CN116888207A - 纤维状纤维素含有物、纤维状纤维素复合树脂和纤维状纤维素含有物的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使在进行干燥的情况下分散性也优异的纤维状纤维素含有物及其制造方法、以及强度优异的纤维状纤维素复合树脂。一种添加到树脂中的纤维状纤维素含有物，纤维状纤维素的平均纤维宽度为0.1μm～19μm，并且羟基利用氨基甲酸酯基进行了取代，该纤维状纤维素含有物包含与纤维状纤维素发生相互作用的粉末。另外，纤维状纤维素复合树脂使用上述纤维状纤维素含有物作为纤维状纤维素。进而，在纤维状纤维素含有物的制造方法中，将羟基利用氨基甲酸酯基进行了取代的纤维状纤维素按照平均纤维宽度为0.1μm～19μm的方式进行开纤，和与纤维状纤维素发生相互作用的粉末混合而得到混合液，将该混合液干燥。

Description

纤维状纤维素含有物、纤维状纤维素复合树脂和纤维状纤维 素含有物的制造方法

技术领域

本发明涉及纤维状纤维素含有物、纤维状纤维素复合树脂和纤维状纤维素含有物的制造方法。

背景技术

近年来，纤维素纳米纤维、微纤维纤维素(微原纤化纤维素)等微细纤维作为树脂增强材料的使用备受关注。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，微细纤维在干燥时发生凝聚，但该凝聚牢固，因此将干燥的微细纤维作为树脂的增强材料时，在分散性方面存在问题。

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

本发明所要解决的主要课题在于，提供一种即使在进行干燥的情况下分散性也优异的纤维状纤维素含有物及其制造方法、以及强度优异的纤维状纤维素复合树脂。

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以分散液的状态被保持时的微细纤维的分散性，发现了在酯化、醚化、酰胺化、硫化等存在的诸多改性方法中，优异的是氨基甲酸酯的导入(氨基甲酸酯化)。与之相对，本发明主要着眼点在于将微细纤维暂时干燥等后与树脂混合时的微细纤维的分散性，发现了在以氨基甲酸酯的导入为前提进行各种试验的过程中，通过追求与微细纤维一起使用的其他物质、物性，能够解决上述课题，从而想到了本发明。这样想到的手段如下。

(方案1所述的手段)

一种纤维状纤维素含有物，其为添加到树脂中的纤维状纤维素含有物，其特征在于，

上述纤维状纤维素的平均纤维宽度为0.1μm～19μm，并且羟基的一部分或全部利用氨基甲酸酯基进行了取代，

该纤维状纤维素含有物包含与上述纤维状纤维素发生相互作用的粉末。

(方案2所述的手段)

如方案1所述的纤维状纤维素含有物，其中，上述发生相互作用的粉末的90％粒径/10％粒径为2～1000。

(方案3所述的手段)

如方案1或方案2所述的纤维状纤维素含有物，其中，上述发生相互作用的粉末的体积平均粒径为0.01μm～10000μm，并且上述发生相互作用的粉末的体积平均粒径(μm)/上述纤维状纤维素的平均纤维长度(μm)为0.005～5000。

(方案4所述的手段)

如方案1～3中任一项所述的纤维状纤维素含有物，其中，上述纤维状纤维素的纤维长度小于0.2mm的比例为5％以上，并且纤维长度0.2mm～0.6mm的比例为10％以上。

(方案5所述的手段)

如方案1～4中任一项所述的纤维状纤维素含有物，其中，上述纤维状纤维素的平均纤维长度为1.0mm以下，平均纤维宽度为10μm以下，并且原纤化率为2.5％以上。

(方案6所述的手段)

如方案1～5中任一项所述的纤维状纤维素含有物，其中，上述发生相互作用的粉末为酸值2.0％以上的酸改性树脂。

(方案7所述的手段)

如方案1～6中任一项所述的纤维状纤维素含有物，其中，上述发生相互作用的粉末为马来酸酐改性聚丙烯。

(方案8所述的手段)

一种纤维状纤维素复合树脂，其为混合有纤维状纤维素和树脂的纤维状纤维素复合树脂，其特征在于，

使用方案1～7中任一项所述的纤维状纤维素含有物作为上述纤维状纤维素。

(方案9所述的手段)

一种纤维状纤维素含有物的制造方法，其特征在于，将羟基的一部分或全部利用氨基甲酸酯基进行了取代的纤维状纤维素按照平均纤维宽度为0.1μm～19μm的方式进行开纤，和与上述纤维状纤维素发生相互作用的粉末混合而得到混合液，

