(57)【要約】本発明の目的は、良質の超微細セルロース繊維を安定的かつ効率的に生産することを可能にする、超微細セルロース繊維の製造方法を提供することである。固形分濃度１〜６質量％のパルプを含有するスラリーに、ディスクリファイナーでの処理を１０回以上施すことにより、数平均繊維長が０．２ｍｍ以下であり、かつ、単位質量のセルロース繊維が保持しうる水の体積を表す抱水量が１０ｍＬ／ｇ以上である超微細セルロース繊維を得る、超微細セルロース繊維の製造方法により、上記目的が達成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形分濃度１〜６質量％のパルプを含有するスラリーに、ディスクリファイナーでの処理を１０回以上施すことにより、数平均繊維長が０．２ｍｍ以下であり、かつ、単位質量のセルロース繊維が保持しうる水の体積を表す抱水量が１０ｍＬ／ｇ以上である超微細セルロース繊維を得る、超微細セルロース繊維の製造方法。
【請求項２】
前記ディスクリファイナーでの処理を３０〜９０回施す請求の範囲第１項に記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
【請求項３】
前記超微細セルロース繊維が、数平均繊維長が０．１〜０．２ｍｍであり、かつ、抱水量が２５〜３５ｍＬ／ｇである請求の範囲第１項または第２項に記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
【請求項４】
前記スラリーが、固形分濃度１〜４質量％である請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
【請求項５】
前記スラリーが、エタノールまたはエタノールと水との混合液により希釈して得られるスラリーである請求の範囲第４項に記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
【請求項６】
１台のディスクリファイナーを用いる、請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
【請求項７】
２台のディスクリファイナーを用いて、第１のディスクリファイナーでの処理と第２のディスクリファイナーでの処理とを合計で１０回以上施す、請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の超微細セルロース繊維の製造方法であって、
第１のディスクリファイナーでの１回以上の処理の後に、第２のディスクリファイナーでの１回以上の処理を施す、超微細セルロース繊維の製造方法。
【請求項８】
２台のディスクリファイナーを用いて、第１のディスクリファイナーでの処理と第２のディスクリファイナーでの処理とを合計で１０回以上施す、請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の超微細セルロース繊維の製造方法であって、
第１のディスクリファイナーで前記処理を１回施した後に第２のディスクリファイナーで前記処理を１回施すという操作を５回以上繰り返す、超微細セルロース繊維の製造方法。
【請求項９】
前記第１のディスクリファイナーと前記第２のディスクリファイナーとが同一である請求の範囲第７項または第８項に記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
【請求項１０】
前記第１のディスクリファイナーと前記第２のディスクリファイナーとが、ディスクプレートの刃幅、溝幅および刃幅と溝幅の比からなる群から選ばれる少なくとも一つにおいて相違している請求の範囲第７項または第８項に記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
【請求項１１】
前記ディスクリファイナーとして、刃幅３．０ｍｍ以下、刃幅と溝幅の比１．０以下のディスクプレートを有するディスクリファイナーを用いる請求の範囲第１項〜第１０項のいずれかに記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
【請求項１２】
前記第１のディスクリファイナーとして、刃幅２．５ｍｍ以下、刃幅と溝幅の比１．０以下のディスクプレートを有するディスクリファイナーを用い、前記第２のディスクリファイナーとして、刃幅２．５ｍｍ以上、刃幅と溝幅の比１．０以上のディスクプレートを有するディスクリファイナーを用いる請求の範囲第１０項に記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
【請求項１３】
請求の範囲第１項〜第１２項のいずれかに記載の超微細セルロース繊維の製造方法により得られる、数平均繊維長が０．２ｍｍ以下であり、かつ、単位質量のセルロース繊維が保持しうる水の体積を表す抱水量が１０ｍＬ／ｇ以上である超微細セルロース繊維。
【請求項１４】
離解装置と、
前記離解装置に接続されている循環槽と、
入口と出口とを有し、前記入口が前記循環槽に接続されているディスクリファイナーと、
前記ディスクリファイナーの前記出口に接続されている貯留槽と
を具備し、
前記ディスクリファイナーの出口が前記循環槽にも接続されている超微細セルロース繊維の製造装置であって、
前記離解装置が、供給されたシート状のパルプを離解してスラリーとし、
前記循環槽が、スラリーを一時貯留し、
前記ディスクリファイナーが、前記循環槽から供給された前記スラリーに処理を施し、
前記ディスクリファイナーにより処理を施された前記スラリーが、前記循環槽に供給され、それに引き続いて前記ディスクリファイナーに供給されることにより、前記ディスクリファイナーによる処理を循環的に施され、前記処理の回数が１０回以上になった後、所定のタイミングで前記貯留槽に供給される、超微細セルロース繊維の製造装置。
【請求項１５】
離解装置と、
入口と出口とを有し、前記入口が前記離解装置に接続されているディスクリファイナーと、
前記ディスクリファイナーの前記出口に接続されている貯留槽と
を具備し、
前記ディスクリファイナーの出口が前記離解装置にも接続されている超微細セルロース繊維の製造装置であって、
前記離解装置が、供給されたシート状のパルプを離解してスラリーとし、
前記ディスクリファイナーが、前記離解装置から供給された前記スラリーに処理を施し、
