CN115066442A - 纤维状纤维素、纤维状纤维素复合树脂和纤维状纤维素的制造方法 - Google Patents

纤维状纤维素、纤维状纤维素复合树脂和纤维状纤维素的制造方法 Download PDF

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Abstract

纤维状纤维素的平均纤维宽度为0.1μm以上、且羟基的一部分或全部被氨基甲酸酯基取代，氨基甲酸酯基的取代率为1.0mmol/g以上，纤维状纤维素的微细率为30％以上。另外，纤维状纤维素复合树脂包含纤维状纤维素和树脂，纤维状纤维素为上述的纤维状纤维素。此外，在纤维状纤维素的制造中，对纤维素原料和脲等进行加热处理，将纤维素原料的羟基的一部分或全部用氨基甲酸酯基取代，并且在平均纤维宽度为0.1μm以上的范围内进行开纤，加热处理按照氨基甲酸酯基的取代率为1.0mmol/g以上的方式进行，开纤进行至微细率达到30％以上为止。

Description

纤维状纤维素、纤维状纤维素复合树脂和纤维状纤维素的制 造方法
技术领域
本发明涉及纤维状纤维素、纤维状纤维素复合树脂和纤维状纤维素的制造方法。
背景技术
近年来，纤维素纳米纤维、微纤维纤维素(微纤化纤维素)等微细纤维作为树脂增强材料的使用受到关注。但是，微细纤维是亲水性的，与之相对，树脂是疏水性的，因此将微细纤维用作树脂增强材料时，该微细纤维的分散性存在问题。因此，本发明人提出了利用氨基甲酸酯基取代微细纤维的羟基的方案(参见专利文献1)。根据该方案，微细纤维的分散性提高，因而树脂的增强效果提高。但是，目前还期望进一步提高增强效果，正在继续进行各种研究。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-1876号公报
发明内容
发明所要解决的课题
发明所要解决的主要课题在于，提供树脂的增强效果高的纤维状纤维素、强度高的纤维状纤维素复合树脂、以及树脂的增强效果高的纤维状纤维素的制造方法。
用于解决课题的手段
在现有的开发、例如上述专利文献的开发中，主要着眼点在于微细纤维的改性，发现了在酯化、醚化、酰胺化、硫化物化等诸多存在的改性方法中，优异的是氨基甲酸酯基的导入(氨基甲酸酯化)。与之相对，本发明并非主要着眼于氨基甲酸酯基的导入，而是在以氨基甲酸酯基的导入为前提进行多种试验的过程中，对树脂的增强效果进行了详细分析，发现了通过追求微细纤维的物性能够解决上述课题，从而想到了本发明。更具体地说，作为树脂的增强效果被认为不充分的原因之一，在于树脂的破坏，该树脂的破坏是以树脂中存在的不均质部位为起点而产生的。为了消除树脂的不均质，以提高微细纤维的分散性为目标的方案是一种合理的解决方法，关于这一点，通过氨基甲酸酯基的导入而取得了显著进展。但是，进一步还发现了，不均质的纤维含有得越多，树脂的破坏越容易进行，通过这样的发现而想到的手段如下所示。
(方案1所述的手段)
一种纤维状纤维素，其特征在于，
平均纤维宽度为0.1μm以上、且羟基的一部分或全部被氨基甲酸酯基取代，
上述氨基甲酸酯基的取代率为1.0mmol/g以上，
上述纤维状纤维素的微细率为30％以上。
(方案2所述的手段)
如方案1所述的纤维状纤维素，其中，平均纤维长度为0.10～2.00mm。
(方案3所述的手段)
如方案1或2所述的纤维状纤维素，其中，作为原料的纤维素原料的微细率为1％以上。
(方案4所述的手段)
一种纤维状纤维素复合树脂，其特征在于，
其包含纤维状纤维素和树脂，
上述纤维状纤维素中，
平均纤维宽度为0.1μm以上、且羟基的一部分或全部被氨基甲酸酯基取代，
上述氨基甲酸酯基的取代率为1.0mmol/g以上，
上述纤维状纤维素的微细率为30％以上。
(方案5所述的手段)
如方案4所述的纤维状纤维素复合树脂，其中，依据JIS K 7171测定的弯曲模量的标准偏差为30MPa以下。
(方案6所述的手段)
一种纤维状纤维素的制造方法，其特征在于，
该制造方法具有下述工序：
对纤维素原料以及脲和脲的衍生物中的至少任一者进行加热处理，将上述纤维素原料的羟基的一部分或全部用氨基甲酸酯基取代的工序；以及
将上述纤维素原料在平均纤维宽度为0.1μm以上的范围内进行开纤的工序，
按照上述氨基甲酸酯基的取代率为1.0mmol/g以上的方式进行上述加热处理，
将上述开纤进行至微细率达到30％以上为止。
发明的效果
根据发明，提供树脂的增强效果高的纤维状纤维素、强度高的纤维状纤维素复合树脂、以及树脂的增强效果高的纤维状纤维素的制造方法。
具体实施方式
接着对具体实施方式进行说明。需要说明的是，本实施方式为本发明的一例。本发明的范围并不限于本实施方式的范围。
本方式的纤维状纤维素(下文中也称为“纤维素纤维”)的平均纤维宽度(径)为0.1μm以上、且羟基(-OH基)的一部分或全部被氨基甲酸酯基取代。此外，氨基甲酸酯基的取代率为1.0mmol/g以上、且微细率为30％以上。另外，通过包含该纤维状纤维素和树脂，构成了纤维状纤维素复合树脂。此外，制造纤维状纤维素的方法中具有下述工序：对纤维素原料以及脲或脲的衍生物进行加热处理，将纤维素原料的羟基的一部分或全部用氨基甲酸酯基取代的工序；以及将纤维素原料在平均纤维宽度为0.1μm以上的范围内进行开纤，制成微纤维纤维素的工序。并且，加热处理按照氨基甲酸酯基的取代率为1.0mmol/g以上的方式进行，将开纤进行至微细率达到30％以上为止。以下进行详细说明。
(纤维状纤维素)
本方式的纤维状纤维素复合树脂包含纤维状纤维素(下文中也称为“纤维素纤维”)、树脂，优选进一步包含酸改性树脂。在包含酸改性树脂的情况下，氨基甲酸酯基的一部分或全部与酸改性树脂的酸基进行离子键合。
本方式中作为微细纤维的纤维状纤维素是平均纤维径为0.1μm以上的微纤维纤维素(微纤化纤维素)。若为微纤维纤维素，则树脂的增强效果显著提高。另外，微纤维纤维素比同样是微细纤维的纤维素纳米纤维更容易用氨基甲酸酯基进行改性(氨基甲酸酯化)。其中，更优选对微细化之前的纤维素原料进行氨基甲酸酯化，这种情况下，微纤维纤维素和纤维素纳米纤维是等同的。