将该混合液干燥。

发明的效果

根据本发明，成为一种即使在进行干燥的情况下分散性也优异的纤维状纤维素含有物及其制造方法、以及强度优异的纤维状纤维素复合树脂。

具体实施方式

下面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含有物被添加到树脂中，纤维状纤维素(以下也称为“纤维素纤维”)是平均纤维宽度为0.1μm～19μm、并且羟基(-OH基)的一部分或全部利用氨基甲酸酯基进行了取代的氨基甲酸酯改性微纤维纤维素。此外，纤维状纤维素含有物中包含与纤维状纤维素发生相互作用的粉末(以下也简称为“发生相互作用的粉末”。)。该粉末优选为酸改性树脂，该酸改性树脂的酸基与氨基甲酸酯基的一部分或全部发生离子键合。另外，通过将该纤维状纤维素含有物添加到树脂中，得到纤维状纤维素复合树脂。此外，在制造纤维状纤维素含有物的方法中，将羟基的一部分或全部利用氨基甲酸酯基进行了取代的纤维状纤维素按照平均纤维宽度为0.1μm～19μm的方式进行开纤，添加与纤维状纤维素发生相互作用的粉末而得到混合液，将该混合液干燥。以下，详细说明。

(纤维状纤维素)

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～19μm的微纤维纤维素(微原纤化纤维素)。若为微纤维纤维素，则树脂的增强效果显著提高。另外，微纤维纤维素与同样作为微细纤维的纤维素纳米纤维相比，容易利用氨基甲酸酯基进行改性(氨基甲酸酯化)。其中，更优选对微细化前的纤维素原料进行氨基甲酸酯化，此时，微纤维纤维素和纤维素纳米纤维是同等的。

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(宽度)例如为0.1μm～19μm、优选为0.2μm～10μm、更优选超过0.5～10μm。若纤维状纤维素的平均纤维径低于(小于)0.1μm，则与纤维素纳米纤维没有差别，有可能无法充分得到提高树脂的强度(特别是弯曲弹性模量)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，纤维状纤维素会发生热劣化，强度有可能会降低。此外，若开纤至平均纤维径低于0.1μm，则纤维状纤维素的纤维长度的偏差变小，难以发挥规定发生相互作用的粉末的粒径分布的本方式的作用效果。

另一方面，若纤维状纤维素的平均纤维径高于(超过)19μm，则与纸浆没有差别，增强效果有可能变得不充分。此外，在平均纤维径高于19μm的程度的开纤中，纤维状纤维素的纤维长度的偏差小，难以发挥规定发生相互作用的粉末的粒径分布的本方式的作用效果。另外，特别是若平均纤维径为10μm以下，则与使平均纤维长度为1.0mm以下、原纤化率为2.5％以上相互结合，与发生相互作用的粉末的相互缠绕变得良好。

另外，纤维状纤维素的众数直径(宽度)优选为0.1μm～19μm、更优选为0.5μm～10μm、特别优选为1μm～6μm。关于这点，如后所述，在纤维状纤维素的纤维长度不均的本方式中，由于是在开纤中途纤维宽度大的纤维以一定比例混合存在的状态，因此与以纤维径的平均值确定纤维状纤维素相比，优选以数量最多的众数直径来确定。从这样的观点出发，可以说若众数直径小于0.1μm，则纤维素纳米纤维的比例趋于变高，纤维素纳米纤维彼此凝聚，增强效果有可能变得不充分。另一方面，若众数直径超过19μm，则纸浆的比例趋于变高，可以说增强效果有可能变得不充分。

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所述。

首先，将固体成分浓度0.01质量％～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。

另外，微细纤维的众数直径的测定方法利用Valmet公司制造的纤维分析仪“FS5”进行测定。

然而，在纤维状纤维素为微纤维纤维素的情况下，具有纤维长度等的偏差变多的特性。这是基于下述理由。

首先，纸浆例如是通过在加压状态下用碱煮碎片后，在恢复常压时解开而制造的，没有施加机械性的开纤。因此，木材的细胞仅直接分离而成为纸浆，纤维长度等比较一致。另外，纤维素纳米纤维的微纤维纤维素的起毛部位独立地分离，大部分仅由起毛部位独立的纤维构成。因此，纤维长度等比较一致。与此相对，微纤维纤维素处于对纸浆施加机械开纤力而纤维起毛的中途的阶段，因此纤维长度等的分布变宽。

微纤维纤维素通常纤维长度小于0.2mm的比例为5％以上，并且纤维长度0.2mm～0.6mm的比例为10％以上，优选纤维长度小于0.2mm的比例为8％以上，并且纤维长度0.2mm～0.6mm的比例为13％以上，更优选纤维长度小于0.2mm的比例为20％以上，并且纤维长度0.2mm～0.6mm的比例为16％以上。若微纤维纤维素的纤维长度如上所述那样不均，则充分发挥出规定发生相互作用的粉末的粒径分布的本方式的作用效果。

另外，以上，特别是若纤维长度小于0.2mm的比例过多，则与大粒径的发生相互作用的粉末的相互缠绕变得不充分，有可能导致分散性降低。另一方面，若纤维长度超过0.6mm的比例过多，则与小粒径的发生相互作用的粉末的相互缠绕变得不充分，有可能导致分散性降低。

