JP2017066556A - Sheet and laminate - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fine fiber-containing sheet and a laminate which have high transparency, suppress the occurrence of wrinkles and cracks when forming into a sheet and have excellent strength.SOLUTION: There are provided: a sheet which contains a fine fiber having an ionic substituent and an organic ion which is a counter ion of the ionic substituent, wherein the content of the organic ion is 0.40 mmol/g or less; and a laminate which comprises the sheet and at least one of an inorganic layer and an organic layer formed on at least one side of the sheet.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、微細繊維を含むシートおよび積層体に関する。   The present invention relates to a sheet and a laminate including fine fibers.

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。   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.

また、セルロース繊維としては、繊維径が1μm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を含有するシートや複合体は、繊維同士の接点が著しく増加することから、引張強度が大きく向上する。また、繊維幅が可視光の波長より短くなることで、透明度が大きく向上する。微細繊維の製造方法としては、繊維原料を微細化(解繊)しやくするため、静電的または立体的な官能性を持つ置換基を繊維原料に導入する方法が知られている(例えば、特許文献1〜4)。   As the cellulose fiber, fine fibrous cellulose having a fiber diameter of 1 μm or less is also known. Sheets and composites containing fine fibrous cellulose significantly increase the tensile strength because the contact points between fibers are remarkably increased. Moreover, transparency is greatly improved because the fiber width is shorter than the wavelength of visible light. As a method for producing fine fibers, there is known a method for introducing a substituent having electrostatic or steric functionality into a fiber raw material in order to easily refine the fiber raw material (defibration) (for example, Patent Documents 1 to 4).

官能性を持つ置換基が導入された微細繊維に関しては、種々の観点から検討がなされている。例えば特許文献5では、カルボン酸基を有するセルロースナノファイバーを複合化するために複合化対象材料と同一の有機溶媒に投入すると凝集―沈殿してしまうことに鑑み、広範な有機溶剤に可溶なセルロースナノファイバーを提供するとの観点から検討されている。ここでは具体的には、カルボン酸塩型の基を、有機基を有するアミンのカルボン酸アミン塩型に置換した後、有機溶媒に分散させることが試みられている。また特許文献6では、均一に有機溶剤や樹脂に分散可能であり、かつシート化された際の耐水性や強度を保つために金属イオンを含まない微細セルロース繊維を含む分散液を提供するとの観点から、微細セルロース繊維とアンモニアまたは有機アルカリとを含むことを特徴とする微細セルロース繊維分散液が提案されている。さらに特許文献7では、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し、かつ分散液の粘度を低くすることを課題として検討されている。ここでは、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種との塩型である2種の官能基を導入した微細繊維状セルロースが提案されている。   The fine fiber into which a functional substituent is introduced has been studied from various viewpoints. For example, in Patent Document 5, it is soluble in a wide range of organic solvents in view of the fact that the cellulose nanofibers having carboxylic acid groups are aggregated and precipitated when put into the same organic solvent as the material to be combined. Considered from the viewpoint of providing cellulose nanofibers. Specifically, an attempt has been made to disperse a carboxylate type group in an organic solvent after substituting the carboxylate type group of an amine having an organic group. Further, in Patent Document 6, it is possible to uniformly disperse in an organic solvent or resin, and to provide a dispersion containing fine cellulose fibers not containing metal ions in order to maintain water resistance and strength when formed into a sheet. Therefore, a fine cellulose fiber dispersion characterized by containing fine cellulose fibers and ammonia or organic alkali has been proposed. Furthermore, Patent Document 7 has been studied with the problem of being able to produce in a high yield, ensuring the stability of the slurry dispersion on the acidic side, and lowering the viscosity of the dispersion. Here, there has been proposed a fine fibrous cellulose into which two types of functional groups having a salt form with at least one selected from the group consisting of a cation, an ammonium ion, an aliphatic ammonium ion and an aromatic ammonium ion are introduced. .

特開2008−308802号公報JP 2008-308802 A 特開2010−254726号公報JP 2010-254726 A 特表2012−511596号公報Special table 2012-511596 gazette 国際公開WO2013/073652International Publication WO2013 / 073652 特開2012−21081号公報JP2012-21081A 国際公開WO2011/111612International Publication WO2011 / 111612 特開2013−253200号公報JP 2013-253200 A

本発明者らの検討によると、親水性の官能基が導入された微細繊維をシート化するために乾燥する際、水素結合の形成により微細繊維の凝集が起こり、実用的な乾燥条件ではシートのシワ・割れが発生し、シートの歩留まりが低くなる傾向があった。一方、導入された官能基に対し、水素結合を封鎖すべく対イオンを付与することを検討したが、歩留まりが良好となる一方でシートの機械的物性の低下が懸念された。微細繊維含有シートに関しては、シワ・割れを抑制しつつ、強度を向上させることが求められていたが、これらを両立する技術についてはこれまで十分な検討が行われていなかった。   According to the study by the present inventors, when drying to form a fine fiber into which a hydrophilic functional group has been introduced, the fine fiber aggregates due to the formation of hydrogen bonds. There was a tendency for wrinkles and cracks to occur and the yield of the sheet to decrease. On the other hand, a study was made to give a counter ion to the introduced functional group so as to block a hydrogen bond. However, there was a concern that the mechanical properties of the sheet were lowered while the yield was improved. With respect to the fine fiber-containing sheet, it has been required to improve the strength while suppressing wrinkles and cracks. However, sufficient studies have not been made so far regarding techniques for achieving both.

本発明者らは、シートのシワ・割れの抑制と強度の向上とを両立させることについて鋭意検討した。その結果、シートにおける対イオンの含有量を適切に調整することによって、意図した効果が得られることを新たに知見し、本発明を完成した。   The inventors diligently studied to achieve both suppression of wrinkling and cracking of the sheet and improvement of strength. As a result, the inventors have newly found that the intended effect can be obtained by appropriately adjusting the content of counter ions in the sheet, thereby completing the present invention.

本発明は、以下を提供する。
[1] イオン性置換基を有する微細繊維と、
前記イオン性置換基の対イオンである有機イオンと、
を含み、
前記有機イオンの含有量が0.40mmol/g以下であるシート。
[2] ヘーズが40%以下である、1に記載のシート。
[3] 密度が1.0g/cm3以上である、1または2に記載のシート。
[4] 前記有機イオンの炭素数が4以上である、1〜3のいずれか一項に記載のシート。
[5] 前記イオン性置換基の含有量が、前記微細繊維に対して0.5mmol/g以下である、1〜4いずれか一項に記載のシート。
[6] 温度23℃、相対湿度50%における引張弾性率が4.0GPa以上である、1〜5いずれか一項に記載のシート。
[7] 1〜6のいずれか一項に記載のシートと、
前記シートの少なくとも一方の側に積層された無機層および有機層の少なくとも一方と
を含む、積層体。
The present invention provides the following.
[1] a fine fiber having an ionic substituent;
An organic ion that is a counter ion of the ionic substituent;
Including
The sheet | seat whose content of the said organic ion is 0.40 mmol / g or less.
[2] The sheet according to 1, wherein the haze is 40% or less.
[3] The sheet according to 1 or 2, wherein the density is 1.0 g / cm 3 or more.
[4] The sheet according to any one of 1 to 3, wherein the organic ion has 4 or more carbon atoms.
[5] The sheet according to any one of 1 to 4, wherein the content of the ionic substituent is 0.5 mmol / g or less with respect to the fine fiber.
[6] The sheet according to any one of 1 to 5, wherein the tensile elastic modulus at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50% is 4.0 GPa or more.
[7] The sheet according to any one of 1 to 6,
A laminate comprising at least one of an inorganic layer and an organic layer laminated on at least one side of the sheet.

本発明により得られるイオン性置換基を有する微細繊維は、シート化の際のシワ・割れが抑制され、かつ得られるシートの機械的強度が優れている。   The fine fibers having an ionic substituent obtained by the present invention are suppressed in wrinkling and cracking during sheet formation, and the resulting sheet has excellent mechanical strength.

図1は伝導度滴定法による置換基含有量測定における、3つの領域を示したものである。FIG. 1 shows three regions in the substituent content measurement by the conductivity titration method.

セルロース等の繊維の質量に関する値は、特に記載した場合を除き、絶乾質量(固形分)に基づく。数値範囲「X〜Y」は、特に記載した場合を除き、両端の値XおよびYを含む。   Values relating to the mass of fibers such as cellulose are based on the absolute dry mass (solid content), unless otherwise specified. The numerical range “X to Y” includes the values X and Y at both ends unless otherwise specified.

本発明は、イオン性置換基を有する微細繊維と、前記イオン性置換基の対イオンである有機イオンとを含み、前記有機イオンの含有量が一定値以下であるシート、それを用いた積層体、およびそれらの製造方法を提供する。   The present invention relates to a sheet comprising fine fibers having an ionic substituent and an organic ion which is a counter ion of the ionic substituent, and the content of the organic ion is a predetermined value or less, and a laminate using the sheet , And methods for their manufacture.

1.微細繊維および有機イオンを含むシート
[イオン性置換基を有する微細繊維]
<微細繊維>
本発明のシートは、イオン性置換基を有する微細繊維を含有する。イオン性置換基を有する微細繊維は、繊維原料にイオン性置換基を導入し、微細化処理をすることにより得られる。本発明で微細繊維とは、例えば繊維幅が1000nm以下である繊維であり、特に天然繊維であることが好ましい。天然繊維は、豊富に入手可能であることから多糖類であることが好ましく、シート化した際に強度が期待できることからセルロース、キチンまたはキトサンであることがより好ましい。天然繊維の特に好ましい例として、セルロース繊維が挙げられる。以下では、本発明、その実施態様および実施例を、微細繊維状セルロースを用いた場合を例に説明することがあるが、当業者であれば、その説明を適宜他の種類の繊維を用いた場合にも当てはめて理解することができる。
1. Sheet containing fine fibers and organic ions [Fine fibers with ionic substituents]
<Fine fibers>
The sheet | seat of this invention contains the fine fiber which has an ionic substituent. The fine fiber having an ionic substituent can be obtained by introducing an ionic substituent into a fiber raw material and performing a fine treatment. In the present invention, the fine fiber is, for example, a fiber having a fiber width of 1000 nm or less, and is preferably a natural fiber. Natural fibers are preferably polysaccharides because they are available in abundance, and more preferably cellulose, chitin, or chitosan because strength can be expected when formed into a sheet. A cellulose fiber is mentioned as a particularly preferable example of the natural fiber. In the following, the present invention, its embodiments and examples may be described by taking the case of using fine fibrous cellulose as an example, but those skilled in the art will use other types of fibers as appropriate for the description. It can be understood by applying to cases.

本発明のシートに含まれる微細繊維の平均繊維幅は、1000nm以下である限り特に限定されないが、例えば1nm以上とすることができ、好ましくは2〜1000nm、より好ましくは2〜500nm、さらに好ましくは3〜100nmである。微細繊維の平均繊維幅が1000nm以下であれば、微細繊維としての特長(高透明、高弾性率、低線膨張係数、フレキシブル性)が発揮されやすくなる。一方、平均繊維幅が1nm以上であると、分子の水への溶解が抑えられるため、微細繊維としての物性(強度や剛性、寸法安定性)が十分に発現される。   The average fiber width of the fine fibers contained in the sheet of the present invention is not particularly limited as long as it is 1000 nm or less, but can be, for example, 1 nm or more, preferably 2 to 1000 nm, more preferably 2 to 500 nm, and still more preferably. 3-100 nm. When the average fiber width of the fine fibers is 1000 nm or less, the features (high transparency, high elastic modulus, low linear expansion coefficient, flexibility) as fine fibers are easily exhibited. On the other hand, when the average fiber width is 1 nm or more, the dissolution of molecules in water is suppressed, so that physical properties (strength, rigidity, dimensional stability) as a fine fiber are sufficiently expressed.

シートに比較的高い透明性が求められる用途においては、平均繊維幅が30nm以下であれば、可視光の波長の1/10に近づき、積層体とした場合には界面で可視光の屈折および散乱が生じにくく、透明性が高いものが得られる傾向がある。そのため、平均繊維幅は特に限定されないが、2〜30nmが好ましく、2〜20nmがより好ましい。このような微細繊維から得られる積層体は、一般的に緻密な構造体となるために強度が高く、可視光の散乱が少ないため透明性が高い。   In applications where the sheet is required to have relatively high transparency, if the average fiber width is 30 nm or less, it approaches 1/10 of the wavelength of visible light, and in the case of a laminate, refraction and scattering of visible light at the interface. There is a tendency that a product with high transparency is obtained. Therefore, the average fiber width is not particularly limited, but is preferably 2 to 30 nm, and more preferably 2 to 20 nm. A laminate obtained from such fine fibers generally has a high strength because it becomes a dense structure, and has high transparency because it scatters less visible light.

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倍あるいは50000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。
上記条件を満足する観察画像に対し、直線X、直線Yと交錯する繊維の幅を目視で読み取る。こうして少なくとも重なっていない表面部分の画像を3組以上観察し、各々の画像に対して、直線X、直線Yと交錯する繊維の幅を読み取る。このように少なくとも20本×2×3=120本の繊維幅を読み取る。平均繊維幅とはこのように読み取った繊維幅の平均値である。
The average fiber width is measured as follows. A fine fiber-containing slurry 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 with an electron microscope image is performed at a magnification of 1000 times, 5000 times, 10000 times, 20000 times, or 50000 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 perpendicular to the straight line is drawn in the same image, and 20 or more fibers intersect the straight line Y.
The width of the fiber that intersects with the straight line X and the straight line Y is visually read from the observation image that satisfies the above conditions. In this way, at least three sets of images of the surface portion that do not overlap each other are observed, and the width of the fiber intersecting with the straight lines X and Y is read for each image. Thus, at least 20 × 2 × 3 = 120 fiber widths are read. The average fiber width is an average value of the fiber widths read in this way.

微細繊維の繊維長は特に限定されないが、0.1μm以上が好ましい。繊維長が0.1μm以上であれば、後述のシートを製造した際、シートの引裂強度が十分である点で好ましい。繊維長は、TEMやSEM、AFMの画像解析より求めることができる。上記繊維長は、微細繊維の30質量%以上を占める繊維長である。   Although the fiber length of a fine fiber is not specifically limited, 0.1 micrometer or more is preferable. If the fiber length is 0.1 μm or more, it is preferable in that the tear strength of the sheet is sufficient when a sheet described later is manufactured. The fiber length can be obtained by image analysis of TEM, SEM, or AFM. The said fiber length is a fiber length which occupies 30 mass% or more of a fine fiber.

繊維の軸比(繊維長/繊維幅)は特に限定されないが、20〜10000の範囲であることが好ましい。軸比が20以上の場合、製造の際、微細繊維含有シートを形成しやすくなる点で好ましい。軸比が10000以下の場合、シート製造の際のスラリー粘度が低くなる点で好ましい。   The axial ratio of fibers (fiber length / fiber width) is not particularly limited, but is preferably in the range of 20 to 10,000. An axial ratio of 20 or more is preferable in that a fine fiber-containing sheet is easily formed during production. When the axial ratio is 10,000 or less, it is preferable in that the slurry viscosity at the time of sheet production becomes low.

<イオン性置換基>
本発明のシートに含まれる微細繊維は、イオン性置換基を有する。イオン性置換基は、微細繊維含有シートの製造において、繊維原料の微細化(解繊)を容易にする。イオン性置換基は、アニオン性であってもカチオン性であってもよい。
<Ionic substituent>
The fine fiber contained in the sheet of the present invention has an ionic substituent. The ionic substituent facilitates the refinement (defibration) of the fiber raw material in the production of the fine fiber-containing sheet. The ionic substituent may be anionic or cationic.

アニオン性置換基の例として、リン酸基またはリン酸基に由来する置換基(以下、リン酸基およびリン酸基に由来する置換基を、リン酸由来の基ともいう。)、カルボキシ基またはカルボキシ基に由来する置換基(以下、カルボキシ基およびカルボキシ基に由来する置換基を、カルボン酸由来の基ともいう。)、硫酸基または硫酸基に由来する置換基(以下、硫酸基および硫酸基に由来する置換基を、硫酸由来の基ともいう。)、スルホン酸基またはスルホン酸基に由来する置換基(以下、スルホン酸基およびスルホン酸基に由来する置換基を、スルホン酸由来の基ともいう。)が挙げられる。リン酸基はリン酸からヒドロキシル基を取り除いたものにあたる、2価の官能基である。具体的には−PO32で表される基である。リン酸基に由来する置換基には、リン酸基が縮重合した基、リン酸基の塩、リン酸エステル基などの置換基が含まれる。また、リン酸基またはリン酸基に由来する置換基は、下記式(1)で表されるものであってもよい。 Examples of the anionic substituent include a phosphate group or a substituent derived from a phosphate group (hereinafter, a phosphate group and a substituent derived from a phosphate group are also referred to as a phosphate-derived group), a carboxy group, or Substituents derived from carboxy groups (hereinafter, carboxy groups and substituents derived from carboxy groups are also referred to as carboxylic acid-derived groups), sulfate groups or substituent groups derived from sulfate groups (hereinafter referred to as sulfate groups and sulfate groups). The substituent derived from the above is also referred to as a group derived from sulfuric acid), a sulfonic acid group or a substituent derived from a sulfonic acid group (hereinafter, the substituent derived from a sulfonic acid group and a sulfonic acid group is referred to as a group derived from a sulfonic acid Also called). The phosphoric acid group is a divalent functional group equivalent to the phosphoric acid obtained by removing the hydroxyl group. Specifically, it is a group represented by —PO 3 H 2 . The substituent derived from the phosphate group includes a substituent such as a group obtained by polycondensation of a phosphate group, a salt of a phosphate group, and a phosphate ester group. Moreover, the substituent derived from a phosphoric acid group or a phosphoric acid group may be represented by the following formula (1).

Figure 2017066556
Figure 2017066556

式(1)中、a、b、mおよびnはそれぞれ独立に整数を表す(ただし、a=b×mである);αn(n=1〜nの整数)およびα’はそれぞれ独立にRまたはORを表す。Rは、水素原子、飽和−直鎖状炭化水素基、飽和−分岐鎖状炭化水素基、飽和−環状炭化水素基、不飽和−直鎖状炭化水素基、不飽和−分岐鎖状炭化水素基、芳香族基、またはこれらの誘導基である;βは有機物または無機物からなる1価以上の陽イオンである。 In formula (1), a, b, m and n each independently represent an integer (where a = b × m); α n (n = 1 to n) and α ′ are each independently R or OR is represented. R represents a hydrogen atom, a saturated-linear hydrocarbon group, a saturated-branched hydrocarbon group, a saturated-cyclic hydrocarbon group, an unsaturated-linear hydrocarbon group, an unsaturated-branched hydrocarbon group. , An aromatic group, or a derivative group thereof; β is a monovalent or higher cation composed of an organic substance or an inorganic substance.

アニオン性置換基は、取扱いの容易さ、製造の際の繊維との反応性から、リン酸由来の基、カルボン酸由来の基および硫酸由来の基からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。これらの基は、繊維とエステルまたはエーテルを形成していることがより好ましいが、特に限定されない。   The anionic substituent is at least one selected from the group consisting of a group derived from phosphoric acid, a group derived from carboxylic acid, and a group derived from sulfuric acid, from the viewpoint of ease of handling and reactivity with fibers during production. It is preferable. These groups preferably form an ester or ether with the fiber, but are not particularly limited.

カチオン性置換基の例として、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩などのオニウム塩由来の基が挙げられる。具体的には一級アンモニウム塩、二級アンモニウム塩、三級アンモニウム塩、4級アンモニウム塩などのアンモニウム、ホスホニウム、スルホニウムを含む基が挙げられる。カチオン性置換基は、取扱いの容易さ、製造の際の繊維との反応性から、4級アンモニウム塩由来の基、およびホスホニウム塩由来の基の少なくとも一方であることが好ましい。   Examples of the cationic substituent include groups derived from onium salts such as ammonium salts, phosphonium salts, and sulfonium salts. Specific examples include groups containing ammonium, phosphonium and sulfonium such as primary ammonium salt, secondary ammonium salt, tertiary ammonium salt and quaternary ammonium salt. The cationic substituent is preferably at least one of a group derived from a quaternary ammonium salt and a group derived from a phosphonium salt in view of ease of handling and reactivity with fibers during production.

本発明の好ましい態様においては、後述するようにシート含有される有機イオンを低減するに際してイオン性置換基ごと脱離する方法が採用される。この場合シートのイオン性置換基の含有量は、シートが意図した特性を有する限り特に限定されないが、シートまたは微細繊維に対して0.5mmol/g以下であることが好ましく、0.1mmol/g以下であることがより好ましく、0.05mmol/g以下であることがより好ましい。0.5mmol/g以下であれば、有機イオンが十分に低減されているといえるからである。イオン性置換基の含有量の下限値は特に限定されないが、上限値がいずれの場合であっても、シートまたは微細繊維に対して0.001mmol/g以上である。シート強度への影響が懸念される有機イオンが少ないという観点からは、シートのイオン性置換基の含有量は、少ないほうが好ましいと考えられる。   In a preferred embodiment of the present invention, a method of desorbing the ionic substituent together with reducing the organic ions contained in the sheet as described later is employed. In this case, the content of ionic substituents in the sheet is not particularly limited as long as the sheet has the intended properties, but it is preferably 0.5 mmol / g or less with respect to the sheet or fine fiber, and 0.1 mmol / g. Or less, more preferably 0.05 mmol / g or less. This is because organic ions are sufficiently reduced when the concentration is 0.5 mmol / g or less. Although the lower limit of the content of the ionic substituent is not particularly limited, it is 0.001 mmol / g or more with respect to the sheet or fine fiber regardless of the upper limit. From the viewpoint that there are few organic ions that are concerned about the influence on the sheet strength, it is considered that the content of ionic substituents in the sheet is preferably as small as possible.