前記ディスクリファイナーにより処理を施された前記スラリーが、前記離解装置に供給され、それに引き続いて前記ディスクリファイナーに供給されることにより、前記ディスクリファイナーによる処理を循環的に施され、前記処理の回数が１０回以上になった後、所定のタイミングで前記貯留槽に供給される、超微細セルロース繊維の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、製紙分野、塗料分野、製膜分野、食品分野、化粧品分野等の各種産業分野において幅広く利用価値を有し、特に、高吸水性樹脂を利用する衛生用品等において、高吸水性樹脂の結合剤および分散剤として好適に用いられる超微細セルロース繊維（ＭＦＣ：Ｍｉｃｒｏｆｉｂｒｉｌｌａｔｅｄ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】  超微細セルロース繊維は、その一部または全部が極めて細い繊維、具体的には、セルロース鎖が数十本結合したミクロフィブリルのレベルの細さを有する繊維からなる。以前より、超微細セルロース繊維の製造方法として、種々の方法が提案されている。例えば、酢酸菌の発酵によってバクテリアセルロースを得る方法、パルプを砥粒板擦り合わせ装置を用いて微細化する方法（特開平７−３１０２９６号公報）、パルプを高圧ホモジナイザーで長時間処理する方法等がある。
しかしながら、いずれの方法も、特殊な装置と大きなエネルギーが必要であり、しかも性能の振れが大きい。したがって、超微細セルロース繊維を工業的に連続生産することは未だ実現されていないというのが現状である。
ところで、製紙分野においては、高能率の叩解機として、シングルディスクリファイナー、ダブルディスクリファイナー（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅｆｉｎｅｒ、以下「ＤＤＲ」という。）等のディスクリファイナーが、汎用されている。より微細化されたセルロース繊維をこのディスクリファイナーによって得ようとする試みは、既に行われており、パーチメント紙の原料として用いられる高度叩解パルプ化プロセスもその例である。
しかしながら、上記プロセスにおいても、超微細セルロース繊維レベルの微細化に到達することは困難であると言われてきたし、また、ディスクリファイナーによる処理でＭＦＣを得たという報告例はない。
【発明の開示】
本発明は、良質の超微細セルロース繊維を安定的かつ効率的に生産することを可能にする、超微細セルロース繊維の製造方法とその製造装置に関する。
即ち、本発明は、以下の（１）〜（１５）を提供する。
（１）固形分濃度１〜６質量％のパルプを含有するスラリーに、ディスクリファイナーでの処理を１０回以上施すことにより、数平均繊維長が０．２ｍｍ以下であり、かつ、単位質量のセルロース繊維が保持しうる水の体積を表す抱水量が１０ｍＬ／ｇ以上である超微細セルロース繊維を得る、超微細セルロース繊維の製造方法。
（２）前記ディスクリファイナーでの処理を３０〜９０回施す上記（１）に記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
（３）前記超微細セルロース繊維が、数平均繊維長が０．１〜０．２ｍｍであり、かつ、抱水量が２５〜３５ｍＬ／ｇである上記（１）または（２）に記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
（４）前記スラリーが、固形分濃度１〜４質量％である上記（１）〜（３）のいずれかに記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
（５）前記スラリーが、エタノールまたはエタノールと水との混合液により希釈して得られるスラリーである上記（４）に記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
（６）１台のディスクリファイナーを用いる、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
（７）２台のディスクリファイナーを用いて、第１のディスクリファイナーでの処理と第２のディスクリファイナーでの処理とを合計で１０回以上施す、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の超微細セルロース繊維の製造方法であって、
第１のディスクリファイナーでの１回以上の処理の後に、第２のディスクリファイナーでの１回以上の処理を施す、超微細セルロース繊維の製造方法。
（８）２台のディスクリファイナーを用いて、第１のディスクリファイナーでの処理と第２のディスクリファイナーでの処理とを合計で１０回以上施す、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の超微細セルロース繊維の製造方法であって、
第１のディスクリファイナーで前記処理を１回施した後に第２のディスクリファイナーで前記処理を１回施すという操作を５回以上繰り返す、超微細セルロース繊維の製造方法。
（９）前記第１のディスクリファイナーと前記第２のディスクリファイナーとが同一である上記（７）または（８）に記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
（１０）前記第１のディスクリファイナーと前記第２のディスクリファイナーとが、ディスクプレートの刃幅、溝幅および刃幅と溝幅の比からなる群から選ばれる少なくとも一つにおいて相違している上記（７）または（８）に記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
（１１）前記ディスクリファイナーとして、刃幅３．０ｍｍ以下、刃幅と溝幅の比１．０以下のディスクプレートを有するディスクリファイナーを用いる上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
（１２）前記第１のディスクリファイナーとして、刃幅２．５ｍｍ以下、刃幅と溝幅の比１．０以下のディスクプレートを有するディスクリファイナーを用い、前記第２のディスクリファイナーとして、刃幅２．５ｍｍ以上、刃幅と溝幅の比１．０以上のディスクプレートを有するディスクリファイナーを用いる上記（１０）に記載の超微細セルロース繊維の製造方法。
（１３）上記（１）〜（１２）のいずれかに記載の超微細セルロース繊維の製造方法により得られる、数平均繊維長が０．２ｍｍ以下であり、かつ、単位質量のセルロース繊維が保持しうる水の体積を表す抱水量が１０ｍＬ／ｇ以上である超微細セルロース繊維。
（１４）離解装置と、
前記離解装置に接続されている循環槽と、
入口と出口とを有し、前記入口が前記循環槽に接続されているディスクリファイナーと、
前記ディスクリファイナーの前記出口に接続されている貯留槽と
を具備し、
前記ディスクリファイナーの出口が前記循環槽にも接続されている超微細セルロース繊維の製造装置であって、
