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特開2024-138894ミクロフィブリルセルロースの製造方法及びダブルディスクリファイナー
(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】P2024138894
(43)【公開日】2024-10-09
(54)【発明の名称】ミクロフィブリルセルロースの製造方法及びダブルディスクリファイナー
(51)【国際特許分類】
D21H 11/18 20060101AFI20241002BHJP
D21H 15/02 20060101ALI20241002BHJP
D21D 1/30 20060101ALI20241002BHJP
【ＦＩ】
D21H11/18
D21H15/02
D21D1/30
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023049611
(22)【出願日】2023-03-27
(71)【出願人】
【識別番号】000183484
【氏名又は名称】日本製紙株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100112427
【弁理士】
【氏名又は名称】藤本 芳洋
(72)【発明者】
【氏名】中田 咲子
(72)【発明者】
【氏名】高山 雅人
(72)【発明者】
【氏名】寺坂 博史
(72)【発明者】
【氏名】渡部 啓吾
【テーマコード（参考）】
4L055
【Ｆターム（参考）】
4L055AA02
4L055AC06
4L055AF09
4L055AF46
4L055AG07
4L055AG99
4L055BB03
4L055CA16
4L055CB15
4L055EA03
4L055EA16
4L055EA25
4L055EA32
(57)【要約】
【課題】ダブルディスクリファイナーにおけるメタルタッチによる刃の消耗、原料への鉄粉の混入を防止しつつミクロフィブリルセルロースの製造を行う。
【解決手段】ダブルディスクリファイナーを用いてパルプ原料からミクロフィブリルセルロースを製造するミクロフィブリルセルロースの製造方法であって、前記パルプ原料を前記ダブルディスクリファイナーにより叩解する叩解工程と、前記叩解工程中に実施される、回転軸方向に固定されたローターを挟んで設けられた第１移動式固定歯及び第２移動式固定歯の前記ローターとのクリアランスを制御する制御工程を含む。
【選択図】図１
【解決手段】ダブルディスクリファイナーを用いてパルプ原料からミクロフィブリルセルロースを製造するミクロフィブリルセルロースの製造方法であって、前記パルプ原料を前記ダブルディスクリファイナーにより叩解する叩解工程と、前記叩解工程中に実施される、回転軸方向に固定されたローターを挟んで設けられた第１移動式固定歯及び第２移動式固定歯の前記ローターとのクリアランスを制御する制御工程を含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ダブルディスクリファイナーを用いてパルプ原料からミクロフィブリルセルロースを製造するミクロフィブリルセルロースの製造方法であって、
前記パルプ原料を前記ダブルディスクリファイナーにより叩解する叩解工程と、
前記叩解工程中に実施される、回転軸方向に固定されたローターを挟んで設けられた第１移動式固定刃及び第２移動式固定刃の前記ローターとのクリアランスを制御する制御工程を含む、ミクロフィブリルセルロースの製造方法。
前記パルプ原料を前記ダブルディスクリファイナーにより叩解する叩解工程と、
前記叩解工程中に実施される、回転軸方向に固定されたローターを挟んで設けられた第１移動式固定刃及び第２移動式固定刃の前記ローターとのクリアランスを制御する制御工程を含む、ミクロフィブリルセルロースの製造方法。
【請求項2】
前記制御工程は、前記ローターと前記第１移動式固定刃のクリアランス及び前記ローターと前記第２移動式固定刃のクリアランスを検出する検出工程と、
前記検出工程による検出結果に基づいて、前記ローターとのクリアランスが予め定めたクリアランスとなるように前記第１移動式固定刃及び前記第２移動式固定刃を前記回転軸方向に移動させる移動工程を含む、請求項１記載のミクロフィブリルセルロースの製造方法。
前記検出工程による検出結果に基づいて、前記ローターとのクリアランスが予め定めたクリアランスとなるように前記第１移動式固定刃及び前記第２移動式固定刃を前記回転軸方向に移動させる移動工程を含む、請求項１記載のミクロフィブリルセルロースの製造方法。
【請求項3】
前記予め定めたクリアランスは、０．０１ｍｍ～０．５ｍｍである請求項１または請求項２記載の
ミクロフィブリルセルロースの製造方法。
ミクロフィブリルセルロースの製造方法。
【請求項4】
前記ダブルディスクリファイナーの前記パルプ原料の流れ方式は、モノフロー方式である、請求項1または請求項２記載のミクロフィブリルセルロースの製造方法。
【請求項5】
前記ダブルディスクリファイナーで叩解する前記パルプ原料の濃度が０．５％～１０％である、請求項１または請求項２記載のミクロフィブリルセルロースの製造方法。
【請求項6】
回転軸方向に固定されたローターと、
前記回転軸方向に前記ローターを挟んで設けられた第１移動式固定刃及び第２移動式固定刃と、
前記第１移動式固定刃及び前記第２移動式固定刃を前記回転軸方向に移動させて前記ローターとのクリアランスの制御を行う制御部と
を備えるダブルディスクリファイナー。
前記回転軸方向に前記ローターを挟んで設けられた第１移動式固定刃及び第２移動式固定刃と、
前記第１移動式固定刃及び前記第２移動式固定刃を前記回転軸方向に移動させて前記ローターとのクリアランスの制御を行う制御部と
を備えるダブルディスクリファイナー。
【請求項7】
前記制御部は、前記第１移動式固定刃と前記ローターのクリアランス及び前記第２移動式固定刃と前記ローターのクリアランスを検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記ローターとのクリアランスが予め定めたクリアランスとなるように前記第１移動式固定刃及び前記第２移動式固定刃を前記回転軸方向に移動させる駆動部と
を備える請求項６記載のダブルディスクリファイナー。
前記検出部による検出結果に基づいて、前記ローターとのクリアランスが予め定めたクリアランスとなるように前記第１移動式固定刃及び前記第２移動式固定刃を前記回転軸方向に移動させる駆動部と
を備える請求項６記載のダブルディスクリファイナー。
【請求項8】
前記予め定めたクリアランスは、０．０１ｍｍ～０．５ｍｍである請求項６または請求項７記載のダブルディスクリファイナー。
【請求項9】
パルプ原料の流れ方式がモノフロー方式である請求項６または請求項７記載のダブルディスクリファイナー。
【請求項10】
叩解されたパルプ原料を叩解室に循環させる循環用配管を更に備える請求項６または請求項７記載のダブルディスクリファイナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ミクロフィブリルセルロースの製造方法及びミクロフィブリルセルロースの製造に用いるダブルディスクリファイナーに関するものである。
【背景技術】
【0002】
