JP2020165018A - Manufacturing method of sheet - Google Patents

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Abstract

To provide a manufacturing method of sheets, capable of manufacturing sheets reduced in breaks and recesses.SOLUTION: A manufacturing method of sheets as a manufacturing method of sheets containing fibrous cellulose with a fiber width of 1,000 nm or less includes a step of adjusting a moisture content of sheets in a sheet-forming step to 10 pts.mass or more and 1,000 pts.mass based on 100 pts.mass of the fibrous cellulose.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、シートの製造方法に関する。具体的には、本発明は、微細繊維状セルロースを含むシートの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a sheet. Specifically, the present invention relates to a method for producing a sheet containing fine fibrous cellulose.

従来、セルロース繊維は、衣料や吸収性物品、紙製品等に幅広く利用されている。セルロース繊維としては、繊維径が10μm以上50μm以下の繊維状セルロースに加えて、繊維径が1μm以下の微細繊維状セルロースも知られている。微細繊維状セルロースは、新たな素材として注目されており、その用途は多岐にわたる。例えば、微細繊維状セルロースを含むシートや樹脂複合体、増粘剤の開発が進められている。 Conventionally, cellulose fibers have been widely used in clothing, absorbent articles, paper products and the like. As the cellulose fibers, in addition to fibrous cellulose having a fiber diameter of 10 μm or more and 50 μm or less, fine fibrous cellulose having a fiber diameter of 1 μm or less is also known. Fine fibrous cellulose is attracting attention as a new material, and its uses are diverse. For example, development of sheets containing fine fibrous cellulose, resin composites, and thickeners is underway.

微細繊維状セルロースを含むシートを形成する場合、微細繊維状セルロースを含むスラリーを基材上に塗工した後に乾燥し、フィルム状のシートを形成することが検討されている。例えば、特許文献1には、微細繊維状セルロースを含むセルロースナノファイバーフィルムの製造方法が開示されている。ここでは、セルロースナノファイバーの分散液に、グリセリン、ソルビトール、及びポリビニルアセトアミド系化合物の中から選択した1種以上の添加剤を添加して塗工液を得た後に、塗工液を脱泡し、樹脂基材に塗工し、乾燥させてフィルム状にしている。 When forming a sheet containing fine fibrous cellulose, it has been studied to apply a slurry containing fine fibrous cellulose onto a substrate and then dry it to form a film-like sheet. For example, Patent Document 1 discloses a method for producing a cellulose nanofiber film containing fine fibrous cellulose. Here, after adding one or more additives selected from glycerin, sorbitol, and polyvinylacetamide-based compounds to a dispersion of cellulose nanofibers to obtain a coating liquid, the coating liquid is defoamed. , The resin base material is coated and dried to form a film.

特開2018−154699号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-154699

微細繊維状セルロースを含むシートを製造する際には、基材上に微細繊維状セルロース含有分散液を塗工し、乾燥をさせることが行われる。しかし、乾燥後に微細繊維状セルロース含有シートを基材から剥離しにくい場合があった。また、乾燥後に微細繊維状セルロース含有シートを基材から剥離できたとしても、シートに凹凸が生じたりしてシートの外観が損なわれる場合もあった。 When producing a sheet containing fine fibrous cellulose, a fine fibrous cellulose-containing dispersion is applied onto a base material and dried. However, it may be difficult to peel off the fine fibrous cellulose-containing sheet from the base material after drying. Further, even if the fine fibrous cellulose-containing sheet can be peeled off from the base material after drying, the sheet may have irregularities and the appearance of the sheet may be impaired.

そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、外観に優れた微細繊維状セルロース含有シートを得るべく、シートの製造方法について検討を進めた。 Therefore, in order to solve the problems of the prior art, the present inventors have proceeded with studies on a method for producing a sheet in order to obtain a sheet containing fine fibrous cellulose having an excellent appearance.

