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公開番号2025087410
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2023202041
出願日2023-11-29
発明の名称セルロースナノファイバーパウダー分散剤及びその製造方法
出願人株式会社成光工業
代理人アクシス国際弁理士法人
主分類C08L 1/02 20060101AFI20250603BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】フィラー(個体粒子)を水中、油中の溶媒に分散させることが可能なセルロースナノファイバーパウダー分散剤を提供すること。
【解決手段】セルロースナノファイバーパウダー分散剤であって、75～90重量%のセルロースナノファイバー、7～12重量%のエチレングリコール、0.2～0.5重量%のアクリル酸コポリマー、0.4～0.8重量%の水溶性ソルビタン、0.6～1.0重量%の高級脂肪酸、及び0.4～0.8重量%のアルキルアンモニウム塩を含む、セルロースナノファイバーパウダー分散剤。
【選択図】図2B
特許請求の範囲【請求項１】
セルロースナノファイバーパウダー分散剤であって、
７５～９０重量％のセルロースナノファイバー、７～１２重量％のエチレングリコール、０．２～０．５重量％のアクリル酸コポリマー、０．４～０．８重量％の水溶性ソルビタン、０．６～１．０重量％の高級脂肪酸、及び０．４～０．８重量％のアルキルアンモニウム塩を含む、セルロースナノファイバーパウダー分散剤。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
前記セルロースナノファイバーパウダーの平均繊維長さが０．１μｍ～３．０μｍの範囲内である、請求項１に記載のセルロースナノファイバーパウダー分散剤。
【請求項３】
前記セルロースナノファイバーパウダーの平均繊維径が０．５ｎｍ～１０ｎｍの範囲内である、請求項１又は２に記載のセルロースナノファイバーパウダー分散剤。
【請求項４】
セルロースナノファイバーパウダー分散剤の製造方法であって、
セルロースナノファイバー分散液を準備する工程Ａ、及び
前記セルロースナノファイバー分散液を２本ロールミルに供給して、前記２本ロールミルを回転させることにより、前記セルロースナノファイバー分散液を乾燥し、セルロースナノファイバーパウダーを得る工程Ｂ
を含み、
前記セルロースナノファイバー分散液は、固形分で７５～９０重量％のセルロースナノファイバー、７～１２重量％のエチレングリコール、０．２～０．５重量％のアクリル酸コポリマー、０．４～０．８重量％の水溶性ソルビタン、０．６～１．０重量％の高級脂肪酸、及び０．４～０．８重量％のアルキルアンモニウム塩を含むように調製される、方法。
【請求項５】
前記工程Ｂにおいて、前記２本ロールミルの表面温度を９５℃～１３０℃に加熱することを含む、請求項４に記載の方法。

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パウダー分散剤及びその製造方法に関する。とりわけ、本発明は、水中、油中問わず、マイクロサイズの植物繊維、合成繊維、無機及び有機顔料、カーボン、炭酸カルシウム、ガラスファイバーなどの様々なフィラーに対する分散効果の優れたセルロースナノファイバーパウダー分散剤、及びそのようなセルロースナノファイバーパウダー分散剤の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
セルロースナノファイバー（「ＣｅｌｌｕｌｏｓｅＮａｎｏＦｉｂｅｒ」としても知られている。以下、単に「ＣＮＦ」と称することもある。）は、植物由来の次世代素材であり、鋼鉄の５分の１の重量でその５倍の強度が得られると言われている。セルロースナノファイバーを自動車や家電等に活用することで、軽量化の効果が得られ、エネルギー効率が向上し、地球温暖化対策に多大なる貢献が期待できる。ＣＮＦの社会実装にむけて、経済産業省・農林水産省は連携事業として、自動車、家電、住宅・建材等の各分野においてモデル事業を実施し、ＣＯ
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削減効果の評価・検証、関連する課題の解決策について実証を推進している。
【０００３】
セルロースナノファイバーの応用例の１つとして、特許文献１（特開２０２２－０４４８６１号公報）には、７０℃から１６０℃の範囲内で溶融する樹脂と、セルロースナノファイバーの繊維の粉体と、を備えたセルロースナノファイバーの繊維を含有するホットメルト接着剤が開示されている。このようなホットメルト接着剤は、瞬時に接着部分を固化させることができるとともに、低温下でも接着性に優れ、また、接着面を強固に保持できると開示されている。
【０００４】
さらに、近年、セルロースナノファイバーは水性塗料などにも多く使われ始めており、また保湿性などの特性を取り入れた化粧品、食品にも利用され始めている。ほかにも、セルロースナノファイバーがガラス、金属、カーボンよりも比重が軽く、ナノサイズの繊維長は樹脂の強度アップ等の機能改善が期待できることから、補強材料として樹脂材料に添加する理想的な素材になり得る。
【０００５】
セルロースナノファイバーは一般的に、固形分１～１０重量％程度で水などの分散媒に分散させた分散液（スラリーやゾルなど）の状態で販売提供されて、通常は製造された所定濃度のセルロースナノファイバー分散液のまま工業材料あるいは食品や化粧品の添加物材料として各種用途に使用されている。一方、疎水性の樹脂やゴムなどの材料への複合化には、水分除去が必要となる。現在、セルロースナノファイバーを水で分散させた分散液から水を取り除く方法はいくつかあり、典型的には沈殿法、遠心分離法、濾過法、噴霧乾燥法、凍結乾燥法などが挙げられる。
【０００６】
例えば、特許文献２（特開２０２２－０２８３１６号公報）には、セルロースナノファイバーを凍結乾燥するための容器として、内部にブライン液を貯留する本体部と、前記本体部の外周を覆い、熱媒体が供給されるジャケットとを備え、前記本体部は、熱媒体が前記ジャケットに供給されることで前記ブライン液を冷却可能なものであることを特徴とする容器が開示されている。特許文献２によれば、セルロースナノファイバーの凝集を抑えながらセルロースナノファイバー分散液を凍結させることができる容器を提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２２－０４４８６１号公報
特開２０２２－０２８３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、セルロースナノファイバーの乾燥体であるセルロースナノファイバーパウダーについて、これを分散剤として用いることに関する検討はこれまで十分になされていない。本発明者の知見によれば、適切な組成を有するセルロースナノファイバーパウダーは、水中、油中の両性で適用することが可能であり、場合によっては既存の界面活性剤の臨界ミセル濃度を超えた分散性能が実現可能である。
【０００９】
本発明は上記知見に基づき完成されたものであり、一実施形態において、フィラー(個体粒子)を水中、油中の溶媒に分散させることが可能なセルロースナノファイバーパウダー分散剤を提供することを目的とする。本発明は別の実施形態において、そのようなセルロースナノファイバーパウダー分散剤の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者が鋭意検討した結果、従来技術と異なる手法により上記課題を解決できることを発見した。すなわち、特定の成分を含んだ状態でセルロースナノファイバーパウダー分散剤を作製することにより、水中、油中のどちらにおいても、セルロースナノファイバーパウダー分散剤は、フィラーを溶媒に分散させる効果を良好に発揮することができる。本発明は当該知見に基づき完成されたものであり、以下に例示される。
（【００１１】以降は省略されています）

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