、パイフィリング、ジャム、またはソースの形態で）そしてソース、グレービー、マヨネーズなどに有利に添加することができる。セルロース含有材料は、焼き製品、特にグルテンフリーのパン、ケーキおよびビスケットなどのグルテンフリーの製品において特に有益であり得る。さらに、本発明のセルロース含有材料は、そうでなければ許容されないより低い脂肪含有量でより滑らかな口当たりを提供することによって、高脂肪食品（例えば、チョコレート、プリンおよびデザート）中の脂肪を少なくとも部分的に置き換え、また例えば、パスタ、ヌードル、パン、ビスケット、ケーキおよびペストリー製品などの精製粉を使用して形成された製品において選択された食品の食物繊維含有量を増加させるために有用であり得る。
【００６５】
本発明の方法で形成されたセルロース含有材料はまた、紙、厚紙および梱包材製造において使用することができる。剛性の増加および引裂強度を提供するために少量（例えば１０重量％以下）のセルロース含有材料を添加することができ、それによってより薄い量の材料を使用することを可能にする。
【００６６】
本発明の方法で形成されたセルロース含有材料は、塗料および硬膏剤にも使用することができる。塗料では、比較的低濃度での材料の存在は、流れを促進する一方でコーティングフィルムの開放時間を増加させるが、乾燥時間および最終的なコーティング特性も減少させることがわかった。これは、フィルムを適用するための有用な時間を増加させるだけでなく、光沢の増加およびピンホールの減少などのより良い表面特性も可能にする。同時に、フィルム中に存在するより多くの潜在溶媒、特に水が蒸発する可能性があるので、実際の乾燥時間は有利に短縮される。この方法で形成されたセルロース含有材料の存在のさらに驚くべき効果は、着色フィルム中の不透明度の増加であり、これにより、必要とされるＴｉＯ２のような顔料の量の減少が可能になる。
【００６７】
同様に、本発明のセルロース含有材料は、再生紙の機械的性質を向上させることができる。セルロース含有材料は、紙または厚紙の外観を向上させるためのコーティングの一部としても使用することができる。
【００６８】
さらに、本発明の方法で形成されたセルロース含有材料は、石鹸、シャンプー、シャワー、バスおよびボディジェルを含むパーソナルケア製品、ならびに製品のレオロジーを高めることができるスキンクリーム、ローションおよび化粧品などの製品にも使用することができる。
【００６９】
さらに、この製品は医療用クリーム、軟膏、ローションなどにも有用性がある。本発明の生成物はさらに天然起源であるという利点を有する。
【００７０】
本発明の各態様または実施形態の好ましい、または代替の特徴は、必要に応じて変更を加えて（文脈が他に要求しない限り）本発明の各態様または実施形態に適用されることである。
【００７１】
本明細書で使用される「含んでいる」という用語は、からなる、本質的にからなる、または含むことを意味し、「含んでいる」または「含む」という用語のそれぞれの使用は、「含む」、「本質的にからなる」との置き換えによって単独で修正され得る。
【００７２】
本明細書で言及された全ての文書は、参照により組み込まれる。当業者に明らかであろう記載された実施形態に対する任意の修正および／またはバリエーションは、本明細書に包含される。本明細書では、ある特定の実施形態および実施例を参照しながら本発明を説明してきたが、本発明はこれらの特定の実施形態または実施例に過度に限定されることを意図するものではない。
【００７３】
以下の非限定的な実施例を参照して、本発明をさらに説明する。
【実施例】
【００７４】
比較例
テンサイペレット９００ｇを洗浄し、それらを温水に加えることによって水和し、汚れた水をふるいを通して排水した。このテンサイ水和物を過分な水の入った大きなバケツに入れ、攪拌してからザルですくい出して水で洗浄することで、次の加工段階に石やグリットが入らないようにする。
【００７５】
洗浄したテンサイを次いで１００℃で３時間加熱した後、最初は粗いステータースクリーンを取り付けたシルバーソン  ＦＸホモジナイザーを用いて均一化し、小孔乳化スクリーンに移動した（各スクリーンにつき１５分の処理時間）。固形分をオックスフォード固形分計を使用して測定し、混合物を清浄な水を添加することによって２％固形分に調整する。
【００７６】
