特許 6283370 乾燥セルロースフィラメント及び同フィラメントを作る方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6283370

(24)【登録日】2018年2月2日

(45)【発行日】2018年2月21日

(54)【発明の名称】乾燥セルロースフィラメント及び同フィラメントを作る方法

(51)【国際特許分類】

   D21H 11/18 20060101AFI20180208BHJP

   D21H 15/08 20060101ALI20180208BHJP

【ＦＩ】

   D21H11/18

   D21H15/08

【請求項の数】9

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-540006(P2015-540006)

(86)(22)【出願日】2013年11月7日

(65)【公表番号】特表2016-503465(P2016-503465A)

(43)【公表日】2016年2月4日

(86)【国際出願番号】CA2013050853

(87)【国際公開番号】WO2014071523

(87)【国際公開日】20140515

【審査請求日】2015年11月30日

(31)【優先権主張番号】61/723,517

(32)【優先日】2012年11月7日

(33)【優先権主張国】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】507171683

【氏名又は名称】エフピーイノベイションズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】特許業務法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ドリス、ジル マルセル

(72)【発明者】

【氏名】ベン、ユーシャ

(72)【発明者】

【氏名】フ、トーマス − キウション

(72)【発明者】

【氏名】ノール、パトリック

【審査官】 清水 晋治

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／０９７４４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／１２３７２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０８８５５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０２６７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０６１５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｄ２１Ｂ １／００−１／３８

Ｄ２１Ｃ １／００−１１／１４

Ｄ２１Ｄ １／００−９９／００

Ｄ２１Ｆ １／００−１３／１２

Ｄ２１Ｇ １／００−９／００

Ｄ２１Ｈ １１／００−２７／４２

Ｄ２１Ｊ １／００−７／００

Ｃ０８Ｌ １／００−１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも８０重量％の固体含量を有するフィブリル化セルロースフィラメント、並びに３５０μｍまでのフィラメント長及び１００から５００ｎｍの直径を有するフィラメントを少なくとも５０重量％含む、乾燥セルロースフィラメントフレークであって、
該フィラメントが抄紙機上で生成され、該フィラメントが添加剤を伴わず、誘導体化を伴わず、かつ水に再分散性である、上記フィラメントフレーク。

【請求項2】

少なくとも７５重量％のフィラメントが、３５０μｍまでのフィラメント長及び１００から５００ｎｍの直径を備える、請求項１に記載のフレーク。

【請求項3】

フィラメント長が３００から３５０μｍである、請求項１に記載のフレーク。

【請求項4】

フィラメントの少なくとも９５重量％が固体である、請求項１に記載のフレーク。

【請求項5】

少なくとも８０重量％の固体含量を有するフィブリル化セルロースフィラメント、並びに３５０μｍまでのフィラメント長及び１００から５００ｎｍの直径を有するフィラメントを少なくとも５０重量％含む、乾燥セルロースフィラメントのフィルムであって、該フィラメントが抄紙機上で生成され、該フィラメントが添加剤を伴わず、誘導体化を伴わず、かつ水に分散性である、上記フィルム。

【請求項6】

１０から３００μｍの範囲の厚さを有する、請求項５に記載のフィルム。

【請求項7】

１０から５０μｍの範囲の厚さを有する、請求項６に記載のフィルム。

【請求項8】

フィラメント長が３００から３５０μｍである、請求項５に記載のフィルム。

【請求項9】

フィラメントの少なくとも９５重量％が固体である、請求項５に記載のフィルム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、乾燥セルロースフィラメントに関し、特に水に再分散性であるものに関する。

【背景技術】

【0002】

セルロースフィラメント（ＣＦ）は、以前からセルロースナノフィラメント（ＣＮＦ）と呼ばれており、多くの興味深い性質を有することが公知であるが、その性質の１つは、紙を製造する際に添加剤として使用すると、紙の乾燥強さ及び湿潤強さ特性を増強させることである。これらは、多量乃至きわめて多量の比エネルギーで高濃度リファイナーを使用して、木材又は植物繊維を叩解することにより生成される（Ｈｕａ，Ｘら、高アスペクト比のセルロースナノフィラメント及びその生成方法（Ｈｉｇｈ Ａｓｐｅｃｔ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｎａｎｏｆｉｌａｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）。ＰＣＴ／ＣＡ２０１２／００００６０；ＷＯ２０１２／０９７４４６Ａ１、２０１２年）。これらは、セルロースミクロフィブリル又はナノフィブリル、例えば、木材パルプ繊維を機械でフィブリル化するための他の方法を使用して調製したミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）又はナノフィブリル化セルロース（ＮＦＣ）を上回る優れた補強能力を有するが、その理由は、繊維カットを最小限に留める特有の生成プロセスの結果として、長さが伸び、アスペクト比が高くなるためである。

【0003】

セルロースフィラメントの生成は、６０％までの濃度で水を含む懸濁液中で生じる。濃度は、セルロース材料及び水の混合物中における、セルロース材料の重量パーセントである。セルロースフィラメントを使用する重大な難点の１つは、水性媒体への分散性及び／又は補強能力を低下させずに、乾燥セルロースフィラメントを調製することが困難ということである。これは、従来の手段では他のセルロースミクロフィブリル若しくはナノフィブリル、又はパルプ繊維さえも乾燥が困難であることと同様であり、いわゆる角質化に起因している。角質化は、不可逆的な水素結合（Ｈ−結合）の形成及び／又はラクトン架橋の形成（Ｆｅｒｎａｎｄｅｓ Ｄｉｎｉｚら、「角質化−その原因及び木材パルプの解説（Ｈｏｒｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ−ｉｔｓ ｏｒｉｇｉｎ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｗｏｏｄ ｐｕｌｐｓ）」、Ｗｏｏｄ Ｓｃｉ Ｔｅｃｈｎｏｌ、第３７巻、２００４年、４８９〜４９４頁）を含む多くの要因に起因する。乾燥セルロースフィラメントを、紙強化剤として利用するためにパルパー中で、又はミキシングチェス（ｍｉｘｉｎｇ ｃｈｅｓｓ）中で木材パルプと混合する場合、水、水溶液又は水性懸濁液、例えばパルプ及び紙の懸濁液に再分散できない乾燥セルロースフィラメント材料が、角質化により生成される。

【0004】

非分散性のミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）又はナノフィブリル化セルロース（ＮＦＣ）が生成されるという不可逆的な角質化の欠点を避けるために、１）添加剤を用いるＭＦＣの加工、又は２）ＭＦＣ又はＮＦＣの誘導体化の２つの手法が試みられてきた。

