JP2013253200A - Fine fibrous cellulose, method for producing the same, fine fibrous cellulose dispersion, and non-woven fabric - Google Patents

Fine fibrous cellulose, method for producing the same, fine fibrous cellulose dispersion, and non-woven fabric Download PDF

Info

Publication number
JP2013253200A
JP2013253200A JP2012130886A JP2012130886A JP2013253200A JP 2013253200 A JP2013253200 A JP 2013253200A JP 2012130886 A JP2012130886 A JP 2012130886A JP 2012130886 A JP2012130886 A JP 2012130886A JP 2013253200 A JP2013253200 A JP 2013253200A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fine fibrous
cellulose
fibrous cellulose
group
dispersion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012130886A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5857885B2 (en
Inventor
Takeshi Bansashi
豪 盤指
Yuichi Noguchi
裕一 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oji Holdings Corp
Original Assignee
Oji Holdings Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oji Holdings Corp filed Critical Oji Holdings Corp
Priority to JP2012130886A priority Critical patent/JP5857885B2/en
Priority to PCT/JP2013/064007 priority patent/WO2013176102A1/en
Publication of JP2013253200A publication Critical patent/JP2013253200A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5857885B2 publication Critical patent/JP5857885B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fine fibrous cellulose which can be produced at a high yield, can secure stability of a dispersion in a slurry state even at an acidic side and can reduce viscosity of the dispersion.SOLUTION: A fine fibrous cellulose includes a salt of a carboxyl group and a salt of a phosphoric acid group or a salt of a sulfonic acid salt. The fine fibrous cellulose preferably has a polymerization degree in the range from 50 to 500.

Description

本発明は、微細繊維状セルロース及びその製造方法、微細繊維状セルロース分散液、不織布に関する。   The present invention relates to a fine fibrous cellulose and a method for producing the same, a fine fibrous cellulose dispersion, and a nonwoven fabric.

近年、石油資源の代替および環境意識の高まりから、再生産可能な天然繊維を利用した材料が着目されている。天然繊維の中でも、繊維径が10〜50μmのセルロース繊維、とりわけ木材由来のセルロース繊維(パルプ)は主に紙製品としてこれまでにも幅広く使用されてきた。
また、セルロース繊維としては、繊維径が1000nm以下の微細繊維状セルロースも知られている。微細繊維状セルロースの用途については様々なものが検討されている。例えば、微細繊維状セルロースを補強剤として樹脂やゴムに配合すると、機械的物性の向上効果が大きくなると言われている。
微細繊維状セルロースの製造方法としては、セルロースを含む繊維原料をN−オキシル化合物で酸化処理した後、分散処理する方法(特許文献1)、繊維原料をオゾンで酸化処理した後、解繊して微細化する方法(特許文献2)が知られている。
また、微細繊維状セルロースの製造方法として、繊維原料を解繊して微細化した後、リン酸またはスルホン酸で処理する方法(特許文献3)が知られている。
In recent years, materials using reproducible natural fibers have attracted attention due to the substitution of petroleum resources and the growing environmental awareness. Among natural fibers, cellulose fibers having a fiber diameter of 10 to 50 μm, especially wood-derived cellulose fibers (pulp) have been widely used as paper products so far.
As cellulose fibers, fine fibrous cellulose having a fiber diameter of 1000 nm or less is also known. Various applications have been studied for the use of fine fibrous cellulose. For example, it is said that when fine fibrous cellulose is added to a resin or rubber as a reinforcing agent, the effect of improving mechanical properties is increased.
As a method for producing fine fibrous cellulose, a fiber raw material containing cellulose is oxidized with an N-oxyl compound and then dispersed (Patent Document 1). The fiber raw material is oxidized with ozone and then defibrated. A method for miniaturization (Patent Document 2) is known.
Further, as a method for producing fine fibrous cellulose, there is known a method (Patent Document 3) in which a fiber raw material is fibrillated and refined and then treated with phosphoric acid or sulfonic acid.

特開2008−1728号公報JP 2008-1728 A 特開2010−254726号公報JP 2010-254726 A 特表平9−509694号公報JP 9-509694 A

しかしながら、特許文献1,2に記載の方法では、微細繊維状セルロースの収率が不充分であった。また、微細繊維状セルロースをスラリー化した分散液の酸性側での分散安定性が不充分であるため、スラリーを酸性にする用途には使用困難であった。
特許文献3に記載の方法では、微細繊維状セルロースの分散液の粘度が高くなりやすく、高濃度の分散液の調製が困難であった。さらに、微細繊維状セルロースの収率が不充分になることもあった。
本発明は、高い収率で製造でき、スラリー化した分散液の安定性を酸性側でも確保でき且つ分散液の粘度を低くできる微細繊維状セルロースを提供することを目的とする。また、スラリー化した分散液の安定性を酸性側でも確保でき且つ分散液の粘度を低くできる微細繊維状セルロースを高い収率で製造できる微細繊維状セルロースの製造方法を提供することを目的とする。
However, the methods described in Patent Documents 1 and 2 have insufficient yields of fine fibrous cellulose. Moreover, since the dispersion stability in the acidic side of the dispersion liquid which slurried the fine fibrous cellulose was inadequate, it was difficult to use for the use which makes a slurry acidic.
In the method described in Patent Document 3, the viscosity of the dispersion of fine fibrous cellulose tends to be high, and it is difficult to prepare a high concentration dispersion. Furthermore, the yield of fine fibrous cellulose may be insufficient.
An object of the present invention is to provide a fine fibrous cellulose that can be produced with a high yield, can ensure the stability of a slurry dispersion on the acidic side, and can reduce the viscosity of the dispersion. Another object of the present invention is to provide a method for producing fine fibrous cellulose, which can ensure the stability of the slurry dispersion in the acidic side and can produce fine fibrous cellulose that can reduce the viscosity of the dispersion with high yield. .

本発明は、以下の態様を有する。
[1]下記式(1)で表される官能基と下記式(2)で表される官能基とを有することを特徴とする微細繊維状セルロース。
(1)(−COO・Xp+
(2)(−O−PO 2−)・Yq+ 3−q
(ここで、pは1〜3の自然数である。Xp+は、p=1のとき、アルカリ金属の陽イオン、アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。また、p=2または3のとき、アルカリ土類金属イオンまたは多価金属イオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。qは1または2である。Yq+ 3−qは、q=1のとき、アルカリ金属の陽イオン、アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。また、q=2のとき、アルカリ土類金属の陽イオンまたは多価金属の陽イオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。)
[2]下記式(1)で表される官能基と下記式(3)で表される官能基とを有することを特徴とする微細繊維状セルロース。
(1)(−COO・Xp+
(3)(−SO ・Zr+
(ここで、p,rは各々独立して1〜3の自然数である。Xp+,Zr+は、p=1,r=1のとき、アルカリ金属の陽イオン、アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。また、p=2または3,r=2または3のとき、アルカリ土類金属の陽イオンまたは多価金属の陽イオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。)
[3]重合度が50〜500の範囲である、[1]または[2]に記載の微細繊維状セルロース。
[4]平均繊維幅が200nm以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載の微細繊維状セルロース。
The present invention has the following aspects.
[1] A fine fibrous cellulose having a functional group represented by the following formula (1) and a functional group represented by the following formula (2).
(1) (—COO ) p · X p +
(2) (—O—PO 3 2− ) · Y q + 3−q
(Where p is a natural number of 1 to 3. X p + is at least 1 selected from the group consisting of an alkali metal cation, ammonium ion, aliphatic ammonium ion, and aromatic ammonium ion when p = 1. In addition, when p = 2 or 3, it is at least one selected from the group consisting of alkaline earth metal ions or polyvalent metal ions, q is 1 or 2. Y q + 3-q is , Q = 1, at least one selected from the group consisting of alkali metal cations, ammonium ions, aliphatic ammonium ions, and aromatic ammonium ions, and when q = 2, It is at least one selected from the group consisting of cations or cations of polyvalent metals.)
[2] A fine fibrous cellulose having a functional group represented by the following formula (1) and a functional group represented by the following formula (3).
(1) (—COO ) p · X p +
(3) (—SO 3 ) r · Z r +
(Where p and r are each independently a natural number of 1 to 3. X p + and Z r + are alkali metal cations, ammonium ions, and aliphatic ammonium ions when p = 1 and r = 1. And at least one selected from the group consisting of aromatic ammonium ions, and when p = 2 or 3, r = 2 or 3, a group consisting of an alkaline earth metal cation or a polyvalent metal cation. At least one selected from
[3] The fine fibrous cellulose according to [1] or [2], wherein the degree of polymerization is in the range of 50 to 500.
[4] The fine fibrous cellulose according to any one of [1] to [3], wherein the average fiber width is 200 nm or less.

[5]セルロースを含む繊維原料を酸化処理してカルボキシ基を形成する酸化工程と、該酸化工程の後に、前記繊維原料を、リン原子を含むオキソ酸またはその塩で処理することによってリン酸基を形成して酸基形成セルロースを得る酸基形成工程とを有することを特徴とする微細繊維状セルロースの製造方法。
[6]セルロースを含む繊維原料を酸化処理してカルボキシ基を形成する酸化工程と、該酸化工程の後に、前記繊維原料を、硫黄原子を含むオキソ酸またはその塩で処理することによってスルホン酸基を形成して酸基含有セルロースを得る酸基形成工程とを有することを特徴とする微細繊維状セルロースの製造方法。
[7]前記酸化工程では、繊維原料に少なくともオゾン処理を施してカルボキシ基を形成する、[5]または[6]に記載の微細繊維状セルロースの製造方法。
[8]酸基形成工程後に、酸基含有セルロースをアルカリ処理してセルロース塩を得るアルカリ処理工程と、前記セルロース塩を解繊処理する解繊工程を有する、[5]〜[7]のいずれか一項に記載の微細繊維状セルロースの製造方法。
[9]酸基形成工程後に、酸基含有セルロースを解繊処理する解繊工程を有する、[5]〜[7]のいずれか一項に記載の微細繊維状セルロースの製造方法。
[5] An oxidation step in which a fiber raw material containing cellulose is oxidized to form a carboxy group, and after the oxidation step, the fiber raw material is treated with an oxo acid containing a phosphorus atom or a salt thereof to form a phosphate group. And an acid group forming step of forming acid group-forming cellulose to form a fine fibrous cellulose.
[6] An oxidation step of oxidizing a fiber raw material containing cellulose to form a carboxy group, and after the oxidation step, the fiber raw material is treated with an oxo acid containing a sulfur atom or a salt thereof to give a sulfonic acid group. And an acid group forming step of obtaining acid group-containing cellulose to form a fine fibrous cellulose.
[7] The method for producing fine fibrous cellulose according to [5] or [6], wherein in the oxidation step, the fiber raw material is subjected to at least ozone treatment to form a carboxy group.
[8] Any of [5] to [7], which includes an alkali treatment step for obtaining a cellulose salt by alkali treatment of the acid group-containing cellulose after the acid group formation step, and a defibration step for defibrating the cellulose salt. The manufacturing method of the fine fibrous cellulose as described in any one.
[9] The method for producing fine fibrous cellulose according to any one of [5] to [7], further comprising a defibrating step of defibrating the acid group-containing cellulose after the acid group forming step.

[10][1]または[2]に記載のセルロース繊維が分散媒中に分散されていることを特徴とする微細繊維状セルロース分散液。
[11][1]または[2]に記載の微細繊維状セルロースを含有することを特徴とする不織布。
[10] A fine fibrous cellulose dispersion, wherein the cellulose fiber according to [1] or [2] is dispersed in a dispersion medium.
[11] A nonwoven fabric containing the fine fibrous cellulose according to [1] or [2].

本発明の微細繊維状セルロースは、高い収率で製造でき、スラリー化した分散液の安定性を酸性側でも確保でき、また、分散液の粘度を低くできる。
本発明の微細繊維状セルロースの製造方法によれば、スラリー化した分散液の安定性を酸性側でも確保でき、また、分散液の粘度を低くできる微細繊維状セルロースを高い収率で製造できる。
The fine fibrous cellulose of the present invention can be produced in a high yield, can ensure the stability of the slurry dispersion in the acidic side, and can lower the viscosity of the dispersion.
According to the method for producing fine fibrous cellulose of the present invention, the stability of the slurry dispersion can be ensured even on the acidic side, and the fine fibrous cellulose capable of reducing the viscosity of the dispersion can be produced in a high yield.

「第1実施形態」
<微細繊維状セルロース>
まず、第1実施形態の微細繊維状セルロースについて説明する。
第1実施形態の微細繊維状セルロースは、上記式(1)で表される官能基(以下、「官能基(1)」という。)と上記式(2)で表される官能基(以下、「官能基(2)」という。)とを有するセルロース繊維である。
“First Embodiment”
<Fine fibrous cellulose>
First, the fine fibrous cellulose of the first embodiment will be described.
The fine fibrous cellulose of the first embodiment has a functional group represented by the above formula (1) (hereinafter referred to as “functional group (1)”) and a functional group represented by the above formula (2) (hereinafter, referred to as “functional group (1)”). Cellulose fiber having “functional group (2)”.

本実施形態の微細繊維状セルロースにおける官能基(1)の(−COO)の含有量は0.06〜1.2mmol/gであることが好ましく、0.1〜0.9mmol/gであることがより好ましい。(−COO)の含有量が前記下限値以上であれば、より高収率で製造でき、一方、(−COO)の含有量が前記上限値以下であれば、セルロース分子として水に溶解しにくくなるため、微細繊維状セルロースとしての特性(高強度や高剛性、高寸法安定性)を容易に得ることができる。 The content of (—COO ) of the functional group (1) in the fine fibrous cellulose of this embodiment is preferably 0.06 to 1.2 mmol / g, and is 0.1 to 0.9 mmol / g. It is more preferable. (-COO -) When the content of the above lower limit, can be prepared in a more high yield, whereas, (- COO -) content is equal to or less than the upper limit, dissolved in water as the cellulose molecule Therefore, the characteristics (high strength, high rigidity, and high dimensional stability) as fine fibrous cellulose can be easily obtained.

上記(−COO)の含有量は、セルロース1g当たりの(−COO)の含有量であり、(−COO)の含有量は、官能基(1)のXをHとした状態で測定する。すなわち、カルボキシ基の含有量を測定する。カルボキシ基の含有量は下記の方法により測定することができる。
[セルロース繊維中のカルボキシ基の含有量の測定方法]
カルボキシ基の含有量は、米国TAPPIの「Test Method T237 cm-08(2008):Carboxyl Content of pulp」の方法を用いて求める。カルボキシ基の導入量をより広範囲まで測定可能にするために、前記試験方法に用いる試験液のうち、炭酸水素ナトリウム(NaHCO)/塩化ナトリウム(NaCl)=0.84g/5.85gを蒸留水で1000mlに溶解希釈した試験液について、前記試験液の濃度が実質的に4倍となるように、炭酸水素ナトリウム/塩化ナトリウム=3.36g/23.40gに変更し、さらに置換基導入前後のセルロース繊維における測定値の差を実質的な置換基導入量とする以外は、TAPPI T237 cm−08(2008)に準じる。なお、測定試料とする絶乾セルロース繊維は、加熱乾燥の際の加熱によって起こる可能性があるセルロースの変質を避けるため、凍結乾燥により得たものを使用する。
State content of, the X + functional group (1) was H + above (-COO -) content is, per cellulose 1 g - a content, (-COO) (- - COO) Measure with That is, the content of the carboxy group is measured. The content of the carboxy group can be measured by the following method.
[Method for measuring content of carboxy group in cellulose fiber]
The carboxy group content is determined using the method of “Test Method T237 cm-08 (2008): Carboxyl Content of pulp” of TAPPI, USA. In order to make it possible to measure the introduction amount of the carboxy group to a wider range, among the test solutions used in the test method, sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ) / sodium chloride (NaCl) = 0.84 g / 5.85 g was distilled water. In the test solution dissolved and diluted in 1000 ml, the concentration of the test solution was changed to sodium bicarbonate / sodium chloride = 3.36 g / 23.40 g so that the concentration of the test solution was substantially 4 times. Except that the difference in the measured value in the cellulose fiber is a substantial substituent introduction amount, it conforms to TAPPI T237 cm-08 (2008). In addition, the absolutely dry cellulose fiber used as a measurement sample is one obtained by freeze-drying in order to avoid alteration of cellulose that may occur due to heating during heat drying.