本方式中，微纤维纤维素是指平均纤维宽度比纤维素纳米纤维粗的纤维。具体地说，平均纤维径例如为0.1～20μm、优选为0.2～19μm、更优选大于0.5μm且为18μm以下。微纤维纤维素的平均纤维径若低于(不足)0.1μm，则与纤维素纳米纤维没有差别，可能无法充分得到提高树脂的强度(特别是弯曲模量)的效果。另外，开纤时间变长，需要大量的能量。此外，纤维素纤维浆料的脱水性变差。若脱水性变差，则在干燥中需要大量的能量，在干燥中施加大量的能量时，微纤维纤维素会发生热劣化，强度可能会降低。另一方面，微纤维纤维素的平均纤维径若高于(超过)20μm，则与纸浆没有差别，增强效果可能变得不充分。
微纤维纤维素可以通过将纤维素原料(下文中也称为“原料纸浆”)进行开纤(微细化)而得到。作为原料纸浆，例如可以从以阔叶树、针叶树等作为原料的木材纸浆、以稻草、甘蔗渣、棉、麻、韧皮纤维等作为原料的非木材纸浆、以回收废纸、损纸等作为原料的废纸纸浆(DIP)等中选择1种或2种以上来使用。需要说明的是，以上的各种原料例如可以为被称为纤维素系粉末等的粉碎物(粉状物)的状态等。
其中，为了尽可能避免杂质的混入，作为原料纸浆，优选使用木材纸浆。作为木材纸浆，例如可以从阔叶树硫酸盐纸浆(LKP)、针叶树硫酸盐纸浆(NKP)等化学纸浆、机械纸浆(TMP)等中选择1种或2种以上来使用。
阔叶树硫酸盐纸浆可以为阔叶树漂白硫酸盐纸浆、可以为阔叶树未漂白硫酸盐纸浆、也可以为阔叶树半漂白硫酸盐纸浆。同样地，针叶树硫酸盐纸浆可以为针叶树漂白硫酸盐纸浆、可以为针叶树未漂白硫酸盐纸浆、也可以为针叶树半漂白硫酸盐纸浆。
作为机械纸浆，例如可以从磨石磨纸浆(SGP)、压力磨石磨纸浆(PGW)、木片磨纸浆(RGP)、化学细磨纸浆(CGP)、热磨纸浆(TGP)、磨纸浆(GP)、热磨机械浆(TMP)、化学热磨机械浆(CTMP)、盘磨机械纸浆(RMP)、漂白热磨机械浆(BTMP)等中选择1种或2种以上来使用。
原料纸浆在开纤之前可以利用化学方法进行前处理。作为利用化学方法的前处理，例如可例示出利用酸进行的多糖的水解(酸处理)、利用酶进行的多糖的水解(酶处理)、利用碱进行的多糖的溶胀(碱处理)、利用氧化剂进行的多糖的氧化(氧化处理)、利用还原剂进行的多糖的还原(还原处理)等。其中，作为利用化学方法的前处理，优选实施酶处理，更优选还实施选自酸处理、碱处理以及氧化处理中的1种或2种以上的处理。以下对酶处理进行详细说明。
作为酶处理中使用的酶，优选使用纤维素酶系酶和半纤维素酶系酶中的至少任一者，更优选将两者合用。使用这些酶时，纤维素原料的开纤变得更容易。需要说明的是，纤维素酶系酶在水的共存下引起纤维素的分解。另外，半纤维素酶系酶在水的共存下引起半纤维素的分解。
作为纤维素酶系酶，例如可以使用木霉菌(Trichoderma、丝状菌)属、支顶孢(Acremonium、丝状菌)属、曲霉(Aspergillus、丝状菌)属、原毛平革菌(Phanerochaete、担子菌)属、栓菌(Trametes、担子菌)属、腐质霉(Humicola、丝状菌)属、杆菌(Bacillus、细菌)属、裂褶菌(Schizophyllum、担子菌)属、链霉菌(Streptomyces、细菌)属、假单胞菌(Pseudomonas、细菌)属等所产生的酶。这些纤维素酶系酶可以以试剂或市售品的形式购入。作为市售品，可例示出例如Cellulosin T2(HBI公司制)、Meicelase(明治制果公司制造)、Novozyme 188(Novozyme公司制造)、Multifect CX10L(Genencor公司制造)、纤维素酶系酶GC220(Genencor公司制造)等。
另外，作为纤维素酶系酶，还可以使用EG(内切葡聚糖酶)和CBH(纤维二糖水解酶)中的任一种。EG和CBH可以分别单独使用、也可以混合使用。另外，还可以与半纤维素酶系酶混合使用。
作为半纤维素酶系酶，例如可以使用作为分解木聚糖的酶的木聚糖酶(xylanase)、作为分解甘露聚糖的酶的甘露聚糖酶(mannase)、作为分解阿拉伯聚糖的酶的阿拉伯聚糖酶(arabanase)等。另外，还可以使用作为分解果胶的酶的果胶酶。
半纤维素是存在于植物细胞壁的纤维素微原纤维间的除果胶类以外的多糖类。半纤维素的种类繁多，并且还根据木材的种类、细胞壁的壁层间而不同。在针叶树的次生壁，葡甘露聚糖为主要成分；在阔叶树的次生壁，4-O-甲基葡糖醛酸木聚糖为主要成分。因此，在由针叶树漂白硫酸盐纸浆(NBKP)得到微细纤维的情况下，优选使用甘露聚糖酶。另外，在由阔叶树漂白硫酸盐纸浆(LBKP)得到微细纤维的情况下，优选使用木聚糖酶。
酶相对于纤维素原料的添加量例如根据酶的种类、作为原料的木材的种类(针叶树还是阔叶树)、机械纸浆的种类等来决定。其中，酶相对于纤维素原料的添加量优选为0.1～3质量％、更优选为0.3～2.5质量％、特别优选为0.5～2质量％。酶的添加量若小于0.1质量％，则由酶的添加带来的效果可能不充分。另一方面，酶的添加量若大于3质量％，则纤维素被糖化，微细纤维的收率可能降低。另外，还具有不能观察到与添加量的增量相符的效果的提高的问题。
在使用纤维素酶系酶作为酶的情况下，从酶反应的反应性的方面出发，酶处理时的pH优选为弱酸性区域(pH＝3.0～6.9)。另一方面，在使用半纤维素酶系酶作为酶的情况下，酶处理时的pH优选为弱碱性区域(pH＝7.1～10.0)。
酶处理时的温度在使用纤维素酶系酶和半纤维素酶系酶中的任一者作为酶的情况下均优选为30～70℃、更优选为35～65℃、特别优选为40～60℃。酶处理时的温度若为30℃以上，则酶活性不容易降低，能够防止处理时间延长。另一方面，酶处理时的温度若为70℃以下，则能够防止酶的失活。
酶处理的时间例如可以根据酶的种类、酶处理的温度、酶处理时的pH等来决定。其中，一般的酶处理的时间为0.5～24小时。
在进行酶处理后，优选使酶失活。作为使酶失活的方法，例如有添加碱性水溶液(优选pH10以上、更优选pH11以上)的方法、添加80～100℃的热水的方法等。
接着对碱处理的方法进行说明。
在开纤之前进行碱处理时，纸浆所具有的半纤维素或纤维素的羟基发生部分解离，分子发生阴离子化，由此使分子内和分子间氢键减弱，促进开纤中的纤维素原料的分散。
作为碱处理中使用的碱，例如可以使用氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、氨水溶液、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、苄基三甲基氢氧化铵等有机碱等。其中，从制造成本的方面出发，优选使用氢氧化钠。
在开纤之前实施酶处理、酸处理、氧化处理时，能够降低微纤维纤维素的保水度、提高结晶度，并且能够提高均质性。关于这一点，微纤维纤维素的保水度低则容易脱水，纤维素纤维浆料的脱水性提高。
