(57)【要約】  ０．２５〜０．４０ｍｍの長さ加重平均繊維長（「ＬＷＡＦＬ」）を有する繊維を含むセルロース組成物。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．２５〜０．４０ｍｍの長さ加重平均繊維長（「ＬＷＡＦＬ」）を有する繊維を含むことを特徴とするセルロース組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のセルロース組成物において、前記組成物が、重量を基準にして、
（ａ）０．００１ｍｍ〜０．２ｍｍの長さ加重平均繊維長の繊維を１５％〜２５％、
（ｂ）０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの長さ加重平均繊維長の繊維を４０％〜６０％、
（ｃ）０．５ｍｍ〜１．２ｍｍの長さ加重平均繊維長の繊維を８％〜３５％、および
（ｄ）１．２ｍｍ〜２．０ｍｍの長さ加重平均繊維長の繊維を３％未満
含むことを特徴とするセルロース組成物。
【請求項３】
重量を基準にして、
（ａ）０．００１ｍｍ〜０．２ｍｍの長さ加重平均繊維長の繊維を１５％〜２５％、
（ｂ）０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの長さ加重平均繊維長の繊維を４０％〜６０％、
（ｃ）０．５ｍｍ〜１．２ｍｍの長さ加重平均繊維長の繊維を８％〜３５％、および
（ｄ）１．２ｍｍ〜２．０ｍｍの長さ加重平均繊維長の繊維を３％未満
含むことを特徴とするセルロース組成物。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のセルロース組成物において、前記組成物が６００％〜２０００％の保水値（ＷＲＶ）を有することを特徴とするセルロース組成物。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載のセルロース組成物において、前記組成物が、重量を基準にして、
（ａ）０．００１ｍｍ〜０．２ｍｍの長さ加重平均繊維長の繊維を１５％〜２５％、
（ｂ）０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの長さ加重平均繊維長の繊維を４５％〜５５％、
（ｃ）０．５ｍｍ〜１．２ｍｍの長さ加重平均繊維長の繊維を２０％〜約３０％、および
（ｄ）１．２ｍｍ〜２．０ｍｍの長さ加重平均繊維長の繊維を１％未満
含むことを特徴とするセルロース組成物。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載のセルロース組成物において、前記組成物が、ペレット、か粒、または粉末の形態であることを特徴とするセルロース組成物。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載のセルロース組成物において、前記組成物がまた、１種または複数種の機能性添加物を含むことを特徴とするセルロース組成物。
【請求項８】
請求項７に記載のセルロース組成物において、前記機能性添加物が、着色用の染料および顔料、防水加工用の樹脂およびワックス、石灰、ナトロンケイ酸塩を含めた難燃剤、膠、導電用の金属粉および黒鉛、屈曲および防水加工用のラテックス、充填剤、引張強さを増すための長さ１．５〜６．０ｍｍの非常に長い繊維から選択されることを特徴とするセルロース組成物。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載のセルロース組成物において、前記組成物が、超摩擦粉砕、高圧ホモジナイジング、低温粉砕、押出、蒸気爆砕、超音波処理、酵素による繊維分離、高濃度／中濃度／低濃度叩解、化学的処理、または白水微細繊維の回収を含めた加工方法の何れか一つまたは組合せによって調製されることを特徴とするセルロース組成物。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載のセルロース組成物において、前記組成物の成分が別々に調製され、混ぜ合わせられることを特徴とするセルロース組成物。
【請求項１１】