微細繊維状セルロースにおける官能基(2)の(−O−PO 2−)の含有量は0.1〜2.0mmol/gであることが好ましく、0.2〜1.5mmol/gであることがより好ましい。(−O−PO 2−)の含有量が前記下限値以上であれば、より高収率で製造できる。しかし、(−O−PO 2−)の含有量が前記上限値を超えると、微細繊維状セルロースが溶解し、かえって収率が低下することがある。 The content of (—O—PO 3 2− ) in the functional group (2) in the fine fibrous cellulose is preferably 0.1 to 2.0 mmol / g, and preferably 0.2 to 1.5 mmol / g. It is more preferable. If the content of (—O—PO 3 2− ) is equal to or higher than the lower limit value, it can be produced with higher yield. However, when the content of (—O—PO 3 2− ) exceeds the upper limit, fine fibrous cellulose is dissolved, and the yield may be lowered.

官能基(2)における(−PO 2−)の含有量は、セルロース1g当たりの(−PO 2−)の含有量であり、TAPPI T237 cm−08(2008)を応用して測定した。具体的には、セルロースに導入された酸性基の導入量をより広範囲まで測定可能にするために、前記試験方法に用いる試験液のうち、炭酸水素ナトリウム(NaHCO)/塩化ナトリウム(NaCl)=0.84g/5.85gを蒸留水で1000mlに溶解希釈した試験液を、水酸化ナトリウム1.60gを蒸留水で1000mlに溶解希釈した試験液に変更し、さらに(−O−PO 2−)導入前後のセルロース繊維における測定値の差を実質的な(−O−PO 2−)含有量とした以外は、TAPPI T237 cm−08(2008)に準じて測定した。
また、当該酸性基含有量測定方法は、基本的には1価の酸性基(カルボキシ基)の導入量測定方法であることから、多価の酸性基であるリン酸基の導入量は、前記1価の酸性基の含有量として得られた(−O−PO 2−)含有量を、(−O−PO 2−)酸価数2で除した数値とした。
The content of (—PO 3 2− ) in the functional group (2) is the content of (—PO 3 2− ) per 1 g of cellulose, and was measured by applying TAPPI T237 cm-08 (2008). Specifically, in order to make it possible to measure the introduction amount of acidic groups introduced into cellulose over a wider range, among the test solutions used in the test method, sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) / sodium chloride (NaCl) = A test solution prepared by dissolving 0.84 g / 5.85 g in 1000 ml with distilled water was changed to a test solution obtained by dissolving 1.60 g of sodium hydroxide in 1000 ml with distilled water, and (-O-PO 3 2- ) Measured according to TAPPI T237 cm-08 (2008), except that the difference in the measured values of the cellulose fibers before and after introduction was changed to a substantial (-O-PO 3 2− ) content.
In addition, since the acidic group content measurement method is basically a method for measuring the introduction amount of a monovalent acidic group (carboxy group), the introduction amount of a phosphate group which is a polyvalent acidic group is as described above. The (−O—PO 3 2− ) content obtained as the monovalent acidic group content was divided by the (—O—PO 3 2− ) acid number 2.

微細繊維状セルロースにおける(−COO)と(−O−PO 2−)の合計含有量(すなわち、アニオン基含有量)は0.2〜3.0mmol/gであることが好ましく、0.5〜2.5mmol/gであることがより好ましい。(−COO)と(−O−PO 2−)の合計含有量が前記下限値以上であれば、より高収率で製造できる。また、(−COO)と(−O−PO 2−)の合計含有量が前記範囲内であると、微細繊維状セルロースをスラリー化したときの分散安定性がより高くなる。 The total content (ie, anionic group content) of (—COO ) and (—O—PO 3 2− ) in the fine fibrous cellulose is preferably 0.2 to 3.0 mmol / g. More preferably, it is 5-2.5 mmol / g. If the total content of (—COO ) and (—O—PO 3 2− ) is equal to or higher than the lower limit, it can be produced with higher yield. Further, when the total content of (—COO ) and (—O—PO 3 2− ) is within the above range, the dispersion stability when the fine fibrous cellulose is slurried becomes higher.

官能基(1)において、pは1〜3の自然数である。
p+は、p=1のとき、アルカリ金属(例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム等)の陽イオン、アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。また、p=2または3のとき、アルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウム、バリウム等)の陽イオンまたは多価金属(例えば、鉄、アルミニウム等)の陽イオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。
官能基(2)において、qは1または2である。
q+ 3−qは、q=1のとき、アルカリ金属の陽イオン、アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。また、q=2のとき、アルカリ土類金属の陽イオンまたは多価金属の陽イオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。
前記Xp+,Yq+ 3−qの中でも、p,q=1のものが好ましく、さらには、アルカリとして物質が汎用的かつ安価であり、また微細繊維状セルロースの収率も向上することから、ナトリウムイオン、カリウムイオンおよびアンモニウムイオンがより好ましい。
In the functional group (1), p is a natural number of 1 to 3.
X p + is at least one selected from the group consisting of alkali metal (for example, sodium, potassium, lithium, etc.) cations, ammonium ions, aliphatic ammonium ions, and aromatic ammonium ions when p = 1. When p = 2 or 3, at least one selected from the group consisting of a cation of an alkaline earth metal (eg, magnesium, calcium, barium, etc.) or a cation of a polyvalent metal (eg, iron, aluminum, etc.). It is a seed.
In the functional group (2), q is 1 or 2.
Y q + 3-q is at least one selected from the group consisting of alkali metal cations, ammonium ions, aliphatic ammonium ions, and aromatic ammonium ions when q = 1. Further, when q = 2, it is at least one selected from the group consisting of an alkaline earth metal cation and a polyvalent metal cation.
Among the above Xp + , Yq + 3-q , those having p, q = 1 are preferable, and further, since the substance is general and inexpensive as an alkali, and the yield of fine fibrous cellulose is improved, Sodium ion, potassium ion and ammonium ion are more preferred.

また、微細繊維状セルロースは、通常製紙用途で用いるパルプ繊維よりもはるかに細く且つ短いI型結晶構造のセルロース繊維あるいは棒状粒子である。
微細繊維状セルロースがI型結晶構造を有していることは、グラファイトで単色化したCuKα(λ=1.5418Å)を用いた広角X線回折写真より得られる回折プロファイルにおいて、2θ=14〜17°付近と2θ=22〜23°付近の2箇所の位置に典型的なピークを有することで同定することができる。
微細繊維状セルロースの、X線回折法によって求められる結晶化度は、好ましくは60%以上、より好ましくは65%以上、さらに好ましくは70%以上である。結晶化度が前記下限値以上であれば、耐熱性と低線熱膨張率発現の点でさらに優れた性能が期待できる。結晶化度については、X線回折プロファイルを測定し、そのパターンから常法により求めることができる(Seagalら、Textile Research Journal、29巻、786ページ、1959年)。
The fine fibrous cellulose is a cellulose fiber or rod-like particle having an I-type crystal structure that is much finer and shorter than the pulp fiber usually used for papermaking.
The fact that the fine fibrous cellulose has a type I crystal structure is that 2θ = 14 to 17 in a diffraction profile obtained from a wide-angle X-ray diffraction photograph using CuKα (λ = 1.54184) monochromatized with graphite. It can be identified by having typical peaks at two positions near ° and 2θ = 22-23 °.
The degree of crystallinity of the fine fibrous cellulose determined by the X-ray diffraction method is preferably 60% or more, more preferably 65% or more, and further preferably 70% or more. If the degree of crystallinity is not less than the lower limit, further excellent performance can be expected in terms of heat resistance and low linear thermal expansion. The degree of crystallinity can be obtained by measuring an X-ray diffraction profile and using a conventional method from the pattern (Seagal et al., Textile Research Journal, 29, 786, 1959).

また、微細繊維状セルロースは、電子顕微鏡で観察して平均繊維幅が1000nm以下のセルロースである。微細繊維状セルロースの平均繊維幅は200nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましい。微細繊維状セルロースの平均繊維幅が前記上限値以下であれば、微細繊維状セルロースとしての特性(高強度や高剛性、高寸法安定性)を容易に得ることができる。
一方、微細繊維状セルロールの平均繊維幅は1nm以上であることが好ましく、2nm以上であることがより好ましい。微細繊維状セルロースの平均繊維幅が前記下限値以上であれば、セルロース分子として水に溶解しにくくなるため、微細繊維状セルロースとしての特性(高強度や高剛性、高寸法安定性)を容易に得ることができる。
微細繊維状セルロースに透明性が求められる用途においては、平均繊維幅が30nmを超えると、可視光の波長の1/10に近づき、マトリックス材料と複合した場合には界面で可視光の屈折及び散乱が生じ易く、透明性が低下する傾向にあるため、平均繊維幅は2nm〜30nmが好ましく、より好ましくは2〜20nmである。
Fine fibrous cellulose is cellulose having an average fiber width of 1000 nm or less as observed with an electron microscope. The average fiber width of the fine fibrous cellulose is preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less. If the average fiber width of the fine fibrous cellulose is not more than the above upper limit, the characteristics (high strength, high rigidity, high dimensional stability) as the fine fibrous cellulose can be easily obtained.
On the other hand, the average fiber width of the fine fibrous cellulose is preferably 1 nm or more, and more preferably 2 nm or more. If the average fiber width of the fine fibrous cellulose is not less than the above lower limit value, it becomes difficult to dissolve in water as cellulose molecules, so the characteristics (high strength, high rigidity, high dimensional stability) as a fine fibrous cellulose are easily obtained. Can be obtained.
In applications where transparency is required for fine fibrous cellulose, when the average fiber width exceeds 30 nm, it approaches 1/10 of the wavelength of visible light, and when combined with a matrix material, visible light is refracted and scattered at the interface. The average fiber width is preferably 2 nm to 30 nm, and more preferably 2 to 20 nm.

微細繊維状セルロースの電子顕微鏡観察による平均繊維幅の測定は以下のようにして行う。濃度0.05〜0.1質量%の微細繊維状セルロース含有スラリーを調製し、該スラリーを親水化処理したカーボン膜被覆グリッド上にキャストしてTEM観察用試料とする。幅広の繊維を含む場合には、ガラス上にキャストした表面のSEM像を観察してもよい。構成する繊維の幅に応じて1000倍、5000倍、10000倍、20000倍、50000倍あるいは100000倍のいずれかの倍率で電子顕微鏡画像による観察を行う。但し、試料、観察条件や倍率は下記の条件を満たすように調整する。
(1)観察画像内の任意箇所に一本の直線Xを引き、該直線Xに対し、20本以上の繊維が交差する。
(2)同じ画像内で該直線Xと垂直に交差する直線Yを引き、該直線Yに対し、20本以上の繊維が交差する。
上記のような電子顕微鏡観察画像に対して、直線Xに交錯する繊維、直線Yに交錯する繊維の各々について少なくとも20本(すなわち、合計が少なくとも40本)の幅(繊維の短径)を読み取る。こうして上記のような電子顕微鏡画像を少なくとも3組以上観察し、少なくとも40本×3組(すなわち、少なくとも120本)の繊維幅を読み取る。このように読み取った繊維幅を平均して平均繊維幅を求める。
Measurement of the average fiber width of the fine fibrous cellulose by observation with an electron microscope is performed as follows. A slurry containing fine fibrous cellulose having a concentration of 0.05 to 0.1% by mass is prepared, and the slurry is cast on a carbon film-coated grid subjected to a hydrophilization treatment to obtain a sample for TEM observation. When wide fibers are included, an SEM image of the surface cast on glass may be observed. Observation by an electron microscope image is performed at any magnification of 1000 times, 5000 times, 10000 times, 20000 times, 50000 times or 100,000 times depending on the width of the constituent fibers. However, the sample, observation conditions, and magnification are adjusted to satisfy the following conditions.
(1) One straight line X is drawn at an arbitrary location in the observation image, and 20 or more fibers intersect the straight line X.
(2) A straight line Y perpendicularly intersecting the straight line X is drawn in the same image, and 20 or more fibers intersect the straight line Y.
For the electron microscope observation image as described above, the width (minor axis of the fiber) of at least 20 fibers (that is, at least 40 in total) is read for each of the fibers intersecting with the straight line X and the fibers intersecting with the straight line Y. . In this way, at least three or more sets of electron microscope images as described above are observed, and the fiber width of at least 40 × 3 sets (that is, at least 120 sets) is read. The fiber widths thus read are averaged to obtain the average fiber width.

微細繊維状セルロースの重合度は50〜500であることが好ましく、100〜400であることがより好ましく、150〜300であることがさらに好ましい。微細繊維状セルロースの重合度が前記下限値未満であると、「繊維状」とはいえず、補強剤として使用することが困難になり、前記上限値を超えると、樹脂やゴムに配合した際に分散性が低くなり、また、微細繊維状セルロースをスラリー化したときのスラリー粘度が高くなりすぎて分散安定性が低くなる。
微細繊維状セルロースの重合度は、以下の方法により測定する。
微細繊維状セルロース(遠心分離後の上澄み液、濃度約0.5質量%)を500メッシュのポリエステルメッシュ上で減圧してウェットシートを作製し、105℃条件にて乾燥して、ドライシートを得る。得られたドライシートを用いて、Tappi T230に従い、パルプ粘度を測定する。また、同様の方法でセルロース試料を用いずにブランクテストを行い、ブランク粘度を測定する。パルプ粘度をブランク粘度で割った数値から1を引いて比粘度(ηsp)とし、下記式を用いて、固有粘度([η])を算出する。
[η]=ηsp/(c(1+0.28×ηsp))
式中のcは、粘度測定時のセルロース濃度を示す。
そして、下記式から本発明における重合度(DP)を算出する。
DP=1.75×[η]
この重合度は、粘度法によって測定された平均重合度であることから、「粘度平均重合度」と称されることもある。
The degree of polymerization of the fine fibrous cellulose is preferably 50 to 500, more preferably 100 to 400, and further preferably 150 to 300. When the degree of polymerization of the fine fibrous cellulose is less than the lower limit, it cannot be said to be “fibrous”, and it becomes difficult to use as a reinforcing agent, and when the upper limit is exceeded, when blended with a resin or rubber Further, the dispersibility becomes low, and the slurry viscosity becomes too high when the fine fibrous cellulose is slurried, so that the dispersion stability becomes low.
The degree of polymerization of fine fibrous cellulose is measured by the following method.
Fine fibrous cellulose (supernatant liquid after centrifugation, concentration of about 0.5% by mass) is reduced in pressure on a 500 mesh polyester mesh to prepare a wet sheet, and dried at 105 ° C. to obtain a dry sheet. . The pulp viscosity is measured according to Tappi T230 using the obtained dry sheet. Moreover, a blank test is performed without using a cellulose sample by the same method, and a blank viscosity is measured. By subtracting 1 from the value obtained by dividing the pulp viscosity by the blank viscosity, the specific viscosity (ηsp) is obtained, and the intrinsic viscosity ([η]) is calculated using the following formula.
[Η] = ηsp / (c (1 + 0.28 × ηsp))
C in a formula shows the cellulose concentration at the time of a viscosity measurement.
Then, the degree of polymerization (DP) in the present invention is calculated from the following formula.
DP = 1.75 × [η]
Since this degree of polymerization is an average degree of polymerization measured by a viscosity method, it may be referred to as “viscosity average degree of polymerization”.

微細繊維状セルロースの平均繊維長は、0.1〜5μmが好ましい。平均繊維長が下限値以上では、微細繊維状セルロースを樹脂に配合した際の強度向上効果が得られる。平均繊維長が上限値以下では、微細繊維状セルロースを樹脂に配合した際の分散性が良好である。繊維長は、TEMやSEM、AFMの画像解析より求めることができる。   The average fiber length of the fine fibrous cellulose is preferably 0.1 to 5 μm. When the average fiber length is at least the lower limit, an effect of improving the strength when fine fibrous cellulose is blended with the resin can be obtained. If average fiber length is below an upper limit, the dispersibility at the time of mix | blending fine fibrous cellulose with resin is favorable. The fiber length can be obtained by image analysis of TEM, SEM, or AFM.