上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、微細繊維状セルロース含有シートのシート化工程において、繊維状セルロース100質量部に対するシートの水分量を所定範囲内とすることにより、外観に優れた微細繊維状セルロース含有シートが得られることを見出した。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors set the water content of the sheet to 100 parts by mass of the fibrous cellulose within a predetermined range in the sheeting step of the fine fibrous cellulose-containing sheet. As a result, it was found that a fine fibrous cellulose-containing sheet having an excellent appearance can be obtained.
Specifically, the present invention has the following configuration.

[1] 繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含むシートの製造方法であって、
シート化工程中にシートの水分量を、繊維状セルロース100質量部に対して10質量部以上1000質量部以下に調湿する工程を含む、シートの製造方法。
[2] 調湿する工程は、乾燥工程もしくは水分付与工程である[1]に記載のシートの製造方法。
[3] 調湿する工程は、水分付与工程であり、
水分付与工程では、シートの水分量を、繊維状セルロース100質量部に対して10質量部以上1000質量部以下となるように水分を付与する[1]又は[2]に記載のシートの製造方法。
[4] 水分付与工程は、水分を塗工もしくは噴霧する工程である[3]に記載のシートの製造方法。
[5] 水分付与工程は、乾燥工程の後に設けられる[3]又は[4]に記載のシートの製造方法。
[1] A method for producing a sheet containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less.
A method for producing a sheet, which comprises a step of adjusting the moisture content of the sheet to 10 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of fibrous cellulose during the sheet forming step.
[2] The sheet manufacturing method according to [1], wherein the humidity control step is a drying step or a hydration step.
[3] The humidity control step is a moisture addition step.
The method for producing a sheet according to [1] or [2], wherein in the water addition step, water is added so that the water content of the sheet is 10 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of fibrous cellulose. ..
[4] The method for producing a sheet according to [3], wherein the water-imparting step is a step of applying or spraying water.
[5] The method for producing a sheet according to [3] or [4], wherein the hydration step is provided after the drying step.

本発明の製造方法によれば、外観に優れた微細繊維状セルロース含有シートの製造方法が提供される。 According to the production method of the present invention, a method for producing a fine fibrous cellulose-containing sheet having an excellent appearance is provided.

図1は、リンオキソ酸基を有する繊維状セルロース含有スラリーに対するNaOH滴下量とpHの関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH added dropwise and the pH of a fibrous cellulose-containing slurry having a phosphoric acid group. 図2は、カルボキシ基を有する繊維状セルロース含有スラリーに対するNaOH滴下量とpHの関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH added dropwise to the fibrous cellulose-containing slurry having a carboxy group and the pH.

以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The description of the constituent elements described below may be based on typical embodiments or specific examples, but the present invention is not limited to such embodiments.

(繊維状セルロース含有シートの製造方法)
本発明は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含むシートの製造方法に関する。本発明のシートの製造工程は、シート化工程中にシートの水分量を、繊維状セルロース100質量部に対して10質量部以上1000質量部以下に調湿する工程を含む。より具体的には、本発明のシートの製造方法は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む分散液をシート化する工程を含み、該シート化する工程において、シートの水分量上記範囲内に調整する。
なお、本明細書において、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを微細繊維状セルロースもしくはCNFと呼ぶこともある。また、本明細書では、微細繊維状セルロース含有シートを単にシートと呼ぶこともある。
(Manufacturing method of fibrous cellulose-containing sheet)
The present invention relates to a method for producing a sheet containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less. The sheet manufacturing step of the present invention includes a step of adjusting the moisture content of the sheet to 10 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of fibrous cellulose during the sheet forming step. More specifically, the method for producing a sheet of the present invention includes a step of forming a dispersion liquid containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less into a sheet, and in the step of forming the sheet, the water content of the sheet is within the above range. Adjust to.
In the present specification, fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less may be referred to as fine fibrous cellulose or CNF. Further, in the present specification, the fine fibrous cellulose-containing sheet may be simply referred to as a sheet.