【0005】

これらの手法はそれぞれ欠点を有する。最初の角質化を抑制させる手法に関しては、Ｈ−結合の形成を遮り、Ｈ−結合又はラクトン架橋形成の防止を促進する添加剤により、ＭＦＣが乾燥する（Ｈｅｒｒｉｃｋ、Ｆ．Ｗ．、ＵＳ４，４８１，０７６；Ｌｏｗｙｓ、Ｍ．−Ｐ．ら、「セルロースミクロフィブリル懸濁液のレオロジーの特徴。ポリマー性添加剤の役割（Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃ Ｍｉｃｒｏｆｉｂｒｉｌ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ． Ｒｏｌｅ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）」Ｆｏｏｄ Ｈｙｄｒｏｃｏｌｌｏｉｄｓ、第１５巻、２００１年、２５〜３２頁；及びＣａｎｔｉａｎｉ，Ｒ．ら、ＵＳ６，３０６，２０７Ｂ２）。これらの添加剤は、スクロース、グリセリン、エチレングリコール、デキストリン又はカルボキシメチルセルロースを含む。この場合での主な難点は、大量の添加剤が必要とされ、場合によっては１５重量％を超える添加剤が使用されることである。

【0006】

乾燥中にＭＦＣ又はＮＦＣの角質化を抑制させる第２の手法は、カルボキシル基を含む様々な基を導入することによる、ミクロフィブリル化又はナノフィブリル化セルロースの誘導体化である（Ｅｙｈｏｌｚｅｒ、Ｃ．ら、「粉末形態の水再分散性ナノフィブリル化セルロースの調製及び特徴付け（Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｔｅｒ−Ｒｅｄｉｓｐｅｒｓｉｂｌｅ Ｎａｎｏｆｉｂｒｉｌｌａｔｅｄ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｉｎ Ｐｏｗｄｅｒ Ｆｏｒｍ）」、Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ、第１７巻、第１号、２０１０年、１９〜３０頁；Ｃａｓｈ、Ｍ．Ｊ．ら、誘導体化したミクロフィブリル状多糖（Ｄｅｒｉｖａｔｉｚｅｄ ｍｉｃｒｏｆｉｂｒｉｌｌａｒ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ）、ＵＳ６，６０２，９９４Ｂ１）。しかし、誘導体化は、窒素雰囲気下で大量の試薬、例えば、イソプロパノール水溶液中のＭＦＣ３６ｇにつきモノクロロ酢酸（ＭＣＡ）５．８１ｇ（８０％ＭＣＡ７．２６ｇ）の使用を必要とする。乾燥後に水に再分散できる、ＭＣＡを用いて誘導体化されるＭＦＣ又は他の分子は確立されていない。

【発明の概要】

【0007】

本発明以前に、実質的にフィブリル化したセルロース材料でできた、水再分散性の乾燥フィラメントは報告されていない。本発明における、水再分散性の乾燥フィブリル化セルロースであるセルロースフィラメントは、化学的添加剤を伴わず、誘導体化を伴わずに生成され、例えば、カルボキシメチル化したフィブリル化セルロース材料である。

【0008】

本発明の一態様に従って、３５０μｍまでのフィラメント長及び１００から５００ｎｍの直径を有するフィラメントを少なくとも５０重量％含む乾燥セルロースフィラメントであって、水に再分散性である上記フィラメントが提供される。

【0009】

本発明のさらに別の態様に従って、フィラメントの少なくとも７５重量％、より好ましくは９０重量％が３５０μｍまでのフィラメント長及び１００から５００ｎｍの直径を備える、本明細書に記載されているフィラメントが提供される。

【0010】

本発明の一態様に従って、添加剤を伴わない、本明細書に記載されているフィラメントが提供される。

【0011】

本発明の別の態様に従って、誘導体化を伴わない、本明細書に記載されているフィラメントが提供される。

【0012】

本発明のさらに別の態様に従って、フィラメント長が３００から３５０μｍである、本明細書に記載されているフィラメントが提供される。

【0013】

本発明のさらに別の態様に従って、フィラメントの少なくとも８０重量％が固体である、本明細書に記載されているフィラメントが提供される。

【0014】

本発明のさらに別の態様に従って、フィラメントの少なくとも８０重量％、好ましくは９５重量％が固体である、本明細書に記載されているフィラメントが提供される。

【0015】

本発明の別の態様に従って、３５０μｍまでのフィラメント長及び１００から５００ｎｍの直径のフィラメントを少なくとも５０重量％含む乾燥セルロースフィラメントのフィルムであって、水に分散性である上記フィルムが提供される。

【0016】

本発明のさらに別の態様に従って、フィラメントの少なくとも７５重量％、より好ましくは９０重量％が３５０μｍまでのフィラメント長及び１００から５００ｎｍの直径を備える、本明細書に記載されているフィルムが提供される。

【0017】

本発明の別の態様に従って、フィルムが１０から３００μｍの範囲の厚さを有する、本明細書に記載されているフィルムが提供される。

【0018】

本発明のさらに別の態様に従って、フィラメントが少なくとも１つの添加剤及び誘導体化を伴わない、本明細書に記載されているフィルムが提供される。

【0019】

本発明のさらに別の態様に従って、フィラメント長が３００から３５０μｍである、本明細書に記載されているフィルムが提供される。

【0020】

本発明のさらに別の態様に従って、フィラメントの少なくとも８０重量％が固体である、本明細書に記載されているフィルムが提供される。

【0021】

本発明の一実施形態に従って、フィラメントの少なくとも９５重量％が固体である、本明細書に記載されているフィルムが提供される。

【0022】

本発明のさらに別の態様に従って、セルロースフィラメントの乾燥フィルムを作る方法であって、少なくとも５０重量％のフィラメントが３５０μｍまでのフィラメント長及び１００から５００ｎｍのフィラメント直径を有するセルロースフィラメントの液体懸濁液を得るステップと、抄紙機の形成部でフィラメントを歩留りさせるステップとを含む上記方法が提供される。好ましい実施形態において、抄紙機は、１５０から４００メッシュスクリーンのスタンダードシートマシンである。

【0023】

本発明のさらに別の実施形態に従って、フィラメントの少なくとも７５重量％、より好ましくは９０重量％が３５０μｍまでのフィラメント長及び１００から５００ｎｍの直径を備える、本明細書に記載されている方法が提供される。

【0024】

本発明の別の実施形態に従って、機械のプレス部でフィルムをプレスして、プレスフィルムを生成するステップをさらに含む、本明細書に記載されている方法が提供される。

【0025】

本発明のさらに別の実施形態に従って、機械の少なくとも１つのドライヤー部で、プレスフィルムを乾燥させて、乾燥フィルムを生成するステップをさらに含む、本明細書に記載されている方法が提供される。

【0026】

本発明のさらに別の実施形態に従って、生成されるフィルムが水に再分散性である、本明細書に記載されている方法が提供される。

【0027】

本発明のさらに別の実施形態に従って、生成されるフィルムが２００〜３００μｍ又はそれ以下の範囲の厚さを有する、本明細書に記載されている方法が提供される。

【0028】

本発明の別の実施形態に従って、フィルムの少なくとも８０重量％が固体である、本明細書に記載されている方法が提供される。

【0029】

本発明のさらに別の実施形態に従って、フィルムの少なくとも９５重量％が固体である、本明細書に記載されている方法が提供される。

【0030】

本発明のさらに別の実施形態に従って、フィラメント長が３００から３５０μｍである、本明細書に記載されている方法が提供される。

【0031】

本発明のさらに別の実施形態に従って、フィラメントの水再分散性乾燥粉末又はフレークであって、フィラメントの水再分散性乾燥フィルムの大きさを縮小させることが可能な機械装置を使用して、フィラメントの水再分散性乾燥フィルムから作られる上記粉末又はフレークが提供される。