パルプ原料を微細化して得られるセルロースナノファイバーやミクロフィブリルセルロースは、繊維幅がナノ～マイクロオーダーの微細な繊維であり、高強度、高弾性、チキソ性等、通常のパルプにはない機能を有する新規材料として様々な分野での利用が期待されている。例えば、製紙分野においては、紙の強度を向上させるために紙力向上剤を用いる場合があり、その効果を補強するためにセルロースナノファイバーよりも解繊度の程度が低く、低コストで製造することができるミクロフィブリルセルロースを添加することが検討されている。
【0003】
ミクロフィブリルセルロースの製造は、パルプ原料に対してダブルディスクリファイナーなどを用いて叩解処理を施すことにより行われている。ダブルディスクリファイナーにより叩解処理を行う場合には、回転刃と固定刃の接触によるメタルタッチが発生することがあり、メタルタッチが発生すると、刃の消耗を早めてしまうことの他に原料に鉄粉が混入することで明度の低下や鉄臭という問題も発生する。そこで特許文献１に記載されているダブルディスクリファイナーにおいては、メタルタッチの発生を検出したときに、モーター出力を変動させて回転刃と固定刃の間隔を広げる制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００３－１１２０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献１に開示されたダブルディスクリファイナーは、メタルタッチの発生を検出した後に回転刃と固定刃の間隔を広げる制御を行うため、メタルタッチによる刃の消耗、原料への鉄粉の混入などの問題を十分に解消することができていなかった。
【0006】
本発明の目的は、ダブルディスクリファイナーにおけるメタルタッチの発生を防止することにより、製造されたミクロフィブリルセルロースに含まれる金属量を減少させることである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、以下を提供する。
（１）ダブルディスクリファイナーを用いてパルプ原料からミクロフィブリルセルロースを製造するミクロフィブリルセルロースの製造方法であって、前記パルプ原料を前記ダブルディスクリファイナーにより叩解する叩解工程と、前記叩解工程中に実施される、回転軸方向に固定されたローターを挟んで設けられた第１移動式固定刃及び第２移動式固定刃の前記ローターとのクリアランスを制御する制御工程を含む、ミクロフィブリルセルロースの製造方法。
（２）前記制御工程は、前記ローターと前記第１移動式固定刃のクリアランス及び前記ローターと前記第２移動式固定刃のクリアランスを検出する検出工程と、前記検出工程による検出結果に基づいて、前記ローターとのクリアランスが予め定めたクリアランスとなるように前記第１移動式固定刃及び前記第２移動式固定刃を前記回転軸方向に移動させる移動工程を含む、（１）記載のミクロフィブリルセルロースの製造方法。
（３）前記予め定めたクリアランスは、０．０１ｍｍ～０．５ｍｍである（１）または（２）記載のミクロフィブリルセルロースの製造方法。
（４）前記ダブルディスクリファイナーの前記パルプ原料の流れ方式は、モノフロー方式である（１）または（２）記載のミクロフィブリルセルロースの製造方法。
（５）前記ダブルディスクリファイナーで叩解する前記パルプ原料の濃度が０．５％～１０％である（１）または（２）記載のミクロフィブリルセルロースの製造方法。
（６）回転軸方向に固定されたローターと、前記回転軸方向に前記ローターを挟んで設けられた第１移動式固定刃及び第２移動式固定刃と、前記第１移動式固定刃及び前記第２移動式固定刃を前記回転軸方向に移動させて前記ローターとのクリアランスの制御を行う制御部とを備えるダブルディスクリファイナー。
（７）前記制御部は、前記第１移動式固定刃と前記ローターのクリアランス及び前記第２移動式固定刃と前記ローターのクリアランスを検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて、前記ローターとのクリアランスが予め定めたクリアランスとなるように前記第１移動式固定刃及び前記第２移動式固定刃を前記回転軸方向に移動させる駆動部とを備える（６）記載のダブルディスクリファイナー。
（８）前記予め定めたクリアランスは、０．０１ｍｍ～０．５ｍｍである（６）または（７）記載のダブルディスクリファイナー。
（９）パルプ原料の流れ方式がモノフロー方式である（６）または（７）記載のダブルディスクリファイナー。
（１０）叩解されたパルプ原料を叩解室に循環させる循環用配管を更に備える（６）または（７）記載のダブルディスクリファイナー。
（１）ダブルディスクリファイナーを用いてパルプ原料からミクロフィブリルセルロースを製造するミクロフィブリルセルロースの製造方法であって、前記パルプ原料を前記ダブルディスクリファイナーにより叩解する叩解工程と、前記叩解工程中に実施される、回転軸方向に固定されたローターを挟んで設けられた第１移動式固定刃及び第２移動式固定刃の前記ローターとのクリアランスを制御する制御工程を含む、ミクロフィブリルセルロースの製造方法。
（２）前記制御工程は、前記ローターと前記第１移動式固定刃のクリアランス及び前記ローターと前記第２移動式固定刃のクリアランスを検出する検出工程と、前記検出工程による検出結果に基づいて、前記ローターとのクリアランスが予め定めたクリアランスとなるように前記第１移動式固定刃及び前記第２移動式固定刃を前記回転軸方向に移動させる移動工程を含む、（１）記載のミクロフィブリルセルロースの製造方法。
（３）前記予め定めたクリアランスは、０．０１ｍｍ～０．５ｍｍである（１）または（２）記載のミクロフィブリルセルロースの製造方法。
（４）前記ダブルディスクリファイナーの前記パルプ原料の流れ方式は、モノフロー方式である（１）または（２）記載のミクロフィブリルセルロースの製造方法。
（５）前記ダブルディスクリファイナーで叩解する前記パルプ原料の濃度が０．５％～１０％である（１）または（２）記載のミクロフィブリルセルロースの製造方法。
（６）回転軸方向に固定されたローターと、前記回転軸方向に前記ローターを挟んで設けられた第１移動式固定刃及び第２移動式固定刃と、前記第１移動式固定刃及び前記第２移動式固定刃を前記回転軸方向に移動させて前記ローターとのクリアランスの制御を行う制御部とを備えるダブルディスクリファイナー。
（７）前記制御部は、前記第１移動式固定刃と前記ローターのクリアランス及び前記第２移動式固定刃と前記ローターのクリアランスを検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて、前記ローターとのクリアランスが予め定めたクリアランスとなるように前記第１移動式固定刃及び前記第２移動式固定刃を前記回転軸方向に移動させる駆動部とを備える（６）記載のダブルディスクリファイナー。
（８）前記予め定めたクリアランスは、０．０１ｍｍ～０．５ｍｍである（６）または（７）記載のダブルディスクリファイナー。
（９）パルプ原料の流れ方式がモノフロー方式である（６）または（７）記載のダブルディスクリファイナー。
（１０）叩解されたパルプ原料を叩解室に循環させる循環用配管を更に備える（６）または（７）記載のダブルディスクリファイナー。
【発明の効果】
【0008】