本発明のシートの製造方法では、外観に優れたシートを製造することができる。具体的には、シート化工程において、乾燥後のCNFシートを基材から割れることなく剥離でき、さらに、シートに凹凸が形成されていない場合に外観に優れたシートが得られる。また、本発明のシートの製造方法で得られるシートは、高い透明性を有している。このように本発明の製造方法では、高透明であり、かつ凹凸の少ないシートが得られる。 In the sheet manufacturing method of the present invention, a sheet having an excellent appearance can be manufactured. Specifically, in the sheeting step, the dried CNF sheet can be peeled off from the base material without cracking, and a sheet having an excellent appearance can be obtained when the sheet is not formed with irregularities. In addition, the sheet obtained by the method for producing a sheet of the present invention has high transparency. As described above, in the production method of the present invention, a sheet having high transparency and less unevenness can be obtained.

本発明のシートの製造方法では、シート化工程後におけるシートの剥離性が高い。具体的には、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む分散液を基材上に塗工し、乾燥させた後に、微細繊維状セルロース含有シートを基材から割れることなく剥離することができる。また、剥離する際には、剥離応力が低いため、スムーズな剥離作業が可能となる。このため、微細繊維状セルロース含有シートの生産効率を高めることができる。さらに、本発明のシートの製造方法においては、剥離後のシートにも割れが生じることが抑制されており、耐久性に優れたシートであると言える。 In the sheet manufacturing method of the present invention, the sheet has high peelability after the sheet forming step. Specifically, a dispersion liquid containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less is applied onto the base material, dried, and then the fine fibrous cellulose-containing sheet can be peeled off from the base material without cracking. .. Further, when peeling, the peeling stress is low, so that smooth peeling work is possible. Therefore, the production efficiency of the fine fibrous cellulose-containing sheet can be improved. Further, in the sheet manufacturing method of the present invention, cracking is suppressed in the sheet after peeling, and it can be said that the sheet is excellent in durability.

<シート化工程>
本発明のシートの製造工程は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む分散液をシート化する工程を含む。シート化する工程では、抄紙もしくは塗工により湿潤シートを形成した後に乾燥することによって微細繊維状セルロース含有シートが形成される。なお、本明細書では、シート化する工程を、シート化工程と呼ぶこともある。
<Sheet process>
The sheet manufacturing process of the present invention includes a step of forming a dispersion liquid containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less into a sheet. In the step of making a sheet, a fine fibrous cellulose-containing sheet is formed by forming a wet sheet by papermaking or coating and then drying it. In addition, in this specification, a sheet-forming process may be referred to as a sheet-forming process.

−抄紙工程−
抄紙工程は、抄紙機により分散液を抄紙することにより行われる。抄紙工程で用いられる抄紙機としては、とくに限定されないが、たとえば長網式、円網式、傾斜式等の連続抄紙機、またはこれらを組み合わせた多層抄き合わせ抄紙機等が挙げられる。抄紙工程では、手抄き等の公知の抄紙方法を採用してもよい。
-Papermaking process-
The papermaking process is performed by making a dispersion liquid with a paper machine. The paper machine used in the paper making process is not particularly limited, and examples thereof include continuous paper machines such as a long net type, a circular net type, and an inclined type, and a multi-layer paper making machine combining these. In the papermaking process, a known papermaking method such as hand-making may be adopted.