对原料纸浆进行酶处理、酸处理、氧化处理时，纸浆所具有的半纤维素或纤维素的非晶区域被分解。结果能够减少开纤的能量，能够提高纤维素纤维的均质性、分散性。但是，前处理会降低微纤维纤维素的长径比，因此在作为树脂增强材料使用的情况下，优选避免过度的前处理。
原料纸浆的开纤例如可以通过使用磨浆机、高压均质机、高压均质化装置等均化器、研磨机、磨碎机等石臼式摩擦机、单螺杆混炼机、多螺杆混炼机、捏合精研机、喷射式粉碎机等将原料纸浆打浆来进行。其中优选使用精研机、喷射式粉碎机来进行。
微纤维纤维素的平均纤维长度(单纤维的平均长度)优选为0.10～2.00mm、更优选为0.12～1.50mm、特别优选为0.15～1.00。平均纤维长度若低于0.10mm，则无法形成纤维之间的三维网络，复合树脂的弯曲模量等可能会降低，即便使微细率为35％以上而提高了均质性，增强效果也可能不提高。另一方面，平均纤维长度若高于2.00mm，则长度与原料纸浆没有差别，因此增强效果可能不充分。
作为微纤维纤维素的原料的纤维素原料的平均纤维长度优选为0.50～5.00mm、更优选为1.00～3.00mm、特别优选为1.50～2.50。纤维素原料的平均纤维长度若低于0.50mm，则在进行开纤处理时可能无法充分得到树脂的增强效果。另一方面，平均纤维长度若高于5.00mm，则在开纤时的制造成本方面可能不利。
微纤维纤维素的平均纤维长度例如可以通过原料纸浆的选择、前处理、开纤等而任意地进行调整。
微纤维纤维素的微细率优选为30％以上、更优选为35～99％、特别优选为40～95％。若微细率为30％以上，则均质的纤维的比例多，复合树脂的破坏不容易进行。但是，若微细率大于99％，则弯曲模量可能不充分。
以上是微纤维纤维素的微细率，但更优选作为微纤维纤维素的原料的纤维素原料的微细率也在规定的范围内。具体地说，作为微纤维纤维素的原料的纤维素原料的微细率优选为1％以上、更优选为3～20％、特别优选为5～18％。认为开纤前的纤维素原料的微细率若为上述范围内，则即使按照微纤维纤维素的微细率为30％以上的方式进行了开纤，纤维的损伤也少，树脂的增强效果提高。
微细率的调整可以通过酶处理等前处理来进行。其中，特别是在进行酶处理的情况下，纤维本身变得支零破碎，树脂的增强效果可能降低。因此，从这方面出发，酶的添加量优选为2质量％以下、更优选为1质量％以下、特别优选为0.5质量％以下。另外，不进行酶处理(添加量0质量％)也是一个选项。
本方式中的“微细率”是指纤维长度为0.2mm以下的纸浆纤维的质量基准的比例。
微纤维纤维素的长径比优选为2～15,000、更优选为10～10,000。长径比若低于2，则无法充分构建三维网络，因此即使平均纤维长度为0.10mm以上，增强效果也可能不充分。另一方面，若长径比高于15,000，则微纤维纤维素之间的缠结增强，在树脂中的分散可能不充分。
微纤维纤维素的原纤化率优选为1.0～30.0％、更优选为1.5～20.0％、特别优选为2.0～15.0％。原纤化率若高于30.0％，则与水的接触面积变得过大，因此，即使在平均纤维宽度保持在0.1μm以上的范围进行了开纤，也可能难以脱水。另一方面，若原纤化率低于1.0％，则原纤维之间的氢键少，可能无法形成牢固的三维网络。
本方式中的原纤化率是指将纤维素纤维依据JIS-P-8220:2012“纸浆解离方法”进行解离，使用Fiber Lab.(Kajaani公司)对所得到的解离纸浆进行测定而得到的值。
微纤维纤维素的结晶度优选为50％以上、更优选为55％以上、特别优选为60％以上。结晶度若低于50％，则尽管与纸浆、纤维素纳米纤维的混合性提高，但纤维本身的强度降低，因此可能无法提高树脂的强度。另一方面，微纤维纤维素的结晶度优选为95％以下、更优选为90％以下、特别优选为85％以下。结晶度若高于95％，则分子内的牢固的氢键比例增多、纤维本身变得刚直，分散性变差。
微纤维纤维素的结晶度例如可以通过原料纸浆的选择、前处理、微细化处理而任意地进行调整。
微纤维纤维素的纸浆粘度优选为2cps以上、更优选为4cps以上。微纤维纤维素的纸浆粘度若低于2cps，则可能难以抑制微纤维纤维素的凝聚。
微纤维纤维素的游离度优选为500ml以下、更优选为300ml以下、特别优选为100ml以下。微纤维纤维素的游离度若高于500ml，则微纤维纤维素的平均纤维径大于20μm，可能无法充分得到提高树脂强度的效果。
微纤维纤维素的ζ电位优选为-150～20mV、更优选为-100～0mV、特别优选为-80～-10mV。若ζ电位低于-150mV，则与树脂的相容性显著降低，增强效果可能变得不充分。另一方面，若ζ电位高于20mV，则分散稳定性可能会降低。
微纤维纤维素的保水度优选为80～400％、更优选为90～350％、特别优选为100～300％。保水度若低于80％，则与原料纸浆无差别，因此增强效果可能不充分。另一方面，保水度若高于400％，则脱水性趋于变差，并且容易发生凝聚。关于这一点，由于该纤维的羟基被取代成氨基甲酸酯基，因此能够进一步降低微纤维纤维素的保水度，能够提高脱水性、干燥性。
微纤维纤维素的保水度例如可以通过原料纸浆的选择、前处理、开纤等而任意地进行调整。
微纤维纤维素具有氨基甲酸酯基。对于如何使其具有氨基甲酸酯基没有特别限定。例如，可以通过将纤维素原料进行氨基甲酸酯化而具有氨基甲酸酯基，也可以通过将微纤维纤维素(微细化的纤维素原料)进行氨基甲酸酯化而具有氨基甲酸酯基。
需要说明的是，具有氨基甲酸酯基是指在纤维状纤维素中导入有氨基甲酸酯基(氨基甲酸的酯)的状态。氨基甲酸酯基是由-O-CO-NH-所表示的基团，例如为由-O-CO-NH2、-O-CONHR、-O-CO-NR2等所表示的基团。即，氨基甲酸酯基可以由下述结构式(1)所表示。
[化1]
Figure BDA0003783542330000091
此处，R各自独立地为饱和直链状烃基、饱和支链状烃基、饱和环状烃基、不饱和直链状烃基、不饱和支链状烃基、芳香族基团、以及它们的衍生基团中的至少任一者。
作为饱和直链状烃基，例如可以举出甲基、乙基、丙基等碳原子数1～10的直链状的烷基。
作为饱和支链状烃基，例如可以举出异丙基、仲丁基、异丁基、叔丁基等碳原子数3～10的支链状烷基。
作为饱和环状烃基，例如可以举出环戊基、环己基、降冰片基等环烷基。