シートのイオン性置換基の含有量(mmol/g)は、蛍光X線分析法を用いて以下のように測定することができる。
まず、検量線作成用として、測定対象シートに用いられているのと同じ微細繊維であってイオン性置換基含有量(mmol/g)が既知であるシートを調製し、蛍光X線分析により当該試料のX線強度を測定する。測定元素は、イオン性置換基には含まれるが微細繊維には含まれない元素(例えば、イオン性置換基がリン酸由来の基である場合、リン原子)、あるいはイオン性置換基の対イオンには含まれるが微細繊維には含まれない元素である。必要に応じ、測定対象シートは、イオン性置換基の対イオンを微細繊維には含まれない元素を含む他の対イオンに交換してから、測定に供することができる。例えば、イオン性置換基がカルボン酸由来の基である場合、対イオンをナトリウムイオンに交換してから測定に供することができ、この場合、測定元素は、ナトリウムイオンである。次いで、これにより得られたX線強度と、既知のイオン性置換基含有量に基づき、検量線を作成する。
他方、蛍光X線分析により、測定対象シートのX線強度を測定する。次いで、これにより得られたX線強度と上記検量線から、測定対象シートのイオン性置換基の含有量(mmol/g)を求める。求めた値は、シートまたは微細繊維に対するイオン性置換基の含有量として表すことができる。
The content (mmol / g) of the ionic substituent in the sheet can be measured as follows using a fluorescent X-ray analysis method.
First, for preparing a calibration curve, a sheet having the same fine fiber as that used for the measurement target sheet and having a known ionic substituent content (mmol / g) is prepared, and this is determined by fluorescent X-ray analysis. The X-ray intensity of the sample is measured. The element to be measured is an element that is included in the ionic substituent but is not included in the fine fiber (for example, a phosphorus atom when the ionic substituent is a group derived from phosphoric acid), or a counter ion of the ionic substituent Is an element that is contained in but not in fine fibers. If necessary, the measurement object sheet can be used for measurement after exchanging the counter ion of the ionic substituent with another counter ion containing an element not included in the fine fiber. For example, when the ionic substituent is a group derived from a carboxylic acid, the counter ion can be exchanged for sodium ion and then used for measurement. In this case, the measurement element is sodium ion. Next, a calibration curve is prepared based on the X-ray intensity obtained thereby and the known ionic substituent content.
On the other hand, the X-ray intensity of the measurement target sheet is measured by fluorescent X-ray analysis. Next, the content (mmol / g) of the ionic substituent of the measurement target sheet is determined from the X-ray intensity obtained thereby and the calibration curve. The determined value can be expressed as the content of ionic substituents on the sheet or fine fiber.

対イオンの除去に際し、イオン性置換基を脱離しない方法を採用する場合、シートにおけるイオン性置換基の含有量は、製造の際にシートに導入されたイオン性置換基の量に相当する。導入されている置換基が、リン酸由来の基、カルボン酸由来の基および硫酸由来の基からなる群より選択される少なくとも1種である場合、置換基導入量は、特に限定されないが、0.001〜5.0mmol/gとすることができる。0.05〜4.0mmol/gとしてもよく、0.1〜2.0mmol/gとしてもよい。   When adopting a method in which the ionic substituent is not eliminated when removing the counter ion, the content of the ionic substituent in the sheet corresponds to the amount of the ionic substituent introduced into the sheet during the production. When the introduced substituent is at least one selected from the group consisting of a phosphoric acid-derived group, a carboxylic acid-derived group and a sulfuric acid-derived group, the amount of substituent introduction is not particularly limited, but 0 0.001 to 5.0 mmol / g. It may be 0.05 to 4.0 mmol / g, or 0.1 to 2.0 mmol / g.

[有機イオン]
本発明のシートは、有機イオンを含む。有機イオンとは、繊維の有するイオン性置換基とイオン対を形成可能なイオンであって、有機基を有するものを指す。有機基とは、有機化合物(炭素原子を含む化合物)から誘導される基を指す。有機イオンは、イオン性置換基を有する微細繊維からのシート化の際の乾燥工程において、イオン性置換基間の水素結合形成を抑制し、シートのシワ・割れの発生を抑えることができる。従来、繊維上のカルボキシ基をアミン塩型とするもの(前掲特許文献5)、繊維上のカルボキシ基をオニウム塩型とするもの(前掲特許文献6)、繊維上のカルボキシ基およびリン酸基をアンモニウム塩型等とするものがあったが、いずれも目的は有機溶媒中での分散性の向上、複合化の対象とする樹脂との相溶性確保にあった。微細繊維をシート化する際の、シワ・割れの抑制という新規な課題に着目し、イオン性置換基を有する微細繊維含有シートにおいて有機イオンを用いるのは、本発明が初めてである。
[Organic ions]
The sheet | seat of this invention contains an organic ion. An organic ion refers to an ion that can form an ion pair with an ionic substituent of a fiber and that has an organic group. An organic group refers to a group derived from an organic compound (compound containing a carbon atom). The organic ions can suppress the formation of wrinkles and cracks in the sheet by suppressing the formation of hydrogen bonds between the ionic substituents in the drying step in forming a sheet from fine fibers having an ionic substituent. Conventionally, the carboxy group on the fiber is an amine salt type (see Patent Document 5), the carboxy group on the fiber is an onium salt type (described in Patent Document 6), and the carboxy group and phosphate group on the fiber. Some of them have an ammonium salt type, and the purpose of each is to improve dispersibility in an organic solvent and to ensure compatibility with a resin to be composited. The present invention is the first to use organic ions in a fine fiber-containing sheet having an ionic substituent, paying attention to a novel problem of suppressing wrinkles and cracks when forming a fine fiber into a sheet.

<有機イオンの種類>
微細繊維がアニオン性置換基を有する場合の有機イオンの種類、および微細繊維がカチオン性置換基を有する場合の有機イオンの種類は、目的の効果が発揮されるものである限り特に限定されない。アニオン性置換基である場合、有機イオンは下記式(2)で表される有機オニウムイオンであることが好ましい。
<Types of organic ions>
The kind of organic ion when the fine fiber has an anionic substituent and the kind of organic ion when the fine fiber has a cationic substituent are not particularly limited as long as the desired effect is exhibited. In the case of an anionic substituent, the organic ion is preferably an organic onium ion represented by the following formula (2).

Figure 2017066556
Figure 2017066556

式中:
Mは、窒素原子またはリン原子であり;
1〜R4の少なくとも一つは、ヘテロ原子を含んでいてもよい有機基であり、残りは水素原子である。有機基の炭素数(複数の有機基を有する場合は、合計の炭素数)は、1以上であり、目的の効果が発揮される限り特に限定されないが、4以上であることが好ましく、8以上であることがより好ましく、16以上であることがさらに好ましい。炭素数が大きく、ある程度嵩高いものが効果が大きいからである。R1〜R4は同一でもよく、それぞれ異なっていてもよいが、同一であるかまたは同程度の大きさの基であることが好ましい。直鎖状であるより、球状に近いほうが効果が大きいと考えられるからである。
In the formula:
M is a nitrogen atom or a phosphorus atom;
At least one of R 1 to R 4 is an organic group that may contain a hetero atom, and the remainder is a hydrogen atom. The number of carbons in the organic group (when having a plurality of organic groups, the total number of carbons) is 1 or more and is not particularly limited as long as the desired effect is exhibited, but is preferably 4 or more, and 8 or more. More preferably, it is more preferably 16 or more. This is because a large carbon number and a certain amount of bulk are effective. R 1 to R 4 may be the same or different from each other, but are preferably the same or the same size group. This is because it is considered that the effect closer to the spherical shape is greater than the linear shape.

このような有機オニウムイオンは、例えばテトラアルキルオニウムイオンであることが好ましく、テトラアルキルアンモニウムイオンおよびテトラアルキルホスホニウムイオンの少なくとも一方を含むことがより好ましい。テトラアルキルアンモニウムイオンとしては、例えばテトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラプロピルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオン、テトラヘキシルアンモニウムイオン、テトラヘプチルアンモニウムイオン、トリブチルメチルアンモニウムイオン、ラウリルトリメチルアンモニウムイオン、セチルトリメチルアンモニウムイオン、ステアリルトリメチルアンモニウムイオン、オクチルジメチルエチルアンモニウムイオン、ラウリルジメチルエチルアンモニウムイオン、ジデシルジメチルアンモニウムイオン、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムイオン、トリブチルベンジルアンモニウムイオンが挙げられる。テトラアルキルホスホニウムイオンとしては、例えばテトラメチルホスホニウムイオン、テトラエチルホスホニウムイオン、テトラプロピルホスホニウムイオン、テトラブチルホスホニウムイオン、およびラウリルトリメチルホスホニウムイオンが挙げられる。なお、テトラプロピルオニウムイオン、テトラブチルオニウムイオンとしては、それぞれテトラn−プロピルオニウムイオン、テトラn−ブチルオニウムイオンを用いることがとくに好ましい。   Such an organic onium ion is preferably a tetraalkylonium ion, for example, and more preferably contains at least one of a tetraalkylammonium ion and a tetraalkylphosphonium ion. Examples of tetraalkylammonium ions include tetramethylammonium ion, tetraethylammonium ion, tetrapropylammonium ion, tetrabutylammonium ion, tetrapentylammonium ion, tetrahexylammonium ion, tetraheptylammonium ion, tributylmethylammonium ion, lauryltrimethylammonium ion. Ion, cetyltrimethylammonium ion, stearyltrimethylammonium ion, octyldimethylethylammonium ion, lauryldimethylethylammonium ion, didecyldimethylammonium ion, lauryldimethylbenzylammonium ion, and tributylbenzylammonium ion. Examples of tetraalkylphosphonium ions include tetramethylphosphonium ions, tetraethylphosphonium ions, tetrapropylphosphonium ions, tetrabutylphosphonium ions, and lauryltrimethylphosphonium ions. In addition, as tetrapropyl onium ion and tetrabutyl onium ion, it is particularly preferable to use tetra n-propyl onium ion and tetra n-butyl onium ion, respectively.

<有機イオンの含有量>
本発明のシートは有機イオンを含むが、その含有量は、シートに対して0.40mmol/g以下である。有機イオンは、シート化前にイオン性置換基に付加された後、シート化の後に0.40mmol/g以下まで含有量が低減される。有機イオン含有量の低減により、シートの機械的強度を増すことができる。シートにおける有機イオンの含有量は、機械的強度をより向上させるとの観点からは、好ましくは0.20mmol/g以下であり、より好ましくは0.10mmol/g以下であり、さらに好ましくは0.05mmol/g以下である。一方で、シートにおける有機イオンの含有量の下限値は、とくに限定されず、シートに対して0mmol/gとすることができ、たとえば0.005mmol/gであってもよい。なお、本発明で繊維またはシートに関し、有機イオンの含有量というときは、特に記載した場合を除き、シート上でイオン性置換基とイオン対を形成しているかどうかを問わず、次に述べる測定法により測定した値をいう。
<Content of organic ions>
Although the sheet | seat of this invention contains an organic ion, the content is 0.40 mmol / g or less with respect to a sheet | seat. The organic ion is added to the ionic substituent before sheeting, and then the content is reduced to 0.40 mmol / g or less after sheeting. By reducing the organic ion content, the mechanical strength of the sheet can be increased. From the viewpoint of further improving the mechanical strength, the content of organic ions in the sheet is preferably 0.20 mmol / g or less, more preferably 0.10 mmol / g or less, and still more preferably 0.00. 05 mmol / g or less. On the other hand, the lower limit of the content of organic ions in the sheet is not particularly limited, and can be 0 mmol / g, for example, 0.005 mmol / g with respect to the sheet. In addition, regarding the fiber or sheet in the present invention, when it is referred to as the organic ion content, the measurement described below is performed regardless of whether an ion pair is formed with the ionic substituent on the sheet, unless otherwise specified. The value measured by the method.

シートにおける有機イオンの含有量(mmol/g)は、例えば化学発光法、赤外分光法、飛行時間型質量分析法、または蛍光X線分析法などを用いて測定することができる。
また、有機イオンに窒素が含まれる場合、例えば化学発光法による微量窒素分析装置により、シート中の窒素原子濃度を測定することもできる。このとき、有機イオンによる処理を行っていない微細繊維含有シートの窒素原子濃度も測定し、測定対象の微細繊維含有シートの窒素原子濃度からその値を減ずることで、有機イオン由来の窒素原子濃度を求め、有機イオン含有量を算出することができる。なお、例えばイオン性置換基としてリン酸由来の基を含む場合には、後述する多価アルコール煮沸法により、グリセリン使用下、180℃、2時間の処理を行うことで有機イオンを付与していない微細繊維含有シートと同様に扱うことができると考えられる。リン酸由来の基以外のイオン性置換基を含む場合には、後述する対イオン交換において、アニオン性置換基の場合はpH1の処理液に、カチオン性置換基の場合はpH14の処理液にそれぞれ2時間浸漬することで、有機イオンを付与していない微細繊維含有シートと同様に扱うことができると考えられる。
The content (mmol / g) of organic ions in the sheet can be measured using, for example, chemiluminescence, infrared spectroscopy, time-of-flight mass spectrometry, or fluorescent X-ray analysis.
When nitrogen is contained in the organic ions, the concentration of nitrogen atoms in the sheet can be measured by, for example, a trace nitrogen analyzer using a chemiluminescence method. At this time, the nitrogen atom concentration of the fine fiber-containing sheet not treated with organic ions is also measured, and the nitrogen atom concentration derived from organic ions is reduced by subtracting the value from the nitrogen atom concentration of the fine fiber-containing sheet to be measured. And the organic ion content can be calculated. In addition, for example, when a group derived from phosphoric acid is included as an ionic substituent, an organic ion is not imparted by performing a treatment for 2 hours at 180 ° C. using glycerin by a polyhydric alcohol boiling method described later. It is thought that it can be handled in the same manner as the fine fiber-containing sheet. In the case of containing an ionic substituent other than a phosphate-derived group, in the counter ion exchange described later, in the case of an anionic substituent, the pH 1 treatment liquid, and in the case of a cationic substituent, the pH 14 treatment liquid, respectively. It is thought that it can treat like the fine fiber containing sheet | seat which has not provided the organic ion by immersing for 2 hours.

有機イオンにリン原子が含まれる場合、例えば蛍光X線分析法を用いて次のようにシート中の有機イオンに由来するリン原子濃度を算出することが可能である。まず、測定対象であるシートに対して蛍光X線分析を実施し、あらかじめ作成していたリン原子の特性X線強度とリン導入量の検量線に基づいて、測定対象シート中のリン原子濃度を算出する。次いで、有機イオンを含まない微細繊維含有シートのリン原子濃度も測定し、測定対象の微細繊維含有シートのリン原子濃度からその値を減ずることで、有機イオン由来のリン原子濃度を求め、有機イオン含有量を算出することができる。なお、有機イオンを含まない微細繊維含有シートは、例えば測定対象のシートに対して、後述する対イオン交換において、アニオン性置換基の場合はpH1の処理液に、カチオン性置換基の場合はpH14の処理液にそれぞれ2時間浸漬することで、有機イオンを付与していない微細繊維含有シートと同様に扱うことができると考えられる。   When a phosphorus atom is contained in the organic ion, it is possible to calculate the phosphorus atom concentration derived from the organic ion in the sheet using, for example, a fluorescent X-ray analysis method as follows. First, X-ray fluorescence analysis is performed on the measurement target sheet, and the phosphorus atom concentration in the measurement target sheet is calculated based on the characteristic X-ray intensity of phosphorus atoms and the calibration curve for the amount of phosphorus introduced. calculate. Next, the phosphorus atom concentration of the fine fiber-containing sheet that does not contain organic ions is also measured, and the phosphorus atom concentration derived from organic ions is obtained by subtracting the value from the phosphorus atom concentration of the fine fiber-containing sheet to be measured. The content can be calculated. The fine fiber-containing sheet not containing organic ions is, for example, a counter ion exchange described later with respect to the sheet to be measured, in a treatment solution having a pH of 1 in the case of an anionic substituent, and pH 14 in the case of a cationic substituent. It is thought that it can treat like the fine fiber containing sheet | seat which has not provided the organic ion by immersing in each processing liquid for 2 hours.

有機イオンに、窒素以外の元素であって、微細繊維含有シートには存在しないと考えられる元素が含まれる場合、シートにおける有機イオンの含有量は、蛍光X線分析法を用いて次のように測定することができる。
まず、検量線作成用として、測定対象シートと組成および形態が類似しており(例えば、ろ紙を用いる。)、かつ分析元素の含有量(mmol/g)が既知である試料を調製し、蛍光X線分析により当該試料のX線強度を測定する。ここでは、有機イオンには含まれるが、微細繊維含有シートには存在しないと考えられる元素が分析元素となる。そしてこれにより得られたX線強度と、分析元素の既知の含有量に基づき、検量線を作成する。次いで、蛍光X線分析により、測定対象シートのX線強度を測定する。そしてこれにより得られたX線強度と上記検量線から、測定対象シート中の分析元素の含有量(mmol/g)を算出する。
When the organic ions contain an element other than nitrogen and considered not to exist in the fine fiber-containing sheet, the content of organic ions in the sheet is as follows using a fluorescent X-ray analysis method: Can be measured.
First, to prepare a calibration curve, a sample having a composition and form similar to those of the measurement target sheet (for example, using filter paper) and having a known analytical element content (mmol / g) is prepared, and fluorescence is prepared. The X-ray intensity of the sample is measured by X-ray analysis. Here, an element that is included in the organic ions but is considered not to exist in the fine fiber-containing sheet is an analytical element. Then, a calibration curve is created based on the X-ray intensity obtained thereby and the known content of the analytical element. Next, the X-ray intensity of the measurement target sheet is measured by fluorescent X-ray analysis. And the content (mmol / g) of the analytical element in a measuring object sheet | seat is computed from the X-ray intensity obtained by this, and the said calibration curve.

[シートの特性]
本発明のシートは、以下の特性を有する。
[Sheet characteristics]
The sheet of the present invention has the following characteristics.

<密度>
シートの密度とは、100mm角のシートを23℃、相対湿度50%の条件下で24時間調湿した後、シートの厚みおよび質量から求められる値(g/cm3)をいう。本発明のシートの密度は、用途等に応じ、適宜とすることができるが、強度と透明性の観点から、0.1〜7.0g/cm3とすることができ、0.5〜5.0g/cm3であることが好ましく、1.0〜3.0g/cm3であることがより好ましい。
<Density>
The density of the sheet refers to a value (g / cm 3 ) obtained from the thickness and mass of the sheet after conditioning a 100 mm square sheet under conditions of 23 ° C. and 50% relative humidity for 24 hours. The density of the sheet of the present invention can be appropriately determined according to the use and the like, but can be 0.1 to 7.0 g / cm 3 from the viewpoint of strength and transparency, and 0.5 to 5 it is preferably .0g / cm 3, more preferably 1.0 to 3.0 g / cm 3.

<シワ・割れ>
シートを製造する際のシワ・割れは、次の方法により評価できる。微細繊維の分散液をシート化する際、180mm各の堰止用金枠のサイズに合わせ、アクリル板の裏面に2cm角のマスを縦9×横9の合計81マスを記載する。微細繊維含有シートが該アクリル板に張り付いた状態で上方から観察し、シワ・割れが発生したマスを計数する。次いでシワ・割れが発生したマスが全マス数の何%を占めるかを計算する。
本発明のシートは、この方法で評価した場合に、シワ・割れが発生したマスの割合が20%未満である。
<Wrinkles / cracks>
Wrinkles and cracks during sheet production can be evaluated by the following method. When forming a dispersion of fine fibers into a sheet, a total of 81 squares of 9 × 9 in width is written on the back surface of the acrylic plate in accordance with the size of each 180 mm damming metal frame. The fine fiber-containing sheet is observed from above with the acrylic plate attached to the acrylic plate, and the masses where wrinkles and cracks are generated are counted. Next, it is calculated what percentage of the total number of cells where wrinkles and cracks occur.
When the sheet of the present invention is evaluated by this method, the proportion of mass in which wrinkles and cracks are generated is less than 20%.

<全光線透過率>
シートの全光線透過率とは、JIS規格K7361に準拠し、ヘーズメータを用いて測定した値をいう。本発明のシートは透明性が高く、その全光線透過率は80%以上であり、85%以上であることが好ましく、88%以上であることがより好ましい。
<Total light transmittance>
The total light transmittance of the sheet refers to a value measured using a haze meter in accordance with JIS standard K7361. The sheet of the present invention has high transparency, and the total light transmittance thereof is 80% or more, preferably 85% or more, and more preferably 88% or more.

<ヘーズ値>
シートのヘーズ値とは、JIS規格K7136に準拠し、ヘーズメータを用いて測定した値をいう。本発明のシートは透明性が高く、そのヘーズ値は、40.0%以下であり、35.0%以下であることが好ましく、20.0%以下であることがより好ましい。
<Haze value>
The haze value of the sheet refers to a value measured using a haze meter in accordance with JIS standard K7136. The sheet of the present invention has high transparency, and its haze value is 40.0% or less, preferably 35.0% or less, and more preferably 20.0% or less.

