JP2018002668A - Gel-like sheet composition and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gel-like sheet which has such an excellent water resistance that it can be used even under the environment of touching water such as a bathroom and it can be used in the water, furthermore which does not dry for a long time, and can be used for a long time while sleeping for example, and a method for producing the gel-like sheet.SOLUTION: The gel-like sheet composition is provided which contains: cellulose nanofiber satisfying the following conditions; polyvalent metal ion; and polyhydric alcohol, and in which an anionic functional group of cellulose nanofiber is crosslinked by polyvalent metal ion. The method for producing the gel-like sheet is also provided. (A) number average fiber diameter is 2 nm or more and 500 nm or less, (B) average aspect ratio is 50 or more and 1000 or less, (C) the cellulose nanofiber has a cellulose I type crystal structure, and (D) has an anionic functional group.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明はゲル状シート組成物およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a gel-like sheet composition and a method for producing the same.

化粧料に使用される素材としてゲルシートがあり、ゲルシートとしては有効成分を溶解させたハイドロゲルが多く使用されている。また、ハイドロゲルを調整するために、高分子材料が使用される。(特許文献1ないし3)。   There is a gel sheet as a material used in cosmetics, and hydrogels in which active ingredients are dissolved are often used as gel sheets. Also, a polymer material is used to adjust the hydrogel. (Patent Documents 1 to 3).

特開2011−116726号公報JP 2011-116726 A 特開2014−024828号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2014-024828 特開2014−073193号公報JP 2014-073193 A

従来のハイドロゲルを用いたゲルシートは、水に浸漬すると水に溶解したり、水分を吸収し膨潤するなど耐水性が不十分であるため、水に触れるような環境下や水中において使用することが困難であったり、一方では水分の蒸発により乾燥するまでの時間が短いため、長時間使用することができない等の問題があった。そこで、本発明は、耐水性に優れかつ乾燥しにくいゲル状シート組成物およびその製造方法を提供する事を目的とする。   Gel sheets using conventional hydrogels have insufficient water resistance, such as being dissolved in water when absorbed in water or absorbing and swelling water, so they can be used in environments where they come into contact with water or in water. On the other hand, there is a problem that it cannot be used for a long time because it takes a short time to dry due to evaporation of moisture. Then, an object of this invention is to provide the gel-like sheet composition which is excellent in water resistance, and is hard to dry, and its manufacturing method.

本発明は、以下の[1]ないし[6]を提供するものである。
[1]下記条件を満たすセルロースナノファイバー、多価金属イオン、および多価アルコールを含有し、セルロースナノファイバーのアニオン性官能基が多価金属イオンにより架橋されていることを特徴とするゲル状シート組成物。
(A)数平均繊維径が2nm以上500nm以下
(B)平均アスペクト比が50以上1000以下
(C)セルロースI型結晶構造を有する
(D)アニオン性官能基を有する
[2]上記アニオン性官能基がカルボキシル基であることを特徴とする[1]に記載のゲル状シート組成物。
[3]上記セルロースナノファイバーのアニオン性官能基の含有量が、0.01mmol/g以上2.5mmol/g以下であることを特徴とする[1]または[2]記載のゲル状シート組成物。
[4]上記多価アルコールが、ポリエチレングリコール、1,3‐ブチレングリコール、1,2‐ペンタンジオール、イソプレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、およびジグリセリンから選択された1種又は2種以上であることを特徴とする[1]ないし[3]のいずれか1つに記載のゲル状シート組成物。
[5]上記セルロースナノファイバーの含有量が1質量%以上90質量%以下であることを特徴とする[1]ないし[4]のいずれか1つに記載のゲル状シート組成物。
[6](I)セルロースナノファイバー、水、多価アルコールを混合する工程、(II)上記混合物を乾燥してゲル状シートとする工程、(III)上記ゲル状シートを、多価金属塩水溶液中に浸漬し、セルロースナノファイバーのアニオン性官能基を多価金属イオンで架橋させる工程、を備えることを特徴とする[1]ないし[5]のいずれか1項に記載のゲル状シート組成物の製造方法。
The present invention provides the following [1] to [6].
[1] A gel-like sheet comprising cellulose nanofibers, polyvalent metal ions and polyhydric alcohol satisfying the following conditions, wherein the anionic functional groups of the cellulose nanofibers are cross-linked by polyvalent metal ions Composition.
(A) Number average fiber diameter is 2 nm or more and 500 nm or less (B) Average aspect ratio is 50 or more and 1000 or less (C) It has a cellulose I type crystal structure (D) It has an anionic functional group
[2] The gel sheet composition according to [1], wherein the anionic functional group is a carboxyl group.
[3] The gel-like sheet composition according to [1] or [2], wherein the content of the anionic functional group of the cellulose nanofiber is 0.01 mmol / g or more and 2.5 mmol / g or less. .
[4] The polyhydric alcohol is one or two selected from polyethylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,2-pentanediol, isoprene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, and diglycerin It is the above, The gel-like sheet composition as described in any one of [1] thru | or [3] characterized by the above-mentioned.
[5] The gel-like sheet composition according to any one of [1] to [4], wherein the content of the cellulose nanofiber is 1% by mass or more and 90% by mass or less.
[6] (I) Step of mixing cellulose nanofibers, water and polyhydric alcohol, (II) Step of drying the mixture to form a gel sheet, (III) An aqueous polyvalent metal salt solution of the gel sheet The gel-like sheet composition according to any one of [1] to [5], comprising a step of immersing in an anionic functional group of cellulose nanofibers and crosslinking the anionic functional group of the cellulose nanofiber with a polyvalent metal ion. Manufacturing method.

本発明のゲル状シート組成物は、耐水性に優れているため、風呂場など水に触れる環境下および水中においても使用できる化粧料を提供できる。また、長時間乾燥しないため、例えば就寝中など長時間使用することができる化粧料を提供できる。   Since the gel-like sheet composition of the present invention is excellent in water resistance, it can provide a cosmetic that can be used in an environment where it is exposed to water such as a bathroom and in water. In addition, since it does not dry for a long time, it can provide a cosmetic that can be used for a long time, for example, while sleeping.

つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明のゲル状シート組成物は所定のセルロースナノファイバー、多価金属イオン、および多価アルコールを含有する。   The gel-like sheet composition of the present invention contains predetermined cellulose nanofibers, polyvalent metal ions, and polyhydric alcohols.

本発明のセルロースナノファイバーは、セルロース原料をナノサイズまで解繊する事により得られる繊維である。   The cellulose nanofiber of the present invention is a fiber obtained by defibrating a cellulose raw material to nano size.

本発明のセルロースナノファイバーは、数平均繊維径が2nm以上500nm以下、繊維の平均アスペクト比が50以上1000以下、セルロースI型結晶構造を有する、およびアニオン性官能基を有するものである。   The cellulose nanofiber of the present invention has a number average fiber diameter of 2 nm to 500 nm, an average fiber aspect ratio of 50 to 1000, a cellulose I-type crystal structure, and an anionic functional group.

(A)数平均繊維径
上記セルロースナノファイバーの数平均繊維径は2nm以上500nm以下であるが、好ましくは2nm以上150nm以下であり、より好ましくは2nm以上100nm以下であり、特に好ましくは3nm以上80nm以下である。上記数平均繊維径が2nm未満であると、セルロースが溶解してナノファイバーとして得られず、ゲル状シートが形成されないおそれがあり、上記数平均繊維径が500nm超の場合、使用感が極端に悪化するおそれがある。上記セルロースナノファイバーの最大繊維径は、使用感の点で、1000nm以下であることが好ましく、特に好ましくは500nm以下である。
上記セルロースナノファイバーの数平均繊維径および最大繊維径は、例えば、つぎのようにして測定することができる。すなわち、固形分率で0.05〜0.1重量%の微細セルロースの水分散体を調製し、その分散体を、親水化処理済みのカーボン膜被覆グリッド上にキャストして、透過型電子顕微鏡(TEM)の観察用試料とする。なお、大きな繊維径の繊維を含む場合には、ガラス上へキャストした表面の走査型電子顕微鏡(SEM)像を観察してもよい。そして、構成する繊維の大きさに応じて5000倍、10000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。その際に、得られた画像内に縦横任意の画像幅の軸を想定し、その軸に対し、20本以上の繊維が交差するよう、試料および観察条件(倍率等)を調節する。そして、この条件を満たす観察画像を得た後、この画像に対し、1枚の画像当たり縦横2本ずつの無作為な軸を引き、軸に交錯する繊維の繊維径を目視で読み取っていく。このようにして、最低3枚の重複しない表面部分の画像を、電子顕微鏡で撮影し、各々2つの軸に交錯する繊維の繊維径の値を読み取る(したがって、最低20本×2×3=120本の繊維径の情報が得られる)。このようにして得られた繊維径のデータにより、最大繊維径および数平均繊維径を算出する。
(A) Number average fiber diameter The cellulose nanofiber has a number average fiber diameter of 2 nm to 500 nm, preferably 2 nm to 150 nm, more preferably 2 nm to 100 nm, and particularly preferably 3 nm to 80 nm. It is as follows. If the number average fiber diameter is less than 2 nm, the cellulose is dissolved and cannot be obtained as nanofibers, and a gel-like sheet may not be formed. If the number average fiber diameter exceeds 500 nm, the feeling of use is extremely high. May get worse. The maximum fiber diameter of the cellulose nanofiber is preferably 1000 nm or less, particularly preferably 500 nm or less, from the viewpoint of usability.
The number average fiber diameter and the maximum fiber diameter of the cellulose nanofiber can be measured, for example, as follows. That is, an aqueous dispersion of fine cellulose having a solid content of 0.05 to 0.1% by weight was prepared, and the dispersion was cast on a carbon film-coated grid that had been subjected to a hydrophilization treatment. (TEM) observation sample. In addition, when the fiber of a big fiber diameter is included, you may observe the scanning electron microscope (SEM) image of the surface cast on glass. Then, observation with an electron microscope image is performed at a magnification of 5000 times, 10000 times, or 50000 times depending on the size of the constituent fibers. At that time, an axis having an arbitrary vertical and horizontal image width is assumed in the obtained image, and the sample and observation conditions (magnification, etc.) are adjusted so that 20 or more fibers intersect the axis. Then, after obtaining an observation image that satisfies this condition, two random axes, vertical and horizontal, per image are drawn on this image, and the fiber diameter of the fiber that intersects the axis is visually read. In this way, images of at least three non-overlapping surface portions are taken with an electron microscope, and the fiber diameter values of the fibers intersecting with each of the two axes are read (thus, at least 20 × 2 × 3 = 120). Information on the fiber diameter of the book is obtained). The maximum fiber diameter and the number average fiber diameter are calculated from the fiber diameter data thus obtained.

(B)平均アスペクト比
上記セルロースナノファイバーの平均アスペクト比は50以上1000以下であるが、好ましくは100以上1000以下、より好ましくは200以上1000以下である。平均アスペクト比が50未満であると得られるゲル状シートの強度が低く、崩れやすいという問題がある。
(B) Average aspect ratio Although the average aspect-ratio of the said cellulose nanofiber is 50 or more and 1000 or less, Preferably it is 100 or more and 1000 or less, More preferably, it is 200 or more and 1000 or less. When the average aspect ratio is less than 50, there is a problem that the obtained gel-like sheet is low in strength and easily collapses.

上記セルロースナノファイバーの平均アスペクト比は、例えば以下の方法で測定することが出来る、すなわち、セルロースナノファイバーを親水化処理済みのカーボン膜被覆グリッド上にキャストした後、2%ウラニルアセテートでネガティブ染色したTEM像(倍率:10000倍)から、セルロースナノファイバーの数平均繊維径、および繊維長を観察した。すなわち、各先に述べた方法に従い、数平均繊維径、および繊維長を算出し、これらの値を用いて平均アスペクト比を下記の式(1)に従い算出した。   The average aspect ratio of the cellulose nanofiber can be measured, for example, by the following method, that is, the cellulose nanofiber is cast on a carbon film-coated grid that has been hydrophilized and then negatively stained with 2% uranyl acetate. From the TEM image (magnification: 10,000 times), the number average fiber diameter and the fiber length of the cellulose nanofiber were observed. That is, the number average fiber diameter and fiber length were calculated according to the methods described above, and the average aspect ratio was calculated according to the following formula (1) using these values.