請求項１０に記載のセルロース組成物において、前記組成物を形成するために異なる繊維長分布を有する２種類以上の中間組成物が調製され、必要とされる比率で混合されることを特徴とするセルロース組成物。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載のセルロース組成物において、前記組成物の調製に使用される原料が、廃液流から回収される短／超短セルロース繊維／微細繊維と、再生紙と、紙およびパルプ加工由来の白水中の回収される微細繊維および回収される綿繊維と、パルプおよび紙加工で使用される任意のセルロース繊維と、麻、亜麻、綿、マニラ麻、サイザル麻、および黄麻などの高いセルロース含有率を有する植物繊維のうちの１種または複数種を含むことを特徴とするセルロース組成物。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか一項に記載の組成物から製造されることを特徴とする製品。
【請求項１４】
請求項１３に記載の製品において、前記製品の密度が０．５ｇ／ｍ３〜１．５ｇ／ｍ３であることを特徴とする製品。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の製品において、前記製品の引張弾性率が３５００ＭＰａ〜１０８００ＭＰａであることを特徴とする製品。
【請求項１６】
請求項１３乃至１５の何れか一項に記載の製品において、前記製品の引張強さが２７ＭＰａ〜１１５ＭＰａであることを特徴とする製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、これらには限定されないが建築物、家具、自動車部品、棺、陳列用ガラス戸棚とケース、電子ハウジング、構造建造物の柱、梁、板、シート、化粧板、椅子、楽器、および玩具を含めた目的物の構造建造部材として有用なセルロース組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
パルプおよび紙加工業界で発生する大量のごみは、一般にごみ埋立地に捨てられる。しかしながら、ごみ埋立地への廃棄は、土地利用および土地／土壌汚染に関連した環境的制約のために次第に問題になってきている。したがって、ごみ埋立地に捨てられる廃棄物の量を減らすことへの大きな圧力があり、削減の一手段は再生利用である。
【０００３】
紙および布材料の再生利用は、そのような材料を破砕して繊維または繊維状材料にすることを必要とする。次いでこれら繊維または繊維状材料を改質して紙および紙状製品を得るための材料にすることができる。紙および紙状製品を得るための材料に改質する別の手段として、セルロース繊維から成形品を生産するための再生方法がすでに開発されており、その成形品の比重は純粋なセルロースの比重１．５にほぼ等しい。この方法は、水の存在下でセルロース繊維を細かく切り刻み、粉砕して超極細繊維にしてから繊維−水混合物（そのセルロース繊維含量が約１〜１５重量％である）を形成することを伴う。この方法は、続いてこのセルロース繊維と水の混合物を成型し乾燥して成形品にすることを伴う。この方法およびこの方法によって生産される成形品の詳細は、米国特許第６，３７９，５９４号明細書に記載されている。
【０００４】
パルプおよび紙加工廃棄物および植物繊維から得られる、高い荷重負担能力および構造部材用としての能力を有するセルロース系組成物を生み出す取組みが続いている。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、０．２５〜０．４０ｍｍの長さ加重平均繊維長（「ＬＷＡＦＬ」）を有する繊維を含むセルロース組成物を提供する。
【０００６】
好ましくは０．２８〜０．３８ｍｍである。
【０００７】
本開示はまた、重量を基準にして、
（ａ）長さ加重平均繊維長０．００１ｍｍ〜０．２ｍｍの繊維を１５％〜２５％、
（ｂ）長さ加重平均繊維長０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの繊維を４０％〜６０％、
（ｃ）長さ加重平均繊維長０．５ｍｍ〜１．２ｍｍの繊維を８％〜３５％、および
（ｄ）長さ加重平均繊維長１．２ｍｍ〜２．０ｍｍの繊維を３％未満
含むセルロース組成物を提供する。
【０００８】
長さ加重平均繊維長（「ＬＷＡＦＬ」）は、個々の繊維の長さで重み付けした、繊維試料中の繊維の平均長さの尺度を提供する。ＬＷＡＦＬは、試料中の長い繊維に力点を置き、短い繊維および微細繊維に対してはあまり力点を置かない。ＬＷＡＦＬは、時にはただ加重平均繊維長、すなわち「ＷＡＦＬ」と呼ばれる。ＬＷＡＦＬは、試料中の繊維の平均長さの他の尺度、例えば算術すなわち数平均（ＡＦＬ）および重さ加重平均繊維長（ＷＷＡＦＬ）と比較することができる。これらの平均値は、下記の計算により得られる。