本発明のミクロフィブリルセルロースの製造方法及びダブルディスクリファイナーによれば、製造されたミクロフィブリルセルロースに含まれる金属量を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して本発明のミクロフィブリルセルロースの製造方法及びミクロフィブリルセルロースの製造に用いられるダブルディスクリファイナーについて説明する。本発明において「～」は端値を含む。すなわち「Ｘ～Ｙ」はその両端の値Ｘおよび値Ｙを含む。
【0011】
（ミクロフィブリルセルロース）
ミクロフィブリルセルロース（以下「ＭＦＣ」ともいう。）とは、パルプ等のセルロース系原料を解繊または叩解して得られる５００ｎｍ以上の平均繊維幅を有する繊維であり、化学変性ミクロフィブリルセルロース（以下「化学変性ＭＦＣ」ともいう。）とは、セルロース系原料を化学変性して得られた化学変性セルロース系原料を解繊または叩解して得られるＭＦＣである。
ミクロフィブリルセルロース（以下「ＭＦＣ」ともいう。）とは、パルプ等のセルロース系原料を解繊または叩解して得られる５００ｎｍ以上の平均繊維幅を有する繊維であり、化学変性ミクロフィブリルセルロース（以下「化学変性ＭＦＣ」ともいう。）とは、セルロース系原料を化学変性して得られた化学変性セルロース系原料を解繊または叩解して得られるＭＦＣである。
【0012】
本発明において平均繊維幅とは長さ加重平均繊維幅であり、当該繊維幅はＡＢＢ株式会社製ファイバーテスターやバルメット社製フラクショネータで測定できる。当該繊維幅の下限は好ましくは５００ｎｍ以上であり、上限は特に限定されないが６０μｍ以下程度である。ＭＦＣは、セルロース系原料をビーター、ディスパーザー、リファイナーなどで比較的弱く解繊または叩解処理して得られる。したがってＭＦＣは、高圧ホモジナイザーなどでセルロース系原料を強く解繊処理して得られるセルロースナノファイバーと比較して、繊維表面にセルロースのミクロフィブリルの毛羽立ちが見られる繊維や、サブミクロンオーダーの繊維幅まで解繊された繊維など、大小様々な繊維を含み、繊維幅がミクロンオーダーの繊維も含む。
【0013】
（原料パルプ）
原料パルプとしては、針葉樹未漂白クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）、針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹未漂白クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）、広葉樹漂白クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹未漂白サルファイトパルプ（ＮＵＳＰ）、針葉樹漂白サルファイトパルプ（ＮＢＳＰ）、広葉樹未漂白サルファイトパルプ（ＬＵＳＰ）、広葉樹漂白サルファイトパルプ（ＬＢＳＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、加圧砕木パルプ（ＰＧＷ）、リファイナーグラウンドウッドパルプ（ＲＧＰ）、アルカリ過酸化水素メカニカルパルプ（ＡＰＭＰ）、アルカリ過酸化水素サーモメカニカルパルプ（ＡＰＴＭＰ）、リンター、ジュート、麻、コウゾ、ミツマタ、ケナフ等の草本由来のパルプ、竹由来のパルプ、再生パルプ、古紙パルプ等が挙げられるが、これらに限定されない。
原料パルプとしては、針葉樹未漂白クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）、針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹未漂白クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）、広葉樹漂白クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹未漂白サルファイトパルプ（ＮＵＳＰ）、針葉樹漂白サルファイトパルプ（ＮＢＳＰ）、広葉樹未漂白サルファイトパルプ（ＬＵＳＰ）、広葉樹漂白サルファイトパルプ（ＬＢＳＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、加圧砕木パルプ（ＰＧＷ）、リファイナーグラウンドウッドパルプ（ＲＧＰ）、アルカリ過酸化水素メカニカルパルプ（ＡＰＭＰ）、アルカリ過酸化水素サーモメカニカルパルプ（ＡＰＴＭＰ）、リンター、ジュート、麻、コウゾ、ミツマタ、ケナフ等の草本由来のパルプ、竹由来のパルプ、再生パルプ、古紙パルプ等が挙げられるが、これらに限定されない。
【0014】
（化学変性）
化学変性とはパルプに官能基を導入することであり、化学変性はアニオン変性であることが好ましい、すなわち化学変性パルプはアニオン性基を有することが好ましい。アニオン性基としてはカルボキシル基、カルボキシル基含有基、リン酸基、リン酸基含有基、硫酸エステル基等の酸基が挙げられる。カルボキシル基含有基としては、－ＣＯＯＨ基、－Ｒ－ＣＯＯＨ（Ｒは炭素数が１～３のアルキレン基）、－Ｏ－Ｒ－ＣＯＯＨ（Ｒは炭素数が１～３のアルキレン基）が挙げられる。リン酸基含有基としては、ポリリン酸基、亜リン酸基、ホスホン酸基、ポリホスホン酸基等が挙げられる。これらの酸基は反応条件によっては、塩の形態（例えばカルボキシレート基（－ＣＯＯＭ、Ｍは金属原子））で導入されることもある。本発明において化学変性は酸化またはエーテル化が好ましい。
化学変性とはパルプに官能基を導入することであり、化学変性はアニオン変性であることが好ましい、すなわち化学変性パルプはアニオン性基を有することが好ましい。アニオン性基としてはカルボキシル基、カルボキシル基含有基、リン酸基、リン酸基含有基、硫酸エステル基等の酸基が挙げられる。カルボキシル基含有基としては、－ＣＯＯＨ基、－Ｒ－ＣＯＯＨ（Ｒは炭素数が１～３のアルキレン基）、－Ｏ－Ｒ－ＣＯＯＨ（Ｒは炭素数が１～３のアルキレン基）が挙げられる。リン酸基含有基としては、ポリリン酸基、亜リン酸基、ホスホン酸基、ポリホスホン酸基等が挙げられる。これらの酸基は反応条件によっては、塩の形態（例えばカルボキシレート基（－ＣＯＯＭ、Ｍは金属原子））で導入されることもある。本発明において化学変性は酸化またはエーテル化が好ましい。
【0015】
酸化は公知のとおりに実施できる。例えばＮ－オキシル化合物と、臭化物、ヨウ化物およびこれらの混合物からなる群より選択される物質との存在下で、酸化剤を用いて水中で原料パルプを酸化する方法が挙げられる。この方法によれば、セルロース表面のグルコピラノース環のＣ６位の一級水酸基が選択的に酸化され、アルデヒド基、カルボキシル基、およびカルボキシレート基からなる群より選ばれる基が生じる。あるいは、オゾン酸化方法が挙げられる。この酸化反応によればセルロースを構成するグルコピラノース環の少なくとも２位および６位の水酸基が酸化されると共に、セルロース鎖の分解が起こる。
【0016】
Ｎ－オキシル化合物とは、ニトロキシラジカルを発生しうる化合物をいう。Ｎ－オキシル化合物としては、目的の酸化反応を促進する化合物であればいずれの化合物も使用できる。例えば、２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－１－オキシラジカル（ＴＥＭＰＯ）およびその誘導体（例えば４－ヒドロキシＴＥＭＰＯ）が挙げられる。
【0017】