Figure 2018002668
(C)セルロースI型結晶構造
上記セルロースナノファイバーは、I型結晶構造を有する天然由来のセルロース原料を微細化した繊維である。すなわち、天然セルロースの生合成の過程においては、ほぼ例外なくミクロフィブリルと呼ばれるナノファイバーがまず形成され、これらが多束化して高次な固体構造を構成する。
Figure 2018002668
(C) Cellulose I-type crystal structure The cellulose nanofiber is a fiber obtained by refining a naturally-derived cellulose raw material having an I-type crystal structure. That is, in the process of biosynthesis of natural cellulose, nanofibers called microfibrils are first formed almost without exception, and these form a multi-bundle to form a higher order solid structure.

上記セルロースナノファイバーを構成するセルロースがI型結晶構造を有することは、例えば、広角X線回折像測定により得られる回折プロファイルにおいて、2シータ=14〜17°付近と、2シータ=22〜23°付近の2つの位置に典型的なピークをもつことから同定することができる。 The cellulose constituting the cellulose nanofiber has an I-type crystal structure, for example, in the diffraction profile obtained by wide-angle X-ray diffraction image measurement, in the vicinity of 2 theta = 14-17 ° and 2 theta = 22-23 °. It can be identified by having typical peaks at two nearby positions.

上記セルロースナノファイバーは公知の方法で製造することが可能であり、具体的には以下の通りである。たとえば、天然セルロースを水に懸濁させ、これを高圧ホモジナイザー、またはグラインダーなどで処理して微細化することにより得られる。   The cellulose nanofiber can be produced by a known method, specifically as follows. For example, it can be obtained by suspending natural cellulose in water and treating it with a high-pressure homogenizer or a grinder to make it fine.

天然セルロースとしては、植物または動物、微生物由来のセルロースであれば特に限定はなく、針葉樹または広葉樹由来のクラフトパルプや溶解パルプ、コットンリンター、セルロース純度の低いリグノセルロース、木粉、草木セルロース、バクテリアセルロースなどが挙げられる。   Natural cellulose is not particularly limited as long as it is cellulose derived from plants, animals, or microorganisms. Kraft pulp or dissolving pulp derived from conifers or hardwoods, cotton linter, lignocellulose with low cellulose purity, wood flour, plant cellulose, bacterial cellulose Etc.

また、上記セルロースナノファイバーは、バクテリアによって産生されるバクテリアセルロースを使用することができる。上記バクテリアとしては、アセトバクター(Acetobacter)属等が挙げられ、より具体的には、アセトバクターアセチ(Acetobacter aceti)、アセトバクターサブスピーシーズ(Acetobacter subsp.)、アセトバクターキシリナ(Acetobacterxylinum)等が挙げられる。これらのバクテリアを培養することにより、バクテリアからセルロースが産生される。得られた産生物は、バクテリアとこのバクテリアから産生されて該バクテリアに連なっているセルロースナノファイバー(バクテリアセルロース)とを含むものであるため、この産生物を培地から取り出し、それを水洗、又はアルカリ処理などしてバクテリアを除去することにより、バクテリアを含まない含水バクテリアセルロースを得ることができる。   In addition, as the cellulose nanofiber, bacterial cellulose produced by bacteria can be used. Examples of the bacterium include the genus Acetobacter, and more specifically, Acetobacter aceti, Acetobacter subsp., Acetobacterxylinum, and the like. It is done. By culturing these bacteria, cellulose is produced from the bacteria. Since the obtained product contains bacteria and cellulose nanofibers (bacterial cellulose) that are produced from the bacteria and are connected to the bacteria, the product is removed from the medium, washed with water, or treated with alkali. By removing the bacteria, water-containing bacterial cellulose that does not contain bacteria can be obtained.

(D)アニオン性官能基
上記セルロースナノファイバーはアニオン性官能基を有することが好ましい。具体的には、アニオン性官能基を有するセルロースとしては、酸化セルロース、カルボキシメチルセルロース、リン酸化セルロース、多価カルボキシメチルセルロース、長鎖カルボキシセルロース、等が挙げられる。これらの内、繊維表面の水酸基の選択性に優れており、反応条件も穏やかであることから、酸化セルロースが好ましい。
(D) Anionic functional group The cellulose nanofiber preferably has an anionic functional group. Specifically, examples of the cellulose having an anionic functional group include oxidized cellulose, carboxymethyl cellulose, phosphorylated cellulose, polyvalent carboxymethyl cellulose, and long-chain carboxycellulose. Of these, oxidized cellulose is preferred because of excellent hydroxyl group selectivity on the fiber surface and mild reaction conditions.

また、汎用性、安全性の点からカルボキシメチルセルロースも好ましい。   Carboxymethyl cellulose is also preferred from the viewpoint of versatility and safety.

上記酸化セルロースを解繊して得られるセルロースナノファイバーは、天然セルロースを原料とし、水中においてN − オキシル化合物を酸化触媒とし、共酸化剤を作用させることにより該天然セルロースを酸化して酸化セルロースを得る酸化反応工程、不純物を除去して水を含浸させた酸化セルロースを得る精製工程、および水を含浸させた酸化セルロースを溶媒に分散させる分散工程を含む製造方法により得ることができる。   Cellulose nanofibers obtained by fibrillating the oxidized cellulose are obtained by using natural cellulose as a raw material, using an N-oxyl compound as an oxidation catalyst in water, and oxidizing the natural cellulose by acting a co-oxidant. It can be obtained by a production method including an oxidation reaction step to be obtained, a purification step to obtain an oxidized cellulose impregnated with water by removing impurities, and a dispersion step of dispersing the oxidized cellulose impregnated with water in a solvent.

上記酸化セルロースは、セルロース分子中の各グルコースユニットのC6位の水酸基が選択的に酸化変性されてアルデヒド基、ケトン基、およびカルボキシル基のいずれかとなっていることが好ましい。カルボキシル基の含量(カルボキシル基量)得られるゲルシートの強度、耐水性の点から0.01mmol/g以上2.5mmol/g以下が好ましく、より好ましくは1.0mmol/g以上2.0mmol/gの範囲である。   In the oxidized cellulose, it is preferable that the hydroxyl group at the C6 position of each glucose unit in the cellulose molecule is selectively oxidized and modified to be any one of an aldehyde group, a ketone group, and a carboxyl group. The carboxyl group content (carboxyl group amount) is preferably 0.01 mmol / g or more and 2.5 mmol / g or less, more preferably 1.0 mmol / g or more and 2.0 mmol / g from the viewpoint of the strength and water resistance of the gel sheet obtained. It is a range.

上記酸化セルロースのカルボキシル基量の測定は、例えば、乾燥重量を精秤したセルロース試料から0.5〜1重量%スラリーを60ml調製し、0.1Mの塩酸水溶液によってpHを約2.5とした後、0.05M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において消費された水酸化ナトリウム量(V)から、下記の式(2)に従いカルボキシル基量を求めることができる。   The measurement of the carboxyl group amount of the oxidized cellulose is, for example, preparing 60 ml of a 0.5 to 1% by weight slurry from a precisely weighed dry sample and adjusting the pH to about 2.5 with a 0.1 M aqueous hydrochloric acid solution. Then, 0.05M sodium hydroxide aqueous solution is dripped and electrical conductivity measurement is performed. The measurement is continued until the pH is about 11. The amount of carboxyl groups can be determined from the amount of sodium hydroxide consumed in the neutralization step of the weak acid with a gentle change in electrical conductivity (V) according to the following formula (2).

Figure 2018002668
なお、カルボキシル基量の調整は、後述するように、原料セルロースの酸化工程で用いる共酸化剤の添加量や反応時間を制御することにより行うことができる。
Figure 2018002668
In addition, adjustment of the amount of carboxyl groups can be performed by controlling the addition amount and reaction time of the co-oxidant used in the raw material cellulose oxidation step, as will be described later.

上記酸化セルロースは、上記酸化変性後、還元剤により還元させることが好ましい。これにより、アルデヒド基およびケトン基の一部ないし全部が還元され、水酸基に戻る。なお、カルボキシル基は還元されない。そして、上記還元により、上記セルロースナノファイバーの、セミカルバジド法による測定でのアルデヒド基とケトン基の合計含量を、0.3mmol/g以下とすることが好ましく、特に好ましくは0〜0.1mmol/gの範囲、最も好ましくは実質的に0mmol/gである。これにより、長期安定性に優れるという優れた効果がある。   The oxidized cellulose is preferably reduced with a reducing agent after the oxidative modification. As a result, part or all of the aldehyde group and the ketone group are reduced to return to the hydroxyl group. Note that the carboxyl group is not reduced. And by the said reduction | restoration, it is preferable that the total content of the aldehyde group and the ketone group by the measurement by the semicarbazide method of the said cellulose nanofiber shall be 0.3 mmol / g or less, Most preferably, it is 0-0.1 mmol / g. , Most preferably substantially 0 mmol / g. Thereby, there exists the outstanding effect that it is excellent in long-term stability.

上記酸化セルロースが、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(TEMPO)等のN−オキシル化合物の存在下、共酸化剤を用いて酸化されたものであり、上記酸化反応により生じたアルデヒド基およびケトン基が、還元剤により還元されたものであると、上記酸化セルロースを容易に得ることができるようになるため好ましい。また、上記還元剤による還元が、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)によるものであると、上記観点からより好ましい。 The oxidized cellulose is oxidized using a co-oxidant in the presence of an N-oxyl compound such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidine (TEMPO), and an aldehyde group generated by the oxidation reaction. It is preferable that the ketone group is reduced with a reducing agent because the oxidized cellulose can be easily obtained. Also, reduction with the reducing agent, the is by hydrogenation sodium borohydride (NaBH 4), more preferable from the viewpoint.

セミカルバジド法による、アルデヒド基とケトン基との合計含量の測定は、例えば、つぎのようにして行われる。すなわち、乾燥させた試料に、リン酸緩衝液によりpH=5に調整したセミカルバジド塩酸塩3g/l水溶液を正確に50ml加え、密栓し、二日間振とうする。つぎに、この溶液10mlを正確に100mlビーカーに採取し、5N硫酸を25ml、0.05Nヨウ素酸カリウム水溶液5mlを加え、10分間撹拌する。その後、5%ヨウ化カリウム水溶液10mlを加えて、直ちに自動滴定装置を用いて、0.1Nチオ硫酸ナトリウム溶液にて滴定し、その滴定量等から、下記の式(3)に従い、試料中のカルボニル基量(アルデヒド基とケトン基との合計含量)を求めることができる。なお、セミカルバジドは、アルデヒド基やケトン基と反応しシッフ塩基(イミン)を形成するが、カルボキシル基とは反応しないことから、上記測定により、アルデヒド基とケトン基のみを定量できると考えられる。   Measurement of the total content of aldehyde groups and ketone groups by the semicarbazide method is performed, for example, as follows. Specifically, 50 ml of a semicarbazide hydrochloride 3 g / l aqueous solution adjusted to pH = 5 with a phosphate buffer is accurately added to the dried sample, sealed, and shaken for 2 days. Next, 10 ml of this solution is accurately collected in a 100 ml beaker, 25 ml of 5N sulfuric acid and 5 ml of 0.05N potassium iodate aqueous solution are added and stirred for 10 minutes. Thereafter, 10 ml of 5% potassium iodide aqueous solution was added, and immediately titrated with a 0.1N sodium thiosulfate solution using an automatic titrator. From the titration amount and the like, according to the following formula (3), The amount of carbonyl groups (total content of aldehyde groups and ketone groups) can be determined. Semicarbazide reacts with an aldehyde group or a ketone group to form a Schiff base (imine), but does not react with a carboxyl group. Therefore, it is considered that only the aldehyde group and the ketone group can be quantified by the above measurement.

