JP6765217B2 - 粉末状セルロースの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、粉末状セルロース及びその製造方法に関する。

従来、粉末状セルロースは、増粘性、乳化安定性、保水性、吸油性、保形性等の特徴を有するため、食品添加剤、錠剤賦形剤、分散剤、保形剤、保水剤、ろ過助剤、充填剤、塗料・接着剤用添加剤等として、食品、医薬、化粧品、建材、窯業、ゴム、プラスチック等の幅広い分野で使用されている。

この粉末状セルロースを得る方法としては、セルロース原料に対し、化学的処理を行う方法と、機械的処理を行う方法とが知られている。化学的処理としては、セルロース原料に、硫酸又は塩酸等の鉱酸を作用させて加水分解反応を行う、酸加水分解処理が挙げられる。

例えば、木材由来のパルプ及び非木材由来のパルプを混合してから酸加水分解処理することにより粉末状セルロースが得られる（特許文献１）。
また、非木材由来のパルプを酸加水分解処理することにより粉末状セルロースが得られる（特許文献２）。

特開２０１３−１８９５７２号公報 特開２０１３−１３９５４０号公報

酸加水分解処理において、酸濃度を変化させることにより、粉末状セルロースの平均粒子径、又は粉体流動性が変化する。
しかしながら、酸濃度を調整して酸加水分解処理を行うことにより得られる粉末状セルロースは、通常、平均粒子径が大きくなると嵩高くなるために粉体流動性が低下し、平均粒子径が小さくなると、嵩の低いコンパクトな粉体となるために粉体流動性は向上する。
粉末状セルロースの用途として、錠剤の賦形が知られているが、粉末状セルロースを含む錠剤において、粉末状セルロースの平均粒子径が大きいものほど、錠剤の強度は通常大きくなる。したがって、一定値以上の平均粒子径を有し、且つ粉体流動性が改善された粉末状セルロースが求められている。

そこで本発明は、平均粒子径が一定値以上でありながら粉体流動性に優れる粉末状セルロースを提供することを目的とする。

本発明は、以下の［１］〜［６］を提供する。
［１］ 平均粒子径が２０〜７０μｍであり、粉体落下速度が０．７〜２．０ｇ／ｓｅｃである、粉末状セルロース。
［２］ 見掛け比重が０．３〜０．９ｇ／ｍＬである、［１］に記載の粉末状セルロース。
［３］ 下記（Ａ）〜（Ｃ）を含む、平均粒子径が２０〜７０μｍであり粉体落下速度が０．７〜２．０ｇ／ｓｅｃである粉末状セルロースの製造方法。
（Ａ）アルカリ処理パルプを酸加水分解処理して、酸加水分解処理されたパルプを得ること、
（Ｂ）酸加水分解処理されたパルプを圧して、圧されたパルプを得ること、
（Ｃ）圧されたパルプを乾燥して、乾燥されたパルプを得ること
［４］ さらに、
（Ｄ）乾燥されたパルプを機械粉砕し、分級すること
を含む、［３］に記載の製造方法。
［５］ アルカリ処理パルプが、パルプを４５℃以下のアルカリ水溶液中で１０〜１８０分間処理して得られる、［３］又は［４］に記載の製造方法。
［６］ アルカリ処理パルプの含水率が５０重量％以上である、［３］〜［５］のいずれか１つに記載の製造方法。

また、本発明は、以下の［７］を提供する。
［７］ パルプを４５℃以下のアルカリ水溶液中で１０〜１８０分間処理してアルカリ処理パルプを得ることをさらに含む、上記［３］〜［６］のいずれか１つに記載の製造方法。

本発明によれば、平均粒子径が一定値以上でありながら粉体流動性に優れる粉末状セルロースを提供できる。

１．本発明の粉末状セルロース
本発明の粉末状セルロースは、平均粒子径が２０〜７０μｍであり、粉体落下速度が０．７〜２．０ｇ／ｓｅｃである。
なお、本明細書において、粉末状セルロースには、セルロース原料に機械的処理を施して得られたセルロース、セルロース原料に化学的処理を施して得られたセルロース、セルロース原料に機械的処理及び化学的処理の両方を施して得られたセルロースが含まれる。したがって、本発明の粉末状セルロースは、結晶セルロースであってもよい。