微細繊維状セルロースの軸比(繊維長/平均繊維幅)は100〜10000の範囲であることが好ましい。軸比が前記下限値以上であれば、樹脂やゴムの補強剤として、より好適になる。軸比が前記上限値以下であれば、スラリー化したときの粘度が低くなり、分散安定性がより高くなる。   The axial ratio (fiber length / average fiber width) of the fine fibrous cellulose is preferably in the range of 100 to 10,000. If the axial ratio is equal to or greater than the lower limit value, it is more suitable as a reinforcing agent for resins and rubbers. If the axial ratio is less than or equal to the above upper limit, the viscosity when slurried becomes lower and the dispersion stability becomes higher.

(作用効果)
本実施形態の微細繊維状セルロースは、官能基(1)及び官能基(2)を有するため、高い収率で製造される。すなわち、単なるセルロース同士では電気的な反発は生じないため、解繊性が高くないが、官能基(1)及び官能基(2)を有するセルロース同士では、(−COO)及び(−O−PO 2−)によって電気的な反発を生じやすいため、解繊性が高い。そのため、官能基(1)及び官能基(2)を有する微細繊維状セルロースは、高い収率で得られる。
また、本実施形態の微細繊維状セルロースは、分散液がアルカリ性であっても酸性であっても分散安定性に優れる。該微細繊維状セルロースを含む分散液は酸性側でも分散安定性に優れる。カルボン酸の酸解離定数pKは比較的大きく(4〜5程度)、アルカリ性下では水素イオンが容易に解離して、−COOが形成されるものの、酸性下では水素イオンが解離しにくく、−COOは形成されにくい。そのため、官能基(1)のみでは、酸性下での分散安定性は充分に得られない。しかし、リン酸基は酸解離定数pKが小さい(1〜2程度である)ため、官能基(2)を有する本実施形態の微細繊維状セルロースでは、酸性下にて(−O−PO)及び(−O−PO 2−)が形成されるため、分散媒中にて安定化される。
また、本実施形態の微細繊維状セルロースは、重合度がやや小さめであるため、分散液とした際の粘度を低くできる。特に、分散液の濃度を高めても低い粘度を維持できる。
(Function and effect)
Since the fine fibrous cellulose of this embodiment has a functional group (1) and a functional group (2), it is manufactured with a high yield. That is, since the electric repulsion does not occur between simple celluloses, the defibration property is not high. However, between celluloses having a functional group (1) and a functional group (2), (—COO ) and (—O— Since PO 3 2− ) is likely to cause an electric repulsion, the defibration property is high. Therefore, the fine fibrous cellulose having the functional group (1) and the functional group (2) can be obtained with a high yield.
Moreover, the fine fibrous cellulose of this embodiment is excellent in dispersion stability regardless of whether the dispersion is alkaline or acidic. The dispersion containing the fine fibrous cellulose is excellent in dispersion stability even on the acidic side. Acid dissociation constant pK a of the carboxylic acid is relatively large (about 4-5), are easily dissociated hydrogen ions in an alkaline under -COO - but is formed, the hydrogen ions is less likely to dissociate under acidic conditions, -COO - it is unlikely to be formed. Therefore, only the functional group (1) does not provide sufficient dispersion stability under acidic conditions. However, the phosphate group (of the order of 1 to 2) acid dissociation constant pK a small, in the fine fibrous cellulose of the present embodiment having the functional group (2), in acidic condition (-O-PO 3 Since H ) and (—O—PO 3 2− ) are formed, they are stabilized in the dispersion medium.
Moreover, since the fine fibrous cellulose of this embodiment has a slightly low degree of polymerization, it can reduce the viscosity when it is used as a dispersion. In particular, a low viscosity can be maintained even when the concentration of the dispersion is increased.

<微細繊維状セルロースの製造方法>
上記微細繊維状セルロースを製造する本実施形態の製造方法は、酸化工程と酸基形成工程とアルカリ処理工程と解繊工程とを有する。
以下、各工程について詳細に説明する。
<Method for producing fine fibrous cellulose>
The manufacturing method of this embodiment which manufactures the said fine fibrous cellulose has an oxidation process, an acid group formation process, an alkali treatment process, and a defibration process.
Hereinafter, each step will be described in detail.

[繊維原料]
本発明において、微細繊維状セルロースの原料となる、セルロースを含む繊維原料としては、製紙用パルプ、コットンリンターやコットンリントなどの綿系パルプ、麻、麦わら、バガスなどの非木材系パルプ、ホヤや海草などから単離されるセルロースなどが挙げられる。これらの中でも、入手のしやすさという点で、製紙用パルプが好ましい。製紙用パルプとしては、広葉樹クラフトパルプ(晒クラフトパルプ(LBKP)、未晒クラフトパルプ(LUKP)、酸素漂白クラフトパルプ(LOKP)など)、針葉樹クラフトパルプ(晒クラフトパルプ(NBKP)、未晒クラフトパルプ(NUKP)、酸素漂白クラフトパルプ(NOKP)など)、サルファイトパルプ(SP)、ソーダパルプ(AP)等の化学パルプ、セミケミカルパルプ(SCP)、ケミグラウンドウッドパルプ(CGP)等の半化学パルプ、砕木パルプ(GP)、サーモメカニカルパルプ(TMP、BCTMP)等の機械パルプ、楮、三椏、麻、ケナフ等を原料とする非木材パルプ、古紙を原料とする脱墨パルプが挙げられる。これらの中でも、より入手しやすいことから、クラフトパルプ、脱墨パルプ、サルファイトパルプが好ましい。
繊維原料は1種を単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
[Textile raw materials]
In the present invention, the fiber raw material containing cellulose, which is a raw material for fine fibrous cellulose, includes pulp for papermaking, cotton pulp such as cotton linter and cotton lint, non-wood pulp such as hemp, straw, bagasse, sea squirt and Examples include cellulose isolated from seaweed and the like. Among these, paper pulp is preferable in terms of availability. Paper pulp includes hardwood kraft pulp (bleached kraft pulp (LBKP), unbleached kraft pulp (LUKP), oxygen bleached kraft pulp (LOKP), etc.), softwood kraft pulp (bleached kraft pulp (NBKP), unbleached kraft pulp) (NUKKP, oxygen bleached kraft pulp (NOKP), etc.), sulfite pulp (SP), chemical pulp such as soda pulp (AP), semi-chemical pulp (SCP), semi-chemical pulp such as chemiground wood pulp (CGP) In addition, mechanical pulp such as groundwood pulp (GP) and thermomechanical pulp (TMP, BCTMP), non-wood pulp using raw material such as cocoon, sardine, hemp, kenaf and the like, and deinked pulp using raw paper as a raw material. Among these, kraft pulp, deinked pulp, and sulfite pulp are preferable because they are more easily available.
A fiber raw material may be used individually by 1 type, and may be used in mixture of 2 or more types.

(酸化工程)
酸化工程は、セルロースを含む繊維原料を酸化処理してカルボキシ基を形成する工程である。具体的には、下記反応式(A)に示すように、セルロースを構成するグルコピラノース環の少なくとも6位のヒドロキシ基を酸化してカルボキシ基を形成する工程である。なお、本工程では、6位のヒドロキシ基の全部を酸化せず、一部のみを酸化する。また、一部のヒドロキシ基はカルボキシ基まで酸化されず、カルボニル基となるものもある。
(Oxidation process)
The oxidation step is a step of forming a carboxy group by oxidizing a fiber raw material containing cellulose. Specifically, as shown in the following reaction formula (A), it is a step of forming a carboxy group by oxidizing at least the 6-position hydroxy group of the glucopyranose ring constituting cellulose. In this step, not all of the 6-position hydroxy groups are oxidized, but only some of them are oxidized. Some hydroxy groups are not oxidized to carboxy groups, but become carbonyl groups.

Figure 2013253200
Figure 2013253200

酸化工程としては、繊維原料をオゾンに接触させるオゾン処理、繊維原料をN−オキシル化合物に接触させるオキシル処理が挙げられるが、分散液の粘度を低くできる点では、オゾン処理が好ましい。
また、酸化工程は、オゾン処理またはオキシル処理のみでも構わないが、カルボニル基を酸化してカルボキシ基を形成させて微細繊維状セルロースの収率をより高くできることから、オゾン処理またはオキシル処理の後に、オゾン処理またはオキシル処理した繊維原料をオゾン及びN−オキシル化合物以外の酸化剤によってさらに酸化処理(以下、「追酸化処理」という。)してもよい。
Examples of the oxidation step include ozone treatment in which the fiber raw material is brought into contact with ozone and oxyl treatment in which the fiber raw material is brought into contact with the N-oxyl compound. However, ozone treatment is preferable in that the viscosity of the dispersion can be lowered.
Further, the oxidation step may be only ozone treatment or oxyl treatment, but since the yield of fine fibrous cellulose can be increased by oxidizing the carbonyl group to form a carboxy group, after the ozone treatment or oxyl treatment, The fiber raw material subjected to ozone treatment or oxyl treatment may be further oxidized (hereinafter referred to as “additional oxidation treatment”) with an oxidizing agent other than ozone and N-oxyl compound.

[オゾン処理]
具体的なオゾン処理方法としては、オゾンを含む気体中に繊維原料を所定時間放置する方法、オゾンを含む気体中に繊維原料を通過させる方法、オゾンを含む気体を繊維原料に当てる方法等を適用することができる。
オゾンを含む気体は、空気、酸素ガス、または酸素添加空気等の酸素含有気体をオゾン原料とし、公知のオゾン発生装置を用いて生成することができる。
セルロースをオゾン処理した際には、グルコピラノース環の少なくとも2位及び6位のヒドロキシ基を酸化すると共に、セルロースを分解して低分子量化する。また、酸化工程では、グルコピラノース環の2位及び6位以外の部分を酸化することもある。
[Ozone treatment]
As a specific ozone treatment method, a method of leaving a fiber raw material in a gas containing ozone for a predetermined time, a method of passing a fiber raw material in a gas containing ozone, a method of applying a gas containing ozone to the fiber raw material, etc. are applied. can do.
The gas containing ozone can be generated using a known ozone generator using an oxygen-containing gas such as air, oxygen gas, or oxygen-added air as an ozone raw material.
When cellulose is treated with ozone, at least the 2-position and 6-position hydroxy groups of the glucopyranose ring are oxidized and the cellulose is decomposed to lower the molecular weight. In the oxidation step, the glucopyranose ring other than the 2nd and 6th positions may be oxidized.

オゾン処理では、オゾン処理条件(オゾンを含む気体中のオゾン濃度、繊維原料に対するオゾン添加量、オゾン処理時間、オゾン処理温度等)を適宜調整する。
オゾンを含む気体中のオゾン濃度が高くなる程、繊維原料に対するオゾン添加量が多くなる程、オゾン処理時間が長くなる程、オゾン処理温度が高くなる程、ヒドロキシ基の酸化が進んで官能基(1)の含有量が多くなり、また、セルロースの低分子量化が進んで重合度が小さくなる。
In the ozone treatment, the ozone treatment conditions (the ozone concentration in the gas containing ozone, the amount of ozone added to the fiber raw material, the ozone treatment time, the ozone treatment temperature, etc.) are appropriately adjusted.
The higher the ozone concentration in the gas containing ozone, the greater the amount of ozone added to the fiber raw material, the longer the ozone treatment time, and the higher the ozone treatment temperature, the more the oxidation of hydroxy groups proceeds and the functional group ( The content of 1) increases, and the degree of polymerization decreases as the molecular weight of cellulose progresses.

また、オゾンを含む気体中のオゾン濃度は、50〜1000g/mであることが好ましく、100〜500g/mであることがより好ましい。オゾン濃度が前記下限値以上であれば、セルロースを充分に酸化でき、さらに、セルロース繊維を充分に分解・切断できるため、微細繊維状セルロースの収率をより高め、また、微細繊維状セルロースをスラリー化したときの分散安定性をより向上させることができる。一方、オゾン濃度が前記上限値以下であれば、セルロース繊維の過剰な酸化及び分解を防ぐことができ、微細繊維状セルロースとしての特性(高強度や高剛性、高寸法安定性)を容易に得ることができる。 Further, the ozone concentration in the ozone containing gas is preferably 50 to 1000 g / m 3, more preferably 100 to 500 g / m 3. If the ozone concentration is equal to or higher than the lower limit, cellulose can be sufficiently oxidized, and further, the cellulose fibers can be sufficiently decomposed and cut. Therefore, the yield of fine fibrous cellulose is further increased, and the fine fibrous cellulose is slurried. The dispersion stability can be further improved. On the other hand, if the ozone concentration is not more than the above upper limit value, excessive oxidation and decomposition of the cellulose fibers can be prevented, and the characteristics (high strength, high rigidity, high dimensional stability) as the fine fibrous cellulose can be easily obtained. be able to.

繊維原料に対するオゾン添加率としては、0.1〜80質量%であることが好ましく、1〜60質量%であることがより好ましい。オゾン添加率が前記下限値以上であれば、セルロースを充分に酸化でき、さらに、セルロース繊維を充分に分解・切断できるため、微細繊維状セルロースの収率をより高め、また、微細繊維状セルロースをスラリー化したときの分散安定性をより向上させることができる。一方、オゾン添加率が前記上限値以下であれば、セルロース繊維の過剰な酸化及び分解を防ぐことができ、微細繊維状セルロースとしての特性(高強度や高剛性、高寸法安定性)を容易に得ることができる。   As an ozone addition rate with respect to a fiber raw material, it is preferable that it is 0.1-80 mass%, and it is more preferable that it is 1-60 mass%. If the ozone addition rate is equal to or higher than the lower limit, cellulose can be sufficiently oxidized, and further, the cellulose fibers can be sufficiently decomposed and cut, so that the yield of fine fibrous cellulose is further increased. The dispersion stability when slurryed can be further improved. On the other hand, if the ozone addition rate is less than or equal to the above upper limit value, excessive oxidation and decomposition of cellulose fibers can be prevented, and the characteristics (high strength, high rigidity, high dimensional stability) as fine fibrous cellulose can be easily obtained. Can be obtained.

オゾン処理時間は、1分以上であることが好ましく、30分以上であることがより好ましい。オゾン処理時間が前記下限値以上であれば、セルロースを充分に酸化でき、さらに、セルロース繊維を充分に分解・切断できるため、微細繊維状セルロースの収率をより高め、また、微細繊維状セルロースをスラリー化したときの分散安定性をより向上させることができる。
一方、オゾン処理時間は、600分以下であることが好ましく、360分以下であることがより好ましい。オゾン処理時間が前記上限値以下であれば、セルロース繊維の過剰な酸化及び分解を防ぐことができ、微細繊維状セルロースとしての特性(高強度や高剛性、高寸法安定性)を容易に得ることができる。
The ozone treatment time is preferably 1 minute or longer, and more preferably 30 minutes or longer. If the ozone treatment time is equal to or more than the lower limit, cellulose can be sufficiently oxidized, and further, the cellulose fibers can be sufficiently decomposed and cut, so that the yield of fine fibrous cellulose is further increased. The dispersion stability when slurryed can be further improved.
On the other hand, the ozone treatment time is preferably 600 minutes or less, and more preferably 360 minutes or less. If the ozone treatment time is less than or equal to the above upper limit value, excessive oxidation and decomposition of the cellulose fiber can be prevented, and characteristics (high strength, high rigidity, high dimensional stability) as a fine fibrous cellulose can be easily obtained. Can do.

オゾン処理温度は、0〜100℃であることが好ましく、20〜50℃であることがより好ましい。オゾン処理温度が前記下限値以上であれば、オゾン処理する装置を簡便なものとすることができ、前記上限値以下であれば、オゾンの分解を抑制でき、繊維原料を効率的にオゾン処理できる。   The ozone treatment temperature is preferably 0 to 100 ° C, and more preferably 20 to 50 ° C. If the ozone treatment temperature is equal to or higher than the lower limit value, a device for ozone treatment can be simplified, and if the ozone treatment temperature is equal to or lower than the upper limit value, decomposition of ozone can be suppressed and the fiber raw material can be efficiently ozone treated. .