カルボキシル基量の測定方法の一例を以下に説明する。酸化セルロースの０．５質量％スラリー（水分散液）６０ｍＬを調製し、０．１Ｍ塩酸水溶液を加えてｐＨ２．５とした後、０．０５Ｎの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してｐＨが１１になるまで電気伝導度を測定する。電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量（ａ）から、下式を用いて算出することができる。
カルボキシル基量〔ｍｍｏｌ／ｇ酸化セルロース〕＝ａ〔ｍＬ〕×０．０５／酸化セルロース重量〔ｇ〕
カルボキシル基量〔ｍｍｏｌ／ｇ酸化セルロース〕＝ａ〔ｍＬ〕×０．０５／酸化セルロース重量〔ｇ〕
【0018】
このようにして測定した酸化セルロース中のカルボキシル基の量は、絶乾重量に対して、好ましくは０．１ｍｍｏｌ／ｇ以上、より好ましくは０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上、さらに好ましくは０．８ｍｍｏｌ／ｇ以上である。当該量の上限は、好ましくは３．０ｍｍｏｌ／ｇ以下、より好ましくは２．５ｍｍｏｌ／ｇ以下、さらに好ましくは２．０ｍｍｏｌ／ｇ以下である。従って、当該量は０．１ｍｍｏｌ／ｇ以上３．０ｍｍｏｌ／ｇ以下が好ましく、０．５ｍｍｏｌ／ｇ以上２．５ｍｍｏｌ／ｇ以下がより好ましく、０．８ｍｍｏｌ／ｇ以上２．０ｍｍｏｌ／ｇ以下がさらに好ましい。
【0019】
エーテル化としては、カルボキシメチル（エーテル）化、メチル（エーテル）化、エチル（エーテル）化、シアノエチル（エーテル）化、ヒドロキシエチル（エーテル）化、ヒドロキシプロピル（エーテル）化、エチルヒドロキシエチル（エーテル）化、ヒドロキシプロピルメチル（エーテル）化などが挙げられる。この中でもカルボキシメチル化が好ましい。カルボキシメチル化は、例えば、発底原料としての原料パルプをマーセル化し、その後エーテル化する方法により実施できる。
【0020】
カルボキシメチル化セルロースのグルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度の測定は例えば、次の方法による。すなわち、１）カルボキシメチル化セルロース（絶乾）約２．０ｇを精秤して、３００ｍＬ容共栓付き三角フラスコに入れる。２）硝酸メタノール１０００ｍＬに特級濃硝酸１００ｍＬを加えた液１００ｍＬを加え、３時間振とうして、カルボキシメチルセルロース塩（カルボキシメチル化セルロース）を水素型カルボキシメチル化セルロースにする。３）水素型カルボキシメチル化セルロース（絶乾）を１．５ｇ以上２．０ｇ以下程度精秤し、３００ｍＬ容共栓付き三角フラスコに入れる。４）８０％メタノール１５ｍＬで水素型カルボキシメチル化セルロースを湿潤し、０．１ＮのＮａＯＨを１００ｍＬ加え、室温で３時間振とうする。５）指示薬として、フェノールフタレインを用いて、０．１ＮのＨ２ＳＯ４で過剰のＮａＯＨを逆滴定する。６）カルボキシメチル置換度（ＤＳ）を、次式によって算出する。
Ａ＝［（１００×Ｆ’－（０．１ＮのＨ２ＳＯ４）（ｍＬ）×Ｆ）×０．１］／（水素型カルボキシメチル化セルロースの絶乾重量（ｇ））
ＤＳ＝０．１６２×Ａ／（１－０．０５８×Ａ）
Ａ：水素型カルボキシメチル化セルロースの１ｇの中和に要する１ＮのＮａＯＨ量（ｍＬ）
Ｆ：０．１ＮのＨ２ＳＯ４のファクター
Ｆ’：０．１ＮのＮａＯＨのファクター
Ａ＝［（１００×Ｆ’－（０．１ＮのＨ２ＳＯ４）（ｍＬ）×Ｆ）×０．１］／（水素型カルボキシメチル化セルロースの絶乾重量（ｇ））
ＤＳ＝０．１６２×Ａ／（１－０．０５８×Ａ）
Ａ：水素型カルボキシメチル化セルロースの１ｇの中和に要する１ＮのＮａＯＨ量（ｍＬ）
Ｆ：０．１ＮのＨ２ＳＯ４のファクター
Ｆ’：０．１ＮのＮａＯＨのファクター
【0021】
カルボキシメチル化セルロース中の無水グルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度は、０．０１以上が好ましく、０．０５以上がより好ましく、０．１０以上がさらに好ましい。当該置換度の上限は、０．５０以下が好ましく、０．４０以下がより好ましく、０．３５以下がさらに好ましい。従って、カルボキシメチル基置換度は、０．０１以上０．５０以下が好ましく、０．０５以上０．４０以下がより好ましく、０．１０以上０．３５以下がさらに好ましい。
【0022】
（叩解処理工程）
本工程では、固形分濃度を調整した化学変性パルプに対して、ダブルディスクリファイナーを用いて叩解処理を行う。化学変性パルプに対して叩解処理を行うと、繊維長、繊維幅が小さくなる微細化、および繊維の毛羽立ちが多くなるフィブリル化が進行する。本発明の叩解処理工程においては、ダブルディスクリファイナーを用いた叩解処理を循環処理としてもよいし、複数台のダブルディスクリファイナーを用いて叩解処理を連続して行う連続処理としてもよい。
本工程では、固形分濃度を調整した化学変性パルプに対して、ダブルディスクリファイナーを用いて叩解処理を行う。化学変性パルプに対して叩解処理を行うと、繊維長、繊維幅が小さくなる微細化、および繊維の毛羽立ちが多くなるフィブリル化が進行する。本発明の叩解処理工程においては、ダブルディスクリファイナーを用いた叩解処理を循環処理としてもよいし、複数台のダブルディスクリファイナーを用いて叩解処理を連続して行う連続処理としてもよい。
【0023】
なお、本発明においては、循環用配管を用いた部分循環を行うダブルディスクリファイナーを用いて叩解処理をした場合における原料の実処理回数（原料が実際に刃物クリアランス間を通過した回数）は、処理する原料が１台のダブルディスクリファイナーを通過した回数（パス数）に下記ｎを乗じ、モノフロー処理の場合は更に２を乗じた数とする。
ｎ＝１／（１－ａ）
ここで、ａ＝循環割合である。（循環率５０％の場合、ａ＝０．５であり、循環率７５％の場合、ａ＝０．７５である。部分循環を行わない場合、a=0である。）
ｎ＝１／（１－ａ）
ここで、ａ＝循環割合である。（循環率５０％の場合、ａ＝０．５であり、循環率７５％の場合、ａ＝０．７５である。部分循環を行わない場合、a=0である。）
【0024】
部分循環を行うダブルディスクリファイナーを複数台用いて連続処理をする場合における叩解処理の実処理回数は、１台のダブルディスクリファイナーごとに上記の方法で実処理回数を算出し、足し合わせるものとする。
【0025】
叩解処理を複数回実施する場合であって、部分循環を行わない完全循環によるバッチ処理を行う場合における叩解処理の実処理回数は、処理する原料が回収されるまでにダブルディスクリファイナーの刃物クリアランス間を実際に通過した回数とする。
【0026】
（ダブルディスクリファイナー）
ダブルディスクリファイナーは、２個の叩解刃のついたディスクＤＡおよびＤＢと、その間に叩解刃のついたディスクＤＭを備え、ディスクＤＡおよびＤＢまたはディスクＤＭの何れか一方が固定され、他方が回転する構成、もしくは、ディスクＤＡおよびＤＢとディスクＤＭとが逆方向に回転する構成をとる。ダブルディスクリファイナーとして、２個のディスクＤＡ、ＤＢが固定ディスクであり、ＤＭがその間で自由に回転するフローティングディスクである構成をとるものとしては、例えば、相川鉄工株式会社製のダブルディスクリファイナー、三菱重工業／ベロイト（ジョーンズ）製のダブルディスクリファイナー、石川島産業機械／ブラック・クローソン製のツインハイドラディスク、日立造船（日立造船富岡機械）／エッシャーウイス製のツインディスクリファイナー等が挙げられる。