前記離解装置が、供給されたシート状のパルプを離解してスラリーとし、
前記循環槽が、スラリーを一時貯留し、
前記ディスクリファイナーが、前記循環槽から供給された前記スラリーに処理を施し、
前記ディスクリファイナーにより処理を施された前記スラリーが、前記循環槽に供給され、それに引き続いて前記ディスクリファイナーに供給されることにより、前記ディスクリファイナーによる処理を循環的に施され、前記処理の回数が１０回以上になった後、所定のタイミングで前記貯留槽に供給される、超微細セルロース繊維の製造装置。
（１５）離解装置と、
入口と出口とを有し、前記入口が前記離解装置に接続されているディスクリファイナーと、
前記ディスクリファイナーの前記出口に接続されている貯留槽と
を具備し、
前記ディスクリファイナーの出口が前記離解装置にも接続されている超微細セルロース繊維の製造装置であって、
前記離解装置が、供給されたシート状のパルプを離解してスラリーとし、
前記ディスクリファイナーが、前記離解装置から供給された前記スラリーに処理を施し、
前記ディスクリファイナーにより処理を施された前記スラリーが、前記離解装置に供給され、それに引き続いて前記ディスクリファイナーに供給されることにより、前記ディスクリファイナーによる処理を循環的に施され、前記処理の回数が１０回以上になった後、所定のタイミングで前記貯留槽に供給される、超微細セルロース繊維の製造装置。
本発明の超微細セルロース繊維の製造方法によれば、良質の超微細セルロース繊維を安定的かつ効率的に生産することができる。
また、本発明の超微細セルロース繊維の製造装置は、本発明の超微細セルロース繊維の製造方法に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】  第１図は、ＤＤＲパス回数とＤＤＲの負荷およびクリアランスとの関係の一例を示すグラフである。
第２図は、ＤＤＲパス回数と得られるセルロース繊維のろ水度との関係の一例を示すグラフである。
第３図は、ＤＤＲパス回数と得られるセルロース繊維の数平均繊維長との関係の一例を示すグラフである。
第４図は、ＤＤＲパス回数と得られるセルロース繊維の数平均繊維長との関係の他の一例を示す別のグラフである。
第５図は、ＤＤＲパス回数と得られるセルロース繊維の抱水量との関係の一例を示すグラフである。
第６図は、ＤＤＲパス回数と得られるセルロース繊維の抱水量との関係の他の一例を示すグラフである。
第７図は、ＤＤＲパス回数と得られるセルロース繊維の水分散液の粘度との関係の一例を示すグラフである。
第８図（Ａ）〜（Ｇ）は、それぞれ本発明の製造装置の種々の実施形態を示す模式図である。
第９図は、実施例２のＤＤＲパス回数と得られるセルロース繊維の数平均繊維長との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明について詳細に説明する。
＜スラリー＞
本発明の超微細セルロース繊維の製造方法には、原料として、固形分濃度１〜６質量％のパルプを含有するスラリーが用いられる。
スラリーに含有されるパルプは、特に限定されないが、汎用の木材パルプを好適に用いることができる。
木材パルプは、原料の木材種によって相対的に繊維長の長い針葉樹（Ｎ材）パルプと、相対的に繊維長の短い広葉樹（Ｌ材）パルプに大別される。本発明においてはいずれも用いることができるが、繊維長の短いＬ材パルプが好ましい。具体的には、ＬＢＫＰ（広葉樹クラフトパルプ）が好適に用いられる。
また、木材パルプは、叩解の有無によって、いわゆるバージンパルプ等の未叩解パルプと、叩解済みパルプとに大別されるが、本発明においてはいずれも用いることができる。叩解済みパルプとしては、古紙を原料とする古紙パルプも用いることができるが、印刷用インキ、サイズ剤等を含有しない方が好ましい。好ましい叩解済みパルプとしては、例えば、ティッシュペーパー用やトイレットペーパー用の叩解済みパルプが挙げられる。
スラリーは、上述したパルプを固形分濃度１〜６質量％で含有する。ここで、「固形分濃度」とは、スラリー全体に対するパルプの質量比をいう。以下、「固形分濃度」を単に「濃度」ともいう。
スラリーに、後述するディスクリファイナーでの処理を施すと、粘度が処理前の１０〜２０倍程度に上昇する。スラリーの濃度が高すぎると、この粘度の上昇に伴って、かくはんや液の回流時に巻き込まれた空気がそのまま気泡としてとどまり、その量が多くなって、ポンプがキャビテーションを起こしやすくなる。また、摩擦熱の貯熱、ポンプの輸送トラブル等の問題も発生しやすくなる。したがって、本発明においては、スラリーの濃度は６質量％以下、好ましくは５質量％以下、より好ましくは４．５質量％以下とする。
一方、スラリーの濃度が低すぎると、繊維間の摩擦が少なくなり、ディスクリファイナー処理の効率が低下し、その結果、設備全体の処理能力も低下するので、本発明においては、スラリーの濃度は１質量％以上、好ましくは１．５質量％以上、より好ましくは２質量％以上とする。
スラリーの製造方法は、特に限定されないが、市販のパルプは一般にシート状で供されるため、初めに離解を行うのが好ましい。
離解は、シート状のパルプを水に分散させる処理である。離解には、製紙分野で一般に用いられている離解装置を用いることができる。そのような離解装置としては、例えば、強力なかくはん装置を有する離解装置であるパルパーや、離解と叩解とを同時に行うことができる離解装置であるビーターが挙げられる。
パルパーを用いた離解は、スラリーの濃度が５〜１０質量％程度となる条件で行われるのが好ましい。したがって、濃度１〜６質量％のスラリーを得るために、離解して得られた水分散液を希釈して用いるのが好ましい態様の一つである。好ましくは濃度１〜４質量％に希釈される。
具体的には、パルパーにおいて、希釈およびかくはんを行う方法が挙げられる。この場合、パルパーとしては、離解時のスラリーの量に対して大容量の装置を用いてもよく、通常の容量のパルパーを改造して希釈するスペースを、例えば、パルパーの上部に設けた装置を用いてもよい。
離解して得られた水分散液を希釈して用いる際には、希釈に用いる液として、水を用いてもよいが、エタノールまたはエタノールと水との混合液を用いてもよい。エタノールまたはエタノールと水との混合液を用いて希釈すると、粘度が低下して、後述するディスクリファイナーでの処理において、ポンプの輸送性を改善することができる。また、消泡効果も得ることができる。
希釈に用いられるエタノールと水との混合液は、その混合比率等を特に限定されず、例えば、混合比率が質量比でエタノール／水＝５０／５０〜８０／２０の混合液を用いることができる。