[オキシル処理]
オキシル処理で使用するN−オキシル化合物は、2,2,6,6−テトラメチルピペリジノオキシラジカル(以下、「TEMPO」という。)を生じるものである。よって、オキシル処理では、TEMPOによって繊維原料が処理される。
N−オキシル化合物の使用量については特に制限されず、繊維原料100質量部に対して、1〜80質量部が好ましい。
[Oxyl treatment]
The N-oxyl compound used in the oxyl treatment generates 2,2,6,6-tetramethylpiperidinooxy radical (hereinafter referred to as “TEMPO”). Therefore, in the oxyl treatment, the fiber raw material is treated by TEMPO.
The amount of the N-oxyl compound used is not particularly limited, and is preferably 1 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fiber raw material.

オキシル処理では、通常、N−オキシル化合物と共に共酸化剤を繊維原料に反応させる。共酸化剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウム、次亜臭素酸ナトリウム、亜臭素酸ナトリウム等が挙げられる
共酸化剤の使用量についても特に制限されず、繊維原料100質量部に対して、1〜80質量部が好ましい。
In the oxyl treatment, a co-oxidant is usually reacted with a fiber raw material together with an N-oxyl compound. Examples of the co-oxidant include sodium hypochlorite, sodium chlorite, sodium hypobromite, sodium bromite, etc. The amount of the co-oxidant used is not particularly limited, and is 100 parts by mass of the fiber raw material. On the other hand, 1-80 mass parts is preferable.

また、オキシル処理は、通常、ハロゲン化アルカリの存在下で行われる。ハロゲン化アルカリとしては、ヨウ化アルカリ、臭化アルカリ、塩化アルカリ、フッ化アルカリ等が挙げられる。
ハロゲン化アルカリの使用量についても特に制限されず、繊維原料100質量部に対して、0.1〜15質量部が好ましい。
Further, the oxyl treatment is usually performed in the presence of an alkali halide. Examples of the alkali halide include alkali iodide, alkali bromide, alkali chloride, alkali fluoride and the like.
The amount of alkali halide used is not particularly limited, and is preferably 0.1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fiber raw material.

オキシル処理の際の処理温度は、20〜100℃の範囲であることが好ましく、また処理時間は、0.5〜4時間であることが好ましい。
また、オキシル処理を均一に行うためには、各種攪拌装置により攪拌しながら処理することが好ましい。
The treatment temperature during the oxyl treatment is preferably in the range of 20 to 100 ° C., and the treatment time is preferably 0.5 to 4 hours.
Moreover, in order to perform an oxyl process uniformly, it is preferable to process, stirring with various stirring apparatuses.

[追酸化処理]
追酸化処理の方法としては、特に限定されないが、例えば、酸化剤溶液中に、オゾン処理した繊維原料を浸漬する方法が挙げられる。
追酸化処理に用いるオゾン以外の酸化剤としては、公知の酸化剤(例えば、二酸化塩素、亜塩素酸ナトリウム等の塩素系化合物)が使用される。酸化剤は1種単独でもよいし、2種以上の組み合わせでもよい。
酸化剤溶液における溶媒としては水または有機溶媒のいずれであってもよいが、極性溶媒(水、アルコール等の極性有機溶媒)が好ましく、少なくとも水を含む水系溶媒がより好ましい。
[Additional oxidation treatment]
Although it does not specifically limit as a method of an additional oxidation process, For example, the method of immersing the fiber raw material which carried out ozone treatment in the oxidizing agent solution is mentioned.
As the oxidizing agent other than ozone used for the additional oxidation treatment, a known oxidizing agent (for example, chlorine-based compounds such as chlorine dioxide and sodium chlorite) is used. The oxidizing agent may be used alone or in combination of two or more.
The solvent in the oxidant solution may be either water or an organic solvent, but a polar solvent (polar organic solvent such as water or alcohol) is preferable, and an aqueous solvent containing at least water is more preferable.

繊維原料に対する酸化剤添加率としては、0.1〜100質量%であることが好ましく、1〜30質量%であることがより好ましい。酸化剤添加率が前記下限値以上であれば、セルロースをより酸化でき、さらに、セルロース繊維をより分解・切断できるため、微細繊維状セルロースの収率をより高め、また、微細繊維状セルロースをスラリー化したときの分散安定性をより向上させることができる。一方、酸化剤添加率が前記上限値以下であれば、セルロース繊維の過剰な酸化及び分解を防ぐことができ、微細繊維状セルロースとしての特性を容易に得ることができる。   As an oxidizing agent addition rate with respect to a fiber raw material, it is preferable that it is 0.1-100 mass%, and it is more preferable that it is 1-30 mass%. If the oxidant addition rate is equal to or greater than the lower limit, cellulose can be further oxidized, and further, the cellulose fibers can be further decomposed and cut, so that the yield of fine fibrous cellulose is further increased, and the fine fibrous cellulose is slurried. The dispersion stability can be further improved. On the other hand, if the oxidant addition rate is less than or equal to the above upper limit value, excessive oxidation and decomposition of the cellulose fibers can be prevented, and the characteristics as fine fibrous cellulose can be easily obtained.

酸化剤処理時間は、10〜360分であることが好ましく、60〜180分であることがより好ましい。酸化剤処理時間が前記下限値以上であれば、セルロースをより酸化でき、さらに、セルロース繊維をより分解・切断できるため、微細繊維状セルロースの収率をより高め、また、微細繊維状セルロースをスラリー化したときの分散安定性をより向上させることができる。一方、酸化剤処理時間が前記上限値以下であれば、セルロース繊維の過剰な酸化及び分解を防ぐことができ、微細繊維状セルロースとしての特性を容易に得ることができる。   The oxidant treatment time is preferably 10 to 360 minutes, and more preferably 60 to 180 minutes. If the oxidizing agent treatment time is equal to or more than the lower limit, cellulose can be further oxidized, and further, the cellulose fibers can be further decomposed and cut. Therefore, the yield of fine fibrous cellulose is further increased, and the fine fibrous cellulose is slurried. The dispersion stability can be further improved. On the other hand, if the oxidizing agent treatment time is less than or equal to the above upper limit value, excessive oxidation and decomposition of the cellulose fibers can be prevented, and the characteristics as fine fibrous cellulose can be easily obtained.

酸化剤処理温度は、5〜90℃であることが好ましく、10〜70℃であることがより好ましい。酸化剤処理温度が前記下限値以上であれば、酸化処理を促進させることができ、前記上限値以下であれば、酸化剤の分解を抑制でき、繊維原料を効率的に酸化剤で処理できる。   The oxidizing agent treatment temperature is preferably 5 to 90 ° C, and more preferably 10 to 70 ° C. If the oxidant treatment temperature is equal to or higher than the lower limit value, the oxidation treatment can be promoted. If the oxidant treatment temperature is equal to or lower than the upper limit value, decomposition of the oxidant can be suppressed and the fiber raw material can be efficiently treated with the oxidant.

(酸基形成工程)
本実施形態における酸基形成工程は、酸化工程の後に、前記繊維原料を、リン原子を含むオキソ酸(以下、「リンオキソ酸」という。)またはその塩で処理することによって、酸基含有セルロースを得る工程である。
酸基形成工程では、例えば、酸化工程後にセルロース分子に残ったヒドロキシ基と、少なくとも(HPO2−を有するリンオキソ酸またはその塩とが脱水反応した場合には、下記反応式(B)のように、官能基(2)のリン酸基を形成する。
(Acid group forming step)
In the acid group forming step in the present embodiment, after the oxidation step, the fiber raw material is treated with an oxo acid containing a phosphorus atom (hereinafter referred to as “phosphoroxo acid”) or a salt thereof, whereby the acid group-containing cellulose is treated. It is a process to obtain.
In the acid group formation step, for example, when a hydroxy group remaining in the cellulose molecule after the oxidation step and a phosphorus oxo acid having at least (HPO 4 ) 2- or a salt thereof undergo a dehydration reaction, the following reaction formula (B) Thus, the phosphate group of the functional group (2) is formed.

−OH + HPO 2− → −O−PO 2− + HO (B) —OH + HPO 4 2− → —O—PO 3 2− + H 2 O (B)

リンオキソ酸としては、リン酸、メタリン酸、ポリリン酸などが挙げられる。
リンオキソ酸の塩としては、リン酸、メタリン酸、ポリリン酸のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、アンモニウム塩、有機アルカリ塩などが挙げられる。
リンオキソ酸またはその塩は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記の中でも、低コストで扱い易く、リン酸基の導入効率が高まることからリン酸または/およびリン酸のナトリウム塩、カリウム塩が好ましい。
Examples of the phosphorus oxo acid include phosphoric acid, metaphosphoric acid, polyphosphoric acid and the like.
Examples of the salt of phosphorus oxo acid include phosphoric acid, metaphosphoric acid, lithium salt of polyphosphoric acid, sodium salt, potassium salt, calcium salt, ammonium salt, and organic alkali salt.
Phosphooxo acids or salts thereof may be used alone or in combination of two or more.
Among these, phosphoric acid and / or sodium salt and potassium salt of phosphoric acid are preferable because they are easy to handle at low cost and increase the introduction efficiency of phosphoric acid groups.

繊維原料に対するリンオキソ酸またはその塩の質量割合は、繊維原料100質量部に対してリンオキソ酸またはその塩が、リン元素量として0.2〜500質量部が好ましく、1〜400質量部がより好ましく、2〜200質量部が最も好ましい。リンオキソ酸またはその塩の割合が前記下限値以上であれば、微細繊維状セルロースの収率をより向上させることができる。しかし、前記上限値を超えても、収率向上の効果は頭打ちとなり、無駄にリンオキソ酸またはその塩を使用するだけである。   The mass proportion of the phosphorus oxo acid or salt thereof relative to the fiber raw material is preferably 0.2 to 500 parts by mass, more preferably 1 to 400 parts by mass as the phosphorus element amount of the phosphorus oxo acid or salt thereof relative to 100 parts by mass of the fiber raw material. 2 to 200 parts by mass is most preferable. If the ratio of the phosphorus oxo acid or its salt is not less than the lower limit, the yield of fine fibrous cellulose can be further improved. However, even if the above upper limit is exceeded, the effect of improving the yield reaches its peak, and only the use of phosphorus oxoacid or its salt is uselessly.

酸基形成工程における加熱処理温度は、セルロースの熱分解温度の点から、250℃以下であることが好ましい。また、セルロースの加水分解を抑える観点から、加熱処理温度は100〜170℃であることが好ましい。さらに、加熱処理の際にリンオキソ酸またはその塩を添加した系に水が含まれている間の加熱については、好ましくは130℃以下、より好ましくは110℃以下で加熱して充分にスラリーの水分を除去乾燥するとよい。その後は、100〜170℃で加熱処理することが好ましい。また、スラリー中の水分を除く際には減圧乾燥機を用いてもよい。
また、加熱処理の際には系に尿素などの高温で溶融する有機化合物を共存させても構わない。高温で溶融する有機化合物を共存させると、セルロースが膨潤し、また該有機化合物が溶融することで固液反応場を提供でき、酸基形成の効率を向上させることができる。
It is preferable that the heat processing temperature in an acid group formation process is 250 degrees C or less from the point of the thermal decomposition temperature of a cellulose. Moreover, it is preferable that the heat processing temperature is 100-170 degreeC from a viewpoint of suppressing hydrolysis of a cellulose. Furthermore, regarding the heating while water is contained in the system to which the phosphorus oxoacid or its salt is added during the heat treatment, it is preferable to heat at 130 ° C. or less, more preferably 110 ° C. or less, and to sufficiently absorb the water in the slurry. It is good to remove and dry. After that, it is preferable to heat-process at 100-170 degreeC. Moreover, you may use a vacuum dryer when removing the water | moisture content in a slurry.
In the heat treatment, an organic compound that melts at a high temperature such as urea may coexist in the system. When an organic compound that melts at a high temperature coexists, the cellulose swells, and the organic compound melts to provide a solid-liquid reaction field, thereby improving the efficiency of acid group formation.

(アルカリ処理工程)
アルカリ処理工程は、酸基含有セルロースを、Xp+・(OHまたはYq+・(OH表されるアルカリ化合物を含むアルカリ溶液によって処理する工程である。該アルカリ処理によって、セルロースに官能基(1)及び官能基(2)が形成される。なお、Xp+・(OHとYq+・(OHとは同一であってもよいし、異なってもよい。
アルカリ処理の方法としては、特に限定されないが、例えば、アルカリ溶液中に、酸基含有セルロースを浸漬する方法が挙げられる。
アルカリ溶液に含まれるアルカリ化合物は、無機アルカリ化合物であってもよいし、有機アルカリ化合物であってもよい。アルカリ化合物におけるXp+は、p=1のとき、アルカリ金属の陽イオン、アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。また、p=2または3のとき、アルカリ土類金属イオンまたは多価金属イオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。なお、Xp+が、アルカリ金属の陽イオン、アンモニウムイオン、アルカリ土類金属の陽イオンまたは多価金属の陽イオンのものは無機アルカリ化合物であり、脂肪族アンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンのものは有機アルカリ化合物である。
アルカリ化合物におけるYq+は、q=1のとき、アルカリ金属の陽イオン、アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。また、q=2のとき、アルカリ土類金属の陽イオンまたは多価金属の陽イオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。
上記アルカリ金属の陽イオンを含むアルカリ化合物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。
アルカリ土類金属の陽イオンを含むアルカリ化合物として、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等が挙げられる。
多価金属の陽イオンを含むアルカリ化合物としては、水酸化アルミニウム/水酸化ナトリウムの水溶液などが挙げられる。
アンモニウムイオンを含むアルカリ化合物としては、アンモニア水が挙げられる。
脂肪族アンモニウムイオンを含むアルカリ化合物として、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。
芳香族アンモニウムイオンを含むアルカリ化合物としては、フェニルアミン(アニリン)、ジフェニルアミン、およびトリフェニルアミン等の水溶液が挙げられる。
(Alkali treatment process)
The alkali treatment step is a step of treating the acid group-containing cellulose with an alkali solution containing an alkali compound represented by X p + · (OH ) p or Y q + · (OH ) q . By the alkali treatment, the functional group (1) and the functional group (2) are formed in the cellulose. X p + · (OH ) p and Y q + · (OH ) q may be the same or different.
Although it does not specifically limit as a method of an alkali treatment, For example, the method of immersing an acid group containing cellulose in an alkaline solution is mentioned.
The alkali compound contained in the alkali solution may be an inorganic alkali compound or an organic alkali compound. X p + in the alkali compound is at least one selected from the group consisting of alkali metal cations, ammonium ions, aliphatic ammonium ions, and aromatic ammonium ions when p = 1. Moreover, when p = 2 or 3, it is at least one selected from the group consisting of alkaline earth metal ions or polyvalent metal ions. X p + is an alkali metal cation, ammonium ion, alkaline earth metal cation or polyvalent metal cation is an inorganic alkali compound, and aliphatic ammonium ion or aromatic ammonium ion is It is an organic alkali compound.
Y q + in the alkali compound is at least one selected from the group consisting of alkali metal cations, ammonium ions, aliphatic ammonium ions, and aromatic ammonium ions when q = 1. Further, when q = 2, it is at least one selected from the group consisting of an alkaline earth metal cation and a polyvalent metal cation.
Examples of the alkali compound containing an alkali metal cation include lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide.
Examples of the alkali compound containing an alkaline earth metal cation include magnesium hydroxide, calcium hydroxide, and barium hydroxide.
Examples of the alkali compound containing a polyvalent metal cation include an aqueous solution of aluminum hydroxide / sodium hydroxide.
Aqueous ammonia is mentioned as an alkali compound containing an ammonium ion.
Examples of the alkali compound containing an aliphatic ammonium ion include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, and tetrabutylammonium hydroxide.
Examples of the alkali compound containing an aromatic ammonium ion include aqueous solutions of phenylamine (aniline), diphenylamine, and triphenylamine.