Figure 2018002668
上記酸化セルロースは、繊維表面上のセルロース分子中の各グルコースユニットのC6位の水酸基が選択的に酸化変性されてアルデヒド基、ケトン基およびカルボキシル基のいずれかとなっている。この酸化セルロース表面上のグルコースユニットのC6位の水酸基のみが選択的に酸化されているかどうかは、例えば、13C−NMRチャートにより確認することができる。すなわち、酸化前のセルロースの13C−NMRチャートで確認できるグルコース単位の1級水酸基のC6位に相当する62ppmのピークが、酸化反応後は消失し、代わりにカルボキシル基等に由来するピーク(178ppmのピークはカルボキシル基に由来するピーク)が現れる。このようにして、グルコース単位のC6位水酸基のみがカルボキシル基等に酸化されていることを確認することができる。
Figure 2018002668
In the oxidized cellulose, the hydroxyl group at the C6 position of each glucose unit in the cellulose molecule on the fiber surface is selectively oxidized and modified to become one of an aldehyde group, a ketone group and a carboxyl group. Whether or not only the hydroxyl group at the C6 position of the glucose unit on the oxidized cellulose surface is selectively oxidized can be confirmed by, for example, a 13 C-NMR chart. That is, a 62 ppm peak corresponding to the C6 position of the primary hydroxyl group of the glucose unit, which can be confirmed by a 13 C-NMR chart of cellulose before oxidation, disappears after the oxidation reaction, and instead a peak derived from a carboxyl group or the like (178 ppm) The peak of is a peak derived from a carboxyl group). In this way, it can be confirmed that only the C6 hydroxyl group of the glucose unit is oxidized to a carboxyl group or the like.

また、上記酸化セルロースにおけるアルデヒド基の検出は、例えば、フェーリング試薬により行うこともできる。すなわち、例えば、乾燥させた試料に、フェーリング試薬(酒石酸ナトリウムカリウムと水酸化ナトリウムとの混合溶液と、硫酸銅五水和物水溶液)を加えた後、80℃で1時間加熱したとき、上澄みが青色、セルロースナノファイバー部分が紺色を呈するものは、アルデヒド基は検出されなかったと判断することができ、上澄みが黄色、セルロース繊維部分が赤色を呈するものは、アルデヒド基は検出されたと判断することができる。   Moreover, the detection of the aldehyde group in the oxidized cellulose can also be performed using, for example, a Fehring reagent. That is, for example, after adding a Fering reagent (a mixed solution of sodium potassium tartrate and sodium hydroxide and an aqueous solution of copper sulfate pentahydrate) to a dried sample, the supernatant is obtained when heated at 80 ° C. for 1 hour. When blue and cellulose nanofiber parts are amber, it can be judged that aldehyde groups have not been detected, and when the supernatant is yellow and cellulose fiber parts are red, it can be judged that aldehyde groups have been detected. it can.

上記酸化セルロースを解繊したセルロースナノファイバーは、(1)酸化反応工程、(2)還元工程、(3)精製工程、(4)分散工程(微細化処理工程)等により製造することが好ましく、具体的には以下の各工程により製造することが好ましい。   The cellulose nanofibers obtained by defibrating the oxidized cellulose are preferably produced by (1) an oxidation reaction step, (2) a reduction step, (3) a purification step, (4) a dispersion step (a refinement treatment step), Specifically, it is preferable to manufacture by the following steps.

(1)酸化反応工程
天然セルロースとN−オキシル化合物とを水(分散媒体)に分散させた後、共酸化剤を添加して、反応を開始する。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す。ここで、共酸化剤とは、直接的にセルロース水酸基を酸化する物質ではなく、酸化触媒として用いられるN−オキシル化合物を酸化する物質のことである。
(1) Oxidation reaction step After natural cellulose and an N-oxyl compound are dispersed in water (dispersion medium), a cooxidant is added to start the reaction. During the reaction, a 0.5 M aqueous sodium hydroxide solution is added dropwise to maintain the pH at 10 to 11, and the reaction is regarded as completed when no change in pH is observed. Here, the co-oxidant is not a substance that directly oxidizes a cellulose hydroxyl group but a substance that oxidizes an N-oxyl compound used as an oxidation catalyst.

上記天然セルロースは、植物、動物、バクテリア産生ゲル等のセルロースの生合成系から単離した精製セルロースを意味する。より具体的には、針葉樹系パルプ、広葉樹系パルプ、コットンリンター,コットンリント等の綿系パルプ、麦わらパルプ、バガスパルプ等の非木材系パルプ、バクテリアセルロース(BC)、ホヤから単離されるセルロース、海草から単離されるセルロース等をあげることができる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。これらのなかでも、針葉樹系パルプ、広葉樹系パルプ、コットンリンター、コットンリント等の綿系パルプ、麦わらパルプ,バガスパルプ等の非木材系パルプが好ましい。上記天然セルロースは、叩解等の表面積を高める処理を施すと、反応効率を高めることができ、生産性を高めることができるため好ましい。また、上記天然セルロースとして、単離、精製の後、乾燥させない(ネバードライ)で保存していたものを使用すると、ミクロフィブリルの集束体が膨潤しやすい状態であるため、反応効率を高め、微細化処理後の数平均繊維径を小さくすることができるため好ましい。   The said natural cellulose means the refined cellulose isolated from the biosynthesis system of cellulose, such as a plant, an animal, and a bacteria production gel. More specifically, softwood pulp, hardwood pulp, cotton pulp such as cotton linter and cotton lint, non-wood pulp such as straw pulp and bagasse pulp, bacterial cellulose (BC), cellulose isolated from sea squirt, seaweed Cellulose isolated from can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, soft wood pulp, hardwood pulp, cotton pulp such as cotton linter and cotton lint, and non-wood pulp such as straw pulp and bagasse pulp are preferable. The natural cellulose is preferably subjected to a treatment for increasing the surface area such as beating, because the reaction efficiency can be increased and the productivity can be increased. In addition, if the natural cellulose that has been stored after being isolated and purified and not dried (never dry) is used, the microfibril bundles are likely to swell. This is preferable because the number average fiber diameter after the crystallization treatment can be reduced.

上記反応における天然セルロースの分散媒体は水であり、反応水溶液中の天然セルロース濃度は、試薬(天然セルロース)の充分な拡散が可能な濃度であれば任意である。通常は、反応水溶液の重量に対して約5%以下であるが、機械的撹拌力の強い装置を使用することにより反応濃度を上げることができる。   The dispersion medium of natural cellulose in the above reaction is water, and the concentration of natural cellulose in the reaction aqueous solution is arbitrary as long as the reagent (natural cellulose) can be sufficiently diffused. Usually, it is about 5% or less based on the weight of the reaction aqueous solution, but the reaction concentration can be increased by using a device having a strong mechanical stirring force.

また、上記N−オキシル化合物としては、例えば、一般に酸化触媒として用いられるニトロキシラジカルを有する化合物があげられる。上記N−オキシル化合物は、水溶性の化合物が好ましく、なかでもピペリジンニトロキシオキシラジカルが好ましく、特に2,2,6,6−テトラメチルピペリジノオキシラジカル(TEMPO)または4−アセトアミド−TEMPOが好ましい。上記N−オキシル化合物の添加は、触媒量で充分であり、好ましくは0.1〜4mmol/l、さらに好ましくは0.2〜2mmol/lの範囲で反応水溶液に添加する。   Examples of the N-oxyl compound include compounds having a nitroxy radical generally used as an oxidation catalyst. The N-oxyl compound is preferably a water-soluble compound, more preferably a piperidine nitroxyoxy radical, particularly 2,2,6,6-tetramethylpiperidinooxy radical (TEMPO) or 4-acetamido-TEMPO. preferable. The N-oxyl compound is added in a catalytic amount, preferably 0.1 to 4 mmol / l, more preferably 0.2 to 2 mmol / l.

上記共酸化剤としては、例えば、次亜ハロゲン酸またはその塩、亜ハロゲン酸またはその塩、過ハロゲン酸またはその塩、過酸化水素、過有機酸等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。なかでも、次亜塩素酸ナトリウム、次亜臭素酸ナトリウム等のアルカリ金属次亜ハロゲン酸塩が好ましい。そして、上記次亜塩素酸ナトリウムを使用する場合は、反応速度の点から、臭化ナトリウム等の臭化アルカリ金属の存在下で反応を進めることが好ましい。上記臭化アルカリ金属の添加量は、上記N−オキシル化合物に対して約1〜40倍モル量、好ましくは約10〜20倍モル量である。   Examples of the co-oxidant include hypohalous acid or a salt thereof, hypohalous acid or a salt thereof, perhalogen acid or a salt thereof, hydrogen peroxide, a perorganic acid, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, alkali metal hypohalites such as sodium hypochlorite and sodium hypobromite are preferable. And when using the said sodium hypochlorite, it is preferable to advance reaction in presence of alkali metal bromides, such as sodium bromide, from the point of reaction rate. The addition amount of the alkali metal bromide is about 1 to 40 times mol, preferably about 10 to 20 times mol for the N-oxyl compound.

上記反応水溶液のpHは約8〜11の範囲で維持されることが好ましい。水溶液の温度は約4〜40℃において任意であるが、反応は室温(25℃)で行うことが可能であり、特に温度の制御は必要としない。所望のカルボキシル基量等を得るためには、共酸化剤の添加量と反応時間により、酸化の程度を制御する。通常、反応時間は約5〜120分、長くとも240分以内に完了する。   The pH of the aqueous reaction solution is preferably maintained in the range of about 8-11. The temperature of the aqueous solution is arbitrary at about 4 to 40 ° C., but the reaction can be performed at room temperature (25 ° C.), and the temperature is not particularly required to be controlled. In order to obtain a desired amount of carboxyl group and the like, the degree of oxidation is controlled by the amount of co-oxidant added and the reaction time. Usually, the reaction time is completed within about 5 to 120 minutes, at most 240 minutes.

(2)還元工程
上記酸化セルロースは、上記酸化反応後に、さらに還元反応を行うことが好ましい。具体的には、酸化反応後の微細酸化セルロースを精製水に分散し、水分散体のpHを約10に調整し、各種還元剤により還元反応を行う。本発明に使用する還元剤としては、一般的なものを使用することが可能であるが、好ましくは、LIBH4、NaBH3CN、NaBH4等があげられる。なかでも、コストや利用可能性の点から、NaBH4が好ましい。
(2) Reduction step It is preferable that the oxidized cellulose further undergoes a reduction reaction after the oxidation reaction. Specifically, fine oxidized cellulose after the oxidation reaction is dispersed in purified water, the pH of the aqueous dispersion is adjusted to about 10, and the reduction reaction is performed with various reducing agents. As the reducing agent used in the present invention, a general reducing agent can be used, and preferred examples include LIBH 4 , NaBH 3 CN, NaBH 4 and the like. Of these, NaBH 4 is preferable from the viewpoint of cost and availability.

還元剤の量は、酸化セルロースを基準として、0.1〜4重量%の範囲が好ましく、特に好ましくは1〜3重量%の範囲である。反応は、室温または室温より若干高い温度で、通常、10分〜10時間、好ましくは30分〜2時間行う。
上記還元反応を行うことによりアルデヒド基およびケトン基の一部ないし全部が還元され、水酸基に戻る。なお、カルボキシル基は還元されない。そして、上記還元により、酸化セルロースの、セミカルバジド法による測定でのアルデヒド基とケトン基の合計含量を、0.3mmol/g以下とすることが好ましく、特に好ましくは0〜0.1mmol/gの範囲、最も好ましくは実質的に0mmol/gである。これにより、単に酸化変性させたものよりも、長期の保存安定性に優れるという点で好ましい。
The amount of the reducing agent is preferably in the range of 0.1 to 4% by weight, particularly preferably in the range of 1 to 3% by weight, based on the oxidized cellulose. The reaction is usually carried out at room temperature or slightly higher than room temperature, usually 10 minutes to 10 hours, preferably 30 minutes to 2 hours.
By performing the above reduction reaction, part or all of the aldehyde group and the ketone group are reduced to return to the hydroxyl group. Note that the carboxyl group is not reduced. And, by the above reduction, the total content of aldehyde groups and ketone groups of the oxidized cellulose as measured by the semicarbazide method is preferably 0.3 mmol / g or less, particularly preferably in the range of 0 to 0.1 mmol / g. Most preferably, it is substantially 0 mmol / g. Thereby, it is preferable in that it is superior in long-term storage stability than a product simply oxidized and modified.

