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CELLULOSE NANO WHISKER BALL AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR

Patent code P170014168
File No. S2015-2092-N0
Posted date May 30, 2017
Application number P2015-191829
Publication number P2017-066241A
Patent number P6731593
Date of filing Sep 29, 2015
Date of publication of application Apr 6, 2017
Date of registration Jul 9, 2020
Inventor
  • (In Japanese)荒木 潤
  • (In Japanese)有田 稔彦
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人信州大学
  • (In Japanese)国立大学法人東北大学
Title CELLULOSE NANO WHISKER BALL AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a suitable manufacturing method of a cellulose nano whisker ball capable of being obtained as a powder body constituted by a cellulose nano whisker, excellent in redispersion property and capable of being applied to various applications.
SOLUTION: The manufacturing method of a cellulose nano whisker ball has: a process of pulverizing a fine crystalline cellulose in a dispersion containing a water as a dispersant; and a process of replacing the dispersant in a suspension after pulverization with an organic solvent. An organic solvent incompatible with water is used as the organic solvent and the organic solvent is removed by a dry treatment, thereby, a powder of cellulose nano whisker easily dispersed in dispersants such as water without keratinizing and excellent in redispersion property can be obtained.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

セルロースナノファイバー(CNF)は天然のバイオマスであるセルロースをナノレベルの太さまで細かくほぐすことによって得られる。セルロースナノファイバーをさらに微細化したものがセルロースナノウィスカー(CNW)である。セルロースナノウィスカーをセルロースナノファイバーの範疇に含める場合もあるが、本明細書ではセルロースナノファイバーとセルロースナノウィスカーを分けて使用する。セルロースナノファイバーとセルロースナノウィスカーをあわせてナノセルロースという場合もある。

セルロースナノファイバーは植物繊維から機械的な解繊処理によって製造することができる。セルロースナノファイバーの大きさは、幅4~100nm、長さ5μm以上程度である。セルロースナノウィスカーは、酸加水分解を利用して製造される。セルロースナノウィスカーは針状結晶であり、幅10~50nm、長さ100~500nmである。
セルロースナノファイバーとセルロースナノウィスカーは、ともに、軽量でヤング率が高く、植物由来であり環境への負荷が小さいといった特性を有する。セルロースナノウィスカーはセルロースナノファイバーと比較してさらに結晶性が高く、ヤング率が高いことから補強用の材料としてより有効に利用できる可能性がある。

ナノセルロースを製造する従来方法には、天然セルロースを濃硫酸を用いて処理する方法、木材パルプから得られたミクロフィブリルを化学処理する方法(特許文献1)、有機溶媒を分散媒として粉砕する方法(特許文献2)等がある。

ナノセルロースは食品、化粧品、医療分野等へも利用されている。これらの分野ではマイクロスケールの粒子が利用される。ナノセルロースからマイクロスケールの粒子を作製する方法として、ナノセルロースの懸濁液を噴霧乾燥する方法でナノセルロースからなるマイクロ粒子を作製する方法が報告されている(非特許文献1)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明はセルロースナノウィスカーボール及びその製造方法に関し、より詳細にはセルロースナノウィスカーが凝集してボール状に形成されたセルロースナノウィスカーボール及びその製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
幅10~50nm、長さ100~500nmの針状結晶であるセルロースナノウィスカーが、網目状に相互に絡み合った形態で、サブミクロンサイズからミクロンサイズのボール状に凝集してなる粉体状のセルロースナノウィスカーボールの製造方法であって、
微結晶セルロースを水を分散媒とする分散液中で粉砕する粉砕工程と、
前記粉砕工程により得られた懸濁液の分散媒を水と混和する有機溶媒に置換する置換工程と、
前記置換工程により得られた懸濁液の分散媒を水と混和しない有機溶媒に置換する再置換工程と、
前記再置換工程により得られた懸濁液の分散媒を除去する乾燥工程と、
を備えることを特徴とするセルロースナノウィスカーボールの製造方法。

【請求項2】
 
前記微結晶セルロースが植物由来であることを特徴とする請求項1記載のセルロースナノウィスカーボールの製造方法

【請求項3】
 
水と混和する有機溶媒がアセトンであることを特徴とする請求項1または2記載のセルロースナノウィスカーボールの製造方法。

【請求項4】
 
水と混和しない有機溶媒がトルエンであることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項記載のセルロースナノウィスカーボールの製造方法。

【請求項5】
 
幅10~50nm、長さ100~500nmの針状結晶であるセルロースナノウィスカーが、網目状に相互に絡み合った形態で、サブミクロンサイズからミクロンサイズのボール状に凝集してなることを特徴とする粉体状のセルロースナノウィスカーボール。

【請求項6】
 
前記セルロースナノウィスカーが植物由来であることを特徴とする請求項5に記載の粉体状のセルロースナノウィスカーボール
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2015191829thum.jpg
State of application right Registered
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