JP2017141531A - Functional sheet - Google Patents

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かおり 山邊
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貴史 川崎
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一彦 石塚
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a functional sheet having excellent deodorant and antibacterial properties and also excellent mechanical properties such as tensile strength.SOLUTION: A functional sheet comprises a cellulose fiber. At least part of the cellulose fiber has, on its surface, a carboxyl group or a carboxylate group. The cellulose fiber comprises at least one metal ion or metal nanoparticle selected from the element group of Ag, Au, Pt, Pd, Ni, Mn, Fe, Ti, Al, Zn and Cu.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、機能性シートに関する。より具体的には、消臭機能および抗菌機能を有する機能性シートに関する。   The present invention relates to a functional sheet. More specifically, the present invention relates to a functional sheet having a deodorizing function and an antibacterial function.

シート状の基材に機能性付与剤を付与した機能性シートは、さまざまな産業分野において使用されている。機能の例としては、一般に、消臭、抗菌、耐熱、耐湿、耐候、耐溶剤、耐磨耗、電磁波遮断等を挙げることができ、用途の例としては、包装材料(紙器、段ボール、樹脂フィルム等)、建材(壁紙、化粧紙、敷紙等)、生活用品(脱臭材、芳香材)、工業用品(フィルター、ワイパー等)、医療品(マスク等)、衣類、その他紙製品(カレンダー等)等がある。中でも消臭・抗菌機能は、多くの産業分野で必要とされることが多い。 Functional sheets obtained by adding a functionality-imparting agent to a sheet-like base material are used in various industrial fields. Examples of functions generally include deodorization, antibacterial, heat resistance, moisture resistance, weather resistance, solvent resistance, abrasion resistance, electromagnetic wave blocking, etc. Examples of applications include packaging materials (paper containers, cardboard, resin films) Etc.), building materials (wallpaper, decorative paper, laying paper, etc.), daily necessities (deodorizing materials, aromatic materials), industrial products (filters, wipers, etc.), medical products (masks, etc.), clothing, other paper products (calendars, etc.) Etc. In particular, deodorant and antibacterial functions are often required in many industrial fields.

機能性シートに求められる性能としては、上記機能のほか、シートの力学特性として、引張強さ、引裂強さ、破裂強さ、および必要に応じ通気性や印刷適性等が求められる。   As performance required for the functional sheet, in addition to the above functions, the mechanical properties of the sheet include tensile strength, tear strength, burst strength, and if necessary, air permeability and printability.

シート状の基材に消臭・抗菌機能を付与するために、種々の方法が提案されている。例えば、特許文献1では、ゼオライトの構成成分であるケイ素化合物又はアルミニウム化合物のどちらか一方の水溶液を、セルロース繊維等の親水性高分子基材に含浸させ、塩基性物質と他方の水溶液を混合し、これを更に含浸させて、セルロース繊維の内部にゼオライトを担持させた無機多孔結晶−親水性高分子複合体が提案されており、さらに該ゼオライトに金属を担持することにより、抗菌効果や脱臭効果を付与することができることが開示されている。   Various methods have been proposed for imparting a deodorant / antibacterial function to a sheet-like substrate. For example, in Patent Document 1, an aqueous solution of either a silicon compound or an aluminum compound, which is a constituent component of zeolite, is impregnated into a hydrophilic polymer substrate such as cellulose fiber, and a basic substance and the other aqueous solution are mixed. Further, an inorganic porous crystal-hydrophilic polymer composite in which zeolite is further impregnated and zeolite is supported inside the cellulose fiber has been proposed, and by further supporting the metal on the zeolite, antibacterial effect and deodorizing effect are proposed. Is disclosed.

また、特許文献2では、銀ゼオライトと銀燐酸ジルコニウムと銀燐酸カルシウムと銀溶解性ガラスより選ばれた一種または二種以上の銀系抗菌剤を含有する抗菌性セルロ−ス繊維の製造方法が開示されている。   Patent Document 2 discloses a method for producing an antibacterial cellulose fiber containing one or more silver antibacterial agents selected from silver zeolite, silver zirconium phosphate, silver calcium phosphate and silver soluble glass. Has been.

また、特許文献3では、酸化パルプを含有する紙基材であって、該酸化パルプのカルボキシル基の量が酸化パルプの絶乾重量に対して、1.0mmol/g〜2.0mmol/gであることを特徴する、脱臭性等を有する機能性シート用の紙基材の製造方法が開示されている。   Moreover, in patent document 3, it is a paper base material containing oxidized pulp, Comprising: The quantity of the carboxyl group of this oxidized pulp is 1.0 mmol / g-2.0 mmol / g with respect to the absolute dry weight of oxidized pulp. There is disclosed a method for producing a paper base material for a functional sheet having deodorizing properties, which is characterized in that it exists.

特開平11−315492号公報JP 11-315492 A 特開平11−107033号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-107033 WO2014/097929 A1号公報WO2014 / 097929 A1 publication

しかしながら、特許文献1あるいは2に記載の方法は、あくまでセルロースと金属成分を含む無機物を混合したものであり、例えばイオン結合のように、セルロースと金属成分が強固に結合しているわけではない。そのため、これを用いて紙等の基材を製造した場合、消臭・抗菌効果が十分でなかった。また、金属成分を含む無機物は繊維のように物理的・化学的にネットワークを形成しないため、これを用いて基材を製造する場合、歩留まりが悪く、また引張強さなど基材としての力学特性が低下する場合がある問題があった。
また、特許文献3に記載の方法では、消臭効果はあるものの、十分ではなく、さらなる改善が望まれていた。
したがって、本発明は、消臭性および抗菌性が良好であり、引張強度等の力学特性が良好である機能性シートを提供することを目的とする。
However, the method described in Patent Document 1 or 2 is a method in which cellulose and an inorganic substance containing a metal component are mixed, and the cellulose and the metal component are not firmly bonded as in, for example, ionic bonding. Therefore, when a substrate such as paper is produced using this, the deodorizing and antibacterial effects are not sufficient. In addition, since inorganic materials containing metal components do not form a physical or chemical network like fibers, when manufacturing a substrate using this, the yield is poor and the mechanical properties of the substrate such as tensile strength are also low. There was a problem that may decrease.
Moreover, although the method described in Patent Document 3 has a deodorizing effect, it is not sufficient, and further improvement has been desired.
Therefore, an object of the present invention is to provide a functional sheet that has good deodorant properties and antibacterial properties and good mechanical properties such as tensile strength.

本発明は、以下を提供する。
[1] セルロース繊維を含有する機能性シートであって、該セルロース繊維の少なくとも一部が、表面にカルボキシル基あるいはカルボキシレート基を含有し、かつ該セルロース繊維がAg、Au、Pt、Pd、Ni、Mn、Fe、Ti、Al、Zn及びCuの元素群から選ばれる1種以上の金属イオンあるいは金属ナノ粒子を含有することを特徴とする機能性シート。
[2] 請求項1に記載の、表面にカルボキシル基あるいはカルボキシレート基を含有するセルロース繊維が、セルロースのグルコース単位中におけるC6位のヒドロキシル基の一部がカルボキシル基に酸化された酸化セルロース繊維であることを特徴とする、請求項1に記載の機能性シート。
[3] 請求項1あるいは2に記載の金属イオンあるいは金属ナノ粒子がAgあるいはCuのいずれかを含む、請求項1あるいは2に記載の機能性シート。
The present invention provides the following.
[1] A functional sheet containing cellulose fiber, wherein at least a part of the cellulose fiber contains a carboxyl group or a carboxylate group on the surface, and the cellulose fiber is Ag, Au, Pt, Pd, Ni A functional sheet containing one or more metal ions or metal nanoparticles selected from the group consisting of elements of Mn, Fe, Ti, Al, Zn and Cu.
[2] The cellulose fiber according to claim 1, wherein the cellulose fiber containing a carboxyl group or a carboxylate group on the surface is an oxidized cellulose fiber in which a part of the hydroxyl group at the C6 position in the glucose unit of cellulose is oxidized to a carboxyl group. The functional sheet according to claim 1, wherein the functional sheet is provided.
[3] The functional sheet according to claim 1 or 2, wherein the metal ion or metal nanoparticle according to claim 1 or 2 contains either Ag or Cu.

本発明によれば、消臭性および抗菌性が良好であり、引張強度等の力学特性が良好である機能性シートを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a functional sheet that has good deodorizing properties and antibacterial properties and good mechanical properties such as tensile strength.

本発明において機能性シートとは、少なくとも1つ以上の機能を有する単層あるいは多層構造のシートのことを指す。機能の例としては一般に、消臭、抗菌、耐熱、耐湿、耐候、耐溶剤、耐磨耗、電磁波遮断等を挙げることができるが、本発明の機能性シートは、これらの中でも特に消臭・抗菌機能を有するものである。用途としては、特に限定されず、消臭・抗菌機能が必要とされる任意の用途に用いることができる。例としては、包装材料(紙器、段ボール、樹脂フィルム等)、建材(壁紙、化粧紙、敷紙等)、生活用品(脱臭材、芳香材)、工業用品(フィルター、ワイパー等)、医療品(マスク等)、衣類、その他紙製品(カレンダー等)等を挙げることができる。
本発明の機能性シートは、セルロース繊維を含有する層を少なくとも一層以上含む単層あるいは多層構造のシートであり、該セルロース繊維を含有する層のうちの少なくとも一層以上における該セルロース繊維が、表面にカルボキシル基あるいはカルボキシレート基を含有し、かつ該セルロース繊維がAg、Au、Pt、Pd、Ni、Mn、Fe、Ti、Al、Zn及びCuの元素群から選ばれる1種以上の金属イオンあるいは金属ナノ粒子を含有することを特徴とする。以下、これらについて詳細に説明する。
In the present invention, the functional sheet refers to a sheet having a single layer or multilayer structure having at least one function. Examples of functions generally include deodorization, antibacterial, heat resistance, moisture resistance, weather resistance, solvent resistance, abrasion resistance, electromagnetic wave shielding, etc., but the functional sheet of the present invention is particularly deodorant / It has an antibacterial function. The application is not particularly limited, and can be used for any application that requires a deodorant / antibacterial function. Examples include packaging materials (paper containers, cardboard, resin films, etc.), building materials (wallpaper, decorative paper, laying paper, etc.), household items (deodorizing materials, aromatic materials), industrial products (filters, wipers, etc.), medical products ( Mask, etc.), clothing, and other paper products (calendar etc.).
The functional sheet of the present invention is a single-layer or multilayer-structured sheet containing at least one layer containing cellulose fibers, and the cellulose fibers in at least one of the layers containing cellulose fibers are on the surface. One or more kinds of metal ions or metal containing a carboxyl group or a carboxylate group, and the cellulose fiber is selected from the element group of Ag, Au, Pt, Pd, Ni, Mn, Fe, Ti, Al, Zn and Cu It is characterized by containing nanoparticles. Hereinafter, these will be described in detail.