作为不饱和直链状烃基，例如可以举出乙烯基、丙烯-1-基、丙烯-3-基等碳原子数2～10的直链状的烯基、乙炔基、丙炔-1-基、丙炔-3-基等碳原子数2～10的直链状的炔基等。
作为不饱和支链状烃基，例如可以举出丙烯-2-基、丁烯-2-基、丁烯-3-基等碳原子数3～10的支链状烯基、丁炔-3-基等碳原子数4～10的支链状炔基等。
作为芳香族基团，例如可以举出苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等。
作为衍生基团，例如可以举出上述饱和直链状烃基、饱和支链状烃基、饱和环状烃基、不饱和直链状烃基、不饱和支链状烃基和芳香族基团所具有的1个或2个以上的氢原子被取代基(例如羟基、羧基、卤原子等)取代而成的基团。
在具有氨基甲酸酯基(导入有氨基甲酸酯基)的微纤维纤维素中，极性高的羟基的一部分或全部被取代成极性相对低的氨基甲酸酯基。因此，具有氨基甲酸酯基的微纤维纤维素的亲水性低，与极性低的树脂等的亲和性高。结果，具有氨基甲酸酯基的微纤维纤维素与树脂的均匀分散性优异。另外，具有氨基甲酸酯基的微纤维纤维素的浆料的粘性低，处理性良好。
氨基甲酸酯基对微纤维纤维素的羟基的取代率优选为1.0～5.0mmol/g、更优选为1.2～3.0mmol/g、特别优选为1.5～2.0mmol/g。取代率为1.0mmol/g以上时，可确实地发挥出导入氨基甲酸酯基的效果、特别是树脂的弯曲模量的提高效果。另一方面，取代率若高于5.0mmol/g，则纤维素纤维不再能保持纤维的形状，可能无法充分得到树脂的增强效果。另外，氨基甲酸酯基的取代率若高于2.0mmol/g，则在将原料纸浆进行氨基甲酸酯化的情况下，纸浆的平均纤维长度变短，作为结果，微纤维纤维素的平均纤维长度小于0.1mm，可能无法得到充分的树脂增强效果。
本方式中，氨基甲酸酯基的取代率(mmol/g)是指在每1g具有氨基甲酸酯基的纤维素原料中所包含的氨基甲酸酯基的物质量。关于氨基甲酸酯基的取代率，通过凯氏定氮法测定经氨基甲酸酯化的纸浆内存在的N原子，计算出每单位重量的氨基甲酸酯化率。另外，纤维素是以脱水葡萄糖作为结构单元的聚合物，每一结构单元具有3个羟基。
<氨基甲酸酯化>
关于向微纤维纤维素(在开纤前进行氨基甲酸酯化的情况下为纤维素原料；以下同样，也称为“微纤维纤维素等”)中导入氨基甲酸酯基(氨基甲酸酯化)这一点，如上所述有将纤维素原料氨基甲酸酯化后进行微细化的方法、以及将纤维素原料微细化后进行氨基甲酸酯化的方法。关于这一点，在本说明书中，先对纤维素原料的开纤进行了说明，之后对氨基甲酸酯化(改性)进行了说明。但是，开纤和氨基甲酸酯化先进行哪一者都可以。其中，优选先进行氨基甲酸酯化，之后进行开纤。这是由于，开纤前的纤维素原料的脱水效率高，并且，通过与氨基甲酸酯化伴随的加热，纤维素原料成为容易开纤的状态。
将微纤维纤维素等进行氨基甲酸酯化的工序例如主要可以分成混合处理、除去处理以及加热处理。需要说明的是，也可以将混合处理和除去处理统称为制备供于加热处理的混合物的调整处理。
在混合处理中，将微纤维纤维素等(如上所述也存在纤维素原料的情况；以下相同)与脲或脲的衍生物(以下也简称为“脲等”)在分散介质中进行混合。
作为脲、脲的衍生物，例如可以使用脲、硫脲、缩二脲、苯基脲、苄基脲、二甲基脲、二乙基脲、四甲基脲、将脲的氢原子用烷基取代而得到的化合物等。这些脲或脲的衍生物分别可以单独使用或将多种组合使用。其中优选使用脲。
脲等相对于微纤维纤维素等混合质量比(脲等/微纤维纤维素等)的下限优选为10/100、更优选为20/100。另一方面，上限优选为300/100、更优选为200/100。通过使混合质量比为10/100以上，氨基甲酸酯化的效率提高。另一方面，即使混合质量比高于300/100，氨基甲酸酯化也达到了极限。
分散介质通常为水。但是，也可以使用醇、醚等其他分散介质、或水与其他分散介质的混合物。
在混合处理中，例如，可以向水中添加微纤维纤维素等和脲等，可以向脲等的水溶液中添加微纤维纤维素等，也可以向包含微纤维纤维素等的浆料中添加脲等。另外，为了均匀混合，在添加后可以进行搅拌。此外，也可以在包含微纤维纤维素等和脲等的分散液中包含其他成分。
在除去处理中，从混合处理中得到的包含微纤维纤维素等和脲等的分散液中除去分散介质。通过除去分散介质，能够在随后的加热处理中使脲等有效地反应。
分散介质的除去优选通过加热使分散介质挥发来进行。根据该方法，能够在保留脲等成分的状态下仅将分散介质有效地除去。
关于除去处理中的加热温度的下限，在分散介质为水的情况下，优选为50℃、更优选为70℃、特别优选为90℃。通过使加热温度为50℃以上，能够使分散介质有效地挥发(除去)。另一方面，加热温度的上限优选为120℃、更优选为100℃。加热温度若超过120℃，则分散介质与脲反应，脲可能单独分解。
除去处理中的加热时间可以根据分散液的固体成分浓度等适当地进行调节。具体地说，例如为6～24小时。
在除去处理后续的加热处理中，对微纤维纤维素等与脲等的混合物进行加热处理。在该加热处理中，微纤维纤维素等的羟基的一部分或全部与脲等反应而被取代成氨基甲酸酯基。更详细地说，当脲等被加热时，如下述的反应式(1)所示那样分解成异氰酸和氨。并且，异氰酸的反应性非常高，例如如下述反应式(2)所示那样在纤维素的羟基处形成氨基甲酸酯基。
NH2-CO-NH2→H-N＝C＝O+NH3…(1)
Cell-OH+H-N＝C＝O→Cell-CO-NH2…(2)
加热处理中的加热温度的下限优选为120℃、更优选为130℃、特别优选为脲的熔点(约134℃)以上、进一步优选为140℃、最优选为150℃。通过使加热温度为120℃以上，可有效地进行氨基甲酸酯化。加热温度的上限优选为200℃、更优选为180℃、特别优选为170℃。加热温度若高于200℃，则微纤维纤维素等发生分解，增强效果可能变得不充分。
加热处理中的加热时间的下限优选为1分钟、更优选为5分钟、特别优选为30分钟、进一步优选为1小时、最优选为2小时。通过使加热时间为1分钟以上，能够确实地进行氨基甲酸酯化的反应。另一方面，加热时间的上限优选为15小时、更优选为10小时。加热时间若高于15小时，则不经济，用15小时就能够充分进行氨基甲酸酯化。