本発明の粉末状セルロースは、平均粒子径が、２０μｍ以上であり、好ましくは２５μｍ以上であり、より好ましくは３５μｍ以上であり、さらに好ましくは、４０μｍ以上である。平均粒子径の上限は、７０μｍ以下であり、好ましくは６５μｍ以下であり、より好ましくは６０μｍ以下である。
本発明の粉末状セルロースは、平均粒子径が、２０〜７０μｍであり、好ましくは２５〜７０μｍであり、さらに好ましくは２５〜６０μｍである。
平均粒子径が２０μｍ未満であると、セルロース繊維が緊密に絡まった状態にない傾向にあり、粉末状セルロースを錠剤に用いた場合に、錠剤の強度が十分に得られないおそれがある。また平均粒子径が７０μｍを超えると、粉末状セルロースの密度と平均粒子径との良好なバランスが崩れるため本発明の効果が得られにくい傾向があり、またセルロース繊維の劣化が懸念される。

本明細書において、平均粒子径とは、レーザー散乱法により測定され、粒度分布の積算値が５０％となる値を意味する。

本発明の粉末状セルロースは、粉体落下速度が、０．７ｇ／ｓｅｃ以上であり、好ましくは０．８ｇ／ｓｅｃ以上であり、より好ましくは０．９９ｇ／ｓｅｃより大きく、さらにより好ましくは１．０ｇ／ｓｅｃ以上である。粉体落下速度の上限は、２．０ｇ／ｓｅｃ以下であり、好ましくは１．５ｇ／ｓｅｃ以下であり、より好ましくは１．３ｇ／ｓｅｃ以下であり、さらに好ましくは１．２ｇ／ｓｅｃ以下である。
本発明の粉末状セルロースは、粉体落下速度が０．７〜２．０ｇ／ｓｅｃであり、好ましくは０．７〜１．５ｇ／ｓｅｃであり、より好ましくは０．７〜１．３ｇ／ｓｅｃであり、さらに好ましくは０．８〜１．２ｇ／ｓｅｃである。
粉体落下速度が０．７〜２．０ｇ／ｓｅｃの範囲にあることで、良好な粉体流動性を得ることができ、また作業中の粉舞いが抑制される。

本明細書において、粉体落下速度は、５ｇの試料を、パウダテスタを用いて振動落下させて全粉体が落下するのに必要な時間を測定し、単位時間（１秒）当たりに落下した粉体量（ｇ）を算出して得られた値である。

本発明の粉末状セルロースは、見掛け比重が、好ましくは０．３ｇ／ｍＬ以上であり、より好ましくは０．４５ｇ／ｍＬより大きく、さらに好ましくは０．６ｇ／ｍＬ以上である。見掛け比重の上限は、好ましくは０．９ｇ／ｍＬ以下であり、より好ましくは０．８ｇ／ｍＬ以下である。
本発明の粉末状セルロースは、見掛け比重が、好ましくは０．３〜０．９ｇ／ｍＬであり、より好ましくは０．３〜０．８ｇ／ｍＬである。

本明細書において、見掛け比重は、１００ｍＬメスシリンダーに試料を１０ｇ投入し、メスシリンダーの底を試料の高さが低下しなくなるまでたたき続けた後、平らになった表面の目盛を読んで試料１０ｇ当たりの体積を測定し、単位体積（１ｍＬ）当たりの重量を算出して得られた値を意味する。

本発明の粉末状セルロースの原料は特に限定されず、例えば、木材由来のパルプ及び非木材由来のパルプが挙げられる。
パルプの原料となり得る木材としては、例えば、広葉樹（例、ユーカリ属樹木）、針葉樹（例、エゾマツ、トドマツ、アカマツ、クロマツ、カラマツ、スギ、ヒノキ、西洋カラマツ、ラジアータパイン、ブラックスプルース、ホワイトスプルース、ウェスタンヘムロック、サザンパイン、バルサムファー、ラーチ、ジャックパイン、ダグラスファー）が挙げられる。
パルプの原料となり得る非木材としては、例えば、リンター、ケナフ、稲わら、麦わら、竹、バガス（例、サトウキビバガス）、亜麻、楮、三椏、葦、***、マニラ麻が挙げられる。
本発明の粉末状セルロースの原料は、２種以上のパルプ原料が混合されたものであってもよい。
本発明の粉末状セルロースの原料は、木材由来であることが好ましい。すなわち、本発明の粉末状セルロースは木材由来の粉末状セルロースであることが好ましい。

これらのパルプを製造するための方法（パルプ化法）は特に限定されず、例えば、サルファイト蒸解法、クラフト蒸解法、ソーダ・キノン蒸解法、オルガノソルブ蒸解法などの蒸解法が挙げられる。