<引張強度、引張弾性率>
シートの引張強度および引張弾性率とは、JIS K 7127に準拠し、引張試験機を用いて、温度23℃、相対湿度50%において測定された値をいう。本発明により得られるシートは、製造の際のシワ・割れの発生が抑えられており、かつイオン性置換基に対して有機イオンを用いないシートに比較して、引張強度および引張弾性率に優れる。具体的には、本発明のシートの引張強度は、60.0MPa以上であり、70.0MPa以上であることが好ましく、80.0MPa以上であることがより好ましい。この値以上であれは、光学材料としての使用に耐えるからである。上限値は、特に限定されないが、例えば400.0MPa以下であり、または300.0MPa以下である。
また、本発明のシートの引張弾性率は、4.0GPa以上であり、5.0GPa以上であることが好ましく、6.5GPa以上であることがより好ましい。この値以上であれは、光学材料としての使用に耐えるからである。上限値は、特に限定されないが、例えば25.0GPa以下であり、または20.0GPa以下である。
<Tensile strength, tensile modulus>
The tensile strength and tensile modulus of the sheet refer to values measured at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50% using a tensile tester in accordance with JIS K 7127. The sheet obtained according to the present invention has reduced wrinkles and cracks during production, and is excellent in tensile strength and tensile modulus as compared with a sheet that does not use organic ions for the ionic substituent. . Specifically, the tensile strength of the sheet of the present invention is 60.0 MPa or more, preferably 70.0 MPa or more, and more preferably 80.0 MPa or more. This is because if it exceeds this value, it can be used as an optical material. Although an upper limit is not specifically limited, For example, it is 400.0 MPa or less, or is 300.0 MPa or less.
The tensile modulus of the sheet of the present invention is 4.0 GPa or more, preferably 5.0 GPa or more, and more preferably 6.5 GPa or more. This is because if it exceeds this value, it can be used as an optical material. Although an upper limit is not specifically limited, For example, it is 25.0 GPa or less, or is 20.0 GPa or less.

本発明のシートにおいてこのように、製造の際のシワ・割れの発生が抑えられており、かつ引張特性に優れるのは、次の要因によると考えられる。シート化の際には、イオン性置換基に対して適切な有機イオンを対イオンとして付与した上で(シート化の際の乾燥工程において観られるイオン性置換基による微細繊維の凝集が防止できる)、シート化後にはシートの強度に影響を与える懸念がある有機イオンを適切な程度にまで低減している。
また、本発明者らによれば、微細繊維の製造条件や、微細繊維上のイオン性置換基の種類、場合によりその量、シートに含有される有機イオンの種類、場合によりその量などをそれぞれ適切に選択されていることも、シワ・割れを抑制しつつ引張特性を向上させることに寄与しているものと推定されている。これらは、シートの密度、全光線透過率、ヘーズ、黄色度変化などにも影響を与えるものであると考えられている。
Thus, in the sheet | seat of this invention, generation | occurrence | production of the wrinkles and a crack in the case of manufacture is suppressed, and it is thought that it is based on the following factors that it is excellent in the tensile characteristic. At the time of forming a sheet, an appropriate organic ion is applied as a counter ion to the ionic substituent (the aggregation of fine fibers due to the ionic substituent observed in the drying step during sheet formation can be prevented). After forming into a sheet, organic ions that have a concern of affecting the strength of the sheet are reduced to an appropriate level.
Further, according to the present inventors, the production conditions of the fine fiber, the type of ionic substituent on the fine fiber, in some cases, the amount thereof, the type of organic ions contained in the sheet, in some cases the amount thereof, etc. It is presumed that the proper selection also contributes to improving tensile properties while suppressing wrinkles and cracks. These are considered to affect the density, total light transmittance, haze, and yellowness change of the sheet.

<黄色度変化>
シートの黄変度変化(ΔYI)は、次式で表される
ΔYI = YI2−YI1
但し、YI1は200℃で4時間の真空乾燥前の黄色度、YI2は200℃で4時間の真空乾燥後の黄色度を示す。黄色度は、JIS規格K7373に準拠して測定した値をいう。本発明のシートは、黄変度変化(ΔYI)が抑えられている。本発明のシートの黄変度変化(ΔYI)は、例えば75.0以下である。
<Yellowness change>
The yellowing degree change (ΔYI) of the sheet is expressed by the following formula: ΔYI = YI 2 −YI 1
However, YI 1 indicates the yellowness before vacuum drying at 200 ° C. for 4 hours, and YI 2 indicates the yellowness after vacuum drying at 200 ° C. for 4 hours. Yellowness refers to a value measured according to JIS standard K7373. In the sheet of the present invention, the yellowing degree change (ΔYI) is suppressed. The yellowing degree change (ΔYI) of the sheet of the present invention is, for example, 75.0 or less.

好ましい態様においては、後述するようにシート含有される有機イオンを低減するに際してイオン性置換基ごと脱離する方法が採用される。この場合、黄色度変化(ΔYI)は、50.0以下であり、より好ましくは7.0以下であり、さらに好ましくは5.0以下である。好ましい態様においてこのように黄色度変化が抑制されているのは、有機イオンやイオン性置換基の脱離により、シートの加熱による黄変がより抑制されるからである。またイオン性置換基がリン酸由来の基である場合、有機イオンの低減をリン酸由来の基ごと脱離することで達成すると、リン酸由来の基による高温下でのチャー形成が低減されるからである。   In a preferred embodiment, as will be described later, a method of desorbing the ionic substituent together with reducing the organic ions contained in the sheet is employed. In this case, the yellowness change (ΔYI) is 50.0 or less, more preferably 7.0 or less, and even more preferably 5.0 or less. The reason why the change in yellowness is suppressed in the preferred embodiment is that yellowing due to heating of the sheet is further suppressed due to elimination of organic ions and ionic substituents. In addition, when the ionic substituent is a group derived from phosphoric acid, if reduction of organic ions is achieved by elimination together with the group derived from phosphoric acid, the formation of char at a high temperature by the group derived from phosphoric acid is reduced. Because.

2.シートの製造方法
本発明のシートの製造方法は、
(1)繊維原料にイオン性置換基を導入して、イオン性置換基導入繊維を得る工程と、
(2)イオン性置換基導入繊維を微細化処理して、イオン性置換基導入微細繊維を得る工程とを含み、さらに
工程(2)の前または後に、
・イオン性置換基を有機イオンで処理する工程と
を含み、さらに
(3)有機イオンで処理されたイオン性置換基導入微細繊維から、シートを調製する工程と、
(4)シートに含有される有機イオンを低減する工程と
を含む。
2. Manufacturing method of sheet The manufacturing method of the sheet of the present invention,
(1) introducing an ionic substituent into the fiber raw material to obtain an ionic substituent-introduced fiber;
(2) a step of refining the ionic substituent-introduced fiber to obtain an ionic substituent-introduced fine fiber, and further before or after step (2),
A step of treating ionic substituents with organic ions, and (3) a step of preparing a sheet from ionic substituent-introduced fine fibers treated with organic ions;
(4) reducing the organic ions contained in the sheet.

[工程(1):繊維原料にイオン性置換基を導入して、イオン性置換基導入繊維を得る工程]
<繊維原料>
イオン性置換基を有する微細繊維は、繊維原料にイオン性置換基を導入し、微細化処理をすることにより得られる。工程(1)で用いられる繊維原料は、豊富に入手可能な天然繊維であり、好ましくはセルロース、キチンまたはキトサンであり、より好ましくはセルロースである。繊維原料としては、入手しやすく安価である点から、パルプを用いることが好ましい。パルプの中では、入手のしやすさという点で、セルロースを含む木材パルプが好ましい。木材パルプの中でも化学パルプはセルロース比率が大きいため、繊維微細化時の微細セルロース繊維の収率が高く、また、パルプ中のセルロースの分解が小さく、軸比の大きい長繊維の微細セルロース繊維が得られる点で好ましいが、特に限定されない。中でもクラフトパルプ、サルファイトパルプが最も好ましく選択されるが、特に限定されない。
[Step (1): Step of obtaining an ionic substituent-introduced fiber by introducing an ionic substituent into a fiber raw material]
<Fiber raw material>
The fine fiber having an ionic substituent can be obtained by introducing an ionic substituent into a fiber raw material and performing a fine treatment. The fiber raw material used in the step (1) is a natural fiber that can be obtained in abundance, preferably cellulose, chitin or chitosan, more preferably cellulose. As the fiber raw material, it is preferable to use pulp because it is easily available and inexpensive. Among the pulps, wood pulp containing cellulose is preferable in terms of availability. Among wood pulps, chemical pulp has a large cellulose ratio, so the yield of fine cellulose fibers is high when fibers are refined, and cellulose fibers in the pulp are small, and long fine fiber fibers with a large axial ratio are obtained. However, it is not particularly limited. Of these, kraft pulp and sulfite pulp are most preferably selected, but are not particularly limited.

<イオン性置換基の導入>
繊維原料には、イオン性置換基が導入される。繊維への置換基を導入する方法は、特に限定されないが、例えば、酸化処理、繊維中の官能基と共有結合を形成し得る化合物による処理などが挙げられる。酸化処理とは、繊維中のヒドロキシ基をアルデヒド基やカルボキシ基に変換する処理であり、例えばTEMPO酸化処理や各種酸化剤(亜塩素酸ナトリウム、オゾンなど)を用いた処理が挙げられる。
<Introduction of ionic substituent>
An ionic substituent is introduced into the fiber raw material. A method for introducing a substituent into the fiber is not particularly limited, and examples thereof include an oxidation treatment and a treatment with a compound capable of forming a covalent bond with a functional group in the fiber. The oxidation treatment is a treatment for converting a hydroxy group in the fiber into an aldehyde group or a carboxy group, and examples thereof include a TEMPO oxidation treatment and treatment using various oxidizing agents (such as sodium chlorite and ozone).

酸化処理の一例としては、Biomacromolecules 8、2485−2491、2007(Saitoら)に記載されている方法を挙げることができるが、特に限定されない。   An example of the oxidation treatment is a method described in Biomacromolecules 8, 2485-2491, 2007 (Saito et al.), But is not particularly limited.

繊維中の官能基と共有結合を形成し得る化合物による処理は、乾燥状態または湿潤状態の繊維原料に、該繊維原料と反応するような化合物を混合することにより、繊維原料に上記置換基を導入することにより実施できる。導入時の反応を促進するため、加熱する方法が特に有効である。置換基の導入における加熱処理温度は特に限定されないが、該繊維原料の熱分解や加水分解等が起こりにくい温度帯であることが好ましい。例えば、繊維の熱分解温度の観点から、250℃以下であることが好ましく、繊維の加水分解を抑える観点から、100〜170℃で加熱処理することが好ましい。   Treatment with a compound capable of forming a covalent bond with a functional group in the fiber introduces the above substituents into the fiber raw material by mixing the fiber raw material in a dry or wet state with a compound that reacts with the fiber raw material. Can be implemented. In order to promote the reaction at the time of introduction, a heating method is particularly effective. The heat treatment temperature for introducing the substituent is not particularly limited, but is preferably a temperature range in which thermal decomposition or hydrolysis of the fiber raw material hardly occurs. For example, it is preferable that it is 250 degrees C or less from a viewpoint of the thermal decomposition temperature of a fiber, and it is preferable to heat-process at 100-170 degreeC from a viewpoint of suppressing hydrolysis of a fiber.

繊維原料と反応する化合物としては、微細繊維を得ることができ、かつイオン性置換基を導入するものである限り、特に限定されない。
繊維原料と反応するような化合物として、リン酸由来の基を有する化合物を用いる場合、特に限定されないが、リン酸、ポリリン酸、亜リン酸、ホスホン酸、ポリホスホン酸あるいはこれらの塩またはエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種である。これらの中でも、低コストであり、扱いやすく、また、繊維原料にリン酸由来の基を導入して微細化(解繊)効率をより向上できることから、リン酸由来の基を有する化合物が好ましいが、特に限定されない。
The compound that reacts with the fiber raw material is not particularly limited as long as fine fibers can be obtained and an ionic substituent is introduced.
When a compound having a phosphoric acid-derived group is used as the compound that reacts with the fiber raw material, it is not particularly limited, but is composed of phosphoric acid, polyphosphoric acid, phosphorous acid, phosphonic acid, polyphosphonic acid, or a salt or ester thereof. It is at least one selected from the group. Among these, a compound having a phosphate-derived group is preferable because it is low-cost, easy to handle, and can further improve the refinement (defibration) efficiency by introducing a phosphate-derived group into the fiber raw material. There is no particular limitation.

リン酸由来の基を有する化合物としては特に限定されないが、リン酸、リン酸のリチウム塩であるリン酸二水素リチウム、リン酸水素二リチウム、リン酸三リチウム、ピロリン酸リチウム、ポリリン酸リチウムが挙げられる。更にリン酸のナトリウム塩であるリン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウムが挙げられる。更にリン酸のカリウム塩であるリン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸三カリウム、ピロリン酸カリウム、ポリリン酸カリウムが挙げられる。更にリン酸のアンモニウム塩であるリン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ピロリン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等が挙げられる。
これらのうち、リン酸由来の基の導入の効率が高く、工業的に適用しやすい観点から、リン酸、リン酸のナトリウム塩、リン酸のカリウム塩、リン酸のアンモニウム塩が好ましく、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウムがより好ましいが、特に限定されない。
The compound having a phosphoric acid-derived group is not particularly limited, but phosphoric acid, lithium dihydrogen phosphate, dilithium hydrogen phosphate, trilithium hydrogen phosphate, trilithium phosphate, lithium pyrophosphate, lithium polyphosphate Can be mentioned. Furthermore, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, sodium pyrophosphate and sodium polyphosphate which are sodium salts of phosphoric acid are mentioned. Furthermore, potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, tripotassium phosphate, potassium pyrophosphate, and potassium polyphosphate which are potassium salts of phosphoric acid are mentioned. Further examples include ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, triammonium phosphate, ammonium pyrophosphate, and ammonium polyphosphate, which are ammonium salts of phosphoric acid.
Among these, phosphoric acid, sodium salt of phosphoric acid, potassium salt of phosphoric acid, and ammonium salt of phosphoric acid are preferable from the viewpoint of high efficiency of introduction of a group derived from phosphoric acid and easy industrial application. Sodium dihydrogen and disodium hydrogen phosphate are more preferable, but not particularly limited.

また、反応の均一性およびリン酸由来の基の導入効率が高いことから化合物は水溶液として用いることが好ましいが、特に限定されない。化合物の水溶液のpHは特に限定されないが、リン酸由来の基の導入の効率が高いことから7以下であることが好ましい。繊維の加水分解を抑える観点からpH3〜7がより好ましいが、特に限定されない。
本実施形態においては、例えばリン酸由来の基を有する化合物を、尿素、チオ尿素、ビウレット、フェニル尿素、ベンジル尿素、ジメチル尿素、ジエチル尿素、テトラメチル尿素、ベンゾレイン尿素、およびヒダントインなどから選択される少なくとも一種とともに繊維原料と反応させることが好ましい態様として挙げられる。
In addition, the compound is preferably used as an aqueous solution because of the uniformity of the reaction and the introduction efficiency of the group derived from phosphoric acid, but it is not particularly limited. The pH of the aqueous solution of the compound is not particularly limited, but is preferably 7 or less because of the high efficiency of introducing a phosphoric acid-derived group. Although pH 3-7 is more preferable from a viewpoint of suppressing hydrolysis of a fiber, it is not specifically limited.
In the present embodiment, for example, the compound having a phosphate-derived group is selected from urea, thiourea, biuret, phenylurea, benzylurea, dimethylurea, diethylurea, tetramethylurea, benzoleinurea, and hydantoin. It is mentioned as a preferable aspect to make it react with a fiber raw material with at least 1 type.

繊維原料と反応するような化合物として、カルボン酸由来の基を有する化合物を用いる場合、特に限定されないが、カルボン酸由来の基を有する化合物、カルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物およびそれらの誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種である。   When a compound having a carboxylic acid-derived group is used as the compound that reacts with the fiber raw material, the compound having a carboxylic acid-derived group, an acid anhydride of the compound having a carboxylic acid-derived group, and the like are not particularly limited. At least one selected from the group consisting of

カルボン酸由来の基を有する化合物としては特に限定されないが、マレイン酸、コハク酸、フタル酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、イタコン酸等のジカルボン酸化合物やクエン酸、アコニット酸等トリカルボン酸化合物が挙げられる。   The compound having a carboxylic acid-derived group is not particularly limited, but a dicarboxylic acid compound such as maleic acid, succinic acid, phthalic acid, fumaric acid, glutaric acid, adipic acid or itaconic acid, or a tricarboxylic acid compound such as citric acid or aconitic acid. Is mentioned.

カルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物としては特に限定されないが、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水イタコン酸等のジカルボン酸化合物の酸無水物が挙げられる。   The acid anhydride of the compound having a carboxylic acid-derived group is not particularly limited, but acid anhydrides of dicarboxylic acid compounds such as maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride, glutaric anhydride, adipic anhydride, itaconic anhydride, etc. Things.

カルボン酸由来の基を有する化合物の誘導体としては特に限定されないが、カルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物のイミド化物、カルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物の誘導体が挙げられる。カルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物のイミド化物としては特に限定されないが、マレイミド、コハク酸イミド、フタル酸イミド等のジカルボン酸化合物のイミド化物が挙げられる。   The derivative of the compound having a carboxylic acid-derived group is not particularly limited, and examples thereof include an acid anhydride imidized compound having a carboxylic acid-derived group and an acid anhydride derivative of a compound having a carboxylic acid-derived group. . The acid anhydride imidized compound having a carboxylic acid-derived group is not particularly limited, and examples thereof include imidized dicarboxylic acid compounds such as maleimide, succinimide, and phthalimide.

カルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物の誘導体としては特に限定されない。例えば、ジメチルマレイン酸無水物、ジエチルマレイン酸無水物、ジフェニルマレイン酸無水物等の、カルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物の少なくとも一部の水素原子が置換基(例えば、アルキル基、フェニル基等)で置換されたものが挙げられる。   The acid anhydride derivative of the compound having a carboxylic acid-derived group is not particularly limited. For example, at least some of the hydrogen atoms of the acid anhydride of the compound having a carboxylic acid-derived group, such as dimethylmaleic acid anhydride, diethylmaleic acid anhydride, diphenylmaleic acid anhydride, are substituted (for example, alkyl group, And those substituted with a phenyl group or the like.

上記カルボン酸由来の基を有する化合物のうち、工業的に適用しやすく、ガス化しやすいことから、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸が好ましいが、特に限定されない。   Among the compounds having a group derived from a carboxylic acid, maleic anhydride, succinic anhydride, and phthalic anhydride are preferred because they are easily applied industrially and easily gasified, but are not particularly limited.

繊維原料と反応するような化合物として、硫酸由来の基を有する化合物を用いる場合、特に限定されないが、無水硫酸、硫酸ならびにこれらの塩およびエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種である。これらの中でも、低コストであり、また、繊維原料に硫酸基を導入して微細化(解繊)効率をより向上できることから、硫酸が好ましいが、特に限定されない。   When a compound having a group derived from sulfuric acid is used as the compound that reacts with the fiber raw material, it is not particularly limited, but it is at least one selected from the group consisting of sulfuric anhydride, sulfuric acid and salts and esters thereof. Among these, sulfuric acid is preferred, but is not particularly limited because it is low in cost and can further improve the refinement (defibration) efficiency by introducing a sulfate group into the fiber raw material.

繊維原料に置換基が導入されていることにより溶液中における繊維の分散性が向上し、微細化(解繊)効率を高めることができる。   By introducing a substituent into the fiber raw material, the dispersibility of the fiber in the solution is improved, and the refinement (defibration) efficiency can be increased.

イオン性置換基の導入量は、十分な微細化が行える限り特に限定されないが、後述するように、シートとしての置換基導入量を考慮して、決定することができる。本発明のシートが、アニオン性置換基を有する微細繊維を含有する場合、置換基の導入量(滴定法による。)は、繊維1g(質量)あたり0.005α〜0.11αが好ましく、0.01α〜0.08αがより好ましい。置換基の導入量が0.005α以上であれば、繊維原料の微細化(解繊)が容易になり、置換基の導入量が0.11α以下であれば、繊維の溶解が抑制できる。ただし、αは繊維材料と反応する化合物が反応しうる官能基、例えばヒドロキシ基やアミノ基が繊維材料1gあたりに含まれる量(単位:mmol/g)である。
なお、繊維表面の置換基の導入量(滴定法)の測定は、特に記載した場合を除き、次の方法で行うことができる:
絶乾質量で0.04g程度の固形分を含む微細繊維含有スラリーを分取し、イオン交換水を用いて50g程度に希釈する。この溶液を撹拌しながら、0.01Nの水酸化ナトリウム水溶液を滴下した場合の電気伝導度の値の変化を測定し、その値が極小となる時の0.01N水酸化ナトリウム水溶液の滴下量を、滴定終点における滴下量とする。セルロース表面の置換基の含有量XはX(mmol/g)=0.01(mol/l)×V(ml)/W(g)で表される。ここで、V:0.01N水酸化ナトリウム水溶液の滴下量(ml)、W:微細セルロース繊維含有スラリーが含む固形分(g)である。
The amount of the ionic substituent introduced is not particularly limited as long as sufficient miniaturization can be performed, but can be determined in consideration of the amount of substituent introduced as a sheet, as will be described later. When the sheet | seat of this invention contains the fine fiber which has an anionic substituent, 0.005 (alpha) -0.11 (alpha) are preferable per 1g (mass) of fibers, and the introduction amount of a substituent is 0.00. 01α to 0.08α is more preferable. If the introduction amount of the substituent is 0.005α or more, the fiber raw material can be easily refined (defibration). If the introduction amount of the substituent is 0.11α or less, dissolution of the fiber can be suppressed. However, (alpha) is the quantity (unit: mmol / g) by which the functional group which the compound which reacts with a fiber material can react, for example, a hydroxyl group and an amino group, is contained per 1 g of fiber materials.
In addition, the measurement of the introduction amount (titration method) of substituents on the fiber surface can be performed by the following method, unless otherwise specified:
A fine fiber-containing slurry containing about 0.04 g of solid content in an absolutely dry mass is collected and diluted to about 50 g using ion-exchanged water. While stirring this solution, the change in the value of electrical conductivity when a 0.01N sodium hydroxide aqueous solution was added dropwise was measured, and the amount of 0.01N sodium hydroxide aqueous solution added when the value was minimized was measured. The amount dropped at the titration end point. The content X of the substituent on the cellulose surface is represented by X (mmol / g) = 0.01 (mol / l) × V (ml) / W (g). Here, V: A dripping amount (ml) of 0.01N sodium hydroxide aqueous solution, W: Solid content (g) contained in the slurry containing fine cellulose fibers.