【0032】

本発明のさらに別の実施形態に従って、抄紙機が５００〜１５００ｍ／分、好ましくは７５０〜１２００ｍ／分の速度で作動する、本明細書に記載されている方法が提供される。

【0033】

ここで、添付の図面を参照する。これらは、本発明の特定の実施形態を実例として示す。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1a】フィラメントの少なくとも８０重量％が、本発明の一実施形態に従って針葉樹さらしクラフトパルプを多段高濃度叩解することにより生成される、３００〜３５０μｍまでの長さ及び約１００〜５００ｎｍの直径を有する代表的なセルロースフィラメント（ＣＦ）の目視検査及び評価による光学顕微鏡画像である。

【0035】

【図1b】図１ａの代表的なセルロースフィラメント（ＣＦ）の走査電子顕微鏡画像である。

【0036】

【図2】本発明の一実施形態に従って、パイロット抄紙機で生成された、セルロースフィラメント（ＣＦ）の水再分散性乾燥フィルムのロールを示す写真である。

【0037】

【図3】本発明の様々な実施形態を反映する、５種の分散系／懸濁液を例示する写真である。ａ／は、実験分散させたネバードライＣＦ（１）の比較例であり、ｂ／は、実験再分散させ、ＰＭで乾燥させたＣＦ（１）であり、ｃ／からｅ／は従来の乾燥の比較例であり、ｃ／は実験再分散させ、空気乾燥させたＣＦ（２）で、ｄ／は、実験再分散させ、ドラム乾燥させたＣＦ（２）であり、ｅ／は実験再分散させ、フラッシュ乾燥させたＣＦ（２）である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

多くの有望な用途において、乾燥フィブリル化セルロース材料が必要とされる。乾燥フィブリル化セルロース材料は、長い保存可能期間を有し、製造施設から最終利用者のところまで材料出荷のコストが低下する。

【0039】

フィブリル化セルロース材料を脱水／乾燥させるために、いくつかの方法が報告されているが、化学的添加剤の使用又は材料の化学修飾を伴わずに、水再分散性乾燥フィブリル化セルロース材料を生成する方法はないことは記載した。さらに、水再分散性乾燥フィブリル化セルロース材料を、一般的に使用される機械で連続して生成して、紙、薄葉紙又は板紙を製造する方法もないことが報告されている。

【0040】

本明細書で定義され、セルロースフィラメント（ＣＦ）と呼ばれるセルロースナノフィラメント（ＣＮＦ）は、好ましい実施形態において、３００〜３５０μｍまでの長さ及び約１００〜５００ｎｍの直径を有する。ＣＦは、ＷＯ２０１２／０９７４４６Ａ１に記載されているように（参照により本明細書に組み込む）、木材又は植物繊維、例えば針葉樹さらしクラフトパルプの多段高濃度叩解により生成される。ＣＦは、３００〜３５０μｍまでのフィラメント長及び約１００〜５００ｎｍの直径を有するフィブリル化セルロース材料のフィラメントを、少なくとも５０重量％、好ましくは７５重量％、より好ましくは９０重量％有するので、他のセルロースフィブリル、例えば、木材パルプ繊維を機械で分解する他の方法を使用して調製したミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）又はナノフィブリル化セルロース（ＮＦＣ）とは構造的にまったく異なる。ＭＦＣ形態のフィブリル化セルロース材料は、典型的には、１００μｍより短い長さを有するが、ＮＦＣ形態のフィブリル化セルロース材料は、典型的には、１μｍより短い長さを有する。しかし、フィブリル化セルロース材料の生成に関して、ＣＦは、機械的な手段を使用して生成された他のフィブリル化セルロース材料のように、ある単一の寸法値を有する均一な材料ではないことは専門家により認識されるべきである。好ましい実施形態において、本明細書で定義されている３００〜３５０μｍまでの長さ及び約１００〜５００ｎｍの直径を有するＣＦは、木材又は植物繊維の多段高濃度叩解により生成されたフィブリル化セルロース材料を指し、５０重量％以上のフィブリル化材料が、３００〜３５０μｍまでの長さ及び約１００〜５００ｎｍの直径を有する。３００〜３５０μｍまでの長さ及び約１００〜５００ｎｍの直径を有するフィブリル化セルロース材料の正確な割合は、合計のエネルギー投入量、叩解回数、叩解強度及びリファイナーの他の動作条件によって決まる。
本発明の一態様に従って、３５０μｍまでのフィラメント長及び１００から５００ｎｍの直径を有するフィラメントを少なくとも５０重量％含む乾燥セルロースフィラメントフレークであって、上記フィラメントが添加剤を伴わず、誘導体化を伴わず、かつ水に再分散性である、上記フィラメントフレークが提供される。
本発明の別の態様に従って、３５０μｍまでのフィラメント長及び１００から５００ｎｍの直径のフィラメントを少なくとも５０重量％含む乾燥セルロースフィラメントのフィルムであって、上記フィルムが水に分散性であり、上記フィラメントが添加剤を伴わず、誘導体化を伴わない、上記フィルムが提供される。
本発明のさらに別の態様に従って、セルロースフィラメントの乾燥フィルムを作る方法であって、少なくとも５０重量％のフィラメントが３５０μｍまでのフィラメント長及び１００から５００ｎｍのフィラメント直径を有する、木材又は植物繊維の多段高濃度叩解により生成されたセルロースフィラメントの液体懸濁液を得るステップと、抄紙機の形成部に９０％超のフィラメントを歩留りさせるステップとを含み、上記フィラメントが添加剤を伴わず、誘導体化を伴わない、上記方法が提供される。

【0041】

３００〜３５０μｍまでの長さ及び約１００〜５００ｎｍの直径を有する、木材又は植物繊維の多段高濃度叩解によるこれらの同セルロースフィラメント（ＣＦ）は、一般的な乾燥法、例えばドラム乾燥又は空気乾燥を使用して乾燥させる場合、完全に水に再分散性ではなく、補強力はネバードライＣＦよりさらに低い。好ましい実施形態において、ＣＦの長さは３００から３５０μｍである。

【0042】

本明細書に記載されているフィラメントに関して、本明細書で定義されている「乾燥」という用語は、セルロースフィラメントの固形分を指し、８０重量％以上が固体、すなわち２０重量％以下が水分である。特に好ましい実施形態において、セルロースフィラメントの固形分は、９０重量％以上が固体、すなわち１０重量％以下が水分である。本明細書で定義されている「水再分散性」という用語は、周囲温度又は上昇温度の水性媒体にて、機械によりかき混ぜる際に、乾燥セルロースフィラメントが安定した水分散液を形成できる能力を指す。この分散系は、再分散できない材料、例えば角質化したセルロースの小粒を伴わない。

【0043】

本明細書で定義されている、「と同様の補強力及び／又は強度特性」という表現は、同一の量のネバードライＣＦと比較した場合に、本発明のＣＦの前記補強力及び／又は強度特性の８０％以上が紙に与えられることを示す比較表現であるものとする。

【0044】

本明細書で定義されている「ネバードライ」という表現は、まったく乾燥させておらず、湿らせた段階に留まっている、木材又は植物繊維から生成した後に６０重量％までが固体のセルロースフィラメント（ＣＦ）について説明するものとする。