エタノールまたはエタノールと水との混合液による希釈により、スラリー中のエタノールと水との比率が、発火限界以下となる必要がある。具体的には、エタノールの割合がエタノールと水との合計の５０質量％以下となるのが好ましく、３０質量％以下となるのがより好ましい。
＜ディスクリファイナーでの処理＞
本発明の超微細セルロース繊維の製造方法においては、ディスクリファイナーでの処理が１０回以上施される。場合によっては２０回以上施されるのが好ましく、３０〜９０回施されるのがより好ましい。
ディスクリファイナーは、至近距離で向かい合う、叩解刃のついたディスクプレート（円盤）を有しており、そのディスクプレートの一方が回転し、または両方が逆方向に回転して、その間を通過するパルプを含有するスラリーを加圧叩解する装置である。
ディスクリファイナーとしては、ディスクプレートによって形成される叩解隙間の数が一つであるシングルディスクリファイナーと、ディスクプレートによって形成される叩解隙間の数が二つであるＤＤＲとが挙げられる。本発明においては、従来公知のディスクリファイナーを用いることができる。なお、一般に、ＤＤＲを用いる場合、シングルディスクリファイナーを用いる場合の半分程度の処理回数で済むので、ＤＤＲを用いるのが効率的である。
ディスクリファイナーでの処理には、１台のディスクリファイナーを用いてもよいし、複数台の同種のディスクリファイナーを用いてもよいし、複数台の異なる種類のディスクリファイナーを用いてもよい。
例えば、第１のディスクリファイナーと第２のディスクリファイナーという２台のディスクリファイナーを用いる方法が好適に挙げられる。具体的には、例えば、まず第１のディスクリファイナーでの１回以上処理を施し、その後、第２のディスクリファイナーで１回以上処理を施すことにより、ディスクリファイナーでの処理を合計で１０回以上施す方法、第１のディスクリファイナーで処理を１回施した後に第２のディスクリファイナーで処理を１回施すという操作を５回以上繰り返すことにより、ディスクリファイナーでの処理を合計で１０回以上施す方法が挙げられる。
ディスクリファイナーの処理の条件は、後述する超微細セルロース繊維の性状等により、適宜選択される。条件としては、例えば、使用されるディスクプレートの種類、スラリーの濃度、通過流量、入口圧および出口圧、刃物位置（クリアランス）、負荷量が挙げられる。ただし、負荷量は、処理回数が増え、繊維のミクロフィブリル化が進んでいくに従って低下し、ある程度の処理回数になると、開放運転の場合と同じような値となる。なお、ディスクリファイナーの負荷量の表示は、装置によって異なり、電力（ｋＷ）で表示される場合と、電流（Ａ）で表示される場合がある。
第１図は、ＤＤＲパス回数とＤＤＲの負荷およびクリアランスとの関係の一例を示すグラフである（第１図は後述する実施例４の結果を表す。）。第１図に示されるように、負荷量は、処理回数が多くなると開放運転の場合と同じような値となる。即ち、処理回数が多くなると、クリアランスを小さくしても一定以上の電流を流せなくなる。したがって、負荷量を基準として繊維のミクロフィブリル化の程度を管理することは困難である。
一方、本発明者の研究によれば、負荷量が変化しなくてもＤＤＲパス回数が増加するに従って、繊維のミクロフィブリル化の程度が進むことが分かった。
これは、ＤＤＲパス回数が増加して繊維のミクロフィブリル化の程度が進むに従って、ディスクリファイナーのディスクプレートが繊維と接触して起こる切断およびミクロフィブリル化だけではなく、スラリーが狭い空隙を高速で通過する際に繊維同士が接触して生じるシアにより、ミクロフィブリル化が進んでいると、本発明者は推測している。そして、このシアはクリアランスにより調節することができる。
そこで、本発明においては、ディスクリファイナーの負荷量ではなく、（ディスクリファイナーの装置に表示される）クリアランスを基準として、ミクロフィブリル化の程度を管理するのが好ましい。
上述した条件の中でも、所望の性状の超微細セルロース繊維の性状を得るためには、ディスクプレートの刃幅、溝幅および刃幅と溝幅の比が特に重要である。
例えば、セルロース繊維を効率的に短く細かくすることを目的とする場合には、刃幅が狭く、溝幅が広いディスクプレートが好ましい。具体的には、刃幅は３．０ｍｍ以下であるのが好ましく、溝幅は３．０ｍｍ以上であるのが好ましく、刃幅と溝幅の比（以下「刃幅／溝幅比」ともいう。）は１．０以下であるのが好ましい。
一方、磨砕およびゲル化を効率的に行うことを目的とする場合には、刃幅が広く、溝幅が狭いディスクプレートが好ましい。具体的には、刃幅は３．０ｍｍ以上であるのが好ましく、刃幅／溝幅比は１．０以上であるのが好ましい。また、溝幅は２．５ｍｍ以下であるのが好ましい。
１台のディスクリファイナーまたは複数台の同種のディスクリファイナーを用いる場合は、例えば、刃幅は１．０〜４ｍｍであるのが好ましく、溝幅は２．０〜８ｍｍであるのが好ましい。
中でも、１台のディスクリファイナーを用いて、比較的長時間の処理を施すとき、例えば、４〜５時間かけて３０回以上の処理を施すときは、例えば、刃幅１．５ｍｍ、溝幅３．０ｍｍのようなディスクプレートを選択し、比較的クリアランスが大きい条件で行うことにより、時間はかかるが、比較的管理しやすい条件で行うことができる。
第１のディスクリファイナーと第２のディスクリファイナーという２台のディスクリファイナーを用いる場合において、同一のものを用いると、処理回数が多くなる傾向になるものの、条件管理や保守が簡単になり、かつ、スペアの在庫の種類を少なくすることができるという利点がある。
一方、第１のディスクリファイナーと第２のディスクリファイナーという２台のディスクリファイナーを用いる場合において、第１のディスクリファイナーと第２のディスクリファイナーとが、ディスクプレートの刃幅、溝幅および刃幅／溝幅比からなる群から選ばれる少なくとも一つにおいて相違していると、条件管理、保守およびスペアの在庫が煩雑になるものの、これらを適宜相違させることにより処理回数が少なくなるという利点がある。
後者の場合、具体的には、第１のディスクリファイナーとして、刃幅２．５ｍｍ以下、刃幅／溝幅比１．０以下のディスクプレートを有するディスクリファイナーを用い、第２のディスクリファイナーとして、刃幅２．５ｍｍ以上、刃幅／溝幅比１．０以上のディスクプレートを有するディスクリファイナーを用いるのが好ましい。また、第１のディスクリファイナーのディスクプレートは、溝幅が３．０ｍｍ以上であるのが好ましく、第２のディスクリファイナーのディスクプレートは、溝幅が２．５ｍｍ以下であるのが好ましい。例えば、第１表に示す組み合わせが挙げられる。