但是，加热时间的延长会招致纤维素纤维的劣化。因此，加热处理中的pH条件是重要的。pH是优选为pH9以上、更优选为pH9～13、特别优选为pH10～12的碱性条件。另外，作为次优策略，是pH7以下、优选为pH3～7、特别优选为pH4～7的酸性条件或中性条件。若为pH7～8的中性条件，则纤维素纤维的平均纤维长度变短，树脂的增强效果可能变差。与之相对，若为pH9以上的碱性条件，则纤维素纤维的反应性增高，促进对脲等的反应，可效率良好地进行氨基甲酸酯化反应，因此能够充分确保纤维素纤维的平均纤维长度。另一方面，若为pH7以下的酸性条件，则进行由脲等分解成异氰酸和氨的反应，促进对纤维素纤维的反应，可效率良好地进行氨基甲酸酯化反应，因此能够充分确保纤维素纤维的平均纤维长度。但是，如果可能，优选在碱性条件下进行加热处理。这是由于若为酸性条件，则可能会进行纤维素的酸水解。
pH的调整可以通过向混合物中添加酸性化合物(例如乙酸、柠檬酸等)或碱性化合物(例如氢氧化钠、氢氧化钙等)等来进行。
作为在加热处理中进行加热的装置，例如可以使用热风干燥机、抄纸机、干浆机等。
加热处理后的混合物可以进行清洗。该清洗利用水等进行即可。通过该清洗，能够除去未反应而残留的脲等。
(浆料)
微纤维纤维素根据需要分散在水系介质中而制成分散液(浆料)。水系介质特别优选全部为水，但也可以使用一部分为与水具有相容性的其他液体的水系介质。作为其他液体，可以使用碳原子数3以下的低级醇类等。
浆料的固体成分浓度优选为0.1～10.0质量％、更优选为0.5～5.0质量％。固体成分浓度若低于0.1质量％，则在脱水、干燥时可能会需要过大的能量。另一方面，固体成分浓度若高于10.0质量％，则浆料本身的流动性降低，在使用分散剂的情况下可能无法均匀混合。
(酸改性树脂)
如上所述，酸改性树脂的酸基与氨基甲酸酯基的一部分或全部进行离子键合。通过该离子键合，树脂的增强效果提高。
作为酸改性树脂，例如可以使用酸改性聚烯烃树脂、酸改性环氧树脂、酸改性苯乙烯系弹性体树脂等。其中优选使用酸改性聚烯烃树脂。酸改性聚烯烃树脂为不饱和羧酸成分与聚烯烃成分的共聚物。
作为聚烯烃成分，例如可以从乙烯、丙烯、丁二烯、异戊二烯等烯烃的聚合物中选择1种或2种以上来使用。其中优选适当地使用作为丙烯聚合物的聚丙烯树脂。
作为不饱和羧酸成分，例如可以从马来酸酐类、邻苯二甲酸酐类、衣康酸酐类、柠康酸酐类、柠檬酸酐类等中选择1种或2种以上来使用。其中优选适当地使用马来酸酐类。即，优选使用马来酸酐改性聚丙烯树脂。
酸改性树脂的混合量相对于微纤维纤维素100质量份优选为0.1～1,000质量份、更优选为1～500质量份、特别优选为10～200质量份。特别是在酸改性树脂为马来酸酐改性聚丙烯树脂的情况下，优选为1～200质量份、更优选为10～100质量份。酸改性树脂的混合量若低于0.1质量份，则强度的提高不充分。另一方面，混合量若高于1,000质量份，则变得过剩，强度趋于降低。
马来酸酐改性聚丙烯的重均分子量例如为1,000～100,000、优选为3,000～50,000。
另外，马来酸酐改性聚丙烯的酸值优选为0.5mgKOH/g以上、100mgKOH/g以下，更优选为1mgKOH/g以上、50mgKOH/g以下。
此外，酸改性树脂的MFR(熔体流动速率)优选为2000g/10分钟(190℃/2.16kg)以下、更优选为1500g/10分钟以下、特别优选为500g/10分钟以下。MFR若高于2000g/10分钟，则纤维素纤维的分散性可能会降低。
需要说明的是，酸值的测定中，依据JIS-K2501利用氢氧化钾进行滴定。另外，MFR的测定中，依据JIS-K7210，在190℃下施加2.16kg的负荷，根据10分钟内流出的试样的重量来确定。
(分散剂)
纤维素原料或微纤维纤维素更优选与分散剂混合。作为分散剂，优选在芳香族类中具有胺基和/或羟基的化合物、在脂肪族类中具有胺基和/或羟基的化合物。
作为在芳香族类中具有胺基和/或羟基的化合物，例如可以举出苯胺类、甲苯胺类、三甲基苯胺类、茴香胺类、酪胺类、组胺类、色胺类、苯酚类、二丁基羟基甲苯类、双酚A类、甲酚类、丁子香酚类、没食子酸类、愈创木酚类、苦味酸类、酚酞类、血清素类、多巴胺类、肾上腺素类、去甲肾上腺素类、百里酚类、酪氨酸类、水杨酸类、水杨酸甲酯类、茴香醇类、水杨醇类、芥子醇类、地芬尼多类、二苯基甲醇类、肉桂醇类、东莨菪碱类、色醇类、香草醇类、3-苯基-1-丙醇类、苯乙醇类、苯氧基乙醇类、藜芦醇类、苯甲醇类、苯偶姻类、扁桃酸类、扁桃腈类、苯甲酸类、邻苯二甲酸类、间苯二甲酸类、对苯二甲酸类、苯六甲酸类、肉桂酸类等。
另外，作为在脂肪族类中具有胺基和/或羟基的化合物，例如可以举出辛醇类、2-乙基己醇类、壬醇类、癸醇类、十一烷醇类、月桂醇类、十三烷醇类、肉豆蔻醇类、十五烷醇类、鲸蜡醇类、硬脂醇类、反油醇类、油醇类、亚麻油醇类、甲胺类、二甲胺类、三甲胺类、乙胺类、二乙胺类、乙二胺类、三乙醇胺类、N,N-二异丙基乙胺类、四甲基乙二胺类、1,6-己二胺类、亚精胺类、精胺类、金刚胺类、甲酸类、乙酸类、丙酸类、丁酸类、戊酸类、己酸类、庚酸类、辛酸类、壬酸类、癸酸类、月桂酸类、肉豆蔻酸类、棕榈酸类、十七酸类、硬脂酸类、油酸类、亚油酸类、亚麻酸类、花生四烯酸类、二十碳五烯酸类、二十二碳六烯酸类、山梨酸类等。
以上的分散剂抑制纤维素纤维之间的氢键键合。因此，在微纤维纤维素和树脂的混炼时使微纤维纤维素在树脂中确实地分散。另外，以上的分散剂还具有提高微纤维纤维素和树脂的相容性的作用。从这方面出发，微纤维纤维素在树脂中的分散性提高。
另外，在纤维状纤维素和树脂的混炼时，还考虑另行添加相容剂(药剂)，但相较于在该阶段添加药剂，预先将纤维状纤维素与分散剂(药剂)进行混合时，药剂对纤维状纤维素的缠绕变得更均匀，与树脂的相容性提高的效果增强。
另外，例如聚丙烯的熔点为160℃，因此纤维状纤维素和树脂的混炼在180℃左右进行。但是，在该状态下添加分散剂(液)时，瞬间就会干燥。因此存在下述方法：使用熔点低的树脂来制作母料(微纤维纤维素的浓度高的复合树脂)，之后利用常见的树脂来降低浓度。但是，熔点低的树脂通常强度低。因此，利用该方法时，复合树脂的强度可能会降低。
分散剂的混合量相对于微纤维纤维素100质量份优选为0.1～1,000质量份、更优选为1～500质量份、特别优选为10～200质量份。分散剂的混合量若低于0.1质量份，则树脂强度的提高可能不充分。另一方面，混合量若高于1,000质量份，则变得过剩，树脂强度趋于降低。