【0045】

実験室において、又は紙、薄葉紙若しくは板紙の製造に一般的に使用される機械の可動式ファブリックを経て、ハンドシートを作るために使用されるスタンダードシートマシンの、１５０から４００メッシュスクリーンを通して希釈懸濁液が濾過される場合、木材又は植物繊維の多段高濃度叩解により３００〜３５０μｍまでの長さ及び約１００〜５００ｎｍの直径を有するように作られた及び有する、乾燥セルロースフィラメント（ＣＦ）を歩留りできることについて、本発明は最初に記載する。

【0046】

また、想定外なことに、そのようなセルロースフィラメントが、紙、薄葉紙又は板紙の製造に一般的に使用される機械の可動式ファブリックにおいて、きわめて薄いウエブ、シート又はフィルムを形成でき、続いて機械のプレス部及びドライヤー部でそれぞれプレス及び乾燥できる場合、機械により穏やかにかき混ぜると、水性媒体に容易に再分散することも発見されており、これは、添加剤を使用した角質化の防止を伴わない。さらに、水再分散性乾燥ＣＦフィルムの水分散液に由来するセルロースフィラメント（ＣＦ）は、ネバードライＣＦと同様の補強力を有する。さらに、水再分散性乾燥ＣＦフィルムの水分散液から作られた新たなフィルムは、ネバードライＣＦから作られたフィルムと同様の強度特性を有し、添加剤を伴わない。乾燥バルク材料の空気乾燥、フラッシュ乾燥、噴霧乾燥、回転式空気乾燥（すなわち従来の方法）は、いずれも、本明細書に記載されている高濃度叩解により生成されるＣＦの品質を劣化させることに留意すべきである。水再分散性乾燥ＣＦフィルムも、場合により、出荷、保存又はその後の使用のために、水再分散性乾燥ＣＦ粉末又はフレークに変換できる。

【0047】

本明細書で定義されている「フィルム」という用語は、「シート」という言葉と同義であり、フィラメント又はフィブリルが相互接続した構造又は配置を有し、本発明の方法により形成されるＣＦの層又は膜複合体と理解される。本明細書で定義されているフィルムは、２００から３００μｍ以下、好ましくは１００から１２５μｍ以下、最も好ましくは１０から５０μｍの範囲の厚さを有する。フィルムの幅は、加工機により定められ、幅を数メートルまでにできる。

【0048】

「添加剤を伴わない」という用語は、本明細書では、角質化を抑制させるために添加剤で処理されていないＣＦについて説明するために使用される。他のセルロースフィブリルフィルムに使用される添加剤は、スクロース、グリセリン、エチレングリコール、デキストリン又はカルボキシメチルセルロースを含む。本発明のＣＦは、上で列挙した添加剤を伴わない。

【0049】

「粉末又はフレーク」という用語は、本明細書では、全ての辺が０．０１ｍｍから２．０ｃｍ、より好ましくは０．０１ｍｍから１．０ｃｍの立体を有する形状について説明するために使用される。粉末又はフレークの正確な寸法は、水再分散性乾燥セルロースフィラメントフィルムの大きさを縮小するために使用される機械装置（単数又は複数）及び、装置（単数又は複数）の動作条件により定められる。

【0050】

本発明の一態様によれば、機械の形成部で薄いウエブを形成することにより、従来の、又は改変した、紙、薄葉紙若しくは板紙の抄紙機において、水再分散性乾燥セルロースフィラメント（ＣＦ）フィルムが生成され、続いて機械のプレス及びドライヤー部でプレスされ、乾燥される。抄紙機は、典型的には１００〜２００ミクロンの相互連絡した細孔を有する立体織布であるフォーミングファブリックを有する。これらの大きい細孔により、迅速に排水させることができる。以前のフィブリル化した生成物は、いずれも最小限の歩留りで細孔を通過するであろう。これらの以前から公知の生成物に対して、より緻密な細孔構造が使用された場合、排水はきわめて少なくなり、機械が１０〜５０ｍ／分で動作しなければならなくなるが、筆者らは７５０ｍ／分以上、好ましくは１５００ｍ／分、より好ましくは１２００ｍ／分で動作できる。本発明のフィラメントは、先に説明したＭＦＣ及びＮＦＣとは長さが異なることが、ＣＦが抄紙機で濾過される能力により間接的に実証される。本発明のセルロースフィラメント（ＣＦ）は、３００〜３５０μｍまでの長さ及び約１００〜５００ｎｍの直径を有し、木材又は植物繊維の多段高濃度叩解で作られる。しかし、水再分散性乾燥ＣＦフィルムを生成することを目的とした、フォーミングファブリックの理想的な細孔の大きさは、３００〜３５０μｍまでの長さ及び約１００〜５００ｎｍの直径を有するフィラメントのＣＦ中における正確な割合によって決まり、割合もまた、合計のエネルギー投入量、叩解回数、叩解強度及びＣＦを生成するために使用されるリファイナーの他の動作条件に依存することは理解されるべきである。

【0051】

本発明の別の態様によれば、本発明の水再分散性乾燥セルロースフィラメント（ＣＦ）フィルムを、ＣＦ材料の保存及び／又は輸送に使用する。

【0052】

本発明のさらに別の態様によれば、水再分散性乾燥セルロースフィラメント（ＣＦ）フィルムは、ＣＦ材料の輸送、保存又はその後の使用のために、水再分散性乾燥セルロースフィラメント粉末又はフレークに変換される。

【0053】

本発明のさらに別の態様によれば、本発明の水再分散性乾燥セルロースフィラメント（ＣＦ）フィルム、又は、水再分散性乾燥セルロースフィラメント（ＣＦ）粉末又はフレークは、水性媒体に再分散させる際に添加剤として使用されて、セルロース繊維生成物、例えば紙、薄葉紙及び板紙が補強される。

【0054】

本発明の水再分散性乾燥セルロースフィラメント（ＣＦ）フィルム、又は水再分散性乾燥セルロースフィラメント（ＣＦ）粉末又はフレークは、強靭で再使用可能なフィルムとして複合材料の製造、包装又は他の用途にも使用することもできる。これらは、水性媒体に再分散する際に添加剤として使用して、他の消費者製品又は産業製品を補強できる。