<1.セルロース繊維>
本発明におけるセルロース繊維の種類には特に限定はなく、必要に応じて任意の種類のものを用いることができる。また、それらのうち2種類以上のセルロース繊維を任意の比率で混合して用いてもよい。例としては、植物由来の原料(例えば、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、農地残廃物、布、パルプ(針葉樹未漂白クラフトパルプ(NUKP)、針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹未漂白クラフトパルプ(LUKP)、広葉樹漂白クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹未漂白サルファイトパルプ(NUSP)、針葉樹漂白サルファイトパルプ(NBSP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、再生パルプ、古紙等)、動物(例えばホヤ類)由来の原料、藻類由来の原料、微生物(例えば酢酸菌(アセトバクター))由来の原料、微生物産生物等を挙げることができ、中でも植物または微生物由来のセルロース繊維が好ましく、植物由来のセルロース繊維が特に好ましい。
<1. Cellulose fiber>
There is no limitation in particular in the kind of cellulose fiber in this invention, Arbitrary kinds can be used as needed. Moreover, you may mix and use 2 or more types of cellulose fibers in arbitrary ratios among them. Examples include plant-derived raw materials (eg, wood, bamboo, hemp, jute, kenaf, farmland waste, cloth, pulp (conifer unbleached kraft pulp (NUKP), conifer bleach kraft pulp (NBKP), hardwood unbleached kraft) Pulp (LUKP), hardwood bleached kraft pulp (LBKP), softwood unbleached sulfite pulp (NUSP), softwood bleached sulfite pulp (NBSP), thermomechanical pulp (TMP), recycled pulp, waste paper, etc.), animals (eg, squirts) ) -Derived raw materials, algae-derived raw materials, microorganisms (for example, acetic acid bacteria (Acetobacter))-derived raw materials, microbial products, etc. Among them, plants or microorganism-derived cellulose fibers are preferable, and plant-derived cellulose Fiber is particularly preferred.

本発明に用いられるセルロース原料の数平均繊維径および数平均繊維長は特に制限されるものではなく、必要に応じて任意の数平均繊維径および数平均繊維長のものを用いることができる。また数平均繊維径および数平均繊維長の異なる2種類以上のセルロース繊維を、任意の比率で混合して用いてもよい。例として、一般的なパルプの一つである針葉樹クラフトパルプ(NBKP)の場合は、数平均繊維径30〜60μm程度、数平均繊維長3〜5mm程度、広葉樹漂白クラフトパルプ(LBKP)の場合は、数平均繊維径10〜30μm程度、数平均繊維長1〜2mm程度である。   The number average fiber diameter and the number average fiber length of the cellulose raw material used in the present invention are not particularly limited, and those having any number average fiber diameter and number average fiber length can be used as necessary. Further, two or more types of cellulose fibers having different number average fiber diameters and number average fiber lengths may be mixed and used at an arbitrary ratio. As an example, in the case of softwood kraft pulp (NBKP), which is one of the common pulps, in the case of hardwood bleached kraft pulp (LBKP), the number average fiber diameter is about 30-60 μm, the number average fiber length is about 3-5 mm. The number average fiber diameter is about 10 to 30 μm and the number average fiber length is about 1 to 2 mm.

<1−1.セルロース繊維の変性>
セルロース繊維は、グルコース単位あたり3つのヒドロキシル基を有しており、各種の化学変性処理を行うことが可能である。本発明では、後述する工程においてセルロース繊維の少なくとも一部に金属イオンあるいは金属ナノ粒子を導入するために、セルロース繊維の少なくとも一部に対してカルボキシル基あるいはカルボキシレート基を導入する変性を行う。
<1-1. Modification of cellulose fiber>
Cellulose fibers have three hydroxyl groups per glucose unit and can be subjected to various chemical modification treatments. In this invention, in order to introduce | transduce a metal ion or a metal nanoparticle into at least one part of a cellulose fiber in the process mentioned later, the modification | denaturation which introduce | transduces a carboxyl group or a carboxylate group with respect to at least one part of a cellulose fiber is performed.

ここで、カルボキシル基とは−COOHで表される基をいい、カルボキシレート基とは−COO−で表される基をいう。カルボキシレート基のカウンターイオンは特に限定されない。後述するように金属ナノ粒子がカルボキシレート基とのイオン結合を介して形成する場合はこの金属イオンがカウンターとなる。カルボキシル基またはカルボキシレート基を合わせて「酸基」ともいう。   Here, the carboxyl group refers to a group represented by —COOH, and the carboxylate group refers to a group represented by —COO—. The counter ion of the carboxylate group is not particularly limited. As will be described later, when metal nanoparticles are formed through ionic bonds with carboxylate groups, these metal ions serve as a counter. The carboxyl group or carboxylate group is also referred to as an “acid group”.

酸基の含有量は、特開2008−001728号公報の段落0021に開示されている
方法によって測定できる。すなわち、精秤した乾燥セルロース試料を用いて0.5〜1質量%のスラリー60mLを調製し、0.1mol/Lの塩酸水溶液によってpHを約2.5とする。その後、0.05mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を滴下して電気伝導度測定を行う。測定はpHが約11になるまで続ける。電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階を示すまでに消費された水酸化ナトリウム量(V)から、下式を用いて酸基量X1を求める。
The content of acid groups can be measured by the method disclosed in paragraph 0021 of JP2008-001728A. That is, using a precisely weighed dry cellulose sample, 60 mL of a 0.5 to 1 mass% slurry is prepared, and the pH is adjusted to about 2.5 with a 0.1 mol / L hydrochloric acid aqueous solution. Then, 0.05 mol / L sodium hydroxide aqueous solution is dripped and electrical conductivity measurement is performed. The measurement is continued until the pH is about 11. From the amount (V) of sodium hydroxide consumed until the neutralization step of the weak acid, where the change in electrical conductivity shows a gradual change, the acid group amount X1 is determined using the following equation.

X1(mmol/g)=V(mL)×0.05/セルロース繊維の質量(g)
上記セルロース繊維の酸基の量は、0.2〜2.2mmol/gが好ましい。酸基の量が0.2mmol/g未満であると、後述するセルロース繊維へ金属イオンあるいは金属ナノ粒子を担持する工程において、セルロース繊維表面に存在する金属粒子の量が十分でなく、消臭及び抗菌機能に劣る場合がある。一方、酸基の量が2.2mmol/gを超えると、金属粒子の凝集が起こり、同様に消臭及び抗菌機能に劣る場合がある。
X1 (mmol / g) = V (mL) × 0.05 / mass of cellulose fiber (g)
The amount of acid groups of the cellulose fiber is preferably 0.2 to 2.2 mmol / g. When the amount of acid groups is less than 0.2 mmol / g, the amount of metal particles present on the surface of the cellulose fiber is not sufficient in the step of supporting metal ions or metal nanoparticles on the cellulose fiber, which will be described later. May have inferior antibacterial function. On the other hand, when the amount of acid groups exceeds 2.2 mmol / g, the metal particles may aggregate and may have poor deodorization and antibacterial functions as well.

カルボキシル基あるいはカルボキシレート基を導入する変性の方法としては、変性後のセルロース繊維がカルボキシル基あるいはカルボキシレート基を含有していれば特に限定されず、例としては、酸化(カルボキシル化)、エーテル化、リン酸化、エステル化、シランカップリング、フッ素化、カチオン化を挙げることができる。中でも、酸化(カルボキシル化)、エーテル化が好ましい。以下、これらについて詳細に説明する。   The modification method for introducing a carboxyl group or a carboxylate group is not particularly limited as long as the modified cellulose fiber contains a carboxyl group or a carboxylate group. Examples include oxidation (carboxylation) and etherification. , Phosphorylation, esterification, silane coupling, fluorination, and cationization. Of these, oxidation (carboxylation) and etherification are preferable. Hereinafter, these will be described in detail.

<1−1−1.酸化>
本発明において、セルロース繊維を酸化する方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。一例としては、N−オキシル化合物、及び、臭化物、ヨウ化物若しくはこれらの混合物からなる群より選択される物質の存在下で酸化剤を用いて水中でセルロース原料を酸化する方法が挙げられる。この方法によれば、セルロース表面のグルコピラノース環のC6位の一級水酸基が選択的に酸化され、アルデヒド基、カルボキシル基、及びカルボキシレート基からなる群より選ばれる基が生じる。反応時のセルロース原料の濃度は特に限定されないが、5重量%以下が好ましい。
<1-1-1. Oxidation>
In the present invention, the method for oxidizing the cellulose fiber is not particularly limited, and a known method can be used. As an example, there may be mentioned a method of oxidizing a cellulose raw material in water using an oxidizing agent in the presence of a substance selected from the group consisting of an N-oxyl compound and bromide, iodide or a mixture thereof. According to this method, the primary hydroxyl group at the C6 position of the glucopyranose ring on the cellulose surface is selectively oxidized to produce a group selected from the group consisting of an aldehyde group, a carboxyl group, and a carboxylate group. Although the density | concentration of the cellulose raw material at the time of reaction is not specifically limited, 5 weight% or less is preferable.