关于这一点，上述酸改性树脂用于通过酸基与微纤维纤维素的氨基甲酸酯基进行离子键合来提高相容性从而提高增强效果，由于分子量大，因此认为其也容易与树脂融合，有助于提高强度。另一方面，上述分散剂被夹在微纤维纤维素之间的羟基彼此之间、防止凝聚，因而可提高在树脂中的分散性，并且由于分子量比酸改性树脂小，因此能够进入到酸改性树脂无法进入的微纤维纤维素间的狭小空间中，从而提高分散性，发挥出提高强度的作用。从以上的方面出发，上述酸改性树脂的分子量为分散剂的分子量的2～2,000倍、优选为5～1,000倍是合适的。
更详细地来说明这一点，树脂粉末通过以物理方式夹在微纤维纤维素彼此之间而抑制氢键键合，由此提高微纤维纤维素的分散性。与之相对，酸改性树脂通过酸基与微纤维纤维素的氨基甲酸酯基进行离子键合来提高相容性，由此提高增强效果。就这一点而言，分散剂在抑制微纤维纤维素之间的氢键键合这一方面是相同的，但由于树脂粉末为微米级，因此其以物理方式被夹入而抑制氢键键合。因此，尽管分散性低于分散剂，但树脂粉末自身发生熔融而构成基体，因此不会带来物性降低。另一方面，分散剂为分子级，极其微小，因此以覆盖微纤维纤维素的方式抑制氢键键合，提高微纤维纤维素的分散性的效果高。但是，其残留在树脂中，可能导致物性降低。
(制造方法)
纤维状纤维素以及酸改性树脂、分散剂等的混合物在与树脂混炼之前可以进行干燥和粉碎而制成粉状物。根据该方式，在与树脂的混炼时不必将纤维状纤维素干燥，热效率良好。另外，在混合物中混合有分散剂的情况下，即使将该混合物干燥，纤维状纤维素(微纤维纤维素)不能再分散的可能性也低。
混合物根据需要在干燥之前进行脱水而制成脱水物。该脱水例如可以从压带机、螺压机、压滤机、双辊机、夹网成型器、无阀过滤器、Centerdisc过滤器、膜处理、离心分离机等脱水装置中选择1种或2种以上来使用。
混合物的干燥例如可以从回转炉干燥、圆板式干燥、气流式干燥、介质流动干燥、喷雾干燥、转鼓干燥、螺旋输送机干燥、叶轮式干燥、单螺杆混炼干燥、多螺杆混炼干燥、真空干燥、搅拌干燥等中选择使用1种或2种以上来进行。
将干燥后的混合物(干燥物)进行粉碎而制成粉状物。干燥物的粉碎例如可以从珠磨机、捏合机、分散器、揉碎机、切碎机、锤式粉碎机等中选择使用1种或2种以上来进行。
粉状物的平均粒径优选为1～10,000μm、更优选为10～5,000μm、特别优选为100～1,000μm。粉状物的平均粒径若高于10,000μm，则与树脂的混炼性可能会变差。另一方面，为了使粉状物的平均粒径小于1μm需要大量的能量，因此不经济。
粉状物的平均粒径的控制除了控制粉碎的程度以外，还可以通过使用过滤器、旋风分离器等分级装置的分级来进行。
混合物(粉状物)的堆比重优选为0.03～1.0、更优选为0.04～0.9、特别优选为0.05～0.8。堆比重大于1.0意味着纤维状纤维素之间的氢键更牢固，不容易在树脂中分散。另一方面，堆比重低于0.03时，从输送成本的方面出发不利。
堆比重是依据JIS K7365测定的值。
混合物(粉状物)的水分含量优选为50％以下、更优选为30％以下、特别优选为10％以下。水分含量若高于50％，则与树脂混炼时的能量巨大，不经济。
水分含量为如下得到的值：使用恒温干燥机，将试样在105℃保持6小时以上，将不再确认到质量变动的时刻的质量作为干燥后质量，通过下式进行计算。
纤维水分含量(％)＝[(干燥前质量-干燥后质量)÷干燥前质量]×100
脱水/干燥后的微纤维纤维素中可以包含树脂。若包含树脂，则可抑制脱水/干燥后的微纤维纤维素之间的氢键键合，能够提高混炼时在树脂中的分散性。
作为脱水/干燥后的微纤维纤维素中包含的树脂的形态，例如可以举出粉末状、粒料状、片状等。其中优选粉末状(粉末树脂)。
在制成粉末状的情况下，脱水/干燥后的微纤维纤维素所包含的树脂粉末的平均粒径优选为1～10,000μm、更优选为10～5,000μm、特别优选为100～1,000μm。平均粒径若大于10,000μm，则可能由于粒径大而不能进入到混炼装置内。另一方面，平均粒径若小于1μm，则可能由于微细而不能抑制微纤维纤维素之间的氢键键合。需要说明的是，此处使用的粉末树脂等树脂和与微纤维纤维素进行混炼的树脂(作为主原料的树脂)可以为同种也可以为不同种，优选为同种。
平均粒径1～10,000μm的树脂粉末优选以脱水/干燥前的水系分散状态进行混合。通过以水系分散状态进行混合，能够使树脂粉末均匀地分散在微纤维纤维素之间，能够使微纤维纤维素均匀分散在混炼后的复合树脂中，能够进一步提高强度物性。
如上得到的粉状物(树脂的增强材料)与树脂混炼，得到纤维状纤维素复合树脂。该混炼除了利用例如将粒料状的树脂与粉状物混合的方法以外，还可以利用首先将树脂熔融再在该熔融物中添加粉状物的方法。需要说明的是，酸改性树脂、分散剂等也可以在该阶段进行添加。
混炼处理中，例如可以从单螺杆或双螺杆以上的多螺杆混炼机、混合辊、捏合机、辊碾机、班伯里混炼机、螺压机、分散器等中选择1种或2种以上来使用。这些之中，优选使用双螺杆以上的多螺杆混炼机。也可以将双螺杆以上的多螺杆混炼机2台以上并联或串联来使用。
混炼处理的温度为树脂的玻璃化转变点以上，根据树脂的种类而不同，优选为80～280℃、更优选为90～260℃、特别优选为100～240℃。
作为树脂，可以使用热塑性树脂或热固性树脂中的至少任一者。
作为热塑性树脂，例如可以从聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等聚烯烃、脂肪族聚酯树脂、芳香族聚酯树脂等聚酯树脂、聚苯乙烯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯等聚丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂等中选择1种或2种以上来使用。
其中优选使用聚烯烃和聚酯树脂中的至少任一者。另外，作为聚烯烃，优选使用聚丙烯。此外，关于聚酯树脂，作为脂肪族聚酯树脂，例如可例示出聚乳酸、聚己内酯等，作为芳香族聚酯树脂，例如可例示出聚对苯二甲酸乙二醇酯等，优选使用具有生物降解性的聚酯树脂(也简称为“生物降解性树脂”)。
作为生物降解性树脂，例如可以从羟基羧酸系脂肪族聚酯、己内酯系脂肪族聚酯、二元酸聚酯等中选择1种或2种以上来使用。
作为羟基羧酸系脂肪族聚酯，例如可以从乳酸、苹果酸、葡萄糖酸、3-羟基丁酸等羟基羧酸的均聚物、使用了这些羟基羧酸中的至少一种的共聚物等中选择1种或2种以上来使用。其中，优选使用聚乳酸、乳酸与除乳酸以外的上述羟基羧酸的共聚物、聚己内酯、上述羟基羧酸中的至少一种与己内酯的共聚物，特别优选使用聚乳酸。