パルプは、漂白処理が行われていてもよく、漂白処理の方法としては公知の方法を使用することができる。漂白処理の方法としては、例えば、二酸化塩素を用いる方法、チオ硫酸ナトリウム（ハイポ）を用いる方法が挙げられる。
パルプは、漂白処理が複数回行われたものであってもよい。
漂白処理は、例えばサルファイト蒸解法より得られた亜硫酸パルプに対して行うことができる。

パルプは、パルプ化（例、蒸解、必要に応じ漂白）の過程においてリグニンやヘミセルロースと分離される。

本発明の粉末状セルロースを製造する方法は、特に限定されないが、例えば下記（Ａ）〜（Ｃ）をこの順で含む方法を挙げることができる。
（Ａ）アルカリ処理パルプを酸加水分解処理して、酸加水分解処理されたパルプを得ること、
（Ｂ）酸加水分解処理されたパルプを圧して、圧されたパルプを得ること、
（Ｃ）圧されたパルプを乾燥して、乾燥されたパルプを得ること
本発明の粉末状セルロースを製造する方法は、さらに、（Ｃ）の後に、
（Ｄ）乾燥されたパルプを機械粉砕し、分級することを含む方法であってもよい。

＜工程（Ａ）＞
（アルカリ処理パルプ）
アルカリ処理パルプは、パルプにアルカリ処理を行って得られる。アルカリ処理とは、アルカリ性を呈する物質にパルプを接触させる処理をいう。アルカリ処理において、アルカリ性を呈する物質（アルカリ種）は特に限定されず、公知のアルカリ溶液を用いることができ、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、及びアンモニウム水溶液等のアルカリ水溶液が挙げられる。取扱いの点から、アルカリ処理を、アルカリ性を呈する物質として、水酸化ナトリウム水溶液を用いて行うことが好ましい。
アルカリ水溶液の濃度は、好ましくは１重量％以上であり、より好ましくは５重量％以上であり、さらに好ましくは１０重量％以上である。上限は、好ましくは３０重量％以下であり、より好ましくは２５重量％以下であり、さらに好ましくは１５重量％以下である。

アルカリ水溶液の濃度は、１〜３０重量％が好ましく、５〜２５重量％がより好ましく、５〜１５重量％がさらに好ましく、１０〜１５重量％がさらにより好ましい。

アルカリ処理時のパルプ濃度は、好ましくは１重量％以上であり、より好ましくは５重量％以上であり、さらに好ましくは８重量％以上である。上限は、好ましくは２０重量％以下であり、より好ましくは１５重量％以下であり、さらに好ましくは１０重量％以下である。
アルカリ処理時のパルプ濃度は、１〜２０重量％が好ましく、５〜１５重量％がより好ましく、８〜１０重量％がさらに好ましい。パルプ濃度が１重量％以上であると、生産効率が良好となり好ましい。またパルプ濃度が２０重量％以下であると、スラリーの流動性が適度に保たれるため、好ましい。

アルカリ処理の際の温度は、好ましくは４５℃以下であり、より好ましくは４０℃以下であり、さらに好ましくは３５℃以下である。また好ましくは５℃以上であり、より好ましくは１０℃以上であり、さらに好ましくは１５℃以上である。

アルカリ処理の時間は、好ましくは１０分間以上であり、より好ましくは１５分間以上であり、さらに好ましくは３０分間以上である。上限は、好ましくは１８０分間以下であり、より好ましくは１２０分間以下であり、さらに好ましくは１００分間以下である。
アルカリ処理の時間は、好ましくは１０〜１８０分間であり、より好ましくは１５〜１２０分間であり、さらに好ましくは３０〜１００分間である。
アルカリ処理の時間が１０分間以上であるとパルプに含まれるヘミセルロースの除去が十分に進行する。またアルカリ処理の時間が１８０分間以下であると生産性が向上する。

パルプ化後にパルプに対してさらにアルカリ処理を行うことにより、パルプ化法においてパルプから除去しきれなかったヘミセルロースを除去することができ、αセルロース含有率が向上したアルカリ処理パルプを得ることができる。

なおアルカリ処理の前に、アルカリ処理の効率を高めるためにパルプを離解してもよい。離解の方法としては公知の方法を用いることができ、特に限定されるものではないが、取扱いの簡便性からパルパーと称される離解機を用いる方法が好ましい。パルパーとしては、例えば、乾燥固形分濃度３〜５質量％で処理する低濃度パルパー、乾燥固形分濃度５〜１８質量％で処理する中濃度パルパー、及び乾燥固形分濃度１８〜２５質量％で処理する高濃度パルパーが挙げられる。