導入されている置換基が、リン酸由来の基、カルボン酸由来の基および硫酸由来の基からなる群より選択される少なくとも1種である場合、置換基導入量は、特に限定されないが、0.001〜5.0mmol/gとすることができる。0.05〜4.0mmol/gとしてもよく、0.1〜2.0mmol/gとしてもよい。   When the introduced substituent is at least one selected from the group consisting of a phosphoric acid-derived group, a carboxylic acid-derived group and a sulfuric acid-derived group, the amount of substituent introduction is not particularly limited, but 0 0.001 to 5.0 mmol / g. It may be 0.05 to 4.0 mmol / g, or 0.1 to 2.0 mmol / g.

カチオン性置換基は、例えば繊維原料にカチオン化剤およびアルカリ化合物を添加して反応させることにより、繊維原料に導入することができる。カチオン化剤としては、4級アンモニウム基と、セルロースのヒドロキシ基と反応する基とを有するものを用いることができる。セルロースのヒドロキシ基と反応する基としては、エポキシ基、ハロヒドリンの構造を有する官能基、ビニル基、ハロゲン基等が挙げられる。
カチオン化剤の具体例としては、グリシジルトリメチルアンモニウムクロリド、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリドなどのグリシジルトリアルキルアンモニウムハライド或いはそのハロヒドリン型の化合物が挙げられる。
The cationic substituent can be introduced into the fiber raw material, for example, by adding a cationizing agent and an alkali compound to the fiber raw material and reacting them. As the cationizing agent, one having a quaternary ammonium group and a group that reacts with a hydroxy group of cellulose can be used. Examples of the group that reacts with the hydroxy group of cellulose include an epoxy group, a functional group having a halohydrin structure, a vinyl group, and a halogen group.
Specific examples of the cationizing agent include glycidyltrialkylammonium halides such as glycidyltrimethylammonium chloride and 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride or halohydrin type compounds thereof.

カチオン化工程に使用するアルカリ化合物は、カチオン化反応の促進に寄与するものである。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。   The alkali compound used in the cationization step contributes to the promotion of the cationization reaction. The alkali compound may be an inorganic alkali compound or an organic alkali compound.

無機アルカリ化合物としては、アルカリ金属の水酸化物またはアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩またはアルカリ土類金属の炭酸塩、アルカリ金属のリン酸塩またはアルカリ土類金属のリン酸塩が挙げられる。
アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが挙げられる。アルカリ土類金属の水酸化物としては、水酸化カルシウムが挙げられる。
アルカリ金属の炭酸塩としては炭酸リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムが挙げられる。アルカリ土類金属の炭酸塩としては、炭酸カルシウムなどが挙げられる。
アルカリ金属のリン酸塩としては、リン酸リチウム、リン酸カリウム、リン酸3ナトリウム、リン酸水素2ナトリウムなどが挙げられる。アルカリ土類金属のリン酸塩としては、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウムなどが挙げられる。
Examples of inorganic alkali compounds include alkali metal hydroxides or alkaline earth metal hydroxides, alkali metal carbonates or alkaline earth metal carbonates, alkali metal phosphates or alkaline earth metal phosphoric acids. Salt.
Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide. Examples of the alkaline earth metal hydroxide include calcium hydroxide.
Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate, lithium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium carbonate, and sodium hydrogen carbonate. Examples of the alkaline earth metal carbonate include calcium carbonate.
Examples of the alkali metal phosphate include lithium phosphate, potassium phosphate, trisodium phosphate, and disodium hydrogen phosphate. Examples of alkaline earth metal phosphates include calcium phosphate and calcium hydrogen phosphate.

有機アルカリ化合物としては、アンモニア、脂肪族アミン、芳香族アミン、脂肪族アンモニウム、芳香族アンモニウム、複素環式化合物およびその水酸化物、炭酸塩、リン酸塩等が挙げられる。例えば、アンモニア、ヒドラジン、メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジアミノエタン、ジアミノプロパン、ジアミノブタン、ジアミノペンタン、ジアミノヘキサン、シクロヘキシルアミン、アニリン、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、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ピリジン、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、リン酸水素2アンモニウム等が挙げられる。
上記アルカリ化合物は1種単独でもよいし、2種以上を組み合わせてもよい。
Examples of the organic alkali compounds include ammonia, aliphatic amines, aromatic amines, aliphatic ammoniums, aromatic ammoniums, heterocyclic compounds and their hydroxides, carbonates, and phosphates. For example, ammonia, hydrazine, methylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, butylamine, diaminoethane, diaminopropane, diaminobutane, diaminopentane, diaminohexane, cyclohexylamine, aniline, tetramethylammonium hydroxide, Tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxide, pyridine, N, N-dimethyl-4-aminopyridine, ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, diammonium hydrogen phosphate, etc. Can be mentioned.
The said alkali compound may be single 1 type, and may combine 2 or more types.

上記アルカリ化合物の中でも、カチオン化反応がより起こりやすくなり、且つ、低コストであることから、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましい。アルカリ化合物の量はアルカリ化合物の種類に応じて異なるが、例えば、パルプ絶乾質量に対して1〜10質量%の範囲内とされる。   Among the above alkali compounds, sodium hydroxide and potassium hydroxide are preferable because the cationization reaction is more likely to occur and the cost is low. Although the quantity of an alkali compound changes according to the kind of alkali compound, it shall be in the range of 1-10 mass% with respect to a pulp absolute dry mass, for example.

カチオン化剤およびアルカリ化合物は、パルプに容易に添加できることから、溶液化することが好ましい。溶液化する場合に使用す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。   Since the cationizing agent and the alkali compound can be easily added to the pulp, it is preferable to form a solution. The solvent used for the 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.

本製造方法では、カチオン化反応開始時のパルプ絶乾質量1gあたりの溶媒物質量を5〜150mmolにすることが好ましい。該溶媒の物質量は、5〜80mmolにすることがより好ましく、5〜60mmolにすることがさらに好ましい。カチオン化反応時のパルプの含有量を前記範囲にするためには、例えば、含有量が高い(すなわち、水分が少ない)パルプを用いればよい。また、カチオン化剤およびアルカリ化合物の溶液に含まれる溶媒量を少なくすることが好ましい。   In this production method, it is preferable that the solvent substance amount per 1 g of the pulp dry mass at the start of the cationization reaction is 5 to 150 mmol. The substance amount of the solvent is more preferably 5 to 80 mmol, and further preferably 5 to 60 mmol. In order to bring the pulp content during the cationization reaction into the above range, for example, a pulp having a high content (that is, having a low water content) may be used. Moreover, it is preferable to reduce the amount of solvent contained in the solution of the cationizing agent and the alkali compound.

カチオン化工程における反応温度は、20〜200℃の範囲内であることが好ましく、40〜100℃の範囲内であることがより好ましい。反応温度が前記下限値以上であれば、充分な反応性が得られ、前記上限値以下であれば、反応を容易に制御できる。また、反応後のパルプの着色を抑える効果もある。カチオン化反応の時間は、パルプやカチオン化剤の種類、パルプ含有量、反応温度等によって異なるが、通常、0.5〜3時間の範囲内である。   The reaction temperature in the cationization step is preferably in the range of 20 to 200 ° C, more preferably in the range of 40 to 100 ° C. If the reaction temperature is not less than the lower limit, sufficient reactivity can be obtained, and if the reaction temperature is not more than the upper limit, the reaction can be easily controlled. In addition, there is an effect of suppressing coloring of the pulp after the reaction. The time of the cationization reaction varies depending on the type of pulp and cationizing agent, pulp content, reaction temperature, etc., but is usually in the range of 0.5 to 3 hours.

カチオン化反応は密閉系で行ってもよいし、開放系で行っても構わない。また、反応中に溶媒を蒸散させ、反応終了時のパルプ絶乾質量1gあたりの溶媒物質量が反応開始時に比べて低くなっても構わない。   The cationization reaction may be performed in a closed system or an open system. Further, the solvent may be evaporated during the reaction, and the amount of the solvent substance per 1 g of the pulp dry mass at the end of the reaction may be lower than that at the start of the reaction.

繊維原料に置換基を導入することにより溶液中における繊維の分散性が向上し、解繊効率を高めることができる。   By introducing a substituent into the fiber raw material, the dispersibility of the fiber in the solution can be improved, and the fibrillation efficiency can be increased.

<酸処理または塩基処理>
必要に応じ、繊維原料にイオン性置換基を導入して、イオン性置換基導入繊維を得る工程の後であって、イオン性置換基を有機イオンで処理する工程の前に、アニオン性置換基を有する繊維に対しては酸処理を、カチオン性置換基を有する繊維に対しては塩基処理を行うことができる。酸処理に用いられる酸は、導入されたアニオン性置換基以上の電離度を有する酸を用いることが好ましいが、特に限定されない。酸処理は、例えば、塩酸、硝酸および硫酸からなる群より選択される1種または2種以上を用いて行うことができる。また塩基処理に用いられる塩基は、導入されたカチオン性置換基以上の電離度を有する塩基を用いることが好ましいが、特に限定されない。塩基処理は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウムおよび水酸化カルシウムからなる群より選択される1種または2種以上を用いて行うことができる。このような処理より、導入されたイオン性置換基が十分にH型またはOH型となり、有機イオンを、イオン性置換基に対してより容易に付加させることが可能となる。
<Acid treatment or base treatment>
If necessary, after the step of introducing an ionic substituent into the fiber raw material to obtain an ionic substituent-introduced fiber, before the step of treating the ionic substituent with an organic ion, an anionic substituent An acid treatment can be performed on fibers having a base, and a base treatment can be performed on fibers having a cationic substituent. The acid used for the acid treatment is preferably an acid having an ionization degree equal to or higher than the introduced anionic substituent, but is not particularly limited. The acid treatment can be performed using, for example, one or more selected from the group consisting of hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid. The base used for the base treatment is preferably a base having an ionization degree equal to or higher than the introduced cationic substituent, but is not particularly limited. The base treatment can be performed using, for example, one or more selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, and calcium hydroxide. By such treatment, the introduced ionic substituent becomes sufficiently H-type or OH-type, and organic ions can be added to the ionic substituent more easily.

酸処理または塩基処理の方法は、例えば、酸溶液または塩基溶液中に、イオン性置換基導入繊維を浸漬することにより実施できる。酸溶液または塩基溶液における溶媒は、水および有機溶媒の少なくとも一方を用いることができる。極性のあるもの(水、アルコール等の極性有機溶剤)が好ましく、水を含む水系溶媒がより好ましい。酸溶液の特に好ましい例は塩酸であり、塩基溶液の特に好ましい例は水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリウム水溶液である。   The acid treatment or base treatment method can be carried out, for example, by immersing the ionic substituent-introduced fiber in an acid solution or a base solution. As the solvent in the acid solution or the base solution, at least one of water and an organic solvent can be used. A polar one (polar organic solvent such as water or alcohol) is preferable, and an aqueous solvent containing water is more preferable. A particularly preferred example of the acid solution is hydrochloric acid, and a particularly preferred example of the base solution is an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous potassium hydroxide solution.

酸処理の場合、酸溶液の25℃におけるpHは、適宜とすることができるが、4以下であることが好ましく、3.5以下であることがより好ましく、3以下であることがさらに好ましい。塩基処理の場合、塩基溶液の25℃におけるpHは、適宜とすることができるが、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以上であることがさらに好ましい。   In the case of acid treatment, the pH of the acid solution at 25 ° C. can be appropriately determined, but is preferably 4 or less, more preferably 3.5 or less, and even more preferably 3 or less. In the case of the base treatment, the pH of the base solution at 25 ° C. can be appropriately determined, but is preferably 9 or more, more preferably 10 or more, and further preferably 11 or more.

酸または塩基の使用量を減らすために、酸処理または塩基処理工程の前に、イオン性置換基を有する繊維を洗浄してもよい。洗浄には、水および有機溶剤の少なくとも一方を用いることができる。また、酸処理または塩基処理後に、処理済みのイオン性置換基を有する繊維を、水および有機溶剤の少なくとも一方で洗浄してもよい。いずれの場合も、洗浄操作は繰り返し行うことができる。   In order to reduce the amount of acid or base used, the fibers having ionic substituents may be washed before the acid treatment or base treatment step. For washing, at least one of water and an organic solvent can be used. Further, after the acid treatment or the base treatment, the treated fiber having an ionic substituent may be washed with at least one of water and an organic solvent. In either case, the washing operation can be repeated.

[工程(2):イオン性置換基導入繊維を微細化処理して、イオン性置換基導入微細繊維を得る工程]
微細化(解繊)処理に際し、繊維は溶媒に分散される。溶媒の種類は、微細化(解繊ということもある。)処理が適切に行える限り特に限定されないが、水系溶媒(水、または水と有機溶媒を混合したもの)を使用することができる。有機溶媒としては、例えば、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が挙げられる。さらにアセトン、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。有機溶媒は、1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。
[Step (2): Step of obtaining an ionic substituent-introduced fine fiber by refining the ionic substituent-introduced fiber]
During the refinement (defibration) process, the fibers are dispersed in a solvent. The type of the solvent is not particularly limited as long as it can be appropriately refined (sometimes referred to as defibration), but an aqueous solvent (water or a mixture of water and an organic solvent) can be used. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, and tbutyl alcohol. Further, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone (MEK), ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran (THF), dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc) and the like can be mentioned. Only one organic solvent may be used, or two or more organic solvents may be used.

分散濃度は、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。含有量が前記下限値以上であれば、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からである。   The dispersion concentration is preferably from 0.1 to 20% by mass, and more preferably from 0.5 to 10% by mass. This is because if the content is equal to or higher than the lower limit, the processing efficiency is improved, and if the content is equal to or lower than the upper limit, blockage in the defibrating apparatus can be prevented.

解繊処理装置としては特に限定されない。例えば、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、クレアミックス、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が挙げられる。また、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、ビーター等、湿式粉砕する装置等を適宜使用することができる。   The defibrating apparatus is not particularly limited. Examples include a high-speed defibrator, a grinder (stone mortar-type pulverizer), a high-pressure homogenizer, an ultra-high-pressure homogenizer, a CLEARMIX, a high-pressure collision-type pulverizer, a ball mill, a bead mill, a disk refiner, and a conical refiner. In addition, a wet pulverizing apparatus such as a twin-screw kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, and a beater can be used as appropriate.

微細化処理は、所望の平均繊維径の繊維が得られるまで行う。微細化処理により、微細繊維の分散液(スラリー)が得られる。得られた微細繊維の分散液は、繊維幅が1000nmを超える繊維を含んでいてもよいが、繊維幅が1000nmを超える繊維を含まないほうが好ましい。ここでの微細繊維の濃度は、例えば0.1〜20質量%であり、また0.5〜10質量%であり得る。   The refinement process is performed until fibers having a desired average fiber diameter are obtained. A fine fiber dispersion (slurry) is obtained by the refining treatment. The obtained fine fiber dispersion may contain fibers having a fiber width of more than 1000 nm, but preferably does not contain fibers having a fiber width of more than 1000 nm. The density | concentration of a fine fiber here is 0.1-20 mass%, for example, and may be 0.5-10 mass%.

[イオン性置換基を有機イオンで処理する工程]
本発明では、工程(3)の前に、イオン性置換基を有機イオンで処理する。
[Process of treating ionic substituent with organic ion]
In the present invention, the ionic substituent is treated with an organic ion before the step (3).

この工程は、工程(2)の微細化処理の前に行ってもよい。具体的には、微細化処理前の繊維の分散液に、有機イオンを投入する。この態様は、有機イオンの洗浄負荷が低く、洗浄により余剰の有機イオンを十分に除去できるという利点がある。また、余剰の有機イオンが十分に除去できることから、得られるシートの透明性がより高くなるというメリットがある。   This step may be performed before the miniaturization treatment in step (2). Specifically, organic ions are introduced into the fiber dispersion before the micronization treatment. This aspect has an advantage that the washing load of organic ions is low, and surplus organic ions can be sufficiently removed by washing. In addition, since excess organic ions can be sufficiently removed, there is an advantage that the transparency of the obtained sheet becomes higher.

この工程は、工程(2)の微細化処理の後に行うこともできる。具体的には微細化処理後の微細繊維の分散液に、有機イオンを投入する。この態様により、多種類の微細有機イオンを導入することができる。   This process can also be performed after the miniaturization process of a process (2). Specifically, organic ions are introduced into the fine fiber dispersion after the refinement treatment. According to this aspect, many kinds of fine organic ions can be introduced.

有機イオンによる処理の方法は、繊維のイオン性置換基と有機イオンとがイオン対を形成可能であれば、特に限定されない。典型的には、微細化処理前の繊維または微細繊維の分散液に、有機イオン源である化合物の水溶液を添加することにより行われる。用いる水溶液の濃度は、化合物の水への溶解性にも拠るが、0.1質量%以上とすることができ、1.0質量%以上であることが好ましく、5.0質量%以上であることがより好ましい。上限値は、経済的な観点から定めてもよいが、シートの透明性を確保するとの観点からは、40質量%以下であることが好ましく、35質量%以下であることがより好ましい。使用される有機イオンの量は、シートに導入されているイオン性置換基の多くとイオン対を形成可能な量であることが好ましい。例えば、導入置換基が有するイオン性置換基の、少なくとも50%以上、好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上がイオン対を形成可能な量で、用いることができる。   The method of treatment with organic ions is not particularly limited as long as the ionic substituent of the fiber and the organic ions can form an ion pair. Typically, it is carried out by adding an aqueous solution of a compound that is an organic ion source to a fiber before dispersion or a dispersion of fine fibers. The concentration of the aqueous solution used depends on the solubility of the compound in water, but can be 0.1% by mass or more, preferably 1.0% by mass or more, and more preferably 5.0% by mass or more. It is more preferable. The upper limit value may be determined from an economical viewpoint, but is preferably 40% by mass or less, and more preferably 35% by mass or less from the viewpoint of ensuring the transparency of the sheet. The amount of organic ions used is preferably an amount capable of forming ion pairs with many of the ionic substituents introduced into the sheet. For example, at least 50% or more, preferably 60% or more, more preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and more preferably 90% or more of the ionic substituents of the introduced substituent can form ion pairs. Can be used in any amount.

有機イオンによる処理の後、必要に応じ、洗浄を行うことができる。洗浄は、水または水系溶媒、好ましくは水で行うことができる。   After the treatment with organic ions, washing can be performed as necessary. Washing can be performed with water or an aqueous solvent, preferably water.

有機イオンでの処理により、有機イオンと繊維上のイオン性置換基とがイオン対を形成し、シート形成時の微細繊維の凝集が抑制されると考えられる。それにより、シートのシワ・割れの発生が抑えられると考えられる。さらに、シートの乾燥を、より高温・短時間で行うことができると考えられる。   By treatment with organic ions, it is considered that organic ions and ionic substituents on the fibers form ion pairs, and aggregation of fine fibers during sheet formation is suppressed. As a result, the occurrence of wrinkling and cracking of the sheet is considered to be suppressed. Furthermore, it is considered that the sheet can be dried at a higher temperature and in a shorter time.

[工程(3):有機イオンで処理されたイオン性置換基導入微細繊維からシートを調製する工程]
微細化処理により得られた微細繊維の分散液(スラリー)から、シートを調製する。シートの調製方法は、特に限定されないが、典型的には下記の抄紙法、塗工法等に拠ることができる。
[Step (3): Step of preparing a sheet from ionic substituent-introduced fine fibers treated with organic ions]
A sheet is prepared from a dispersion (slurry) of fine fibers obtained by the refinement treatment. The method for preparing the sheet is not particularly limited, but can typically be based on the following papermaking method, coating method, or the like.