作为该乳酸，例如可以使用L-乳酸、D-乳酸等，这些乳酸可以单独使用，也可以选择2种以上来使用。
作为己内酯系脂肪族聚酯，例如可以从聚己内酯的均聚物、聚己内酯等与上述羟基羧酸的共聚物等中选择1种或2种以上来使用。
作为二元酸聚酯，例如可以从聚琥珀酸丁二醇酯、聚琥珀酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯等中选择1种或2种以上来使用。
生物降解性树脂可以单独使用1种，也可以合用2种以上。
作为热固性树脂，例如可以使用酚树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、呋喃树脂、不饱和聚酯、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂、氨基甲酸酯系树脂、有机硅树脂、热固性聚酰亚胺系树脂等。这些树脂可以单独使用或将两种以上组合使用。
树脂中，可以优选以不妨碍热循环的比例含有无机填充剂。
作为无机填充剂，可例示出例如Fe、Na、K、Cu、Mg、Ca、Zn、Ba、Al、Ti、硅元素等的元素周期表第I族～第VIII族中的金属元素的单质、氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、亚硫酸盐、由这些化合物构成的各种粘土矿物等。
具体地说，例如可例示出硫酸钡、硫酸钙、硫酸镁、硫酸钠、亚硫酸钙、氧化锌、二氧化硅、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、硼酸铝、氧化铝、氧化铁、钛酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸镁、硅酸钙、粘土硅灰石、玻璃珠、玻璃粉末、硅砂、硅石、石英粉、硅藻土、白炭黑、玻璃纤维等。这些无机填充剂可以含有多种。另外，也可以为废纸纸浆中包含的无机填充剂。
关于纤维状纤维素及树脂的混配比例，优选纤维状纤维素为1质量份以上、树脂为99质量份以下，更优选纤维状纤维素为2质量份以上、树脂为98质量份以下，特别优选纤维状纤维素为3质量份以上、树脂为97质量份以下。另外，优选纤维状纤维素为50质量份以下、树脂为50质量份以上，更优选纤维状纤维素为40质量份以下、树脂为60质量份以上，特别优选纤维状纤维素为30质量份以下、树脂为70质量份以上。特别是当纤维状纤维素为10～50质量份时，能够显著提高树脂组合物的强度、特别是弯曲强度及拉伸弹性模量的强度。
需要说明的是，最终得到的树脂组合物中包含的纤维状纤维素及树脂的含有比例通常与纤维状纤维素及树脂的上述混配比例相同。
关于微纤维纤维素和树脂的溶解参数(cal/cm3)1/2(SP值)之差，即以微纤维纤维素的SPMFC值、树脂的SPPOL值来表示时，可以为SP值之差＝SPMFC值-SPPOL值。SP值之差优选为10～0.1、更优选为8～0.5、特别优选为5～1。若SP值之差大于10，则微纤维纤维素在树脂中不分散，可能无法得到增强效果。另一方面，若SP值之差小于0.1，则微纤维纤维素溶解在树脂中，不能作为填料发挥功能，得不到增强效果。关于这一点，树脂(溶剂)的SPPOL值与微纤维纤维素(溶质)的SPMFC值之差越小，则增强效果越大。
需要说明的是，溶解参数(cal/cm3)1/2(SP值)是表示在溶剂-溶质间起作用的分子间力的尺度，SP值越接近的溶剂和溶质，溶解度越增大。
(成型处理)
纤维状纤维素和树脂的混炼物可以根据需要再次进行混炼等，之后成型为所期望的形状。该成型的尺寸、厚度、形状等没有特别限定，例如可以制成片状、粒料状、粉末状、纤维状等。
成型处理时的温度为树脂的玻璃化转变点以上，根据树脂的种类而不同，例如为90～260℃、优选为100～240℃。
混炼物的成型可以利用例如模具成型、注射成型、挤出成型、中空成型、发泡成型等来进行。另外，也可以将混炼物纺丝而制成纤维状，与上述植物材料等混纤而制成垫状、板状。混纤例如可以通过利用气流网使其同时堆积的方法等来进行。
作为将混炼物进行成型的装置，例如可以从注射成型机、吹入成型机、中空成型机、吹塑成型机、压缩成型机、挤出成型机、真空成型机、气压成型机等中选择1种或2种以上来使用。
上述成型可以接续在混炼后进行，也可以先将混炼物冷却，使用破碎机等制成碎片后，将该碎片投入到挤出成型机、注射成型机等成型机中来进行。当然，成型并非为本发明的必要条件。
如以上所得到的纤维状纤维素复合树脂的弯曲模量的标准偏差优选为30MPa以下、更优选为29MPa以下、特别优选为28MPa以下。标准偏差若高于30MPa，则在作为材料使用的情况下，为了考虑偏差来维持最低限度所需的物性，需要使材料的厚度为必要程度以上、或者进一步进行使用增强材料等的处置，成本可能相应地升高。
本方式中的弯曲模量是依据JIS K 7171测定的值。
(其他组成物)
纤维状纤维素中，可以与微纤维纤维素一起包含纤维素纳米纤维。纤维素纳米纤维与微纤维纤维素同样为微细纤维，对于树脂的强度提高来说，具有补充微纤维纤维素的作用。但是，如果可能，作为微细纤维优选不包含纤维素纳米纤维而仅利用微纤维纤维素。需要说明的是，纤维素纳米纤维的平均纤维径(平均纤维宽度；单纤维的平均直径)优选为4～100nm、更优选为10～80nm。
另外，纤维状纤维素中可以包含纸浆。纸浆具有大幅提高纤维素纤维浆料的脱水性的作用。但是，对于纸浆，也与纤维素纳米纤维的情况同样地最优选不混配、即含量为0质量％。
树脂组合物中，除了微细纤维、纸浆等以外，还可以使其包含来自由槿麻、黄麻、马尼拉麻、剑麻、雁皮、结香、小构树、香蕉、菠萝、椰树、玉米、甘蔗、甘蔗渣、椰子、纸莎草、芦苇、细茎针茅、印度草、麦、稻、竹、各种针叶树(杉和扁柏等)、阔叶树和棉花等各种植物体得到的植物材料的纤维，也可以非有意地含有上述纤维。
可以在不妨碍本发明效果的范围内从例如抗静电剂、阻燃剂、抗菌剂、着色剂、自由基捕捉剂、发泡剂等中选择1种或2种以上添加在树脂组合物中。这些原料可以添加在纤维状纤维素的分散液中，可以在纤维状纤维素和树脂的混炼时添加，可以添加在它们的混炼物中，也可以利用其他方法添加。其中，从制造效率的方面出发，优选在纤维状纤维素和树脂的混炼时添加。