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【０００９】
好ましくはこの組成物は、６００％〜２０００％、より好ましくは７００％〜１３００％の保水値（ＷＲＶ）を有する。
【００１０】
保水値（ＷＲＶ）は、繊維状材料の膨潤に関与する水の量として、かつ遠心力を加えた際に放出されない水の量として定義される。ＷＲＶはまた、クラフト繊維の結合力と高度に関連付けられる。ＷＲＶを求めるための試験は、その底部にフリットガラスフィルターを有する遠心分離管中に湿った繊維の詰め物を置くことによって行われる。この遠心分離機を３０００ｇで１５分間加速して、繊維の外面および内腔から水を除去する。残った水は細胞壁内の超顕微鏡的細孔と関連があると考えられる。この遠心分離した繊維を計量し、１０５℃で乾燥し、次いで再び重量を測る。次いで、その水質量と乾燥質量の比からＷＲＶを計算することができる。ＷＲＶの測定に使用される装置を図１に概略的に示す。
【００１１】
ある実施形態では組成物は、重量を基準にして、
（ａ）長さ加重平均繊維長０．００１ｍｍ〜０．２ｍｍの繊維を１５％〜２５％、
（ｂ）長さ加重平均繊維長０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの繊維を４５％〜５５％、
（ｃ）長さ加重平均繊維長０．５ｍｍ〜１．２ｍｍの繊維を２０％〜約３０％、および
（ｄ）長さ加重平均繊維長１．２ｍｍ〜２．０ｍｍの繊維を１％未満
含む。
【００１２】
このセルロース組成物は湿潤状態でも乾燥状態でもよい。
【００１３】
ある実施形態ではセルロース組成物は、ペレット、か粒、または粉末の形態で乾燥される。乾燥状態ではセルロース組成物を貯蔵および輸送することができるので好都合である。
【００１４】
この乾燥したペレット、か粒、または粉末を水と混合して成形可能なファインパルプを形成することができ、それを乾燥して構造部材用の材料を作り出すことができる。
【００１５】
この成形可能なファインパルプを、これらに限定されないが吹付成形、射出成型、押出、または三段成形を含めた任意の適切な方法を用いて成形することができる。その後、その成形されたまたは未乾燥の品物を乾燥して製品を形成することができる。
【００１６】
本開示に従って組成物から作られる製品の密度は、０．５ｇ／ｃｍ３〜１．５ｇ／ｃｍ３であることができる。この製品の引張弾性率は３５００ＭＰａ〜１０８００ＭＰａであることができ、また引張強さは２７ＭＰａ〜１１５ＭＰａであることができる。
【００１７】
水と混合した乾燥セルロース粉末／か粒／ペレットのパルプに機能性添加物（例えば、着色用の染料および顔料や、防水加工用の樹脂およびワックスや、石灰や、ナトロンケイ酸塩を含めた難燃剤や、膠や、導電用の金属粉および黒鉛や、屈曲および防水加工用のラテックスや、充填剤や、引張強さを増すための長さ１．５〜６．０ｍｍの非常に長い繊維）を加えることができるが、パルプを乾燥し固めるためのいかなる機能性添加剤の添加または圧力の使用も必要ではない。
【００１８】
ある実施形態では組成物は、これらに限定されないが超摩擦粉砕、高圧ホモジナイジング、低温粉砕、押出、蒸気爆砕、超音波処理、酵素による繊維分離（ｅｎｚｙｍｅ−ｆｉｂｒｅ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）、高濃度／中濃度／低濃度叩解、化学的処理、または白水微細繊維の回収（ｗｈｉｔｅｗａｔｅｒ  ｆｉｎｅｓ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ）を含めた加工方法のいずれか一つまたは組合せによって調製することができる。
【００１９】
組成物の成分を別々に調製し、混ぜ合わせることができる。ある実施形態では異なる繊維長分布を有する２種類以上の中間組成物を調製し、必要とされる比率で混ぜ合わせて上記で規定した組成物を形成することができる。
【００２０】
本明細書中で述べる組成物の調製には、これらに限定されないが、廃液流から回収される短／超短セルロース繊維／微細繊維、例えば再生紙や、紙およびパルプ加工由来の白水中の回収される微細繊維や、回収される綿繊維を含めた様々な原料を使用することができる。更なる原料にはまた、パルプおよび紙加工に使用される任意のセルロース繊維と、高いセルロース含量を有する様々な植物繊維、例えば麻、亜麻、綿、マニラ麻、サイザル麻、および黄麻とを挙げることができる。