N−オキシル化合物とは、ニトロキシラジカルを発生しうる化合物をいう。ニトロキシルラジカルとしては例えば、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン1−オキシル(TEMPO)が挙げられる。N−オキシル化合物としては、目的の酸化反応を促進する化合物であれば、いずれの化合物も使用できる。   The N-oxyl compound refers to a compound that can generate a nitroxy radical. Examples of the nitroxyl radical include 2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl (TEMPO). As the N-oxyl compound, any compound can be used as long as it promotes the target oxidation reaction.

N−オキシル化合物の使用量は、セルロース繊維を酸化できる触媒量であれば特に制限されない。例えば、絶乾1gのセルロースに対して、0.01mmol以上が好ましく、0.02mmol以上がより好ましい。上限は、10mmol以下が好ましく、1mmol以下がより好ましく、0.5mmol以下が更に好ましい。従って、N−オキシル化合物の使用量は絶乾1gのセルロースに対して、0.01〜10mmolが好ましく、0.01〜1mmolがより好ましく、0.02〜0.5mmolがさらに好ましい。   The amount of the N-oxyl compound used is not particularly limited as long as it is a catalytic amount capable of oxidizing cellulose fibers. For example, 0.01 mmol or more is preferable and 0.02 mmol or more is more preferable with respect to 1 g of absolutely dry cellulose. The upper limit is preferably 10 mmol or less, more preferably 1 mmol or less, and still more preferably 0.5 mmol or less. Accordingly, the amount of N-oxyl compound used is preferably 0.01 to 10 mmol, more preferably 0.01 to 1 mmol, and still more preferably 0.02 to 0.5 mmol with respect to 1 g of absolutely dry cellulose.

臭化物とは臭素を含む化合物であり、例えば、水中で解離してイオン化可能な臭化アルカリ金属、例えば臭化ナトリウム等が挙げられる。また、ヨウ化物とはヨウ素を含む化合物であり、例えば、ヨウ化アルカリ金属が挙げられる。臭化物又はヨウ化物の使用量は、酸化反応を促進できる範囲で選択すればよい。臭化物及びヨウ化物の合計量は絶乾1gのセルロースに対して、0.1mmol以上が好ましく、0.5mmol以上がより好ましい。上限は、100mmol以下が好ましく、10mmol以下がより好ましく、5mmol以下が更に好ましい。従って、臭化物及びヨウ化物の合計量は絶乾1gのセルロースに対して、0.1〜100mmolが好ましく、0.1〜10mmolがより好ましく、0.5〜5mmolがさらに好ましい。   The bromide is a compound containing bromine, and examples thereof include alkali metal bromide that can be dissociated and ionized in water, such as sodium bromide. Further, the iodide is a compound containing iodine, and examples thereof include alkali metal iodide. What is necessary is just to select the usage-amount of a bromide or iodide in the range which can accelerate | stimulate an oxidation reaction. The total amount of bromide and iodide is preferably 0.1 mmol or more, more preferably 0.5 mmol or more, with respect to 1 g of absolutely dry cellulose. The upper limit is preferably 100 mmol or less, more preferably 10 mmol or less, and still more preferably 5 mmol or less. Therefore, the total amount of bromide and iodide is preferably 0.1 to 100 mmol, more preferably 0.1 to 10 mmol, and still more preferably 0.5 to 5 mmol with respect to 1 g of absolutely dry cellulose.

酸化剤は、特に限定されないが例えば、ハロゲン、次亜ハロゲン酸、亜ハロゲン酸、過ハロゲン酸、それらの塩、ハロゲン酸化物、過酸化物などが挙げられる。中でも、安価で環境負荷が少ないことから、次亜ハロゲン酸又はその塩が好ましく、次亜塩素酸又はその塩がより好ましく、次亜塩素酸ナトリウムが更に好ましい。酸化剤の使用量は、絶乾1gのセルロースに対して、0.5mmol以上が好ましく、1mmol以上がより好ましく、3mmol以上が更に好ましい。上限は、500mmol以下が好ましく、50mmol以下がより好ましく、25mmol以下が更に好ましい。従って、酸化剤の使用量は絶乾1gのセルロースに対して、0.5〜500mmolが好ましく、0.5〜50mmolがより好ましく、1〜25mmolがさらに好ましく、3〜10mmolが最も好ましい。N−オキシル化合物を用いる場合、酸化剤の使用量はN−オキシル化合物1molに対して1mol以上が好ましい。上限は、40molが好ましい。従って、酸化剤の使用量はN−オキシル化合物1molに対して1〜40molが好ましい。   The oxidizing agent is not particularly limited, and examples thereof include halogen, hypohalous acid, halous acid, perhalogen acid, salts thereof, halogen oxide, and peroxide. Among them, hypohalous acid or a salt thereof is preferable because it is inexpensive and has a low environmental burden, hypochlorous acid or a salt thereof is more preferable, and sodium hypochlorite is still more preferable. The amount of the oxidizing agent used is preferably 0.5 mmol or more, more preferably 1 mmol or more, and still more preferably 3 mmol or more with respect to 1 g of absolutely dry cellulose. The upper limit is preferably 500 mmol or less, more preferably 50 mmol or less, and even more preferably 25 mmol or less. Therefore, the amount of the oxidizing agent used is preferably 0.5 to 500 mmol, more preferably 0.5 to 50 mmol, further preferably 1 to 25 mmol, and most preferably 3 to 10 mmol with respect to 1 g of absolutely dry cellulose. When the N-oxyl compound is used, the amount of the oxidizing agent used is preferably 1 mol or more with respect to 1 mol of the N-oxyl compound. The upper limit is preferably 40 mol. Therefore, the amount of the oxidizing agent used is preferably 1 to 40 mol with respect to 1 mol of the N-oxyl compound.

酸化反応時のpH、温度等の条件は特に限定されず、一般に、比較的温和な条件であっても酸化反応は効率よく進行する。反応温度は4℃以上が好ましく、15℃以上がより好ましい。上限は40℃以下が好ましく、30℃以下がより好ましい。従って、温度は4〜40℃が好ましく、15〜30℃程度、すなわち室温であってもよい。反応液のpHは、8以上が好ましく、10以上がより好ましい。上限は、12以下が好ましく、11以下がより好ましい。従って、反応液のpHは、好ましくは8〜12、より好ましくは10〜11程度である。通常、酸化反応の進行に伴ってセルロース中にカルボキシル基が生成するため、反応液のpHは低下する傾向にある。そのため、酸化反応を効率よく進行させるためには、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性溶液を添加して、反応液のpHを上記の範囲に維持することが好ましい。酸化の際の反応媒体は、取扱い性の容易さや、副反応が生じにくいこと等の理由から、水が好ましい。   Conditions such as pH and temperature during the oxidation reaction are not particularly limited, and in general, the oxidation reaction proceeds efficiently even under relatively mild conditions. The reaction temperature is preferably 4 ° C or higher, more preferably 15 ° C or higher. The upper limit is preferably 40 ° C. or lower, and more preferably 30 ° C. or lower. Accordingly, the temperature is preferably 4 to 40 ° C, and may be about 15 to 30 ° C, that is, room temperature. The pH of the reaction solution is preferably 8 or more, and more preferably 10 or more. The upper limit is preferably 12 or less, and more preferably 11 or less. Therefore, the pH of the reaction solution is preferably about 8 to 12, more preferably about 10 to 11. Usually, a carboxyl group is generated in cellulose as the oxidation reaction proceeds, and therefore the pH of the reaction solution tends to decrease. Therefore, in order to advance the oxidation reaction efficiently, it is preferable to add an alkaline solution such as an aqueous sodium hydroxide solution to maintain the pH of the reaction solution in the above range. The reaction medium for the oxidation is preferably water for reasons such as ease of handling and the difficulty of side reactions.

酸化における反応時間は、酸化の進行の程度に従って適宜設定することができ、通常は0.5時間以上である。上限は通常は6時間以下、好ましくは4時間以下である。従って、酸化における反応時間は通常0.5〜6時間、例えば0.5〜4時間程度である。   The reaction time in the oxidation can be appropriately set according to the progress of the oxidation, and is usually 0.5 hours or longer. The upper limit is usually 6 hours or less, preferably 4 hours or less. Therefore, the reaction time in oxidation is usually 0.5 to 6 hours, for example, about 0.5 to 4 hours.

酸化は、2段階以上の反応に分けて実施してもよい。例えば、1段目の反応終了後に濾別して得られた酸化セルロースを、再度、同一又は異なる反応条件で酸化させることにより、1段目の反応で副生する食塩による反応阻害を受けることなく、効率よく酸化させることができる。   Oxidation may be carried out in two or more stages. For example, by oxidizing the oxidized cellulose obtained by filtration after the completion of the first stage reaction again under the same or different reaction conditions, the efficiency is not affected by the reaction inhibition by the salt generated as a by-product in the first stage reaction. Can be oxidized well.