ダブルディスクリファイナーは、２個の叩解刃のついたディスクＤＡおよびＤＢと、その間に叩解刃のついたディスクＤＭを備え、ディスクＤＡおよびＤＢまたはディスクＤＭの何れか一方が固定され、他方が回転する構成、もしくは、ディスクＤＡおよびＤＢとディスクＤＭとが逆方向に回転する構成をとる。ダブルディスクリファイナーとして、２個のディスクＤＡ、ＤＢが固定ディスクであり、ＤＭがその間で自由に回転するフローティングディスクである構成をとるものとしては、例えば、相川鉄工株式会社製のダブルディスクリファイナー、三菱重工業／ベロイト（ジョーンズ）製のダブルディスクリファイナー、石川島産業機械／ブラック・クローソン製のツインハイドラディスク、日立造船（日立造船富岡機械）／エッシャーウイス製のツインディスクリファイナー等が挙げられる。
【0027】
２個のディスクＤＡおよびＤＢの刃幅としては、０．３～４．０ｍｍが好ましく、０．５～１．３ｍｍであることがより好ましい。ディスクＤＡおよびＤＢの溝幅としては、０．５～４．０ｍｍが好ましく、０．８～１．７ｍｍがより好ましい。ディスクＤＡおよびＤＢの刃幅および溝幅は、同じであっても良いし、異ならせても良い。刃角度は特に制限するものではないが、０～４０°が好ましく、５～２０°が特に好ましい。
【0028】
ダブルディスクリファイナーは、原料の流れ方式によりモノフロー式とデュオフロー式の二種類に大別される。モノフロー式は、原料が、原料流入側に近い叩解間隙から、他方の叩解間隙へ流れる方式であり、デュオフロー式は、原料が中心部より挿入され、ディスクＤＭの両面に形成される叩解間隙を平行に流れる方式である。本発明の製造方法においては、効率よく解繊が進む観点から、原料の流れ方式として、モノフロー式が好ましい。
【0029】
【0030】
ダブルディスクリファイナー２は、原料入口４から投入されたパルプ原料を叩解する叩解室６内に回転ディスクＤＭ（ローター）８を配置し、回転ディスクＤＭ８の両面には、所定の刃幅および溝幅を有する刃物が取り付けられている。回転ディスクＤＭ８は駆動軸１４に取り付けられており、駆動軸１４はモーター１６に連結され回転駆動される。ここで回転ディスクＤＭ８は駆動軸１４方向の位置が固定されている。叩解室６の内壁には、回転ディスクＤＭ８の両面に取り付けられた刃物に対向して、固定ディスクＤＡ（第１移動式固定刃）１０および固定ディスクＤＢ（第２移動式固定刃）１２がそれぞれ配置されている。固定ディスクＤＡ１０および固定ディスクＤＢ１２には、所定の刃幅および溝幅を有する刃物が取り付けられている。
【0031】
叩解室６には、叩解された原料を叩解室６に循環させるための循環用配管１８が接続されている。また叩解室６には叩解された原料を叩解室６外へ排出する排出口２０が形成され、排出口２０には、叩解された原料を回収用タンク（図示せず）に送るための出口配管２２接続されている。なお循環用配管１８と出口配管２２には流量を調節するためのバルブ２４が設けられている。
【0032】
叩解室６内には、回転ディスクＤＭ８と固定ディスクＤＡ１０のクリアランスを検出する第１センサー２６及び回転ディスクＤＭ８と固定ディスクＤＡ１２のクリアランスを検出する第２センサー２８が設けられている。更に第１センサー２６による検出結果に基づいて回転ディスクＤＭ８と固定ディスクＤＡ１０のクリアランスを予め定められている値となるように固定ディスクＤＡ１０を駆動軸１４方向に移動させる第１駆動部３０、及び第２センサー２８による検出結果に基づいて回転ディスクＤＭ８と固定ディスクＤＡ１２のクリアランスを予め定められている値となるように固定ディスクＤＡ１２を駆動軸１４方向に移動させる第２駆動部３２が設けられている。
【0033】
図２は、本発明のダブルディスクリファイナー２のシステム構成を示す図である。ダブルディスクリファイナー２は、装置全体の制御を行う制御部４０を備えている。制御部４０には、モーター１６、第1センサー２６、第２センサー２８、第１駆動部３０、第２駆動部３２が接続されている。
【0034】
ダブルディスクリファイナー２を用いて、パルプ原料を叩解処理する場合には、パルプ原料がダブルディスクリファイナー２の原料入口４から投入され叩解室６に送られる。叩解室６に送られたパルプ原料は、はじめに固定ディスクＤＡ１０および回転ディスクＤＭ８の間に形成される叩解間隙で叩解され、次に固定ディスクＤＢ１２および回転ディスクＤＭ８の間に形成される叩解間隙で叩解され、パルプ原料の一部は循環用配管１８を経由して再び叩解室６に送られる。叩解されたパルプ原料は、排出口２０から排出され、出口配管２２を経由して回収用タンク（図示せず）に送られる。循環するパルプ原料の量と排出口２０から排出される叩解されたパルプ原料の量は、手動バルブ２４によって調節される。
【0035】
ここでダブルディスクリファイナー２においては、パルプ原料の叩解処理が行われている間、制御部４０は、第１センサー２６により検出された回転ディスクＤＭ８と固定ディスクＤＡ１０のクリアランスの値、第２センサー２８により検出された回転ディスクＤＭ８と固定ディスクＤＢ１２のクリアランスの値を取得する。そして制御部４０は、第１駆動部３０を制御して回転ディスクＤＭ８と固定ディスクＤＡ１０のクリアランスが予め定められている値となるように固定ディスクＤＡ１０を駆動軸１４方向に移動させる。また第２駆動部３２を制御して回転ディスクＤＭ８と固定ディスクＤＢ１２のクリアランスが予め定められている値となるように固定ディスクＤＢ１２駆動軸１４方向に移動させる。
【0036】
本発明の製造方法において、ダブルディスクリファイナー２を用いる場合の運転条件としては、固定ディスクＤＡ１０と回転ディスクＤＭ８および固定ディスクＤＢ１２と回転ディスクＤＭ８とのクリアランスは０．５ｍｍ以下が好ましく、０．４ｍｍ以下がより好ましく、０．２ｍｍ以下がさらに好ましい。下限は特に制限しないが、メタルタッチを避けるため、０．０１ｍｍ以上が好ましい。運転温度としては、５～１２０℃が好ましい。なお、所望の繊維幅を有する化学変性ミクロフィブリルセルロースが得られるように、流量、処理時間またはその他条件等は、適宜調整される。
【0037】
本発明の製造方法において、叩解処理工程に供する化学変性されたパルプ原料の固形分濃度は、パルプ原料の移送の観点から１０質量％以下であり、０．５～１０質量％が好ましく、０．５～６質量％がより好ましい。固形分濃度が低すぎると叩解時プレートの刃にかからず、叩解効率が悪い。固形分濃度は叩解処理を含む機械的処理中に変動しうるが、本発明においては、叩解処理開始時の固形分濃度を、叩解処理工程における固形分濃度という。
【0038】
化学変性パルプの固形分濃度を１０質量％以下に調整する方法としては、希釈が挙げられる。叩解処理工程に供する化学変性パルプのｐＨは、解繊のしやすさの観点から６以上が好ましく、７以上がより好ましい。ｐＨを上記範囲とするための方法としては、ＮａＯＨやＫＯＨ、炭酸水素ナトリウム等の薬品の添加、または化学変性後の酸性薬品添加量を減らす等が挙げられる。化学変性パルプのｐＨは叩解処理を含む機械的処理中に変動しうるが、本発明においては、叩解処理開始時のｐＨを、叩解処理工程におけるｐＨとする。
【0039】