【００２１】
本開示はまた、本明細書中で述べる組成物から製造される製品を提供する。
【００２２】
次に、添付図を参照して実施形態を述べることにする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、繊維試料の保水値（ＷＲＶ）を測定するための装置の概略図である。
【図２】図２は、古紙から得られたウェットパルプ組成物のＮｏｒｖａｌ  Ｗｉｌｓｏｎ染色した顕微鏡画像を表示の尺度で描いた図である。
【図３】図３は、古紙から得られたウェットパルプ組成物のＮｏｒｖａｌ  Ｗｉｌｓｏｎ染色した顕微鏡画像を表示の尺度で描いた図である。
【図４】図４は、古紙から得られたウェットパルプ組成物のＮｏｒｖａｌ  Ｗｉｌｓｏｎ染色した顕微鏡画像を表示の尺度で描いた図である。
【図５】図５は、古紙から得られたウェットパルプ組成物のＮｏｒｖａｌ  Ｗｉｌｓｏｎ染色した顕微鏡画像を表示の尺度で描いた図である。
【図６】図６は、古紙から得られたウェットパルプ組成物のＮｏｒｖａｌ  Ｗｉｌｓｏｎ染色した顕微鏡画像を表示の尺度で描いた図である。
【図７】図７は、麻のセルロースから得られたウェットパルプ組成物のＮｏｒｖａｌ  Ｗｉｌｓｏｎ染色した顕微鏡画像を表示の尺度で描いた図である。
【図８】図８は、図２〜７に示したウェットパルプ組成物の繊維長分布のグラフである。
【図９】図９は、図２〜７に示したウェットパルプ組成物の繊維長分布のグラフである。
【図１０】図１０は、図２〜７に示したウェットパルプ組成物の繊維長分布のグラフである。
【図１１】図１１は、図２〜７に示したウェットパルプ組成物の繊維長分布のグラフである。
【図１２】図１２は、図２〜７に示したウェットパルプ組成物の繊維長分布のグラフである。
【図１３】図１３は、図２〜７に示したウェットパルプ組成物の繊維長分布のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
これら実施形態は、異なる比長さ、高いフィブリル化度、および高い保水力を有する繊維から構成されたセルロース組成物を提供する。続いて、これらの組成物を成形し、乾燥して、木に似たまたは角に似た高強度の完成された品物を生産することができ、したがってそれらを耐荷重製品として使用することができる。
【００２５】
この組成物は、０．２５〜０．４０ｍｍ、好ましくは０．２８〜０．３８ｍｍの長さ加重平均繊維長（「ＬＷＡＦＬ」）を有する繊維を含む。この組成物中の繊維長は、ゆがんだ釣鐘曲線をなして分布し、その組成物は、重量を基準にして、
（ａ）長さ加重平均繊維長０．００１ｍｍ〜０．２ｍｍの繊維を１５％〜２５％、
（ｂ）長さ加重平均繊維長０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの繊維を４０％〜６０％（好ましくは４５％〜５５％）、
（ｃ）長さ加重平均繊維長０．５ｍｍ〜１．２ｍｍの繊維を８％〜３５％（好ましくは２０％〜３０％）、および
（ｄ）長さ加重平均繊維長１．２ｍｍ〜２．０ｍｍの繊維を３％未満（好ましくは１％未満）
含む。
【００２６】
したがってこの組成物は、短い長さの繊維（０．２〜１．２ｍｍの繊維長）と混ざった有意の量の微細繊維（＜０．２ｍｍの繊維長）からなる。
【００２７】
さらに組成物は、６００〜２０００％、好ましくは７００〜１３００％の高い保水値（ＷＲＶ）によって示される高いフィブリル化度を有する。
【００２８】
この組成物は、これらに限定されないが超摩擦粉砕、高圧ホモジナイジング、低温粉砕、押出、蒸気爆砕、超音波処理、酵素による繊維分離、高濃度／中濃度／低濃度叩解、化学的処理、または白水微細繊維の回収を含めた加工方法のいずれか一つまたは組合せによって調製される。
【００２９】
組成物の成分を別々に調製し、混ぜ合わせることができる。幾つかの実施形態では異なる繊維長分布を有する２種類以上の中間組成物を調製し、必要とされる比率で混ぜ合わせてその組成物を形成することができる。
【００３０】
組成物の調製には、これらに限定されないが、廃液流から回収される短／超短セルロース繊維／微細繊維、例えば再生紙や、紙およびパルプ加工由来の白水中の回収される微細繊維や、回収される綿繊維を含めた様々な原料を使用することができる。更なる原料にはまた、パルプおよび紙加工に使用される任意のセルロース繊維と、高いセルロース含量を有する様々な植物繊維、例えば麻、亜麻、綿、マニラ麻、サイザル麻、および黄麻とを挙げることができる。