上記の反応終了後、各種の酸により反応混合物のpHを約2に調整し、精製水をふりかけながら遠心分離機で固液分離を行い、ケーキ状の微細酸化セルロースを得る。固液分離は濾液の電気伝導度が5mS/m以下となるまで行う。   After completion of the above reaction, the pH of the reaction mixture is adjusted to about 2 with various acids, and solid-liquid separation is performed with a centrifuge while sprinkling purified water to obtain cake-like fine oxidized cellulose. Solid-liquid separation is performed until the electric conductivity of the filtrate is 5 mS / m or less.

(3)精製工程
つぎに、未反応の共酸化剤(次亜塩素酸等)や、各種副生成物等を除く目的で精製を行う。酸化セルロースは通常、この段階ではナノファイバー単位までばらばらに分散しているわけではないため、通常の精製法、すなわち水洗とろ過を繰り返すことで高純度(99重量%以上)の酸化セルロースと水の分散体とする。
(3) Purification step Next, purification is performed for the purpose of removing unreacted co-oxidant (such as hypochlorous acid) and various by-products. Oxidized cellulose is not normally dispersed to the nanofiber unit at this stage, so high purity (99% by weight or more) oxidized cellulose and water can be obtained by repeating normal purification, that is, washing and filtration. A dispersion is used.

上記精製工程における精製方法は、遠心脱水を利用する方法(例えば、連続式デカンダー)のように、上述した目的を達成できる装置であればどのような装置を利用しても差し支えない。このようにして得られる酸化セルロースの水分散体は、絞った状態で固形分(セルロース)濃度としておよそ10重量%〜50重量%の範囲にある。この後の分散工程を考慮すると、50重量%よりも高い固形分濃度とすると、分散に極めて高いエネルギーが必要となることから好ましくない。   As a purification method in the purification step, any apparatus can be used as long as it can achieve the above-described object, such as a method using centrifugal dehydration (for example, a continuous decanter). The aqueous dispersion of oxidized cellulose thus obtained has a solid content (cellulose) concentration in the range of about 10 wt% to 50 wt% in a squeezed state. Considering the subsequent dispersion step, if the solid content concentration is higher than 50% by weight, it is not preferable because extremely high energy is required for dispersion.

(4)分散工程(微細化処理工程)
上記精製工程にて得られる水を含浸した酸化セルロース(水分散体)を、分散媒体中に分散させ分散処理を行う。分散媒体としては水を用いるが、本発明の日焼け止め化粧料の成分である水混和性有機溶剤を併用しても良い。処理に伴って粘度が上昇し、解繊されたセルロースナノファイバーの分散体を得ることができる。その後、必要に応じて上記セルロースナノファイバーを乾燥してもよく、上記セルロースナノファイバーの分散体の乾燥法としては、例えば、分散媒体が水である場合は、スプレードライ、凍結乾燥法、真空乾燥法等が用いられ、分散媒体が水と有機溶媒の混合溶液である場合は、ドラムドライヤーによる乾燥法、スプレードライヤーによる噴霧乾燥法等が用いられる。なお、上記セルロースナノファイバーの分散体を乾燥することなく、分散体の状態で用いても差し支えない。
(4) Dispersion process (miniaturization process)
Dispersion treatment is performed by dispersing the oxidized cellulose (water dispersion) impregnated with water obtained in the purification step in a dispersion medium. Although water is used as a dispersion medium, a water-miscible organic solvent that is a component of the sunscreen cosmetic of the present invention may be used in combination. The viscosity increases with the treatment, and a defibrated cellulose nanofiber dispersion can be obtained. Thereafter, the cellulose nanofibers may be dried as necessary. Examples of the method for drying the cellulose nanofiber dispersion include spray drying, freeze drying, and vacuum drying when the dispersion medium is water. When the dispersion medium is a mixed solution of water and an organic solvent, a drying method using a drum dryer, a spray drying method using a spray dryer, or the like is used. The cellulose nanofiber dispersion may be used in the state of dispersion without drying.

上記分散工程で使用する分散機としては、高速回転下でのホモミキサー、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー、超音波分散処理機、ビーター、ディスク型レファイナー、コニカル型レファイナー、ダブルディスク型レファイナー、グラインダー等の強力で叩解能力のある装置を使用することにより、より効率的かつ高度なダウンサイジングが可能となり、経済的に有利にゲル状シート組成物を得ることができる点で好ましい。なお、上記分散機としては、例えば、スクリュー型ミキサー、パドルミキサー、ディスパー型ミキサー、タービン型ミキサー、ディスパー、プロペラミキサー、ニーダー、ブレンダー、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミル、ペブルミル、ビーズミル粉砕機等を用いても差し支えない。また、2種類以上の分散機を組み合わせて用いても差し支えない。   Dispersers used in the above dispersion step include homomixers under high speed rotation, high pressure homogenizers, ultra high pressure homogenizers, ultrasonic dispersion processors, beaters, disc type refiners, conical type refiners, double disc type refiners, grinders, etc. Use of a powerful and beating-capable device is preferable in that a more efficient and advanced downsizing is possible, and a gel-like sheet composition can be obtained economically advantageously. Examples of the disperser include a screw mixer, paddle mixer, disper mixer, turbine mixer, disper, propeller mixer, kneader, blender, homogenizer, ultrasonic homogenizer, colloid mill, pebble mill, and bead mill grinder. It can be used. Further, two or more types of dispersers may be used in combination.

上記アニオン性官能基を有するセルロースナノファイバーの1種であるカルボキシメチルセルロースは、上記セルロース原料を用いて以下の方法によって製造することができる。すなわち、セルロースを原料とし、溶媒に質量で3〜20倍の低級アルコール、具体的にはメタノール、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−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、t−ブチルアルコール等の単独、又は2種以上の混合物と水の混合媒体を使用する。なお、低級アルコールの混合割合は、60〜95質量%である。マーセル化剤としては、セルロースのグルコース残基当たり0.5〜20倍モルの水酸化アルカリ金属、具体的には水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを使用する。セルロースと溶媒、マーセル化剤を混合してマーセル化処理を行う。このときの反応温度は0〜70℃、好ましくは10〜60℃であり、反応時間は15分〜8時間、好ましくは30分〜7時間である。その後、カルボキシメチル化剤をグルコース残基当たり0.05〜10倍モル添加してエーテル化反応を行う。このときの反応温度は30〜90℃、好ましくは40〜80℃であり、反応時間は30分〜10時間、好ましくは1時間〜4時である。   Carboxymethyl cellulose, which is one type of cellulose nanofiber having an anionic functional group, can be produced by the following method using the cellulose raw material. That is, cellulose is used as a raw material, and the solvent is 3 to 20 times lower alcohol, specifically methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, t-butyl alcohol, etc. Or a mixture of two or more and water. In addition, the mixing ratio of a lower alcohol is 60-95 mass%. As the mercerizing agent, 0.5 to 20 times moles of alkali metal hydroxide, specifically sodium hydroxide or potassium hydroxide is used per glucose residue of cellulose. Cellulose is formed by mixing cellulose, a solvent, and a mercerizing agent. The reaction temperature at this time is 0 to 70 ° C., preferably 10 to 60 ° C., and the reaction time is 15 minutes to 8 hours, preferably 30 minutes to 7 hours. Thereafter, the etherification reaction is carried out by adding 0.05 to 10-fold mol of carboxymethylating agent per glucose residue. The reaction temperature at this time is 30 to 90 ° C., preferably 40 to 80 ° C., and the reaction time is 30 minutes to 10 hours, preferably 1 hour to 4 hours.

上記カルボキシメチルセルロースを高圧ホモジナイザー等によって解繊処理することでセルロースナノファイバー得ることができる。高圧ホモジナイザーとは、ポンプによって流体に加圧し、流路に設けた非常に繊細な間隙より噴出させる装置である。粒子間の衝突、圧力差による剪断力等の総合エネルギーによって乳化・分散・解繊・粉砕・超微細化を行うことができる。   Cellulose nanofibers can be obtained by defibrating the carboxymethylcellulose with a high-pressure homogenizer or the like. A high-pressure homogenizer is a device that pressurizes a fluid with a pump and ejects it from a very delicate gap provided in a flow path. It is possible to emulsify, disperse, defibrate, grind, and make ultrafine particles by using total energy such as collision between particles and shear force due to pressure difference.

本発明のホモジナイザーによる処理条件としては、特に限定されるものではないが、圧力条件としては、30MPa以上、好ましくは100MPa以上、さらに好ましくは140MPa以上である。また、高圧ホモジナイザーでの解繊・分散処理に先立って、必要に応じて、高速せん断ミキサーなどの公知の混合、攪拌、乳化、分散装置を用いて、カルボキシメチルセルロースに予備処理を施すことも可能である。   The treatment conditions with the homogenizer of the present invention are not particularly limited, but the pressure conditions are 30 MPa or more, preferably 100 MPa or more, more preferably 140 MPa or more. In addition, prior to defibration / dispersion treatment with a high-pressure homogenizer, carboxymethyl cellulose can be pretreated using a known mixing, stirring, emulsifying, and dispersing device such as a high-speed shear mixer as necessary. is there.

本発明において、カルボキシメチルセルロースのグルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度が0.02以上0.50以下であることが好ましい。セルロースにカルボキシメチル置換基を導入することで、セルロース同士が電気的に反発する。このため、カルボキシメチル置換基を導入したセルロースは容易に解繊することができる。なお、グルコース単位当たりのカルボキシメチル置換基が0.02より小さいと、十分にナノ解繊することができず、ヨリが生じるなど使用感が悪化するおそれがある。一方、グルコース単位当たりのカルボキシメチル置換基が0.50より大きいと、膨潤あるいは溶解するため、ナノファイバーとして得られなくなりべたつきが生じるおそれがある。   In this invention, it is preferable that the carboxymethyl substitution degree per glucose unit of carboxymethylcellulose is 0.02 or more and 0.50 or less. By introducing a carboxymethyl substituent into cellulose, the celluloses are electrically repelled. For this reason, the cellulose which introduce | transduced the carboxymethyl substituent can be fibrillated easily. In addition, when the carboxymethyl substituent per glucose unit is smaller than 0.02, nano-defibration cannot be sufficiently performed, and the feeling of use may be deteriorated such as twisting. On the other hand, if the carboxymethyl substituent per glucose unit is larger than 0.50, it swells or dissolves, so that it cannot be obtained as nanofibers and may cause stickiness.

上記カルボキシメチルセルロース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、以下の方法により行うことができる。すなわち、カルボキシメチルセルロースを0.6質量%スラリーに調製し、0.1M塩酸水溶液を加えてpH2.4とした後、0.05Nの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHが11になるまで電気伝導度を測定し、電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量からカルボキシル基量を測定し、下式(4)を用いて算出することが出来る。   The degree of carboxymethyl substitution per glucose unit of the carboxymethyl cellulose can be measured by the following method. In other words, carboxymethylcellulose was prepared in a 0.6% by mass slurry, and 0.1 M hydrochloric acid aqueous solution was added to adjust the pH to 2.4, and then 0.05 N sodium hydroxide aqueous solution was added dropwise until the pH reached 11. The amount of carboxyl groups can be measured from the amount of sodium hydroxide consumed in the neutralization step of the weak acid where the change in electrical conductivity is slow, and can be calculated using the following equation (4).

Figure 2018002668
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本発明のゲル状シート組成物は多価金属イオンを含有する。   The gel-like sheet composition of the present invention contains polyvalent metal ions.