酸加水分解処理されるアルカリ処理パルプは、含水率が５０重量％以上であることが好ましい。アルカリ処理パルプの含水率が５０重量％未満になると、セルロース同士の分子間力又はセルロース間の水素結合により、パルプ繊維及び繊維内のセルロース同士の結合が密になると考えられる。このため酸加水分解時にセルロースと水素イオンとの反応が妨げられ、重合度の低減を行うことが難しくなる傾向があると考えられる。含水率が５０重量％以上であるアルカリ処理パルプとして、アルカリ処理の後得られるスラリー状又はウェット状のアルカリ処理パルプを、乾燥させることなく用いることができる。含水率が５０重量％以上であるアルカリ処理パルプとして、スラリー状のアルカリ処理パルプが好ましい。

スラリー状のアルカリ処理パルプを酸加水分解処理する場合は、酸加水分解処理を行う前に、アルカリ処理パルプのパルプ濃度を高めることが好ましい。パルプ濃度を高める方法には特に限定はないが、例えば、スクリュープレスやベルトフィルターなどの脱水機で濃縮する方法が挙げられる。シート状のアルカリ処理パルプを酸加水分解処理する場合は、好ましくは、ロールクラッシャーなどの解砕機などでアルカリ処理パルプをほぐした後、酸加水分解処理を行う。

（酸加水分解処理）
酸加水分解処理は、酸性条件下の加水分解処理であればよく、処理方法に特に限定はなく、公知の酸加水分解処理の方法及び条件を使用してよい。酸加水分解処理の方法として、例えば、アルカリ処理パルプを酸溶液中で処理する方法が挙げられる。

酸加水分解処理においては、好ましくは、アルカリ処理パルプに酸溶液を接触させる。酸溶液の酸濃度は、好ましくは０．０５規定（以下、「規定」を「Ｎ」と略する。）以上、より好ましくは０．１Ｎ以上、さらに好ましくは０．５Ｎ以上である。酸溶液の酸濃度は、好ましくは２．０Ｎ以下、より好ましくは１．５Ｎ以下、さらに好ましくは１．４Ｎ以下である。
酸溶液の酸濃度は、好ましくは０．０５〜２．０Ｎ、より好ましくは０．１Ｎ〜１．５Ｎ、さらに好ましくは０．５〜１．４Ｎである。
酸としては特に限定されないが、前記酸濃度に調整できるものであることが好ましく、例えば、無機酸（例、塩酸、硫酸）及び有機酸（例、酢酸）が挙げられ、取扱いの簡便性から塩酸が好ましい。
酸加水分解処理時のパルプ濃度（固形分換算）は、好ましくは３重量％以上である。上限は、好ましくは１０重量％以下であり、より好ましくは８重量％以下であり、さらに好ましくは７重量％以下である。
酸加水分解処理時のパルプ濃度（固形分換算）は、好ましくは３〜１０重量％であり、より好ましくは３〜８重量％であり、さらに好ましくは３〜７重量％である。
酸加水分解処理の温度は、好ましくは８０℃以上であり、より好ましくは８５℃以上である。上限は、好ましくは１００℃以下であり、より好ましくは９５℃以下である。
酸加水分解処理の温度は、好ましくは８０〜１００℃であり、より好ましくは８５〜１００℃であり、さらに好ましくは８５〜９５℃である。
酸加水分解処理の時間は、好ましくは３０分間以上であり、より好ましくは５０分間以上であり、さらに好ましくは１時間以上である。上限は、好ましくは３時間以下であり、より好ましくは２時間以下である。
酸加水分解処理の時間は、好ましくは３０分間〜３時間であり、より好ましくは５０分間〜２時間であり、さらに好ましくは１時間〜２時間である。

アルカリ処理パルプに酸加水分解処理を行うことで、酸加水分解処理されたパルプが得られる。酸加水分解処理されたパルプは、スラリーの状態で、通常、平均粒子径が５〜２０μｍであるセルロース微粒子として存在する。スラリー状態での該セルロース微粒子の平均粒子径は、用いるパルプ原料により異なり、一概に規定することができないが、本発明の粉末状セルロースを得るのに適するので、平均粒子径が５〜１７μｍであることがより好ましく、平均粒子径が５〜１５μｍであることがさらに好ましい。なお、酸加水分解処理されたパルプのスラリー状態での平均粒子径は、酸加水分解処理の後に後述する中和処理を行う場合、中和の前でも測定できるが、作業の簡便性から、中和後に測定することが好ましい。