カルボキシル化(酸化)方法の別の例として、オゾン処理により酸化する方法が挙げられる。この酸化反応により、セルロースを構成するグルコピラノース環の少なくとも2位及び6位の水酸基が酸化されると共に、セルロース鎖の分解が起こる。オゾン処理は通常、オゾンを含む気体とセルロース原料とを接触させることにより行われる。気体中のオゾン濃度は、50g/m3以上であることが好ましい。上限は、250g/m3以下であることが好ましく、220g/m3以下であることがより好ましい。従って、気体中のオゾン濃度は、50〜250g/m3であることが好ましく、50〜220g/m3であることがより好ましい。オゾン添加量は、セルロース原料の固形分100重量%に対し、0.1量部以上であることが好ましく、5重量%以上であることがより好ましい。上限は、通常30重量%以下である。従って、オゾン添加量は、セルロース原料の固形分100重量%に対し、0.1〜30重量%であることが好ましく、5〜30重量%であることがより好ましい。オゾン処理温度は、通常0℃以上であり、好ましくは20℃以上である。上限は通常50℃以下である。従って、オゾン処理温度は、0〜50℃であることが好ましく、20〜50℃であることがより好ましい。オゾン処理時間は、通常は1分以上であり、好ましくは30分以上である。上限は通常360分以下である。従って、オゾン処理時間は、通常は1〜360分程度であり、30〜360分程度が好ましい。オゾン処理の条件が上述の範囲内であると、セルロースが過度に酸化及び分解されることを防ぐことができ、酸化セルロースの収率が良好となる。   Another example of the carboxylation (oxidation) method is a method of oxidizing by ozone treatment. By this oxidation reaction, at least the 2- and 6-position hydroxyl groups of the glucopyranose ring constituting cellulose are oxidized, and the cellulose chain is decomposed. The ozone treatment is usually performed by bringing a gas containing ozone and a cellulose raw material into contact with each other. The ozone concentration in the gas is preferably 50 g / m 3 or more. The upper limit is preferably 250 g / m 3 or less, and more preferably 220 g / m 3 or less. Therefore, the ozone concentration in the gas is preferably 50 to 250 g / m 3, and more preferably 50 to 220 g / m 3. The amount of ozone added is preferably 0.1 parts by weight or more and more preferably 5% by weight or more with respect to 100% by weight of the solid content of the cellulose raw material. The upper limit is usually 30% by weight or less. Therefore, the amount of ozone added is preferably 0.1 to 30% by weight and more preferably 5 to 30% by weight with respect to 100% by weight of the solid content of the cellulose raw material. The ozone treatment temperature is usually 0 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher. The upper limit is usually 50 ° C. or lower. Therefore, the ozone treatment temperature is preferably 0 to 50 ° C, and more preferably 20 to 50 ° C. The ozone treatment time is usually 1 minute or longer, preferably 30 minutes or longer. The upper limit is usually 360 minutes or less. Therefore, the ozone treatment time is usually about 1 to 360 minutes, and preferably about 30 to 360 minutes. When the condition of the ozone treatment is within the above range, it is possible to prevent the cellulose from being excessively oxidized and decomposed, and the yield of oxidized cellulose is improved.

オゾン処理後に得られる結果物に対しさらに、酸化剤を用いて追酸化処理を行ってもよい。追酸化処理に用いる酸化剤は、特に限定されないが例えば、二酸化塩素、亜塩素酸ナトリウム等の塩素系化合物;酸素、過酸化水素、過硫酸、過酢酸などが挙げられる。対酸化処理の方法としては例えば、これらの酸化剤を水又はアルコール等の極性有機溶媒中に溶解して酸化剤溶液を作成し、酸化剤溶液中にセルロース原料を浸漬させる方法が挙げられる。   Further, the resulting product obtained after the ozone treatment may be further oxidized using an oxidizing agent. The oxidizing agent used for the additional oxidation treatment is not particularly limited, and examples thereof include chlorine compounds such as chlorine dioxide and sodium chlorite; oxygen, hydrogen peroxide, persulfuric acid, peracetic acid and the like. Examples of the oxidation treatment method include a method in which these oxidizing agents are dissolved in a polar organic solvent such as water or alcohol to prepare an oxidizing agent solution, and the cellulose raw material is immersed in the oxidizing agent solution.

酸化セルロース繊維中に含まれるカルボキシル基、カルボキシレート基、アルデヒド基の量は、酸化剤の添加量、反応時間等の酸化条件をコントロールすることで調整することができる。   The amounts of carboxyl groups, carboxylate groups, and aldehyde groups contained in the oxidized cellulose fiber can be adjusted by controlling the oxidizing conditions such as the amount of the oxidizing agent added and the reaction time.

<1−1−2.エーテル化>
エーテル化としては、後工程においてセルロース繊維に金属イオンを導入する都合上、反応後の官能基にカルボキシル基あるいはカルボキシレート基を含有する方法であればいずれの方法でもよく、公知の方法を用いることができる。例としては、カルボキシメチル(エーテル)化、カルボキシエチル(エーテル)化、カルボキシプロピル(エーテル)化、カルボキシブチル(エーテル)化等のカルボキシアルキルエーテル化や、カルボキシフェニル(エーテル)化 を挙げることができる。この中から一例としてカルボキシメチル化の方法を以下に説明する。
<1-1-2. Etherification>
For the etherification, any method may be used as long as it contains a carboxyl group or a carboxylate group in the functional group after the reaction for the purpose of introducing metal ions into the cellulose fiber in the subsequent step, and a known method should be used. Can do. Examples include carboxymethyl (ether), carboxyethyl (ether), carboxypropyl (ether), carboxybutyl (ether) and other carboxyalkyl etherification, and carboxyphenyl (ether). . As an example, a carboxymethylation method will be described below.

カルボキシメチル化の方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、発底原料としてのセルロース原料をマーセル化し、その後エーテル化する方法が挙げられる。カルボキシメチル化反応の際は通用溶媒を用いる。溶媒としては例えば、水、アルコール(例えば低級アルコール)及びこれらの混合溶媒が挙げられる。低級アルコールとしては例えば、メタノール、エタノール、N−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、N−ブタノール、イソブタノール、第3級ブタノールが挙げられる。混合溶媒における低級アルコールの混合割合は、通常は60重量%以上又は95重量%以下であり、60〜95重量%であることが好ましい。溶媒の量は、セルロース原料に対し通常は3重量倍である。上限は特に限定されないが20重量倍である。従って、溶媒の量は3〜20重量倍であることが好ましい。   The method of carboxymethylation is not specifically limited, A well-known method can be used. For example, a cellulose raw material as a bottoming raw material is mercerized and then etherified. A common solvent is used in the carboxymethylation reaction. Examples of the solvent include water, alcohol (for example, lower alcohol), and a mixed solvent thereof. Examples of the lower alcohol include methanol, ethanol, N-propyl alcohol, isopropyl alcohol, N-butanol, isobutanol, and tertiary butanol. The mixing ratio of the lower alcohol in the mixed solvent is usually 60% by weight or more and 95% by weight or less, and preferably 60 to 95% by weight. The amount of the solvent is usually 3 times the weight of the cellulose raw material. Although an upper limit is not specifically limited, It is 20 weight times. Therefore, the amount of the solvent is preferably 3 to 20 times by weight.

マーセル化は通常、発底原料とマーセル化剤を混合して行う。マーセル化剤としては例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化アルカリ金属が挙げられる。マーセル化剤の使用量は、発底原料の無水グルコース残基当たり0.5倍モル以上が好ましく、1.0モル以上がより好ましく、1.5倍モル以上であることがさらに好ましい。上限は、通常20倍モル以下であり、10倍モル以下が好ましく、5倍モル以下がより好ましい、従って、0.5〜20倍モルが好ましく、1.0〜10倍モルがより好ましく、1.5〜5倍モルがさらに好ましい。   Mercerization is usually performed by mixing a bottoming raw material and a mercerizing agent. Examples of mercerizing agents include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. The amount of the mercerizing agent used is preferably 0.5 times mol or more, more preferably 1.0 mol or more, and further preferably 1.5 times mol or more per anhydroglucose residue of the starting material. The upper limit is usually 20 moles or less, preferably 10 moles or less, more preferably 5 moles or less, and more preferably 0.5 to 20 moles, more preferably 1.0 to 10 moles. More preferably 5 to 5 moles.

マーセル化の反応温度は、通常0℃以上であり、好ましくは10℃以上である。上限は通常70℃以下、好ましくは60℃以下である。従って、反応温度は、通常0〜70℃、好ましくは10〜60℃である。反応時間は、通常15分以上、好ましくは30分以上である。上限は、通常8時間以下、好ましくは7時間以下である。従って、通常は15分〜8時間、好ましくは30分〜7時間である。   The mercerization reaction temperature is usually 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher. The upper limit is usually 70 ° C. or lower, preferably 60 ° C. or lower. Therefore, the reaction temperature is usually 0 to 70 ° C, preferably 10 to 60 ° C. The reaction time is usually 15 minutes or longer, preferably 30 minutes or longer. The upper limit is usually 8 hours or less, preferably 7 hours or less. Therefore, it is usually 15 minutes to 8 hours, preferably 30 minutes to 7 hours.

エーテル化反応は通常、カルボキシメチル化剤をマーセル化後に反応系に追加して行う。カルボキシメチル化剤としては例えば、モノクロロ酢酸ナトリウムが挙げられる。カルボキシメチル化剤の添加量は、セルロース原料のグルコース残基当たり通常は0.05倍モル以上が好ましく、0.5倍モル以上がより好ましく、0.8倍モル以上であることがさらに好ましい。上限は、通常10.0倍モル以下であり、5モル以下が好ましく、3倍モル以下がより好ましい、従って、好ましくは0.05〜10.0倍モルであり、より好ましくは0.5〜5であり、更に好ましくは0.8〜3倍モルである。反応温度は通常30℃以上、好ましくは40℃以上であり、上限は通常90℃以下、好ましくは80℃以下である。従って反応温度は通常30〜90℃、好ましくは40〜80℃である。反応時間は、通常30分以上であり、好ましくは1時間以上である。上限は、通常は10時間以下、好ましくは4時間以下である。従って反応時間は、通常は30分〜10時間であり、好ましくは1時間〜4時間である。カルボキシメチル化反応の間必要に応じて、反応液を撹拌してもよい。   The etherification reaction is usually performed by adding a carboxymethylating agent to the reaction system after mercerization. Examples of the carboxymethylating agent include sodium monochloroacetate. The addition amount of the carboxymethylating agent is usually preferably 0.05 times mol or more, more preferably 0.5 times mol or more, and further preferably 0.8 times mol or more per glucose residue of the cellulose raw material. The upper limit is usually 10.0 times mole or less, preferably 5 moles or less, more preferably 3 times mole or less, and therefore preferably 0.05 to 10.0 times mole, more preferably 0.5 to 5, more preferably 0.8 to 3 times mol. The reaction temperature is usually 30 ° C. or higher, preferably 40 ° C. or higher, and the upper limit is usually 90 ° C. or lower, preferably 80 ° C. or lower. Accordingly, the reaction temperature is usually 30 to 90 ° C, preferably 40 to 80 ° C. The reaction time is usually 30 minutes or longer, preferably 1 hour or longer. The upper limit is usually 10 hours or less, preferably 4 hours or less. Therefore, the reaction time is usually 30 minutes to 10 hours, preferably 1 hour to 4 hours. The reaction solution may be stirred as necessary during the carboxymethylation reaction.