【0055】

水再分散性フィルムの乾燥度（固形分）、坪量、及び最初に通過させる際の歩留りは、とりわけ、セルロースフィラメント（ＣＦ）を製造するために使用される供給源及び合計のエネルギー量、薄葉紙、紙又は板紙の抄紙機の速度、並びに機械の構造及び動作パラメータ、例えば加えられる真空ボックスの数、ヘッドボックスの濃度及び流量、及びフォーミングファブリックの細孔の大きさによって決まる。以前の特許出願ＰＣＴ／ＣＡ２０１２／００００６０；ＷＯ２０１２／０９７４４６Ａ１に記載されているように、好ましくは２，０００〜２０，０００ｋＷｈ／ｔ、より好ましくは５，０００〜２０，０００ｋＷｈ／ｔ、及び最も好ましくは５，０００〜１２，０００ｋＷｈ／ｔの合計のエネルギー投入量で、木材又は植物繊維を多段高濃度（２０〜６５重量％）叩解することにより、３００〜３５０μｍまでの長さ及び約１００〜５００ｎｍの直径を有する、少なくとも５０重量％のフィブリル化材料を有するようにＣＦが製造される。好ましくは７０〜９５％、より好ましくは７５〜９５％、及び最も好ましくは８０〜９５％の固形分；好ましくは５〜１２０ｇ／ｍ^２、より好ましくは１０〜１００ｇ／ｍ^２、及び最も好ましくは１０〜８０ｇ／ｍ^２の坪量を有する前記ＣＦフィルムの生成を可能とする方法で、機械を作動させる。場合により、紙、薄葉紙又は板紙の抄紙機のヘッドボックスにおいて、歩留剤又は排水助剤をＣＦと混合して、前記水再分散性乾燥ＣＦフィルムが最初に通過する際の歩留り及び／又は排水率を上昇させることができる。

【0056】

事実上、すべての固体材料は濾過できるが、但し、濾過媒体の細孔の大きさが、材料を歩留りさせる程度の小ささであることが条件である。しかし、細孔の大きさが縮小すると、流れ耐性が増大し、ひいては排水が減少する。穏やかな圧力低下条件を使用すると、水中の準ナノ材料を高速で濾過できる（すなわち高圧又は真空にする必要がない）ことを本発明者らは発見した。比較的に開口しているファブリックにおいて、濾過速度が７５０ｍ／分、１０００ｍ／分であり、より特定のフィラメントの直径が１００〜５００ｎｍであることは驚くべきことである。

【0057】

「濃度」は、本明細書では、水及び木材若しくは植物繊維、又はセルロースフィラメント（ＣＦ）の混合物中における、木材若しくは植物繊維、又はセルロースフィラメント（ＣＦ）の重量パーセントと定義される。

【0058】

坪量は、本明細書では、パルプ繊維のセルロースフィラメント（ＣＦ）フィルム又はシート、及び前記フィルム又はシートの平方メートル（ｍ^２）当たりのＣＦのグラム（ｇ）単位重量と定義される。

【0059】

本発明において、オーブン乾燥ベース（ｏｄ）の重量は、水の重量を除いた重量を指す。湿った材料、例えばＣＦに関しては、水を含まない材料の重量であり、その材料の濃度から計算される。

【0060】

ところで図に関しては、図１は、針葉樹さらしクラフトパルプを多段高濃度叩解することによる、３００〜３５０μｍまでの長さ及び約１００〜５００ｎｍの直径を有する、代表的なセルロースフィラメント（ＣＦ）の走査電子顕微鏡画像を示す。

【0061】

機械からの最終ＣＦフィルム生成物は、多孔率がきわめて低いか皆無である。さらに、本発明のＣＦフィルムは、機械で形成中に急速に閉鎖するため、フィルムが固まり、細孔系が塞がれるようになると排水は急速に減少する。したがって、機械上をフィルムはきわめて速く動き続け、厚さは薄くなる。フィルムの厚さは、好ましくは１０〜５０μｍ及び３００μｍ以下である。

【0062】

本発明は、以下の例により例示されるが、それらに限定されない。

【0063】

一般的手順Ａ：パイロット抄紙機による水再分散性乾燥ＣＦフィルムの生成
水再分散性乾燥ＣＦフィルムは、ＦＰＩｎｎｏｖａｔｉｏｎｓのパイロット抄紙機で生成され、抄紙機の構造は、中間乃至高坪量の印刷及び筆記グレード、並びに薄葉紙及びタオルペーパーを生成するように構成できる。紙を生成する機械の標準的な構造に関する詳細な説明は、（Ｃｒｏｔｏｇｉｎｏ、Ｒ．ら、「Ｐａｐｒｉｃａｎ 新パイロット抄紙機（Ｐａｐｒｉｃａｎ’ｓ Ｎｅｗ Ｐｉｌｏｔ Ｐａｐｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅ）」Ｐｕｌｐ＆Ｐａｐｅｒ、Ｃａｎａｄａ、第１０１巻、第１０号、２０００年、４８〜５２頁）で提示されている。

【0064】

簡潔には、この機械は、主に、ロールが４つ、幅０．４６ｍのツインワイヤ−ロール形成部、ニップ３つのプレス部、及び２つのヤンキードライヤーからなる。ＣＦフィルムの生成に関して、薄葉紙及びタオルペーパーの様式に適切であると見出されている２つの構造は、プレス部を出ても非常に湿ったフィルムが乾燥部へと運ばれるため、経済的側面の観点から劣っている。単一のヤンキードライヤーは、フィルムを乾燥させるために十分であると見出されたが、従来のドライヤー、例えば蒸気で満たした回転シリンダーは、管理条件下でこれらのフィルムを乾燥させるためにヤンキードライヤーと同じく有効になる、又はそれを上回るであろうことは、抄紙の専門家によって認識されるべきである。

【0065】

特に指示がない限り、３００〜３５０μｍまでの長さ、約１００〜５００ｎｍの直径及び３３〜３７％の濃度を有し、針葉樹さらしクラフトパルプを多段高濃度叩解することで作られるフィブリル化材料が５０重量％以上であるオーブン乾燥（ｏｄ）ベースのＣＦ１０００ｋｇを、抄紙機（ＰＭ）中のドライエンドパルパー／プレスブロークパルパー中に、水道水を用いて３〜４％濃度で分散させ、５０ｍ^３のタンク中に保存した。次いで、分散したＣＦを、抄紙機のチェストへと送り、そこで水道水を用いてＣＦを約２．０％の濃度に希釈した。ファンポンプループ（ＰＭチェストの後）により追加の水道水を計量し、ＣＦスラリーを０．２〜０．５％濃度に希釈した。次いでＣＦストックにスクリーニングを行い、ＰＭのヘッドボックスへと送った。ヘッドボックスの流量（８００〜５０００Ｌ／分）、機械の速度（５００〜７５０ｍ／分）、及び機械の他の動作パラメータを、形成部における真空ボックスの使用の有無にかかわらず、６〜８％及び９〜１０．５％の固形分の薄フィルムを形成部の後で形成できるように調整し、それぞれ、プレス部の後でフィルムを３０〜３７％の固形分に到達させ、ドライヤー部の後で、８０〜８５％の固形分及び１５〜２２ｇ／ｍ^２の坪量を有する、水再分散性乾燥ＣＦフィルムを生成した。生成した乾燥ＣＦフィルムの幅は、０．３０〜０．３３ｍであり、フィルムが最初に通過した際の歩留りは８５〜９０％であった。

【0066】

一般的手順Ｂ：ＣＦ又はパイロット抄紙機で生成したＣＦフィルムの水性媒体における実験分散
特に指定がなければ、一般的手順Ａに記載されている２４ｇ（ｏｄベース）のＣＦ、又は、記載した一般的手順Ａに従って生成した水再分散性乾燥ＣＦフィルム２４ｇ（ｏｄベース）を、英国製ディスインテグレータ中で、温度を８０℃まで上昇させた既知量の脱イオン水（ＤＩ Ｈ_２Ｏ）により、１．２％濃度に希釈した。ＣＦスラリーを３０００ｒｐｍで１５分間混合して、分散系を得て、次いでその分散系をディスインテグレータから除去し、室温（約２３℃）に冷却した。