<抄紙法>
微細繊維含有スラリーを通常の抄紙で用いられる長網式、円網式、傾斜式等の連続抄紙機のほか、これらを組み合わせた多層抄き合わせ抄紙機、さらに手抄き等公知の抄紙方法で抄紙され、一般の紙と同様の方法でシート化することが可能である。つまり、微細繊維含有スラリーをワイヤー上で濾過、脱水して湿紙状態のシートを得た後、プレス、乾燥することでシートを得ることが可能である。スラリーの濃度は特に限定されないが、0.05〜5質量%が好ましく、濃度が低すぎると濾過に膨大な時間がかかり、逆に濃度が高すぎると均一なシートが得られないため好ましくない。スラリーを濾過、脱水する場合、濾過時の濾布としては特に限定されないが、微細繊維は通過せず、かつ濾過速度が遅くなりすぎないことが重要である。このような濾布としては特に限定されないが、有機ポリマーからなるシート、織物、多孔膜が好ましい。有機ポリマーとしては特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のような非セルロース系の有機ポリマーが好ましい。具体的には孔径0.1〜20μm、例えば1μmのポリテトラフルオロエチレンの多孔膜、孔径0.1〜20μm、例えば1μmのポリエチレンテレフタレートやポリエチレンの織物等が挙げられるが、特に限定されない。
<Papermaking method>
In addition to continuous paper machines such as long-mesh type, circular net type, and inclined type, which use fine fiber-containing slurry for ordinary paper making, multi-layered paper making machines combining these, and well-known paper making methods such as hand-making Paper is made and can be made into a sheet in the same manner as ordinary paper. That is, it is possible to obtain a sheet by filtering and dewatering the fine fiber-containing slurry on a wire to obtain a wet paper sheet, followed by pressing and drying. The concentration of the slurry is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 5% by mass. If the concentration is too low, filtration takes a long time. Conversely, if the concentration is too high, a uniform sheet cannot be obtained, which is not preferable. When the slurry is filtered and dehydrated, the filter cloth at the time of filtration is not particularly limited, but it is important that the fine fibers do not pass and the filtration rate is not too slow. Although it does not specifically limit as such a filter cloth, The sheet | seat, fabric, and porous film which consist of organic polymers are preferable. The organic polymer is not particularly limited, but non-cellulosic organic polymers such as polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE) and the like are preferable. Specific examples include a porous film of polytetrafluoroethylene having a pore diameter of 0.1 to 20 μm, for example, 1 μm, and polyethylene terephthalate or polyethylene fabric having a pore diameter of 0.1 to 20 μm, for example, 1 μm, but are not particularly limited.

<塗工法>
塗工法は、微細繊維含有スラリーを基材上に塗工し、これを乾燥して形成された微細繊維含有層を基材から剥離することにより、シートを得る方法である。塗工装置と長尺の基材を用いることで、シートを連続的に生産することができる。基材の質は、特に限定されないが、微細繊維含有スラリーに対する濡れ性が高いものの方が乾燥時のシートの収縮等を抑制することができて良いが、乾燥後に形成されたシートが容易に剥離できるものを選択することが好ましい。中でも樹脂板または金属板が好ましいが、特に限定されない。その中で、適当なものを単独、または積層して使用するのが好適である。例えばアクリル板、ポリエチレンテレフタレート板、塩化ビニル板、ポリスチレン板、ポリ塩化ビニリデン板等の樹脂板や、アルミ板、亜鉛版、銅版、鉄板等の金属板および、それらの表面を酸化処理したもの、ステンレス板、真ちゅう板等を用いることができるが、特に限定されない。微細繊維含有スラリーを基材上に塗工するには、上記基材に所定のスラリー量を塗工することが可能な各種コーターを使用すれば良い。特に限定されないが、例えば、ロールコーター、グラビアコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、エアドクターコーター等が使用できるが、中でもダイコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、エアドクターコーター等の塗工方式によるものが均一な塗工には有効である。なお後述するように、シートを積層体とする場合等においては、基材からの剥離は行わなくてもよい場合がある。
<Coating method>
The coating method is a method of obtaining a sheet by coating a fine fiber-containing slurry on a base material and drying the slurry to peel the fine fiber-containing layer formed from the base material. By using a coating apparatus and a long base material, sheets can be continuously produced. The quality of the base material is not particularly limited, but the one having higher wettability to the fine fiber-containing slurry may be able to suppress the shrinkage of the sheet during drying, but the sheet formed after drying is more easily peeled off It is preferable to select what can be done. Among them, a resin plate or a metal plate is preferable, but is not particularly limited. Among them, suitable ones are preferably used alone or laminated. For example, resin plates such as acrylic plates, polyethylene terephthalate plates, vinyl chloride plates, polystyrene plates, polyvinylidene chloride plates, metal plates such as aluminum plates, zinc plates, copper plates, iron plates, etc., and those whose surfaces are oxidized, stainless steel Although a board, a brass board, etc. can be used, it is not specifically limited. In order to apply the fine fiber-containing slurry onto the base material, various coaters that can apply a predetermined amount of slurry to the base material may be used. Although not particularly limited, for example, a roll coater, a gravure coater, a die coater, a curtain coater, a spray coater, a blade coater, a rod coater, an air doctor coater, etc. can be used, among which a die coater, curtain coater, spray coater, air doctor coater can be used. A coating method such as the above is effective for uniform coating. As will be described later, when a sheet is used as a laminate, it may not be necessary to peel off the substrate.

<シート厚み>
調製されるシートの厚みには特に限定されず、用途に応じて適宜とすることができ、シートの仕上がり坪量または厚さに基づき、スラリー量を計量して、抄紙または塗工等を行うことができる。
<Sheet thickness>
The thickness of the sheet to be prepared is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the application. Based on the finished basis weight or thickness of the sheet, the amount of slurry is measured, and papermaking or coating is performed. Can do.

<脱水、乾燥>
抄紙または塗工等された後、必要に応じ、脱水および乾燥の少なくとも一方が行われ、シート化される。なお、脱水、乾燥は、後の工程(4)で、有機イオンを低減するために、所定の水溶液での処理が行われることから、ある程度まで水分が除去されるまで行うことができ、通常の最終物としてのシートを得る場合のようにまで完全には行わなくてもよいと考えられる。脱水方法としては特に限定されないが、紙の製造で通常に使用している脱水方法が挙げられ、長網、円網、傾斜ワイヤーなどで脱水した後、ロールプレスで脱水する方法が好ましい。また、乾燥方法としては特に限定されないが、紙の製造で用いられている方法が挙げられ、例えば、シリンダードライヤー、ヤンキードライヤー、熱風乾燥、赤外線ヒーターなどの方法が好ましい。
<Dehydration and drying>
After papermaking or coating, if necessary, at least one of dehydration and drying is performed to form a sheet. In addition, since dehydration and drying are performed with a predetermined aqueous solution in order to reduce organic ions in the subsequent step (4), the dehydration and drying can be performed until moisture is removed to some extent. It is considered that it does not have to be performed completely as in the case of obtaining a sheet as a final product. Although it does not specifically limit as a dehydration method, The dehydration method normally used by manufacture of paper is mentioned, The method of dehydrating with a roll press after dehydrating with a long net, a circular net, an inclined wire, etc. is preferable. Further, the drying method is not particularly limited, and examples thereof include methods used in paper production. For example, methods such as a cylinder dryer, a Yankee dryer, hot air drying, and an infrared heater are preferable.

乾燥方法としては、特に限定されないが、非接触の乾燥方法でも、シートを拘束しながら乾燥する方法の何れでもよく、これらを組み合わせてもよい。   Although it does not specifically limit as a drying method, Either a non-contact drying method or the method of drying while restraining a sheet | seat may be sufficient, and these may be combined.

非接触の乾燥方法としては、特に限定されないが、熱風、赤外線、遠赤外線または近赤外線により加熱して乾燥する方法(加熱乾燥法)、真空にして乾燥する方法(真空乾燥法)を適用することができる。加熱乾燥法と真空乾燥法を組み合わせてもよいが、通常は、加熱乾燥法が適用される。赤外線、遠赤外線または近赤外線による乾燥は、赤外線装置、遠赤外線装置または近赤外線装置を用いて行うことができるが、特に限定されない。加熱乾燥法における加熱温度は特に限定されないが、40〜120℃とすることが好ましく、40〜105℃とすることがより好ましい。加熱温度を前記下限値以上とすれば、分散媒を速やかに揮発させることができ、前記上限値以下であれば、加熱に要するコストの抑制および微細繊維の熱による変色を抑制できる。   The non-contact drying method is not particularly limited, but a method of drying by heating with hot air, infrared rays, far infrared rays or near infrared rays (heating drying method) or a method of drying in vacuum (vacuum drying method) is applied. Can do. Although the heat drying method and the vacuum drying method may be combined, the heat drying method is usually applied. Although drying by infrared rays, far infrared rays, or near infrared rays can be performed using an infrared device, a far infrared device, or a near infrared device, it is not particularly limited. Although the heating temperature in a heat drying method is not specifically limited, It is preferable to set it as 40-120 degreeC, and it is more preferable to set it as 40-105 degreeC. If the heating temperature is at least the lower limit value, the dispersion medium can be volatilized quickly, and if it is at most the upper limit value, the cost required for heating and the discoloration due to the heat of the fine fibers can be suppressed.

(他の繊維)
シートの調製に際し、特に限定されないが、前記微細繊維と前記微細繊維以外の繊維(以下、「追加繊維」という)を少なくとも1種以上混合して調製することもできる。追加繊維としては、例えば、無機繊維、有機繊維、合成繊維等、半合成繊維、再生繊維が挙げられるが、特に限定されない。無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、岩石繊維、金属繊維等が挙げられるがこれらに限定されない。有機繊維としては、例えば、セルロース、炭素繊維、パルプ、キチン、キトサン等の天然物由来の繊維等が挙げられるがこれらに限定されない。合成繊維としては、例えば、ナイロン、ビニロン、ビニリデン、ポリエステル、ポリオレフィン(例えばポリエチレン、ポリプロピレンなど)、ポリウレタン、アクリル、ポリ塩化ビニル、アラミド等が挙げられるがこれらに限定されない。半合成繊維としては、アセテート、トリアセテート、プロミックス等が挙げられるがこれらに限定されない。再生繊維としては、例えば、レーヨン、キュプラ、ポリノジックレーヨン、リヨセル、テンセル等が挙げられるがこれらに限定されない。追加繊維は、必要に応じて化学的処理、解繊処理等の処理を施すことができる。
(Other fibers)
In preparing the sheet, although not particularly limited, the sheet can be prepared by mixing at least one kind of the fine fibers and fibers other than the fine fibers (hereinafter referred to as “additional fibers”). Examples of the additional fiber include inorganic fiber, organic fiber, synthetic fiber, semi-synthetic fiber, and recycled fiber, but are not particularly limited. Examples of inorganic fibers include, but are not limited to, glass fibers, rock fibers, and metal fibers. Examples of organic fibers include, but are not limited to, fibers derived from natural products such as cellulose, carbon fibers, pulp, chitin, and chitosan. Examples of synthetic fibers include, but are not limited to, nylon, vinylon, vinylidene, polyester, polyolefin (for example, polyethylene, polypropylene, etc.), polyurethane, acrylic, polyvinyl chloride, aramid, and the like. Semi-synthetic fibers include but are not limited to acetate, triacetate, promix and the like. Examples of the regenerated fiber include, but are not limited to, rayon, cupra, polynosic rayon, lyocell, and tencel. The additional fibers can be subjected to treatment such as chemical treatment and defibration treatment as necessary.

混合は、特に限定されないが、例えば抄紙、または塗工前において、微細繊維含有スラリーに他の繊維を添加することによって行うことができる。追加繊維に化学的処理、解繊処理等の処理を施す場合、微細繊維と混合してから化学的処理、解繊処理等の処理を施すこともできるし、追加繊維に化学的処理、解繊処理等の処理を施してから微細繊維と混合することもできる。同程度の平均繊維径を有するもの同士の混合は、均一に混合することがより容易となる点で好ましい。   Although mixing is not specifically limited, For example, before papermaking or coating, it can be performed by adding other fibers to the fine fiber-containing slurry. When the additional fiber is subjected to chemical treatment, defibrating treatment, etc., it can be mixed with fine fibers and then subjected to chemical treatment, defibrating treatment, etc., and the additional fiber can be chemically treated, defibrated. It can also be mixed with fine fibers after being treated. Mixing those having the same average fiber diameter is preferable in that it is easier to mix uniformly.

追加繊維を混合する場合、微細繊維と追加繊維の合計量における追加繊維の添加量は特に限定されないが、好ましくは50質量%以下であり、より好ましくは40質量%以下であり、さらに好ましくは30質量%以下である。特に好ましくは20質量%以下である。   When the additional fiber is mixed, the addition amount of the additional fiber in the total amount of the fine fiber and the additional fiber is not particularly limited, but is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and further preferably 30%. It is below mass%. Especially preferably, it is 20 mass% or less.

また、シートの調製に際し、親水性高分子を添加してもよい。親水性高分子としては、例えば、ポリエチレングリコール、セルロース誘導体(ヒドロキシエチルセルロース,カルボキシエチルセルロース,カルボキシメチルセルロース等)、カゼイン、デキストリン、澱粉、変性澱粉、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール(アセトアセチル化ポリビニルアルコール等)、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸塩類、ポリアクリルアミド、アクリル酸アルキルエステル共重合体、ウレタン系共重合体などを挙げることができるが、特に限定されない。   Moreover, you may add a hydrophilic polymer in the case of preparation of a sheet | seat. Examples of hydrophilic polymers include polyethylene glycol, cellulose derivatives (hydroxyethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, etc.), casein, dextrin, starch, modified starch, polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol (acetoacetylated polyvinyl alcohol, etc.), Polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl methyl ether, polyacrylic acid salts, polyacrylamide, acrylic acid alkyl ester copolymer, urethane copolymer and the like can be mentioned, but are not particularly limited.

また親水性高分子の代わりに親水性の低分子化合物を用いることもできる。親水性の低分子化合物としては、グリセリン、エリトリトール、キシリトール、ソルビトール、ガラクチトール、マンニトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコールなどを挙げることができるが、特に限定されない。   A hydrophilic low molecular weight compound can also be used in place of the hydrophilic polymer. Examples of hydrophilic low molecular weight compounds include, but are not limited to, glycerin, erythritol, xylitol, sorbitol, galactitol, mannitol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, and butylene glycol.

親水性高分子、または親水性の低分子化合物の混合は、特に限定されないが、例えば抄紙、または塗工前において、微細繊維含有スラリーに親水性高分子、または親水性の低分子化合物を添加することによって行うことができる。親水性高分子、または親水性の低分子化合物を添加する場合の添加量は、微細繊維の固形分100質量部に対し好ましくは1から200質量部、より好ましくは1から150質量部、さらに好ましくは2から120質量部、特に好ましくは3から100質量部であるが、特に限定されない。   The mixing of the hydrophilic polymer or the hydrophilic low molecular compound is not particularly limited. For example, the hydrophilic polymer or the hydrophilic low molecular compound is added to the fine fiber-containing slurry before papermaking or coating. Can be done. The addition amount in the case of adding a hydrophilic polymer or a hydrophilic low molecular weight compound is preferably 1 to 200 parts by mass, more preferably 1 to 150 parts by mass, further preferably 100 parts by mass of the solid content of the fine fiber. Is 2 to 120 parts by mass, particularly preferably 3 to 100 parts by mass, but is not particularly limited.

[工程(4):シートに含有される有機イオンを低減する工程]
本発明においては、工程(3)の後に、シートに含有される有機イオンを低減する工程を含む。有機イオンを低減する方法は、所望の程度まで有機イオンを低減できる限り、特に限定されない。例えば、有機イオンとイオン対を形成しているイオン性置換基ごと脱離させる方法(イオン性置換基の脱離)により、または有機イオンを別のイオンに交換する方法(対イオン交換)により、行うことができる。
[Step (4): Step of reducing organic ions contained in sheet]
In this invention, the process of reducing the organic ion contained in a sheet | seat is included after a process (3). The method for reducing the organic ions is not particularly limited as long as the organic ions can be reduced to a desired level. For example, by desorbing the ionic substituent that forms an ion pair with the organic ion (desorption of the ionic substituent) or by replacing the organic ion with another ion (counter ion exchange), It can be carried out.

<イオン性置換基の脱離>
導入されたイオン性置換基の全部または一部を脱離させることにより、シートから有機イオンを除去することができる。脱離は、工程(3)で得られたシートを水およびアルコールの少なくとも一方で処理することにより行うことができる。アルコールには、多価アルコールが含まれ、多価アルコールを用いる場合、脱離は、シートを多価アルコールで煮沸することで達成でき、またシートを多価アルコールの蒸気で処理することでも達成できる。水および沸点の低いアルコールの少なくとも一方を用いる場合、脱離は、シートを多価アルコール蒸気で処理することで達成できる。
<Elimination of ionic substituent>
By removing all or part of the introduced ionic substituent, organic ions can be removed from the sheet. Desorption can be performed by treating the sheet obtained in step (3) with at least one of water and alcohol. Alcohols include polyhydric alcohols, and when polyhydric alcohols are used, desorption can be achieved by boiling the sheet with polyhydric alcohol and can also be accomplished by treating the sheet with polyhydric alcohol vapor. . When at least one of water and a low-boiling alcohol is used, desorption can be achieved by treating the sheet with polyhydric alcohol vapor.

(多価アルコール煮沸法)
本発明の好ましい態様の一つにおいては、工程(4)で置換基を脱離させるに際しては、シートを多価アルコールにより煮沸処理する。多価アルコールとは、アルコールのうち2以上のOH基を有するものをいう。多価アルコールを用いる場合、OH/C比率が0.15以上のものを用いることが好ましい。より好ましくは0.2以上であるものを用いる。「OH/C比率」とは、分子に含まれる炭素(C)原子あたりのOH基の個数をいい、例えば、エチレングリコール(C262)のOH/C比率は1であり、ジエチレングリコール(C4103)のOH/C比率は0.67である。
(Polyhydric alcohol boiling method)
In one of the preferred embodiments of the present invention, when the substituent is eliminated in the step (4), the sheet is boiled with a polyhydric alcohol. A polyhydric alcohol means what has two or more OH groups among alcohol. When using a polyhydric alcohol, it is preferable to use a OH / C ratio of 0.15 or more. More preferably, 0.2 or more is used. “OH / C ratio” refers to the number of OH groups per carbon (C) atom contained in a molecule. For example, ethylene glycol (C 2 H 6 O 2 ) has an OH / C ratio of 1, and diethylene glycol. The OH / C ratio of (C 4 H 10 O 3 ) is 0.67.

多価アルコールであってOH/C比率が0.2以上であるものの例は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール(1,2−プロパンジオール)、グリセリン(グリセロール、1,2,3−プロパントリオール)、ペンタンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、糖アルコール(例えば、ソルビトール、ラクチトール、マルチトール、マンニトール、キシリトール)が挙げられる。   Examples of polyhydric alcohols having an OH / C ratio of 0.2 or more are ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol (1,2-propanediol), glycerin (glycerol, 1,2,3-propanetriol) , Pentanediol, octanediol, decanediol, sugar alcohol (for example, sorbitol, lactitol, maltitol, mannitol, xylitol).

多価アルコールにより煮沸処理する場合の工程(4)における多価アルコールの使用量は、置換基の脱離を十分に行うことができる限り特に限定されないが、シート質量に基づき、適宜決定することができる。いずれのアルコールを用いる場合も、例えば、シート1質量部に対し、アルコール1〜100質量部を用いることができる。シート1質量部に対するアルコールの使用量が1質量部より少ないと、脱離を十分に行うことができない場合がある。   The amount of polyhydric alcohol used in step (4) in the case of boiling with polyhydric alcohol is not particularly limited as long as it can sufficiently remove the substituent, but can be appropriately determined based on the sheet mass. it can. Also when using any alcohol, 1-100 mass parts of alcohol can be used with respect to 1 mass part of sheet | seats, for example. If the amount of alcohol used relative to 1 part by mass of the sheet is less than 1 part by mass, desorption may not be performed sufficiently.

煮沸処理の温度は、置換基の脱離を十分に行うことができる限り特に限定されないが、140℃以上とすることができ、160℃以上が好ましく、170℃以上がより好ましい。ただし、繊維原料の分解が抑えられる温度を選択することが好ましく、特に限定されないが、例えば繊維原料としてセルロースを用いた場合は250℃以下、さらに好ましくは200℃以下である。また、加熱の際には適宜、酸または塩基などの添加剤を加えてもよい。   The temperature of the boiling treatment is not particularly limited as long as the substituent can be sufficiently eliminated, but it can be 140 ° C. or higher, preferably 160 ° C. or higher, and more preferably 170 ° C. or higher. However, it is preferable to select a temperature at which decomposition of the fiber raw material is suppressed, and the temperature is not particularly limited. Moreover, you may add additives, such as an acid or a base, in the case of a heating suitably.

煮沸処理の時間は、置換基の脱離を十分に行うことができる限り特に限定されないが、例えばアルコールとしてOH/C比率が1の多価アルコールであるグリセリンを用い、180℃で実施する場合は、10〜120分とすることができ、15〜90分が好ましく、15〜60分がより好ましい。他のアルコールを用いた場合も同様とすることができる。   The time for the boiling treatment is not particularly limited as long as the elimination of the substituent can be sufficiently performed. For example, when glycerin, which is a polyhydric alcohol having an OH / C ratio of 1, is used as the alcohol, 10 to 120 minutes, preferably 15 to 90 minutes, and more preferably 15 to 60 minutes. The same applies when other alcohols are used.

(蒸気法)
工程(4)で置換基を脱離させるに際しては、蒸気を使用してもよい。蒸気の種類は、特に限定されず、OH基を有する物質の蒸気であれは、導入した置換基の脱離を行うことができると考えられる。置換基を脱離する能力が高いという観点からは、蒸気は、水蒸気およびアルコール蒸気の少なくとも一方であることが好ましい。アルコールの例として、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、イソブチルアルコール、およびt−ブタノール、ならびに上述の多価アルコールを挙げることができる。特に好ましい蒸気の例の一つは、水蒸気である。水蒸気は、水やメタノール、エタノール、プロパノール等の低級アルコール、好ましくは炭素数1以上6以下、より好ましくは炭素数1以上3以下のアルコール;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の炭素数3以上6以下のケトン;直鎖または分岐状の炭素数1以上6以下の飽和炭化水素または不飽和炭化水素;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素を含んでいてもよい。
(Steam method)
Vapor may be used when the substituent is eliminated in step (4). The type of the vapor is not particularly limited, and it is considered that the introduced substituent can be eliminated if the vapor is a substance having an OH group. From the viewpoint of high ability to remove a substituent, the vapor is preferably at least one of water vapor and alcohol vapor. Examples of alcohols include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutyl alcohol, and t-butanol, and the polyhydric alcohols described above. One particularly preferred example of steam is steam. Water vapor is lower alcohol such as water, methanol, ethanol, propanol, etc., preferably an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms; 3 to 6 carbon atoms such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc. The following ketones; linear or branched saturated hydrocarbons or unsaturated hydrocarbons having 1 to 6 carbon atoms; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene may be included.