【００３１】
組成物を輸送および／または貯蔵のために乾燥してペレット、か粒、または粉末の形態にすることもできる。これらの形態から組成物を再度湿潤させて成形可能なファインパルプを形成することもできる。別法では組成物をパルプとして調製し、成形工程で直接使用することもできる。パルプとしての組成物は、当業者に知られている任意の成形作業、例えば吹付成形、射出成型、押出、または三段成形によって成形することができる。その後、その成形されたまたは未乾燥の品物を乾燥して製品を形成することができる。
【００３２】
この組成物は、構造材料として使用するための適切な硬さ、強度、および延性を有する材料を作り出すために用いることができる上に、きわめて大きな品物を含めてその組成物から品物を加工し製造している間じゅう容易に取り扱うことができる状態のままである（ウェットパルプとして）ので好都合である。さらにこの組成物は、生産するのに過剰なエネルギーを必要とせず、したがって経済的に実現性がある。
【００３３】
したがって成形し、乾燥する場合、この組成物を使用して構造部材および工業部品、例えば棺、電子ハウジング、構造建造物の柱、梁、板、シート、化粧板、箱、椅子、陳列用ガラス戸棚、ケースおよび他の家具、自動車部品、および玩具を作り出すことができる。
【００３４】
例えばリグニン含量、灰分、ＯＨ結合能、および絡み合い／フィブリル化の度合い、ならびに繊維加工パラメータの選択の点から見た原料の組成の変動のために、その組成物から生産される最終製品の物理的性質が変動するようになることが理解されるはずである。例えば、密度は０．５から１．５ｇ／ｃｍ３まで変動する可能性があり、引張弾性率は３５００から１０８００ＭＰａまで変動する可能性があり、また引張強さは２７から１１５ＭＰａまで変動する可能性がある。
【実施例】
【００３５】
繊維組成およびフィブリル化度
古紙（Ａｍｃｏｒから入手したＲＣＷ８０脱インク回収古紙）から作られた５種類の試料（Ａ〜Ｅ）、および麻のセルロース（ＳｐａｉｎのＣｅｌｅｓａから入手したＨｅｍｐｃｅｌｌ  Ｂ）から作られた１種類の試料（Ｆ）に高濃度２２”リファイナ中で粉砕を施した。このパルプ中の繊維（固体）含有率は１６重量％であり、またリファイナを通過するパルプの流量は約２００Ｌ／分であった。比エネルギー（リファイナのモーターから繊維へ伝達されるエネルギーの量）投入量は、試料のそれぞれについて、
試料Ａ    １．８ｋＷｈ／ｋｇ
試料Ｂ    １．８ｋＷｈ／ｋｇ
試料Ｃ    １．８ｋＷｈ／ｋｇ
試料Ｄ    １．６ｋＷｈ／ｋｇ
試料Ｅ    ２．０ｋＷｈ／ｋｇ
試料Ｆ    １．９ｋＷｈ／ｋｇ
であった。
【００３６】
比縁部荷重（１ｍのリファイナプレートのバーの縁の両端間に加えられ、１秒間にパルプに伝達されるエネルギーの量）は、叩解工程の初めは４〜８Ｗｓ／ｍの間であり、この荷重は工程の終わりまでに１〜４Ｗｓ／ｍの間まで次第に減少した。
【００３７】
この繊維は、平均繊維長の広がりが既知の「釣鐘曲線」に合致するまで加工された。経験から、かつプロセス入力量を知ることにより、それは一定時間の加工後に発現する。しかしながら繊維をサンプリングして、それらがこの繊維長の分布を有することを確かめることもできる。
【００３８】
分散繊維試料を含有する前もって用意したスライドに対して光学顕微鏡およびＮｏｒｖａｌ  Ｗｉｌｓｏｎ染色を使用し、図２〜７に示すような各試料の画像の写真を撮った。これらの図から分かるように、６種類の試料について高度なフィブリル化が観察され、それら繊維の大部分が砕かれまたは切断されてきわめて小さい破片になった。
【００３９】
懸濁液の特性：形態学的性質ならびに耐脱水性および膨潤挙動
上記粉砕工程後の試料Ａ〜Ｆのそれぞれ０．２ｇ（乾燥重量）を、水中に予備懸濁させ、撹拌し、続いて５００ｍＬまで水を注ぐことによって強く希釈した。この懸濁液から２５ｍＬ（繊維状材料１．０ｍｇ（乾燥重量）に相当する）を採取し、写真を撮影した。続いてＦｉｂｒｅＬａｂ  ３．０”装置を用いて写真を分析して（二重測定）、繊維長を含めて、分離し懸濁した繊維に関する繊維の形態学的性質および分布パラメータを求めた。繊維長に関する結果を下記の表１に示す。
2013540913.tif 000004
【００４０】