次に混合物のサンプルを５リットルのガラス製反応容器に入れる。混合物が加熱されているときに、過酸化物水溶液（水中３５％ｗ／ｗ）対乾燥固形物０．５：１の比に基づく過酸化物を添加する。温度を９０℃に２時間維持した（一度９０℃に達してから）。その時点までにｐＨは約５から３．５に低下した。
【００７７】
次いで反応液を容器から取り出し、漂白する前に洗浄する。反応混合物を清浄な水と混合し、次いでフィルターを通過させ、次いで篩に残った固体をより清浄な水に再懸濁し、そして再濾過することによって洗浄を達成した。
【００７８】
次いで、洗浄した材料をきれいな水に再懸濁し、それを容器に戻すことによって漂白が行われる。漂白は、２：１の漂白剤（固形分１に対して１０％の活性塩素を有する漂白剤溶液２の割合で、３０分間）を用いて６０℃で行われる。次いで、その材料を前述のように洗浄し、シルバーソン  ＦＸホモジナイザーの細かいスロットの付いた固定子スクリーン上で３０分間均質化する。次いで材料をフィルターを通して排水しそして吸収性布の間で所望の最終固形分含量まで圧縮する。
【００７９】
方法：乾燥テンサイペレットを製粉機を用いて粉末に粉砕し、粒子直径を測定した。次にテンサイを水中で過酸化水素反応にかけた。全ての過酸化水素反応は５Ｌガラス反応器中で全反応混合物容量４０００ｍｌで実施した。反応器中の水（３８７９ｍｌ）を９０℃に加熱しそして過酸化水素（４０ｇ）を加えた。テンサイ粉末（８９ｇ、固形分８９％、粒径Ａ：７５〜１５０μｍまたはＢ：１５０μｍ以上）を過酸化水素水混合物に直接添加した。
【００８０】
必要なｐＨ低下または反応時間の後、混合物を１５２μｍ直径の孔を有するフィルターメッシュを通して注ぐことによって反応を抑えた。反応液をきれいな水と混合し、これをフィルタースクリーンに注ぐことによって、メッシュフィルターを使用してサンプルを濾過した。次いでペーストをフィルターから除去し、きれいな水を添加し、次いで新しい混合物をメッシュフィルター上に注いだ。良好な洗浄を確実にするために必要に応じてこの工程を繰り返した。
【００８１】
洗浄したペースト中の過酸化水素レベルが１ｐｐｍ未満に低下した後、洗浄したペーストを０．５％固形分に希釈することによって漂白反応を実施した。希釈した混合物を６０℃に加熱しそして次に漂白剤を固体に対して２：１の比の量で加えた。過酸化物段階の後に行われたのと同じフィルタープロセスが適用され、そして得られた清浄なペーストが均質化のために調製された。
【００８２】
均質化は、卓上型シルバーソンホモジナイザーを用いて０．５％固形分で実施した。均質化溶液の容量は約４０００ｍｌであった（常に０．５％固形分を確保するために必要に応じて調整した）。７５００ｒｐｍで３０分後、滑らかな懸濁液を濾布に静かに注ぎ入れ、固形分が１％を超えるまで排水した。プレス前粘度を測定し、次いでサンプルを油圧プレス内で吸収性布の間にプレスした。
【００８３】
実施例１：粒子の９９．５５体積％が５００μｍ以下の直径サイズを有していたが、上記の方法は７００μｍまでの範囲の粒子サイズを有するテンサイ粉末を使用して実施された。反応時間は４時間１５分であり、過酸化物反応終了時の混合物のｐＨは３．３０であった。反応混合物をクロスフィルターで濾過した。混合物のサンプルをプロセスの各段階で採取し、これらのサンプルのそれぞれの粘度を、２０℃で１０ｒｐｍで回転させたスピンドルを備えたブルックフィールド粘度計を使用して測定した。
【００８４】
表１は、漂白反応の終了までのプロセスの様々な段階における、テンサイペレットから始まる比較例のプロセスと比較した粉末混合物の粘度を示す。
【００８５】
【表１】
2019528328.tif 000003
【００８６】
プロセス段階
１．過酸化水素反応の開始、固形分２％、７０℃比較例／６０℃実施例１。
【００８７】
２．過酸化水素反応後に洗浄した後、固形分１％、２０℃。
【００８８】
３．漂白反応、ただし固形分１．５％、５６℃比較例／３０℃実施例１。
【００８９】
本発明の方法は、漂白反応が終了するまでのプロセスを通して著しく低い粘度を提供し、その後の最終均質化は粉末材料の粘度を大幅に増大させ、そして加熱および均質化ペレットを用いる比較方法の場合と同じになった。したがって、粉末法は、効率を有意に高めるプロセス全体を通してより高い固形分を使用することを可能にしている。
【００９０】
実施例１の方法を繰り返したが、過酸化水素反応工程中に高濃度の固体を使用した（すなわち表１の工程段階３）。以下の粘度測定値が得られた。他のすべてのプロセスパラメータは実施例１と同じに保った。結果を表２に示す。
【００９１】
【表２】