工程(4)における蒸気による処理は、特に限定されないが、シートを、加圧蒸気(加圧された飽和蒸気)または過熱蒸気に接触させることにより、実施することができる。   The treatment with steam in the step (4) is not particularly limited, but can be performed by bringing the sheet into contact with pressurized steam (pressurized saturated steam) or superheated steam.

加圧蒸気による処理は、例えば従来技術のオートクレーブを使用することができる。一般的なオートクレーブは、例えば円筒状の容器と該容器の上面開口を開閉する蓋とを有し、蓋には排気口、温度計、圧力計が設置され、容器の底部には排水バルブが設置されている。そして、このオートクレーブを使用するときは、先ず、排水バルブを閉めた状態で、容器内に水を入れ、さらに、容器内の水の上方にシートを設置し、蓋を閉める。その後、排気口を開け、容器を加熱していくと、当初は排気口から容器内の空気が出てくるが、次第に湯気が噴き出すようになる。容器内に水蒸気が充満した段階で、排気口を閉じ、その後、温度と圧力を調整しながら加熱を続ける。所定時間が経過した段階で、加熱を止め、冷却後、容器内のシートを取り出す。   For the treatment with pressurized steam, for example, a conventional autoclave can be used. A typical autoclave has, for example, a cylindrical container and a lid that opens and closes the upper surface opening of the container. An exhaust port, a thermometer, and a pressure gauge are installed on the lid, and a drain valve is installed on the bottom of the container. Has been. When using this autoclave, first, with the drain valve closed, water is poured into the container, and a sheet is placed above the water in the container, and the lid is closed. After that, when the exhaust port is opened and the container is heated, the air in the container comes out from the exhaust port initially, but steam gradually begins to spout out. When the container is filled with water vapor, the exhaust port is closed, and then heating is continued while adjusting the temperature and pressure. When the predetermined time has elapsed, heating is stopped, and after cooling, the sheet in the container is taken out.

工程(4)における加圧蒸気による処理は、例えば100℃〜250℃の温度範囲内で実施することができる。処理効率の観点から、100℃以上とすることができ、好ましくは120℃以上であり、より好ましくは140℃以上である。また、シートの着色防止の観点から、250℃以下とすることができ、好ましくは200℃以下であり、より好ましくは180℃以下である。   The treatment with pressurized steam in the step (4) can be performed within a temperature range of 100 ° C. to 250 ° C., for example. From the viewpoint of processing efficiency, it can be set to 100 ° C. or higher, preferably 120 ° C. or higher, and more preferably 140 ° C. or higher. Moreover, from a viewpoint of coloring prevention of a sheet | seat, it can be 250 degrees C or less, Preferably it is 200 degrees C or less, More preferably, it is 180 degrees C or less.

工程(4)における加圧蒸気による処理圧力は、好ましくは0.1MPa以上であり、より好ましくは0.5MPa以上であり、さらに好ましくは0.8MPa以上である。いずれの場合も、好ましくは30MPa以下であり、より好ましくは25MPa以下であり、さらに好ましくは20MPa以下であり、さらに好ましくは18MPa以下である。   The treatment pressure with pressurized steam in the step (4) is preferably 0.1 MPa or more, more preferably 0.5 MPa or more, and further preferably 0.8 MPa or more. In any case, it is preferably 30 MPa or less, more preferably 25 MPa or less, further preferably 20 MPa or less, and further preferably 18 MPa or less.

工程(4)における加圧蒸気による処理時間は、温度および圧力にも拠るが、所望の脱離が達成できるまで行うことができる。例えば、5分以上であり、好ましくは10分以上であり、より好ましくは30分以上である。いずれの場合も、処理時間は24時間以下とすることができ、好ましくは10時間以下とすることができ、さらに好ましくは3時間以下とすることができる。なお、処理時間とは、加熱温度に到達した時刻を0時間として、当該加熱温度を維持している時間を表すこととする。   The treatment time with the pressurized steam in the step (4) depends on the temperature and pressure, but can be carried out until the desired desorption can be achieved. For example, it is 5 minutes or more, preferably 10 minutes or more, more preferably 30 minutes or more. In any case, the treatment time can be 24 hours or less, preferably 10 hours or less, and more preferably 3 hours or less. The processing time represents the time during which the heating temperature is maintained, with the time when the heating temperature is reached as 0 hours.

過熱蒸気による処理は、例えばシートに過熱蒸気を吹きつけることにより行うことができる。過熱蒸気は、例えば、供給量が500g/m3〜600g/m3の範囲でノズルからシートに吹き付けられる。過熱蒸気の温度は、例えば1気圧で100℃〜160℃に制御することができる。この場合、過熱蒸気の供給時間は、4秒〜120秒とすることができ
る。
The treatment with superheated steam can be performed, for example, by spraying superheated steam on the sheet. Superheated steam, for example, the supply amount is sprayed from the nozzle to the sheet in the range of 500g / m 3 ~600g / m 3 . The temperature of the superheated steam can be controlled to 100 ° C. to 160 ° C. at 1 atmosphere, for example. In this case, the supply time of the superheated steam can be 4 seconds to 120 seconds.

<対イオン交換>
有機イオンは、適切な他のイオンとの対イオン交換により、シートから有機イオンを除去することができる。イオン性置換基がアニオン性である場合、交換される対イオンは、特に限定されないが、例えば水素イオン、アルカリ金属イオン、またはアルカリ土類金属イオンである。より具体的には、水素イオン、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン、ユウロピウムイオン、タリウムイオンまたはグアニジンイオンである。好ましい例は、ナトリウムイオン、カリウムイオンまたはカルシウムイオンである。イオン性置換基がカチオン性である場合、交換される対イオンは、特に限定されないが、例えばハロゲン化物イオン、またはアニオン性の多原子イオンである。より具体的には、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ素化物イオン、水酸化物イオン、シアン化物イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、リン酸二水素イオン、炭酸水素イオンである。好ましい例は、フッ化物イオン、塩化物イオンである。
<Counterion exchange>
Organic ions can be removed from the sheet by counter-ion exchange with other suitable ions. When the ionic substituent is anionic, the exchanged counter ion is not particularly limited, and is, for example, a hydrogen ion, an alkali metal ion, or an alkaline earth metal ion. More specifically, they are hydrogen ion, lithium ion, sodium ion, potassium ion, rubidium ion, cesium ion, calcium ion, strontium ion, barium ion, europium ion, thallium ion or guanidine ion. Preferred examples are sodium ion, potassium ion or calcium ion. When the ionic substituent is cationic, the exchanged counter ion is not particularly limited, but is, for example, a halide ion or an anionic polyatomic ion. More specifically, fluoride ions, chloride ions, bromide ions, iodide ions, hydroxide ions, cyanide ions, nitrate ions, nitrite ions, dihydrogen phosphate ions, and bicarbonate ions. Preferred examples are fluoride ion and chloride ion.

対イオン交換を行う前に、アニオン性置換基を有する繊維に対しては酸処理を、カチオン性置換基を有する繊維に対しては塩基処理を行うことができる。酸処理に用いられる酸は、アニオン性置換基以上の電離度を有する酸を用いることが好ましいが、特に限定されない。酸処理は、例えば、塩酸、硝酸および硫酸からなる群より選択される1種または2種以上を用いて行うことができる。また塩基処理に用いられる塩基は、カチオン性置換基以上の電離度を有する塩基を用いることが好ましいが、特に限定されない。塩基処理は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウムおよび水酸化カルシウムからなる群より選択される1種または2種以上を用いて行うことができる。このような処理より、イオン性置換基が十分にH型またはOH型となり、有機イオンに替わる対イオンを、イオン性置換基に対してより容易に付加させることが可能となる。酸処理または塩基処理の方法および条件は、上述の工程(1)における酸処理または塩基処理を参考にすることができる。   Prior to the counter ion exchange, the fiber having an anionic substituent can be subjected to an acid treatment, and the fiber having a cationic substituent can be subjected to a base treatment. The acid used for the acid treatment is preferably an acid having an ionization degree equal to or higher than an anionic substituent, but is not particularly limited. The acid treatment can be performed using, for example, one or more selected from the group consisting of hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid. The base used for the base treatment is preferably a base having an ionization degree equal to or higher than that of the cationic substituent, but is not particularly limited. The base treatment can be performed using, for example, one or more selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, and calcium hydroxide. By such treatment, the ionic substituent becomes sufficiently H-type or OH-type, and a counter ion in place of the organic ion can be more easily added to the ionic substituent. For the method and conditions of acid treatment or base treatment, the acid treatment or base treatment in step (1) described above can be referred to.

<シート化>
工程(4)は、所望の程度にまで有機イオンが低減されるまで行うことができる。イオン交換による処理の後、必要に応じ、洗浄、脱水・乾燥を行い、最終物としてのシートを得ることができる。洗浄は、水または水系溶媒、好ましくは水で行うことができる。脱水・乾燥は、工程(3)の項で説明した方法および条件で行うことができる。
<Sheet>
Step (4) can be performed until the organic ions are reduced to a desired level. After the treatment by ion exchange, if necessary, washing, dehydration and drying can be performed to obtain a final sheet. Washing can be performed with water or an aqueous solvent, preferably water. Dehydration and drying can be performed by the method and conditions described in the section of step (3).

本発明においては有機イオンによるシート化の際のシートのシワ・割れの発生を抑制できるとの利点を維持しつつ、シート化後にシートの強度に影響を与えるうる有機イオンを適切な程度にまで低減するので、強度においても優れたシートが製造できる。また、有機イオンが低減されていることにより、高温処理による着色が抑制される。   In the present invention, while maintaining the advantage of suppressing the occurrence of wrinkling and cracking of the sheet during sheet formation with organic ions, organic ions that can affect the strength of the sheet after sheet formation are reduced to an appropriate level. Therefore, a sheet excellent in strength can be produced. Moreover, coloring by high temperature processing is suppressed because organic ions are reduced.

3.シートの積層化、用途、その他
本発明のシートは、シート一層からなるものとして使用することもできるが、少なくとも一方の面に、有機層および無機層の少なくとも一方を形成し、積層体として用いることもできる。積層化により、水に対する耐性(耐水性、耐湿性、撥水性)をさらに付与することができる。無機層と有機層とを積層する場合、順番は特に限定されないが、基材シートの表面にまず有機層を積層することは、無機層を形成するための面を平滑にし、形成される無機層をより欠陥の少ないものとすることができる点で好ましい。また、有機層および無機層以外の他の構成層、例えば、上層の接着を容易にするための易接着層を含んでいてもよい。積層化に際しては、透明性が特に重視される用途に用いる場合は、シートの黄変を促進するような加熱工程やUV照射工程を含まないことが好ましい。積層化によって得られる積層体は、微細繊維含有シートからなる基材シート層の少なくとも一方の側に形成された、少なくとも1層の無機層と少なくとも1層の有機層とを含むことが好ましい。無機層、有機層等の層数は特に限定されない。フレキシブル性や透明性を維持しつつ、耐湿性を十分にするとの観点からは、片側について、例えば、無機層と有機層とを交互に2層〜15層積層することが好ましく、3層〜7層積層することがより好ましい。
3. Lamination of sheets, application, etc. The sheet of the present invention can be used as a single sheet, but at least one of an organic layer and an inorganic layer is formed on at least one surface and used as a laminate. You can also. By lamination, water resistance (water resistance, moisture resistance, water repellency) can be further imparted. When laminating the inorganic layer and the organic layer, the order is not particularly limited, but first laminating the organic layer on the surface of the base sheet smoothes the surface for forming the inorganic layer, and the formed inorganic layer Is preferable in that it can have fewer defects. In addition, other constituent layers other than the organic layer and the inorganic layer, for example, an easy adhesion layer for facilitating adhesion of the upper layer may be included. In the case of lamination, when used for applications in which transparency is particularly important, it is preferable not to include a heating step or a UV irradiation step that promotes yellowing of the sheet. It is preferable that the laminated body obtained by lamination includes at least one inorganic layer and at least one organic layer formed on at least one side of a base sheet layer made of a fine fiber-containing sheet. The number of layers such as an inorganic layer and an organic layer is not particularly limited. From the viewpoint of sufficient moisture resistance while maintaining flexibility and transparency, for example, it is preferable to laminate two to 15 layers of inorganic layers and organic layers alternately on one side, for example, 3 to 7 layers. More preferably, the layers are laminated.

無機層を構成する物質としては、特に限定されないが、例えばアルミニウム、ケイ素、マグネシウム、亜鉛、錫、ニッケル、チタン;これらの酸化物、炭化物、窒化物、酸化炭化物、酸化窒化物、もしくは酸化炭化窒化物;またはこれらの混合物が挙げられる。高い防湿性が安定に維持できるとの観点からは、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化炭化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸化炭化窒化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化炭化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、またはこれらの混合物が好ましい。   The material constituting the inorganic layer is not particularly limited, but for example, aluminum, silicon, magnesium, zinc, tin, nickel, titanium; these oxides, carbides, nitrides, oxycarbides, oxynitrides, or oxycarbonitrides Or a mixture thereof. From the viewpoint that high moisture resistance can be stably maintained, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxide carbide, silicon oxynitride, silicon oxycarbonitride, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxide carbide, aluminum oxynitride, or these Mixtures are preferred.

有機層の形成のために用いられる樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、オキセタン樹脂、シルセスキオキサン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、珪素樹脂、ポリウレタン樹脂、シルセスキオキサン樹脂、またはジアリルフタレート樹脂等が挙げられる。低吸水性の積層体を得るためには、樹脂は、ヒドロキシ基、カルボキシル基、またはアミノ基などの親水性の官能基が少ないことが好ましい。   The resin used for the formation of the organic layer is not particularly limited, but epoxy resin, acrylic resin, oxetane resin, silsesquioxane resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, silicon resin, A polyurethane resin, a silsesquioxane resin, a diallyl phthalate resin, or the like can be given. In order to obtain a low water-absorbing laminate, the resin preferably has few hydrophilic functional groups such as a hydroxy group, a carboxyl group, or an amino group.

本発明のシートおよび積層体は、透明性に優れ、かつ強度を有するため、軽量等の特性を生かして、食品、化粧品、医薬品、パソコン、家電等の包装材料として用いるのに適している。   Since the sheet and laminate of the present invention have excellent transparency and strength, they are suitable for use as packaging materials for foods, cosmetics, pharmaceuticals, personal computers, home appliances and the like by taking advantage of characteristics such as light weight.

また好ましい態様により提供されるシートおよび積層体は、黄変が抑えられ、光学特性に優れるため、表示素子、照明素子、太陽電池もしくは窓材、またはこれらのためのパネルもしくは基板として用いるのに適している。より具体的には、シートおよび積層体は、フレキシブルディスプレイ、タッチパネル、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、リアプロジェクションテレビ等のディスプレイ、LED素子として用いるのに適している。   In addition, the sheet and the laminate provided by the preferred embodiment are suitable for use as a display element, a lighting element, a solar cell or window material, or a panel or substrate for these, because yellowing is suppressed and optical properties are excellent. ing. More specifically, the sheet and the laminate are suitable for use as a flexible display, a touch panel, a liquid crystal display, a plasma display, an organic EL display, a field emission display, a rear projection television, and the like, and an LED element.

さらにシートおよび積層体は、シリコン系太陽電池、色素増感太陽電池などの太陽電池用基板として用いるのに適している。基板としての用途において、バリア膜、ITO、TFT等と積層してもよい。また、自動車、鉄道車両、航空機、住宅、オフィスビル、工場等の窓材として用いるのに適している。窓材としては、必要に応じてフッ素皮膜、ハードコート膜等の膜や耐衝撃性、耐光性の素材を積層してもよい。   Furthermore, the sheet and the laminate are suitable for use as a substrate for solar cells such as silicon solar cells and dye-sensitized solar cells. For use as a substrate, it may be laminated with a barrier film, ITO, TFT or the like. It is also suitable for use as a window material for automobiles, railway vehicles, aircraft, houses, office buildings, factories and the like. As a window material, you may laminate | stack films | membranes, such as a fluorine film and a hard-coat film | membrane, and an impact-resistant and light-resistant material as needed.

シートおよび積層体は、低線膨張率、高弾性、高強度、軽量等の特性を生かして、透明材料用途以外の構造材としても用いることができる。特に、グレージング、内装材、外板、バンパー等の自動車、鉄道車両、航空機の材料、パソコンの筐体、家電部品、包装用資材、建築資材、土木資材、水産資材、その他工業用資材等として好適に用いることができる。   Sheets and laminates can be used as structural materials other than those for transparent materials, taking advantage of properties such as low linear expansion coefficient, high elasticity, high strength, and light weight. Especially suitable for automobiles such as glazing, interior materials, skins, bumpers, railway vehicles, aircraft materials, personal computer casings, home appliance parts, packaging materials, building materials, civil engineering materials, marine products, and other industrial materials. Can be used.

シートおよび積層体は、種々の製品に用いることができる。製品の例としては、上述の表示素子またはディスプレイを用いたコンピュータ、タブレット端末、携帯電話機;照明素子を利用した、電球、照明(照明器具・照明装置)、誘導灯、液晶パネル用バックライト、懐中電灯、自転車用前照灯、自動車車内灯およびメーターランプ、交通信号機、建物内外の高所照明、家庭用照明、学校用照明、医療用照明、工場用照明、植物育成用ライト、映像ライティング用照明、コンビニエンスストア等の24時間または深夜営業店舗における照明、冷蔵・冷凍庫内の照明灯;窓材や構造材を用いた、家屋、ビル、自動車、鉄道車両、航空機、家電等、様々なものを挙げることができる。   Sheets and laminates can be used for various products. Examples of products include computers, tablet terminals, mobile phones using the above display elements or displays; light bulbs, lighting (lighting fixtures / lighting devices), lighting, liquid crystal panel backlights, pockets using lighting elements Electric lights, bicycle headlights, car interior lights and meter lamps, traffic lights, high altitude lighting inside and outside buildings, home lighting, school lighting, medical lighting, factory lighting, plant growing lights, video lighting lighting Lighting in 24 hours or late-night stores such as convenience stores, lighting in refrigeration / freezers; houses, buildings, automobiles, rail cars, aircraft, home appliances using windows and structural materials, etc. be able to.

以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明の範囲は、実施例によって限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, the scope of the present invention is not limited by an Example.

<実施例1>
[リン酸化パルプの製造]
針葉樹クラフトパルプとして、王子製紙社製のパルプ(固形分93質量% 米坪208g/m2シート状 離解してJIS P8121に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)700ml)を使用した。上記針葉樹クラフトパルプの絶乾質量として100質量部に、リン酸二水素アンモニウムと尿素の混合水溶液を含浸し、リン酸二水素アンモニウム49質量部、尿素130質量部となるように圧搾し、薬液含浸パルプを得た。得られた薬液含浸パルプを105℃の乾燥機で乾燥し、水分を蒸発させてプレ乾燥させた。その後、140℃に設定した送風乾燥機で、10分間加熱し、パルプ中のセルロースにリン酸由来の基を導入し、リン酸化パルプを得た。
<Example 1>
[Manufacture of phosphorylated pulp]
As softwood kraft pulp, it was used Oji Paper Co., Ltd. Pulp (Canadian Standard Freeness of solids 93 wt% basis weight 208g / m 2 by sheet maceration is measured according to JIS P8121 (CSF) 700ml). 100 parts by mass of the above-mentioned softwood kraft pulp is impregnated with a mixed aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate and urea, and compressed to 49 parts by mass of ammonium dihydrogen phosphate and 130 parts by mass of urea. Pulp was obtained. The obtained chemical solution-impregnated pulp was dried with a dryer at 105 ° C. to evaporate the moisture and pre-dried. Then, it heated for 10 minutes with the ventilation dryer set to 140 degreeC, the group derived from phosphoric acid was introduce | transduced into the cellulose in a pulp, and the phosphorylated pulp was obtained.

[リン酸化パルプの洗浄]
得られたリン酸化パルプの絶乾質量として100質量部に対して10000質量部のイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた後、濾過脱水して、脱水シートを得る工程を2回繰り返し、リン酸化パルプの脱水シートAを得た。
[Cleaning of phosphorylated pulp]
The step of pouring 10000 parts by mass of ion-exchanged water with respect to 100 parts by mass as the absolute dry mass of the obtained phosphorylated pulp, stirring and dispersing uniformly, and then performing filtration and dehydration to obtain a dehydrated sheet twice Repeatedly, a dehydrated sheet A of phosphorylated pulp was obtained.

[複数回リン酸化]
得られたリン酸化パルプの脱水シートAを原料にし、先と同様にして、リン酸由来の基を導入する工程、濾過脱水する工程をさらに2回繰り返して(リン酸化および濾過脱水の合計回数は3回)、リン酸化パルプの脱水シートBを得た。
[Multiple phosphorylation]
Using the obtained phosphorylated pulp dehydrated sheet A as a raw material, the process of introducing phosphoric acid-derived groups and the process of filtration and dehydration were repeated twice more in the same manner as above (the total number of phosphorylation and filtration dehydration was 3 times) to obtain a dehydrated sheet B of phosphorylated pulp.

