特開 2020-133058 セルロースナノファイバーを含んだ紙とセルロースナノファイバーを含んだ紙の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-133058(P2020-133058A)

(43)【公開日】2020年8月31日

(54)【発明の名称】セルロースナノファイバーを含んだ紙とセルロースナノファイバーを含んだ紙の製造方法

(51)【国際特許分類】

   D21H 11/18 20060101AFI20200803BHJP

   D21H 23/18 20060101ALI20200803BHJP

   A47K 10/16 20060101ALI20200803BHJP

   C08B 15/08 20060101ALN20200803BHJP

【ＦＩ】

   D21H11/18

   D21H23/18

   A47K10/16 A

   C08B15/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2019-28955(P2019-28955)

(22)【出願日】2019年2月21日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り （１）ウェブサイトの掲載日 平成３０年０６月２７日 （２）ウェブサイトのアドレス ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｉｒｉ．ｐｒｅｆ．ｓｈｉｚｕｏｋａ．ｊｐ／ｉｓｓｕｅｓ／ｕｐｆｉｌｅｓ／２０１８１０２２１６５５４７＿７ １７９７１．ｐｄｆ （３）公開者 齊藤将人、山口智久 （４）公開された発明の内容 齊藤将人、山口智久が、上記アドレスのウェブサイトにて、齊藤将人、山口智久、佐野浩之が発明した「セルロースナノファイバーを含んだ紙とセルロースナノファイバーを含んだ紙の製造方法」を公開した。

(71)【出願人】

【識別番号】590002389

【氏名又は名称】静岡県

(71)【出願人】

【識別番号】594155023

【氏名又は名称】大興製紙株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092842

【弁理士】

【氏名又は名称】島野 美伊智

(74)【代理人】

【識別番号】100166578

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥居 芳光

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 将人

(72)【発明者】

【氏名】山口 智久

(72)【発明者】

【氏名】佐野 浩之

【テーマコード（参考）】

2D135

4C090

4L055

【Ｆターム（参考）】

2D135AB06

2D135AB13

2D135AD00

2D135BA02

2D135CA05

2D135CA07

2D135DA03

2D135DA19

2D135DA23

4C090AA08

4C090BA24

4C090BB12

4C090BB33

4C090BD08

4C090CA01

4C090DA28

4L055AC00

4L055AF09

4L055AF46

4L055BD12

4L055EA25

4L055EA32

4L055FA13

4L055GA28

(57)【要約】      （修正有）

【課題】湿潤紙力増強剤等の薬品を使用することなく必要な湿潤紙力を得ることができ、且つ、トイレにそのまま流す或いは古紙処理によるリサイクルを可能にするほぐれ性能をも得ることができる紙の製造方法の提供。
【解決手段】パルプ３とセルロースナノファイバー１７のみからなる紙。パルプにセルロースナノファイバーを含有させ、薬品を一切使用することなく製造するようにした紙。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パルプとセルロースナノファイバーのみからなることを特徴とするセルロースナノファイバーを含む紙。

【請求項2】

請求項１記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、
上記セルロースナノファイバーの対パルプ添加率を０．５〜５．０ｗｔ％としたことを特徴とする紙。

【請求項3】

請求項２記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、
上記セルロースナノファイバーの対パルプ添加率を０．５〜１．５ｗｔ％としたことを特徴とする紙。

【請求項4】

請求項１〜請求項３の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、
上記セルロースナノファイバーの濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）を１００〜１０，０００（ｍＰａ・ｓ）としたことを特徴とするセルロースナノファイバーを含む紙。

【請求項5】

請求項４セルロースナノファイバーを含む記載の紙において、
上記セルロースナノファイバーの濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）を３００〜５,０００（ｍＰａ・ｓ）としたことを特徴とするセルロースナノファイバーを含む紙。

【請求項6】

請求項５記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、
上記セルロースナノファイバーの濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）を１，５００〜５，０００（ｍＰａ・ｓ）としたことを特徴とするセルロースナノファイバーを含む紙。

【請求項7】

請求項１〜請求項６の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、
上記セルロースナノファイバーは機械的解繊又は化学的解繊により得られたものであることを特徴とする紙。

【請求項8】

請求項７記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、
上記セルロースナノファイバーは、湿式微粒化装置により微粒化処理されたものであることを特徴とするセルロースナノファイバーを含む紙。

【請求項9】

請求項１〜請求項８の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、
タオルペーパーとして使用されるものであることを特徴とするセルロースナノファイバーを含む紙。

【請求項10】

請求項１〜請求項９の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙を製造するセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、
上記パルプに上記セルロースナノファイバーを添加し、薬品を一切使用することなく製造するようにしたことを特徴とするセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法。