カルボキシメチル化によりセルロース原料を変性する場合、得られるカルボキシメチル化セルロース繊維中の無水グルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度は、0.01以上が好ましく、0.05以上がより好ましく、0.10以上であることがさらに好ましい。上限は、0.50以下が好ましく、0.40以下がより好ましく、0.35以下が更に好ましい。従って、カルボキシメチル基置換度は、0.01〜0.50が好ましく、0.05〜0.40がより好ましく、0.10〜0.30が更に好ましい。   When the cellulose raw material is modified by carboxymethylation, the degree of carboxymethyl substitution per anhydroglucose unit in the obtained carboxymethylated cellulose fiber is preferably 0.01 or more, more preferably 0.05 or more, and 0.10 or more. More preferably. The upper limit is preferably 0.50 or less, more preferably 0.40 or less, and still more preferably 0.35 or less. Accordingly, the degree of carboxymethyl group substitution is preferably 0.01 to 0.50, more preferably 0.05 to 0.40, and still more preferably 0.10 to 0.30.

カルボキシメチル化セルロース繊維のグルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度の測定は例えば、次の方法によって行うことができる。すなわち、1)カルボキシメチル化セルロース(絶乾)約2.0gを精秤して、300mL容共栓付き三角フラスコに入れる。2)メタノール1000mLに特級濃硝酸100mLを加えて得られた硝酸メタノール溶液100mLを加え、3時間振とうして、カルボキシメチルセルロース塩(カルボキシメチル化セルロース)を水素型カルボキシメチル化セルロースにする。3)水素型カルボキシメチル化セルロース(絶乾)を1.5〜2.0g精秤し、300mL容共栓付き三角フラスコに入れる。4)80%メタノール15mLで水素型カルボキシメチル化セルロースを湿潤し、0.1NのNaOHを100mL加え、室温で3時間振とうする。5)指示薬として、フェノールフタレインを用いて、0.1NのH2SO4で過剰のNaOHを逆滴定する。6)カルボキシメチル置換度(DS)を、次式によって算出する:
A=[(100×F’−(0.1NのH2SO4)(mL)×F)×0.1]/(水素型カルボキシメチル化セルロースの絶乾質量(g))
DS=0.162×A/(1−0.058×A)
A:水素型カルボキシメチル化セルロースの1gの中和に要する
1NのNaOH量(mL)
F’:0.1NのNaOHのファクター
F:0.1NのH2SO4のファクター
The degree of carboxymethyl substitution per glucose unit of the carboxymethylated cellulose fiber can be measured, for example, by the following method. That is, 1) About 2.0 g of carboxymethylated cellulose (absolutely dry) is precisely weighed and put into a 300 mL conical stoppered Erlenmeyer flask. 2) 100 mL of nitric acid methanol solution obtained by adding 100 mL of special grade concentrated nitric acid to 1000 mL of methanol is added and shaken for 3 hours to convert the carboxymethyl cellulose salt (carboxymethylated cellulose) into hydrogen-type carboxymethylated cellulose. 3) 1.5-2.0 g of hydrogen-type carboxymethylated cellulose (absolutely dry) is precisely weighed and placed in a 300 mL Erlenmeyer flask with a stopper. 4) Wet the hydrogen-type carboxymethylated cellulose with 15 mL of 80% methanol, add 100 mL of 0.1N NaOH, and shake at room temperature for 3 hours. 5) Back titrate excess NaOH with 0.1 N H2SO4 using phenolphthalein as indicator. 6) The degree of carboxymethyl substitution (DS) is calculated by the following formula:
A = [(100 × F ′ − (0.1 N H 2 SO 4) (mL) × F) × 0.1] / (absolute dry mass of hydrogenated carboxymethylated cellulose (g))
DS = 0.162 × A / (1-0.058 × A)
A: 1N NaOH amount (mL) required for neutralizing 1 g of hydrogen-type carboxymethylated cellulose
F ′: 0.1N NaOH factor F: 0.1N H 2 SO 4 factor

<1−2.セルロース繊維への金属イオンの担持>
本発明において、カルボキシル基又はカルボキシレート基を含有するセルロース繊維に対し、更にAg、Au、Pt、Pd、Ni、Mn、Fe、Ti、Al、Zn及びCuの群から選ばれる1種以上の金属元素のイオンを含有させた金属イオンを含有することにより、高い消臭効果が発現する。中でもAg及びCuの群から選ばれる1種以上のイオンを用いることにより、消臭効果に加えさらに抗菌機能が付与される。本発明では、消臭能をもつ金属イオンを繊維に担持しながらも、その繊維形態を保っている為、紙にしたときに脱離が起こらず、性能・強度が低下しないという特徴を有する。
<1-2. Loading of metal ions on cellulose fiber>
In the present invention, one or more metals selected from the group consisting of Ag, Au, Pt, Pd, Ni, Mn, Fe, Ti, Al, Zn and Cu are further added to the cellulose fiber containing a carboxyl group or a carboxylate group. By containing metal ions containing elemental ions, a high deodorizing effect is exhibited. In particular, by using one or more ions selected from the group of Ag and Cu, an antibacterial function is further imparted in addition to the deodorizing effect. In the present invention, the metal ions having the deodorizing ability are supported on the fiber, but the fiber form is maintained, so that there is no detachment when the paper is used, and the performance and strength are not lowered.

上記セルロース繊維と上記金属化合物の接触方法に関しては、予め調製したセルロース繊維の分散液と金属化合物水溶液を混合してもよく、セルロース繊維を含む分散液を基材の上に塗布して膜とし、当該膜に金属化合物水溶液を滴下して含浸させてもよい。このとき、膜は基板上に固定されたままであってもよいし、基板から剥離された状態であってもよい。詳細なメカニズムは不明であるが、これらの方法により、金属化合物に由来する金属イオンが、カルボキシレート基とイオン結合を形成、あるいは配位することにより、セルロース繊維に対して金属イオンが付加されると推測される。   Regarding the contact method of the cellulose fiber and the metal compound, a cellulose fiber dispersion prepared in advance and a metal compound aqueous solution may be mixed, and a dispersion containing the cellulose fiber is applied onto a substrate to form a film. The film may be impregnated with a metal compound aqueous solution dropwise. At this time, the film may remain fixed on the substrate or may be peeled from the substrate. Although the detailed mechanism is unknown, by these methods, metal ions derived from the metal compound form or coordinate with carboxylate groups to add metal ions to the cellulose fiber. It is guessed.

金属化合物水溶液とは、金属塩の水溶液である。金属塩の例には、錯体(錯イオン)、ハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、および酢酸塩が挙げられる。   The metal compound aqueous solution is an aqueous solution of a metal salt. Examples of metal salts include complexes (complex ions), halides, nitrates, sulfates, and acetates.

金属化合物水溶液の濃度は特に限定されないが、セルロース繊維100質量部に対して10〜80質量%の範囲であることが好ましく、30〜60重量%の範囲であることがより好ましい。   Although the density | concentration of metal compound aqueous solution is not specifically limited, It is preferable that it is the range of 10-80 mass% with respect to 100 mass parts of cellulose fibers, and it is more preferable that it is the range of 30-60 weight%.

金属化合物を接触させる時間は適宜調整してよい。接触させる際の温度は特に限定されないが、2〜50℃の範囲であることが好ましい。また、接触させる際の液のpHは特に限定されないが、pHが低いと、カルボキシル基に金属イオンが結合しにくくなるため、7〜13の範囲であることが好ましく、pH8〜12の範囲であることが特に好ましい。   You may adjust suitably the time which a metal compound is made to contact. Although the temperature at the time of making it contact is not specifically limited, It is preferable that it is the range of 2-50 degreeC. Further, the pH of the liquid at the time of contacting is not particularly limited. However, when the pH is low, it is difficult for the metal ions to bind to the carboxyl group, and therefore it is preferably in the range of 7 to 13, and in the range of pH 8 to 12. It is particularly preferred.

酸化セルロース繊維が金属イオンを含有していることは、走査型電子顕微鏡像、及び強酸による抽出液のICP発光分析で確認できる。つまり、金属イオンは走査型電子顕微鏡像では存在を確認できず、一方でICP発光分析では金属を含有していることを確認できる。これに対し、例えば上記金属がイオンから還元されて金属粒子として存在している場合は、走査型電子顕微鏡像で金属粒子を確認することができるので、金属イオンの有無を判定できる。また、走査型電子顕微鏡像と元素マッピングによっても金属イオンの有無を判定できる。つまり、走査型電子顕微鏡像では金属イオンを確認できないが、元素マッピングをすることで金属イオンが存在することを確認できる。
本発明では、上記のようにセルロース繊維に金属イオンを導入することにより効果を発揮するが、必要に応じ、得られた金属イオン含有セルロース繊維に結合した金属化合物を還元することによって、セルロース繊維の表面上に金属ナノ粒子を部分的に形成させてもよい。
The fact that the oxidized cellulose fiber contains metal ions can be confirmed by a scanning electron microscope image and ICP emission analysis of the extract with a strong acid. That is, the presence of metal ions cannot be confirmed in the scanning electron microscope image, while it can be confirmed that the metal ions are contained in the ICP emission analysis. On the other hand, for example, when the metal is reduced from ions and exists as metal particles, the metal particles can be confirmed by a scanning electron microscope image, so the presence or absence of metal ions can be determined. The presence or absence of metal ions can also be determined by scanning electron microscope images and element mapping. That is, metal ions cannot be confirmed in a scanning electron microscope image, but the presence of metal ions can be confirmed by elemental mapping.
In the present invention, the effect is exhibited by introducing metal ions into the cellulose fiber as described above. If necessary, the metal compound bonded to the obtained metal ion-containing cellulose fiber is reduced to reduce the cellulose fiber. Metal nanoparticles may be partially formed on the surface.