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ディスクリファイナーでの処理が１０回以上施された結果、数平均繊維長０．２ｍｍ以下、抱水量１０ｍＬ／ｇ以上の超微細セルロース繊維が得られる。
第２図〜第７図は、ディスクリファイナーとしてＤＤＲを用いた場合における、ＤＤＲでの処理の回数（ＤＤＲパス回数）と得られるセルロース繊維の諸物性との関係の例を示すグラフである（なお、第２図、第３図および第５図は後述する実施例１の結果を表し、第４図、第６図および第７図は後述する実施例３の結果を表す。）。以下、それぞれ説明する。
第２図は、ＤＤＲパス回数と得られるセルロース繊維のろ水度との関係の一例を示すグラフである。ろ水度は、ＴＡＰＰＩのＴ−２２７の規定に準じて測定することができる。
第２図に示されるように、ろ水度は、パス回数が１０回のときに約１００ｍＬとなる。パス回数が１０回を超えると、ゲル化が進行してろ過が行えないような状態となり、また、短くなったセルロース繊維の一部がろ水度試験機のメッシュを通過してしまうため、ろ水度の測定は難しくなる。したがって、ろ水度は、本発明により得られる超微細セルロース繊維の性状の指標としては、好ましくない。
第３図は、ＤＤＲパス回数と得られるセルロース繊維の数平均繊維長との関係の一例を示すグラフである。数平均繊維長は、ＪＡＰＡＮ  ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．５２「パルプおよび紙−繊維長試験方法−光学的自動計測法」に準じて測定することができる。具体的には、例えば、カヤーニ繊維長分布測定機（フィンランドＫａｊａａｎｉ社製）により測定することができる。
第３図に示されるように、数平均繊維長は、パス回数が０回のとき（未処理時）に約０．５ｍｍ、パス回数が１０回のときに約０．２ｍｍであり、この間において急激に短くなる。そして、パス回数が１０回以上となると、ゲル化が進行するとともに、徐々に低下して０．１〜０．２ｍｍに達する。この間は繊維の短繊維化よりも、繊維のミクロフィブリル化（セルロース繊維がミクロフィブリルのレベルまで枝分かれする現象）が主に起こっており、それがゲル化という現象に現れていると考えられる。
第４図は、ＤＤＲパス回数と得られるセルロース繊維の数平均繊維長との関係の他の一例を示すグラフである。第４図に示されるように、数平均繊維長はある程度（この例においては、０．１５ｍｍ程度）までは短くなるが、それより短くすることは困難である。
第５図は、ＤＤＲパス回数と得られるセルロース繊維の抱水量との関係の一例を示すグラフである。本発明において、「抱水量」とは、単位質量のセルロース繊維が保持しうる水の体積を表す値であり、具体的には、以下のようにして求められる。
即ち、抱水量とは、温度２０℃、濃度１．５質量％のセルロース繊維の分散液５０ｍＬを遠心分離可能な試験管（内径３０ｍｍ×長さ１００ｍｍ、目盛表示容積５０ｍＬ）中に量り採り、２０００Ｇ（３，３００ｒｐｍ）で１０分間遠心分離した後、沈積物の体積を読み取って、下記式（１）により求められる値である。なお、セルロース繊維の絶乾質量は、沈積物を熱乾燥させて恒量状態に達したところで秤量して求める。
抱水量（ｍＬ／ｇ）＝沈積物の体積（ｍＬ）／セルロース繊維の絶乾質量（ｇ）    （１）
第５図に示されるように、抱水量は、パス回数が０回のときに１０ｍＬ／ｇ以下であり、１０回のときに１０ｍＬ／ｇを超えているが、この間の抱水量の変化は、ろ水度および数平均繊維長の変化に比べて、小さい。これは、繊維の短繊維化が主に起こり、繊維のミクロフィブリル化があまり進んでいないためと考えられる。その後、パス回数が１０回を超えても、抱水量は増加し続ける。これは繊維のミクロフィブリル化が進行しているためと考えられる。
第６図は、ＤＤＲパス回数と得られるセルロース繊維の抱水量との関係の他の一例を示すグラフである。第６図に示される例でも、抱水量はパス回数が増えるにつれて増加し、パス回数が８０回のときには３０ｍＬ／ｇを超えているが、その増加の割合は８０回付近では小さくなっている。
本発明者は、繊維のミクロフィブリル化の程度を表す指標として、一般的に用いられている数平均繊維長のほか、上述した抱水量を用いることが最適であると考え、超微細セルロース繊維を数平均繊維長と抱水量とにより規定したのである。
なお、この抱水量は、セルロース繊維の水分散液の粘度（回転粘度）とも傾向が一致する。第７図は、ＤＤＲパス回数と得られるセルロース繊維の水分散液の粘度との関係の一例を示すグラフであり、第７図は第６図と同じ例である。第６図と第７図との比較から明らかなように、セルロース繊維の水分散液の粘度は、ＤＤＲパス回数の増加に対し、抱水量と同様に変化する。しかしながら、粘度の測定は、抱水量の測定と比べて煩雑であるため、本発明の超微細セルロース繊維の製造方法を実施する際には、抱水量を用いて工程を管理するのが好ましい。
そして、上述したように、ディスクリファイナーでの処理を１０回以上、好ましくは２０回以上施すことにより、数平均繊維長０．２ｍｍ以下、抱水量１０ｍＬ／ｇ以上の超微細セルロース繊維が得られるのである。
＜超微細セルロース繊維＞
本発明の超微細セルロース繊維の製造方法により、本発明の超微細セルロース繊維が得られる。
本発明の超微細セルロース繊維は、数平均繊維長が０．２ｍｍ以下であるが、０．１〜０．２ｍｍであるのが好ましい。また、本発明の超微細セルロース繊維は、抱水量が１０ｍＬ／ｇ以上であるが、２０ｍＬ／ｇ以上であるのが好ましく、２５〜３５ｍＬ／ｇであるのがより好ましい。
超微細セルロース繊維の数平均繊維長および抱水量が、上記範囲にあると、水分散液が、１週間程度常温で放置しても超微細セルロース繊維の沈降による相分離を起こさないほどの安定性を持つようになる。
＜超微細セルロース繊維の製造装置＞
本発明の超微細セルロース繊維の製造方法は、従来公知のディスクリファイナーを用いて実施することができる。例えば、以下に説明する本発明の超微細セルロース繊維の製造装置（以下、単に「本発明の製造装置」ともいう。）を用いて行うことができる。
本発明の製造装置の第一の態様は、離解装置と、前記離解装置に接続されている循環槽と、入口と出口とを有し、前記入口が前記循環槽に接続されているディスクリファイナーと、前記ディスクリファイナーの前記出口に接続されている貯留槽とを具備する。
離解装置は、供給されたシート状のパルプを離解してスラリーとする。離解装置の詳細については、上述したとおりである。
循環槽は、スラリーを一時貯留する。循環槽としては、従来公知のタンクを用いることができる。
ディスクリファイナーは、循環槽から供給されたスラリーに処理を施す。ディスクリファイナーの詳細については、上述したとおりである。