【請求項11】

請求項１０記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、
上記セルロースナノファイバーはワイヤーパートによる紙層形成・脱水工程の直前に上記パルプに添加されることを特徴とするセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法。

【請求項12】

請求項１０又は請求項１１記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、
上記セルロースナノファイバーを対パルプ添加率が０．５〜５．０ｗｔ％の範囲で添加するようにしたことを特徴とするセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法。

【請求項13】

請求項１２記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、
上記セルロースナノファイバーを対パルプ添加率が０．５〜１．５ｗｔ％の範囲で添加するようにしたことを特徴とするセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法。

【請求項14】

請求項１０〜請求項１３の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、
濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）が１００〜１０，０００（ｍＰａ・ｓ）のセルロースナノファイバーを添加するようにしたことを特徴とするセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法。

【請求項15】

請求項１４記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、
濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）が３００〜５，０００（ｍＰａ・ｓ）のセルロースナノファイバーを添加するようにしたことを特徴とするセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法。

【請求項16】

請求項１５記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、
濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）が１，５００〜５，０００（ｍＰａ・ｓ）のセルロースナノファイバーを添加するようにしたことを特徴とするセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法。

【請求項17】

請求項１０〜請求項１６の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、
上記セルロースナノファイバーを機械的解繊又は化学的解繊により得るようにしたことを特徴とするセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法。

【請求項18】

請求項１７記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、
上記セルロースナノファイバーを湿式微粒化装置による微粒化処理により得るようにしたことを特徴とするセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ：Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｎａｎｏ Ｆｉｂｅｒ）を含んだ紙とセルロースナノファイバーを含んだ紙の製造方法に係り、特に、湿潤紙力増強剤等の薬品を使用することなく必要な湿潤紙力を得ることができ、且つ、トイレにそのまま流す或いは古紙処理によるリサイクルに回すことを可能にするほぐれ性能をも得ることができるように工夫したものに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、タオルペーパーは水分が介在する環境下で使用されるものであり一定の湿潤紙力が要求される。その為、タオルペーパーの製造工程で湿潤紙力増強剤等の複数の薬品が添加されている。

【0003】

一方、使用済みのタオルペーパーをそのままトイレに流す或いは古紙処理によるリサイクルに回して再利用することが考えられている。その為には水中における一定のほぐれ性能（例えば、トイレットペーパーに要求される程度のほぐれ性能）が必要になる。従来は、添加する湿潤紙力増強剤の量を減らして湿潤紙力をある程度犠牲にすることにより必要なほぐれ性能を得るようにしていた。

【0004】

関連すると思われる先行技術文献として、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、等がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４７２４２５４号公報

【特許文献2】特開２００９−２６３８４８号公報

【特許文献3】特開２０１８-６９６７６号公報

【特許文献4】特開２０１７−２２２０３３号公報

【特許文献5】特許第６０４８４９４号公報

【特許文献6】特開２００９−２６３８５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、使用済みのタオルペーパーをそのままトイレに流す或いは古紙処理によるリサイクルに回そうとした場合、タオルペーパーが備えている湿潤紙力に起因して水中でのほぐれ性能が悪く、結局、そのままトイレに流す或いは古紙処理によるリサイクルに回すことができないという問題があった。
これに対しては、湿潤紙力増強剤の量を減らして湿潤紙力をある程度犠牲にすることも考えられるが、それではタオルペーパー本来の機能が低下してしまうことになる。
又、湿潤紙力増強剤等の複数の薬品が添加されているため、化学物質過敏症のユーザーは使用することができないという問題もあった。