酸加水分解処理後に中和工程を行い、酸加水分解処理されたパルプを中和された形態とすることが好ましい。中和方法としては、公知の方法を用いることができ、特に制限されるものではない。

なお中和工程においては、酸加水分解処理後に直接中和を行う方法のみならず、酸加水分解処理後に、本発明の効果を阻害しない範囲で洗浄及び／又は脱水を行った後に、中和を行うこともできる。
中和を行った後に、得られたパルプを洗浄及び／又は脱水してもよい。

＜工程（Ｂ）＞
工程（Ｂ）では、酸加水分解処理されたパルプを圧して、圧されたパルプを得る。酸加水分解されたパルプを圧することにより、パルプに含有されるセルロース繊維が緊密に絡まった状態（圧密化状態）になることが期待される。圧する方法としては、特に限定はなく、例えばローラーやプレス機などによる圧縮、練り処理、捏ねり処理、押し出し圧縮、及び手捏ね処理等が挙げられる。パルプを圧する際の圧力は特に制限されるものではないが、０．１〜１０ＭＰａが好ましく、０．１〜５ＭＰａがより好ましく、０．１〜１ＭＰａが更に好ましい。パルプを圧する際の圧力が０．１ＭＰａ以上であると、良好な圧密化状態となり、１０ＭＰａ以下であると、セルロース繊維の劣化を抑制し得る。

アルカリ処理パルプを酸加水分解処理すると、酸加水分解処理されたパルプが微細なセルロース微粒子の１次粒子となると推察され、酸加水分解処理されたパルプを圧することでセルロースの１次粒子同士が密に絡まるため、１次粒子の凝集体が得られると推察される。

なお圧する前に、酸加水分解処理されたパルプを洗浄及び／又は脱水してもよく、作業効率が向上するので洗浄および／又は脱水することが好ましい。

圧する前に、酸加水分解処理されたパルプを物理的に解繊してもよく、酸加水分解処理されたパルプが脱水された物である場合は、物理的に解繊することが好ましい。解繊を行うことで、酸加水分解処理されたパルプを圧する際に、よりパルプ中のセルロース繊維が絡まり易くなり、より効率的にパルプを圧密化状態とすることができる。

＜工程（Ｃ）＞
工程（Ｃ）では、圧されたパルプを乾燥して、乾燥されたパルプを得る。乾燥方法としては公知の方法を用いることができ、特に制限されるものではない。乾燥方法として、例えば、熱風乾燥、遠赤外線加熱乾燥、送風乾燥、除湿空気乾燥、スプレー乾燥、及び凍結乾燥が挙げられ、スプレー乾燥、送風乾燥が好ましい。