【0067】

一般的手順Ｃ：パイロット抄紙機パルパー中の水性媒体におけるＣＦ又はパイロット抄紙機で生成したＣＦフィルムの分散
特に指定がなければ、一般的手順Ａに記載されているＣＦ１０００ｋｇ（ｏｄベース）、又は記載した一般的手順Ａに従って生成した、水再分散性乾燥ＣＦフィルム１０００ｋｇ（ｏｄベース）をパイロット抄紙機にて、プレスブロークパルパー（Ｂｅｌｏｉｔ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｔｒｉ−Ｄｙｎｅ Ｐｕｌｐｅｒ、モデルＮｏ．５２０１、Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．ＢＣ−１ １００）又はドライエンドパルパー中に、温度を約５０℃に上昇させた既知量の水道Ｈ_２Ｏを注いで、３．０〜４．０％濃度に希釈した。ＣＦスラリーを４８０ｒｐｍで１５分間混合し、分散系を得て、パルパーから分散系を除去し、５０ｍ^３のタンクに保存し、次いで、室温（約２３℃）に冷却した。

【0068】

一般的手順Ｄ：パルプ及びＣＦ生成物の混合物に由来するハンドシートの調製
特に指定がなければ、最初に広葉樹クラフトパルプ（ＨＷＫＰ）をドライラップ形態でＤＩ Ｈ_２Ｏと組み合わせ、らせん型パルパー中にて１０％濃度で、８００ｒｐｍ及び５０℃で１５分間再パルプ化／分解する。次いで、ＤＩ Ｈ_２Ｏを用いて、記載した一般的手順Ｂ又はＣに従って、調製したＣＦ分散系の試料と再パルプ化したＨＷＫＰを、９６／４（ＨＷＫＰ／ＣＦ）の重量（ｏｄベース）比で組み合わせ、パルプ及びＣＦのスラリーを０．３３％濃度で得た。ＰＡＰＴＡＣ試験法の標準規格Ｃ．４に従ってハンドシート（６０ｇ／ｍ^２）を調製した。ＰＡＰＴＡＣ試験法の標準規格Ｄ．３４に従ってシートの引張り強さを測定した。別の実験では、１００％ＨＷＫＰのハンドシート（６０ｇ／ｍ^２）も調製し、引張り強さを測定した。

【0069】

一般的手順Ｅ：スタンダードシートマシンによるＣＦフィルムの調製
以下のように改変したＰＡＰＴＡＣ試験法の標準規格Ｃ．５を使用して、大きさ０．０２ｍ^２の円形ＣＦフィルムを調製した。特に指定がなければ、記載した一般的手順Ｂ又はＣに従って調製したＣＦ０．４、０．８又は１．２ｇ（ｏｄベース）を、ＤＩ Ｈ_２Ｏを用いて希釈して、０．０５％濃度のＣＦスラリーを得た。テフロンスプーンを使用して、特に指定がなければ１５０メッシュスクリーンを備えたスタンダードシートマシンに分散系を移した。スタンダードシートマシン内部の分散系を、テフロンスティックを使用して型枠越しに前後に静かに撹拌し、次いで落ち着かせた。次いで、スタンダードシートマシンの排水バルブを開いて排水し、型枠から排水したら閉め、ＣＦフィルムを鋼鉄メッシュの表面で形成した。典型的には、９０％超のセルロースフィラメントが、ＣＦフィルムに歩留りした。正確な歩留りの値は、ＣＦを作る際に加えられる合計エネルギー量、及びスタンダードシートマシンのスクリーンメッシュサイズによって決まる。合計比叩解エネルギー５０００〜１０，０００ｋＷｈ／ｔを有する、針葉樹さらしクラフトパルプの多段高濃度叩解から作られるＣＦに関しては、１５０メッシュスクリーンの使用により、ＣＦフィルムにおいて９０％超のフィラメントが歩留りした。合計比叩解エネルギー１２，０００〜２０，０００ｋＷｈ／ｔを有する、針葉樹さらしクラフトパルプの多段高濃度叩解から作られるＣＦに関しては、４５０メッシュスクリーンの使用により、ＣＦフィルムにおいて９０％超のフィラメントが歩留りした。

【0070】

型枠を開き、Ｗｈａｔｍａｎの濾紙＃１（直径１８５ｍｍ）１枚を湿ったＣＦフィルムの表面に配置した。吸い取り紙２枚を濾紙の表面に配置し、クーチ板及びクーチロールを使用してクーチングを行った。１５回［０．４ｇ（ｏｄベース）のＣＦを使用して作られたフィルムに］又は２２回［０．８又は１．２ｇ（ｏｄベース）のＣＦを使用して作られたフィルムに］にわたり後方及び前方へと移動させ、その後クーチ板及び吸い取り紙２枚を慎重に除去した。次いで、濾紙と共に、それに貼り付いたＣＦフィルムを徐々に鋼鉄メッシュから剥がした。

【0071】

鏡面研磨したステンレス鋼ディスクを、ＣＦフィルムの面に対して配置した。次いで、ＰＡＰＴＡＣ試験法の標準規格Ｃ．５に記載されているプレス手順に従って、ＣＦフィルムのプレスを行い、第１及び第２のプレスは、それぞれ５．５及び２．５分間であった。

【0072】

プレス後、濾紙及びステンレス鋼板の間に挟んだＣＦフィルムを乾燥リングに入れ、一定温度及び湿度（２３℃及び５０％の相対湿度）の室内で一晩乾燥させた。次いで０．４、０．８又は１．２ｇ（ｏｄベース）のＣＦに由来する約２０、４０又は６０ｇ／ｍ^２の坪量のフィルムを濾紙から前後に数回剥がすことにより、鋼鉄板から剥がし、分離させた。

【0073】

（例１）
ＰＣＴ／ＣＡ２０１２／００００６０；ＷＯ２０１２／０９７４４６Ａ１に以前に記載された方法を使用して、トン単位のパルプにつき合計比叩解エネルギー７８００〜８０００キロワット時間（ｋＷｈ／ｔ）を有する多段高濃度（３３〜３７％）叩解による針葉樹さらしクラフトパルプから、３００〜３５０μｍまでの長さ及び約１００〜５００ｎｍの直径のフィブリル化材料を５０重量％以上有するようにセルロースフィラメント（ＣＦ）を調製した。３３〜３７％の濃度で調製したＣＦを、ネバードライＣＦ（１）と呼ぶ。

【0074】

ネバードライＣＦ（１）の試料（ｏｄベースで１０００ｋｇ）を使用して、乾燥ＣＦフィルムを、記載した一般的手順Ａに従ってパイロット抄紙機で生成した。フィルムの坪量は、１５〜２２ｇ／ｍ^２の範囲であり、フィルムの固形分は、８０〜８５％の範囲であった。図２は、パイロット抄紙機で生成した乾燥ＣＦフィルムのロールを示す。