【0007】

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、湿潤紙力増強剤等の薬品を使用することなく必要な湿潤紙力を得ることができ、且つ、トイレにそのまま流す或いは古紙処理によるリサイクルを可能にするほぐれ性能をも得ることができるセルロースナノファイバーを含んだ紙とセルロースナノファイバーを含んだ紙の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するべく本願の請求項１によるセルロースナノファイバーを含む紙は、パルプとセルロースナノファイバーのみからなることを特徴とするものである。
又、請求項２によるセルロースナノファイバーを含む紙は、請求項１記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、上記セルロースナノファイバーの対パルプ添加率を０．５〜５．０ｗｔ％としたことを特徴とするものである。
又、請求項３によるセルロースナノファイバーを含む紙は、請求項２記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、上記セルロースナノファイバーの対パルプ添加率を０．５〜１．５ｗｔ％としたことを特徴とするものである。
又、請求項４によるセルロースナノファイバーを含む紙は、請求項１〜請求項３の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、上記セルロースナノファイバーの濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）を１００〜１０，０００（ｍＰａ・ｓ）としたことを特徴とするものである。
又、請求項５によるセルロースナノファイバーを含む紙は、請求項４セルロースナノファイバーを含む記載の紙において、上記セルロースナノファイバーの濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）を３００〜５，０００（ｍＰａ・ｓ）としたことを特徴とするものである。
又、請求項６によるセルロースナノファイバーを含む紙は、請求項５記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、上記セルロースナノファイバーの濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）を１，５００〜５，０００（ｍＰａ・ｓ）としたことを特徴とするものである。
又、請求項７によるセルロースナノファイバーを含む紙は、請求項１〜請求項６の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、上記セルロースナノファイバーは機械的解繊又は化学的解繊により得られたものであることを特徴とするものである。
又、請求項８によるセルロースナノファイバーを含む紙は、請求項７記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、上記セルロースナノファイバーは湿式微粒化装置により微粒化処理されたものであることを特徴とするものである。
又、請求項９によるセルロースナノファイバーを含む紙は、請求項１〜請求項８の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、タオルペーパーとして使用されるものであることを特徴とするものである。
又、請求項１０によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法は、請求項１〜請求項９の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙を製造するセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、上記パルプに上記セルロースナノファイバーを添加し、薬品を一切使用することなく製造するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項１１によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法は、請求項１０記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、上記セルロースナノファイバーはワイヤーパートによる紙層形成・脱水工程の直前に上記パルプに添加することを特徴とするものである。
又、請求項１２によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法は、請求項１０又は請求項１１記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、上記セルロースナノファイバーを対パルプ添加率が０．５〜５．０ｗｔ％の範囲で添加するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項１３によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法は、請求項１２記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、上記セルロースナノファイバーを対パルプ添加率が０．５〜１．５ｗｔ％の範囲で添加するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項１４によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法は、請求項１０〜請求項１３の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、 濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）が１００〜１０，０００（ｍＰａ・ｓ）のセルロースナノファイバーを添加するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項１５によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法は、請求項１４記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）が３００〜５，０００（ｍＰａ・ｓ）のセルロースナノファイバーを添加するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項１６によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法は、請求項１５記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）が１，５００〜５，０００（ｍＰａ・ｓ）のセルロースナノファイバーを添加するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項１７によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法は、請求項１０〜請求項１６の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、上記セルロースナノファイバーを機械的解繊又は化学的解繊により得るようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項１８によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法は、請求項１７記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、上記セルロースナノファイバーを湿式微粒化装置による微粒化処理により得るようにしたことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0009】