ディスクリファイナーの出口は、循環槽と貯留槽に接続されている。
なお、ディスクリファイナーは、入口と出口とを有し、その入口が循環槽に接続されており、その出口が貯留槽および循環槽に接続されているが、ディスクリファイナーを直列に複数台設ける場合は、その最も上流側のディスクリファイナーの入口が循環槽に接続されており、その最も下流側のディスクリファイナーの出口が貯留槽および循環槽に接続されていればよい。
また、循環槽とディスクリファイナーとをそれぞれ複数台設ける場合は、循環槽とディスクリファイナーの組み合わせを直列に複数設けてもよく、このときはその最も上流側の循環槽が離解装置に接続されており、その最も下流側のディスクリファイナーの出口が貯留槽に接続されていればよい。
ディスクリファイナーにより処理を施されたスラリーは、まずは循環槽に供給され、それに引き続いてディスクリファイナーに供給される。これにより、ディスクリファイナーによる処理が循環的に施される。
そして、処理の回数が１０回以上になった後、所定のタイミングで、例えば、処理後のスラリー中のセルロース繊維が所定の数平均繊維長および／または抱水量となった時点で、処理後のスラリーは、前記貯留槽に供給され、貯留される。
貯留槽としては、従来公知のタンクを用いることができる。
本発明の製造装置の第二の態様は、離解装置と、入口と出口とを有し、前記入口が前記離解装置に接続されているディスクリファイナーと、前記ディスクリファイナーの前記出口に接続されている貯留槽とを具備する。
本発明の製造装置の第二の態様においては、離解装置が本発明の製造装置の第一の態様における離解装置と貯留槽の機能を兼ねている点以外は、上述した第一の態様と同様である。離解装置としては、本発明の第一の態様と同様のものを用いることができるが、中でも、離解時の濃度を５〜１０質量％という高濃度とし、離解後この同じ離解装置を用いて１〜６質量％に希釈することができるので、離解時のスラリーの量に対して大容量の装置を用いるのが好ましい。
第８図（Ａ）〜（Ｇ）は、それぞれ本発明の製造装置の種々の実施形態を示す模式図である。第８図中、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｆ）および（Ｇ）は、それぞれ本発明の製造装置の第一の態様に相当し、（Ｄ）および（Ｅ）は、それぞれ本発明の製造装置の第二の態様に相当する。以下、本発明の製造装置を第８図を用いて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、ＤＤＲの代わりにシングルディスクリファイナーを用いることもできる。
第８図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、離解装置として従来公知のパルパーを用いている。
第８図（Ａ）においては、並列に設けられた２台のＤＤＲが循環槽と貯留槽との間に接続されている。このように、複数台のＤＤＲを並列に設けることにより、単位時間あたりの超微細セルロース繊維の製造量を大きくすることができる。
第８図（Ｂ）においては、直列に設けられた２台のＤＤＲが循環槽と貯留槽との間に接続されている。このように、複数台のＤＤＲを直列に設けることにより、ＤＤＲを循環させる回数を減らすことができる。具体的には、例えば、ＤＤＲでの処理を１０回施すためには、ＤＤＲを循環させる回数を５回とすればよい。その結果、単位時間あたりの超微細セルロース繊維の製造量を多くすることができる。
第８図（Ｃ）においては、パルパーと貯留槽との間に、２台の循環槽（１）および（２）と２台のＤＤＲ（１）および（２）とが交互に、接続されている。そして、ＤＤＲ（１）で処理されたスラリーを循環槽（１）に供給することができるようになっており、また、ＤＤＲ（２）で処理されたスラリーを循環槽（２）に供給することができるようになっている。このように、複数台の循環槽と複数のＤＤＲとを交互に設けることにより、超微細セルロース繊維の所望の性状が得られるように、２台のＤＤＲの処理の条件を異なるものとすることができる。
第８図（Ｄ）および（Ｅ）は、離解装置として、希釈部付きのパルパーを用いている。この希釈部付きのパルパーは、上述したように、離解時のスラリーの量に対して大容量の装置であってもよく、通常の容量のパルパーを改造して希釈するスペースを設けた装置であってもよい。
第８図（Ｄ）においては、１台のＤＤＲが希釈部付きパルパーと貯留槽との間に接続されている。このように、１台のＤＤＲを用いる場合は、複数台のＤＤＲを用いる場合と比べて処理時間が相対的に長くなるが、装置が短く小規模となり、設備投資にかかる費用が少なくなる。
第８図（Ｅ）においては、直列に設けられた２台のＤＤＲが希釈部付きパルパーと貯留槽との間に接続されている。第８図（Ｂ）の場合と同様に、複数台のＤＤＲを直列に設けることにより、ＤＤＲを循環させる回数を減らすことができる。
第８図（Ｆ）および（Ｇ）は、離解装置として従来公知のビーターを用いている。
第８図（Ｆ）においては、直列に設けられた２台のＤＤＲが循環槽と貯留槽との間に接続されている。第８図（Ｂ）の場合と同様に、複数台のＤＤＲを直列に設けることにより、ＤＤＲを循環させる回数を減らすことができる。
第８図（Ｇ）においては、１台のＤＤＲが循環槽と貯留槽との間に接続されている。第８図（Ｄ）の場合と同様に、装置が短く小規模となり、設備投資にかかる費用が少なくなる。
【実施例】  以下に実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【実施例１】１．超微細セルロース繊維の製造
第８図（Ｂ）に示される、パルパーと、循環槽と、直列に設けられた２台のＤＤＲと、貯留槽とを具備する本発明の製造装置を用いて、超微細セルロース繊維を製造した。
（１）離解工程
容量６ｍ３のパルパー（相川鉄工社製）に、５．５ｍ３の水を張り、回流させた状態で、含有水分率１１．５質量％のＬＢＫＰシート（銘柄名セントクロア、米国ドムター社製）４００ｋｇ（絶乾質量３５４ｋｇ）を投入した。
ついで、０．１ｍ３の水を添加して、スラリーの濃度を５．９質量％に調整して、離解を行った。このときのスラリーの温度は１８℃であった。
離解を１５分行った後、スラリーを循環槽へ送液した。送液はパルパーへ追い水を添加しながら行った。
（２）ディスクリファイナー処理工程
▲１▼スラリーの濃度調整
循環槽におけるスラリーの濃度が４．０質量％になるように水を添加して濃度調整を行った。即ち、循環槽におけるスラリー容量を８．８５ｍ３とした。
▲２▼ＤＤＲの仕様
（ａ）ＤＤＲ本体
ＤＤＲ（１）：ＡＷＮ２０型１９０ｋＷ（相川鉄工社製）