2019528328.tif 000004
【００９２】
非常に高い粘度のために反応中に材料を撹拌することができなかったので、従来の方法ではこれらのより高い固形分含量では実行することができなかった。したがって、２％固形分が従来の方法の限界であるが、従来の方法を用いて可能なものより２〜３倍高い固形分で本発明による反応を実施することが可能である。
【００９３】
実施例２：実施例１の方法を繰り返したが、７５μｍから１５０μｍの範囲の粒径を有する粉末を使用した。反応時間は４時間３０分であり、過酸化物反応の終わりにおける混合物のｐＨは３．４３であった。反応混合物をメッシュフィルター（孔径１５２μｍ）を用いて濾過した。最終生成物の最終粘度は３７８０ｃＰｓであった。
【００９４】
実施例３：実施例２を繰り返したが、７００μｍまでの範囲の粒径を有する粉末を使用し、９９．５５体積％の粒子は５００μｍ以下の径を有した。反応時間は４時間３０分であり、過酸化物反応の終わりにおける混合物のｐＨは３．２６であった。反応混合物をメッシュフィルター（孔径１５２μｍ）を用いて濾過した。最終生成物の最終粘度は３３７０ｃＰｓであった。
【００９５】
実施例３は、粒径分布が７５〜１５０μｍである実施例２と比較して、比較的広い粒子分布（０〜７００μｍ）を使用する。実施例２において１００μｍ未満の狭い分布を用いて得られた粘度は、実施例３におけるより広い粒子分布の粘度（３３７０ｃＰｓ）と比較して著しく高かった（３７８０ｃＰｓ）。従って、１００μｍ以下の粒径分布範囲は、得られる粘度を改善することができる。
【００９６】
実施例４：実施例３の方法を繰り返したが、粉末の予備水和が過酸化物反応に影響を及ぼすかどうかを調べるために粉末を８０℃の温水中に６０分間入れる追加の初期工程を含んだ。  熱水工程の後、実施例３に記載の方法に従った。  ｐＨ３．２に達するのにかかる時間は３時間に短縮された。最終粘度は大きくは変化せず、前水和工程なしの実施例３の３３６０ｃＰｓと比較して３３７０ｃＰｓであった。このように、粘度は変化せず、先行技術の方法とは対照的に、加熱／予備水和工程は必要ないことを示している。
実施例５：実施例１に上記した方法を、１５０μｍ（１５０〜７００）より大きい粒径を有するテンサイ粉末を用いて実施した。反応時間は３時間３０分であり、そして最終ｐＨは３．４であった。最終粘度は３１６０ｃＰｓであり、より大きい粒子は７００μｍまでの全粒径範囲よりわずかに劣る最終粘度を示し、そして７５〜１５０μｍの間の粒子よりも著しく劣ることを示した。
【００９７】
混合物のサンプルを工程の各段階で採取し、各サンプルの平均粒径を実施例１について上述したように測定した。結果は表３に示されており、以下の式を用いて計算された正規化値を含む。
【００９８】
【数１】
2019528328.tif 000005
【００９９】
ここで、ｎは正規化された値、ｍはマイクロメートル単位の測定平均値、ｈはその実験における最大の測定平均値である。
【０１００】
【表３】
2019528328.tif 000006
【０１０１】
実施例６：実施例２で上述した方法を、７５μｍ未満の粒径（すなわち、０〜７５μｍの粒径範囲）を有するテンサイ粉末を用いて実施した。反応時間は３．５時間でありそして最終ｐＨは３．３８であった。最終粘度は２２６０ｃＰｓであり、非常に小さい粒子は７００μｍまでの全粒子範囲よりも劣った最終粘度を示し、そして７５から１５０μｍの間の粒子よりも著しく劣ったことを示した。
【０１０２】
実施例７：過酸化物処理なしの膨潤能力：乾燥テンサイ材料を粉砕することによって３０ｇの乾燥未処理テンサイ粉末を製造した。全ての粒子は８００μｍ未満の直径サイズを有していた。未処理粉末を熱水中で１時間水和し、次いでフィルターメッシュを通して排水した。その結果、２３５ｇのペーストができた。粒子はあまり膨潤しなかったが、粒子自体の重量の何倍にも等しい水をそれらの構造の中に組み入れることができる。重量増加による粉末の膨潤容量は６８３％であるが、サイズ増加の観点では３０％未満であり、粘度を生じさせるであろう相当するサイズの増加なしに相当量の流体に粒子を適応させることができる。
【図１】
2019528328.tif 000007
【図２】
2019528328.tif 000008
【国際調査報告】
2019528328.tif 000009
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