抄紙工程は、分散液をワイヤーにより濾過、脱水して湿紙状態のシートを得た後、このシートをプレス、乾燥することにより行われる。分散液を濾過、脱水する際に用いられる濾布としては、とくに限定されないが、たとえば微細繊維状セルロースは通過せず、かつ濾過速度が遅くなりすぎないものであることがより好ましい。このような濾布としては、とくに限定されないが、たとえば有機ポリマーからなるシート、織物、多孔膜が好ましい。有機ポリマーとしてはとくに限定されないが、たとえばポリエチレンテレフタレートやポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のような非セルロース系の有機ポリマーが好ましい。本実施形態においては、たとえば孔径0.1μm以上20μm以下であるポリテトラフルオロエチレンの多孔膜や、孔径0.1μm以上20μm以下であるポリエチレンテレフタレートやポリエチレンの織物等が挙げられる。 The papermaking process is performed by filtering and dehydrating the dispersion with a wire to obtain a wet paper sheet, and then pressing and drying the sheet. The filter cloth used for filtering and dehydrating the dispersion is not particularly limited, but it is more preferable that, for example, fine fibrous cellulose does not pass through and the filtration rate does not become too slow. Such a filter cloth is not particularly limited, but for example, a sheet made of an organic polymer, a woven fabric, or a porous membrane is preferable. The organic polymer is not particularly limited, but non-cellulosic organic polymers such as polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, and polytetrafluoroethylene (PTFE) are preferable. In the present embodiment, for example, a porous membrane of polytetrafluoroethylene having a pore size of 0.1 μm or more and 20 μm or less, polyethylene terephthalate having a pore size of 0.1 μm or more and 20 μm or less, a polyethylene woven fabric, or the like can be mentioned.

シート化工程において、分散液からシートを製造する方法は、たとえば繊維状セルロースを含む分散液を無端ベルトの上面に吐出し、吐出された分散液から分散媒を搾水してウェブを生成する搾水セクションと、ウェブを乾燥させてシートを生成する乾燥セクションとを備える製造装置を用いて行うことができる。搾水セクションから乾燥セクションにかけて無端ベルトが配設され、搾水セクションで生成されたウェブが無端ベルトに載置されたまま乾燥セクションに搬送される。 In the sheeting step, a method of producing a sheet from a dispersion is, for example, to discharge a dispersion containing fibrous cellulose onto the upper surface of an endless belt and squeeze a dispersion medium from the discharged dispersion to form a web. This can be done using a manufacturing apparatus that includes a water section and a drying section that dries the web to produce a sheet. An endless belt is arranged from the watering section to the drying section, and the web generated in the watering section is conveyed to the drying section while being placed on the endless belt.

微細繊維状セルロース含有分散液からシートを製造する方法としては、特に限定されないが、例えばWO2011/013567に記載の製造装置を用いる方法等が挙げられる。この製造装置は、微細繊維状セルロースを含む分散液を無端ベルトの上面に吐出し、吐出された分散液から分散媒を搾水してウェブを生成する搾水セクションと、ウェブを乾燥させてシートを生成する乾燥セクションとを備えている。搾水セクションから乾燥セクションにかけて無端ベルトが配設され、搾水セクションで生成されたウェブが無端ベルトに載置されたまま乾燥セクションに搬送される。 The method for producing a sheet from the fine fibrous cellulose-containing dispersion is not particularly limited, and examples thereof include a method using the production apparatus described in WO2011 / 013567. This manufacturing device discharges a dispersion liquid containing fine fibrous cellulose onto the upper surface of an endless belt, and squeezes a dispersion medium from the discharged dispersion liquid to generate a web, and a water-squeezing section that dries the web to form a sheet. It has a dry section to produce. An endless belt is arranged from the watering section to the drying section, and the web generated in the watering section is conveyed to the drying section while being placed on the endless belt.

本発明において使用できる脱水方法としては特に限定されないが、紙の製造で通常に使用している脱水方法が挙げられ、長網、円網、傾斜ワイヤーなどで脱水した後、ロールプレスで脱水する方法が好ましい。また、乾燥方法としては特に限定されないが、紙の製造で用いられている方法が挙げられ、例えば、シリンダードライヤー、ヤンキードライヤー、熱風乾燥、近赤外線ヒーター、赤外線ヒーターなどの方法が好ましい。乾燥工程では、乾燥と並行して加圧してもよい。 The dehydration method that can be used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a dehydration method that is usually used in the production of paper. A method of dehydrating with a long net, a circular net, an inclined wire, or the like, and then dehydrating with a roll press. Is preferable. The drying method is not particularly limited, and examples thereof include methods used in the production of paper. For example, a cylinder dryer, a yankee dryer, hot air drying, a near infrared heater, an infrared heater and the like are preferable. In the drying step, pressurization may be performed in parallel with drying.