この機構は明らかでないが、以下のように推察される。還元反応により酸基と結合していた金属化合物または金属化合物由来のイオンは還元されて金属となる。このとき、生成した金属は、酸化セルロース繊維の表面に担持される。同様に生成した近隣の金属同士は一体化するので、粒子が成長してナノ粒子が形成される。一方、セルロース繊維の近傍に存在するものの、酸基と結合せずに存在していた金属化合物等も還元されて金属を生成する。この金属は、速やかにセルロース繊維表面の金属と一体化して金属ナノ粒子を形成する。   Although this mechanism is not clear, it is guessed as follows. The metal compound or the ion derived from the metal compound that has been bonded to the acid group by the reduction reaction is reduced to a metal. At this time, the produced metal is supported on the surface of the oxidized cellulose fiber. Similarly, the generated neighboring metals are integrated with each other, so that the particles grow to form nanoparticles. On the other hand, a metal compound or the like that exists in the vicinity of the cellulose fiber but does not bind to the acid group is also reduced to generate a metal. This metal quickly integrates with the metal on the surface of the cellulose fiber to form metal nanoparticles.

還元反応は、公知の方法で行ってよいが、金属化合物を還元しつつ、金属化合物と酸基との結合を開裂しないように行うことが好ましい。このような還元方法の例には、水素による気相還元法、および水素化ホウ素ナトリウム水溶液などの還元剤を用いた液相還元法が含まれる。気相還元における時間、温度等の条件は適宜調整されるが、例えば50〜60℃で1〜3時間程度反応すればよい。気相還元反応は、酸化セルロース繊維が水や溶媒を含んでいない状態で行うことが好ましい。還元反応においては、膜は基板上に固定されたままであってもよいし、基板から剥離された状態であってもよい。液相還元の場合は、上記分散液から膜を得て、これを乾燥してあるいは乾燥しないまま還元反応に供することができる。また、分散液を乾燥することなく液相還元反応に供することもできる。液相還元における反応温度は4〜40℃が好ましく、室温がより好ましい。   The reduction reaction may be performed by a known method, but it is preferable to perform the reduction reaction so as not to cleave the bond between the metal compound and the acid group while reducing the metal compound. Examples of such a reduction method include a gas phase reduction method using hydrogen and a liquid phase reduction method using a reducing agent such as an aqueous sodium borohydride solution. Conditions such as time and temperature in the gas phase reduction are appropriately adjusted. For example, the reaction may be performed at 50 to 60 ° C. for about 1 to 3 hours. The gas phase reduction reaction is preferably performed in a state where the oxidized cellulose fiber does not contain water or a solvent. In the reduction reaction, the film may remain fixed on the substrate or may be peeled from the substrate. In the case of liquid phase reduction, a film can be obtained from the above dispersion and subjected to a reduction reaction with or without drying. Further, the dispersion can be subjected to a liquid phase reduction reaction without drying. The reaction temperature in the liquid phase reduction is preferably 4 to 40 ° C., more preferably room temperature.

金属ナノ粒子は、セルロース繊維表面に存在する酸基を接点としてセルロース繊維表面に担持されている。すなわち、金属ナノ粒子は、セルロース繊維表面に存在する酸基を介してセルロース繊維表面に固定されている。固定化に係る化学結合は、配位結合、水素結合、またはイオン結合が好ましい。結合の状態は、X線光電子分光分析もしくは赤外分光分析により解析できる。   The metal nanoparticles are supported on the surface of the cellulose fiber by using an acid group present on the surface of the cellulose fiber as a contact. That is, the metal nanoparticles are fixed to the surface of the cellulose fiber via acid groups present on the surface of the cellulose fiber. The chemical bond for immobilization is preferably a coordination bond, a hydrogen bond, or an ionic bond. The bonding state can be analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy or infrared spectroscopy.

金属ナノ粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡像またはX線回折から求められる。本発明においては、金属ナノ粒子の平均粒子径は透過型電子顕微鏡像から求めた場合に、平均粒子径が1〜50nmの範囲にあることが好ましい。具体的に平均粒子径は、セルロース繊維の透過型電子顕微鏡像を準備し、その像から、複数の金属ナノ粒子の一次粒子の円相当径を求め、これらの値を平均して求められる。
前記金属イオンあるいは金属ナノ粒子を担持する工程において、セルロース繊維に対する前記金属イオンの含有量は10〜60mg/gの範囲であることが好ましい。10mg/gより少ないと、消臭及び抗菌機能に劣る場合がある。一方、酸基の量が2.2mmol/gを超えると、金属粒子の凝集が起こり、同様に消臭及び抗菌機能に劣る場合がある。
The average particle diameter of the metal nanoparticles is determined from a transmission electron microscope image or X-ray diffraction. In the present invention, the average particle diameter of the metal nanoparticles is preferably in the range of 1 to 50 nm when determined from a transmission electron microscope image. Specifically, the average particle diameter is obtained by preparing a transmission electron microscope image of cellulose fibers, obtaining the equivalent-circle diameter of primary particles of a plurality of metal nanoparticles from the image, and averaging these values.
In the step of supporting the metal ions or metal nanoparticles, the content of the metal ions with respect to the cellulose fiber is preferably in the range of 10 to 60 mg / g. If it is less than 10 mg / g, the deodorizing and antibacterial functions may be inferior. On the other hand, when the amount of acid groups exceeds 2.2 mmol / g, the metal particles may aggregate and may have poor deodorization and antibacterial functions as well.

<1−3.叩解>
本発明における金属担持セルロース繊維は、前記変性処理を行う前から、前記金属担持処理を行った後の間に少なくとも1回以上叩解処理を行ってもよい。ここで叩解処理とは、繊維に機械的剪断力を与える処理のことである。叩解処理により、セルロース繊維の一部がフィブリル化し、表面積が増大することにより、一般的には乾燥時における繊維間結合を強くすることができるほか、本発明においてはさらに消臭効果や抗菌効果を高めることができる。特に、湿潤状態での消臭効果が向上する。一方、叩解処理を過剰に行い、セルロース繊維を過度に微細化しすぎると、パルプと配合して抄紙する際に歩留まりが低下したり、紙中に留まらず(残らず)、金属イオンあるいは金属ナノ粒子含有セルロース繊維が有する消臭・抗菌効果が低下したりするため好ましくない。叩解度合いの指標としては、ろ水度(CSF)を用いることができる。具体的には、ろ水度(CSF)が30ml未満であると、シートへの歩留まり減少により消臭・抗菌効果が低下し、ろ水度(CSF)が600mlを超えると、フィブリル化が不十分で消臭・抗菌効果が低下する。このように、金属イオンあるいは金属ナノ粒子含有セルロース繊維のろ水度(CSF)を30〜600mlとすることで、消臭効果や抗菌効果が向上し、特に、湿潤状態での消臭効果が向上する。
<1-3. Beating>
The metal-supporting cellulose fiber in the present invention may be subjected to a beating treatment at least once before the modification treatment and after the metal support treatment. Here, the beating process is a process for applying a mechanical shearing force to the fiber. By the beating treatment, part of the cellulose fiber is fibrillated and the surface area is increased. In general, the fiber-to-fiber bond can be strengthened during drying. In the present invention, the deodorizing effect and the antibacterial effect are further improved. Can be increased. In particular, the deodorizing effect in a wet state is improved. On the other hand, if the beating process is excessively performed and the cellulose fibers are excessively refined, the yield decreases when blended with pulp to make paper, and does not remain in the paper (there is no residue), metal ions or metal nanoparticles. Since the deodorizing and antibacterial effects of the contained cellulose fiber are lowered, it is not preferable. The freeness (CSF) can be used as an index of the beating degree. Specifically, if the freeness (CSF) is less than 30 ml, the deodorization / antibacterial effect is reduced due to the decrease in yield on the sheet, and if the freeness (CSF) exceeds 600 ml, the fibrillation is insufficient. Deodorant and antibacterial effects are reduced. As described above, by setting the freeness (CSF) of the cellulose fibers containing metal ions or metal nanoparticles to 30 to 600 ml, the deodorizing effect and the antibacterial effect are improved, and in particular, the deodorizing effect in a wet state is improved. To do.

叩解に用いる装置は特に限定されず、公知の装置を任意に用いることができる。叩解装置の例としては、リファイナーやビーター、PFIミル、ニーダー、ディスパーザーなど回転軸を中心として金属または刃物とパルプ繊維を作用させるもの、パルプ繊維同士の摩擦によるもの、並びに高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー、ナノマイザー、各種ミル、石臼型磨砕機等の装置を挙げることができる。   The apparatus used for beating is not specifically limited, A well-known apparatus can be used arbitrarily. Examples of beating devices include refiners, beaters, PFI mills, kneaders, dispersers, etc., which operate metal or blade and pulp fibers around the rotation axis, those caused by friction between pulp fibers, high pressure homogenizers, and ultra high pressure homogenizers , Nanomizers, various mills, stone mills and the like.

また、叩解、または必要に応じて叩解前に行う分散処理に先立って、必要に応じて予備処理を行ってもよい。予備処理としては、例えば、混合、撹拌、乳化、分散が挙げられ、公知の装置(例、高速せん断ミキサー)を用いて行えばよい。   Further, preliminary processing may be performed as necessary prior to beating or, if necessary, distributed processing performed before beating. Examples of the pretreatment include mixing, stirring, emulsification, and dispersion, and a known apparatus (eg, high-speed shear mixer) may be used.