以上述べたように、本願の請求項１によるセルロースナノファイバーを含む紙によると、パルプとセルロースナノファイバーのみからなるので、薬品を使用することなく必要な湿潤紙力を得ることができる。又、水中におけるほぐれ性能も確保されているのでトイレにそのまま流す或いは古紙処理によるリサイクルに回すことができる。又、薬品を使用していないので化学物質過敏症のユーザーも使用することができる。
又、請求項２によるセルロースナノファイバーを含む紙によると、請求項１記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、上記セルロースナノファイバーの対パルプ添加率を０．５〜５．０ｗｔ％としたので、上記効果をより確実なものとすることができる。
又、請求項３によるセルロースナノファイバーを含む紙によると、請求項２記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、上記セルロースナノファイバーの対パルプ添加率を０．５〜１．５ｗｔ％としたので、上記効果をより確実なものとすることができる。
又、請求項４によるセルロースナノファイバーを含む紙によると、請求項１〜請求項３の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、上記セルロースナノファイバーの濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）を１００〜１０，０００（ｍＰａ・ｓ）としたので、上記効果をより確実なものとすることができる。
又、請求項５によるセルロースナノファイバーを含む紙によると、請求項４セルロースナノファイバーを含む記載の紙において、上記セルロースナノファイバーの濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）を３００〜５，０００（ｍＰａ・ｓ）としたので、上記効果をより確実なものとすることができる。
又、請求項６によるセルロースナノファイバーを含む紙によると、請求項５記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、上記セルロースナノファイバーの濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）を１，５００〜５，０００（ｍＰａ・ｓ）としたので、上記効果をより確実なものとすることができる。
又、請求項７によるセルロースナノファイバーを含む紙によると、請求項１〜請求項６の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、上記セルロースナノファイバーは機械的解繊又は化学的解繊により得られたものであるので、上記効果をより確実なものとすることができる。
又、請求項８によるセルロースナノファイバーを含む紙によると、請求項７記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、上記セルロースナノファイバーは湿式微粒化装置により微粒化処理されたものであるので、上記効果をより確実なものとすることができる。
又、請求項９によるセルロースナノファイバーを含む紙によると、請求項１記載のセルロースナノファイバーを含む紙において、タオルペーパーとして使用されるものであるこので、必要な湿潤紙力を得ることができる。又、水中におけるほぐれ性能も確保されているのでトイレにそのまま流す或いは古紙処理によるリサイクルに回すことができる。
又、請求項１０によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法によると、請求項１〜請求項９の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙を製造するセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、上記パルプに上記セルロースナノファイバーを添加し、薬品を一切使用することなく製造するようにしたので、所望の物性を備えたセルロースナノファイバーを含む紙を容易に製造することができる。
又、請求項１１によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法によると、請求項１０記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、上記セルロースナノファイバーはワイヤーパートによる紙層形成・脱水工程の直前に上記パルプに添加するようにしたので、所望の物性を備えたセルロースナノファイバーを含む紙を確実に製造することができる。
又、請求項１２によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法によると、請求項１０又は請求項１１記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、上記セルロースナノファイバーを対パルプ添加率が０．５〜５．０ｗｔ％の範囲で添加するようにしたので、所望の物性を備えたセルロースナノファイバーを含む紙を確実に製造することができる。
又、請求項１３によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法によると、請求項１２記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、上記セルロースナノファイバーを対パルプ添加率が０．５〜１．５ｗｔ％の範囲で添加するようにしたので、所望の物性を備えたセルロースナノファイバーを含む紙を確実に製造することができる。
又、請求項１４によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法によると、請求項１０〜請求項１３の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、 濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）が１００〜１０，０００（ｍＰａ・ｓ）のセルロースナノファイバーを添加するようにしたので、所望の物性を備えたセルロースナノファイバーを含む紙を確実に製造することができる。
又、請求項１５によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法によると、請求項１４記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）が３００〜５，０００（ｍＰａ・ｓ）のセルロースナノファイバーを添加するようにしたので、所望の物性を備えたセルロースナノファイバーを含む紙を確実に製造することができる。
又、請求項１６によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法によると、請求項１５記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）が１，５００〜５，０００（ｍＰａ・ｓ）のセルロースナノファイバーを添加するようにしたので、所望の物性を備えたセルロースナノファイバーを含む紙を確実に製造することができる。
又、請求項１７によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法によると、請求項１０〜請求項１６の何れかに記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、上記セルロースナノファイバーを機械的解繊又は化学的解繊により得るようにしたので、所望の物性を備えたセルロースナノファイバーを含む紙を確実に製造することができる。
又、請求項１８によるセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法によると、請求項１７記載のセルロースナノファイバーを含む紙の製造方法において、上記セルロースナノファイバーを湿式微粒化装置による微粒化処理により得るようにしたので、所望の物性を備えたセルロースナノファイバーを含む紙を確実に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施の形態を示す図で、セルロースナノファイバーを含んだ紙を製造する工程を説明するための系統図である。

【図2】本発明の一実施の形態を示す図で、セルロースナノファイバーを含んだ紙の一部平面図である。

【図3】本発明の一実施の形態を示す図で、図３（ａ）はセルロースナノファイバーを含んだ紙の顕微鏡写真、図３（ｂ）は図３（ａ）をさらに拡大した顕微鏡写真である。

【図4】比較例を示す図でセルロースナノファイバーを含んでいない紙の顕微鏡写真である。

【図5】本発明の一実施の形態を示す図で、セルロースナノファイバーの対パルプ添加率（ｗｔ％）とブランクからの引張強度変化（％）の関係を示す特性図である。

【図6】本発明の一実施の形態を示す図で、セルロースナノファイバーに関して微粒化処理回数（回）とブランクからの湿潤引張強さの変化（％）との関係を示す特性図である。

【図7】本発明の一実施の形態を示す図で、セルロースナノファイバーに関して微粒化処理回数（回）と粘度（ｍＰａ・ｓ）の関係を実施例と比較例を対比して示す表である。

【図8】本発明の一実施の形態を示す図で、セルロースナノファイバーに関して微粒化処理回数（回）と粘度（ｍＰａ・ｓ）の関係を示す特性図である。

【図9】本発明の一実施の形態を示す図で、セルロースナノファイバーに関して微粒化処理回数（回）と粘度（ｍＰａ・ｓ）の関係を示す特性図である。

【図10】本発明の一実施の形態を示す図で、セルロースナノファイバーに関して微粒化処理回数（回）と粘度（ｍＰａ・ｓ）及びその他の数値との関係を実施例と比較例を対比して示す表である。