如上所述，微纤维纤维素的纤维长度等的偏差相对较大，但若纤维长度小于0.2mm的比例过多、或者纤维长度超过0.6mm的比例过多，则作为纤维自身的树脂的增强效果有可能变差。因此，优选纤维状纤维素的纤维长度0.2mm～0.6mm的比例为10％～90％、更优选为14％～70％、特别优选为16％～50％。若纤维长度0.2mm～0.6mm的比例小于14％，则与发生相互作用的粉末的相互缠绕变得不充分，结果有可能无法充分发挥增强效果。

微纤维纤维素可以通过将纤维素原料(以下也称为“原料纸浆”)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。

原料纸浆可以在开纤之前通过化学方法进行预处理。作为利用化学方法的预处理，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预处理，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。当使用这些酶时，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、曲霉菌(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，例如可例示出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(外切葡聚糖酶)中的任一者。EG和CBH可以分别单独使用，也可以混合使用。另外，也可以与半纤维素酶系酶混合来使用。

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，也可以使用作为分解果胶的酶的果胶酶。

半纤维素是位于植物细胞壁的纤维素微原纤维之间的除果胶类以外的多糖类。半纤维素的种类多样，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，葡甘露聚糖为主成分；在阔叶树的次生壁，4-O-甲基葡萄糖醛酸木聚糖为主成分。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由酶的种类、原料木材的种类(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质量％～3质量％、更优选为0.3质量％～2.5质量％、特别优选为0.5质量％～2质量％。酶的添加量若低于0.1质量％，则有可能无法充分得到由酶的添加所带来的效果。另一方面，酶的添加量若高于3质量％，则纤维素被糖化，微细纤维的收率有可能降低。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。

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，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℃。若酶处理时的温度为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，酶处理时的温度为70℃以下时，能够防止酶的失活。

酶处理的时间通过例如酶的种类、酶处理的温度、酶处理时的pH等来决定。其中，一般的酶处理时间为0.5小时～24小时。

在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、纤维素的羟基发生部分解离，分子呈阴离子化，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，若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匀性、分散性。但是，预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，优选避免过度的预处理。

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(单纤维的长度的平均值)优选为0.10mm～2.00mm、更优选为0.12mm～1.50mm、特别优选为0.15mm～1.00mm。若平均纤维长度小于0.10mm，则无法形成纤维彼此的三维网络，复合树脂的增强效果(特别是弯曲弹性模量)有可能降低。另外，有可能无法与发生相互作用的粉末充分相互缠绕。另一方面，若平均纤维长度高于2.00mm，则长度与原料纸浆没有差别，因此增强效果有可能不充分。另外，纤维发生凝聚，有可能无法与发生相互作用的粉末充分相互缠绕。

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0.50mm～5.00mm、更优选为1.00mm～3.00mm、特别优选为1.50mm～2.50mm。若纤维素原料的平均纤维长度低于0.50mm，则有可能无法充分得到进行开纤处理时的树脂的增强效果。另一方面，若平均纤维长度高于5.00mm，则有可能在开纤时的制造成本方面变得不利。

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定、预处理、开纤等来任意地进行调整。

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，则无法构建三维网络，因此即使平均纤维长度超过0.10mm，增强效果也有可能变得不充分。另外，若长径比低于2，则能够与为球体状形状的发生相互作用的粉末发生相互作用的点变得过少，因此无法得到充分的相互作用，无法充分发挥使发生相互作用的粉末与纤维相容的作用，增强效果有可能不充分。另一方面，若长径比高于15,000，则微纤维纤维素彼此的相互缠绕增多，在树脂中的分散有可能不充分。另外，纤维彼此相互作用，与发生相互作用的粉末的相互作用未充分发生，增强效果有可能不充分。

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，因此增强效果越提高，但另一方面，树脂的延展性与钩挂增多的程度相应地降低。

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2.5％～15.0％。若原纤化率高于30.0％，则与水的接触面积变得过大，因此即使能够在平均纤维宽度保持在0.1μm以上的范围内进行开纤，也有可能难以进行脱水。另外，若原纤化率高于30.0％，则表面积变得过大，纤维容易保持水，因此有可能难以与发生相互作用的粉末相互作用。另一方面，若原纤化率低于1.0％，则原纤维彼此的氢键少，有可能无法形成牢固的三维网络。另外，若原纤化率低于2.5％，则对于发生相互作用的粉末的缠绕趋于变差。

纤维的纤维长度、原纤化率利用Valmet公司制造的纤维分析仪“FS5”测定。

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。若结晶度低于50％，则尽管与其他纤维素纤维、例如纸浆、纤维素纳米纤维的混合性提高，但纤维本身的强度降低，因此有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。若结晶度高于95％，则分子内的牢固的氢键比例增多、纤维本身变得刚直，使分散性变差。