−塗工工程−
塗工工程では、たとえば微細繊維状セルロースを含む分散液を基材上に塗工し、これを乾燥して形成されたシートを基材から剥離することによりシートを得ることができる。また、塗工装置と長尺の基材を用いることで、シートを連続的に生産することができる。
-Coating process-
In the coating step, for example, a dispersion liquid containing fine fibrous cellulose is applied onto a base material, and the sheet formed by drying the dispersion is peeled off from the base material to obtain a sheet. Further, by using a coating device and a long base material, sheets can be continuously produced.

塗工工程で用いる基材の材質は、とくに限定されないが、分散液に対する濡れ性が高いものの方が乾燥時のシートの収縮等を抑制することができて良いが、乾燥後に形成されたシートが容易に剥離できるものを選択することが好ましい。中でも樹脂製のフィルムや板または金属製のフィルムや板が好ましいが、とくに限定されない。たとえばアクリル、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニリデン等の樹脂のフィルムや板、アルミ、亜鉛、銅、鉄板の金属のフィルムや板、および、それらの表面を酸化処理したもの、ステンレスのフィルムや板、真ちゅうのフィルムや板等を用いることができる。 The material of the base material used in the coating process is not particularly limited, but a material having high wettability to the dispersion may be able to suppress shrinkage of the sheet during drying, but the sheet formed after drying may be used. It is preferable to select one that can be easily peeled off. Of these, a resin film or plate or a metal film or plate is preferable, but is not particularly limited. For example, resin films and plates such as acrylic, polyethylene terephthalate, vinyl chloride, polystyrene, polypropylene, polycarbonate, and polyvinylidene chloride, metal films and plates of aluminum, zinc, copper, and iron plates, and their surfaces are oxidized. , Stainless film or plate, brass film or plate, etc. can be used.

塗工工程において、分散液の粘度が低く、基材上で展開してしまう場合には、所定の厚みおよび坪量のシートを得るため、基材上に堰止用の枠を固定して使用してもよい。堰止用の枠としては、とくに限定されないが、たとえば乾燥後に付着するシートの端部が容易に剥離できるものを選択することが好ましい。このような観点から、樹脂板または金属板を成形したものがより好ましい。本実施形態においては、たとえばアクリル板、ポリエチレンテレフタレート板、塩化ビニル板、ポリスチレン板、ポリプロピレン板、ポリカーボネート板、ポリ塩化ビニリデン板等の樹脂板や、アルミ板、亜鉛板、銅板、鉄板等の金属板、およびこれらの表面を酸化処理したもの、ステンレス板、真ちゅう板等を成形したものを用いることができる。 In the coating process, if the viscosity of the dispersion is low and it develops on the base material, a dammed frame is fixed on the base material to obtain a sheet with a predetermined thickness and basis weight. You may. The frame for damming is not particularly limited, but it is preferable to select, for example, a frame in which the end portion of the sheet that adheres after drying can be easily peeled off. From this point of view, a resin plate or a metal plate molded is more preferable. In the present embodiment, for example, a resin plate such as an acrylic plate, a polyethylene terephthalate plate, a vinyl chloride plate, a polystyrene plate, a polypropylene plate, a polycarbonate plate, a polyvinylidene chloride plate, or a metal plate such as an aluminum plate, a zinc plate, a copper plate, or an iron plate. , And those whose surfaces are oxidized, stainless steel plates, brass plates and the like can be used.