＜工程（Ｄ）＞
工程（Ｄ）では、乾燥されたパルプを、機械粉砕し、分級する。
機械粉砕の方法には特に限定はないが、例えば、機械粉砕に用いられる粉砕機としては、カッティング式ミル：メッシュミル（株式会社ホーライ製）、アトムズ（株式会社山本百馬製作所製）、ナイフミル（パルマン社製）、カッターミル（東京アトマイザー製造株式会社製）、ＣＳカッタ（三井鉱山株式会社製）、ロータリーカッターミル（株式会社奈良機械製作所製）、ターボカッター（フロイント産業株式会社製）、パルプ粗砕機（株式会社瑞光製）、シュレッダー（神鋼パンテック株式会社製等、ハンマー式ミル：ジョークラッシャー（株式会社マキノ製）、ハンマークラッシャー（槇野産業株式会社製）、衝撃式ミル：パルベライザ（ホソカワミクロン株式会社製）、ファインインパクトミル（ホソカワミクロン株式会社製）、スーパーミクロンミル（ホソカワミクロン株式会社製）、イノマイザ（ホソカワミクロン株式会社製）、ファインミル（日本ニューマチック工業株式会社製）、ＣＵＭ型遠心ミル（三井鉱山株式会社製）、イクシードミル（槇野産業株式会社製）、ウルトラプレックス（槇野産業株式会社製）、コントラプレックス（槇野産業株式会社製）、コロプレックス（槇野産業株式会社製）、サンプルミル（株式会社セイシン製）、バンタムミル（株式会社セイシン製）、アトマイザー（株式会社セイシン製）、トルネードミル（日機装株式会社製）、ネアミル（株式会社ダルトン製）、ＨＴ形微粉砕機（株式会社ホーライ製）、自由粉砕機（株式会社奈良機械製作所製）、ニューコスモマイザー（株式会社奈良機械製作所製）、ターボミル（フロイント産業株式会社製）、ギャザーミル（株式会社西村機械製作所製）、スパーパウダーミル（株式会社西村機械製作所製）、ブレードミル（日清エンジニアリング株式会社製）、スーパーローター（日清エンジニアリング株式会社製）、Ｎｐａクラッシャー（三庄インダストリー株式会社製）、ウイレー粉砕機（株式会社三喜製作所製）、パルプ粉砕機（株式会社瑞光製）、ヤコブソン微粉砕機（神鋼パンテック株式会社製）、ユニバーサルミル（株式会社徳寿工作所製）、気流式ミル：ＣＧＳ型ジェットミル（三井鉱山株式会社製）、ミクロンジェット（ホソカワミクロン株式会社製）、カウンタジェットミル（ホソカワミクロン株式会社製）、クロスジェットミル（株式会社栗本鐵工所製）、超音速ジェットミル（日本ニューマチック工業株式会社製）、カレントジェット（日清エンジニアリング株式会社製）、ジェットミル（三庄インダストリー株式会社製）、エバラジェットマイクロナイザ（株式会社荏原製作所製）、エバラトリアードジェット（株式会社荏原製作所製）、セレンミラー（増幸産業株式会社製）、ニューミクロシクトマット（株式会社増野製作所製）、クリプトロン（川崎重工業株式会社製）、竪型ローラーミル：竪型ローラーミル（シニオン株式会社製）、縦型ローラーミル（シェフラージャパン株式会社製）、ローラーミル（コトブキ技研工業株式会社製）、ＶＸミル（株式会社栗本鐵工所製）、ＫＶＭ型竪形ミル（株式会社アーステクニカ製）、ＩＳミル（株式会社ＩＨＩプラントエンジニアリング製）等が例示される。
これらの中では、微粉砕性に優れる、トルネードミル（日機装株式会社製）、ブレードミル（日清エンジニアリング株式会社製）、自由粉砕機（株式会社奈良機械製作所製）を用いることが好ましい。

分級の方法には特に限定はないが、例えば、サイクロンなどの分級機を使用する方法、及びふるい分け器を使用する方法が挙げられる。

本発明の粉末状セルロースは、好ましくは、上記（Ａ）〜（Ｃ）をこの順で含む方法により製造されたものであり、より好ましくは、上記（Ａ）〜（Ｄ）をこの順で含む方法により製造されたものである。

２．本発明の粉末状セルロースの製造方法
本発明は、（Ａ）〜（Ｃ）を含む、平均粒子径が２０〜７０μｍであり粉体落下速度が０．７〜２．０ｇ／ｓｅｃである粉末状セルロースの製造方法を提供する。
本発明の粉末状セルロースの製造方法は、（Ａ）〜（Ｃ）の他に、任意の工程を含んでいてもよい。
本発明の粉末状セルロースの製造方法は、さらに、（Ｄ）を含むことが好ましい。
粉末状セルロース、平均粒子径、粉体落下速度、工程（Ａ）〜（Ｄ）については、上記項目１．において既に説明したとおりである。

本発明の粉末状セルロースの製造方法は、一定値以上の平均粒子径でありながら粉体流動性に優れた粉末状セルロースを提供できる。その理由は、以下のように推測される。つまり、アルカリ処理パルプを酸加水分解処理すると、微細なセルロース微粒子の１次粒子が形成されると推測される。そのような１次粒子を圧することで繊維が絡まり、１次粒子の凝集体が形成されると推察される。凝集状態で乾燥されると、セルロース同士の分子間力又はセルロース間の水素結合によりセルロース繊維がさらに圧着するため、セルロース繊維が緊密に絡まった状態（圧密化状態）で固定されると推察される。通常、平均粒子径のより大きい粉末状セルロースは、より嵩が高いため、粉体落下速度や見掛け比重はより小さい。他方、本発明の製造方法で得られる粉末状セルロースは、セルロース繊維が緊密に絡まった状態（圧密化状態）で固定されるため、平均粒子径がより大きくなるほど、粉体落下速度及び見掛け比重がより大きくなると推察される。