アルカリ溶液における溶媒としては水または有機溶媒のいずれであってもよいが、極性溶媒(水、アルコール等の極性有機溶媒)が好ましく、少なくとも水を含む水系溶媒がより好ましい。
また、アルカリ溶液のうちでは、汎用性が高いことから、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液およびアンモニア水溶液が特に好ましい。
The solvent in the alkaline solution may be either water or an organic solvent, but is preferably a polar solvent (polar organic solvent such as water or alcohol), and more preferably an aqueous solvent containing at least water.
Of the alkaline solutions, sodium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution and ammonia aqueous solution are particularly preferred because of their high versatility.

アルカリ処理工程では、酸化工程によって形成した全カルボキシ基及び酸基形成工程によって形成した全リン酸基を中和するように、アルカリ溶液のアルカリ化合物濃度を調整する。
アルカリ化合物が無機アルカリ化合物である場合には、アルカリ溶液における無機アルカリ化合物の濃度を、0.01〜5質量%とすることが好ましく、0.05〜3質量%とすることがより好ましい。無機アルカリ化合物の濃度を前記下限値以上とすれば、微細繊維状セルロースの収率をより向上でき、前記上限値以下とすれば、pHが過度に高くなることを抑制でき、アルカリ溶液の取り扱い性が良好になる。
アルカリ化合物が有機アルカリ化合物である場合には、アルカリ溶液における有機アルカリ化合物の濃度を、0.01〜5質量%とすることが好ましく、0.05〜3質量%とすることがより好ましい。有機アルカリ化合物の濃度を前記下限値以上とすれば、微細繊維状セルロースの収率をより向上でき、前記上限値以下とすれば、pHが過度に高くなることを抑制でき、アルカリ溶液の取り扱い性が良好になる。
In the alkali treatment step, the alkali compound concentration in the alkali solution is adjusted so as to neutralize all carboxy groups formed in the oxidation step and all phosphate groups formed in the acid group formation step.
When the alkali compound is an inorganic alkali compound, the concentration of the inorganic alkali compound in the alkali solution is preferably 0.01 to 5% by mass, and more preferably 0.05 to 3% by mass. If the concentration of the inorganic alkali compound is not less than the lower limit, the yield of fine fibrous cellulose can be further improved, and if it is not more than the upper limit, the pH can be suppressed from being excessively high, and the alkali solution can be handled. Will be better.
When the alkali compound is an organic alkali compound, the concentration of the organic alkali compound in the alkali solution is preferably 0.01 to 5% by mass, and more preferably 0.05 to 3% by mass. If the concentration of the organic alkali compound is not less than the above lower limit, the yield of fine fibrous cellulose can be further improved, and if it is not more than the above upper limit, the pH can be suppressed from becoming excessively high, and the alkali solution can be handled. Will be better.

アルカリ溶液の25℃におけるpHは9以上であることが好ましく、10以上であることがより好ましく、11〜14であることがさらに好ましい。アルカリ溶液のpHが前記下限値以上であれば、微細繊維状セルロースの収率がより高くなり、pHが14以下であれば、アルカリ溶液の取り扱い性が良好になる。   The pH of the alkaline solution at 25 ° C. is preferably 9 or more, more preferably 10 or more, and even more preferably 11-14. If the pH of the alkaline solution is not less than the lower limit, the yield of fine fibrous cellulose will be higher, and if the pH is 14 or less, the handleability of the alkaline solution will be good.

(解繊工程)
解繊工程は、アルカリ処理工程後に、酸化セルロースをアルカリ処理したアルカリ処理繊維を解繊処理する工程である。
解繊処理では、通常、解繊処理装置を用いる。解繊処理装置としては、高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザーや超高圧ホモジナイザー、高圧衝突型粉砕機、ボールミル、ビーズミル、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナー、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、ビーターなど、湿式粉砕する装置等を適宜使用することができる。
(Defibration process)
The defibrating step is a step of defibrating an alkali-treated fiber obtained by alkali-treating oxidized cellulose after the alkali treatment step.
In the defibrating process, a defibrating apparatus is usually used. Defibration treatment equipment includes high-speed defibrator, grinder (stone mortar grinder), high-pressure homogenizer and ultra-high pressure homogenizer, high-pressure collision grinder, ball mill, bead mill, disk refiner, conical refiner, twin-screw kneader, vibration mill A wet milling device such as a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, or a beater can be used as appropriate.

解繊処理の際には、アルカリ処理繊維を水と有機溶媒を単独または組み合わせて希釈してスラリー状にすることが好ましい。希釈後のアルカリ処理繊維の固形分濃度は0.1〜20質量%であることが好ましく、0.5〜10質量%であることがより好ましい。希釈後のアルカリ処理繊維の固形分濃度が前記下限値以上であれば、解繊処理の効率が向上し、前記上限値以下であれば、解繊処理装置内での閉塞を防止できる。   In the defibrating process, it is preferable to dilute the alkali-treated fiber with water and an organic solvent alone or in combination to form a slurry. The diluted solid content concentration of the alkali-treated fiber is preferably 0.1 to 20% by mass, and more preferably 0.5 to 10% by mass. If the solid content concentration of the alkali-treated fiber after dilution is equal to or higher than the lower limit, the efficiency of the defibrating treatment is improved, and if it is equal to or lower than the upper limit, blockage in the defibrating apparatus can be prevented.

(作用効果)
上記実施形態の微細繊維状セルロースの製造方法では、官能基(1)及び官能基(2)をセルロースに形成することにより、セルロース同士の電気的な反発が大きくなるため、解繊性が高くなり、繊維原料から微細繊維状セルロースを高収率で製造できる。
また、本実施形態の製造方法により得られる微細繊維状セルロースは、pKが小さい官能基(2)を有し、アルカリ性下だけでなく酸性下でも水素イオンが容易に解離して−PO及び−PO 2−を形成するため、分散媒中にて安定化できる。したがって、微細繊維状セルロースの分散液はアルカリ性であっても酸性であっても分散安定性に優れる。
また、本実施形態の製造方法により得られる微細繊維状セルロースでは、酸化工程によって重合度がやや小さくなるため、分散液とした際の粘度を低くできる。
また、上記製造方法はアルカリ処理工程を有するため、セルロースの解繊性がより高くなり、繊維原料から微細繊維状セルロースをより高収率で製造できる。
また、上記製造方法は解繊工程を有するため、アルカリ処理した酸基含有セルロースを確実に微細化して微細繊維状セルロースとすることができる。
(Function and effect)
In the manufacturing method of the fine fibrous cellulose of the said embodiment, since the electrical repulsion between cellulose becomes large by forming a functional group (1) and a functional group (2) in a cellulose, fibrillation property becomes high. From the fiber raw material, fine fibrous cellulose can be produced in a high yield.
Further, the fine fibrous cellulose obtained by the production method of this embodiment has a pK a less functional group (2), hydrogen ions under acidic conditions not only alkalinity under is readily dissociated -PO 3 H - and for forming a -PO 3 2-, can be stabilized by dispersion medium. Therefore, the dispersion of fine fibrous cellulose is excellent in dispersion stability regardless of whether it is alkaline or acidic.
Moreover, in the fine fibrous cellulose obtained by the manufacturing method of this embodiment, since a polymerization degree becomes a little small by an oxidation process, the viscosity at the time of setting it as a dispersion liquid can be made low.
Moreover, since the said manufacturing method has an alkali treatment process, the fibrillation property of a cellulose becomes higher and can manufacture a fine fibrous cellulose from a fiber raw material with a higher yield.
Moreover, since the said manufacturing method has a fibrillation process, the acid group containing cellulose which carried out the alkali treatment can be refined | miniaturized reliably, and it can be set as a fine fibrous cellulose.

「第2実施形態」
<微細繊維状セルロース>
次に、第2実施形態の微細繊維状セルロースについて説明する。
第2実施形態の微細繊維状セルロースは、官能基(1)と上記式(3)で表される官能基(以下、「官能基(3)」という。)とを有するセルロース繊維である。
なお、本実施形態の微細繊維状セルロースの重合度、平均繊維幅、繊維長及び軸比は、第1実施形態の微細繊維状セルロースと同様である。
“Second Embodiment”
<Fine fibrous cellulose>
Next, the fine fibrous cellulose of the second embodiment will be described.
The fine fibrous cellulose of the second embodiment is a cellulose fiber having a functional group (1) and a functional group represented by the above formula (3) (hereinafter referred to as “functional group (3)”).
In addition, the polymerization degree, average fiber width, fiber length, and axial ratio of the fine fibrous cellulose of the present embodiment are the same as those of the fine fibrous cellulose of the first embodiment.

本実施形態の微細繊維状セルロースにおける官能基(1)の(−COO)の含有量は0.06〜1.2mmol/gであることが好ましく、0.1〜0.9mmol/gであることがより好ましい。(−COO)の含有量が前記下限値以上であれば、より高収率で製造でき、一方、(−COO)の含有量が前記上限値以下であれば、セルロース分子として水に溶解しにくくなるため、微細繊維状セルロースとしての特性(高強度や高剛性、高寸法安定性)を容易に得ることができる。 The content of (—COO ) of the functional group (1) in the fine fibrous cellulose of this embodiment is preferably 0.06 to 1.2 mmol / g, and is 0.1 to 0.9 mmol / g. It is more preferable. (-COO -) When the content of the above lower limit, can be prepared in a more high yield, whereas, (- COO -) content is equal to or less than the upper limit, dissolved in water as the cellulose molecule Therefore, the characteristics (high strength, high rigidity, and high dimensional stability) as fine fibrous cellulose can be easily obtained.

微細繊維状セルロースにおける官能基(3)の(−SO )含有量は、0.01〜2.0mmol/gであることが好ましく、0.05〜1.5mmol/gであることがより好ましい。(−SO )の含有量が前記下限値以上であれば、より高収率で製造できる。しかし、(−SO )の含有量が前記上限値を超えると、かえって収率が低くなることがある。
官能基(3)における(−SO )の含有量は、セルロース1g当たりの(−SO )の含有量であり、TAPPI T237 cm−08(2008)を応用して測定した。具体的には、セルロースに導入された酸性基の導入量をより広範囲まで測定可能にするために、前記試験方法に用いる試験液のうち、炭酸水素ナトリウム(NaHCO)/塩化ナトリウム(NaCl)=0.84g/5.85gを蒸留水で1000mlに溶解希釈した試験液を、水酸化ナトリウム1.60gを蒸留水で1000mlに溶解希釈した試験液に変更し、さらに(−SO )導入前後のセルロース繊維における測定値の差を実質的な(−SO )含有量とした以外は、TAPPI T237 cm−08(2008)に準じて測定した。
また、当該酸性基含有量測定方法は、基本的には1価の酸性基(カルボキシ基)の導入量測定方法であることから、多価の酸性基であるスルホン酸基の導入量は、前記1価の酸性基の含有量として得られた(−SO )含有量を、(−SO )酸価数2で除した数値とした。
The (—SO 3 ) content of the functional group (3) in the fine fibrous cellulose is preferably 0.01 to 2.0 mmol / g, more preferably 0.05 to 1.5 mmol / g. preferable. If the content of (—SO 3 ) is not less than the lower limit, it can be produced with higher yield. However, when the content of (—SO 3 ) exceeds the upper limit, the yield may be lowered.
The content of (—SO 3 ) in the functional group (3) is the content of (—SO 3 ) per 1 g of cellulose, and was measured by applying TAPPI T237 cm-08 (2008). Specifically, in order to make it possible to measure the introduction amount of acidic groups introduced into cellulose over a wider range, among the test solutions used in the test method, sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) / sodium chloride (NaCl) = The test solution in which 0.84 g / 5.85 g was dissolved and diluted in 1000 ml with distilled water was changed to a test solution in which 1.60 g of sodium hydroxide was dissolved and diluted in 1000 ml with distilled water, and before and after (-SO 3 ) introduction. of substantially the difference between the measured value in the cellulose fibers (-SO 3 -) except for using content was measured according to TAPPI T237 cm-08 (2008) .
In addition, since the acidic group content measurement method is basically a method for measuring the introduction amount of a monovalent acidic group (carboxy group), the introduction amount of a sulfonic acid group that is a polyvalent acidic group is The (−SO 3 ) content obtained as the content of the monovalent acidic group was divided by the (—SO 3 ) acid value number 2.

微細繊維状セルロースにおける(−COO)と(−SO )の合計含有量(すなわち、アニオン基含有量)は0.1〜3.0mmol/gであることが好ましく、0.5〜2.5mmol/gであることがより好ましい。(−COO)と(−SO )の合計含有量が前記下限値以上であれば、より高収率で製造できる。また、(−COO)と(−SO )の合計含有量が前記範囲内であると、微細繊維状セルロースをスラリー化したときの分散安定性がより高くなる。 The total content (ie, anion group content) of (—COO ) and (—SO 3 ) in the fine fibrous cellulose is preferably 0.1 to 3.0 mmol / g, 0.5 to 2 More preferably, it is 5 mmol / g. If the total content of (—COO ) and (—SO 3 ) is not less than the lower limit, it can be produced with higher yield. Further, when the total content of (—COO ) and (—SO 3 ) is within the above range, the dispersion stability when the fine fibrous cellulose is slurried becomes higher.

官能基(3)において、rは1〜3の自然数である。
r+は、r=1のとき、アルカリ金属(例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム等)の陽イオン、アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。また、r=2または3のとき、アルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウム、バリウム等)の陽イオンまたは多価金属(例えば、鉄、アルミニウム等)の陽イオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。
前記Zr+の中でも、r=1のものが好ましく、さらには、アルカリとして物質が汎用的かつ安価であり、また微細繊維状セルロースの収率も向上することから、ナトリウムイオン、カリウムイオンおよびアンモニウムイオンがより好ましい。
In the functional group (3), r is a natural number of 1 to 3.
Z r + is at least one selected from the group consisting of alkali metal (eg, sodium, potassium, lithium, etc.) cations, ammonium ions, aliphatic ammonium ions, and aromatic ammonium ions when r = 1. When r = 2 or 3, at least one selected from the group consisting of a cation of an alkaline earth metal (eg, magnesium, calcium, barium, etc.) or a cation of a polyvalent metal (eg, iron, aluminum, etc.) It is a seed.
Among the above Zr + , those having r = 1 are preferable, and further, the substance is general and inexpensive as an alkali, and the yield of fine fibrous cellulose is improved, so that sodium ion, potassium ion and ammonium ion are improved. Is more preferable.

(作用効果)
本実施形態の微細繊維状セルロースは、官能基(1)及び官能基(3)を有するため、高い収率で製造される。すなわち、単なるセルロース同士では電気的な反発は生じないため、解繊性が高くないが、官能基(1)及び官能基(2)を有するセルロース同士では、(−COO)及び(−SO )によって電気的な反発を生じやすいため、解繊性が高い。そのため、官能基(1)及び官能基(3)を有する微細繊維状セルロースは、高い収率で得られる。
また、本実施形態の微細繊維状セルロースは、分散液がアルカリ性であっても酸性であっても分散安定性に優れる。該微細繊維状セルロースを含む分散液は酸性側でも分散安定性に優れる。カルボン酸の酸解離定数pKは比較的大きく(4〜5程度)、アルカリ性下では水素イオンが容易に解離して、−COOが形成されるものの、酸性下では水素イオンが解離しにくく、−COOは形成されにくい。そのため、官能基(1)のみでは、酸性下での分散安定性は充分に得られない。しかし、スルホン酸基は酸解離定数pKが小さい(1〜2程度である)ため、官能基(3)を有する本実施形態の微細繊維状セルロースでは、酸性下にて−SO が形成されるため、分散媒中にて安定化される。
また、本実施形態の微細繊維状セルロースでは、重合度がやや小さめであるため、分散液とした際の粘度を低くできる。特に、分散液の濃度を高めても低い粘度を維持できる。
(Function and effect)
Since the fine fibrous cellulose of this embodiment has a functional group (1) and a functional group (3), it is manufactured with a high yield. That is, since an electrical repulsion does not occur between mere celluloses, the fibrillation property is not high. However, between celluloses having a functional group (1) and a functional group (2), (—COO ) and (—SO 3 - ) It is easy to cause electric repulsion due to (), so that the defibration property is high. Therefore, the fine fibrous cellulose having the functional group (1) and the functional group (3) can be obtained with a high yield.
Moreover, the fine fibrous cellulose of this embodiment is excellent in dispersion stability regardless of whether the dispersion is alkaline or acidic. The dispersion containing the fine fibrous cellulose is excellent in dispersion stability even on the acidic side. Acid dissociation constant pK a of the carboxylic acid is relatively large (about 4-5), are easily dissociated hydrogen ions in an alkaline under -COO - but is formed, the hydrogen ions is less likely to dissociate under acidic conditions, -COO - it is unlikely to be formed. Therefore, only the functional group (1) does not provide sufficient dispersion stability under acidic conditions. However, since the sulfonic acid group has a small acid dissociation constant pKa (about 1 to 2), in the fine fibrous cellulose of this embodiment having the functional group (3), —SO 3 is formed under acidity. Therefore, it is stabilized in the dispersion medium.
Moreover, in the fine fibrous cellulose of this embodiment, since the degree of polymerization is slightly small, the viscosity when used as a dispersion can be lowered. In particular, a low viscosity can be maintained even when the concentration of the dispersion is increased.