表１の結果は、すべての試料（Ａ〜Ｆ）が極端に短い繊維を含有することを示している。測定された繊維長の算術平均値は、微細繊維（＜０．２ｍｍ）の存在によって幾分ゆがめられている。これは、その長さと質量を比較検討することによって、すなわちそのＬＦＡＦＬまたはＷＷＡＦＬを参照することによって数学的に補正（換算）することができる。
【００４１】
実際には繊維状材料を相互に比較するために一般には長さ加重平均繊維長（ＬＦＡＦＬ）が使用される。表１のすべての試料のＬＦＡＦＬの値からは、古紙から作られたすべての試料（Ａ〜Ｅ）については似た値が得られ、麻のセルロースから作られた試料（Ｆ）についてはそれよりやや短い値が得られることが分かる。
【００４２】
下記の表２に示す結果は、一定の長さ範囲内にある繊維長の分布の評価である。加工後の６試料（Ａ〜Ｆ）すべての繊維の大部分は、短い繊維または繊維の破片の範囲とみなされる０．２〜０．５ｍｍである。これをまた、図８〜１３にグラフを用いて示す。これらの図（それぞれの試料についての）それぞれが２つのグラフを含む。図８〜１３のそれぞれの上のグラフは＜０．０６ｍｍの長さを有する繊維の分布を示し、一方、これらの図のそれぞれの下のグラフは＞０．１ｍｍの長さを有する繊維の分布を示す。
2013540913.tif 000005
【００４３】
算術平均繊維長（ＡＦＬ）に基づいて各試料中の微細繊維（＜０．２ｍｍの繊維）の分率を求めることによって、これら粉砕された試料の微細繊維含有率をさらに調べた。各試料のこの分率を、長さで重み付けした微細繊維（表２による）の分率と比較し、下記の表３に示す。表３から分かるようにすべての試料（Ａ〜Ｆ）の微細繊維含有率はきわめて高い。とりわけ麻のセルロース試料Ｆは、古紙試料（Ａ〜Ｅ）と比べて著しく多量の微細材料を含有していた。
2013540913.tif 000006
【００４４】
Ｆｉｂｒｅｌａｂ装置を用いた直径、壁厚、および計算上の（曲率）パラメータのさらなる測定値は、古紙から得られた試料Ａ〜Ｅが似た値を有するのに対し、麻のセルロースから得られた試料Ｆがそれよりも小さな繊維寸法およびそれよりも小さな曲率を有することを示す。この結果は、測定した繊維長と、また存在する繊維の破片と一致する。
2013540913.tif 000007
【００４５】
ＺｅｌｌｃｈｅｍｉｎｇファクトシートＩＶ／３３／５７に準拠した保水力（ＷＲＣ）の決定
すべての試料Ａ〜Ｆ（上記粉砕後の）を、それらの保水力（ＷＲＣ）の測定のためのサンプリングに先立って混合することにより均質化した。
【００４６】
繊維状材料の試料を、真空にせずにＧ２フリット上で脱水し（約２５重量％の固形分まで）、スウェルチューブ（ｓｗｅｌｌ  ｔｕｂｅ）に移した（ＤＩＮ  ５３８１４準拠）。スウェルチューブを収容能力の約３分の２まで満たした（結果として約０．１５０重量％の固形分を生ずる）。スウェルチューブを栓で密閉し、３０００ｇの遠心力を１５分間かけた。６回の平行測定を行った。
【００４７】
繊維の膨潤に関与しない水を、遠心分離によって繊維状材料から除去した。この繊維状材料を恒量質量の固形分が達成されるまで１０５℃で乾燥することによって重量測定法で膨潤水および保水力を求めた。結果を表５に示す。
2013540913.tif 000008
【００４８】
保水力のこれら値はきわめて高く、特に市販の強く粉砕したセルロースと比べて異例である。一般により高いＷＲＣは、より高密度の材料と同じであり、それは、成形し乾燥して最終製品にした場合、引裂または引張強さはより低いが、荷重負担能力およびヤング率がより高い製品をもたらす。好ましい保水力の範囲は、一般に７００から１２００％の間である。この範囲を超す（試料Ｃで見出されたように）とその低い引裂強さが、シートの形成を困難にするためである。
【００４９】
材料特性：物理的／強度特性
試料Ａ〜Ｆを上記のように粉砕し、ミキサー中で水と混合して、下記の表８のように０．３から０．４重量％（３〜４ｇ／Ｌ）の間の範囲の固形物濃度にした。
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【００５０】
この目的は、Ｒａｐｉｄ−Ｋｏｅｔｈｅｎ法（ＩＳＯ  ５２６９−２に準拠する）による後続の強度試験に使用するために、ｍＡが８０±２ｇ／ｍ２の平均坪量を有する試験シートを作製することであった。これら試料のすべての非常に低い脱水能のために、ＩＳＯ  ５２６９−２試験仕様は、シリンダー中の注水の量を減らし、かつ試料Ａ〜Ｆのそれぞれのシート成形に必要な条件に合うように滴下および吸引の時期を変えることによって適応させなければならなかったことに留意されたい。