【0075】

ネバードライＣＦ（１）の試料（ｏｄベースで２４ｇ）を、記載した一般的手順Ｂに従ってＤＩ Ｈ_２Ｏに分散させて、実験分散させたネバードライＣＦ（１）と呼ばれる安定な分散系を得た。

【0076】

パイロット抄紙機（ＰＭ）で生成した乾燥ＣＦフィルムの試料（ｏｄベースで２４ｇ）を、記載した一般的手順Ｂに従ってＤＩ Ｈ_２Ｏに分散させた。安定な分散系も形成した。このＣＦ分散系は、実験再分散させ、ＰＭで乾燥させたＣＦ（１）と呼ぶ。

【0077】

記載されている一般的手順Ｃに従って、パイロットＰＭで生成した乾燥ＣＦフィルムの試料（ｏｄベースで１０００ｋｇ）を、パイロット抄紙機のプレスブロークパルパー又はドライエンドパルパー中の水道Ｈ_２Ｏに分散させた。安定な分散系を形成した。このＣＦ分散系は、ＰＭパルパーで再分散させ、ＰＭで乾燥させたＣＦ（１）と呼ばれる。

【0078】

別の実験では、ＰＣＴ／ＣＡ２０１２／００００６０；ＷＯ２０１２／０９７４４６Ａ１で以前に記載された方法を使用した、合計叩解エネルギー８３７２ｋＷｈ／ｔを有する多段高濃度（３６％）叩解により、同一の針葉樹さらしクラフトパルプから、３００〜３５０μｍまでの長さ及び１００〜５００ｎｍの直径を有するように、別のＣＦを調製した。３６％の濃度で調製したＣＦをネバードライＣＦ（２）と呼ぶ。記載した一般的手順Ｂに従って、このＣＦの試料（２４ｇのｏｄベース）をＤＩ Ｈ_２Ｏに分散させて、実験分散させたネバードライＣＦ（２）と呼ばれる安定な分散系を得た。

【0079】

家庭用の衣類ドライヤーを３時間使用して、ネバードライＣＦ（２）の試料をドラム乾燥させて、８５．３％の固形分を有する乾燥ＣＦを得た。記載した一般的手順Ｂに従って、この乾燥ＣＦをＤＩ Ｈ_２Ｏに再分散させて、実験再分散させ、ドラム乾燥させたＣＦ（２）と呼ばれるＣＦ懸濁液を得た。

【0080】

記載した一般的手順Ｄに従って、広葉樹クラフトパルプ（ＨＷＫＰ）、上に記載されているＣＦ分散系、及び上に記載されているＣＦ懸濁液のそれぞれから、ハンドシート（６０ｇ／ｍ^２）を調製した。ＨＷＫＰ及びＣＦの重量（ｏｄベース）比は９６／４であった。１００％のＨＷＫＰからもハンドシート（６０ｇ／ｍ^２）を調製した。表１は、記載した一般的手順Ｄに従って測定した様々なハンドシートの引張り強さ指数値を列挙している。実験再分散させ、ＰＭで乾燥させたＣＦ又はＰＭパルパーで再分散させ、ＰＭで乾燥させたＣＦは、実験分散させたネバードライＣＦの補強力の９０％超を保持することがデータにより示される。したがって、抄紙機によるＣＦフィルムの形成は、容易に水性媒体に分散でき、紙生成物より優れた補強剤として使用できる乾燥ＣＦ生成物を生成するための経済的手段を意味する。

【0081】

ネバードライＣＦの補強力の保持に関して、ドラム乾燥させたＣＦが、パイロット抄紙機で生成された乾燥ＣＦよりもさらに劣っていることもデータにより示される。これらも、抄紙機による水再分散性乾燥ＣＦフィルムの生成における、想定外の発見及び本発明の新規性を裏付ける。

【0082】

【表1】

【0083】

（例２）
例１に記載されているネバードライＣＦ（２）の試料を、それぞれ１００ｋｇ／ｈの供給量で、室温（約２３℃）にて約１２０時間空気乾燥させ、及びＧＥＡ Ｂａｒｒ−Ｒｏｓｉｎパイロットフラッシュドライヤーにて、フラッシュ乾燥させて、８０．９及び８７．７％の固形分の乾燥ＣＦ材料を得た。記載した一般的手順Ｂに従って、これらの２つの乾燥ＣＦ材料をそれぞれＤＩ Ｈ_２Ｏに再分散して、実験再分散させ、空気乾燥させたＣＦ（２）及び実験再分散させ、フラッシュ乾燥させたＣＦ（２）と呼ばれるＣＦ懸濁液を得た。

【0084】

記載した一般的手順Ｅに従って、これらのＣＦ懸濁液２つのそれぞれから、並びに、例１に記載したＣＦ分散系及びＣＦ懸濁液のそれぞれから、乾燥ＣＦフィルム（２０ｇ／ｍ^２）をスタンダードシートマシンで調製した。ＰＡＰＴＡＣ試験法の標準規格Ｄ．３４に従って、フィルムの引張り強さ指数値を測定し、表２に列挙した。パイロット抄紙機で生成した乾燥ＣＦフィルムの再分散系から調製されるＣＦフィルムは、ネバードライＣＦの分散系から調製したＣＦフィルムとほぼ同一の強度を有することがデータにより明らかに示される。したがって、抄紙機で生成された水再分散性乾燥ＣＦフィルムは再利用できる。新しい、強固なＣＦフィルムを作る場合、空気乾燥させたＣＦ、ドラム乾燥させたＣＦ又はフラッシュ乾燥させたＣＦは、パイロット抄紙機で生成された水再分散性乾燥ＣＦよりもさらに劣ることも、このデータにより示される。これらも、水再分散性であり且つ再使用できる乾燥ＣＦフィルムの抄紙機による生成に関して、本発明の想定外の発見及び新規性を裏付ける。

【0085】

別の実験では、使用される濃度が１．２％の代わりに０．１％であることを除き、記載した一般的手順Ｂに従って、上記及び例１の様々な乾燥ＣＦ材料をＤＩ Ｈ_２Ｏに分散した。図３は、ａ／実験分散させたネバードライＣＦ（１）；ｂ／実験再分散させ、ＰＭで乾燥させたＣＦ（１）；ｃ／実験再分散させ、空気乾燥させたＣＦ（２）；ｄ／実験再分散させ、ドラム乾燥させたＣＦ（２）；及びｅ／実験再分散させ、フラッシュ乾燥させたＣＦ（２）を安定させた４５分後に撮影した分散系又は懸濁液の画像を示す。パイロット抄紙機で生成された乾燥ＣＦフィルムは、ネバードライＣＦと同等、又はきわめて類似した水分散性を有するが、空気乾燥、ドラム乾燥又はフラッシュ乾燥により生成した乾燥ＣＦ材料は、ネバードライＣＦ又はパイロット抄紙機で生成したＣＦより低い水分散性を有することが、画像により明らかに示される。これらは、水再分散性且つ再使用できる乾燥ＣＦフィルムの抄紙機による生成に関する、本発明の想定外の発見及び新規性をやはり裏付ける。