[導入された置換基の含有量]
該リン酸化パルプの脱水シートBは、次に示す滴定法で求められるリン酸由来の基の導入量が1.4mmol/gであった。
[Content of introduced substituents]
In the dehydrated sheet B of the phosphorylated pulp, the amount of phosphoric acid-derived groups introduced by the following titration method was 1.4 mmol / g.

[置換基導入量(リン酸由来の基の導入量)の測定]
置換基導入量は、繊維原料へのリン酸由来の基の導入量であり、この値が大きいほど、多くのリン酸由来の基が導入されている。置換基導入量は、対象となる微細繊維状セルロースをイオン交換水で含有量が0.2質量%となるように希釈した後、イオン交換樹脂による処理、アルカリを用いた滴定によって測定した。イオン交換樹脂による処理では、0.2質量%セルロース繊維含有スラリーに体積で1/10の強酸性イオン交換樹脂(アンバージェット1024;オルガノ株式会社、コンディショニング済)を加え、1時間振とう処理を行った。その後、目開き90μmのメッシュ上に注ぎ、樹脂とスラリーを分離した。アルカリを用いた滴定では、イオン交換後のセルロース繊維含有スラリーに、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えながら、スラリーが示す電気伝導度の値の変化を計測した。すなわち、図1に示した曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して、置換基導入量(mmol/g)とした。
[Measurement of substituent introduction amount (introduction amount of phosphoric acid-derived group)]
The amount of substituent introduction is the amount of phosphoric acid-derived groups introduced into the fiber raw material. The larger the value, the more phosphoric acid-derived groups are introduced. The amount of substituent introduced was measured by diluting the target fine fibrous cellulose with ion-exchanged water so that the content was 0.2% by mass, and then treating with ion-exchange resin and titration with alkali. In the treatment with an ion exchange resin, 1/10 by volume of a strongly acidic ion exchange resin (Amberjet 1024; Organo Corporation, conditioned) is added to the 0.2 mass% cellulose fiber-containing slurry, and the mixture is shaken for 1 hour. It was. Thereafter, the mixture was poured onto a mesh having an opening of 90 μm to separate the resin and the slurry. In titration using an alkali, a change in the value of electrical conductivity indicated by the slurry was measured while adding a 0.1N sodium hydroxide aqueous solution to the cellulose fiber-containing slurry after ion exchange. That is, the alkali amount (mmol) required in the first region of the curve shown in FIG. 1 was divided by the solid content (g) in the titration target slurry to obtain the substituent introduction amount (mmol / g).

[リン酸化パルプの対イオン変換(H型)]
リン酸化パルプの脱水シートBの絶乾質量として100質量部に5000質量部のイオン交換水を加え、希釈した。次いで、攪拌しながら、1N塩酸を少しずつ添加し、pHが2〜3のパルプスラリーを得た。その後、このパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、再びイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた。次いで、濾過脱水して脱水シートを得る操作を繰り返すことにより、余剰の塩酸を十分に洗い流した。上記の手順により、リン酸由来の基の対イオンが水素(H)イオンとなった、リン酸化パルプ(H型)を得た。
[Counterion conversion of phosphorylated pulp (H type)]
As an absolutely dry mass of the dehydrated sheet B of phosphorylated pulp, 5000 parts by mass of ion-exchanged water was added to 100 parts by mass for dilution. Next, 1N hydrochloric acid was added little by little while stirring to obtain a pulp slurry having a pH of 2 to 3. Thereafter, the pulp slurry was dehydrated to obtain a dehydrated sheet, and then ion-exchanged water was poured again, and the mixture was stirred and dispersed uniformly. Subsequently, excess hydrochloric acid was sufficiently washed away by repeating the operation of filtration and dehydration to obtain a dehydrated sheet. By the above procedure, phosphorylated pulp (H type) was obtained in which the counter ion of the group derived from phosphoric acid was hydrogen (H) ion.

[リン酸化パルプへの有機対イオン付与]
該リン酸化パルプ(H型)の絶乾質量として100質量部に5000質量部のイオン交換水を加え、希釈した。次いで、攪拌しながら、10質量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を少しずつ添加し、pHが10〜12のパルプスラリーを得た。その後、このパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、再びイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた。次いで、濾過脱水して脱水シートを得る操作を繰り返すことにより、余剰のテトラブチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を十分に洗い流した。上記の手順により、リン酸由来の基の対イオンがテトラブチルアンモニウム(TBA)イオンとなった、リン酸化パルプ(TBA型)を得た。
[Addition of organic counter ions to phosphorylated pulp]
As an absolutely dry mass of the phosphorylated pulp (H type), 5000 parts by mass of ion-exchanged water was added to 100 parts by mass to dilute. Next, a 10% by mass tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution was added little by little with stirring to obtain a pulp slurry having a pH of 10 to 12. Thereafter, the pulp slurry was dehydrated to obtain a dehydrated sheet, and then ion-exchanged water was poured again, and the mixture was stirred and dispersed uniformly. Subsequently, the operation of obtaining a dehydrated sheet by filtration and dehydration was repeated to sufficiently wash away the excess aqueous solution of tetrabutylammonium hydroxide. By the above procedure, phosphorylated pulp (TBA type) was obtained in which the counter ion of the group derived from phosphoric acid was tetrabutylammonium (TBA) ion.

[機械処理]
該リン酸化パルプ(TBA型)にイオン交換水を添加して、1.0質量%のパルプ懸濁液とした。このパルプ懸濁液を、湿式微粒化装置(スギノマシン社製:アルティマイザー)で245MPaの圧力にて5回パスさせ、微細繊維状セルロース懸濁液(TBA型)を得た。
[Machine processing]
Ion exchange water was added to the phosphorylated pulp (TBA type) to obtain a 1.0% by mass pulp suspension. This pulp suspension was passed five times at a pressure of 245 MPa with a wet atomizer (Sugino Machine Co., Ltd .: Ultimateizer) to obtain a fine fibrous cellulose suspension (TBA type).

[シート化]
微細繊維状セルロース懸濁液(TBA型)の固形分濃度が0.5質量%となるよう濃度調製を行った。シートの仕上がり坪量が75g/m2になるように懸濁液を計量して、市販のアクリル板に展開し35℃、15%RHの恒温恒湿器にて乾燥した。なお、所定の坪量となるようアクリル板上には堰止用の金枠(180mm角)を配置した。以上の手順により、微細繊維状セルロースシート(TBA型)を得た。
[Sheet]
The concentration was adjusted so that the solid content concentration of the fine fibrous cellulose suspension (TBA type) was 0.5% by mass. The suspension was weighed so that the finished basis weight of the sheet was 75 g / m 2 , developed on a commercially available acrylic plate, and dried in a constant temperature and humidity chamber of 35 ° C. and 15% RH. A damming metal frame (180 mm square) was disposed on the acrylic plate so as to have a predetermined basis weight. By the above procedure, a fine fibrous cellulose sheet (TBA type) was obtained.

[脱リン酸(リン酸由来の基、および対イオンの除去)]
ステンレス板の上にスペーサーとして耐熱性ゴムシート(信越化学製、X−30−4084−U)に150mm角の空隙をあけたものを載せ、穴の中にグリセリン50mLを展開した。そこに120mm角に切り出した微細繊維状セルロースシート(TBA型)を浸漬し、その上にステンレス板を重ねて、180℃に加熱した熱プレス機(井元製作所製:手動油圧真空加熱プレス)に設置した。該微細繊維状セルロースシート(TBA型)を180℃で30分間処理した後、500mLの水に浸漬して洗浄を行った。洗浄を3回繰り返し、該微細繊維状セルロースシートをガラス板に貼り付け、100℃で15分間加熱乾燥させ、リン酸由来の基、および対イオンが除去された微細繊維状セルロースシートを得た。
[Dephosphorylation (removal of phosphate-derived groups and counter ions)]
As a spacer, a heat-resistant rubber sheet (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., X-30-4084-U) with a 150 mm square gap was placed as a spacer, and 50 mL of glycerin was developed in the hole. A fine fibrous cellulose sheet (TBA type) cut into 120 mm square was immersed in it, and a stainless steel plate was placed on top of it, and installed in a heat press machine (manufactured by Imoto Seisakusho: manual hydraulic vacuum heating press) heated to 180 ° C. did. The fine fibrous cellulose sheet (TBA type) was treated at 180 ° C. for 30 minutes, and then immersed in 500 mL of water for cleaning. Washing was repeated three times, and the fine fibrous cellulose sheet was attached to a glass plate and heated and dried at 100 ° C. for 15 minutes to obtain a fine fibrous cellulose sheet from which phosphoric acid-derived groups and counterions were removed.

<実施例2>
[リン酸化パルプの対イオン変換(Na型)]
実施例1のリン酸化パルプの対イオン変換(TBA型)の際、10質量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド水溶液の代わりに、1N NaOH水溶液を用いることで、リン酸由来の基の対イオンがナトリウム(Na)イオンとなったリン酸化パルプ(Na型)を得た。
<Example 2>
[Counterion conversion of phosphorylated pulp (Na type)]
In the counter ion conversion (TBA type) of the phosphorylated pulp of Example 1, a 1N NaOH aqueous solution was used instead of the 10 mass% tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution, so that the counter ion of the group derived from phosphoric acid was sodium ( Phosphorylated pulp (Na type) became Na) ions.

[機械処理]
該リン酸化パルプ(Na型)にイオン交換水を添加して、1.0質量%のパルプ懸濁液にした。このパルプ懸濁液を、湿式微粒化装置(スギノマシン社製:アルティマイザー)で245MPaの圧力にて5回パスさせ、微細繊維状セルロース懸濁液(Na型)を得た。
[Machine processing]
Ion exchange water was added to the phosphorylated pulp (Na type) to make a 1.0 mass% pulp suspension. This pulp suspension was passed 5 times at a pressure of 245 MPa with a wet atomizer (Sugino Machine Co., Ltd .: Ultimateizer) to obtain a fine fibrous cellulose suspension (Na type).

[微細繊維状セルロース懸濁液(Na型)の対イオン変換(H型)]
該微細繊維状セルロース懸濁液(Na型)をイオン交換水で0.5質量%に希釈し、体積で1/10の強酸性イオン交換樹脂(アンバージェット1024;オルガノ株式会社、コンディショニング済)を加え、1時間攪拌処理を行った。その後、目開き51μmのメッシュ上に注いで減圧ろ過し、樹脂とスラリーを分離した。上記の手順により、リン酸由来の基の対イオンが水素(H)イオンとなった微細繊維状セルロース懸濁液(H型)を得た。
[Counterion conversion of fine fibrous cellulose suspension (Na type) (H type)]
The fine fibrous cellulose suspension (Na type) was diluted to 0.5% by mass with ion-exchanged water, and 1/10 by volume of a strongly acidic ion-exchange resin (Amberjet 1024; Organo Corporation, conditioned) In addition, the mixture was stirred for 1 hour. Thereafter, the mixture was poured onto a mesh having an opening of 51 μm and filtered under reduced pressure to separate the resin and the slurry. By the above procedure, a fine fibrous cellulose suspension (H type) in which the counter ion of the group derived from phosphoric acid was hydrogen (H) ion was obtained.

[微細繊維状セルロース懸濁液(H型)への有機対イオン付与]
10質量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を、リン酸由来の基の含有量(1.5mmol/g)とテトラブチルアンモニウムイオンが等量となるよう計量し、該微細繊維状セルロース懸濁液(H型)に加えた。その後1時間攪拌処理を行い、リン酸由来の基の対イオンがテトラブチルアンモニウム(TBA)イオンとなった、微細繊維状セルロース懸濁液(TBA型)を得た。
[Addition of organic counter ions to fine fibrous cellulose suspension (H type)]
A 10 mass% tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution was weighed so that the content of phosphoric acid-derived groups (1.5 mmol / g) and tetrabutylammonium ions were equivalent, and the fine fibrous cellulose suspension (H Type). Thereafter, the mixture was stirred for 1 hour to obtain a fine fibrous cellulose suspension (TBA type) in which the counter ion of the phosphoric acid-derived group was tetrabutylammonium (TBA) ion.

その後の手順は実施例1と同様にし、リン酸由来の基、および有機対イオンが除去された微細繊維状セルロースシートを得た。   The subsequent procedure was the same as in Example 1 to obtain a fine fibrous cellulose sheet from which phosphoric acid-derived groups and organic counter ions were removed.

<実施例3>
[対イオン交換(有機対イオンの除去)]
実施例2で得られた微細繊維状セルロースシート(TBA型)を、pHを2に調整した塩酸に30分間浸漬することで、微細繊維状セルロースシート(TBA型)からテトラブチルアンモニウムイオンを除去し、リン酸由来の基の対イオンを水素(H)イオンとした。その後、pHを12に調整した水酸化ナトリウム水溶液に5分間浸漬し、リン酸由来の基の対イオンをナトリウム(Na)イオンとした。該微細繊維状セルロースシートをガラス板に貼り付け、100℃で15分間加熱乾燥させた。上記の手順により、有機対イオンが除去された微細繊維状セルロースシートを得た。
<Example 3>
[Counterion exchange (removal of organic counterion)]
By immersing the fine fibrous cellulose sheet (TBA type) obtained in Example 2 in hydrochloric acid adjusted to pH 2 for 30 minutes, tetrabutylammonium ions are removed from the fine fibrous cellulose sheet (TBA type). The counter ion of the phosphoric acid-derived group was a hydrogen (H) ion. Then, it was immersed for 5 minutes in the sodium hydroxide aqueous solution which adjusted pH to 12, and the counter ion of the group derived from phosphoric acid was made into sodium (Na) ion. The fine fibrous cellulose sheet was attached to a glass plate and dried by heating at 100 ° C. for 15 minutes. By the above procedure, a fine fibrous cellulose sheet from which organic counter ions were removed was obtained.

<実施例4>
実施例2における微細繊維状セルロース懸濁液(H型)への有機対イオン付与の際、10質量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド水溶液の代わりに、10質量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いた以外は実施例2と同様にして、リン酸由来の基、および有機対イオンが除去された微細繊維状セルロースシートを得た。
<Example 4>
Except for using 10 mass% tetraethylammonium hydroxide aqueous solution instead of 10 mass% tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution when organic counter ions were applied to the fine fibrous cellulose suspension (H type) in Example 2. In the same manner as in Example 2, a fine fibrous cellulose sheet from which phosphoric acid-derived groups and organic counter ions were removed was obtained.

<実施例5>
実施例2における微細繊維状セルロース懸濁液(H型)への有機対イオン付与の際、10質量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド水溶液の代わりに、10質量%テトラブチルホスホニウムヒドロキシド水溶液を用いた以外は実施例2と同様にして、リン酸由来の基、および有機対イオンが除去された微細繊維状セルロースシートを得た。
<Example 5>
In addition to using a 10% by mass tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution in place of the 10% by mass tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution in addition of the organic counter ion to the fine fibrous cellulose suspension (H type) in Example 2, Obtained a fine fibrous cellulose sheet from which phosphoric acid-derived groups and organic counter ions were removed in the same manner as in Example 2.

<実施例6>
実施例2における微細繊維状セルロース懸濁液(H型)への有機対イオン付与の際、10質量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド水溶液の代わりに、30質量%ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド水溶液(第一工業製薬社製「カチオーゲンTML」)を用いた以外は実施例2と同様にして、リン酸由来の基、および有機対イオンが除去された微細繊維状セルロースシートを得た。
<Example 6>
When organic counter ions were added to the fine fibrous cellulose suspension (H type) in Example 2, a 30% by mass lauryltrimethylammonium chloride aqueous solution (Daiichi Kogyo Seiyaku) was used instead of the 10% by mass tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution. A fine fibrous cellulose sheet from which phosphoric acid-derived groups and organic counter ions were removed was obtained in the same manner as in Example 2 except that “Kachiogen TML” manufactured by the company was used.

<実施例7>
[TEMPO酸化パルプの製造(TEMPO酸化反応)]
乾燥質量100質量部相当の未乾燥の王子製紙社製針葉樹晒クラフトパルプとTEMPO1.25質量部と、臭化ナトリウム12.5質量部とを水10000質量部に分散させた。次いで、13質量%次亜塩素酸ナトリウム水溶液を、1.0gのパルプに対して次亜塩素酸ナトリウムの量が8.0mmolになるように加えて反応を開始した。反応中は0.5Mの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHを10〜11に保ち、pHに変化が見られなくなった時点で反応終了と見なした。
<Example 7>
[Production of TEMPO oxidized pulp (TEMPO oxidation reaction)]
Undried Oji Paper Co., Ltd. softwood bleached kraft pulp equivalent to a dry mass of 100 parts by mass, TEMPO 1.25 parts by mass, and sodium bromide 12.5 parts by mass were dispersed in 10000 parts by mass of water. Subsequently, 13 mass% sodium hypochlorite aqueous solution was added so that the quantity of sodium hypochlorite might be 8.0 mmol with respect to 1.0 g of pulp, and reaction was started. During the reaction, a 0.5 M aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise to maintain the pH at 10 to 11, and the reaction was considered complete when no change in pH was observed.

[TEMPO酸化パルプの洗浄]
その後、このパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、5000質量部のイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた後、濾過脱水して、脱水シートを得る工程を2回繰り返した。滴定法により測定される置換基(カルボン酸由来の基)の導入量は1.5mmol/gであった。
[Cleaning of TEMPO oxidized pulp]
Thereafter, this pulp slurry is dehydrated to obtain a dehydrated sheet, and then the process of pouring 5000 parts by mass of ion exchange water, stirring and uniformly dispersing, and dehydrating by filtration to obtain a dehydrated sheet is repeated twice. It was. The amount of substituents (groups derived from carboxylic acid) introduced by the titration method was 1.5 mmol / g.

[TEMPO酸化パルプの対イオン交換]
さらに、得られた脱水シートに、5000質量部のイオン交換水を加えて希釈した。次いで、攪拌しながら、1N塩酸を少しずつ添加し、pHが2〜3のパルプスラリーを得た。その後、このパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、再びイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた。次いで、濾過脱水して脱水シートを得る操作を繰り返すことにより、余剰の塩酸を十分に洗い流した。上記の手順により、カルボン酸由来の基の対イオンが水素(H)イオンとなった、TEMPO酸化パルプ(H型)を得た。
[Counterion exchange of TEMPO oxidized pulp]
Furthermore, 5000 mass parts of ion exchange water was added to the obtained dehydration sheet for dilution. Next, 1N hydrochloric acid was added little by little while stirring to obtain a pulp slurry having a pH of 2 to 3. Thereafter, the pulp slurry was dehydrated to obtain a dehydrated sheet, and then ion-exchanged water was poured again, and the mixture was stirred and dispersed uniformly. Subsequently, excess hydrochloric acid was sufficiently washed away by repeating the operation of filtration and dehydration to obtain a dehydrated sheet. By the above procedure, TEMPO oxidized pulp (H type) was obtained in which the counter ion of the group derived from carboxylic acid was hydrogen (H) ion.

[TEMPO酸化パルプへの有機対イオン付与]
得られたTEMPO酸化パルプ(H型)の絶乾質量として100質量部に5000質量部のイオン交換水を加え、希釈した。次いで、攪拌しながら、10% テトラブチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を少しずつ添加し、pHが10〜12のパルプスラリーを得た。その後、このパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、再びイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた。次いで、濾過脱水して脱水シートを得る操作を繰り返すことにより、余剰のテトラブチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を十分に洗い流した。上記の手順により、カルボン酸由来の基の対イオンがテトラブチルアンモニウム(TBA)イオンとなった、TEMPO酸化パルプ(TBA型)を得た。
[Addition of organic counter ions to TEMPO oxidized pulp]
As the absolutely dry mass of the obtained TEMPO oxidized pulp (H type), 5000 parts by mass of ion-exchanged water was added to 100 parts by mass for dilution. Next, a 10% tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution was added little by little with stirring to obtain a pulp slurry having a pH of 10 to 12. Thereafter, the pulp slurry was dehydrated to obtain a dehydrated sheet, and then ion-exchanged water was poured again, and the mixture was stirred and dispersed uniformly. Subsequently, the operation of obtaining a dehydrated sheet by filtration and dehydration was repeated to sufficiently wash away the excess aqueous solution of tetrabutylammonium hydroxide. By the above procedure, TEMPO oxidized pulp (TBA type) was obtained in which the counter ion of the carboxylic acid-derived group was tetrabutylammonium (TBA) ion.

その後の手順は、リン酸化パルプ(TBA型)の代わりに、上記TEMPO酸化パルプ(TBA型)を用いた以外は実施例3と同様とし、有機対イオンが除去された微細繊維状セルロースシートを得た。   The subsequent procedure was the same as in Example 3 except that the TEMPO oxidized pulp (TBA type) was used instead of the phosphorylated pulp (TBA type), and a fine fibrous cellulose sheet from which organic counter ions were removed was obtained. It was.

<参考例1>
実施例1において、リン酸化パルプへの有機対イオン付与を行わずに機械処理、シート化を行った。なお、シート化の際に顕著な割れが発生し、微細繊維状セルロースシートは得られなかった。
<Reference Example 1>
In Example 1, mechanical treatment and sheet formation were performed without applying organic counter ions to the phosphorylated pulp. In addition, the remarkable crack generate | occur | produced in the case of sheeting, and the fine fibrous cellulose sheet was not obtained.

<参考例2>
対イオンの除去(リン酸由来の基、および対イオンの除去)を行わない以外は実施例1と同様にして、有機対イオンとしてテトラブチルアンモニウムイオンが付与された微細繊維状セルロースシートを得た。
<Reference Example 2>
A fine fibrous cellulose sheet provided with tetrabutylammonium ions as organic counterions was obtained in the same manner as in Example 1 except that the counterions were not removed (removal of phosphate-derived groups and counterions). .