多価金属イオンを含む多価金属塩は、本発明の技術分野で一般的に使用されるものを使用することができ、特に限定されないが具体的には、例えば、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、亜鉛化合物、カドミウム化合物、アルミニウム化合物、チタン化合物錫化合物、鉄化合物、クロム化合物、マンガン化合物、コバルト化合物、ニッケル化合物等などを挙げることができる。これらの中で人体に貼付することから安全面を考慮すると、アルミニウム化合物、マグネシウム化合物、カルシウム化合物が好ましい。 アルミニウム化合物の具体的な例としては、水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム等のような、アルミニウムの水酸化物、無機塩、有機塩あるいはキレート化合物等を含む広い範囲のアルミニウム化合物を挙げることができる。   As the polyvalent metal salt containing a polyvalent metal ion, those generally used in the technical field of the present invention can be used, and although not particularly limited, specifically, for example, magnesium compound, calcium compound, zinc Examples thereof include compounds, cadmium compounds, aluminum compounds, titanium compounds, tin compounds, iron compounds, chromium compounds, manganese compounds, cobalt compounds, nickel compounds and the like. Among these, aluminum compounds, magnesium compounds, and calcium compounds are preferable in view of safety because they are attached to the human body. Specific examples of aluminum compounds include a wide range including aluminum hydroxide, inorganic salts, organic salts or chelate compounds such as aluminum hydroxide, aluminum chloride, aluminum sulfate, aluminum acetate, and aluminum stearate. The aluminum compound can be mentioned.

カルシウム類化合物としては、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、酸化カルシウム、リン酸カルシウムなどを挙げることができる。   Examples of calcium compounds include calcium hydroxide, calcium carbonate, calcium sulfate, calcium nitrate, calcium chloride, calcium acetate, calcium oxide, and calcium phosphate.

マグネシウム化合物としては、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、塩化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミナマグネシウム、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、合成ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミン酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、合成ヒドロタルサイトなどを挙げることができる。また、これらの多価金属化合物の複数を含有させて用いても良い。   Magnesium compounds include magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium sulfate, magnesium acetate, magnesium silicate, magnesium chloride, magnesium oxide, magnesium hydroxide alumina, magnesium magnesium metasilicate, synthetic magnesium silicate, magnesium aluminate silicate, Examples thereof include magnesium stearate and synthetic hydrotalcite. Further, a plurality of these polyvalent metal compounds may be contained and used.

本発明のゲル状シート組成物は多価アルコールを含有する。   The gel-like sheet composition of the present invention contains a polyhydric alcohol.

上記価アルコールは、本発明の技術分野で一般的に使用されるものを使用することができ、特に限定されないが具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、チオジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどのエチレンジオール類;2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−1,3−プロパンジオール、3−メトキシ−1,2−プロパンジオールなどのプロパンジオール類;2−ブテン−1,4−ジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−1,4−ブタンジールなどのブタンジオール類;2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、3−メチル−1,3−ペンタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオールなどのペンタンジオール類;1,2−ヘキサンジオールなどのヘキサンジオール類;1,2,6−トリメチル−1,7−ヘプタンジオール、2,4,6−トリエチル−1,7−ヘプタンジオールなどのヘプタンジオール類;3,6−ジチア−1,8−オクタンジオールなどのオクタンジオール類;その他、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコールなどのアルキレンジオール類;グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール、トリメチロールプロパンなどのポリオール類等、グリコール誘導体として例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテルなどが挙げられる。これらは1種で用いてもよいし、2種以上を組み合わせてもよい。これらのうち、汎用性、保湿性などの観点から、ポリエチレングリコール、1,3‐ブチレングリコール、1,2‐ペンタンジオール、イソプレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、およびジグリセリンから選択された1種または2種以上が好ましい。   As the above-mentioned hydric alcohol, those generally used in the technical field of the present invention can be used, and although not particularly limited, specifically, ethylene glycol, diethylene glycol, thiodiethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, Ethylene diols such as polyethylene glycol; propane diols such as 2-methyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-1,3-propanediol, 3-methoxy-1,2-propanediol; 2-butene- Butanediols such as 1,4-diol, 1,3-butanediol, 2-methyl-1,4-butanediol; 2-methyl-2,4-pentanediol, 1,5-pentanediol, 1,4- Pentanediol, 3-methyl-1,3-pentanediol, 2,4-di Pentanediols such as til-1,5-pentanediol; hexanediols such as 1,2-hexanediol; 1,2,6-trimethyl-1,7-heptanediol, 2,4,6-triethyl-1 , 7-heptanediol and other heptanediols; 3,6-dithia-1,8-octanediol and other octanediols; other propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol and butylene glycol and other alkylene diols; glycerin Polyols such as hexanetriol, thiodiglycol, trimethylolpropane, etc., as glycol derivatives such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, Lenglycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl Ether, triethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, diethylene glycol monoisobutyl ether, propylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol diacetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, triethylene Glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, polyethylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,2-pentanediol, isoprene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, and diglycerin were selected from the viewpoints of versatility and moisture retention. 1 type or 2 types or more are preferable.

本発明のゲル状シート組成物は、上記セルロースナノファイバー、多価金属イオン、多価アルコール、水、およびその他の添加を含有するものである。上記セルロースナノファイバーの含有量は1質量%以上90質量%以下が好ましく、より好ましくは2質量%以上50質量%以下である。上記セルロースナノファイバーの含有量が上記範囲にある場合は、強固かつ柔軟性に優れたゲル状シート組成物が得られるという点で好ましい。上記多価金属イオンは、上記セルロースナノファイバーのアニオン性官能基を全て架橋するのに十分な量を添加すればよく、多価金属イオンを含む化合物の種類により異なるが、0.001質量%以上10質量%以下が好ましい。上記多価アルコールの含有量は10質量%以上99質量%以下が好ましく、50質量%以上98質量%以下がより好ましい。上記多価アルコールの含有量が上記範囲にある場合は、強固かつ柔軟性に優れたゲル状シート組成物が得られるという点で好ましい。上記水の含有量は、ゲル形状の持続性、強度の点から0.01質量%以上70質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましい。
また、上記セルロースナノファイバーと多価アルコールの含有量の比率は、ゲル状シート組成物の強度、柔軟性の点から質量比でセルロースナノファイバー/多価アルコール=1/99〜90/10が好ましく、2/98〜50/50がより好ましい。
The gel-like sheet composition of this invention contains the said cellulose nanofiber, a polyvalent metal ion, a polyhydric alcohol, water, and other additions. The content of the cellulose nanofiber is preferably 1% by mass or more and 90% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 50% by mass or less. When the content of the cellulose nanofiber is in the above range, it is preferable in that a gel-like sheet composition that is strong and excellent in flexibility is obtained. The polyvalent metal ion may be added in an amount sufficient to crosslink all the anionic functional groups of the cellulose nanofiber, and varies depending on the type of compound containing the polyvalent metal ion, but is 0.001% by mass or more. 10 mass% or less is preferable. The content of the polyhydric alcohol is preferably 10% by mass or more and 99% by mass or less, and more preferably 50% by mass or more and 98% by mass or less. When the content of the polyhydric alcohol is in the above range, it is preferable in that a gel-like sheet composition that is strong and excellent in flexibility is obtained. The content of the water is preferably 0.01% by mass or more and 70% by mass or less, and more preferably 40% by mass or less from the viewpoint of the gel-like sustainability and strength.
Moreover, the ratio of the content of the cellulose nanofiber and the polyhydric alcohol is preferably cellulose nanofiber / polyhydric alcohol = 1/99 to 90/10 in terms of mass ratio in terms of strength and flexibility of the gel sheet composition. 2/98 to 50/50 is more preferable.

本発明のゲル状シート組成物には、本発明の目的及び効果に影響が出ない範囲で化粧料や医薬品に用いられる成分を配合できる。特に化粧品、医薬部外品としての応用に有利である配合可能な成分として例えば、美白成分、抗シワ成分、抗炎症成分、血行促進成分、抗菌成分、抗そう痒成分、各種ビタミン及びその誘導体、抗酸化成分色素、香料等が挙げられる。   In the gel-like sheet composition of the present invention, components used in cosmetics and pharmaceuticals can be blended within a range that does not affect the purpose and effect of the present invention. Examples of components that can be formulated that are particularly advantageous for cosmetics and quasi-drug applications include whitening ingredients, anti-wrinkle ingredients, anti-inflammatory ingredients, blood circulation promoting ingredients, antibacterial ingredients, anti-pruritic ingredients, various vitamins and derivatives thereof, Antioxidant component dyes, fragrances and the like can be mentioned.

美白成分としては、特に限定されないが、例えば、アスコルビン酸リン酸エステルマグネシウム塩、アスコルビン酸グルコシド及びその塩類及びアシル化誘導体、エチルアスコルビン酸、パルミチン酸アスコルビルなどのビタミンC誘導体、α−アルブナン、β−アルブチン、コウジ酸、プラセンタエキス、システイン、グルタチオン、エラグ酸、ルシノール、トラネキサム酸、バイカレイン、アデノシン及びそのリン酸ナトリム塩、アスタキサンチン、鹿角霊芝、油溶性甘草、ラベンダー、ルムプヤン、ワレモコウ、レスベラトロール、霊芝及びそれらのエキス、チンキ或いはそれらに含まれる成分等が挙げられる。   Examples of the whitening component include, but are not limited to, ascorbic acid phosphate magnesium salt, ascorbic acid glucoside and its salts and acylated derivatives, ethyl ascorbic acid, vitamin C derivatives such as ascorbyl palmitate, α-albunane, β- Arbutin, Kojic acid, Placenta extract, Cysteine, Glutathione, Ellagic acid, Lucinol, Tranexamic acid, Baicalein, Adenosine and its sodium phosphate salt, Astaxanthin, Deer anteater, Oil-soluble licorice, Lavender, Lumpuyan, Waremokou, Resveratrol, Ganoderma and their extracts, tinctures or ingredients contained in them.

保湿成分としては、乳酸、尿素、ソルビトール、アミノ酸、アセチルグルコサミン、等が挙げられる。   Examples of the moisturizing component include lactic acid, urea, sorbitol, amino acid, acetylglucosamine, and the like.

抗シワ成分としては、特に限定されないが、例えば、レチノール、レチノイン酸、酢酸レチノール、パルミチン酸レチノールなどのレチノイド、クエン酸、フルーツ酸、グリコール酸、乳酸などのα−ヒドロキシ酸、α−ヒドロキシ酸コレステロール、ルチン糖誘導体、N−メチルセリン、エラスチン、コラーゲン、セリシン、ツボクサエキス、黄金エキス、等が挙げられる。   The anti-wrinkle component is not particularly limited. For example, retinoids such as retinol, retinoic acid, retinol acetate, and retinol palmitate, α-hydroxy acids such as citric acid, fruit acid, glycolic acid, and lactic acid, and α-hydroxy acid cholesterol , Rutin sugar derivatives, N-methylserine, elastin, collagen, sericin, camellia extract, golden extract, and the like.

抗炎症成分としては、特に限定されないが、例えば、グリチルレチン酸、グリチルレチン酸2K,アラントイン、イプシロン−アミノカプロン酸、アズレン、シコニン、トラネキサム酸及びオウレン、甘草、テルミナリア、セイヨウノコギリソウ、シコン、ヒレハリ草、アロエ、ブッチャーブルーム、マロニエ、モモ葉、ビワ葉及びそれらのエキス、チンキ或いはそれらに含まれる成分などが挙げられる。   Examples of the anti-inflammatory component include, but are not limited to, for example, glycyrrhetic acid, glycyrrhetinic acid 2K, allantoin, epsilon-aminocaproic acid, azulene, shikonin, tranexamic acid and auren, licorice, terminaria, yarrow, sunflower, finflower, aloe Examples include butcher bloom, maronier, peach leaf, loquat leaf and their extracts, tinctures or components contained in them.

血行促進成分としては、特に限定されないが、例えば、ビタミンE類、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、ニコチン酸ベンジル、ニコモール、カフェイン、カプサイシン、ノナン酸バニリルアミド、ショウガオール、ジンゲロール、等が挙げられる。   The blood circulation promoting component is not particularly limited, and examples thereof include vitamin E, nicotinic acid, nicotinamide, benzyl nicotinate, nicomol, caffeine, capsaicin, nonanoic acid vanillylamide, gingerol, gingerol, and the like.

抗菌成分としては、特に限定されないが、例えば、イソプロピルメチルフェノール、トリクロサン、トリクロカルバン、トリクロロヒドロキシフェノール、ハロカルバン、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム等のカチオン界面活性剤、感光素、酸化亜鉛、酸化チタン、キチン、キトサン、ヒノキチオール及びアニス、等が挙げられる。   Antibacterial components are not particularly limited. For example, cationic surfactants such as isopropylmethylphenol, triclosan, triclocarban, trichlorohydroxyphenol, halocarban, benzalkonium chloride, and benzethonium chloride, photosensitizers, zinc oxide, and titanium oxide. , Chitin, chitosan, hinokitiol and anise.