【図11】本発明の一実施の形態を示す図で、市販紙と本実施の形態による試作紙の湿潤引張強さ（Ｎ／ｍ）を比較して示す特性図である。

【図12】本発明の一実施の形態を示す図で、市販紙と本実施の形態による試作紙の吸水度（秒）を比較して示す特性図である。

【図13】本発明の一実施の形態を示す図で、市販紙と本実施の形態による試作紙のほぐれやすさ（秒）を比較して示す特性図である。

【図14】比較例を示す写真で、図１４（ａ）はトイレットペーパーを水に投入した様子を示す写真、図１４（ｂ）は水に投入されたトイレットペーパーが溶解し始めた様子を示す写真、図１４（ｃ）は水に投入されたトイレットペーパーが概ね溶解した様子を示す写真である。

【図15】本発明の一実施の形態を比較例と対比して示す写真で、図１５（ａ）は本実施の形態による紙を水に投入して溶解した様子を示す写真、図１５（ｂ）は比較例としての水解性タオルペーパーを水に投入して溶解した様子を示す写真、図１５（ｃ）は比較例としてティシュペーパーを水に投入して撹拌しても溶解しない様子を示す写真である。

【図16】本発明の一実施の形態と比較例のほぐれやすさ（秒）を対比して示す特性図である。

【図17】本発明のその他の実施の形態を示す図で、図１７（ａ）はセルロースナノファイバーを含んだ紙の顕微鏡写真、図１７（ｂ）は図１７（ａ）をさらに拡大して示す顕微鏡写真である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図１乃至図１６を参照して本発明の一実施の形態を説明する。本実施の形態は本願発明をタオルペーパーに適用した例を示すものである。図１はタオルペーパー用のセルロースナノファイバーを含んだ紙を製造する工程を示す系統図である。

【0012】

まず、パルパー１があり、このパルパー１にはパルプ３が投入される。
尚、上記パルプ３には、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ：Ｎａｄｅｌｈｏｌｚ Ｂｌｅａｃｈｅｄ Ｋｒａｆｔ Ｐｕｌｐ）、針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ：Ｎａｄｅｌｈｏｌｚ Ｕｎｂｌｅａｃｈｅｄ Ｋｒａｆｔ Ｐｕｌｐ）、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ：Ｌａｕｂｈｏｌｚ Ｂｌｅａｃｈｅｄ Ｋｒａｆｔ Ｐｕｌｐ）、広葉樹未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ：Ｌａｕｂｈｏｌｚ Ｕｎｂｌｅａｃｈｅｄ Ｋｒａｆｔ Ｐｕｌｐ）があり、これら４種類のパルプの何れかを単独で使用する場合、任意の組み合わせで混合させて使用する場合がある。
上記パルパー１に投入されたパルプ３は撹拌機５によって撹拌される。撹拌されたパルプ３は叩解機７に投入される。叩解機７に投入されたパルプ３はそこで叩解される。

【0013】

叩解機７で叩解されたパルプ３はタンク９に移される。タンク９に移されたパルプ３はクリーナー１１に移送され、次いで、スクリーン１３に供給される。スクリーン１３に供給されたパルプ３は、次いで、ワイヤーパート１５に供給されるが、その前に、セルロースナノファイバー１７が添加される。上記セルロースナノファイバー１７は機械的解繊により得られたものであり、具体的には、株式会社スギノマシン製の湿式微粒化装置（商品名：スターバースト）によりパルプを微粒化処理することにより製造されたものである。
尚、上記セルロースナノファイバー１７の原料としてのパルプも上記パルプ３と同様に、４種類のパルプの何れかを単独で原料として使用する場合、任意の組み合わせで混合されたものを原料として使用する場合がある。

【0014】

上記ワイヤーパート１５では、セルロースナノファイバー１７が添加されたパルプ３が網状のワイヤー１９上に広げられ、紙層が形成されるとともに脱水が行われる。次いで、ワイヤー１９上に広げられた紙層がプレス２１に供給され、そこでロールとフェルトによって圧搾・脱水処理が施される。

【0015】

次いで、圧搾・脱水された紙層はドライヤー２３に送られる。ドライヤー２３に送られた紙層はシリンダードライヤー２５によって加熱・乾燥される。加熱・乾燥された紙層はリール２７によって巻き取られながら仕上げ処理が施される。そして、ワインダー２９によって巻き取られて巻取紙３１となる。上記巻取紙３１として巻き取られた紙３３はタオルペーパー用の紙として使用される。