【表2】

【0086】

（例３）
（９）で以前に記載されている方法を使用した、合計叩解エネルギー８３３１ｋＷｈ／ｔを有する多段高濃度（２８％）叩解により、針葉樹さらしクラフトパルプから３００〜３５０μｍまでの長さ及び約１００〜５００ｎｍの直径を有するフィブリル化材料を５０重量％以上有するように、セルロースフィラメント（ＣＦ）の新たなバッチを調製した。２８％の濃度で調製したＣＦは、ネバードライＣＦ（３）と呼ばれる。記載した一般的手順Ｂに従って、このＣＦ（ｏｄベースで２４ｇ）試料をＤＩ Ｈ_２Ｏに分散させて、実験分散させたネバードライＣＦ（３）と呼ばれる安定な分散系を得た。

【0087】

実験分散させたネバードライＣＦ（３）からの乾燥ＣＦフィルム（２０ｇ／ｍ^２）１０枚を、記載した一般的手順Ｅに従ってスタンダードシートマシン（ＳＳＭ）により調製した。ＰＡＰＴＡＣ試験法の標準規格Ｄ．３４に従ってフィルムの引張り強さ指数値を測定した。それぞれ坪量２０、４０及び６０ｇ／ｍ^２の追加の乾燥ＣＦフィルム（合計１１０枚）も、記載した一般的手順Ｅに従ってＳＳＭにより調製した。これらの追加の乾燥ＣＦフィルムを、記載した一般的手順Ｂに従って、坪量［２０、４０及び６０ｇ／ｍ^２（ｇｓｍ）］ごとにＤＩ Ｈ_２Ｏに個別に再分散して、実験再分散させ、２０ｇｓｍのＳＳＭで乾燥させたＣＦ（３）、実験再分散させ、４０ｇｓｍのＳＳＭで乾燥させたＣＦ（３）、及び実験再分散させ、６０ｇｓｍのＳＳＭで乾燥させたＣＦ（３）とそれぞれ呼ばれる安定な分散系３種を得た。これらの各分散系のうち、乾燥ＣＦフィルム（２０ｇ／ｍ^２）１０枚を、記載した一般的手順Ｅに従ってＳＳＭで調製した。ＰＡＰＴＡＣ試験法の標準規格Ｄ．３４に従ってフィルムの引張り強さ指数値を測定した。各セットの乾燥フィルム１０枚の平均値及び標準偏差を表３に列挙する。２０から６０ｇ／ｍ^２坪量を有する、スタンダードシートマシンで生成した乾燥ＣＦフィルムは、容易に再分散でき、これを使用して、ネバードライＣＦから調製されるフィルムと実質的に同一の強度を有する新たなフィルムを生成できることがデータにより示される。

【表3】

【0088】

（例４）
例３に記載されている、実験分散させたネバードライＣＦ（３）の乾燥ＣＦフィルム（２０ｇ／ｍ^２）１０枚、及び実験再分散させ、２０ｇｓｍのＳＳＭで乾燥させたＣＦ（３）の乾燥ＣＦフィルム（２０ｇ／ｍ^２）１０枚を、１５０℃の高速ドライヤーで３０秒間フィルムの乾燥を行うことを除き、記載した一般的手順Ｅに従ってスタンダードシートマシンで調製した。ＰＡＰＴＡＣ試験法の標準規格Ｄ．３４に従って、フィルムの引張り強さ指数値を測定した。フィルム１０枚それぞれの平均値及び標準偏差を、記載した一般的手順Ｅに従って、室内にて一定の温度及び湿度（ＣＴＨ）（２３℃及び５０％相対湿度）で一晩乾燥させたフィルムのものと共に、表４に列挙する。ネバードライ、又は再分散させ、スタンダードシートマシンで乾燥させたＣＦから作られたＣＦフィルムの強度特性に、乾燥速度（温度及び時間）はごくわずかな影響しか与えないことが、データにより示される。スタンダードシートマシンで生成したＣＦフィルムは、容易に再分散でき、これを使用して、ネバードライＣＦから調製されるフィルムと実質的に同一の強度を有し、直ちに再分散できる、する新たなフィルムを様々な乾燥温度／速度で生成できる。

【表4】

（例５）

【0089】

記載した一般的手順Ａに従ってパイロット抄紙機で生成され、３０ｃｍ幅を有し、ＰＭで生成されたＣＦウエブと呼ばれる、水再分散性乾燥ＣＦフィルムの試料（ｏｄベースで１．０ｋｇ）を、パイロットプラントシュレッダー（Ｄｅｓｔｒｏｙｉｔ ４００５ ＣＣ、ＩＤＥＡＬ Ｋｒｕｇ＆Ｐｒｉｅｓｔｅｒ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ、Ｓｉｍｏｎ−Ｓｃｈｗｅｉｔｚｅｒ−Ｓｔ＾ｅ ３４、７２３３６ Ｂａｌｉｎｇｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を使用して、小さいフィルム（約２ｃｍ×２ｃｍ）に細断した。直径３．２ｍｍ、２．０ｍｍ及び１．０ｍｍのスクリーン孔をそれぞれ備えたパイロットプラントグラインダー（Ｗｉｌｌｙ Ｍｉｌｌ Ｎｏ．１、Ａｒｔｈｕｒ Ｈ．Ｔｈｏｍａｓ Ｃｏ、Ｖｉｎｅ Ｓｔ．Ｐｈｉｌｄｅｌｐｈｉａ．、Ｐａ１９１０２、ＵＳＡ）により、細断したフィルム（１．０ｋｇ）を粉砕して、様々な大きさの水再分散性乾燥ＣＦ粉末にした。３つの異なるスクリーンを使用して、ＰＭで生成したＣＦフィルム、及びＰＭで生成されたＣＦフィルムから得た水再分散性乾燥ＣＦ粉末（乾燥ＣＦ粉末と呼ばれる）の試料（ｏｄベースで各試料２０ｇ）を、一般的手順Ｂに従ってそれぞれ分散させた。分散させたＰＭで生成したＣＦフィルム及び、分散させた３種の乾燥ＣＦ粉末それぞれからの乾燥ＣＦフィルム１０枚（２０ｇ／ｍ^２）を、記載した一般的手順Ｅに従って、スタンダードシートマシンで調製した。ＰＡＰＴＡＣ試験法の標準規格Ｄ．３４に従って、フィルムの引張り強さ指数値を測定した。フィルム１０枚それぞれの平均値及び標準偏差を表５に列挙する。グラインダーのスクリーン孔の直径が大きいほど、引張り強さ指数も高くなることがデータにより示される。粉砕の条件、例えばグラインダーのスクリーン孔の直径、ナイフの刃の鋭さ及びグラインダーの滞留時間を最適化せずとも、ＰＭで生成したＣＦフィルムの引張り強さ指数７８％を保持する、直径３．２ｍｍのスクリーン孔を備えたグラインダーを使用して、乾燥ＣＦ粉末が得られる。

【表5】

【0090】

上記本発明の実施形態は、例となることを意図している。したがって、当業者は、先述の記載は例示に過ぎず、様々な代替形態及び改変が、本発明の精神から逸脱することなく考案され得ることを理解するであろう。したがって、本発明は、付記されている特許請求の範囲内に収まる、そのようなあらゆる代替形態、改変及び変化を包含することを意図している。

【図1a】

【図1b】

【図2】

【図3】