微纤维纤维素的结晶度例如可以通过原料纸浆的选定、预处理、微细化处理而任意地进行调整。

结晶度是依据JIS K 0131(1996)测定的值。

微纤维纤维素的纸浆粘度优选为2cps以上、更优选为4cps以上。若微纤维纤维素的纸浆粘度低于2cps，则有可能难以抑制微纤维纤维素的凝聚。另外，若纸浆粘度低于2cps，则即使发挥出与发生相互作用的粉末的相互作用，树脂的增强性也有可能变得不充分。

纸浆粘度是依据TAPPI T 230测定的值。

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。若微纤维纤维素的游离度高于500ml，则有可能无法充分得到树脂的强度提高效果。另外，与发生相互作用的粉末的相互缠绕变差，有可能无法充分抑制纤维的凝聚。

游离度是依据JIS P8121-2(2012)测定的值。

微纤维纤维素的ζ电位优选为-150mV～20mV、更优选为-100mV～0mV、特别优选为-80mV～-10mV。若ζ电位低于-150mV，则与树脂的相容性显著降低，增强效果有可能变得不充分。另一方面，若ζ电位高于20mV，则分散稳定性有可能降低。

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％。若保水度低于80％，则与原料纸浆无差别，因此增强效果有可能不充分。另一方面，若保水度高于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定、预处理、开纤等来任意地进行调整。

保水度是依据JAPAN TAPPI No.26(2000)测定的值。

本方式的微纤维纤维素具有氨基甲酸酯基。如何具有氨基甲酸酯基并无特别限定。例如，可以通过纤维素原料被氨基甲酸酯化而具有氨基甲酸酯基，也可以通过微纤维纤维素(微细化的纤维素原料)被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(氨基甲酸的酯)的状态。氨基甲酸酯基是由-O-CO-NH-表示的基团，例如是由-O-CO-NH₂、-O-CONHR、-O-CO-NR₂等表示的基团。即，氨基甲酸酯基可以由下述结构式(1)表示。

[化1]

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，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)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。

氨基甲酸酯基对于微纤维纤维素的羟基的取代率优选为1.0mmol/g～5.0mmol/g、更优选为1.2mmol/g～3.0mmol/g、特别优选为1.5mmol/g～2.0mmol/g。若使取代率为1.0mmol/g以上，能够确实地发挥出导入氨基甲酸酯的效果、特别是树脂的弯曲伸长率提高效果。另一方面，若取代率超过5.0mmol/g，则纤维素纤维无法保持纤维的形状，有可能无法充分得到树脂的增强效果。

需要说明的是，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包含的氨基甲酸酯基的物质量。另外，纤维素是以脱水葡萄糖为结构单元的聚合物，每一个结构单元具有3个羟基。

＜氨基甲酸酯化＞

关于在微纤维纤维素(在开纤前进行氨基甲酸酯化的情况下为纤维素原料。以下相同，也称为“微纤维纤维素等”)中导入氨基甲酸酯(氨基甲酸酯化)这点，有如上所述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，本说明书中，首先对纤维素原料的开纤进行说明，之后对氨基甲酸酯化(改性)进行说明。但是，开纤和氨基甲酸酯化先进行哪一者均可。但是，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，并且通过伴随氨基甲酸酯化的加热，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(如上所述也有纤维素原料的情况，以下同样)与脲和/或脲的衍生物(以下也简称为“脲等”)在分散介质中进行混合。

作为脲或脲的衍生物，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等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的混合质量比(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，在添加后也可以进行搅拌。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，能够在残留有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℃。加热温度若高于120℃，则分散介质与脲发生反应，脲有可能会单独分解。

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而适宜地调节。具体地说，例如为6小时～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，在脲等被加热时，如下述反应式(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)所示那样与纤维素的羟基形成氨基甲酸酯。

NH₂-CO-NH₂→H-N＝C＝O+NH₃…(1)

Cell-OH+H-N＝C＝O→Cell-O-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，增强效果有可能不充分。

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，能够可靠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。若加热时间高于15小时，则不经济，15小时就能够充分进行氨基甲酸酯化。

但是，加热时间的长期化会导致纤维素纤维的劣化。因此，加热处理中的pH条件很重要。pH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，作为次优的对策，为pH7以下、优选pH3～7、特别优选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，树脂的增强效果有可能变差。与此相对，若为pH9以上的碱性条件，则纤维素纤维的反应性提高，促进与脲等的反应，高效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，则由脲等分解为异氰酸和氨的反应进行，促进向纤维素纤维的反应，高效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，若可能，则优选在碱性条件下进行加热处理。这是因为，若为酸性条件，则纤维素的酸水解有可能进行。

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)、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，但一部分为与水具有相容性的其他液体的水系介质也可以使用。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质量％～10.0质量％、更优选为0.5质量％～5.0质量％。若固体成分浓度低于0.1质量％，则在脱水、干燥时有可能需要过大的能量。另一方面，若固体成分浓度高于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有可能无法均匀地混合。

(发生相互作用的粉末)