【0016】

本実施の形態の場合には、図１に示すセルロースナノファイバーを含んだ紙の製造工程において、湿潤紙力増強剤等の薬品は一切使用されておらず、既に述べたように、セルロースナノファイバー１７が添加されているだけである。つまり、上記紙３３はパルプ３とセルロースナノファイバー１７のみからなる。

【0017】

上記巻取紙３１に巻き取られた紙３３の一部を図２に示す。図２中ＩＩＩａ部を顕微鏡によって拡大して撮影した顕微鏡写真を図３（ａ）に示すとともに、その一部をさらに拡大したものを図３（ｂ）に示す。図３から明らかなように、パルプ３の繊維３ａ相互の隙間にセルロースナノファイバー１７が入り込んだ状態になっている。

【0018】

一方、セルロースナノファイバー１７が添加されていないパルプ３のみからなる紙の顕微鏡写真を図４に示す。この場合には、パルプ３の繊維３ａ相互間に隙間３５が形成されている。

【0019】

次に、上記セルロースナノファイバー１７の対パルプ添加率（ｗｔ％）について説明する。図５は、横軸にセルロースナノファイバー１７の対パルプ添加率をとり、縦軸にブランクからの強度変化（％）をとり、両者の関係を示した特性図である。
尚、対象とした紙３３は、パルプ３として針葉樹未晒クラフトパルプと広葉樹晒クラフトパルプを混合したものを使用し、そこに針葉樹未晒クラフトパルプを原料とするセルロースナノファイバー１７を添加したものである。
又、図５中「▲」は乾燥引張強さを示し、「●」は湿潤引張強さを示している。図５に示すように、対パルプ添加率が０．５〜５．０ｗｔ％の範囲でセルロースナノファイバー１７を添加した場合に、乾燥引張強さ及び湿潤引張強さ共に増大しており、特に、湿潤引張強さに関しては乾燥引張強さ以上の強度変化を示している。

【0020】

一方、セルロースナノファイバー１７の対パルプ添加率が高くなると、既に説明したワイヤーパート１５（図１に示す）における濾過時間が長くなり、その結果、紙３３の製造に要する時間が長くなってしまう。又、後述する水に対するほぐれやすさの問題もある。そこで、本実施の形態の場合には、対パルプ添加率を、好ましくは０．５〜１．５ｗｔ％としている。

【0021】

次に、機械的解繊における微粒化処理回数とブランクからの湿潤引張強さの変化（％）との関係を説明する。図６は、横軸に機械的解繊、すなわち、既に説明した株式会社スギノマシン製の湿式微粒化装置による微粒化処理回数をとり、縦軸にブランクからの湿潤引張強さの変化をとり、両者の関係を示す特性図である。
尚、対象とした紙３３は、図５の場合と同様、パルプ３として針葉樹未晒クラフトパルプと広葉樹晒クラフトパルプを混合させたものを使用し、そこに針葉樹未晒クラフトパルプを原料とするセルロースナノファイバー１７を添加したものである。
図６から明らかなように、微粒化処理回数の増加に伴ってブランクからの湿潤引張強さの変化も増大するが、ある微粒化処理回数（図６に示す場合は７回）を超えると逆にブランクからの湿潤引張強さの変化が低下している。
本実施の形態の場合にはこの点に着目して、微粒化処理回数と相関関係のあるセルロースナノファイバー１７の濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度（ブルックフィールド社粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃、６０ｓｅｃ）に関して所定の範囲を設定している。

【0022】

以下、詳しく説明する。図７は、針葉樹晒クラフトパルプを原料とし、それに既に説明した株式会社スギノマシン製の湿式微粒化装置による微粒化処理を施して、セルロースナノファイバー１７を得る場合において、微粒化処理回数と濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度の関係を示した表である。図７の表において、左端は微粒化処理回数が「０」の比較例1であり、その右側に、微粒化処理回数が「１」の実施例１、微粒化処理回数が「３」の実施例２、微粒化処理回数が「５」の実施例３、微粒化処理回数が「７」の実施例４、微粒化処理回数が「１０」の実施例５、微粒化処理回数が「１５」の実施例６、微粒化処理回数が「２０」の実施例７が記載されている。

【0023】

図７の表に示した内容をグラフで示すと、図８、図９に示すようなものとなる。図８は、横軸に湿式微粒化装置による微粒化処理回数をとり、縦軸に濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度をとり、両者の関係を示す特性図である。図９は、同じく、横軸に湿式微粒化装置による微粒化処理回数をとり、縦軸に濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度をとり、両者の関係を示す特性図であり、縦軸を図８とは異なるスケールで示した特性図である。