本発明の粉末状セルロースおよび本発明の製造方法で得られる粉末状セルロースは、食品、医薬、化粧品、洗浄剤、建材、窯業、ゴム、プラスチック等の幅広い分野で使用され得、特に、錠剤賦形剤や洗浄組成物用添加剤として有用である。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に示すが、本願は勿論、かかる実施例に限定されるものではない。本願の実施例における試験方法を、次に示す。

＜平均粒子径測定＞
マイクロトラック粒度分析計（日機装株式会社製）を用いて測定した。測定原理としてはレーザー散乱法を用いており、粒度分布の積算値が５０％となる値を平均粒子径とした。

＜見掛け比重測定＞
常法に従い、１００ｍＬメスシリンダーに試料を１０ｇ投入し、メスシリンダーの底を試料の高さが低下しなくなるまでたたき続けた後、平らになった表面の目盛を読んで試料１０ｇ当たりの体積を測定し、単位体積（１ｍＬ）当たりの重量を算出して見掛け比重（ｇ／ｍＬ）を得た。見掛け比重が高いほど、粉体は嵩が小さく、コンパクトであることを意味する。

＜粉体落下速度＞
５ｇの試料を、パウダテスタ（ＰＴ−Ｎ型、ホソカワミクロン株式会社製）を用いて振動落下させ、全粉体が落下するのに必要な時間を測定した。単位時間（１秒）当たりに落下した粉体量（ｇ）を算出し、粉体落下速度（ｇ／ｓｅｃ）を得た。粉体落下速度が大きいほど、粉体流動性が良好であることを意味する。

＜実施例１＞
＜パルプの調製＞
針葉樹チップ（オーストラリア産ラジアータパイン）を用いて、亜硫酸による蒸解を行った。蒸解液は水酸化マグネシウムと亜硫酸を含む。総酸量（添加した亜硫酸イオンの総量）と化合酸量（Ｍｇイオンと結合した亜硫酸イオンの量）とをチップに対し適宜調整し、蒸解液比／対チップが重量比２．５倍となるようにした。蒸解反応は圧力０．６〜１．０ＭＰａに保った密閉容器内で行い、１次通気（室温からの昇温／６０分間）、浸透（１１０℃／６０分間）、２次通気（１１０℃から昇温／１４０分間）、保持（１３９℃／２１０分間）を行うことにより、亜硫酸パルプを得た。
得られた亜硫酸パルプを水洗し、以下の精製工程、漂白工程に用いた。
精製工程では、亜硫酸パルプに水酸化ナトリウム３重量％（対パルプ）、濃調水を加えてパルプ濃度が１２重量％となるよう調整して亜硫酸パルプのスラリーを得て、このスラリーを８５℃に加熱、１００分間保持して精製した。
漂白工程では、精製工程後の亜硫酸パルプを洗浄し、次いで、二酸化塩素処理、アルカリ抽出処理、ハイポ漂白処理、二酸化塩素漂白処理の順に処理を繰り返す、多段漂白により漂白を実施した。なお各処理においてはパルプ漂白における公知の条件を適宜調整し行った。
漂白工程が終了した亜硫酸パルプを水洗し、適宜脱水して漂白パルプスラリー（パルプ濃度２０重量％程度）を得た。

＜粉末状セルロースの製造＞
得られた漂白パルプスラリーを水で洗浄し、次いで、水酸化ナトリウムを用いて公知の方法でパルプ濃度１０重量％であり水酸化ナトリウム濃度１０重量％であるスラリーに調整し、３０℃で９０分間撹拌しながらアルカリ処理を行い、アルカリ処理パルプを得た。次いで、アルカリ処理パルプをスラリー状のまま水で洗浄し、次いでパルプ濃度５重量％であり塩酸濃度１．２Ｎであるスラリーに調整し、９５℃で２時間酸加水分解処理した（工程（Ａ））。次いで、水酸化ナトリウムを添加してスラリーを中和し、中和後のパルプの一部はその含まれるセルロース微粒子の平均粒子径を湿式により測定し、その他のパルプを十分水洗し、濾過脱水し、酸加水分解処理されたパルプ（含水率５０重量％以上）を得た。得られた酸加水分解処理されたパルプを、手で３回ほぐし、次いで小型プレス機（機種ＡＨ−２００３、アズワン製）にて常温で１ＭＰａで１分間圧し、圧されたパルプを得た（工程（Ｂ））。その後、圧されたパルプを８０℃の温度条件下で約１日、送風乾燥して乾燥されたパルプを得た（工程（Ｃ））。乾燥されたパルプを、トルネードミル（日機装株式会社製）を用いて機械的に粉砕し、次いで分級を行い（工程（Ｄ））、平均粒子径６０．４μｍ、見掛け比重０．７３ｇ／ｍＬ、粉体落下速度１．２ｇ／ｓｅｃの粉末状セルロースを得た。中和後のパルプに含まれるセルロース微粒子の平均粒子径は、１２．５μｍであった。結果を表１に示す。