抗そう痒成分としては、特に限定されないが、例えば、塩酸ジフェンヒドラミン、マレイン酸クロルフェニラミン、クロタミトン、グリチルリチン酸類、メントール、カンファー、ローズマリー油、カプサイシン、ノナン酸バニリルアミド、ジブカイン等が挙げられる。   The anti-pruritic component is not particularly limited, and examples thereof include diphenhydramine hydrochloride, chlorpheniramine maleate, crotamiton, glycyrrhizic acids, menthol, camphor, rosemary oil, capsaicin, nonanoic acid vanillylamide, dibucaine and the like.

ビタミン類としては、特に限定されないが、例えば、油溶性ビタミン類としてビタミンA油、肝油、酢酸レチノール、パルミチン酸レチノール、レチノール、デヒドロレチノール、ビタミンA3、レチノイン酸、ビタミンD、ビタミンD2(エルゴカルシフェロール)、ビタミンD3(コレカルシフェロール)、ビタミン誘導体、ビタミンE(トコフェロール)、酢酸dl−α−トコフェロール、dl−α−トコフェロール、酪酸トコフェロール、ニコチン酸トコフェロール、ニコチン酸ベンジルエステル、天然ビタミンE、ビタミンK、ビタミンU等が挙げられる。又、水溶性ビタミン類として、ビタミンB1(サイアミン)、ビタミンB2(リボフラビン酪酸エステル)、ビタミンB6(ジカプリル酸ピリドキシン、ジパルミチン酸ピリドキシンなど脂肪酸エステル)、ビタミンB12(コバラミン)、ビタミンB13、ビタミンB14、ビタミンB15(パンガミン酸)、葉酸、カルニチン、チオクト酸、パントテニールアルコール、パントテニールエチルエーテル、パントテン酸、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、コリン、イノシトール、ビタミンC(アスコルビン酸)、ステアリン酸アスコルビル、パントテン酸アスコルビル、ジパルミチン酸アスコルビル、ビタミンH(ビオチン)、ビタミンP(ヘスペリジン)、アプレシア、等が挙げられる。   Vitamins are not particularly limited. For example, vitamin A oil, liver oil, retinol acetate, retinol palmitate, retinol, dehydroretinol, vitamin A3, retinoic acid, vitamin D, vitamin D2 (ergocalciferol) ), Vitamin D3 (cholecalciferol), vitamin derivatives, vitamin E (tocopherol), dl-α-tocopherol acetate, dl-α-tocopherol, tocopherol butyrate, tocopherol nicotinate, benzyl nicotinate, natural vitamin E, vitamin K , Vitamin U and the like. Further, as water-soluble vitamins, vitamin B1 (thyamine), vitamin B2 (riboflavin butyrate ester), vitamin B6 (fatty acid ester such as pyridoxine dicaprylate and pyridoxine dipalmitate), vitamin B12 (cobalamin), vitamin B13, vitamin B14, Vitamin B15 (pangamic acid), folic acid, carnitine, thioctic acid, pantotenyl alcohol, pantotenyl ethyl ether, pantothenic acid, nicotinic acid, nicotinic acid amide, choline, inositol, vitamin C (ascorbic acid), ascorbyl stearate, pantothenic acid Examples include ascorbyl, ascorbyl dipalmitate, vitamin H (biotin), vitamin P (hesperidin), and aplesia.

抗酸化成分としては、特に限定されないが、例えば、アントシアニン、カテキン、緑茶ポリフェノール、りんごポリフェノールなどのポリフェノール類、アスコルビン酸、アスコルビン酸ナトリウム、アスコルビン酸硫酸ナトリウム、β−カロチン、アスタキサンチンなどのカロテノイド、トコフェロール類、酢酸トコフェロール、天然ビタミンE、トコモノエノール、トコトリエノール、クルクミンなどのβ−ジケトン、セサミン、セサモリンなどのリグナン、オイゲノールなどのフェノール、等が挙げられる。   The antioxidant component is not particularly limited, but examples include polyphenols such as anthocyanin, catechin, green tea polyphenol, apple polyphenol, carotenoids such as ascorbic acid, sodium ascorbate, sodium ascorbate sulfate, β-carotene, astaxanthin, and tocopherols. , Tocopherol acetate, natural vitamin E, tocomonoenol, tocotrienol, β-diketones such as curcumin, lignans such as sesamin and sesamolin, phenols such as eugenol, and the like.

抗アレルギー成分としては、特に限定されないが、例えば、グリチルレチン酸、グリチルリチン酸2K,などのグリチルレチン酸誘導体、甘草、クロレラ、コンフリー、ボタンピ、フユボダイジュ、エンメイソウ、セージ、シソ、ヨモギ及びそれらのエキス、チンキ或いはそれらに含まれる成分等が挙げられる。   The anti-allergic component is not particularly limited, and examples thereof include glycyrrhetic acid derivatives such as glycyrrhetic acid and glycyrrhizic acid 2K, licorice, chlorella, comfrey, button pi, jujube, sage, perilla, mugwort and extracts thereof. Examples include tincture or components contained therein.

本発明のゲル状シート組成物の製造方法は、(I)セルロースナノファイバー、水、および多価アルコールを混合する工程、(II)上記混合物を乾燥してゲル状シートとする工程、(III)上記ゲル状シートを、多価金属塩水溶液中に浸漬し、セルロースナノファイバーのアニオン性官能基を多価金属イオンで架橋させる工程、を備えるものである。
上記(I)セルロースナノファイバー、水、および多価アルコールを混合する工程は、上記セルロースナノファイバーの製造工程において、アニオン性官能基を有するセルロースを高圧ホモジナイザー等によって解繊処理を行った後に所定量の多価アルコールを添加して混合してもよく、解繊処理前のアニオン性官能基を有するセルロースの水分散体に所定量の多価アルコールを添加して高圧ホモジナイザー等によって解繊処理と同時に混合を行っても良い。解繊処理後に混合を行う場合は、各成分を均一に混合することができれば特に制限されないが、具体的にはホモディスパー、ホモミキサーなどを使用して混合することが好ましい。
The method for producing a gel-like sheet composition of the present invention comprises (I) a step of mixing cellulose nanofibers, water, and a polyhydric alcohol, (II) a step of drying the mixture to form a gel-like sheet, (III) A step of immersing the gel-like sheet in an aqueous polyvalent metal salt solution to crosslink the anionic functional group of the cellulose nanofiber with the polyvalent metal ion.
The step of mixing (I) cellulose nanofiber, water, and polyhydric alcohol is a predetermined amount after the cellulose having an anionic functional group is defibrated by a high-pressure homogenizer or the like in the cellulose nanofiber production step. The polyhydric alcohol may be added and mixed, and a predetermined amount of polyhydric alcohol is added to the aqueous dispersion of cellulose having an anionic functional group before the defibrating treatment and simultaneously with the defibrating treatment by a high-pressure homogenizer or the like. Mixing may be performed. When mixing is performed after the defibrating treatment, the components are not particularly limited as long as each component can be mixed uniformly, but specifically, it is preferable to mix using a homodisper, a homomixer, or the like.

上記(II)上記混合物を乾燥してゲル状シートとする工程は、セルロースナノファイバーが2g/m2以上100g/m2以下となるように、上記混合物を容器に流し入れ、または塗布し、15℃以上130℃以下で、乾燥を行う。ゲルシート中のセルロースナノファイバーが2g/m2以上100g/m2以下の場合、柔軟かつ強固なゲル状シートが得られるという点で好ましい。 (II) The step of drying the mixture to form a gel-like sheet is performed by pouring or applying the mixture into a container so that the cellulose nanofibers are 2 g / m 2 or more and 100 g / m 2 or less. Drying is performed at 130 ° C. or lower. When the cellulose nanofibers in the gel sheet are 2 g / m 2 or more and 100 g / m 2 or less, it is preferable in that a flexible and strong gel-like sheet can be obtained.

上記(III)上記ゲル状シートを、多価金属塩水溶液中に浸漬し、セルロースナノファイバーのアニオン性官能基を多価金属イオンで架橋させる工程は、所定の濃度の多価金属塩水溶液に上記(II)の工程で得られたゲルシートを所定の温度および時間で浸漬する事によりセルロースナノファイバーのアニオン性官能基を多価金属イオンで架橋させることが出来る。   (III) The step of immersing the gel-like sheet in a polyvalent metal salt aqueous solution and cross-linking the anionic functional group of cellulose nanofibers with the polyvalent metal ion is performed by adding the polyvalent metal salt aqueous solution having a predetermined concentration to the above. By immersing the gel sheet obtained in the step (II) at a predetermined temperature and time, the anionic functional group of the cellulose nanofiber can be crosslinked with polyvalent metal ions.

上記多価金属水溶液の濃度は0.01質量%以上10質量%以下が架橋速度が適切であるため好ましい。上記の多価金属塩水溶液の温度は10℃以上70℃以下が工程の管理が簡便であるため好ましい。また、浸漬する時間は0.5時間以上12時間以下が架橋に要する時間として適切であるため好ましい。本工程により得られたゲル状シート組成物より、余剰の多価金属塩を洗浄する事により、本発明のゲル状シート組成物を得ることが出来る。   The concentration of the polyvalent metal aqueous solution is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less because the crosslinking rate is appropriate. The temperature of the aqueous polyvalent metal salt solution is preferably 10 ° C. or higher and 70 ° C. or lower because the process can be easily managed. Further, the immersion time is preferably 0.5 hours or more and 12 hours or less because it is appropriate as the time required for crosslinking. The gel sheet composition of the present invention can be obtained by washing excess polyvalent metal salt from the gel sheet composition obtained in this step.

なお、化粧料や医薬品に用いられる成分を配合する場合は、上記いずれの工程で添加しても良い。   In addition, when mix | blending the component used for cosmetics and a pharmaceutical, you may add at any said process.

つぎに、実施例について比較例とあわせて説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、例中、「%」とあるのは、特に限定のない限り質量基準を意味する。   Next, examples will be described together with comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples. In the examples, “%” means mass basis unless otherwise specified.

[セルロースナノファイバーの製造]
〔製造例1:セルロースナノファイバーA1(実施例用)の調製〕
針葉樹パルプ100gを、イソプロパノール(IPA) 435gと水65gとNaOH9.9gの混合液中にいれ、30℃で1時間撹拌した。このスラリー系に50%モノクロル酢酸のIPA 溶液23.0gを加え、70℃に昇温し1.5時間反応させた。得られた反応物を80%メタノールで洗浄し、その後メタノールで置換し乾燥させ、カルボキシメチル化セルロース繊維を製造した。つぎに、上記セルロース繊維に純水を加えて2%に希釈し、高圧ホモジナイザー(三和エンジニアリング製、H11)を用いて圧力100MPaで1回処理することにより、セルロース繊維A1を製造した。
[Production of cellulose nanofiber]
[Production Example 1: Preparation of cellulose nanofiber A1 (for Examples)]
100 g of softwood pulp was placed in a mixed solution of 435 g of isopropanol (IPA), 65 g of water and 9.9 g of NaOH, and stirred at 30 ° C. for 1 hour. To this slurry system, 23.0 g of 50% monochloroacetic acid IPA solution was added, heated to 70 ° C. and reacted for 1.5 hours. The obtained reaction product was washed with 80% methanol, then substituted with methanol and dried to produce carboxymethylated cellulose fibers. Next, pure water was added to the cellulose fiber to dilute it to 2%, and the fiber was treated once at a pressure of 100 MPa using a high-pressure homogenizer (manufactured by Sanwa Engineering, H11) to produce cellulose fiber A1.