【0024】

図１０に、別の比較例２、実施例８乃至実施例１３を示す。ここで使用されているパルプ３は、針葉樹晒クラフトパルプと広葉樹晒クラフトパルプを混合させたものである。一方、セルロースナノファイバーは、針葉樹未晒クラフトパルプを株式会社スギノマシン製の湿式微粒化装置（商品名：スターバースト）により微粒化処理して得られたものである。又、セルロースナノファイバーの対パルプ添加率は１．０ｗｔ％である。

【0025】

又、目標坪量（調湿）は５０ｇ／ｍ^２、金網は８０ｍｅｓｈ（目開き１７７μｍ）、パルプ離解はＪＩＳ Ｐ８２２０−１、パルプ叩解はＪＩＳ Ｐ８２２１−１、濾水度はＪＩＳ Ｐ８１２１、手抄きはＪＩＳ Ｐ８２２２（角形シートマシン２５０×２５０ｍｍ）、坪量はＪＩＳ Ｐ８１２４、引張強さはＪＩＳ Ｐ８１２４、湿潤引張強さはＪＩＳ Ｐ８１３５（幅２５ｍｍ）である。

【0026】

図６、図７乃至図９、図１０から次のようなことがいえる。まず、図６、図１０に示すように、湿式微粒化装置による微粒化処理回数が７回の場合をピークとしてその前後、例えば、４回〜１０回の範囲でブランクからの湿潤引張強さ（％）が高いことがわかる。そのことを念頭において図８〜図１０をみると、セルロースナノファイバー１７の濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度について、次のようなことがいえる。まず、図８に示すように、セルロースナノファイバー１７の濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度が１００〜１０，０００（ｍＰａ・ｓ）であることが好ましく、又、図９、図１０に示すように、その中でも、３００〜５，０００（ｍＰａ・ｓ）であることが好ましく、さらに、１，５００〜５，０００（ｍＰａ・ｓ）であることが最も好ましいとえる。
本実施の形態の場合にはこの点に着目して、セルロースナノファイバーの濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度を１００〜１０，０００（ｍＰａ・ｓ）、好ましくは、３００〜５，０００（ｍＰａ・ｓ）、最も好ましくは、１，５００〜５，０００（ｍＰａ・ｓ）としている。

【0027】

次に、本実施の形態により得られた紙３３を使用したタオルペーパーに関して市販のタオルペーパーと対比する実験を行ったので説明する。
図１１は、本実施の形態による試作紙３３と市販のタオルペーパー（比較例Ａ乃至Ｆ）に関して、湿潤引張強さ（Ｎ／ｍ）を対比して示すグラフである。図１１中黒塗り棒グラフは縦方向の湿潤引張強さであり、斜線棒グラフは横方向の湿潤引張強さである。本実施の形態による試作紙３３は全ての市販のタオルペーパー（比較例Ａ乃至Ｆ）に対して高い湿潤引張強さを示している。つまり、従来のように、湿潤紙力増強剤等の薬品を使用することなく所望の湿潤紙力を得ることができている。

【0028】

図１２は、本実施の形態による試作紙３３と市販のタオルペーパー（比較例Ａ乃至Ｆ）に関して、吸水度（秒）を対比して示すグラフである。本実施の形態による試作紙３３は、市販品Ｄ、Ｆに対してはその吸水度が劣るものの、その他の市販品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅに対しては、同等或いは同等以上の吸水度を示している。

【0029】

図１３は、本実施の形態による試作紙３３と市販のタオルペーパー（比較例Ａ乃至Ｆ）に関して、ほぐれやすさ（秒）を対比して示すグラフである。本実施の形態による試作紙３３は、市販品Ｄ、Ｅ、Ｆに対してはそのほぐれやすさが劣るものの、その他の市販品Ａ、Ｂ、Ｃに対しては、同等或いは同等以上のほぐれやすさを示している。
因みに、ほぐれやすさが１００秒以下であればトイレットペーパーのＪＩＳ基準（ＪＩＳ Ｐ４５０１）を満たすことになり、そのままトイレに流すことが可能となり、且つ、古紙処理によるリサイクルに回すことが可能となる。
尚、ＪＩＳ Ｐ４５０１は、３００ｍｌの水中でマグネチックスターラーの回転子を６００ｒｐｍで回転させておき、１１４ｍｍ角のトイレットペーパーを投入したとき、一旦回転子の回転数が低下した後に５４０ｒｐｍまで回復するまでの時間を測定するものである。

【0030】

ほぐれやすさに関して説明を補充する。図１４は１１４ｍｍ角のトイレットペーパーを水中に投入して、そのほぐれやすさを観察した写真である。図１４（ａ）はトイレットペーパー５１をビーカー５３内の水５５中に浸漬させた状態を示す写真であり、図１４（ｂ）は浸漬させたトイレットペーパー５１がほぐれ始めた状態を示す写真であり、図１４（ｃ）はほぐれた状態を示す写真である。