ＤＤＲ（２）：ＡＷＮ２０型１９０ｋＷ（相川鉄工社製）
（ｂ）ディスクプレート
ＤＤＲ（１）：刃幅２．０ｍｍ、溝幅３．０ｍｍ、刃幅／溝幅比０．６７
ＤＤＲ（２）：刃幅３．５ｍｍ、溝幅２．０ｍｍ、刃幅／溝幅比１．７５
▲３▼処理条件
上記仕様のＤＤＲを用いて、スラリーにディスクリファイナー処理を施した。この際、流量は０．８０ｍ３／分に設定し、負荷の条件は第２表に示すように処理時間に応じて変更した。第２表中のＤＤＲパス回数は、流量と処理時間とから算出した。
2004009902.tif 000004
２．超微細セルロース繊維の評価
ＤＤＲパス回数が０回、５回、１０回、１５回および３０回となる処理時間において、各回で得られたスラリーから各１Ｌのスラリーをサンプルとして取り出し、数平均繊維長、抱水量およびろ水度を測定した。
また、パス回数が３０回のサンプルについては、上記の測定のほかに、繊維長分布ならびに水分散液の粘度および経時安定性についても測定を行った。
これらの測定方法を以下に示す。
（１）数平均繊維長および繊維長分布
前記サンプルからスパチュラーを用いて極少量のスラリーを採取し、イオン交換水を添加して約０．０３質量％の希釈スラリーを得た。この希釈スラリーを５００ｍＬ容ビーカーに採取して測定用試料とした。
数平均繊維長および繊維長分布を、カヤーニ繊維長分布測定機（フィンランドＫａｊａａｎｉ社製）を用い、ＪＡＰＡＮ  ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．５２「パルプおよび紙−繊維長試験方法−光学的自動計測法」に準じて測定した。
数平均繊維長は、測定用試料中に存在するすべてのセルロース繊維の長さを積算した数値を、その本数で除して求めた。
また、繊維積算割合を０．１０ｍｍピッチで０．００ｍｍ〜３．００ｍｍの間で算出し、数平均繊維長が０．３０ｍｍを超えるセルロース繊維の本数および数平均繊維長が０．２０ｍｍ以下のセルロース繊維の本数のそれぞれの全本数に対する割合を求めた。
（２）抱水量
前記サンプルから２００ｍＬ前後のスラリーを採取し、イオン交換水を添加して１．５質量％の希釈スラリーを得た。この希釈スラリーを５００ｍＬ容ビーカーに採取して温度２０℃に調整し、測定用試料とした。
測定用試料５０ｍＬを遠心分離可能な試験管（内径３０ｍｍ×長さ１００ｍｍ、目盛表示容積５０ｍＬ）中に量り採り、２０００Ｇ（３，３００ｒｐｍ）で１０分間遠心分離した後、沈積物の体積を読み取って、上記式（１）により求めた。なお、セルロース繊維の絶乾質量は、沈積物を熱乾燥させて恒量状態に達したところで秤量して求めた。
（３）ろ水度
前記サンプルから１００ｍＬ前後のスラリーを採取し、イオン交換水を添加して０．３質量％の希釈スラリーを得た。この希釈スラリー１０００ｍＬを１０００ｍＬ容メスシリンダーに正確に量り採り、測定用試料とした。測定用試料は、温度を０．５℃の精度で測定した。
測定用試料について、ＴＡＰＰＩのＴ−２２７の規定によってろ水度を測定した。具体的には、側管から排出された水の量をメスシリンダーで測定し、測定用試料の温度に基づき標準温度２０℃への補正を行い、ろ水度（ｍＬ）とした。
（４）水分散液の粘度
前記サンプルから６０ｍＬ前後のスラリーを採取し、イオン交換水を添加して０．５０質量％の希釈スラリーを得た。この希釈スラリー５００ｍＬを５００ｍＬ容ビーカーに採取して２０℃に調整し、測定用試料とした。
測定用試料の粘度を、ＪＩＳ  Ｚ８８０３「粘度測定方法」に規定されている単一円筒型回転粘度計である、ブルックフィールド型回転粘度計を用いて測定した。測定はＮｏ．２ローターを用いて行い、１２ｒｐｍで回転させ、回転開始から３０秒後の値を粘度（ｍＰａ・ｓ）とした。粘度の測定は、５回行い、その平均値を求めた。
（５）水分散液の経時安定性
前記サンプルから３０ｍＬ前後のスラリーを採取し、イオン交換水を添加して０．５０質量％の希釈スラリーを得た。この希釈スラリー２００ｍＬを２００ｍＬ容メスシリンダーに正確に量り採った。メスシリンダーの開口部は、水の蒸発を防止するためにシールした。その後、２０℃の恒温槽に、メスシリンダーを静置し、温度調節した。
２４時間後に、上澄み液の体積（ｈ）を目視で読み取り、下記式（２）により沈降率を求めた。沈降率が小さいほど、経時安定性に優れる。
沈降率（％）＝ｈ（ｍＬ）／２００（ｍＬ）×１００    （２）
評価の結果を第２図、第３図、第５図および第３表に示す。
第２図、第３図、第５図および第３表から明らかなように、本発明の製造方法により、数平均繊維長が０．２ｍｍ以下であり、かつ、抱水量が１０ｍＬ／ｇ以上である超微細セルロース繊維が得られた。
また、本発明の製造方法により得られた超微細セルロース繊維（パス回数３０回）は、繊維長０．２０ｍｍの繊維が９５％以上であり、本発明によれば安定した短繊維化が可能であることが分かる。更に、その水分散液の粘度は、０．５０質量％に希釈した状態で１５０ｍＰａ・ｓであり、高粘度化が進んでいることが分かる。更に、その水分散液の経時安定性は、２４時間後の沈降率が２．０％であることからも、極めて高いことが分かる。
2004009902.tif 000005
【実施例２】１．超微細セルロース繊維の製造
第８図（Ｄ）に示される、希釈部付きパルパーと、１台のＤＤＲと、貯留槽とを具備する本発明の製造装置を用いて、超微細セルロース繊維を製造した。
（１）離解工程
容量６ｍ３のパルパー部と、容量３ｍ３の希釈部とを有し、総容量が９ｍ３であり、かくはん回転数がインバーター制御可能なパルパー（相川鉄工社製）に、５．６ｍ３の水を張り、回流させた状態で、含有水分率１３．４質量％の叩解済みパルプであるトイレットペーパー原紙（王子製紙社製）４０９ｋｇ（絶乾質量３５４ｋｇ）を投入し、離解を行った。離解時のかくはんは最高回転数で行った。スラリーの濃度は５．９質量％、温度は１８℃であった。
離解を１５分行った後、スラリーに希釈水を１．８６ｍ３投入し、濃度を４．５質量％に調整した。
（２）ディスクリファイナー処理工程
▲１▼ＤＤＲの仕様
（ａ）ＤＤＲ本体
ＡＷＮ２０型１９０ｋＷ（相川鉄工社製）
（ｂ）ディスクプレート
刃幅２．５ｍｍ、溝幅２．５ｍｍ、刃幅／溝幅比１．００
▲２▼処理条件
上記仕様のＤＤＲを用いて、スラリーにディスクリファイナー処理を施した。この際、流量は０．８０ｍ３／分に設定し、負荷の条件は第４表に示すように処理時間に応じて変更した。第４表中のＤＤＲパス回数は、流量と処理時間とから算出した。
2004009902.tif 000006
２．超微細セルロース繊維の評価
ＤＤＲパス回数が０回、５回、１０回、１５回および３０回となる処理時間において、各回で得られたスラリーから各１Ｌのスラリーをサンプルとして取り出し、数平均繊維長を測定した。