本方式的纤维状纤维素含有物包含与纤维状纤维素发生相互作用的粉末。通过使纤维状纤维素含有物包含该发生相互作用的粉末，能够使纤维状纤维素为能够发挥树脂的增强性的方式。即，在以浆料形式使用纤维状纤维素的情况下，优选在与树脂复合化之前除去浆料中包含的水系介质。但是，在除去水系介质时，纤维素彼此通过氢键不可逆地凝聚，有可能无法充分发挥作为纤维的增强效果。因此，通过在纤维状纤维素浆料中包含发生相互作用的粉末，物理性地阻碍纤维素彼此的氢键。另外，在不发生相互作用的粉末的情况下，干燥时不发生相互作用的粉末彼此有可能凝聚，但在发生相互作用的粉末的情况下，该可能性低。从该方面出发，发生相互作用的粉末优选为酸改性树脂，更优选为马来酸酐改性树脂，特别优选为马来酸酐改性聚丙烯(MAPP)。酸改性树脂的详细情况如后所述。

此处，发生相互作用是指通过共价键、离子键、金属键与纤维素进行牢固的键合(即，基于氢键、范德华力的键合不包含在发生相互作用的概念中)。优选牢固的键合是键能为100kJ/mol以上的键合。

发生相互作用的粉末的体积平均粒径优选为0.01μm～10000μm、更优选为50μm～750μm、特别优选为150μm～450μm。若体积平均粒径超过10000μm，则发生相互作用的粉末进入纤维素纤维彼此的间隙而有可能无法发挥抑制凝聚的效果。另一方面，若体积平均粒径小于0.01μm，则由于微细而有可能无法抑制微纤维纤维素彼此的氢键。

发生相互作用的粉末的90％粒径/10％粒径优选为2～1000、更优选为10～200。通过使粒径比为该范围内，即使在纤维状纤维素为微纤维纤维素、纤维长度存在偏差的情况下，也充分发挥出发生相互作用的粉末的凝聚抑制效果。具体地说，若90％粒径/10％粒径小于2，则粒径过于一致，有可能仅与特定纤维长度的纤维难以发挥相互作用的效果。另一方面，若90％粒径/10％粒径超过1000，则粒径的偏差变得极端，发生相互作用的纤维长度有可能受限。

以上，90％粒径是指从粒径小的颗粒开始依次测定，所测定的比例达到90％时的粒径。另外，10％粒径是指从粒径小的颗粒开始依次测定，所测定的比例达到10％时的粒径。

发生相互作用的粉末的算术标准偏差优选为0.01μm～10000μm、更优选为1μm～5000μm、特别优选为10μm～1000μm。如上所述，虽说使粉末的粒径产生偏差，但在纤维状纤维素为微纤维纤维素的含义上，纤维状纤维素存在范围，因此特定粉末的算术标准偏差。关于这一点，若算术标准偏差小于0.01μm，则粒径变得均匀，有可能仅与特定纤维长度的纤维难以发挥相互作用的效果。另一方面，若算术标准偏差超过10000μm，则粒径过度地变得不均匀，能够相互作用的纤维长度的范围变宽，有可能难以发挥相互作用的效果。

算术标准偏差是利用粒度分布测定装置(例如株式会社堀场制作所的激光衍射/散射式粒度分布测定器)测定的值。

另外，发生相互作用的粉末的体积平均粒径(μm)/纤维状纤维素的平均纤维长度(μm)优选为0.005～5000、更优选为0.01～1000。若为该范围内，则粉末和纤维进一步相互缠绕，纤维的凝聚受到抑制。更具体地说，若发生相互作用的粉末的体积平均粒径/纤维状纤维素的平均纤维长度小于0.005，则纤维彼此相互作用，无法充分产生与发生相互作用的粉末的相互作用，增强效果有可能变得不充分。另一方面，若发生相互作用的粉末的体积平均粒径/纤维状纤维素的平均纤维长度超过5000，则能够与为球体状形状的发生相互作用的粉末发生相互作用的点变得过少，因此无法得到充分的相互作用，增强效果有可能变得不充分。

本说明书中，发生相互作用的粉末的体积平均粒径是由直接或在水分散体的状态下使用粒度分布测定装置(例如株式会社堀场制作所的激光衍射/散射式粒度分布测定器)测定的体积基准粒度分布计算出的体积平均粒径。

本方式中，发生相互作用的粉末优选为树脂粉末。若发生相互作用的粉末为树脂粉末，则在混炼时熔融而不是颗粒，因此粒径不同的颗粒的混合存在完全不会带来影响。作为树脂粉末，例如可以使用与得到复合树脂时使用的树脂同样的树脂粉末。当然，也可以为不同种类。

发生相互作用的粉末的混配量相对于纤维状纤维素优选为1质量％～9,900质量％、更优选为5质量％～1,900质量％、特别优选为10质量％～900质量％。若混配量低于1质量％，则有可能无法充分发挥进入纤维素纤维的间隙而抑制凝聚的作用。另一方面，若混配量高于9,900质量％，则有可能无法发挥作为纤维素纤维的功能。