叩解処理工程に供する化学変性パルプは、アルカリ処理を施したものであっても良い。このアルカリ処理には、ＮａＯＨやＫＯＨ等の任意のアルカリを用いることができる。本発明に用いる化学変性パルプがアニオン変性パルプの場合、アルカリを添加することにより変性基の末端がＮａ型等となり、繊維同士の反発が大きくなる。そのため、繊維の静電反発を利用して、効率的に叩解や離解、解繊などの機械的処理を進めることができる。
【0040】
叩解処理工程に供する化学変性パルプは、酸処理を施したものであっても良い。本発明に用いる化学変性パルプがアニオン変性パルプの場合、酸処理を施すことにより変性基の末端がＨ型となり、水への親和性が低下する。
【0041】
なお、本発明の製造方法においては、上記のダブルディスクリファイナーを用いた叩解処理工程の前後に、ダブルディスクリファイナー以外の装置を用いた機械的処理を行う機械的処理工程を１以上有するものであっても良い。
【0042】
本発明によれば、ダブルディスクリファイナーの回転ディスクＤＭ８と固定ディスクＤＡ１０とのクリアランス、及び回転ディスクＤＭ８と固定ディスクＤＢ１２とのクリアランスを予め定めた値とするように、回転ディスクＤＭ８に対する固定ディスクＤＡ１０の回転軸１４方向の位置、回転ディスクＤＭ８に対する固定ディスクＤＢ１２の回転軸１４方向の位置をそれぞれ制御するため、メタルタッチの発生を防止することができ製造されたミクロフィブリルセルロースに含まれる金属量を減少させることができる。
【0043】
また従来のダブルディスクリファイナーでは機械的に位置制御ができるのは片側の固定刃だけでもう一方の固定刃は位置制御ができず、回転刃はモーター側の固定刃とカバー側の固定刃の間で軸方向に遊動できる状態（フローティングディスク）であることが多く、原料の流れ方式としてモノフロー方式を採用した場合には、叩解室内における原料流入側と原料流出側の圧力のバランスをとるのが困難であり、回転刃はどちらかの固定刃側に偏った状態となっていた。更に従来のダブルディスクリファイナーにおいては回転刃と固定刃のクリアランスの状態は検出していないことから細かなクリアランス調整はできず、ある程度まで回転刃と固定刃を詰めていくとメタルタッチが発生してしまうという問題があった。
【0044】
本発明のダブルディスクリファイナーにおいては、回転ディスクＤＭ８に対する固定ディスクＤＡ１０の回転軸１４方向の位置、回転ディスクＤＭ８に対する固定ディスクＤＢ１２の回転軸１４方向の位置をそれぞれ制御するため、原料の流れ方式としてモノフロー方式を採用した場合においても、回転ディスクと固定ディスクのクリアランスを細かく調整することができメタルタッチの発生を防止することができる。
【0045】
本発明の製造方法によって得られた化学変性ミクロフィブリルセルロースは、化学変性パルプを原料としており、繊維表面に官能基が配されているため、官能基由来の様々な機能性を有する。このため本発明の製造方法により得られた化学変性ミクロフィブリルセルロースは種々の用途に使用でき、一般的に添加剤が用いられる様々な分野において、増粘剤、ゲル化剤、糊剤、食品添加剤、賦形剤、塗料用添加剤、接着剤用添加剤、研磨剤、ゴム・プラスチック用配合材料、保水材、保形剤、泥水調整剤、ろ過助剤、溢泥防止剤、混和剤等として使用することができる。当該分野としては、食品、飲料、化粧品、医薬、製紙、各種化学用品、塗料、スプレー、農薬、土木、建築、電子材料、難燃剤、家庭雑貨、接着剤、洗浄剤、芳香剤、潤滑用組成物等が挙げられる。
【実施例0046】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【0047】
（実施例１）
＜化学変性パルプの調製＞
針葉樹由来の漂白済み未叩解クラフトパルプ（白色度８５％：日本製紙株式会社製）５５ｋｇ（絶乾）をＴＥＭＰＯ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ社製）４２９ｇ（絶乾１ｇのセルロースに対し０．０５ｍｍｏｌ）と臭化ナトリウム５６５４ｇ（絶乾１ｇのセルロースに対し１．０ｍｍｏｌ）を溶解した水溶液５５００Ｌに加え、パルプが均一に分散するまで撹拌した。反応系に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を次亜塩素酸ナトリウムが５．５ｍｍｏｌ／ｇになるように添加し、室温にて酸化反応を開始した。反応中は系内のｐＨが低下するが、３Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を逐次添加し、ｐＨ１０に調整した。次亜塩素酸ナトリウムを消費し、系内のｐＨが変化しなくなった時点で反応を終了した。反応混合物に塩酸を添加してｐＨ２に調整した後、脱水と水での希釈を繰り返してパルプを十分に水洗し、最終的にパルプ固形分濃度が２０質量％となるまで脱水して化学変性パルプ（ＴＥＭＰＯ酸化パルプ）を得た。パルプ収率は９０％であり、カルボキシル基量は１．４５ｍｍｏｌ／ｇであった。
＜化学変性パルプの調製＞
針葉樹由来の漂白済み未叩解クラフトパルプ（白色度８５％：日本製紙株式会社製）５５ｋｇ（絶乾）をＴＥＭＰＯ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ社製）４２９ｇ（絶乾１ｇのセルロースに対し０．０５ｍｍｏｌ）と臭化ナトリウム５６５４ｇ（絶乾１ｇのセルロースに対し１．０ｍｍｏｌ）を溶解した水溶液５５００Ｌに加え、パルプが均一に分散するまで撹拌した。反応系に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を次亜塩素酸ナトリウムが５．５ｍｍｏｌ／ｇになるように添加し、室温にて酸化反応を開始した。反応中は系内のｐＨが低下するが、３Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を逐次添加し、ｐＨ１０に調整した。次亜塩素酸ナトリウムを消費し、系内のｐＨが変化しなくなった時点で反応を終了した。反応混合物に塩酸を添加してｐＨ２に調整した後、脱水と水での希釈を繰り返してパルプを十分に水洗し、最終的にパルプ固形分濃度が２０質量％となるまで脱水して化学変性パルプ（ＴＥＭＰＯ酸化パルプ）を得た。パルプ収率は９０％であり、カルボキシル基量は１．４５ｍｍｏｌ／ｇであった。
【0048】
得られたＴＥＭＰＯ酸化パルプを水道水に分散し、水酸化ナトリウムを加えて攪拌することにより、ｐＨ７．６、固形分濃度１．２質量％のＴＥＭＰＯ酸化パルプの水分散液を得た。
【0049】
＜叩解＞
得られたＴＥＭＰＯ酸化パルプの水分散液１０００ｋｇをダブルディスクリファイナー（新規ＤＤＲ：相川鉄工株式会社製 ＡＷＵ２０（原料の流れ方式：モノフロー式））を用い、クリアランス０．０３ｍｍ、循環率９０．９％の条件で３０分間運転を行い、叩解処理して、ＴＥＭＰＯ酸化パルプをＭＦＣとした。なお、叩解処理のパス数は３回（実処理回数：６５．９回）であった。後述する方法によって、当該ＭＦＣを評価した。結果を表１に示す。
得られたＴＥＭＰＯ酸化パルプの水分散液１０００ｋｇをダブルディスクリファイナー（新規ＤＤＲ：相川鉄工株式会社製 ＡＷＵ２０（原料の流れ方式：モノフロー式））を用い、クリアランス０．０３ｍｍ、循環率９０．９％の条件で３０分間運転を行い、叩解処理して、ＴＥＭＰＯ酸化パルプをＭＦＣとした。なお、叩解処理のパス数は３回（実処理回数：６５．９回）であった。後述する方法によって、当該ＭＦＣを評価した。結果を表１に示す。