<微細繊維状セルロースの製造方法>
上記微細繊維状セルロースを製造する本実施形態の製造方法は、酸化工程と酸基形成工程とアルカリ処理工程と解繊工程とを有する。
本実施形態の製造方法は、酸基形成工程が第1実施形態の製造方法と異なる。本実施形態における酸化工程、アルカリ処理工程及び解繊工程は、第1の実施形態における酸化工程、アルカリ処理工程及び解繊工程と同じであり、説明を省略する。
<Method for producing fine fibrous cellulose>
The manufacturing method of this embodiment which manufactures the said fine fibrous cellulose has an oxidation process, an acid group formation process, an alkali treatment process, and a defibration process.
The manufacturing method of this embodiment differs in the acid group formation process from the manufacturing method of 1st Embodiment. The oxidation process, alkali treatment process, and defibration process in the present embodiment are the same as the oxidation process, alkali treatment process, and defibration process in the first embodiment, and a description thereof is omitted.

(酸基形成工程)
本実施形態における酸基形成工程は、酸化工程の後に、前記繊維原料を、硫黄原子を含むオキソ酸(以下、「硫黄オキソ酸」という。)またはその塩で処理することによってスルホン酸基を形成して、酸基含有セルロースを得る工程である。
酸基形成工程では、例えば、酸化工程後にセルロース分子に残ったカルボニル基と、少なくとも(HSOを有する硫黄オキソ酸またはその塩とが反応した場合には、下記反応式(C)のように、官能基(3)のスルホン酸基を形成する。
(Acid group forming step)
In the acid group formation step in this embodiment, after the oxidation step, the fiber raw material is treated with an oxo acid containing a sulfur atom (hereinafter referred to as “sulfur oxo acid”) or a salt thereof to form a sulfonic acid group. In this step, acid group-containing cellulose is obtained.
In the acid group formation step, for example, when a carbonyl group remaining in the cellulose molecule after the oxidation step reacts with a sulfur oxo acid having at least (HSO 3 ) or a salt thereof, the following reaction formula (C) In addition, a sulfonic acid group of the functional group (3) is formed.

−CHO + HSO → −CHOH−SO (C) -CHO + HSO 3 - → -CHOH- SO 3 - (C)

硫黄オキソ酸としては、亜硫酸、亜ジチオン酸などが挙げられる。硫黄オキソ酸の塩としては、亜硫酸、亜ジチオン酸のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、アンモニウム塩、有機アルカリ塩などが挙げられる。硫黄オキソ酸またはその塩は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記の中でも、低コストで扱い易く、導入効率が高まることから亜硫酸のナトリウム塩、カリウム塩が好ましい。
繊維原料100質量部に対する硫黄オキソ酸またはその塩の添加量は、1〜500質量部が好ましく、5〜100質量部がより好ましく、10〜40質量部がさらに好ましい。硫黄オキソ酸またはその塩の添加量が前記下限値以上であれば、微細繊維状セルロースの収率をより向上させることができる。しかし、添加量が前記上限値を超えても、収率向上の効果は頭打ちとなり、無駄に硫黄オキソ酸を使用するだけである。
Examples of sulfur oxo acids include sulfurous acid and dithionic acid. Examples of the salt of sulfur oxo acid include sulfurous acid, lithium salt of dithionite, sodium salt, potassium salt, calcium salt, ammonium salt, organic alkali salt and the like. Sulfur oxo acid or a salt thereof may be used alone or in combination of two or more.
Of these, sodium sulfate and potassium salts of sulfurous acid are preferred because they are easy to handle at low cost and increase the introduction efficiency.
The amount of sulfur oxo acid or salt thereof added to 100 parts by mass of the fiber raw material is preferably 1 to 500 parts by mass, more preferably 5 to 100 parts by mass, and still more preferably 10 to 40 parts by mass. If the amount of sulfur oxo acid or its salt added is equal to or greater than the lower limit, the yield of fine fibrous cellulose can be further improved. However, even if the addition amount exceeds the above upper limit, the effect of improving the yield reaches its peak, and only the sulfur oxo acid is used in vain.

酸基形成工程における処理温度は、10〜90℃であることが好ましく、20〜70℃であることがより好ましい。処理温度が前記下限値以上であれば、スルホン酸基を容易に形成でき、前記上限値以下であれば、セルロースの熱分解を抑制できる。   The treatment temperature in the acid group forming step is preferably 10 to 90 ° C, and more preferably 20 to 70 ° C. If processing temperature is more than the said lower limit, a sulfonic acid group can be formed easily and if it is below the said upper limit, thermal decomposition of a cellulose can be suppressed.

また、本実施形態における酸基形成工程では、硫黄オキソ酸またはその塩を添加すると共にリンオキソ酸またはその塩を添加して、繊維原料を、硫黄オキソ酸またはその塩で処理してスルホン酸基を形成すると共に、リンオキソ酸またはその塩で処理してリン酸基を形成してもよい。あるいは、硫黄オキソ酸またはその塩を添加する前または後にリンオキソ酸またはその塩を添加して、繊維原料を、硫黄オキソ酸またはその塩で処理してスルホン酸基を形成すると共に、リンオキソ酸またはその塩で処理してリン酸基を形成してもよい。   In addition, in the acid group formation step in the present embodiment, sulfur oxo acid or a salt thereof is added and phosphorus oxo acid or a salt thereof is added to treat the fiber raw material with sulfur oxo acid or a salt thereof to form a sulfonic acid group. In addition to the formation, it may be treated with a phosphorus oxoacid or salt thereof to form a phosphate group. Alternatively, before or after adding the sulfur oxo acid or salt thereof, the phosphorus oxo acid or salt thereof is added to treat the fiber raw material with the sulfur oxo acid or salt thereof to form a sulfonic acid group. Treatment with a salt may form a phosphate group.

(作用効果)
上記実施形態の微細繊維状セルロースの製造方法では、官能基(1)及び官能基(3)をセルロースに形成することにより、セルロース同士の電気的な反発が大きくなるため、解繊性が高くなり、繊維原料から微細繊維状セルロースを高収率で製造できる。
また、本実施形態の製造方法により得られる微細繊維状セルロースは、pKが小さい官能基(3)を有し、アルカリ性下だけでなく酸性下でも水素イオンが容易に解離して−SO を形成するため、分散媒中にて安定化できる。したがって、微細繊維状セルロースの分散液はアルカリ性であっても酸性であっても分散安定性に優れる。
また、本実施形態の製造方法により得られる微細繊維状セルロースでは、酸化工程によって重合度がやや小さくなるため、分散液とした際の粘度を低くできる。
また、上記製造方法はアルカリ処理工程を有するため、セルロースの解繊性がより高くなり、繊維原料から微細繊維状セルロースをより高収率で製造できる。
また、上記製造方法は解繊工程を有するため、アルカリ処理した酸基含有セルロースを確実に微細化して微細繊維状セルロースとすることができる。
(Function and effect)
In the manufacturing method of the fine fibrous cellulose of the said embodiment, since the electrical repulsion between cellulose becomes large by forming a functional group (1) and a functional group (3) in a cellulose, defibration property becomes high. From the fiber raw material, fine fibrous cellulose can be produced in a high yield.
Further, the fine fibrous cellulose obtained by the production method of this embodiment has a pK a less functional group (3), -SO 3 are easily dissociated hydrogen ions under acidic conditions not only alkaline under - Can be stabilized in the dispersion medium. Therefore, the dispersion of fine fibrous cellulose is excellent in dispersion stability regardless of whether it is alkaline or acidic.
Moreover, in the fine fibrous cellulose obtained by the manufacturing method of this embodiment, since a polymerization degree becomes a little small by an oxidation process, the viscosity at the time of setting it as a dispersion liquid can be made low.
Moreover, since the said manufacturing method has an alkali treatment process, the fibrillation property of a cellulose becomes higher and can manufacture a fine fibrous cellulose from a fiber raw material with a higher yield.
Moreover, since the said manufacturing method has a fibrillation process, the acid group containing cellulose which carried out the alkali treatment can be refined | miniaturized reliably, and it can be set as a fine fibrous cellulose.

<微細繊維状セルロース分散液>
本発明の微細繊維状セルロース分散液は、微細繊維状セルロースが分散媒中に分散されたものである。
分散媒としては、水や極性有機溶剤を使用することができる。好ましい極性有機溶剤としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブチルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)等のケトン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル類、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)等が挙げられる。これらは1種であってもよいし、2種以上でもよい。また、微細繊維状セルロース分散液の分散安定性を妨げない範囲であれば、上記の水および極性有機溶剤に加えて非極性有機溶媒を使用しても構わない。
<Fine fibrous cellulose dispersion>
The fine fibrous cellulose dispersion of the present invention is obtained by dispersing fine fibrous cellulose in a dispersion medium.
As the dispersion medium, water or a polar organic solvent can be used. Preferred polar organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, t-butyl alcohol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone (MEK), diethyl ether, tetrahydrofuran (THF) and the like. Examples include ethers, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), and the like. These may be one type or two or more types. Further, a nonpolar organic solvent may be used in addition to the water and the polar organic solvent as long as the dispersion stability of the fine fibrous cellulose dispersion is not hindered.

微細繊維状セルロース分散液における微細繊維状セルロースの含有量は0.05〜20質量%であることが好ましく、0.1〜10質量%であることがより好ましい。微細繊維状セルロースの含有量が前記下限値以上であれば、微細繊維状セルロースを用いた不織布や、微細繊維状セルロースを樹脂等に含有させた複合材料を製造する際の製造効率に優れる。一方、微細繊維状セルロースの含有量が前記上限値以下であれば、分散液の分散安定性に優れる。   The content of fine fibrous cellulose in the fine fibrous cellulose dispersion is preferably 0.05 to 20% by mass, and more preferably 0.1 to 10% by mass. When the content of the fine fibrous cellulose is equal to or more than the lower limit, the production efficiency when producing a nonwoven fabric using the fine fibrous cellulose or a composite material containing the fine fibrous cellulose in a resin or the like is excellent. On the other hand, if the content of fine fibrous cellulose is not more than the above upper limit value, the dispersion stability of the dispersion is excellent.

微細繊維状セルロース分散液の粘度は、該分散液の取り扱い性が高くなることから、400mPa・s以下であることが好ましく、200mPa・s以下であることがより好ましい。一方、微細繊維状セルロース分散液の粘度は、調製の容易さの点から、1mPa・s以上であることが好ましく、5mPa・s以上であることがより好ましい。
ここで、粘度は、微細繊維状セルロースを0.5質量%含む分散液を測定試料とし、B型粘度計を用いて、25℃で測定した値である。
The viscosity of the fine fibrous cellulose dispersion is preferably 400 mPa · s or less, and more preferably 200 mPa · s or less, because the handleability of the dispersion becomes high. On the other hand, the viscosity of the fine fibrous cellulose dispersion is preferably 1 mPa · s or more, and more preferably 5 mPa · s or more, from the viewpoint of ease of preparation.
Here, the viscosity is a value measured at 25 ° C. using a B-type viscometer using a dispersion containing 0.5% by mass of fine fibrous cellulose as a measurement sample.

<不織布>
以下に、本発明の不織布の一実施形態について説明する。
本発明の不織布は、上記微細繊維状セルロースを含有するものである。
<Nonwoven fabric>
Below, one Embodiment of the nonwoven fabric of this invention is described.
The nonwoven fabric of the present invention contains the fine fibrous cellulose.

本発明の不織布の厚みは特に制限されるものではないが、好ましくは10μm以上、さらに好ましくは50μm以上、特に好ましくは80μm以上であり、好ましくは10cm以下、さらに好ましくは1cm以下、より好ましくは1mm以下、特に好ましくは250μm以下である。不織布の厚みは、製造の安定性、強度の点から上記下限値以上で厚い方が好ましく、生産性、均一性、樹脂の含浸性の点から上記上限値以下で薄い方が好ましい。   The thickness of the nonwoven fabric of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more, more preferably 50 μm or more, particularly preferably 80 μm or more, preferably 10 cm or less, more preferably 1 cm or less, more preferably 1 mm. Hereinafter, it is particularly preferably 250 μm or less. The thickness of the nonwoven fabric is preferably thicker than the above lower limit from the viewpoint of production stability and strength, and is preferably thinner than the upper limit from the viewpoint of productivity, uniformity and resin impregnation.

本発明の不織布は空隙率が35体積%以上であることが好ましく、さらには35〜60体積%であることが好ましい。不織布の空隙率が小さいと、樹脂等のマトリックス材料を配合して複合材料を得る際に樹脂が含浸しにくく、未含浸部が残るため、その界面で散乱が生じてヘーズが高くなることがある。また、不織布の空隙率が高いと、樹脂を配合した複合材料において、セルロース繊維による充分な補強効果が得られず、線熱膨張率が大きくなる傾向にある。   The nonwoven fabric of the present invention preferably has a porosity of 35% by volume or more, and more preferably 35 to 60% by volume. If the nonwoven fabric has a low porosity, the resin is difficult to impregnate when a matrix material such as a resin is blended to obtain a composite material, and an unimpregnated portion remains, which may cause scattering at the interface and increase haze. . Moreover, when the porosity of a nonwoven fabric is high, in the composite material which mix | blended resin, the sufficient reinforcement effect by a cellulose fiber is not acquired, but it exists in the tendency for a linear thermal expansion coefficient to become large.

ここでいう空隙率とは、不織布中における空隙の体積率を示し、空隙率は、不織布の面積、厚み、質量から、下記式によって求めることができる。
空隙率(体積%)={(1−B/(M×A×t)}×100
ここで、Aは不織布の面積(cm)、t(cm)は厚み、Bは不織布の質量(g)、Mはセルロースの密度であり、本発明ではM=1.5g/cmと仮定する。不織布の膜厚は、膜厚計(PEACOK社製 PDN−20)を用いて、不織布の種々な位置について10点の測定を行い、その平均値を採用する。
The porosity here refers to the volume ratio of voids in the nonwoven fabric, and the porosity can be determined from the area, thickness, and mass of the nonwoven fabric according to the following formula.
Porosity (volume%) = {(1-B / (M × A × t)} × 100
Here, A is the area (cm 2 ) of the nonwoven fabric, t (cm) is the thickness, B is the mass (g) of the nonwoven fabric, M is the density of cellulose, and M = 1.5 g / cm 3 is assumed in the present invention. To do. The film thickness of the nonwoven fabric is measured at 10 points with respect to various positions of the nonwoven fabric using a film thickness meter (PDN-20 manufactured by PEACOK), and the average value is adopted.

また、複合材料中の不織布の空隙率を求める場合、分光分析や、複合材料の断面のSEM観察を画像解析することにより空隙率を求めることもできる。   Moreover, when calculating | requiring the porosity of the nonwoven fabric in a composite material, a porosity can also be calculated | required by carrying out image analysis of the spectral analysis and SEM observation of the cross section of a composite material.