除此以外，在发生相互作用的粉末中还可以合用无机粉末。若合用发生相互作用的粉末和无机粉末，则即使在无机粉体彼此或发生相互作用的粉末彼此凝聚的条件下进行混合的情况下，无机粉末和发生相互作用的粉末也发挥相互防止凝聚的效果。另外，粒径小的粉体的表面积大，与重力的影响相比，容易受到分子间力的影响，其结果，容易凝聚，因此有可能在将粉体与微纤维纤维素浆料混合时粉体在浆料中无法顺利地解开，或者在水系介质的除去时粉体彼此凝聚、从而无法充分发挥防止微纤维纤维素的凝聚的效果。但是，若合用无机粉末和发生相互作用的粉末，则认为能够缓和自身的凝聚。

作为无机粉末，例如可示例出Fe、Na、K、Cu、Mg、Ca、Zn、Ba、Al、Ti、硅元素等元素周期表第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，例如可示例出硫酸钡、硫酸钙、硫酸镁、硫酸钠、亚硫酸钙、氧化锌、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、硅胶、干式二氧化硅、胶体二氧化硅、硅砂、硅石、石英粉、硅藻土、白炭黑、玻璃纤维等。这些无机粉末可以含有多种。另外，可以是废纸纸浆中包含的物质，也可以是使造纸淤泥中的无机物再生的所谓再生填料等。

但是，优选使用选自适合用作造纸用的填料或颜料的碳酸钙、滑石、白炭黑、粘土、煅烧粘土、二氧化钛、氢氧化铝和再生填料等中的至少1种以上的无机粉末，更优选使用选自碳酸钙、滑石、粘土中的至少1种以上，特别优选使用轻质碳酸钙和重质碳酸钙中的至少任一种。若使用碳酸钙、滑石、粘土，则容易与树脂等基体复合化。另外，由于是通用的无机材料，因此具有很少产生用途限制的优点。此外，出于下述理由而特别优选碳酸钙。在使用轻质碳酸钙的情况下，容易将粉末的尺寸、形状控制为恒定。因此，根据纤维素纤维的尺寸、形状，按照容易产生进入间隙而抑制纤维素纤维彼此凝聚的效果的方式调整尺寸、形状，具有能够容易精确地发挥效果的优点。另外，若使用重质碳酸钙，则由于重质碳酸钙为不定形，因此具有如下优点：即使在浆料中存在各种尺寸的纤维的情况下，在除去水系介质时纤维凝聚的过程中，也能够进入间隙而抑制纤维素纤维彼此的凝聚。

在合用无机粉末和发生相互作用的粉末的情况下，无机粉末的平均粒径：发生相互作用的粉末的平均粒径之比优选为1：0.1～1：10000、更优选为1：1～1：1000。可认为：若处于该范围，则不会产生由自身内聚力的强度所产生的问题(例如，将粉体与微纤维纤维素浆料混合时粉体在浆料中无法顺利地解开，或者在水系介质的除去时粉体彼此凝聚的问题)，能够充分发挥防止微纤维纤维素的凝聚的效果。

在合用无机粉末和发生相互作用的粉末的情况下，无机粉末的质量％：发生相互作用的粉末的质量％之比优选为1：0.01～1：100、更优选为1：0.1～1：10。可认为：若处于该范围，则异种粉体彼此能够抑制自身的凝聚。可认为：若处于该范围，则不会产生由自身内聚力的强度所产生的问题(例如，将粉体与微纤维纤维素浆料混合时粉体在浆料中无法顺利地解开，或者在水系介质的除去时粉体彼此凝聚的问题)，能够充分发挥防止微纤维纤维素的凝聚的效果。

(酸改性树脂)

如上所述，发生相互作用的粉末优选为树脂粉末。另外，树脂优选为酸改性树脂。酸改性树脂的酸基能够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，该树脂粉末的凝聚抑制功能有效地得到发挥。

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，特别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质量份～1,000质量份、更优选为1质量份～500质量份、特别优选为10质量份～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质量份～200质量份、更优选为10质量份～100质量份。若酸性改性树脂的混合量低于0.1质量份，则凝聚抑制效果不充分。另一方面，若混合量高于1,000质量份，则具有凝聚抑制效果反而降低的倾向。

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。

马来酸酐改性聚丙烯的酸值是依据JIS-K2501通过用氢氧化钾滴定而求出的值。

(分散剂)

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彼此的氢键。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可靠地分散。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。

需要说明的是，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效果进一步提高。

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质量份～1,000质量份、更优选为1质量份～500质量份、特别优选为10质量份～200质量份。若分散剂的混合量低于0.1质量份，则树脂强度的提高可能不充分。另一方面，若混合量高于1,000质量份，则变得过剩，树脂强度趋于降低。