【0050】
（実施例２）
ダブルディスクリファイナーによる叩解処理時間を２０分、叩解処理のパス数を２回（実処理回数：４４回）に変更したこと以外は、実施例１と同様に叩解処理することによりＭＦＣを得た。後述する方法によって、当該ＭＦＣを評価した。結果を表１に示す。
ダブルディスクリファイナーによる叩解処理時間を２０分、叩解処理のパス数を２回（実処理回数：４４回）に変更したこと以外は、実施例１と同様に叩解処理することによりＭＦＣを得た。後述する方法によって、当該ＭＦＣを評価した。結果を表１に示す。
【0051】
（実施例３）
ダブルディスクリファイナーにより叩解するＴＥＭＰＯ酸化パルプの水分散液の固形分濃度１．０質量％、循環率７２．７％、叩解処理時間７分、叩解処理のパス数を１回（実処理回数：７．３回）に変更したこと以外は、実施例１と同様に叩解処理することによりＭＦＣを得た。後述する方法によって、当該ＭＦＣを評価した。結果を表１に示す。
ダブルディスクリファイナーにより叩解するＴＥＭＰＯ酸化パルプの水分散液の固形分濃度１．０質量％、循環率７２．７％、叩解処理時間７分、叩解処理のパス数を１回（実処理回数：７．３回）に変更したこと以外は、実施例１と同様に叩解処理することによりＭＦＣを得た。後述する方法によって、当該ＭＦＣを評価した。結果を表１に示す。
【0052】
（実施例４）
ダブルディスクリファイナーにより叩解するＴＥＭＰＯ酸化パルプの水分散液の固形分濃度１．０質量％、循環率０％、叩解処理時間７分、叩解処理のパス数を１回（実処理回数：２回）に変更したこと以外は、実施例１と同様に叩解処理することによりＭＦＣを得た。後述する方法によって、当該ＭＦＣを評価した。結果を表１に示す。
ダブルディスクリファイナーにより叩解するＴＥＭＰＯ酸化パルプの水分散液の固形分濃度１．０質量％、循環率０％、叩解処理時間７分、叩解処理のパス数を１回（実処理回数：２回）に変更したこと以外は、実施例１と同様に叩解処理することによりＭＦＣを得た。後述する方法によって、当該ＭＦＣを評価した。結果を表１に示す。
【0053】
（比較例１）
実施例1と同様にして化学変性パルプ（ＴＥＭＰＯ酸化パルプ）を得た。カルボキシル基量は１．３６ｍｍｏｌ／ｇであった。このＴＥＭＰＯ酸化パルプを水道水に分散し、水酸化ナトリウムを加えて攪拌することにより、ｐＨ７．７、固形分濃度１．１質量％のＴＥＭＰＯ酸化パルプの水分散液を得た。
得られたＴＥＭＰＯ酸化パルプの水分散液３０００ｋｇをダブルディスクリファイナー（従来ＤＤＲ：ＡＷＮ２０（原料の流れ方式：モノフロー式））を用い、クリアランス０．０３ｍｍ、循環率７５．５％の条件で４５分間運転を行い、叩解処理してＴＥＭＰＯ酸化パルプをＭＦＣとした。なお、叩解処理のパス数は２回（実処理回数：１６．３回）であった。後述する方法によって、当該ＭＦＣを評価した。結果を表１に示す。
実施例1と同様にして化学変性パルプ（ＴＥＭＰＯ酸化パルプ）を得た。カルボキシル基量は１．３６ｍｍｏｌ／ｇであった。このＴＥＭＰＯ酸化パルプを水道水に分散し、水酸化ナトリウムを加えて攪拌することにより、ｐＨ７．７、固形分濃度１．１質量％のＴＥＭＰＯ酸化パルプの水分散液を得た。
得られたＴＥＭＰＯ酸化パルプの水分散液３０００ｋｇをダブルディスクリファイナー（従来ＤＤＲ：ＡＷＮ２０（原料の流れ方式：モノフロー式））を用い、クリアランス０．０３ｍｍ、循環率７５．５％の条件で４５分間運転を行い、叩解処理してＴＥＭＰＯ酸化パルプをＭＦＣとした。なお、叩解処理のパス数は２回（実処理回数：１６．３回）であった。後述する方法によって、当該ＭＦＣを評価した。結果を表１に示す。
【0054】
（比較例２）
ダブルディスクリファイナーによる叩解処理時間を９０分、叩解処理のパス数を４回（実処理回数：３２．７回）に変更したこと以外は、比較例１と同様に叩解処理することによりＭＦＣを得た。後述する方法によって、当該ＭＦＣを評価した。結果を表１に示す。
ダブルディスクリファイナーによる叩解処理時間を９０分、叩解処理のパス数を４回（実処理回数：３２．７回）に変更したこと以外は、比較例１と同様に叩解処理することによりＭＦＣを得た。後述する方法によって、当該ＭＦＣを評価した。結果を表１に示す。
【0055】
（比較例３）
実施例1と同様にして化学変性パルプ（ＴＥＭＰＯ酸化パルプ）を得た。カルボキシル基量は１．４５ｍｍｏｌ／ｇであった。このＴＥＭＰＯ酸化パルプを水道水に分散し、水酸化ナトリウムを加えて攪拌撹拌することにより、ｐＨ７．６、固形分濃度１．２質量％のＴＥＭＰＯ酸化パルプの水分散液を得た。
実施例1と同様にして化学変性パルプ（ＴＥＭＰＯ酸化パルプ）を得た。カルボキシル基量は１．４５ｍｍｏｌ／ｇであった。このＴＥＭＰＯ酸化パルプを水道水に分散し、水酸化ナトリウムを加えて攪拌撹拌することにより、ｐＨ７．６、固形分濃度１．２質量％のＴＥＭＰＯ酸化パルプの水分散液を得た。
【0056】
得られたＴＥＭＰＯ酸化パルプの水分散液１０００ｋｇをダブルディスクリファイナー（従来ＤＤＲ：ＡＷＮ２０（原料の流れ方式：デュオフロー式））を用い、クリアランス０．０３ｍｍ、循環率０％の条件で１５分間運転を行い、叩解処理してＴＥＭＰＯ酸化パルプをＭＦＣとした。なお、叩解処理のパス数は３回（実処理回数：３．０回）であった。後述する方法によって、当該ＭＦＣを評価した。結果を表１に示す。
【0057】
【表1】
【0058】
以下のようにして物性および特性を評価した。
＜平均繊維長、平均繊維幅＞
ミクロフィブリルセルロースのスラリーを固形分濃度が０．２５％となるように水で希釈し、流速５．７Ｌ／ｍｉｎ、水温２５±１℃、全流出量２２Ｌの条件で約２５０ｇずつ（うち５０ｇが測定に供される）２回フラクショネータにかけ、フラクショネータに付属のＣＣＤカメラで装置内部にて、流量で分級されたミクロフィブリルセルロースの画像およそ２０００枚を取得した。
解析ソフトIMG(Metso社)の繊維解析パラメーターを表２～４のように設定し、取得したおよそ２０００枚の画像を解析し、平均繊維長・平均繊維幅、繊維長分布等のデータを得た。２回測定・解析を行った平均値を測定データとして採用した。
＜平均繊維長、平均繊維幅＞
ミクロフィブリルセルロースのスラリーを固形分濃度が０．２５％となるように水で希釈し、流速５．７Ｌ／ｍｉｎ、水温２５±１℃、全流出量２２Ｌの条件で約２５０ｇずつ（うち５０ｇが測定に供される）２回フラクショネータにかけ、フラクショネータに付属のＣＣＤカメラで装置内部にて、流量で分級されたミクロフィブリルセルロースの画像およそ２０００枚を取得した。
解析ソフトIMG(Metso社)の繊維解析パラメーターを表２～４のように設定し、取得したおよそ２０００枚の画像を解析し、平均繊維長・平均繊維幅、繊維長分布等のデータを得た。２回測定・解析を行った平均値を測定データとして採用した。
【0059】
【表2】
・平均繊維幅（Width）：長さ加重平均繊維幅
・繊維長分布（Fraction percentage of length weighted distribution）：長さ加重繊維長分布（各フラクションの設定は表２に記載した通り。）
【0060】
【表3】
【0061】
【表4】
【0062】
＜ＢＥＴ比表面積＞
ＢＥＴ比表面積は、窒素ガス吸着法（ＪＩＳ Ｚ ８８３０）を参考に以下の方法により測定した：