また、パス回数が３０回のサンプルについては、上記の測定のほかに、繊維長分布、抱水量ならびに水分散液の粘度および経時安定性についても測定を行った。
これらの測定方法は、実施例１の場合と同様である。
評価の結果を第９図および第５表に示す。
第９図および第５表から明らかなように、本発明の製造方法により、数平均繊維長が０．２ｍｍ以下であり、かつ、抱水量が１０ｍＬ／ｇ以上である超微細セルロース繊維が得られた。
また、本発明の製造方法により得られた超微細セルロース繊維（パス回数３０回）は、繊維長０．２０ｍｍの繊維が９５％以上であり、本発明によれば安定した短繊維化が可能であることが分かる。更に、その水分散液の粘度は、０．５０質量％に希釈した状態で１４０ｍＰａ・ｓであり、高粘度化が進んでいることが分かる。更に、その水分散液の経時安定性は、２４時間後の沈降率が２．０％であることからも、極めて高いことが分かる。
なお、叩解済みパルプを用いた場合（実施例２）であっても、数平均繊維長が０．２ｍｍ以下となるＤＤＲパス回数は、未叩解のパルプ（実施例１）と比較して大きな差はなかった。
2004009902.tif 000007
【実施例３】１．超微細セルロース繊維の製造
第８図（Ｅ）に示される、希釈部付きパルパーと、直列に設けられた２台のＤＤＲと、貯留槽とを具備する本発明の製造装置を用いて、超微細セルロース繊維を製造した。
（１）離解工程
容量６ｍ３のパルパー部と、容量２ｍ３の希釈部とを有し、総容量が８ｍ３であり、かくはん回転数がインバーター制御可能なパルパー（相川鉄工社製）に、２．７７ｍ３の水を張り、回流させた状態で、含有水分率１１．５質量％のＬＢＫＰシート（銘柄名セントクロア、米国ドムター社製）２００ｋｇ（絶乾質量１７７ｋｇ）を投入し、スラリー濃度６．０質量％で、離解を行った。このときのスラリーの温度は２０℃であった。
離解を１５分行った後、スラリー濃度が２．９５質量％になるように、水を添加して濃度調整を行った。即ち、パルパーにおけるスラリー容量を６．０ｍ３とした。
（２）ディスクリファイナー処理工程
▲１▼ＤＤＲの仕様
ＤＤＲ（１）およびＤＤＲ（２）としては、下記のような、本体もディスクプレートも同じ仕様のものを用いた。
（ａ）ＤＤＲ本体
ＡＷＮ１４型７５ｋＷ（相川鉄工社製）
（ｂ）ディスクプレート
刃幅２．０ｍｍ、溝幅３．０ｍｍ、刃幅／溝幅比０．６７
▲２▼処理条件
上記仕様のＤＤＲを用いて、スラリーにディスクリファイナー処理を施した。この際、流量は０．５０ｍ３／分に設定し、クリアランス（表示値）を第６表に示すように処理時間に応じて増えるように変更した。これは、主に、温度上昇に伴う熱膨張を考慮して、セルロース繊維に適正なシアが加わるように調節したものである。第６表中のＤＤＲパス回数は、流量と処理時間とから算出した。
2004009902.tif 000008
２．超微細セルロース繊維の評価
ＤＤＲパス回数が０回、２０回、４０回、６０回および８０回となる処理時間において、各回で得られたスラリーから各１Ｌのスラリーをサンプルとして取り出し、数平均繊維長、抱水量および水分散液の粘度を測定した。
これらの測定方法は、実施例１の場合と同様である。
評価の結果を第４図、第６図および第７図に示す。
第４図および第６図から明らかなように、本発明の製造方法により、数平均繊維長が０．２ｍｍ以下であり、かつ、抱水量が１０ｍＬ／ｇ以上である超微細セルロース繊維が得られた。
本実施例においては、ＤＤＲパス回数が２０回程度までは数平均繊維長が急激に短くなるが、それ以降はあまり短くならず、０．１５ｍｍ程度でほぼ一定となった（第４図参照）。
また、抱水量および水分散液の粘度は、同じような経過をたどり、ＤＤＲパス回数に応じて暫増していった（第６図および第７図参照）。
【実施例４】１．超微細セルロース繊維の製造
第８図（Ｄ）に示される、希釈部付きパルパーと、１台のＤＤＲと、貯留槽とを具備する本発明の製造装置を用いて、超微細セルロース繊維を製造した。
（１）離解工程
容量２ｍ３のパルパー部と、容量１．５ｍ３の希釈部とを有し、総容量が３．５ｍ３であり、かくはん回転数がインバーター制御可能なパルパー（相川鉄工社製）に、１．７９ｍ３の水を張り、回流させた状態で、含有水分率１２．０質量％のＬＢＫＰシート（銘柄名セントクロア、米国ドムター社製）１０２ｋｇ（絶乾質量９０ｋｇ）を投入し、スラリー濃度５．０質量％で、離解を行った。このときのスラリーの温度は２１℃であった。
離解を１５分行った後、スラリー濃度が３．０質量％になるように、水を添加して濃度調整を行った。即ち、パルパーにおけるスラリー容量を３．０ｍ３とした。
（２）ディスクリファイナー処理工程
▲１▼ＤＤＲの仕様
（ａ）ＤＤＲ本体
ＡＷＮ１４型７５ｋＷ（相川鉄工社製）
（ｂ）ディスクプレート
刃幅２．０ｍｍ、溝幅３．０ｍｍ、刃幅／溝幅比０．６７
▲２▼処理条件
上記仕様のＤＤＲを用いて、スラリーにディスクリファイナー処理を施した。この際、流量は０．５０ｍ３／分に設定し、クリアランス（表示値）を第７表に示すように処理時間に応じて変更した。開放運転中のＤＤＲは、クリアランスが１１．２ｍｍであり、負荷が１３０Ａであった。第７表中のＤＤＲパス回数は、流量と処理時間とから算出した。
2004009902.tif 000009
２．ＤＤＲのパス回数、クリアランスおよび負荷の関係
第７表中に、ＤＤＲのパス回数、処理時間、ＤＤＲのクリアランス、ＤＤＲの負荷およびスラリー温度を示した。
第７表に示されるように、ＤＤＲのパス回数が増えるに従って、負荷が加わりにくくなり、パス回数が５０回程度以上になると、開放運転と同じ負荷しか加えることができなかったが、セルロース繊維のミクロフィブリル化の程度、熱膨張等を考慮したうえで、クリアランスを適宜調節することにより、本発明の超微細セルロース繊維の製造方法の実施の際の工程管理を容易にすることができた。
３．超微細セルロース繊維の評価
ＤＤＲパス回数が０回、２０回、４０回、６０回および９０回となる処理時間において、各回で得られたスラリーから各１Ｌのスラリーをサンプルとして取り出し、数平均繊維長、抱水量および水分散液の粘度を測定した。
これらの測定方法は、実施例１の場合と同様である。
評価の結果は、図示しないが、実施例３の場合の第４図、第６図および第７図とほぼ同様であった。
【図１】
2004009902.tif 000010
【図２】
2004009902.tif 000011
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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