<参考例3>
対イオンの除去(リン酸由来の基、および対イオンの除去)を行わない以外は実施例2と同様にして、有機対イオンとしてテトラブチルアンモニウムイオンが付与された微細繊維状セルロースシートを得た。
<Reference Example 3>
A fine fibrous cellulose sheet provided with tetrabutylammonium ions as an organic counter ion was obtained in the same manner as in Example 2 except that the counter ion was not removed (removal of phosphate-derived group and counter ion). .

<参考例4>
対イオンの除去(リン酸由来の基、および対イオンの除去)を行わない以外は実施例4と同様にして、有機対イオンとしてテトラエチルアンモニウムイオンが付与された微細繊維状セルロースシートを得た。
<Reference Example 4>
A fine fibrous cellulose sheet provided with tetraethylammonium ions as an organic counterion was obtained in the same manner as in Example 4 except that the counterion was not removed (removal of phosphate-derived group and counterion).

<参考例5>
対イオンの除去(リン酸由来の基、および対イオンの除去)を行わない以外は実施例5と同様にして、有機対イオンとしてテトラブチルホスホニウムヒドロキシドが付与された微細繊維状セルロースシートを得た。
<Reference Example 5>
A fine fibrous cellulose sheet provided with tetrabutylphosphonium hydroxide as an organic counter ion is obtained in the same manner as in Example 5 except that the removal of the counter ion (the removal of the phosphate-derived group and the counter ion) is not performed. It was.

<参考例6>
対イオンの除去(リン酸由来の基、および対イオンの除去)を行わない以外は実施例6と同様にして、有機対イオンとしてラウリルトリメチルアンモニウムイオンが付与された微細繊維状セルロースシートを得た。
<Reference Example 6>
A fine fibrous cellulose sheet provided with lauryltrimethylammonium ion as an organic counterion was obtained in the same manner as in Example 6 except that counterion removal (removal of phosphate-derived groups and counterion) was not performed. .

<参考例7>
対イオンの除去を行わない以外は実施例7と同様にして、有機対イオンとしてテトラブチルアンモニウムイオンが付与された微細繊維状セルロースシートを得た。
<Reference Example 7>
A fine fibrous cellulose sheet provided with tetrabutylammonium ions as organic counterions was obtained in the same manner as in Example 7 except that the counterions were not removed.

<評価>
[方法]
実施例1〜7、および参考例2〜7で作製した微細繊維状セルロースシートについて、以下の評価方法に従って評価を実施した。参考例1では微細繊維状セルロースシートが得られなかったため、評価は行わなかった。
(1)微細繊維状セルロースシート中のイオン性置換基の含有量
蛍光X線分析装置(スペクトリス社製「PW2404」)により、微細繊維状セルロースシート中のリンおよびナトリウム原子濃度を測定した。すなわち、微細繊維状セルロースシートにX線を照射したときにリンあるいはナトリウム原子の内殻電子が励起されて生じた空孔に、外殻の電子が遷移する際に放出されるリンあるいはナトリウム原子の特性X線の強度を測定することによって、リンあるいはナトリウム原子の濃度を得た。なお、イオン性置換基としてカルボン酸由来の基を含有する実施例7、参考例7においては、蛍光X線分析装置による分析の前に、微細繊維状セルロースシートをpHを12に調整した水酸化ナトリウム水溶液に5分間浸漬し、カルボン酸由来の基の対イオンをナトリウム(Na)イオンとした。
<Evaluation>
[Method]
The fine fibrous cellulose sheets produced in Examples 1 to 7 and Reference Examples 2 to 7 were evaluated according to the following evaluation methods. In Reference Example 1, since a fine fibrous cellulose sheet was not obtained, evaluation was not performed.
(1) Content of ionic substituent in fine fibrous cellulose sheet Phosphorus and sodium atom concentrations in the fine fibrous cellulose sheet were measured with a fluorescent X-ray analyzer (Spectras "PW2404"). That is, when the fine fibrous cellulose sheet is irradiated with X-rays, the inner shell electrons of phosphorus or sodium atoms are excited, and the phosphorus or sodium atoms released when the outer shell electrons transition to the vacancies. By measuring the intensity of characteristic X-rays, the concentration of phosphorus or sodium atoms was obtained. In Example 7 and Reference Example 7 containing a carboxylic acid-derived group as an ionic substituent, hydroxylation in which the fine fibrous cellulose sheet was adjusted to pH 12 before analysis with a fluorescent X-ray analyzer. It was immersed in an aqueous sodium solution for 5 minutes, and the counter ion of the group derived from carboxylic acid was defined as sodium (Na) ion.

原子濃度からイオン性置換基の含有量の算出に当たっては、下記の方法で作成した検量線より算出を行った。リン酸由来の基の含有量が既知である微細繊維状セルロースシートを作製し、蛍光X線分析を実施後、リン原子の特性X線強度とリン酸由来の基の含有量の検量線を作成した。カルボン酸由来の基の場合も同様に、カルボン酸由来の基の含有量が既知、かつナトリウム塩型である微細繊維状セルロースシートを作製し、ナトリウム原子の特性X線強度とカルボン酸由来の基の含有量の検量線を作成した。   In calculating the content of the ionic substituent from the atomic concentration, calculation was performed from a calibration curve prepared by the following method. After preparing a fine fibrous cellulose sheet with a known content of phosphoric acid-derived groups and conducting fluorescent X-ray analysis, create a calibration curve for the characteristic X-ray intensity of phosphorus atoms and the content of phosphoric acid-derived groups did. Similarly, in the case of a group derived from a carboxylic acid, a fine fibrous cellulose sheet having a known content of the group derived from the carboxylic acid and having a sodium salt type is prepared, and the characteristic X-ray intensity of the sodium atom and the group derived from the carboxylic acid are produced. A calibration curve for the content of was prepared.

なお、実施例5、および参考例5においては、後述するテトラブチルホスホニウムヒドロキシドに由来するリン原子濃度を差し引くことで、微細繊維状セルロースシート中のリン酸由来の基の含有量とした。
表1においては、このようにして算出された微細繊維状セルロースに対するリン酸由来の基またはカルボン酸由来の基の含有量が示されている。
In Example 5 and Reference Example 5, the content of phosphoric acid-derived groups in the fine fibrous cellulose sheet was determined by subtracting the phosphorus atom concentration derived from tetrabutylphosphonium hydroxide described later.
In Table 1, the content of phosphoric acid-derived groups or carboxylic acid-derived groups with respect to the fine fibrous cellulose thus calculated is shown.

(2)有機対イオンの含有量
実施例1〜4、6、および7、参考例2〜4、6、および7については、微量窒素分析装置(三菱化学アナリテック社製「TN−110」)により、シート中の窒素原子濃度を測定した。すなわち、有機対イオンを付与していない微細繊維状セルロースシートの窒素原子濃度を基準値とし、実施例1〜6、および参考例2〜6で得られた微細繊維状セルロースシートの窒素原子濃度から基準値を減ずることで、有機対イオン由来の窒素原子濃度とし、有機対イオン含有量を算出した。
(2) Content of organic counter ion For Examples 1-4, 6, and 7, and Reference Examples 2-4, 6, and 7, a trace nitrogen analyzer ("TN-110" manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.) Thus, the nitrogen atom concentration in the sheet was measured. That is, from the nitrogen atom concentration of the fine fibrous cellulose sheet obtained in Examples 1 to 6 and Reference Examples 2 to 6, using the nitrogen atom concentration of the fine fibrous cellulose sheet not provided with the organic counter ion as a reference value. By reducing the reference value, the concentration of nitrogen atoms derived from organic counter ions was used, and the organic counter ion content was calculated.

実施例5、および参考例5については、蛍光X線分析装置(スペクトリス社製「PW2404」)により、シート中のリン原子濃度を測定した。すなわち、シートにX線を照射したときにリン原子の内殻電子が励起されて生じた空孔に、外殻の電子が遷移する際に放出されるリン原子の特性X線の強度を測定することによって、リン原子の濃度を得た。なお、リン導入量が既知であるろ紙を作製し、微細繊維状セルロースシートと同様に蛍光X線分析を実施後、リン原子の特性X線強度とリン導入量の検量線を作成した。検量線より算出されたリン原子濃度から、基準値とした有機対イオンを付与していない微細繊維状セルロースシートのリン原子濃度を減ずることで、有機対イオン由来のリン原子濃度とし、有機対イオン含有量を算出した。
表1においては、このようにして算出されたシートに対する有機対イオンの含有量が示されている。
For Example 5 and Reference Example 5, the phosphorus atom concentration in the sheet was measured with a fluorescent X-ray analyzer (Spectras "PW2404"). That is, the intensity of the characteristic X-rays of phosphorus atoms emitted when electrons in the outer shell transition to vacancies generated by the excitation of inner electrons of phosphorus atoms when the sheet is irradiated with X-rays is measured. Thus, the concentration of phosphorus atoms was obtained. A filter paper having a known phosphorus introduction amount was prepared and subjected to fluorescent X-ray analysis in the same manner as the fine fibrous cellulose sheet, and then a calibration curve for the characteristic X-ray intensity of phosphorus atoms and the phosphorus introduction amount was prepared. By subtracting the phosphorus atom concentration of the fine fibrous cellulose sheet that has not been given the organic counter ion as the reference value from the phosphorus atom concentration calculated from the calibration curve, the phosphorus atom concentration derived from the organic counter ion is obtained as the organic counter ion. The content was calculated.
In Table 1, the content of organic counter ions with respect to the sheet thus calculated is shown.

(3)密度
100mm角のシート100mm角に裁断した微細繊維状を23℃、相対湿度50%の条件下で24時間調湿した後、重量を測定して米坪(g/m2)を算出し、さらに微細繊維状セルロースシートの厚みで除することで、微細繊維状セルロースシートの密度を算出した。
(3) Density 100 mm square sheets cut into 100 mm square fine fibers were conditioned for 24 hours under conditions of 23 ° C. and 50% relative humidity, and then weighed to calculate rice basis weight (g / m 2 ). Then, the density of the fine fibrous cellulose sheet was calculated by dividing by the thickness of the fine fibrous cellulose sheet.

(4)シワ・割れ
微細繊維状セルロース懸濁液をシート化する際、180mm各の堰止用金枠のサイズに合わせ、アクリル板の裏面に2cm角のマスを縦9×横9の合計81マス記載した。微細繊維状セルロースシートが該アクリル板に張り付いた状態で上方から観察し、微細繊維状セルロースシートにシワ・割れが発生したマスを計数した。シワ・割れが発生したマスが全マス数の20%未満のものを○、20%以上のものを×と評価した。
(4) Wrinkles / Cracks When forming a sheet of fine fibrous cellulose suspension, in accordance with the size of each 180 mm damming metal frame, a square of 2 cm square is arranged on the back of the acrylic plate in a total of 9 × 9 in the vertical direction. The mass was described. The fine fibrous cellulose sheet was observed from above with the acrylic plate attached to the acrylic plate, and the masses where wrinkles and cracks were generated in the fine fibrous cellulose sheet were counted. The mass where wrinkles and cracks occurred was evaluated as ○ when the mass was less than 20% of the total mass, and x when the mass was 20% or more.

(5)全光線透過率
JIS規格K7361に準拠し、ヘーズメータ(村上色彩技術研究所社製「HM−150」)を用いて全光線透過率を測定した。
(5) Total light transmittance Based on JIS standard K7361, the total light transmittance was measured using the haze meter ("HM-150" by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.).

(6)ヘーズ
JIS規格K7136に準拠し、ヘーズメータ(村上色彩技術研究所社製「HM−150」)を用いてヘーズを測定した。
(6) Haze Based on JIS standard K7136, the haze was measured using a haze meter ("HM-150" manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.).

(7)引張特性
JIS規格K7127に準拠し、引張試験機(エー・アンド・デイ社製「テンシロン」)を用いて、温度23℃、相対湿度50%における引張強度および引張弾性率を測定した。
(7) Tensile properties Based on JIS standard K7127, tensile strength and tensile modulus at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50% were measured using a tensile tester (“Tensilon” manufactured by A & D).

(8)加熱前後の黄色度
JIS規格K7373に準拠し、測色計(スガ試験機社製「Colour Cute i」)を用いてシート加熱前後の黄色度(YI)を測定した。また、加熱前後のYIの差分をΔYIとして評価した。なお、加熱条件は、200℃で4時間の真空乾燥とした。
(8) Yellowness before and after heating Based on JIS standard K7373, yellowness (YI) before and after sheet heating was measured using a colorimeter (“Color Cute i” manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.). Further, the difference in YI before and after heating was evaluated as ΔYI. The heating conditions were vacuum drying at 200 ° C. for 4 hours.

[結果]
評価の結果を表1に示す。
[result]
The evaluation results are shown in Table 1.

表1から明らかなように、有機対イオンの除去を行った実施例1〜7では、対応する参考例2〜7と比較してシート密度が向上し、結果として引張弾性率が向上した。また、引張強度も向上する結果となった。さらに、シート化後に有機対イオンの除去を行った実施例1〜7では、加熱着色の原因となる有機対イオンを除去したことで、対応する参考例2〜7と比較して加熱後YI、ΔYIも低減した。   As is clear from Table 1, in Examples 1 to 7 where organic counter ions were removed, the sheet density was improved as compared with the corresponding Reference Examples 2 to 7, and as a result, the tensile elastic modulus was improved. Also, the tensile strength was improved. Furthermore, in Examples 1 to 7 in which the organic counter ions were removed after being formed into sheets, the organic counter ions that caused the heating coloring were removed, so that YI after heating compared to the corresponding Reference Examples 2 to 7, ΔYI was also reduced.

Figure 2017066556
Figure 2017066556

<実施例8(積層体の製造例1)>
実施例1〜7のいずれかで得られたシートを用い、下記の手順で積層体が得られる。
シートを、SUNALE R-100B(Picosun社製)で、酸化アルミニウム成膜を行う。アルミニウム原料として、トリメチルアルミニウム(TMA)、TMAの酸化にはH2Oを用いる。チャンバー温度を150℃に設定し、TMAのパルス時間を0.1秒、パージ時間を4秒とし、H2Oのパルス時間を0.1秒、パージ時間を4秒とする。このサイクルを405サイクル繰り返すことで、シート両面に膜厚30nmの酸化アルミニウム膜が積層された積層体が得られる。
<Example 8 (Manufacture example 1 of a laminated body)>
Using the sheet obtained in any of Examples 1 to 7, a laminate is obtained by the following procedure.
An aluminum oxide film is formed on the sheet with SUNALE R-100B (Picosun). As an aluminum raw material, trimethylaluminum (TMA) and H 2 O are used for the oxidation of TMA. The chamber temperature is set to 150 ° C., the TMA pulse time is 0.1 seconds, the purge time is 4 seconds, the H 2 O pulse time is 0.1 seconds, and the purge time is 4 seconds. By repeating this cycle for 405 cycles, a laminate in which an aluminum oxide film having a thickness of 30 nm is laminated on both sides of the sheet is obtained.

<実施例9(積層体の製造例2)>
実施例1〜7のいずれかで得られたシートを用い、下記の手順で積層体が得られる。
シルセスキオキサン系樹脂(荒川化学工業社製「コンポセランSQ107」)10重量部、硬化剤(荒川化学工業社製「HBSQ202」)30重量部、イソプロピルアルコール60重量部を混合し、塗工液を得る。次いで、基材の片面に塗工液をメイヤーバーにて塗工する。その後、100℃で3分間乾燥した後、UVコンベア装置(アイグラフィックス社製「ECS−4011GX」)を用いて300mJ/cm2の紫外線を照射して、塗工液を硬化し、厚さ5μmの樹脂層を成膜する。さらに、反対側の面にも同様の手順で厚さ5μmの樹脂層を成膜する。
<Example 9 (Manufacture example 2 of a laminated body)>
Using the sheet obtained in any of Examples 1 to 7, a laminate is obtained by the following procedure.
Silsesquioxane resin (Arakawa Chemical Industries "Composeran SQ107") 10 parts by weight, curing agent (Arakawa Chemical Industries "HBSQ202") 30 parts by weight, isopropyl alcohol 60 parts by weight are mixed, coating liquid obtain. Next, the coating solution is applied to one side of the substrate with a Mayer bar. Thereafter, after drying at 100 ° C. for 3 minutes, UV coating of 300 mJ / cm 2 was irradiated using a UV conveyor device (“ECS-4011GX” manufactured by Eye Graphics) to cure the coating solution, and the thickness was 5 μm. The resin layer is formed. Furthermore, a resin layer having a thickness of 5 μm is formed on the opposite surface in the same procedure.

<実施例10(積層体の製造例3)>
実施例1〜7のいずれかで得られたシート、または実施例8で得られたシートを用い、下記の手順で積層体が得られる。
ウレタンアクリレート樹脂組成物(荒川化学工業社製「ビームセット575CB」)50重量部、およびメチルエチルケトン50重量部を混合して、硬化性樹脂前駆体溶液を得る。上記の硬化性樹脂前駆体溶液をメイヤーバーを用いてシート上に塗工する。次いで80℃で3分間乾燥した後、UVコンベア装置(アイグラフィックス社製「ECS−4011GX」)を用いて300mJ/cm2の紫外線を照射して、硬化性樹脂前駆体溶液を硬化し、厚さ5μmの樹脂層を成膜する。さらに、反対側の面にも同様の手順で厚さ5μmの樹脂層を成膜を行うことで、酸化アルミニウム膜を積層した両面に、樹脂層が積層されたシートを得る。
<Example 10 (Manufacture example 3 of a laminated body)>
Using the sheet obtained in any of Examples 1 to 7 or the sheet obtained in Example 8, a laminate is obtained by the following procedure.
50 parts by weight of a urethane acrylate resin composition (“Beamset 575CB” manufactured by Arakawa Chemical Industries) and 50 parts by weight of methyl ethyl ketone are mixed to obtain a curable resin precursor solution. The curable resin precursor solution is applied onto the sheet using a Mayer bar. Next, after drying at 80 ° C. for 3 minutes, UV light of 300 mJ / cm 2 is irradiated using a UV conveyor device (“ECS-4011GX” manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.) to cure the curable resin precursor solution. A 5 μm resin layer is formed. Further, by forming a resin layer having a thickness of 5 μm on the opposite surface in the same procedure, a sheet in which the resin layer is laminated on both surfaces on which the aluminum oxide film is laminated is obtained.

<実施例11(積層体の製造例4)>
実施例1〜7のいずれかで得られたシート、または実施例9で得られたシートを用い、下記の手順で積層体が得られる。
シートに、ICP−CVDロールtoロール装置(セルバック社製)でシリコン酸窒化膜を成膜する。キャリアフィルム(PETフィルム)の上面に、樹脂積層シートを両面テープで貼合して真空チャンバー内に設置する。真空チャンバー内の温度は50℃に設定し、流入ガスはシラン、アンモニア、酸素、窒素とした。プラズマ放電を発生させて45分間の成膜を行い、樹脂積層シートの片面に膜厚500nmのシリコン酸窒化膜が積層されたシートを得る。さらに、反対側の面にも同様の手順で成膜を行うことで、シート両面に膜厚500nmのシリコン酸窒化膜が積層されたシートを得る。
<Example 11 (Manufacturing Example 4 of laminate)>
Using the sheet obtained in any of Examples 1 to 7 or the sheet obtained in Example 9, a laminate is obtained by the following procedure.
A silicon oxynitride film is formed on the sheet using an ICP-CVD roll-to-roll apparatus (Celback). A resin laminated sheet is bonded to the upper surface of a carrier film (PET film) with a double-sided tape and placed in a vacuum chamber. The temperature in the vacuum chamber was set to 50 ° C., and the inflow gas was silane, ammonia, oxygen, and nitrogen. Plasma discharge is generated and film formation is performed for 45 minutes to obtain a sheet in which a silicon oxynitride film having a thickness of 500 nm is laminated on one surface of a resin laminated sheet. Furthermore, a sheet having a 500 nm-thick silicon oxynitride film laminated on both surfaces of the sheet is obtained by performing film formation on the opposite surface in the same procedure.

Claims (7)

イオン性置換基を有する微細繊維と、
前記イオン性置換基の対イオンである有機イオンと、
を含み、
前記有機イオンの含有量が0.40mmol/g以下であるシート。
Fine fibers having an ionic substituent;
An organic ion that is a counter ion of the ionic substituent;
Including
The sheet | seat whose content of the said organic ion is 0.40 mmol / g or less.
ヘーズが40%以下である、請求項1に記載のシート。 The sheet according to claim 1, wherein the haze is 40% or less. 密度が1.0g/cm3以上である、請求項1または2に記載のシート。 The sheet according to claim 1 or 2, wherein the density is 1.0 g / cm 3 or more. 前記有機イオンの炭素数が4以上である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシート。 The sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic ion has 4 or more carbon atoms. 前記イオン性置換基の含有量が、前記微細繊維に対して0.5mmol/g以下である、請求項1〜4いずれか一項に記載のシート。 The sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein a content of the ionic substituent is 0.5 mmol / g or less with respect to the fine fiber. 温度23℃、相対湿度50%における引張弾性率が4.0GPa以上である請求項1〜5いずれか一項に記載のシート。 The sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the tensile elastic modulus at a temperature of 23 ° C and a relative humidity of 50% is 4.0 GPa or more. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のシートと、
前記シートの少なくとも一方の側に形成された無機層および有機層の少なくとも一方と、
を含む、積層体。
A sheet according to any one of claims 1 to 6;
At least one of an inorganic layer and an organic layer formed on at least one side of the sheet;
A laminate comprising:
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