分散液を基材に塗工する塗工機としては、とくに限定されないが、たとえばロールコーター、グラビアコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、エアドクターコーター等を使用することができる。シートの厚みをより均一にできることから、ダイコーター、カーテンコーター、スプレーコーターがとくに好ましい。 The coating machine that coats the dispersion liquid on the base material is not particularly limited, and for example, a roll coater, a gravure coater, a die coater, a curtain coater, a spray coater, an air doctor coater, or the like can be used. A die coater, a curtain coater, and a spray coater are particularly preferable because the thickness of the sheet can be made more uniform.

分散液を基材へ塗工する際の分散液温度および雰囲気温度は、とくに限定されないが、たとえば5℃以上80℃以下であることが好ましく、10℃以上60℃以下であることがより好ましく、15℃以上50℃以下であることがさらに好ましく、20℃以上40℃以下であることがとくに好ましい。塗工温度が上記下限値以上であれば、分散液をより容易に塗工できる。塗工温度が上記上限値以下であれば、塗工中の分散媒の揮発を抑制できる。 The temperature of the dispersion and the temperature of the atmosphere when the dispersion is applied to the substrate are not particularly limited, but are preferably, for example, 5 ° C or higher and 80 ° C or lower, and more preferably 10 ° C or higher and 60 ° C or lower. It is more preferably 15 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, and particularly preferably 20 ° C. or higher and 40 ° C. or lower. When the coating temperature is equal to or higher than the above lower limit, the dispersion can be coated more easily. When the coating temperature is not more than the above upper limit value, volatilization of the dispersion medium during coating can be suppressed.

塗工工程は、上述のとおり、基材上に塗工した分散液を乾燥させる工程を含む。分散液を乾燥させる工程は、とくに限定されないが、たとえば非接触の乾燥方法、もしくはシートを拘束しながら乾燥する方法、またはこれらの組み合わせにより行われる。 As described above, the coating step includes a step of drying the dispersion liquid coated on the substrate. The step of drying the dispersion is not particularly limited, but is performed by, for example, a non-contact drying method, a method of drying while restraining the sheet, or a combination thereof.

非接触の乾燥方法としては、とくに限定されないが、たとえば熱風、赤外線、遠赤外線もしくは近赤外線により加熱して乾燥する方法(加熱乾燥法)、または真空にして乾燥する方法(真空乾燥法)を適用することができる。加熱乾燥法と真空乾燥法を組み合わせてもよいが、通常は、加熱乾燥法が適用される。赤外線、遠赤外線または近赤外線による乾燥は、とくに限定されないが、たとえば赤外線装置、遠赤外線装置または近赤外線装置を用いて行うことができる。 The non-contact drying method is not particularly limited, and for example, a method of heating and drying with hot air, infrared rays, far infrared rays or near infrared rays (heat drying method) or a method of vacuum drying (vacuum drying method) is applied. can do. Although the heat drying method and the vacuum drying method may be combined, the heat drying method is usually applied. Drying with infrared rays, far infrared rays or near infrared rays is not particularly limited, but can be performed by using, for example, an infrared device, a far infrared device or a near infrared device.