树脂组合物中可以含有乙烯-α烯烃共聚弹性体或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物作为橡胶成分。作为α-烯烃的示例，例如可以举出丁烯、异丁烯、戊烯、己烯、甲基戊烯、辛烯、癸烯、十二碳烯等。
(定义、测定方法等)
(平均纤维径)
微细纤维(微纤维纤维素和纤维素纳米纤维)的平均纤维径的测定方法如下。
首先，将固体成分浓度0.01～0.1质量％的微细纤维的水分散液100ml用特氟龙(注册商标)制膜过滤器进行过滤，用乙醇100ml进行1次溶剂置换、用叔丁醇20ml进行3次溶剂置换。接着进行冷冻干燥，进行锇涂布，制成试样。对于该试样，根据所构成的纤维的宽度，以3,000倍～30,000倍的任一倍率进行基于电子显微镜SEM图像的观察。具体地说，在观察图像上绘出两条对角线，并任意绘出三条通过对角线的交点的直线。进一步目视测量与该三条直线交错的合计100根纤维的宽度。并且将测量值的中值径作为平均纤维径。
(长径比)
长径比是平均纤维长度除以平均纤维宽度而得到的值。据知长径比越大，产生钩挂的部位越增多，因此增强效果提高，但另一方面，树脂的延展性与钩挂增多的程度相应地降低。
(保水度)
保水度是依据JAPAN TAPPI No.26(2000)测定的值。
(纤维分析)
微细率、原纤化率、平均纤维长度等是利用Valmet公司制造的纤维分析仪“FS5”测定的值。
(结晶度)
结晶度是依据JIS K 0131(1996)测定的值。
(粘度)
纸浆粘度是依据TAPPI T 230测定的值。
(B型粘度)
分散液的B型粘度(固体成分浓度1％)是依据JIS-Z8803(2011)的“液体的粘度测定方法”测定的值。B型粘度是对分散液进行搅拌时的阻力矩，其越高，意味着搅拌所需要的能量越多。
(游离度)
游离度是依据JIS P8121-2(2012)测定的值。
[实施例]
接着对本发明的实施例进行说明。
将水分含量10％以下的针叶树硫酸盐纸浆、固体成分浓度10％的脲水溶液以及各种pH调整液按表1所示的比例(固体成分换算质量比。需要说明的是，未记载pH调整液的量。由于脲为弱碱，因此pH调整液的量为少量(0.02～0.2g/脲g左右))进行混合。将该混合物在105℃进行干燥，制成干燥体。将该干燥体在140℃(反应温度)进行3小时(反应时间)加热处理，得到氨基甲酸酯改性纸浆。将这样得到的氨基甲酸酯改性纸浆利用蒸馏水稀释搅拌，反复进行2次脱水清洗。将清洗后的氨基甲酸酯改性纸浆利用Niagara打浆机进行4小时打浆，得到所期望的微细率的氨基甲酸酯改性微纤维纤维素(纤维状纤维素)。将该氨基甲酸酯改性微纤维纤维素的微细率、平均纤维长度等示于表1。
接着，在固体成分浓度2质量％的氨基甲酸酯改性微纤维纤维素水分散体2750g中添加马来酸酐改性聚丙烯27.5g和聚丙烯粉末17.5g，在105℃进行加热干燥，得到氨基甲酸酯改性微纤维纤维素含有物。该氨基甲酸酯改性微纤维纤维素含有物的含水率小于20％。将氨基甲酸酯改性微纤维含有物在180℃、200rpm的条件下利用双螺杆混炼机进行混炼，得到纤维混配比例为55％的氨基甲酸酯改性微纤维纤维素复合树脂。
进一步向该氨基甲酸酯改性微纤维纤维素复合树脂中添加、混合聚丙烯粒料，以使氨基甲酸酯改性微纤维：其他成分＝10:90，在180℃、200rpm的条件下利用双螺杆混炼机进行混炼，得到纤维混配比例为10％的氨基甲酸酯改性微纤维纤维素复合树脂。将纤维混配比例为10％的氨基甲酸酯改性微纤维纤维素复合树脂利用造粒机切割成2mm径、2mm长的圆柱状，在180℃下注射成型为长方体试验片(长度59mm、宽度9.6mm、厚度3.8mm)。将成型物的弯曲模量和弯曲模量的偏移示于表1。
弯曲试验中，首先依据JIS K7171:2008调查弯曲模量。表中，设树脂本身(空白)的弯曲模量(1.38GPa)为1，将复合树脂的弯曲模量(倍率)为1.3倍以上的情况示为“○”、小于1.3倍的情况示为“×”。另外，弯曲模量的偏移通过4份所测定的试验体(复合树脂)的标准偏差σ来进行评价。Σ小于30的情况记为“○”、30以上的情况记为“×”。
Figure BDA0003783542330000231
(考察)
由表可知，即使微细率小于30％，弯曲模量也提高，但弯曲模量的偏差(偏移)大。因此可知，从树脂的增强效果、特别是防止树脂的破坏的方面出发，微细率为30％以上是优选的。
工业实用性
本发明可用作纤维状纤维素、纤维状纤维素复合树脂及纤维状纤维素的制造方法。例如，纤维状纤维素复合树脂可用于：汽车、电车、船舶、飞机等传输设备的内饰材料、外饰材料、结构材料等；个人电脑、电视机、电话、钟表等电器产品等的壳体、结构材料、内部部件等；移动电话等移动通信设备等的壳体、结构材料、内部部件等；便携式音乐播放设备、影像播放设备、印刷设备、复印设备、运动用品、办公设备、玩具、运动用品等的壳体、结构材料、内部部件等；建筑物、家具等的内饰材料、外饰材料、结构材料等；文具等办公设备等；以及包装体、托盘等收纳体、保护用部件、分隔部件等。

Claims (6)

1.一种纤维状纤维素，其特征在于，
平均纤维宽度为0.1μm以上、且羟基的一部分或全部被氨基甲酸酯基取代，
所述氨基甲酸酯基的取代率为1.0mmol/g以上，
所述纤维状纤维素的微细率为30％以上。
2.如权利要求1所述的纤维状纤维素，其中，平均纤维长度为0.10mm～2.00mm。
3.如权利要求1或2所述的纤维状纤维素，其中，作为原料的纤维素原料的微细率为1％以上。
4.一种纤维状纤维素复合树脂，其特征在于，
该复合树脂包含纤维状纤维素和树脂，
所述纤维状纤维素中，
平均纤维宽度为0.1μm以上、且羟基的一部分或全部被氨基甲酸酯基取代，
所述氨基甲酸酯基的取代率为1.0mmol/g以上，
所述纤维状纤维素的微细率为30％以上。
5.如权利要求4所述的纤维状纤维素复合树脂，其中，依据JIS K 7171测定的弯曲模量的标准偏差为30MPa以下。
6.一种纤维状纤维素的制造方法，其特征在于，
该制造方法具有下述工序：
对纤维素原料以及脲和脲的衍生物中的至少任一者进行加热处理，将所述纤维素原料的羟基的一部分或全部用氨基甲酸酯基取代的工序；以及
将所述纤维素原料在平均纤维宽度为0.1μm以上的范围内进行开纤的工序，
按照所述氨基甲酸酯基的取代率为1.0mmol/g以上的方式进行所述加热处理，
将所述开纤进行至微细率达到30％以上为止。
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