关于这一点，认为上述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、提高增强效果，由于分子量大，因此其也容易与树脂融合(密合性提高)，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彼此的羟基彼此之间、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，可提高分散性、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。

更详细地说明这一点，发生相互作用的粉末以物理方式夹在微纤维纤维素彼此之间，由此抑制氢键，因而可提高微纤维纤维素的分散性。特别是，酸改性树脂中酸基与微纤维纤维素的氨基甲酸酯基进行离子键合。因此，优先于其他物质而存在于纤维周围，发挥出纤维的凝聚抑制效果。而且，在将纤维状纤维素含有物与树脂混合而制成复合树脂的情况下，发挥使该复合树脂与微纤维纤维素密合的作用，提高复合树脂的机械强度。关于这一点，分散剂在抑制微纤维纤维素彼此的氢键这一点上是相同的，但由于发生相互作用的粉末为微米数量级，因此其以物理方式被夹入而抑制氢键。因此，尽管分散性比分散剂低，但特别是在树脂粉末的情况下，自身发生熔融而构成基体，因此不会有助于物性降低。另一方面，分散剂为分子水平，极其微小，因此以覆盖微纤维纤维素的方式抑制氢键，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，可能会导致物性降低。

(复合树脂的制造方法)

纤维状纤维素含有物、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，在混合物中混合有发生相互作用的粉末、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、中心盘式过滤器、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1μm～10,000μm、更优选为10μm～5,000μm、特别优选为100μm～1,000μm。若粉状物的平均粒径高于10,000μm，则与树脂的混炼性有可能变差。另一方面，为了使粉状物的平均粒径低于1μm需要大量的能量，因此不经济。

关于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。堆比重超过1.0意味着纤维状纤维素彼此的氢键更牢固，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。若水分含量高于50％，则与树脂混炼时的能量巨大，不经济。

水分含量为如下算出的值：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

如上得到的粉状物(纤维状纤维素含有物)根据需要与树脂进行混炼，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，在使用酸改性树脂等树脂粉末作为发生相互作用的粉末的情况下，也可以不与树脂混合而立即混炼而制成复合树脂。

在将混合物(粉状物、纤维状纤维素含有物)的总量设为100质量份的情况下，优选以超过55质量份的比例、特别是60质量份以上的比例含有纤维状纤维素。通常，若将纤维状纤维素浓度超过55质量份的混合物与树脂混炼，则树脂中的混合物的分散性变差，混合性差。另一方面，本申请发明的混合物包含羟基的一部分或全部利用氨基甲酸酯基进行了取代的纤维状纤维素、和与上述纤维状纤维素发生相互作用的粉末，因此即使纤维状纤维素超过55质量份，也能够维持将混合物与树脂混炼时的高分散性。从能够减少为了使复合树脂中含有任意比例的纤维状纤维素而使用的混合物的量的方面出发，也优选提高混合物的纤维状纤维素浓度。

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温度以上，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类树脂、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示例出聚乳酸、聚己内酯等，作为芳香族聚酯树脂例如可示例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，例如可以从聚丁二酸丁二醇酯、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、聚氨酯系树脂、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。

纤维状纤维素和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。特别是若纤维状纤维素为10质量份～50质量份，则能够显著提高树脂组合物的强度、特别是弯曲强度和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和树脂的含有比例通常与纤维状纤维素和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，即在表示为微纤维纤维素的SP_MFC值、树脂的SP_POL值时，可以为SP值之差＝SP_MFC值-SP_POL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值之差超过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，则微纤维纤维素会溶解在树脂中，不能作为填料发挥功能，可能得不到增强效果。关于这一点，树脂(溶剂)的SP_POL值与微纤维纤维素(溶质)的SP_MFC值之差越小，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)

纤维状纤维素含有物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。对于该成型的大小、厚度、形状等没有特别限定，例如可以制成片状、粒状、粉末状、纤维状等。

成型处理时的温度为树脂的玻璃化转变温度以上，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使其同时堆积的方法等来进行。

作为将混炼物成型的装置，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、压塑成型机、挤出成型机、真空成型机、压空成型机等中选择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或注射成型机等成型机中来进行成型。当然，成型并非为本发明的必要条件。

(其他组合物)

纤维状纤维素含有物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，在提高树脂强度的方面具有对微纤维纤维素进行补充的作用。但是，在可能的情况下，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4nm～100nm、更优选为10nm～80nm。

另外，纤维状纤维素含有物中可以包含纸浆。纸浆具有大幅提高纤维素纤维浆料的脱水性的作用。其中，关于纸浆，也与纤维素纳米纤维的情况同样地最优选不混配、即其含量为0质量％。

在树脂组合物(复合树脂)中，除了微细纤维、纸浆等以外，还能够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，含有上述纤维也是可以的。

可以在不妨碍本发明的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。

在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。

实施例

接着对本发明的实施例进行说明。

向固体成分浓度2.8质量％的微纤维纤维素1,570g中添加粒径一致的马来酸酐改性聚丙烯(MAPP)或不同粒径混合存在的马来酸酐改性聚丙烯(MAPP)22.0g，使用加热至140℃的接触式干燥机进行加热，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为5％～22％。