＜実施例２＞
実施例１の工程（Ｂ）において、酸加水分解処理されたパルプを手で３回ほぐし、次いでプレス機にて０．５ＭＰａで１分間圧した以外は、実施例１と同様にして平均粒子径４０．１μｍ、見掛け比重０．７６ｇ／ｍＬ、粉体落下速度１．０５ｇ／ｓｅｃの粉末状セルロースを得た。中和後のパルプに含まれるセルロース微粒子の平均粒子径は、１４．０μｍであった。結果を表１に示す。

＜実施例３＞
実施例１の工程（Ｂ）において、酸加水分解処理されたパルプを手で３回ほぐし、次いで両手で適量を５回強く揉み捏ねた以外は、実施例１と同様にして平均粒子径５３．３μｍ、見掛け比重０．７８ｇ／ｍＬ、粉体落下速度１．１９ｇ／ｓｅｃの粉末状セルロースを得た。中和後のパルプに含まれるセルロース微粒子の平均粒子径は、１４．０μｍであった。結果を表１に示す。

＜実施例４＞
実施例１の針葉樹チップの代わりに、広葉樹チップ（中国山地産）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして平均粒子径６４．０μｍ、見掛け比重０．７１ｇ／ｍＬ、粉体落下速度１．０ｇ／ｓｅｃの粉末状セルロースを得た。中和後のパルプに含まれるセルロース微粒子の平均粒子径は、１３．５μｍであった。結果を表１に示す。

＜比較例１＞
実施例１の工程（Ｂ）において、酸加水分解処理されたパルプを、手で３回ほぐした後に圧する処理をしなかったこと以外は、実施例１と同様にして平均粒子径２４．１μｍ、見掛け比重０．６４ｇ／ｍＬ、粉体落下速度０．５７ｇ／ｓｅｃの粉末状セルロースを得た。中和後のパルプに含まれるセルロース微粒子の平均粒子径は、１２．１μｍであった。結果を表１に示す。

＜比較例２＞
実施例１の漂白パルプスラリーを、アルカリ処理しなかったこと以外は、実施例１と同様にして平均粒子径３１．１μｍ、見掛け比重０．４８ｇ／ｍＬ、粉体落下速度０．３６ｇ／ｓｅｃの粉末状セルロースを得た。中和後のパルプに含まれるセルロース微粒子の平均粒子径は、２１．２μｍであった。結果を表１に示す。

表１によれば、アルカリ処理パルプを用いていない比較例２、及び酸加水分解処理されたパルプを圧していない比較例１は、平均粒子径が２０μｍ以上ではあるが、粉体落下速度が０．７ｇ／ｓｅｃより小さく、粉体流動性が不良であるのに対して、実施例１〜４は、平均粒子径が２０μｍ以上であるにもかかわらず、粉体落下速度が０．７ｇ／ｓｅｃ以上であり、粉体流動性が優れていることが分かる。
以上の結果は、本発明が、平均粒子径が２０〜７０μｍであり、粉体落下速度が０．７〜２．０ｇ／ｓｅｃである、平均粒子径が一定値以上でありながら、粉体流動性に優れ、粉末状セルロースを提供することができることを示している。

Claims (5)

1. 下記（Ａ）〜（Ｃ）を含む、平均粒子径が２０〜７０μｍであり、粉体落下速度が０．７〜２．０ｇ／ｓｅｃである、粉末状セルロースの製造方法。
   （Ａ）アルカリ処理パルプを酸加水分解処理して、酸加水分解処理されたパルプを得ること、
   （Ｂ）酸加水分解処理されたパルプを圧して、圧されたパルプを得ること、
   （Ｃ）圧されたパルプを乾燥して、乾燥されたパルプを得ること
2. 粉末状セルロースの見掛け比重が０．３〜０．９ｇ／ｍＬである、請求項１に記載の製造方法。
3. さらに、
   （Ｄ）乾燥されたパルプを機械粉砕し、分級すること
   を含む、請求項１又は２に記載の製造方法。
4. アルカリ処理パルプが、パルプを４５℃以下のアルカリ水溶液中で１０〜１８０分間処理して得られる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
5. アルカリ処理パルプの含水率が５０重量％以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法。