本発明の不織布の通気度は、坪量に依存するため特に限定されないが、例えば坪量が50g/mのシートの場合には、100〜20000秒/100ccであることが好ましい。 The air permeability of the nonwoven fabric of the present invention is not particularly limited because it depends on the basis weight. For example, in the case of a sheet having a basis weight of 50 g / m 2 , it is preferably 100 to 20000 seconds / 100 cc.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。
例えば、アルカリ処理工程を省略し、酸基形成工程の後に解繊工程を行ってもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment.
For example, the alkali treatment process may be omitted, and the defibration process may be performed after the acid group formation process.

(実施例1)
セルロースを含む繊維原料として、カルボキシ基含有量0.05mmol/g、固形分濃度30質量%(水分70質量%)、絶乾質量換算で20gの広葉樹漂白クラフトパルプ(LBKP)を用意した。
上記LBKPを容器内に収容し、その容器にオゾン濃度200g/mのオゾン・酸素混合気体を2L導入し、25℃で2分間振とうした。このときのオゾン添加率はパルプ乾燥質量に対して2質量%であった。6時間静置した後、容器内のオゾンおよび空気を除去してオゾン酸化処理を終了した。
処理終了後、イオン交換水で懸濁洗浄し、洗浄水のpHが6以上になるまで洗浄を繰り返した。その後、ろ紙を用いて減圧ろ過し、固形分濃度20質量%の酸化処理パルプを得た。
次いで、リン酸二水素ナトリウム二水和物11.27g、リン酸水素二ナトリウム8.07gを22.60gの水に溶解させ、リン酸系化合物の水溶液(以下、「リン酸化試薬」という。)を得た。このリン酸化試薬のpHは25℃で6.0であった。
前記固形分濃度20質量%の酸化処理パルプ100gに前記リン酸化試薬41.94g(乾燥パルプ100質量部に対してリン元素量として20質量部)を加え、105℃の送風乾燥機(ヤマト科学株式会社 DKM400)で15分に一度混練しながら質量が恒量となるまで乾燥させた。ついで150℃の送風乾燥機で1時間加熱処理して、セルロースにリン酸基を導入した。
次いで、このリン酸基を導入したパルプにイオン交換水を添加して、固形分濃度2質量%のスラリーを調製した。そのスラリーに水酸化ナトリウムを、水酸化ナトリウム濃度が0.3質量%になるよう添加し、5分間攪拌した後、室温で30分静置した。次いで、イオン交換水で懸濁洗浄し、洗浄水のpHが8以下になるまで洗浄を繰り返して、アルカリ処理パルプを含むスラリーを得た。
次いで、そのスラリーにイオン交換水を加えて、セルロース繊維濃度0.5質量%のセルロース繊維水分散液を調製した。該セルロース繊維水分散液を解繊処理装置(エムテクニック社製、クレアミックス−2.2S)を用いて、21500回転/分の条件で30分間解繊処理した。その後、遠心分離機(コクサン社製「H−200NR」)を用い、約12000Gで10分間処理し、これにより分離した上澄み液を、微細繊維状セルロースの水分散液として回収した。
Example 1
As a fiber raw material containing cellulose, a hardwood bleached kraft pulp (LBKP) having a carboxyl group content of 0.05 mmol / g, a solid content concentration of 30% by mass (water content of 70% by mass), and an absolute dry mass conversion was prepared.
The LBKP was placed in a container, and 2 L of an ozone / oxygen mixed gas having an ozone concentration of 200 g / m 3 was introduced into the container and shaken at 25 ° C. for 2 minutes. The ozone addition rate at this time was 2 mass% with respect to the pulp dry mass. After standing for 6 hours, ozone and air in the container were removed, and the ozone oxidation treatment was completed.
After the treatment, the suspension was washed with ion-exchanged water, and the washing was repeated until the pH of the washing water reached 6 or higher. Then, it filtered under reduced pressure using the filter paper, and obtained the oxidation process pulp with a solid content concentration of 20 mass%.
Next, 11.27 g of sodium dihydrogen phosphate dihydrate and 8.07 g of disodium hydrogen phosphate are dissolved in 22.60 g of water, and an aqueous solution of a phosphate compound (hereinafter referred to as “phosphorylation reagent”). Got. The pH of this phosphorylating reagent was 6.0 at 25 ° C.
41.94 g of the phosphorylating reagent (20 parts by mass as the amount of phosphorus element with respect to 100 parts by mass of dry pulp) is added to 100 g of the oxidized pulp having a solid content of 20% by mass, and an air dryer at 105 ° C. It was dried until the mass became constant while being kneaded once every 15 minutes with a company DKM400). Subsequently, it heat-processed with the 150 degreeC ventilation drying machine for 1 hour, and introduce | transduced the phosphate group into the cellulose.
Subsequently, ion-exchange water was added to the pulp into which the phosphate group was introduced to prepare a slurry having a solid content concentration of 2% by mass. Sodium hydroxide was added to the slurry so that the sodium hydroxide concentration was 0.3% by mass, and the mixture was stirred for 5 minutes and then allowed to stand at room temperature for 30 minutes. Subsequently, the suspension was washed with ion-exchanged water, and washing was repeated until the pH of the washing water became 8 or less to obtain a slurry containing alkali-treated pulp.
Next, ion-exchanged water was added to the slurry to prepare a cellulose fiber aqueous dispersion having a cellulose fiber concentration of 0.5% by mass. The cellulose fiber aqueous dispersion was defibrated for 30 minutes using a defibrating apparatus (Cleamix-2.2S, manufactured by M Technique Co., Ltd.) at 21500 rpm. Thereafter, using a centrifuge (“H-200NR” manufactured by Kokusan Co., Ltd.), the mixture was treated at about 12000 G for 10 minutes, and the supernatant thus separated was recovered as an aqueous dispersion of fine fibrous cellulose.

(実施例2)
オゾン・酸素混合気体の導入量を5L(オゾン添加率5質量%)とした以外は実施例1と同様にして、微細繊維状セルロースの水分散液を得た。
(Example 2)
An aqueous dispersion of fine fibrous cellulose was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the ozone / oxygen mixed gas introduced was 5 L (ozone addition rate 5 mass%).

(実施例3)
オゾン・酸素混合気体の導入量を10L(オゾン添加率10質量%)とした以外は実施例1と同様にして、微細繊維状セルロースの水分散液を得た。
(Example 3)
An aqueous dispersion of fine fibrous cellulose was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of ozone / oxygen mixed gas introduced was 10 L (ozone addition rate 10 mass%).

(実施例4)
オゾン・酸素混合気体の導入量を20L(オゾン添加率20質量%)とした以外は実施例1と同様にして、微細繊維状セルロースの水分散液を得た。
Example 4
An aqueous dispersion of fine fibrous cellulose was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of ozone / oxygen mixed gas introduced was 20 L (ozone addition rate 20 mass%).

(実施例5)
オゾン・酸素混合気体の導入量を30L(オゾン添加率30質量%)とした以外は実施例1と同様にして、微細繊維状セルロースの水分散液を得た。
(Example 5)
An aqueous dispersion of fine fibrous cellulose was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of ozone / oxygen mixed gas introduced was 30 L (ozone addition rate: 30 mass%).

(実施例6)
実施例5と同様のLBKPを容器内に収容し、その容器にオゾン濃度200g/mのオゾン・酸素混合気体を30L導入し、25℃で2分間振とうした。このときのオゾン添加率はパルプ乾燥質量に対して30質量%であった。6時間静置した後、容器内のオゾンおよび空気を除去してオゾン酸化処理を終了した。
処理終了後、イオン交換水で懸濁洗浄し、洗浄水のpHが6以上になるまで洗浄を繰り返した。その後、ろ紙を用いて減圧ろ過し、固形分濃度20質量%のオゾン酸化処理パルプを得た。
次いで、前記固形分濃度20質量%の酸化処理パルプ100gに2質量%の亜硫酸水素ナトリウム400g(セルロース繊維の絶乾質量に対して、亜硫酸水素ナトリウムとして40質量%相当)を添加した。70℃で3時間反応させ、セルロースにスルホン酸基を導入した。処理終了後、イオン交換水で懸濁洗浄し、洗浄水のpHが6以上になるまで洗浄を繰り返した。
上記酸化処理パルプ(絶乾質量換算で20g)に、実施例1と同様に、水酸化ナトリウムによってアルカリ処理と解繊処理・遠心分離処理を施して、微細繊維状セルロースの水分散液を得た。
(Example 6)
The same LBKP as in Example 5 was placed in a container, and 30 L of an ozone / oxygen mixed gas having an ozone concentration of 200 g / m 3 was introduced into the container and shaken at 25 ° C. for 2 minutes. The ozone addition rate at this time was 30 mass% with respect to the pulp dry mass. After standing for 6 hours, ozone and air in the container were removed, and the ozone oxidation treatment was completed.
After the treatment, the suspension was washed with ion-exchanged water, and the washing was repeated until the pH of the washing water reached 6 or higher. Then, it filtered under reduced pressure using the filter paper, and obtained the ozone oxidation process pulp with a solid content concentration of 20 mass%.
Next, 400 g of 2 mass% sodium bisulfite (corresponding to 40 mass% as sodium bisulfite with respect to the absolute dry mass of the cellulose fiber) was added to 100 g of the oxidized pulp having a solid content of 20 mass%. The mixture was reacted at 70 ° C. for 3 hours to introduce sulfonic acid groups into the cellulose. After the treatment, the suspension was washed with ion-exchanged water, and the washing was repeated until the pH of the washing water reached 6 or higher.
In the same manner as in Example 1, the above oxidized pulp (20 g in terms of absolute dry mass) was subjected to alkali treatment, fibrillation treatment, and centrifugal separation treatment with sodium hydroxide to obtain an aqueous dispersion of fine fibrous cellulose. .

(比較例1)
オゾン・酸素混合気体の導入量を30L(オゾン添加率30質量%)とし、また、リン酸基の形成を省略した以外は実施例1と同様にして、微細繊維状セルロースの水分散液を得た。
(Comparative Example 1)
An aqueous dispersion of fine fibrous cellulose was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of ozone / oxygen mixed gas introduced was 30 L (ozone addition rate: 30 mass%), and the formation of phosphate groups was omitted. It was.

(比較例2)
LBKPにオゾン酸化処理を施さずに、リン酸基を形成した以外は実施例1と同様にして、微細繊維状セルロースの水分散液を得た。
(Comparative Example 2)
An aqueous dispersion of fine fibrous cellulose was obtained in the same manner as in Example 1 except that phosphoric acid groups were formed without subjecting LBKP to ozone oxidation.

(比較例3)
LBKPにオゾン酸化処理を施さずに、スルホン酸基を形成した以外は実施例1と同様にして、微細繊維状セルロースの水分散液を得た。
(Comparative Example 3)
An aqueous dispersion of fine fibrous cellulose was obtained in the same manner as in Example 1 except that sulfonic acid groups were formed without subjecting LBKP to ozone oxidation treatment.

(比較例4)
オゾン・酸素混合気体の導入量を60L(オゾン添加率60質量%)とし、また、リン酸基の形成を省略した以外は実施例1と同様にして、微細繊維状セルロースの水分散液を得た。
(Comparative Example 4)
An aqueous dispersion of fine fibrous cellulose was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of ozone / oxygen mixed gas introduced was 60 L (ozone addition rate 60 mass%) and the formation of phosphate groups was omitted. It was.

Figure 2013253200
Figure 2013253200

各実施例及び各比較例においては、微細繊維状セルロースを含む水分散液を用いて、解繊収率を測定した。すなわち、微細繊維状セルロースを含む水分散液の遠心分離回収率を下記式より求め、その遠心分離回収率を解繊収率とした。解繊収率の結果を表1に示す。   In each Example and each Comparative Example, the defibration yield was measured using an aqueous dispersion containing fine fibrous cellulose. That is, the centrifugal recovery rate of the aqueous dispersion containing fine fibrous cellulose was determined from the following formula, and the centrifugal recovery rate was defined as the fibrillation yield. The results of the defibration yield are shown in Table 1.

Figure 2013253200
Figure 2013253200

また、各実施例及び各比較例において、酸化処理が終了した後の酸化パルプについて、上記段落[0011]に記載の方法でカルボキシ基の含有量を測定した。カルボキシ基の含有量の結果を表1に示す。
また、得られた微細繊維状セルロースのリン酸基またはスルホン酸基の含有量を、上記段落[0013]または段落[0056]に記載の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
また、得られた微細繊維状セルロースの重合度を測定した。重合度の測定では、まず、微細繊維状セルロース(濃度約0.5質量%)を500メッシュのポリエステルメッシュ上で減圧してウェットシートを作製し、105℃条件にて乾燥して、ドライシートを得た。次いで、得られたドライシートを0.5Mの銅エチレンジアミン溶液に溶解させ、粘度法によって重合度を求めた。重合度の測定結果を表1に示す。
Moreover, in each Example and each comparative example, about the oxidized pulp after completion | finish of an oxidation process, content of the carboxy group was measured by the method as described in the said paragraph [0011]. Table 1 shows the results of the content of carboxy groups.
Further, the phosphoric acid group or sulfonic acid group content of the obtained fine fibrous cellulose was measured by the method described in Paragraph [0013] or Paragraph [0056]. The measurement results are shown in Table 1.
Moreover, the polymerization degree of the obtained fine fibrous cellulose was measured. In the measurement of the degree of polymerization, first, a fine fibrous cellulose (concentration of about 0.5% by mass) was reduced in pressure on a 500 mesh polyester mesh to prepare a wet sheet, dried at 105 ° C., and a dry sheet was obtained. Obtained. Next, the obtained dry sheet was dissolved in a 0.5 M copper ethylenediamine solution, and the degree of polymerization was determined by a viscosity method. Table 1 shows the measurement results of the degree of polymerization.

また、各微細繊維状セルロースを含む水分散液の粘度、分散安定性を測定した。
粘度は、微細繊維状セルロースを0.5質量%含む分散液を測定試料とし、B型粘度計(BROOKFIELD社製)を用いて、25℃で測定した。
分散安定性は、まず、得られた微細繊維状セルロースの水分散液そのものにおいて、ゲルを形成し、流動性を失ったものを、分散性不安定状態(表では「×」と表記する。)と判定し、ゲルを形成せず、流動性を維持したものを、分散安定状態(表では「○」と表記する。)と判断した。なお、微細繊維状セルロースの水分散液はアルカリ性にあるため、この分散安定性の評価はアルカリ性側での評価となる。
次に、1Nの塩酸を微細繊維状セルロースの分散液(濃度0.2質量%)に滴下した際のゲル化の程度で評価した。具体的には、まず、上記の微細繊維状セルロースを含む分散液100mlを、回転数200rpmに設定したマグネティックスターラーで攪拌した。この攪拌した分散液に、1N塩酸溶液をゆっくり滴下し、pHが3になるよう調整した。その際、ゲルを形成し、流動性を失ったものを、分散性不安定状態(表では「×」と表記する。)と判定し、ゲルを形成せず、流動性を維持したものを、分散安定状態(表では「○」と表記する。)と判断した。この分散安定性の評価は酸性側での評価となる。
Moreover, the viscosity and dispersion stability of the aqueous dispersion containing each fine fibrous cellulose were measured.
The viscosity was measured at 25 ° C. using a B-type viscometer (manufactured by BROOKFIELD) using a dispersion containing 0.5% by mass of fine fibrous cellulose as a measurement sample.
In the dispersion stability, first, in the obtained aqueous dispersion of fine fibrous cellulose itself, a gel is formed and the fluidity is lost, and the dispersion is unstable (denoted as “x” in the table). The gel was not formed and the fluidity was maintained, and the dispersion was stable (denoted as “◯” in the table). Since the aqueous dispersion of fine fibrous cellulose is alkaline, this dispersion stability is evaluated on the alkaline side.
Next, the degree of gelation when 1N hydrochloric acid was dropped into a fine fibrous cellulose dispersion (concentration 0.2% by mass) was evaluated. Specifically, first, 100 ml of the dispersion containing the fine fibrous cellulose was stirred with a magnetic stirrer set at a rotation speed of 200 rpm. A 1N hydrochloric acid solution was slowly added dropwise to the stirred dispersion to adjust the pH to 3. At that time, the gel formed and lost the fluidity was determined as a dispersible unstable state (denoted as “x” in the table), and the gel was not formed and the fluidity was maintained. It was judged as a dispersion stable state (indicated as “◯” in the table). This dispersion stability is evaluated on the acidic side.