<調湿工程>
本発明のシートの製造工程において、上述したようなシート化工程では、調湿工程が設けられる。調湿工程は、シート化工程中においてシートの水分量を、繊維状セルロース100質量部に対して10質量部以上1000質量部以下に調湿する工程である。調湿工程におけるシートの水分量は、繊維状セルロース100質量部に対して、10質量部以上であればよく、15質量部以上であることが好ましく、20質量部以上であることがより好ましい。また、調湿工程におけるシートの水分量は、繊維状セルロース100質量部に対して、1000質量部以下であればよく、800質量部以下であることが好ましく、500質量部以下であることがより好ましく、100質量部以下であることがさらに好ましい。調湿工程におけるシートの水分量を上記範囲内とすることにより、得られるシートの外観を良好なものとすることができる。具体的には、透明性が高く、かつ凹凸の少ないシートが得られる。
<Humidity control process>
In the sheet manufacturing process of the present invention, a humidity control step is provided in the sheet forming process as described above. The humidity control step is a step of adjusting the moisture content of the sheet to 10 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of fibrous cellulose during the sheet forming step. The water content of the sheet in the humidity control step may be 10 parts by mass or more, preferably 15 parts by mass or more, and more preferably 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of fibrous cellulose. The water content of the sheet in the humidity control step may be 1000 parts by mass or less, preferably 800 parts by mass or less, and more preferably 500 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of fibrous cellulose. It is preferably 100 parts by mass or less, and more preferably 100 parts by mass or less. By setting the water content of the sheet in the humidity control step within the above range, the appearance of the obtained sheet can be improved. Specifically, a sheet having high transparency and less unevenness can be obtained.

調湿工程におけるシートの水分含有率は、シートの全質量に対して、3質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、8質量%以上であることがさらに好ましく、10質量%以上であることが特に好ましい。また、調湿工程におけるシートの水分含有率は、シートの全質量に対して、80質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることがさらに好ましく、30質量%以下であることが一層好ましく、20質量%以下であることが特に好ましい。調湿工程におけるシートの水分含有率を上記範囲内とすることにより、得られるシートの外観を良好なものとすることができる。具体的には、透明性が高く、かつ凹凸の少ないシートが得られる。 The water content of the sheet in the humidity control step is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and further preferably 8% by mass or more, based on the total mass of the sheet. It is particularly preferably 10% by mass or more. The water content of the sheet in the humidity control step is preferably 80% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and more preferably 50% by mass or less, based on the total mass of the sheet. More preferably, it is more preferably 30% by mass or less, and particularly preferably 20% by mass or less. By setting the water content of the sheet in the humidity control step within the above range, the appearance of the obtained sheet can be improved. Specifically, a sheet having high transparency and less unevenness can be obtained.

調湿工程は、乾燥工程もしくは水分付与工程であることが好ましい。中でも、調湿工程は、シートを乾燥させた後に、さらに水分を付与する水分付与工程であることが好ましい。 The humidity control step is preferably a drying step or a watering step. Above all, the humidity control step is preferably a moisture addition step of further adding moisture after the sheet is dried.

調湿工程が乾燥工程である場合、乾燥工程では、シートの水分量が上記範囲内となるように乾燥条件を設定する。具体的には、シートが乾燥しすぎないように、乾燥条件をコントロールする。このような乾燥工程における乾燥温度は、60℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがより好ましい。乾燥工程における乾燥温度は、200℃以下であることが好ましく、180℃以下であることがより好ましい。また、乾燥工程における乾燥時間は乾燥温度によって適宜選択されるが、1分以上であることが好ましく、2分以上であることがより好ましい。乾燥工程における乾燥時間は、180分以下であることが好ましく、120分以下であることがより好ましい。例えば、乾燥温度が140℃である場合、乾燥時間は、2分以上100分以下であることが特に好ましい。また、乾燥温度が105℃である場合、乾燥時間は、3分以上120分以下であることが特に好ましい。 When the humidity control step is a drying step, in the drying step, the drying conditions are set so that the water content of the sheet is within the above range. Specifically, the drying conditions are controlled so that the sheet does not become too dry. The drying temperature in such a drying step is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher. The drying temperature in the drying step is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or lower. The drying time in the drying step is appropriately selected depending on the drying temperature, but is preferably 1 minute or longer, and more preferably 2 minutes or longer. The drying time in the drying step is preferably 180 minutes or less, more preferably 120 minutes or less. For example, when the drying temperature is 140 ° C., the drying time is particularly preferably 2 minutes or more and 100 minutes or less. When the drying temperature is 105 ° C., the drying time is particularly preferably 3 minutes or more and 120 minutes or less.