<2.シートの製造>
本発明における機能性シートは、前記金属イオンあるいは金属ナノ粒子担持セルロース繊維を含んだ層を少なくとも1層有する、単層あるいは多層構造のシートである。多層構造である場合、最外層が前記金属イオンあるいは金属ナノ粒子担持セルロース繊維を含んでいると、消臭および抗菌効果をより発現しやすいため好ましい。
<2. Production of sheet>
The functional sheet in the present invention is a sheet having a single layer structure or a multilayer structure having at least one layer containing the metal ions or cellulose fibers supporting metal nanoparticles. In the case of the multilayer structure, it is preferable that the outermost layer contains the metal ions or the metal nanoparticle-supporting cellulose fibers because the deodorizing and antibacterial effects are more easily exhibited.

前記金属イオンあるいは金属ナノ粒子担持セルロース繊維以外の原料としては、特に限定されず、公知の原料を用いることができる。例としては、金属イオンあるいは金属ナノ粒子を担持しない通常のセルロース繊維、合成繊維、樹脂、無機物等を挙げることができる。これらを用いる場合、金属イオンあるいは金属ナノ粒子担持セルロース繊維を含む層1gに対する、金属イオンおよび金属ナノ粒子の含有量は、0.5mg/g以上であることが好ましい。0.5mg/gより少ないと、消臭及び抗菌機能に劣る場合がある。
シートの製造方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、原料が分散された水を吐出し、圧力や熱により脱水する、いわゆる湿式でもよく、また原料を乾いた状態で吐出し、同様に圧力や熱によりシート化する、いわゆる乾式の方法でもよい。前記金属イオンあるいは金属ナノ粒子担持セルロース繊維は親水性であるため、湿式が好ましい。
The raw material other than the metal ion or metal nanoparticle-supporting cellulose fiber is not particularly limited, and a known raw material can be used. Examples include normal cellulose fibers, synthetic fibers, resins, inorganic substances, etc. that do not carry metal ions or metal nanoparticles. When using these, it is preferable that content of a metal ion and a metal nanoparticle with respect to 1g of layers containing a metal ion or a metal nanoparticle carrying | support cellulose fiber is 0.5 mg / g or more. If it is less than 0.5 mg / g, the deodorizing and antibacterial functions may be inferior.
It does not specifically limit as a manufacturing method of a sheet | seat, A well-known method can be used. For example, a so-called wet method in which water in which a raw material is dispersed is discharged and dehydrated by pressure or heat may be used, or a so-called dry method in which the raw material is discharged in a dry state and similarly formed into a sheet by pressure or heat may be used. . Since the metal ion or metal nanoparticle-supporting cellulose fiber is hydrophilic, it is preferably wet.

前記金属イオンあるいは金属ナノ粒子担持セルロース繊維を含む層の坪量は、特に限定されず、必要に応じ一般的な範囲を設定することができる。ここで一般的な坪量とは概ね10〜400g/m2程度である。多層構造である場合、他の層の坪量についても同様に特に制限されない。機能性シート全体としての坪量は、特に制限されないが、10〜1000g/m2の範囲であることが好ましい。1000g/m2より大きいと、シート特有の、曲げやすさや断裁しやすさが劣り問題となる場合がある。
前記機能性シートが多層構造である場合、各層を一層ずつ製造した後で、公知の方法によりそれらを積層してもよく、また各層の原料を同時に吐出させながら一括で多層を形成する、いわゆる同時多層式であってもよい。各層を接着する方法は特に制限されず、公知の方法を用いることができる。例えば、接着剤を使う方法、熱ロールの間を通したり、熱風をあてることにより層同士を融着させたりする方法等を挙げることができる。
前記機能性シートが多層構造である場合、最外層が一層以上ラミネート処理されていてもよく、またいわゆる粘着ラベルシートのように、他の基材と接着するための接着層を最外層に有していてもよい。また、単層のシートを単純に積層したものでもよく、段ボールのように、1つ以上の層が立体構造を有していてもよい。
The basis weight of the layer containing the metal ions or the metal nanoparticle-supporting cellulose fibers is not particularly limited, and a general range can be set as necessary. Here, the general basis weight is about 10 to 400 g / m2. In the case of a multilayer structure, the basis weight of other layers is not particularly limited as well. The basis weight of the entire functional sheet is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 1000 g / m2. If it is greater than 1000 g / m 2, the sheet is likely to be inferior in its ease of bending and cutting.
When the functional sheet has a multilayer structure, after each layer is manufactured one layer at a time, they may be laminated by a known method, or a multilayer is formed at a time while simultaneously discharging the raw materials of each layer. A multilayer type may be used. The method for adhering the layers is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a method using an adhesive, a method of passing layers between hot rolls, or a method of fusing layers by applying hot air can be used.
When the functional sheet has a multilayer structure, the outermost layer may be laminated one or more layers, and has an adhesive layer for adhering to another base material, such as a so-called adhesive label sheet. It may be. Further, a single layer sheet may be simply laminated, and one or more layers may have a three-dimensional structure like a cardboard.

本発明の機能性シートは、必要に応じ最外層に印刷を行ってもよい。その場合、印刷される最外層は、顔料および接着剤からなる塗工層であることが、印刷再現性が高くなり好ましい。   The functional sheet of the present invention may be printed on the outermost layer as necessary. In that case, the outermost layer to be printed is preferably a coating layer made of a pigment and an adhesive because printing reproducibility is improved.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, although an example is given and the present invention is explained still in detail, the present invention is not limited to these.

<実施例1>
[酸化セルロース繊維の製造]
針葉樹由来の漂白済み未叩解クラフトパルプ(白色度85%)5.00g(絶乾)をTEMPO(Sigma Aldrich社)39mg(絶乾1gのセルロースに対し0.05mmol)と臭化ナトリウム514mg(絶乾1gのセルロースに対し1.0mmol)を溶解した水溶液500mlに加え、パルプが均一に分散するまで撹拌した。
反応系に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を次亜塩素酸ナトリウムが5.5mmol/gになるように添加し、室温にて酸化反応を開始した。反応中は系内のpHが低下するが、3M水酸化ナトリウム水溶液を逐次添加し、pH10に調整した。次亜塩素酸ナトリウムを消費し、系内のpHが変化しなくなった時点で反応を終了した。
反応後の混合物をガラスフィルターで濾過した後、十分な水の量による水洗、ろ過を2回繰り返すことにより、固形分10質量%の、水を含浸させた酸化セルロース繊維を得た。この時のパルプ収率は90%であり、酸化反応に要した時間は90分、カルボキシル基量は1.68mmol/gであった。
<Example 1>
[Manufacture of oxidized cellulose fiber]
Bleached unbeaten kraft pulp derived from conifers (whiteness 85%), 5.00 g (absolutely dry), 39 mg of TEMPO (Sigma Aldrich) and 0.05 mmol of sodium bromide (absolutely dry) The solution was added to 500 ml of an aqueous solution in which 1.0 mmol) was dissolved in 1 g of cellulose, and stirred until the pulp was uniformly dispersed.
An aqueous sodium hypochlorite solution was added to the reaction system so that sodium hypochlorite was 5.5 mmol / g, and the oxidation reaction was started at room temperature. During the reaction, the pH in the system was lowered, but a 3M sodium hydroxide aqueous solution was sequentially added to adjust the pH to 10. The reaction was terminated when sodium hypochlorite was consumed and the pH in the system no longer changed.
After the reaction mixture was filtered through a glass filter, washing with a sufficient amount of water and filtration were repeated twice to obtain oxidized cellulose fibers impregnated with water having a solid content of 10% by mass. The pulp yield at this time was 90%, the time required for the oxidation reaction was 90 minutes, and the amount of carboxyl groups was 1.68 mmol / g.

[金属イオン含有セルロース繊維の製造]
前記酸化セルロース繊維に対し、水を加えて固形分濃度2%の分散液とし、pHを9.0に調整した後、CuCl2(和光純薬工業株式会社製)を加え、酸化セルロース繊維1gに対する濃度が1.0mmol/gになるよう撹拌しながら加えさらに30分間撹拌することにより、酸化セルロース繊維にCuイオンを含有させた。これに対し、十分な水の量による水洗、ろ過を2回繰り返すことにより、未反応の金属塩を除去し、固形分30質量%の、水を含浸させたCuイオン含有セルロース繊維を得た。セルロース繊維に対する金属イオンの含有量は31.9mg/gであり、フリーネスは500mlであった。
[Production of metal ion-containing cellulose fibers]
To the oxidized cellulose fiber, water is added to obtain a dispersion having a solid content concentration of 2%, pH is adjusted to 9.0, CuCl2 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is added, and the concentration relative to 1 g of oxidized cellulose fiber is increased. Was added with stirring so as to be 1.0 mmol / g, and further stirred for 30 minutes, so that the oxidized cellulose fiber contained Cu ions. On the other hand, washing with a sufficient amount of water and filtration were repeated twice to remove unreacted metal salts and obtain water-impregnated Cu ion-containing cellulose fibers having a solid content of 30% by mass. The metal ion content relative to the cellulose fiber was 31.9 mg / g, and the freeness was 500 ml.

[機能性シートの製造]
前記金属イオン含有セルロース繊維4.0g(セルロース繊維全体に対し20質量%)、パルプ(NBKP。日本製紙株式会社製。固形分濃度30%、フリーネス600ml)16.0g(セルロース繊維全体に対し80質量%)、湿潤紙力増強剤(製品名:WS4020、星光PMC株式会社製、有効成分25%)7.0g(セルロース繊維全体に対し0.3質量%)、および水1179gを混合、攪拌し、固形分濃度0.5質量%の水分散体を調製した。この水分散液を用いて、丸型手抄き機にて抄紙し、プレス装置にて脱水し、さらにシリンダードライヤー(105℃)により85℃で乾燥させることにより、直径約16cmのシートを作製した。坪量は100g/m2であった。
[Manufacture of functional sheets]
4.0 g of the metal ion-containing cellulose fiber (20% by mass with respect to the whole cellulose fiber), 16.0 g of pulp (NBKP, manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd., solid content concentration 30%, freeness 600 ml) (80% by mass with respect to the whole cellulose fiber) %), Wet paper strength enhancer (product name: WS4020, manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., active ingredient 25%) 7.0 g (0.3% by mass with respect to the whole cellulose fiber), and 1179 g of water are mixed and stirred. An aqueous dispersion having a solid content concentration of 0.5% by mass was prepared. Using this aqueous dispersion, paper was made with a round hand machine, dehydrated with a press, and further dried at 85 ° C. with a cylinder dryer (105 ° C.) to produce a sheet having a diameter of about 16 cm. . The basis weight was 100 g / m2.