（１）処理後の分散液に、必要に応じてイオン交換水を加えて約２％スラリー（分散媒：水）を調製し、これを固形分が約０．１ｇとなるように取り分け遠心分離の容器に入れ、１００ｍＬのエタノールを加えた。
（２）攪拌子を入れ、５００ｒｐｍで３０分以上攪拌した。
（３）撹拌子を取り出し、遠心分離機で、７０００Ｇ、３０分、３０℃の条件でフィブリル化された化学変性セルロース繊維を沈降させた。
（４）フィブリル化された化学変性セルロース繊維をできるだけ除去しないようにしながら、上澄みを除去した。
（５）１００ｍＬエタノールを加え、撹拌子を加え、（２）の条件で攪拌、（３）の条件で遠心分離、（４）の条件で上澄み除去をし、これを３回繰り返した。
（６）（５）の溶媒をエタノールからｔ－ブタノールに変え、ｔ－ブタノールの融点以上の室温下で、（５）と同様にして撹拌、遠心分離、上澄み除去を３回繰り返した。
（７）最後の溶媒除去後、ｔ－ブタノールを３０ｍＬ加え、軽く混ぜた後ナスフラスコに移し、氷浴を用いて凍結させた。
（８）冷凍庫で３０分以上冷却した。
（９）凍結乾燥機に取り付け、３日間凍結乾燥した。
（１０）ＢＥＴ測定装置（Micromeritics（マイクロメリティックス）社製）を用いてＢＥＴ測定を行った（前処理条件：窒素気流下１０５℃２時間、相対圧０．０１～０．３０、サンプル量３０ｍｇ程度）。
ＢＥＴ比表面積は、窒素ガス吸着法（ＪＩＳ Ｚ ８８３０）を参考に以下の方法により測定した：
（１）処理後の分散液に、必要に応じてイオン交換水を加えて約２％スラリー（分散媒：水）を調製し、これを固形分が約０．１ｇとなるように取り分け遠心分離の容器に入れ、１００ｍＬのエタノールを加えた。
（２）攪拌子を入れ、５００ｒｐｍで３０分以上攪拌した。
（３）撹拌子を取り出し、遠心分離機で、７０００Ｇ、３０分、３０℃の条件でフィブリル化された化学変性セルロース繊維を沈降させた。
（４）フィブリル化された化学変性セルロース繊維をできるだけ除去しないようにしながら、上澄みを除去した。
（５）１００ｍＬエタノールを加え、撹拌子を加え、（２）の条件で攪拌、（３）の条件で遠心分離、（４）の条件で上澄み除去をし、これを３回繰り返した。
（６）（５）の溶媒をエタノールからｔ－ブタノールに変え、ｔ－ブタノールの融点以上の室温下で、（５）と同様にして撹拌、遠心分離、上澄み除去を３回繰り返した。
（７）最後の溶媒除去後、ｔ－ブタノールを３０ｍＬ加え、軽く混ぜた後ナスフラスコに移し、氷浴を用いて凍結させた。
（８）冷凍庫で３０分以上冷却した。
（９）凍結乾燥機に取り付け、３日間凍結乾燥した。
（１０）ＢＥＴ測定装置（Micromeritics（マイクロメリティックス）社製）を用いてＢＥＴ測定を行った（前処理条件：窒素気流下１０５℃２時間、相対圧０．０１～０．３０、サンプル量３０ｍｇ程度）。
【0063】
＜粘度＞
処理後の分散液にイオン交換水を加えて１質量％スラリーを調製し、２５℃で３時間放置した後、ＰＲＩＭＩＸ社製ホモディスパー（３０００ｒｐｍ）で５分間攪拌し、攪拌直後にＢ型粘度計（東機産業社製）を用いて、適切なローターを使用して回転数６０ｒｐｍで３分後の粘度を測定した。
処理後の分散液にイオン交換水を加えて１質量％スラリーを調製し、２５℃で３時間放置した後、ＰＲＩＭＩＸ社製ホモディスパー（３０００ｒｐｍ）で５分間攪拌し、攪拌直後にＢ型粘度計（東機産業社製）を用いて、適切なローターを使用して回転数６０ｒｐｍで３分後の粘度を測定した。
【0064】
＜透明度＞
ミクロフィブリルセルロースの水分散体（固形分１％（ｗ／ｖ）、分散媒：水）を調製し、ＵＶ－ＶＩＳ分光光度計 ＵＶ－１８００（島津製作所社製）を用い、光路長１０ｍｍの角型セルを用いて波長６６０ｎｍの光の透過率を測定した。
ミクロフィブリルセルロースの水分散体（固形分１％（ｗ／ｖ）、分散媒：水）を調製し、ＵＶ－ＶＩＳ分光光度計 ＵＶ－１８００（島津製作所社製）を用い、光路長１０ｍｍの角型セルを用いて波長６６０ｎｍの光の透過率を測定した。
【0065】
＜電気伝導度＞
試料濃度が１．０質量％となるようにミクロフィブリルセルロースの水分散体を調整し、ｐＨ６の条件下で、堀場製ポータブル型電気伝導度計を用いて測定した。
試料濃度が１．０質量％となるようにミクロフィブリルセルロースの水分散体を調整し、ｐＨ６の条件下で、堀場製ポータブル型電気伝導度計を用いて測定した。
【0066】
＜蛍光Ｘ線測定＞
得られたミクロフィブリルセルロースの水分散体（組成物）はそれぞれ、固形分濃度1質量％に調整した後、水平な面に平滑なＰＥＴフィルムを広げ、ＰＥＴフィルム上に水分散体組成物１００ｇを均一に押し広げ、送風乾燥機（１０５℃）を用いて一晩乾燥させ、得られたウェブ状物をＰＥＴフィルムから剥がし、ＭＦＣシートを得た。
得られたミクロフィブリルセルロースの水分散体（組成物）はそれぞれ、固形分濃度1質量％に調整した後、水平な面に平滑なＰＥＴフィルムを広げ、ＰＥＴフィルム上に水分散体組成物１００ｇを均一に押し広げ、送風乾燥機（１０５℃）を用いて一晩乾燥させ、得られたウェブ状物をＰＥＴフィルムから剥がし、ＭＦＣシートを得た。
【0067】
得られたＭＦＣシートを約２ｃｍ四方のサイズに切り出し、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置ＥＤＸ－８０００（株式会社島津製作所製）を用いて、蛍光Ｘ線測定を行った。照射径は５ｍｍ、真空雰囲気下で測定を実施し、化合物形態は金属であるとしてＭＦＣシートに含まれる鉄元素とカリウム元素の強度（ｃｐｓ/μＡ）を得た。測定はそれぞれ２回行い平均値を算出し、それを鉄原子由来の強度ＸＦｅと、カリウム原子由来の強度ＸＫとした。
【0068】
表１の実施例１、実施例２、比較例２，比較例２から分かるように、比較例1、比較例２は、メタルタッチが生じていることから蛍光Ｘ線測定におけるＸＦｅ／Ｘｋの値が大きくなっているが、実施例１、実施例２では、ＸＦｅ／Ｘｋの値が小さいことからメタルタッチの発生が防止できていることが分かる。
また表１の実施例１のダブルディスクリファイナーは、モノフロー方式であるため、装置を１回通過するまでに刃物間を２回通ることになるが、比較例３のダブルディスクリファイナーは、デュオフロー方式であるため、装置を１回通過するまでに刃物間を１回通ることになる（循環率０％のとき）。従ってモノフロー方式の方が１台の装置で処理を進めやすいことが分かる。
また表１の実施例３、実施例４から循環率が高い方が同一のパス数でも処理が進みやすいことが分かる。
また表１の実施例１のダブルディスクリファイナーは、モノフロー方式であるため、装置を１回通過するまでに刃物間を２回通ることになるが、比較例３のダブルディスクリファイナーは、デュオフロー方式であるため、装置を１回通過するまでに刃物間を１回通ることになる（循環率０％のとき）。従ってモノフロー方式の方が１台の装置で処理を進めやすいことが分かる。
また表１の実施例３、実施例４から循環率が高い方が同一のパス数でも処理が進みやすいことが分かる。
【符号の説明】
【0069】
２…ダブルディスクリファイナー、４…原料入口、６…叩解室、８…回転ディスクＤＭ、１０…固定ディスクＤＡ、１２…固定ディスクＤＢ、１４…駆動軸、１６…モーター、１８…循環用配管、２０…排出口、２２…出口配管、２４…手動バルブ、２６…第1センサー、２８…第２センサー、３０…第１駆動部、３２…第２駆動部、４０…制御部
【図1】
【図2】