〔製造例2:セルロースナノファイバーA2(実施例用)の調製〕
針葉樹パルプ2gに、水150ml、臭化ナトリウム0.25g、TEMPO0.025gを加え、充分撹拌して分散させた後、13質量%次亜塩素酸ナトリウム水溶液(共酸化剤)を、上記パルプ1.0gに対して次亜塩素酸ナトリウム量が6mmol/gとなるように加え、反応を開始した。反応の進行に伴いpHが低下するため、pHを10〜11に保持するように0.5N水酸化ナトリウム水溶液を滴下しながら、pHの変化が見られなくなるまで反応させた(反応時間:120分)。反応終了後、0.1N塩酸を添加して中和した後、ろ過と水洗を繰り返して精製し、繊維表面が酸化されたセルロース繊維を得た。つぎに、上記セルロース繊維に純水を加えて2%に希釈し、高圧ホモジナイザー(三和エンジニアリング製、H11)を用いて圧力100MPaで1回処理することにより、セルロース繊維A2を製造した。
[Production Example 2: Preparation of cellulose nanofiber A2 (for Examples)]
After adding 150 ml of water, 0.25 g of sodium bromide, and 0.025 g of TEMPO to 2 g of softwood pulp, and thoroughly stirring and dispersing, 13% by mass sodium hypochlorite aqueous solution (co-oxidant) was added to the pulp 1. The reaction was started by adding sodium hypochlorite so that the amount of sodium hypochlorite was 6 mmol / g with respect to 0 g. Since the pH decreased with the progress of the reaction, the reaction was continued until no change in pH was observed while dropping a 0.5N aqueous sodium hydroxide solution so that the pH was maintained at 10-11 (reaction time: 120 minutes). ). After completion of the reaction, 0.1N hydrochloric acid was added for neutralization, followed by purification by repeated filtration and washing to obtain cellulose fibers having oxidized fiber surfaces. Next, pure water was added to the cellulose fiber to dilute it to 2%, and the fiber was treated once with a high-pressure homogenizer (manufactured by Sanwa Engineering, H11) at a pressure of 100 MPa to produce cellulose fiber A2.

〔製造例3:セルロースナノファイバーA3(実施例用)の調製〕
セルロース繊維A2と同様の手法で繊維表面を酸化したセルロース繊維に純水を加えて固形分濃度4%に調整した。その後、24%NaOH水溶液にてスラリーのpHを10に調整した。スラリーの温度を30℃として水素化ホウ素ナトリウムをセルロース繊維に対して0.2mmol/g加え、2時間反応させることで還元処理した。反応後、0.1N塩酸を添加して中和した後、ろ過と水洗を繰り返して精製し、セルロース繊維を得pHを2以下に調整した後、ろ過と水洗を繰り返して精製した。つぎに、上記セルロース繊維に純水を加えて2%に希釈し、高圧ホモジナイザー(三和エンジニアリング製、H11)を用いて圧力100MPaで1回処理することにより、セルロース繊維A3を製造した。
[Production Example 3: Preparation of cellulose nanofiber A3 (for Examples)]
Pure water was added to the cellulose fiber whose surface was oxidized in the same manner as the cellulose fiber A2 to adjust the solid content concentration to 4%. Thereafter, the pH of the slurry was adjusted to 10 with a 24% NaOH aqueous solution. The slurry was reduced to 30 ° C. by adding 0.2 mmol / g of sodium borohydride to the cellulose fiber and reacting for 2 hours. After the reaction, 0.1N hydrochloric acid was added for neutralization, followed by purification by repeated filtration and washing to obtain cellulose fibers, the pH was adjusted to 2 or less, and then filtration and washing were repeated for purification. Next, pure water was added to the cellulose fiber to dilute it to 2%, and the fiber was treated once with a high pressure homogenizer (manufactured by Sanwa Engineering Co., H11) at a pressure of 100 MPa to produce cellulose fiber A3.

〔製造例4:セルロースナノファイバーA4(比較例用)の調製〕
針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP)50gを水4950gに分散させ、パルプ濃度1質量%の分散液を調整した。この分散液をセレンディピターMKCA6−3(増幸産業(株)製)で10回処理し、セルロースナノファイバーA4を得た。
[Production Example 4: Preparation of cellulose nanofiber A4 (for comparative example)]
50 g of softwood bleached kraft pulp (NBKP) was dispersed in 4950 g of water to prepare a dispersion having a pulp concentration of 1% by mass. This dispersion was treated 10 times with Serendipeater MKCA6-3 (manufactured by Masuko Sangyo Co., Ltd.) to obtain cellulose nanofiber A4.

〔製造例5:セルロースナノファイバーA5(比較例用)の調製〕
原料の針葉樹パルプに替えて再生セルロースを使用するとともに、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の添加量を、再生セルロース1.0gに対して12.0mmol/gとした以外は、セルロース繊維A2の製造に準じて、セルロースナノファイバーA5を製造した。
上記のようにして得られた各セルロースナノファイバーについて、下記の基準に従って、各特性の評価を行った。その結果を、下記表1に併せて示した。
[Production Example 5: Preparation of cellulose nanofiber A5 (for comparative example)]
According to the production of cellulose fiber A2, except that regenerated cellulose is used instead of the raw conifer pulp, and the addition amount of the sodium hypochlorite aqueous solution is 12.0 mmol / g with respect to 1.0 g of regenerated cellulose. Thus, cellulose nanofiber A5 was produced.
About each cellulose nanofiber obtained as mentioned above, each characteristic was evaluated according to the following reference | standard. The results are also shown in Table 1 below.

<結晶構造>
X線回折装置(リガク社製、RINT‐Ultima3)を用いて、各セルロースナノファイバーの回折プロファイルを測定し、2シータ=14〜17°付近と、2シータ=22〜23°付近の2つの位置に典型的なピークが見られる場合は結晶構造(I型結晶構造)が「あり」と評価し、ピークが見られない場合は「なし」と評価した。
<Crystal structure>
The diffraction profile of each cellulose nanofiber was measured using an X-ray diffractometer (Rigaku Corporation, RINT-Utima3), and two positions of 2 theta = 14-17 ° and 2 theta = 22-23 °. When a typical peak was observed, the crystal structure (type I crystal structure) was evaluated as “present”, and when no peak was observed, it was evaluated as “none”.

<短幅の方の数平均幅>
セルロースナノファイバーの数平均幅を、透過型電子顕微鏡(TEM)(日本電子社製、JEM−1400)を用いて観察した。すなわち、各セルロース繊維を親水化処理済みのカーボン膜被覆グリッド上にキャストした後、2%ウラニルアセテートでネガティブ染色したTEM像(倍率:10000倍)から、先に述べた方法に従い、短幅の方の数平均幅を算出した。
<Number average width of short side>
The number average width of the cellulose nanofibers was observed using a transmission electron microscope (TEM) (manufactured by JEOL Ltd., JEM-1400). That is, from the TEM image (magnification: 10000 times) negatively stained with 2% uranyl acetate after each cellulose fiber was cast on a hydrophilized carbon film-coated grid, The number average width of was calculated.

<アスペクト比>
セルロースナノファイバーを親水化処理済みのカーボン膜被覆グリッド上にキャストした後、2%ウラニルアセテートでネガティブ染色したTEM像(倍率:10000倍)から、セルロースの短幅の方の数平均幅、長幅の方の数平均幅を観察した。すなわち、各先に述べた方法に従い、短幅の方の数平均幅、および長幅の方の数平均幅を算出し、これらの値を用いてアスペクト比を下記の式(1)に従い算出した。
<Aspect ratio>
From the TEM image (magnification: 10000 times) of cellulose nanofibers cast on a hydrophilized carbon film coated grid and then negatively stained with 2% uranyl acetate, the number average width and long width of the short side of cellulose The number average width was observed. That is, the number average width of the shorter width and the number average width of the longer width are calculated according to the methods described above, and the aspect ratio is calculated according to the following formula (1) using these values. .

Figure 2018002668
<カルボキシル基量の測定>
酸化セルロース0.25gを水に分散させたセルロース水分散体60mlを調製し、0.1Mの塩酸水溶液によってpHを約2.5とした後、0.05M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った。測定はpHが11になるまで続けた。電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において、消費された水酸化ナトリウム量V(ml)から、下記の式(2)に従いカルボキシル基量を求めた。
Figure 2018002668
<Measurement of carboxyl group content>
After preparing 60 ml of a cellulose aqueous dispersion in which 0.25 g of oxidized cellulose was dispersed in water, the pH was adjusted to about 2.5 with a 0.1 M aqueous hydrochloric acid solution, and then a 0.05 M aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise. Electrical conductivity measurements were made. The measurement was continued until the pH was 11. The amount of carboxyl groups was determined from the amount of sodium hydroxide consumed V (ml) in accordance with the following formula (2) in the neutralization step of weak acid where the change in electrical conductivity was gradual.

Figure 2018002668
<カルボニル基量の測定(セミカルバジド法)>
酸化セルロースを105℃のオーブンにて絶乾した後、約0.2g精秤し、これに、リン酸緩衝液によりpH=5に調整したセミカルバジド塩酸塩3g/l水溶液を正確に50ml加え、密栓し、二日間振とうした。ついで、この溶液10mlを正確に100mlビーカーに採取し、5N硫酸を25ml、0.05Nヨウ素酸カリウム水溶液5mlを加え、10分間撹拌した。その後、5%ヨウ化カリウム水溶液10mlを加えて、直ちに自動滴定装置を用いて、0.1Nチオ硫酸ナトリウム溶液にて滴定し、その滴定量等から、下記の式(3)に従い、試料中のカルボニル基量(アルデヒド基とケトン基との合計含量)を求めた。
Figure 2018002668
<Measurement of amount of carbonyl group (semicarbazide method)>
After drying the oxidized cellulose in an oven at 105 ° C., weigh accurately about 0.2 g, and add exactly 50 ml of a semicarbazide hydrochloride 3 g / l aqueous solution adjusted to pH = 5 with a phosphate buffer solution. And shaken for two days. Then, 10 ml of this solution was accurately collected in a 100 ml beaker, 25 ml of 5N sulfuric acid and 5 ml of 0.05N potassium iodate aqueous solution were added, and the mixture was stirred for 10 minutes. Thereafter, 10 ml of 5% potassium iodide aqueous solution was added, and immediately titrated with a 0.1N sodium thiosulfate solution using an automatic titrator. From the titration amount and the like, according to the following formula (3), The amount of carbonyl groups (total content of aldehyde groups and ketone groups) was determined.

Figure 2018002668
<グルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度>
カルボキシメチルセルロースを0.6質量%スラリーに調製し、0.1M塩酸水溶液を加えてpH2.4とした後、0.05Nの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHが11になるまで電気伝導度を測定し、電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量からカルボキシル基量を測定し、下記の式(4)に従いグルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度を求めた。
Figure 2018002668
Figure 2018002668
<Degree of carboxymethyl substitution per glucose unit>
Prepare a 0.6 mass% slurry of carboxymethylcellulose and add 0.1M aqueous hydrochloric acid to pH 2.4, then add 0.05N aqueous sodium hydroxide solution dropwise until the pH reaches 11. The amount of carboxyl groups was measured from the amount of sodium hydroxide consumed in the neutralization step of a weak acid with a slow change in electrical conductivity, and the degree of carboxymethyl substitution per glucose unit was determined according to the following equation (4). .
Figure 2018002668

Figure 2018002668
上記表1の結果から、実施例用のセルロースA1およびA2は、いずれも短幅の方の数平均幅が2〜500nmの範囲内で、アスペクト比が50以上であり、セルロースI型結晶構造を有していた。
Figure 2018002668
From the results of Table 1 above, the cellulose A1 and A2 for Examples all have a short average number average width of 2 to 500 nm, an aspect ratio of 50 or more, and a cellulose I-type crystal structure. Had.

[ゲル状シート組成物の調整]
〔実施例1〕
上記セルロースナノファイバーA1に純水、1,3−ブチレングリコール(BG)を加えて、終濃度でセルロース繊維が0.2質量%、BGが2質量%となるように調製した後、ホモミキサー(プライミクス株式会社製ホモミクサーMARKII 2.5型)を用いて8,000rpmで10分間撹拌した。これをセルロース量が15g/mとなるようにプラスチックシャーレにうつし、50℃の高温槽で36時間、水分を蒸発させて乾燥した。乾燥によって得られたゲル状シートを1M塩化カルシウム水溶液(多価金属塩)に浸し、30分間静置することによりセルロース繊維を架橋した。これを流水で洗浄し、ゲル状シート組成物を得た。
[Adjustment of gel-like sheet composition]
[Example 1]
Pure water and 1,3-butylene glycol (BG) are added to the cellulose nanofiber A1 to prepare a final concentration of 0.2% by mass of cellulose fiber and 2% by mass of BG. The mixture was stirred at 8,000 rpm for 10 minutes using a homomixer MARK II 2.5 type manufactured by PRIMIX Corporation. This was transferred to a plastic petri dish so that the amount of cellulose was 15 g / m 2, and dried by evaporating water in a high-temperature bath at 50 ° C. for 36 hours. The gel sheet obtained by drying was immersed in a 1M calcium chloride aqueous solution (polyvalent metal salt) and allowed to stand for 30 minutes to crosslink the cellulose fibers. This was washed with running water to obtain a gel-like sheet composition.