(−COO)と(−O−PO 2−)または(−SO )とを形成した実施例1〜6では、解繊収率が高かった。すなわち、高い収率で微細繊維状セルロースを得ることができた。また、重合度がある程度小さくなっており、粘度が小さかった。また、水分散液において酸性側での分散安定性、アルカリ性側での分散安定性が共に高かった。
オゾン酸化処理を施したが、リン酸基またはスルホン酸基の形成を省略した比較例1,4では、水分散液において酸性側での分散安定性が不充分であった。
オゾン酸化処理を施さなかった比較例2,3は、重合度が大きく、粘度が高かった。
In Examples 1 to 6 in which (—COO ) and (—O—PO 3 2− ) or (—SO 3 ) were formed, the defibration yield was high. That is, a fine fibrous cellulose could be obtained with a high yield. Further, the degree of polymerization was small to some extent, and the viscosity was small. Moreover, the dispersion stability on the acidic side and the dispersion stability on the alkaline side were both high in the aqueous dispersion.
In Comparative Examples 1 and 4 where the ozone oxidation treatment was performed but the formation of phosphoric acid groups or sulfonic acid groups was omitted, the dispersion stability on the acidic side in the aqueous dispersion was insufficient.
Comparative Examples 2 and 3 which were not subjected to ozone oxidation treatment had a high degree of polymerization and a high viscosity.

Claims (11)

下記式(1)で表される官能基と下記式(2)で表される官能基とを有することを特徴とする微細繊維状セルロース。
(1)(−COO・Xp+
(2)(−O−PO 2−)・Yq+ 3−q
(ここで、pは1〜3の自然数である。Xp+は、p=1のとき、アルカリ金属の陽イオン、アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。また、p=2または3のとき、アルカリ土類金属イオンまたは多価金属イオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。qは1または2である。Yq+ 3−qは、q=1のとき、アルカリ金属の陽イオン、アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。また、q=2のとき、アルカリ土類金属の陽イオンまたは多価金属の陽イオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。)
A fine fibrous cellulose having a functional group represented by the following formula (1) and a functional group represented by the following formula (2).
(1) (—COO ) p · X p +
(2) (—O—PO 3 2− ) · Y q + 3−q
(Where p is a natural number of 1 to 3. X p + is at least 1 selected from the group consisting of an alkali metal cation, ammonium ion, aliphatic ammonium ion, and aromatic ammonium ion when p = 1. In addition, when p = 2 or 3, it is at least one selected from the group consisting of alkaline earth metal ions or polyvalent metal ions, q is 1 or 2. Y q + 3-q is , Q = 1, at least one selected from the group consisting of alkali metal cations, ammonium ions, aliphatic ammonium ions, and aromatic ammonium ions, and when q = 2, It is at least one selected from the group consisting of cations or cations of polyvalent metals.)
下記式(1)で表される官能基と下記式(3)で表される官能基とを有することを特徴とする微細繊維状セルロース。
(1)(−COO・Xp+
(3)(−SO ・Zr+
(ここで、p,rは各々独立して1〜3の自然数である。Xp+,Zr+は、p=1,r=1のとき、アルカリ金属の陽イオン、アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。また、p=2または3,r=2または3のとき、アルカリ土類金属の陽イオンまたは多価金属の陽イオンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。)
A fine fibrous cellulose having a functional group represented by the following formula (1) and a functional group represented by the following formula (3).
(1) (—COO ) p · X p +
(3) (—SO 3 ) r · Z r +
(Where p and r are each independently a natural number of 1 to 3. X p + and Z r + are alkali metal cations, ammonium ions, and aliphatic ammonium ions when p = 1 and r = 1. And at least one selected from the group consisting of aromatic ammonium ions, and when p = 2 or 3, r = 2 or 3, a group consisting of an alkaline earth metal cation or a polyvalent metal cation. At least one selected from
重合度が50〜500の範囲である、請求項1または2に記載の微細繊維状セルロース。   The fine fibrous cellulose according to claim 1 or 2, wherein the degree of polymerization is in the range of 50 to 500. 平均繊維幅が200nm以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の微細繊維状セルロース。   The fine fibrous cellulose according to any one of claims 1 to 3, wherein the average fiber width is 200 nm or less. セルロースを含む繊維原料を酸化処理してカルボキシ基を形成する酸化工程と、該酸化工程の後に、前記繊維原料を、リン原子を含むオキソ酸またはその塩で処理することによってリン酸基を形成して酸基形成セルロースを得る酸基形成工程とを有することを特徴とする微細繊維状セルロースの製造方法。   An oxidation step of oxidizing a fiber raw material containing cellulose to form a carboxy group, and after the oxidation step, forming the phosphate group by treating the fiber raw material with an oxo acid containing a phosphorus atom or a salt thereof. And an acid group forming step of obtaining acid group-forming cellulose. セルロースを含む繊維原料を酸化処理してカルボキシ基を形成する酸化工程と、該酸化工程の後に、前記繊維原料を、硫黄原子を含むオキソ酸またはその塩で処理することによってスルホン酸基を形成して酸基含有セルロースを得る酸基形成工程とを有することを特徴とする微細繊維状セルロースの製造方法。   An oxidation step of oxidizing a fiber raw material containing cellulose to form a carboxy group, and after the oxidation step, forming the sulfonic acid group by treating the fiber raw material with an oxo acid containing a sulfur atom or a salt thereof. And an acid group forming step for obtaining acid group-containing cellulose. 前記酸化工程では、繊維原料に少なくともオゾン処理を施してカルボキシ基を形成する、請求項5または6に記載の微細繊維状セルロースの製造方法。   The method for producing fine fibrous cellulose according to claim 5 or 6, wherein in the oxidation step, at least ozone treatment is applied to the fiber raw material to form a carboxy group. 酸基形成工程後に、酸基含有セルロースをアルカリ処理してセルロース塩を得るアルカリ処理工程と、前記セルロース塩を解繊処理する解繊工程を有する、請求項5〜7のいずれか一項に記載の微細繊維状セルロースの製造方法。   The acid treatment is performed according to any one of claims 5 to 7, which comprises an alkali treatment step for obtaining a cellulose salt by subjecting the acid group-containing cellulose to an alkali treatment and a defibration step for defibrating the cellulose salt after the acid group formation step. Of producing fine fibrous cellulose. 酸基形成工程後に、酸基含有セルロースを解繊処理する解繊工程を有する、請求項5〜7のいずれか一項に記載の微細繊維状セルロースの製造方法。   The manufacturing method of the fine fibrous cellulose as described in any one of Claims 5-7 which has the fibrillation process which fibrillates an acid group containing cellulose after an acid group formation process. 請求項1または2に記載のセルロース繊維が分散媒中に分散されていることを特徴とする微細繊維状セルロース分散液。   A fine fibrous cellulose dispersion, wherein the cellulose fibers according to claim 1 or 2 are dispersed in a dispersion medium. 請求項1または2に記載の微細繊維状セルロースを含有することを特徴とする不織布。   A nonwoven fabric comprising the fine fibrous cellulose according to claim 1 or 2.
JP2012130886A 2012-05-24 2012-06-08 Fine fibrous cellulose and production method thereof, fine fibrous cellulose dispersion, non-woven fabric Active JP5857885B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012130886A JP5857885B2 (en) 2012-06-08 2012-06-08 Fine fibrous cellulose and production method thereof, fine fibrous cellulose dispersion, non-woven fabric
PCT/JP2013/064007 WO2013176102A1 (en) 2012-05-24 2013-05-21 Fine fibrous cellulose, method for producing same, fine fibrous cellulose dispersion, and non-woven fabric

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012130886A JP5857885B2 (en) 2012-06-08 2012-06-08 Fine fibrous cellulose and production method thereof, fine fibrous cellulose dispersion, non-woven fabric

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013253200A true JP2013253200A (en) 2013-12-19
JP5857885B2 JP5857885B2 (en) 2016-02-10

Family

ID=49951002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012130886A Active JP5857885B2 (en) 2012-05-24 2012-06-08 Fine fibrous cellulose and production method thereof, fine fibrous cellulose dispersion, non-woven fabric

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5857885B2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014034673A (en) * 2012-08-10 2014-02-24 Oji Holdings Corp Fine fibrous cellulose
JP2016199770A (en) * 2016-09-07 2016-12-01 王子ホールディングス株式会社 Fine fibrous cellulose
JP2017014509A (en) * 2015-07-03 2017-01-19 株式会社Nbcメッシュテック Bactericidal/antivirus cellulose nanofiber
JP2017193814A (en) * 2016-04-13 2017-10-26 関東電化工業株式会社 Dispersion liquid of cellulose nanofibers and method for producing the same
KR20180051634A (en) 2015-09-30 2018-05-16 오지 홀딩스 가부시키가이샤 Sheet and laminate
CN109563177A (en) * 2016-08-09 2019-04-02 花王株式会社 Fine cellulose fiber complex
WO2020059525A1 (en) * 2018-09-21 2020-03-26 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Nanocellulose and method for producing same
WO2020196175A1 (en) * 2019-03-22 2020-10-01 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Nanocellulose dispersion liquid and method for producing same
JP6816837B1 (en) * 2019-11-29 2021-01-20 王子ホールディングス株式会社 Dispersion
WO2021117662A1 (en) * 2019-12-09 2021-06-17 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Cellulose nanocrystal dispersion liquid and cellulose nanocrystal-containing coating liquid

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6103790A (en) * 1994-03-01 2000-08-15 Elf Atochem S.A. Cellulose microfibril-reinforced polymers and their applications
JP2007197563A (en) * 2006-01-26 2007-08-09 Daicel Chem Ind Ltd Cellulose ester and method of preparing the same
JP2009155772A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Mitsubishi Chemicals Corp Method for manufacturing finely divided cellulose fiber
JP2009203559A (en) * 2008-02-26 2009-09-10 Daicel Chem Ind Ltd Fiber assembly of microfiber-shaped cellulose and method for producing the same
JP2010254726A (en) * 2009-04-21 2010-11-11 Oji Paper Co Ltd Method for producing fine fibrous cellulose
JP2011184825A (en) * 2010-03-09 2011-09-22 Toppan Printing Co Ltd Method for producing cellulose nanofiber, cellulose nanofiber and cellulose nanofiber dispersion
JP2012051991A (en) * 2010-08-31 2012-03-15 Nagoya Univ Cellulose nanofiber dispersion and method for manufacturing the same
WO2012043103A1 (en) * 2010-09-28 2012-04-05 日本製紙株式会社 Cellulose nanofiber

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6103790A (en) * 1994-03-01 2000-08-15 Elf Atochem S.A. Cellulose microfibril-reinforced polymers and their applications
JP2007197563A (en) * 2006-01-26 2007-08-09 Daicel Chem Ind Ltd Cellulose ester and method of preparing the same
JP2009155772A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Mitsubishi Chemicals Corp Method for manufacturing finely divided cellulose fiber
JP2009203559A (en) * 2008-02-26 2009-09-10 Daicel Chem Ind Ltd Fiber assembly of microfiber-shaped cellulose and method for producing the same
JP2010254726A (en) * 2009-04-21 2010-11-11 Oji Paper Co Ltd Method for producing fine fibrous cellulose
JP2011184825A (en) * 2010-03-09 2011-09-22 Toppan Printing Co Ltd Method for producing cellulose nanofiber, cellulose nanofiber and cellulose nanofiber dispersion
JP2012051991A (en) * 2010-08-31 2012-03-15 Nagoya Univ Cellulose nanofiber dispersion and method for manufacturing the same
WO2012043103A1 (en) * 2010-09-28 2012-04-05 日本製紙株式会社 Cellulose nanofiber

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014034673A (en) * 2012-08-10 2014-02-24 Oji Holdings Corp Fine fibrous cellulose
JP2017014509A (en) * 2015-07-03 2017-01-19 株式会社Nbcメッシュテック Bactericidal/antivirus cellulose nanofiber
KR20180051634A (en) 2015-09-30 2018-05-16 오지 홀딩스 가부시키가이샤 Sheet and laminate
JP2017193814A (en) * 2016-04-13 2017-10-26 関東電化工業株式会社 Dispersion liquid of cellulose nanofibers and method for producing the same
CN109563177A (en) * 2016-08-09 2019-04-02 花王株式会社 Fine cellulose fiber complex
JP2016199770A (en) * 2016-09-07 2016-12-01 王子ホールディングス株式会社 Fine fibrous cellulose
JPWO2020059525A1 (en) * 2018-09-21 2021-09-09 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Nanocellulose and its manufacturing method
CN112739722A (en) * 2018-09-21 2021-04-30 东洋制罐集团控股株式会社 Nano cellulose and production method thereof
WO2020059525A1 (en) * 2018-09-21 2020-03-26 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Nanocellulose and method for producing same
CN112739722B (en) * 2018-09-21 2023-08-08 东洋制罐集团控股株式会社 Nanocellulose and production method thereof
JP7415934B2 (en) 2018-09-21 2024-01-17 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Nanocellulose and its manufacturing method
US11905340B2 (en) 2018-09-21 2024-02-20 Toyo Seikan Group Holdings, Ltd. Nanocellulose and method for producing the same
WO2020196175A1 (en) * 2019-03-22 2020-10-01 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Nanocellulose dispersion liquid and method for producing same
JP7480776B2 (en) 2019-03-22 2024-05-10 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Nanocellulose dispersion and method for producing same
JP6816837B1 (en) * 2019-11-29 2021-01-20 王子ホールディングス株式会社 Dispersion
JP2021091847A (en) * 2019-11-29 2021-06-17 王子ホールディングス株式会社 Dispersion liquid
WO2021117662A1 (en) * 2019-12-09 2021-06-17 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Cellulose nanocrystal dispersion liquid and cellulose nanocrystal-containing coating liquid

Also Published As

Publication number Publication date
JP5857885B2 (en) 2016-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5857885B2 (en) Fine fibrous cellulose and production method thereof, fine fibrous cellulose dispersion, non-woven fabric
JP5857881B2 (en) Fine fibrous cellulose and method for producing the same, non-woven fabric
JP7196051B2 (en) Phosphate-esterified fine cellulose fiber and method for producing the same
WO2013176102A1 (en) Fine fibrous cellulose, method for producing same, fine fibrous cellulose dispersion, and non-woven fabric
JP6613771B2 (en) Fine fibrous cellulose content
Raj et al. Gel point as a measure of cellulose nanofibre quality and feedstock development with mechanical energy
JP6254335B2 (en) Cellulose xanthate nanofiber
JP6561607B2 (en) Method for producing fine fibrous cellulose concentrate and composition containing fine fibrous cellulose
JP5988843B2 (en) Composite material
JP6601088B2 (en) Fine fibrous cellulose content
JP6418212B2 (en) Fine fibrous cellulose content
JPWO2020059860A1 (en) Manufacturing method of fine cellulose fiber and paper containing it
JPWO2017057710A1 (en) Cellulose nanofiber dispersion and method for producing the same
JP7266235B2 (en) Composition containing cellulose nanofiber and halloysite nanotube, film and composite containing the same
JP6699374B2 (en) Process for producing phosphorylated cellulose fiber and cellulose-containing material
JP2015021210A (en) Method for manufacturing porous sheet
JP6015406B2 (en) Method for producing fine cellulose fiber
JP2016216749A (en) Cationized pulp and manufacturing method therefor
JP6916676B2 (en) Derivative functional group desorbed cellulose fine fiber-containing sheet
JP2018197353A (en) Method for producing cationized pulp
WO2019124251A1 (en) Chemically modified cellulose and cellulose nanofiber, and method for producing same
JP6977798B2 (en) Method for Producing Phosphorylated Cellulose Fiber and Cellulose Containing Material
WO2020050348A1 (en) Fibrous cellulose-containing material, fluffed cellulose and composition
JP2022042509A (en) Sheet
JP2023141460A (en) Gypsum hardened body

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140805

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150317

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150515

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151117

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151130

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5857885

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250