【0031】

図１５は、本実施の形態による１１４ｍｍ角の試作紙３３、１１４ｍｍ角の水解性タオルペーパー６１、１１４ｍｍ角のティシュペーパー６３を、それぞれビーカー５３内の水５５中に浸漬させた状態を示す写真であり、そのほぐれやすさを対比して示す写真である。図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示すように、本実施の試作紙３３は水解性タオルペーパー６１と同等のほぐれやすさを示している。これに対して、ティシュペーパー６３の場合には全くほぐれないことがわかる。

【0032】

図１６は、図１４で示したトイレットペーパー５１、図１５で示した本実施の試作紙３３、水解性タオルペーパー６１、ティシュペーパー６３に関して、そのほぐれやすさを棒グラフで示したものである。これによると、本実施の形態による試作紙３３の場合には、市販のトイレットペーパー５１には若干劣るものの、十分なほぐれやすさを呈していることがわかる。

【0033】

以上、本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、湿潤紙力増強剤等の薬品を使用することなく必要な湿潤紙力を得ることができ、且つ、トイレにそのまま流す或いは古紙処理によるリサイクルに回すことを可能にするほぐれ性能をも得ることができる。これは、パルプ３にセルロースナノファイバーを含有させたからである。
特に、対パルプ添加率を０．５〜５．０ｗｔ％、さらには、０．５〜１．５ｗｔ％とし、且つ、濃度２％（ｗ／ｖ）の水分散液における粘度を、１００〜１０，０００（ｍＰａ・ｓ）、さらには、３００〜３，０００（ｍＰａ・ｓ）、さらには、１，５００〜２，５００（ｍＰａ・ｓ）とすることにより、上記効果をより確実なものとすることができる。
又、湿潤紙力増強剤等の薬品を何等使用することなく製造しているので、化学物質過敏症のユーザーも使用することができる。
又、湿潤紙力増強剤等の薬品を何等使用することなく製造しているので、そのままトイレに流しても下水処理に負担を掛けることはない。又、古紙処理によるリサイクルに回した場合にも処理に負担を掛けることはない。

【0034】

次に、図１７を参照して本発明のその他の実施の形態を説明する。前記一実施の形態の場合には、機械的解繊により製造されたセルロースナノファイバー１７を使用した例を説明したが、それに限定されるものではなく、化学的解繊により製造されたセルロースナノファイバー１７を使用することも考えられる。
図１７（ａ）は化学的解繊によるセルロースナノファイバー１７、具体的には、第一工業製薬株式会社製のレオクリスタ（登録商標）を添加した場合の紙３３の顕微鏡写真を示しており、図１７（ｂ）はその一部をさらに拡大したものである。図１７に示すように、パルプ３の繊維３ａ相互の隙間にセルロースナノファイバー１７が凝集して膜状に入り込んだ状態になっている。これは、図３に示した機械的解繊により製造されたセルロースナノファイバー１７を使用した場合と同等の状態を得ることができている。
よって、前記一実施の形態の場合と同等の効果が期待できる。

【0035】

尚、本発明は前記一実施の形態、その他の実施の形態に限定されるものではない。
まず、前記一実施の形態の場合には機械的解繊を株式会社スギノマシン製の湿式微粒化装置により行ったがそれに限定されるものではなく、様々な種類の機械的解繊が考えられる。
又、前記その他の実施の形態の場合には、化学的解繊により得られたセルロースナノファイバーとして、第一工業製薬株式会社製のレオクリスタ（登録商標）を使用した例を挙げて説明しているが、その他の化学的解繊により製造されたセルロースナノファイバーを使用することも考えられる。
又、前記一実施の形態、その他の実施の形態の場合にはタオルペーパーを例に挙げて説明したが紙の用途はそれに限定されるものではない。
その他、図示した構成はあくまで一例である。

【産業上の利用可能性】

【0036】

本発明は、セルロースナノファイバーを含んだ紙とセルロースナノファイバーを含んだ紙の製造方法に係り、特に、湿潤紙力増強剤等の薬品を使用することなく必要な湿潤紙力を得ることができ、且つ、トイレにそのまま流す或いは古紙処理によるリサイクルに回すことを可能にするほぐれ性能をも得ることができるように工夫したものに関し、例えば、タオルペーパー用の紙として好適である。

【符号の説明】

【0037】

３ パルプ
３ａ パルプ繊維
１７ セルロースナノファイバー
３３ セルロースナノファイバーを含んだ紙

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】