得られた機能性シートについて、以下に示す方法により、引張強さ、消臭性、抗菌性、およびリントをそれぞれ評価した。   About the obtained functional sheet, tensile strength, deodorizing property, antibacterial property, and lint were evaluated by the following methods.

[引張り強さ]
得られたシートの乾燥時のMD方向及びCD方向の引張り強さを、JIS P8113「紙及び板紙−引張特性の試験方法−」に従って測定した。試料幅は25mmとした。測定値を後述する比較例1と比較し、値が大きかった場合を○、同等の場合を△、劣った場合を×とした。
[Tensile strength]
The tensile strength in the MD direction and CD direction during drying of the obtained sheet was measured according to JIS P8113 “Paper and paperboard—Testing method of tensile properties”. The sample width was 25 mm. The measured value was compared with Comparative Example 1 to be described later.

[消臭性]
5cm×5cmの試験片が4枚入ったコック付きガスバッグに、100ppmに調整した湿度70%のアンモニアガスをエアーポンプで1.5L充填した。次に、検知管に吸引器とゴムチューブを繋ぎ、ゴムチューブをガスバッグに繋いだ。そして、空気を充填してから50分経過後のガスバッグ内のアンモニアガス濃度を測定した。
[Deodorization]
A gas bag with a cock containing four 5 cm × 5 cm test pieces was filled with 1.5 L of ammonia gas with a humidity of 70% adjusted to 100 ppm with an air pump. Next, the suction tube and the rubber tube were connected to the detection tube, and the rubber tube was connected to the gas bag. And the ammonia gas concentration in the gas bag 50 minutes after filling with air was measured.

◎:非常に良い 残存濃度が初期の1/5以下
○:良い 残存濃度が初期の1/5を超え1/4以下
△:普通 残存濃度が初期の1/4を超え1/3以下
×:悪い 残存濃度が初期の1/3超え
◎: Very good residual concentration is 1/5 or less of the initial value ○: Good Residual concentration exceeds 1/5 of the initial value and 1/4 or less △: Normal Residual concentration exceeds 1/4 of the initial value and 1/3 or less ×: Poor residual concentration exceeds 1/3 of initial level

[抗菌性]
JIS L1902「繊維製品の抗菌性試験方法及び抗菌効果」に従い、ハロー法による定性試験を実施した。具体的には、大腸菌を含んだ寒天培地を作製し、その上に5cm×5cmの試験片を載せ、37℃で17時間培養後、試料の周りにできた試験菌の「生育阻止帯」の有無を確認した。次の基準で評価した。
○:生育阻止帯が認められ抗菌性を有する。
×:生育阻止帯の認められず、抗菌性を認めない。
[Antimicrobial]
In accordance with JIS L1902, “Antibacterial test method and antibacterial effect of textile products”, a qualitative test by the halo method was performed. Specifically, an agar medium containing Escherichia coli was prepared, a test piece of 5 cm × 5 cm was placed thereon, cultured at 37 ° C. for 17 hours, and the “growth inhibition zone” of the test bacteria formed around the sample. The presence or absence was confirmed. Evaluation was made according to the following criteria.
○: Growth inhibition zone is recognized and has antibacterial properties.
X: No growth inhibition zone was observed and no antibacterial activity was observed.

<リント(紙粉等の微粉落下)>
JIS B9923(タンブリング法)に準じてシートの発塵試験を行い、パーティクルカウンター(リオン製、製品名「KC−01D1」)にて測定を行った。測定結果を後述する比較例1と比較し、比較例1よりも数値が小さければ◎、同等であれば○、大きかった場合は×とした。評価が良いほど、紙粉等の微粉の落下が少ないことを示す。評価が◎か○であれば、実用上問題はない。
<Lint (dropping fine powder such as paper powder)>
The dust generation test of the sheet was performed according to JIS B9923 (tumbling method), and the measurement was performed with a particle counter (product name “KC-01D1” manufactured by Rion). The measurement result was compared with Comparative Example 1 to be described later. When the numerical value was smaller than Comparative Example 1, ◎, when equal, ◯, and when larger, ×. It shows that there are few fallen fine powders, such as paper powder, so that evaluation is good. If the evaluation is ◎ or ○, there is no practical problem.

<実施例2>
実施例1の金属イオン担持酸化セルロース繊維を製造する工程において、CuCl2の水溶液をAgNO3の水溶液に変更(酸化セルロース繊維1g当たりの濃度:1.0mmol/g)した以外は、実施例1と同様の方法で実施した。セルロース繊維に対するAgイオンの含有量は20.0mg/gであり、フリーネスは500mlであった。
<Example 2>
In the process for producing the metal ion-supported oxidized cellulose fiber of Example 1, the same solution as in Example 1 except that the aqueous solution of CuCl2 was changed to an aqueous solution of AgNO3 (concentration per gram of oxidized cellulose fiber: 1.0 mmol / g). The method was carried out. The content of Ag ions relative to the cellulose fiber was 20.0 mg / g, and the freeness was 500 ml.

<実施例3>
実施例1の機能性シートを製造する工程において、Cuイオン担持酸化セルロース繊維の全セルロース繊維に対する配合比率を20質量%から50質量%に変更し、かつパルプの全繊維分に対する配合比率を80質量%から50質量%に変更した以外は、実施例1と同様の方法で実施した。
<Example 3>
In the process for producing the functional sheet of Example 1, the blending ratio of the Cu ion-supported oxidized cellulose fibers to the total cellulose fibers is changed from 20% by mass to 50% by mass, and the blending ratio of the pulp to the total fibers is 80% by mass. The procedure was the same as in Example 1 except that the content was changed from% to 50% by mass.

<比較例1>
実施例1の機能性シートを製造する工程において、Cu担持酸化セルロース繊維を同量のパルプ(NBKP。日本製紙株式会社製。フリーネス600ml)に置き換えた以外は、実施例1と同様の方法で実施した。
<Comparative Example 1>
In the process of producing the functional sheet of Example 1, the same procedure as in Example 1 was carried out except that the Cu-supported oxidized cellulose fiber was replaced with the same amount of pulp (NBKP, manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd., freeness 600 ml). did.

<比較例2>
実施例1の機能性シートを製造する工程において、Cuイオン含有酸化セルロース繊維を、前記酸化セルロース繊維(Cuイオンを担持する前の)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で実施した。
<Comparative example 2>
In the process of producing the functional sheet of Example 1, it was carried out in the same manner as in Example 1 except that the Cu ion-containing oxidized cellulose fiber was changed to the oxidized cellulose fiber (before supporting Cu ions). .

<比較例3>
実施例1の機能性シートを製造する工程において、Cuイオン含有酸化セルロース繊維を、市販の金属(Cu)イオン担持ゼオライト高密度結晶化パルプ(商品名:銅セルガイア、レンゴー株式会社製)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で実施した。
<Comparative Example 3>
In the process of producing the functional sheet of Example 1, the Cu ion-containing oxidized cellulose fiber was changed to a commercially available metal (Cu) ion-supported zeolite high-density crystallized pulp (trade name: Copper Cellgaia, manufactured by Rengo Co., Ltd.). Except for this, the same method as in Example 1 was used.

Figure 2017141531
Figure 2017141531

表1の結果から明らかなように、金属イオン含有セルロース繊維を含む実施例1〜3では、金属イオン含有セルロース繊維を含まない比較例1〜3に対し、消臭性、抗菌性、引張り強さともに高く、また比較例3に対しリントも良好であり、これらを高い水準で両立していることが分かる。 As is clear from the results in Table 1, in Examples 1 to 3 containing metal ion-containing cellulose fibers, deodorant properties, antibacterial properties, and tensile strength compared to Comparative Examples 1 to 3 not containing metal ion-containing cellulose fibers. Both are high, and the lint is also good with respect to Comparative Example 3, and it can be seen that these are compatible at a high level.

Claims (3)

セルロース繊維を含有する機能性シートであって、該セルロース繊維の少なくとも一部が、表面にカルボキシル基あるいはカルボキシレート基を含有し、かつ該セルロース繊維がAg、Au、Pt、Pd、Ni、Mn、Fe、Ti、Al、Zn及びCuの元素群から選ばれる1種以上の金属イオンあるいは金属ナノ粒子を含有することを特徴とする機能性シート。   A functional sheet containing cellulose fibers, wherein at least a part of the cellulose fibers contains a carboxyl group or a carboxylate group on the surface, and the cellulose fibers are Ag, Au, Pt, Pd, Ni, Mn, A functional sheet comprising one or more metal ions or metal nanoparticles selected from the group of elements Fe, Ti, Al, Zn, and Cu. 請求項1に記載の、表面にカルボキシル基あるいはカルボキシレート基を含有するセルロース繊維が、セルロースのグルコース単位中におけるC6位のヒドロキシル基の一部がカルボキシル基に酸化された酸化セルロース繊維であることを特徴とする、請求項1に記載の機能性シート。   The cellulose fiber containing a carboxyl group or a carboxylate group on the surface according to claim 1 is an oxidized cellulose fiber in which a part of the hydroxyl group at the C6 position in the glucose unit of cellulose is oxidized to a carboxyl group. The functional sheet according to claim 1, which is characterized. 請求項1あるいは2に記載の金属イオンあるいは金属ナノ粒子がAgあるいはCuのいずれかを含む、請求項1あるいは2に記載の機能性シート。   The functional sheet according to claim 1 or 2, wherein the metal ions or metal nanoparticles according to claim 1 or 2 contain either Ag or Cu.
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