〔実施例2、3〕
セルロースナノファイバーA1に替えてセルロースナノファイバーA2、A3を用いた以外は、実施例1と同様の方法でゲル状シート組成物の調製を行なった。
[Examples 2 and 3]
A gel-like sheet composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that cellulose nanofibers A2 and A3 were used instead of cellulose nanofiber A1.

〔実施例4〜6〕
BGの添加量を0.3、5、10質量%とした以外は、実施例3と同様の方法でゲル状シート組成物の調製を行なった。
[Examples 4 to 6]
A gel-like sheet composition was prepared in the same manner as in Example 3 except that the amount of BG added was 0.3, 5, and 10% by mass.

〔実施例7、8〕
BGに替えてグリセリン、プロピレングリコール(PG)を用いた以外は、実施例3と同様の方法でゲル状シート組成物の調製を行なった。
[Examples 7 and 8]
A gel sheet composition was prepared in the same manner as in Example 3 except that glycerin and propylene glycol (PG) were used instead of BG.

〔実施例9、10〕
架橋剤を塩化カルシウムに替えて塩化マグネシウム、カリ明礬を用いた以外は、実施例3と同様の方法でゲル状シート組成物の調製を行なった。
[Examples 9 and 10]
A gel-like sheet composition was prepared in the same manner as in Example 3, except that magnesium chloride and potassium alum were used instead of the calcium chloride as the crosslinking agent.

〔比較例1、2〕
セルロースナノファイバーA2に替えてセルロースナノファイバーA4、A5を用いた以外は、実施例2と同様の方法でゲル状シート組成物の調製を行なった。
[Comparative Examples 1 and 2]
A gel-like sheet composition was prepared in the same manner as in Example 2 except that cellulose nanofibers A4 and A5 were used instead of cellulose nanofiber A2.

〔比較例3〕
BGを配合しなかった以外は、実施例2と同様の方法でゲル状シート組成物の調製を行なった。
[Comparative Example 3]
A gel-like sheet composition was prepared in the same manner as in Example 2 except that BG was not blended.

〔比較例4〕
塩化カルシウム水溶液での浸漬(架橋)を実施しなかった以外は、実施例2と同様の方法でゲル状シート組成物の調製を行なった。
[Comparative Example 4]
A gel-like sheet composition was prepared in the same manner as in Example 2 except that immersion (crosslinking) in an aqueous calcium chloride solution was not performed.

〔比較例5、6〕
セルロースナノファイバーA2に替えてカルボマー(Carbopol 940 polymer、Lubrizol Advanced Materials製)、キサンタンガム(KELTROL CG、CP Kelco製)を用いた以外は、実施例2と同様の方法でゲル状シート組成物の調製を行なった。
[Comparative Examples 5 and 6]
A gel sheet composition was prepared in the same manner as in Example 2 except that carbomer (Carbopol 940 polymer, manufactured by Lubrizol Advanced Materials) and xanthan gum (KELTROL CG, manufactured by CP Kelco) were used instead of cellulose nanofiber A2. I did it.

上記により得られたゲル状シート組成物を用いて以下の物性評価を行ない、その結果を下記表2に示した。   The following physical property evaluation was performed using the gel-like sheet composition obtained above, and the results are shown in Table 2 below.

[ゲル状シート組成物の評価]
<セルロース繊維含量>
プラスチックシャーレに流しいれたセルロース繊維の重量と、最終的に得られたゲル状シート組成物の重量から、ゲル状シート組成物中のセルロース繊維含量[質量%]を算出した。
[Evaluation of gel sheet composition]
<Cellulose fiber content>
The cellulose fiber content [% by mass] in the gel-like sheet composition was calculated from the weight of the cellulose fibers poured into the plastic petri dish and the weight of the gel-like sheet composition finally obtained.

<耐水性>
得られたゲル状シート組成物を純水に浸し、25℃、24時間静置し、下式(5)のとおり重量変化量[%]を測定した。
<Water resistance>
The obtained gel-like sheet composition was immersed in pure water and allowed to stand at 25 ° C. for 24 hours, and the amount of change in weight [%] was measured according to the following formula (5).

Figure 2018002668
<高温安定性>
得られたゲル状シート組成物を90℃の高温槽に2時間静置し、下式(6)のとおり重量変化量[%]を測定した。
Figure 2018002668
<High temperature stability>
The obtained gel-like sheet composition was allowed to stand in a high-temperature bath at 90 ° C. for 2 hours, and the amount of weight change [%] was measured as shown in the following formula (6).

Figure 2018002668
Figure 2018002668

Figure 2018002668
実施例に記載のゲル状シート組成物は、いずれも耐水性が高く、純水に浸漬した後もほとんど重量が変化しなかった。さらに、高温安定性も高く、90℃での乾燥後もほとんど重量が変化しなかった。
Figure 2018002668
All of the gel-like sheet compositions described in the Examples had high water resistance, and the weight hardly changed even after being immersed in pure water. Furthermore, the stability at high temperature was high, and the weight hardly changed after drying at 90 ° C.

一方、比較例1のゲル状シート組成物はセルロース繊維が太く、さらにアニオン基も有していないために緻密なネットワーク構造を形成できず、ゲル状シート組成物中の多価アルコールを保持する力が弱く、結果として耐水性、高温安定性ともに低い値となった。
比較例2のゲル状シート組成物は結晶構造を有していないために多価アルコールを保持する性能が低く、ゲル状シートを調製できなかった。
On the other hand, since the gel-like sheet composition of Comparative Example 1 has thick cellulose fibers and does not have an anionic group, it cannot form a dense network structure, and has the ability to retain polyhydric alcohol in the gel-like sheet composition. As a result, both water resistance and high temperature stability were low.
Since the gel-like sheet composition of Comparative Example 2 did not have a crystal structure, the performance of holding polyhydric alcohol was low, and a gel-like sheet could not be prepared.

また、比較例3に記載のゲル状シート組成物は多価アルコールを含有しておらず、水とセルロース繊維のみからなるために高温安定性が低かった。比較例4に記載のゲル状シート組成物は、架橋剤を用いていないために多価アルコールを保持する性能が低く、耐水性、高温安定性ともに低い値となった。特に耐水性試験においては、試験中にゲル状シートが膨潤し、その後の測定を行えなかった。   Moreover, since the gel-like sheet composition described in Comparative Example 3 did not contain a polyhydric alcohol and consisted only of water and cellulose fibers, the high-temperature stability was low. Since the gel-like sheet composition described in Comparative Example 4 did not use a crosslinking agent, the performance of holding polyhydric alcohol was low, and both water resistance and high-temperature stability were low. In particular, in the water resistance test, the gel sheet swelled during the test, and subsequent measurements could not be performed.

さらに、比較例5、6はセルロース繊維を含有しておらず、汎用的に用いられている増粘剤を配合しているのみであるため、ゲル状シート組成物を形成できなかった。   Furthermore, since Comparative Examples 5 and 6 did not contain cellulose fibers and only contained a thickener that is used for general purposes, a gel-like sheet composition could not be formed.

本発明のゲル状シート組成物は化粧料、皮膚外用医薬或いは外用雑貨等に利用でき、特に好ましくは化粧料への利用である。
The gel-like sheet composition of the present invention can be used for cosmetics, skin external medicines or external goods, and is particularly preferably used for cosmetics.

Claims (6)

下記条件を満たすセルロースナノファイバー、多価金属イオン、および多価アルコールを含有し、セルロースナノファイバーのアニオン性官能基が多価金属イオンにより架橋されていることを特徴とするゲル状シート組成物。
(A)数平均繊維径が2nm以上500nm以下
(B)平均アスペクト比が50以上1000以下
(C)セルロースI型結晶構造を有する
(D)アニオン性官能基を有する
A gel-like sheet composition comprising cellulose nanofibers, polyvalent metal ions, and polyhydric alcohols that satisfy the following conditions, wherein the anionic functional groups of the cellulose nanofibers are crosslinked with polyvalent metal ions.
(A) Number average fiber diameter is 2 nm or more and 500 nm or less (B) Average aspect ratio is 50 or more and 1000 or less (C) It has a cellulose I type crystal structure (D) It has an anionic functional group
上記アニオン性官能基がカルボキシル基であることを特徴とする請求項1に記載のゲル状シート組成物。 The gel-like sheet composition according to claim 1, wherein the anionic functional group is a carboxyl group. 上記セルロースナノファイバーのアニオン性官能基の含有量が、0.01mmol/g以上2.5mmol/g以下であることを特徴とする請求項1または2記載のゲル状シート組成物。   The gel-like sheet composition according to claim 1 or 2, wherein the content of the anionic functional group of the cellulose nanofiber is 0.01 mmol / g or more and 2.5 mmol / g or less. 上記多価アルコールが、ポリエチレングリコール、1,3‐ブチレングリコール、1,2‐ペンタンジオール、イソプレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、およびジグリセリンから選択された1種又は2種以上であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のゲル状シート組成物。   The polyhydric alcohol is one or more selected from polyethylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,2-pentanediol, isoprene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, and diglycerin. The gel-like sheet composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the gel-like sheet composition is provided. 上記セルロースナノファイバーの含有量が1質量%以上90質量%以下であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のゲル状シート組成物。   The gel-like sheet composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the content of the cellulose nanofiber is 1% by mass or more and 90% by mass or less. (I)セルロースナノファイバー、水、および多価アルコールを混合する工程、
(II)上記混合物を乾燥してゲル状シートとする工程、
(III)上記ゲル状シートを、多価金属塩水溶液中に浸漬し、セルロースナノファイバーのアニオン性官能基を多価金属イオンで架橋させる工程、
を備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のゲル状シート組成物の製造方法。
(I) a step of mixing cellulose nanofibers, water, and a polyhydric alcohol,
(II) a step of drying the mixture to form a gel sheet;
(III) A step of immersing the gel-like sheet in an aqueous polyvalent metal salt solution to crosslink anionic functional groups of cellulose nanofibers with polyvalent metal ions,
The method for producing a gel-like sheet composition according to any one of claims 1 to 5, comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019139001A1 (en) * 2018-01-10 2019-07-18 王子ホールディングス株式会社 Sheet
JP2019131929A (en) * 2018-02-01 2019-08-08 第一工業製薬株式会社 Cellulose fiber composite and manufacturing method therefor
JP7550568B2 (en) 2019-08-26 2024-09-13 レンゴー株式会社 Cellulose nanofiber composition and method for producing same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012126787A (en) * 2010-12-14 2012-07-05 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd Aqueous gel composition
JP2013082796A (en) * 2011-10-07 2013-05-09 Kao Corp Gelled body and method for producing the same
JP2013082650A (en) * 2011-10-07 2013-05-09 Kao Corp Gel for use in adhesive patches and adhesive patch having the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012126787A (en) * 2010-12-14 2012-07-05 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd Aqueous gel composition
JP2013082796A (en) * 2011-10-07 2013-05-09 Kao Corp Gelled body and method for producing the same
JP2013082650A (en) * 2011-10-07 2013-05-09 Kao Corp Gel for use in adhesive patches and adhesive patch having the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019139001A1 (en) * 2018-01-10 2019-07-18 王子ホールディングス株式会社 Sheet
JP2019131929A (en) * 2018-02-01 2019-08-08 第一工業製薬株式会社 Cellulose fiber composite and manufacturing method therefor
JP7550568B2 (en) 2019-08-26 2024-09-13 レンゴー株式会社 Cellulose nanofiber composition and method for producing same

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