【００５１】
これら試料それぞれの試験シートの作製の後、それら試験シートを標準気候条件（２３℃／空気中相対湿度５０％）中で馴化させた。
【００５２】
馴化した試験シートの坪量を、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ５３６に従って１０回測定した。坪量試験の結果を表９に示す。
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【００５３】
それら材料の特徴のために一様な坪量を有する試験シートを作製することは非常に困難であった。これは特に、繰り返し修正したにもかかわらず目標値（８０±２ｇ／ｍ２）を実現することができなかった試料Ｃの場合である。これは、試料の非常に高い保水力（ＷＲＣ）のためである。これら試験シート間の坪量の不均一性を補償するために強度値を坪量に関して補正した。
【００５４】
これら試験シートを厚さおよび見掛シート密度の試験にかけ、その結果を表１０に示す。
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【００５５】
高比率の非常に短い微細な繊維のおかげで、その実現に向けて努力した坪量における厚さは小さく、かつ密度はきわめて高かった。これは、非常に短い繊維で達成される高い充填密度での通常の挙動に一致する。
【００５６】
これら試験シートをＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １９２４−２に従って引張試験にかけ、その結果を下記の表１１に示す。
【００５７】
この試験から求められる切断荷重、伸び率、破断長、およびヤング率の値は、坪量に関しては補正されないが、破断長に関しては補正される（比引張強さとして表される）。
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【００５８】
表１１の結果から、比引張強さとして表される引張強さは、破砕したセルロースのそれと一致する。これら試料の引張強さの値は異なるが、それら試料のヤング率の変動はほとんどなく、高い。これら試料のそれぞれの高いヤング率は、それら試料が長時間のあいだ引張荷重に弾力的に耐えることができることを暗示している。理論にしばられることを望むものではないが、これは繊維の高いフィブリル化量と、その結果生じるフィブリル化した繊維間の結合のためあると予想される。
【００５９】
これら試験シートを細片に切断し、ＤＩＮ  ＥＮ  ２１９７４による引裂き抵抗試験にかけた。この結果を表１２に示す。引裂き抵抗は、坪量によって補正されず、比引張強さによってのみ補正される。
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【００６０】
これら「標準的な」セルロースについて測定されたすべての試料の引裂強さはきわめて低いレベルにある、すなわち引裂き抵抗が低い。これは主として、非常に短い繊維によるものである可能性がある。
【００６１】
別添の特許請求の範囲において、また前述の説明において、文脈が術語または必要な言外の意味を表現するために別の解釈を必要とする場合を除き、単語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」またはその変化形（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓまたはｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）は、包含的意味で使用される。すなわち、明白に規定された特徴の存在を明記するために使用され、様々な実施形態における更なる特徴の存在または付加を排除するためではない。
【００６２】
本明細書中で任意の従来技術の刊行物が参照される場合、そのような参考文献は、その刊行物がオーストラリアまたは任意の他の国における当業界の共通の一般知識の一部を形成することを認めることにはならないことを理解されたい。
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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