纤维的氨基甲酸酯改性的方法如下所述。

即，使用水分含量10％以下的针叶树硫酸盐纸浆、固体成分浓度10％的脲水溶液和20％柠檬酸水溶液，按照以固体成分换算的质量比计为纸浆：脲：柠檬酸＝100：50：0.1的方式进行混合后，在105℃进行干燥。接着，以规定的反应温度、反应时间进行加热处理，得到氨基甲酸酯改性纸浆(氨基甲酸酯化纸浆)。所得到的氨基甲酸酯改性纸浆用蒸馏水稀释搅拌，重复2次脱水工序。清洗后的氨基甲酸酯改性纸浆使用打浆机打浆至小于0.2mm的比例和0.2mm～0.6mm的比例达到规定的比例，得到氨基甲酸酯改性微纤维纤维素(氨基甲酸酯化MFC(微细纤维))。

另外，代替马来酸酐改性聚丙烯而使用聚丙烯粉末22.0g，得到作为比较例的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为5％～22％。

向如上得到的氨基甲酸酯改性微纤维纤维素含有物中按照氨基甲酸酯改性微纤维：其他成分＝10：90的方式添加聚丙烯粒料并混合，在180℃、200rpm的条件下利用双螺杆混炼机进行混炼，得到纤维混配率10％的氨基甲酸酯改性微纤维纤维素复合树脂。

将如上得到的氨基甲酸酯改性微纤维纤维素复合树脂用造粒机切割成直径2mm、长度2mm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)。对于各试验片，调查弯曲弹性模量。结果按照下述基准与MAPP的颗粒尺寸(粒径)和纤维状纤维素的纤维尺寸(纤维长度)一起示于表1。

(弯曲弹性模量)

弯曲弹性模量依据JIS K7171：2008进行测定。表中，以下述基准示出评价结果。

将树脂自身的弯曲弹性模量设为1，复合树脂的弯曲弹性模量(倍率)为1.45倍以上的情况：○

将树脂自身的弯曲弹性模量设为1，复合树脂的弯曲弹性模量(倍率)为1.40倍以上且小于1.45倍的情况：△

将树脂自身的弯曲弹性模量设为1，复合树脂的弯曲弹性模量(倍率)小于1.40倍的情况：×

[表1]

工业实用性

本发明能够用作纤维状纤维素含有物、纤维状纤维素复合树脂、和纤维状纤维素含有物的制造方法。例如，纤维状纤维素复合树脂能够用于：汽车、电车、船舶、飞机等运输设备的内饰材料、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 (9)

1.一种纤维状纤维素含有物，其为添加到树脂中的纤维状纤维素含有物，其特征在于，

所述纤维状纤维素的平均纤维宽度为0.1μm～19μm，并且羟基的一部分或全部利用氨基甲酸酯基进行了取代，

该纤维状纤维素含有物包含与所述纤维状纤维素发生相互作用的粉末。

2.如权利要求1所述的纤维状纤维素含有物，其中，所述发生相互作用的粉末的90％粒径/10％粒径为2～1000。

3.如权利要求1或权利要求2所述的纤维状纤维素含有物，其中，所述发生相互作用的粉末的体积平均粒径为0.01μm～10000μm，并且所述发生相互作用的粉末的体积平均粒径/所述纤维状纤维素的平均纤维长度为0.005～5000，其中，所述体积平均粒径和所述平均纤维长度的单位为μm。

4.如权利要求1～3中任一项所述的纤维状纤维素含有物，其中，所述纤维状纤维素的纤维长度小于0.2mm的比例为5％以上，并且纤维长度0.2mm～0.6mm的比例为10％以上。

5.如权利要求1～4中任一项所述的纤维状纤维素含有物，其中，所述纤维状纤维素的平均纤维长度为1.0mm以下，平均纤维宽度为10μm以下，并且原纤化率为2.5％以上。

6.如权利要求1～5中任一项所述的纤维状纤维素含有物，其中，所述发生相互作用的粉末为酸值2.0％以上的酸改性树脂。

7.如权利要求1～6中任一项所述的纤维状纤维素含有物，其中，所述发生相互作用的粉末为马来酸酐改性聚丙烯。

8.一种纤维状纤维素复合树脂，其为混合有纤维状纤维素和树脂的纤维状纤维素复合树脂，其特征在于，

使用权利要求1～7中任一项所述的纤维状纤维素含有物作为所述纤维状纤维素。

9.一种纤维状纤维素含有物的制造方法，其特征在于，将羟基的一部分或全部利用氨基甲酸酯基进行了取代的纤维状纤维素按照平均纤维宽度为0.1μm～19μm的方式进行开纤，和与所述纤维状纤维素发生相互作用的粉末混合而得到混合液，

将该混合液干燥。