調湿工程が水分付与工程である場合、水分付与工程は、シートを乾燥させた後に、さらに水分を付与する水分付与工程であることが好ましい。すなわち、水分付与工程は、乾燥工程の後に設けられることが好ましい。水分付与工程は、微細繊維状セルロース含有分散液をシート状とし、該シート状物を一旦乾燥させて、過乾燥状態とした後に、設けられることになる。このように、シート状物を一旦乾燥させた後に、再度シート状物に水分を付与して最終形態のシートとなる。水分付与工程では、過乾燥状態のシートに水分を付与することで、シートの水分量を繊維状セルロース100質量部に対して10質量部以上1000質量部以下とする。この際のシートの水分量は、15質量部以上であることが好ましく、20質量部以上であることがより好ましい。また、シートの水分量は、繊維状セルロース100質量部に対して、800質量部以下であることが好ましく、500質量部以下であることがより好ましく、100質量部以下であることがさらに好ましい。 When the humidity control step is a moisture addition step, the moisture addition step is preferably a moisture addition step in which the sheet is dried and then further moisture is added. That is, the water addition step is preferably provided after the drying step. The water addition step is provided after the fine fibrous cellulose-containing dispersion is formed into a sheet, and the sheet is once dried to be in an overdried state. In this way, after the sheet-like material is once dried, moisture is added to the sheet-like material again to obtain the final form of the sheet. In the water addition step, by adding water to the overdried sheet, the water content of the sheet is set to 10 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of fibrous cellulose. The water content of the sheet at this time is preferably 15 parts by mass or more, and more preferably 20 parts by mass or more. The water content of the sheet is preferably 800 parts by mass or less, more preferably 500 parts by mass or less, and further preferably 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of fibrous cellulose.

水分付与工程は、水分を塗工もしくは噴霧する工程であることが好ましい。水分を塗工する工程では、たとえばロールコーター、グラビアコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、エアドクターコーター等を使用して、水分を過乾燥状態のシートに付与することが好ましい。水分を噴霧する工程では、ミスト噴霧、加熱蒸気噴霧等の方法を採用して、水分を過乾燥状態のシートに付与することが好ましい。 The water addition step is preferably a step of coating or spraying water. In the step of applying the moisture, it is preferable to apply the moisture to the overdried sheet by using, for example, a roll coater, a gravure coater, a die coater, a curtain coater, a spray coater, an air doctor coater or the like. In the step of spraying the water, it is preferable to adopt a method such as mist spraying or heated steam spray to apply the water to the overdried sheet.

水分付与工程における水分付与量は、水分付与工程前のシートの乾燥状態によって変動するが、例えば、0.1g/m2以上であることが好ましく、0.5g/m2以上であることがより好ましく、1.0g/m2以上であることがさらに好ましい。また、水分付与工程における水分付与量は、100g/m2以下であることが好ましく、50g/m2以下であることが好ましく、30g/m2以下であることが好ましい。上記のような範囲から水分付与量を選択することで、調湿工程におけるシートの水分量を所望の範囲内とすることが容易となる。 The amount of water added in the water addition step varies depending on the dry state of the sheet before the water addition step, but is preferably 0.1 g / m 2 or more, more preferably 0.5 g / m 2 or more, for example. It is preferably 1.0 g / m 2 or more, and more preferably 1.0 g / m 2 or more. The amount of water added in the water addition step is preferably 100 g / m 2 or less, preferably 50 g / m 2 or less, and preferably 30 g / m 2 or less. By selecting the water content from the above range, it becomes easy to keep the water content of the sheet in the desired range in the humidity control step.

調湿工程の前には、シートの水分量を測定する工程が設けられてもよい。そして、シート製造工程においては、水分量の測定結果を調湿工程に伝達するシステムが備えられていることが好ましい。このように、調湿工程の前のシートの水分量から、調湿工程でコントロールが必要な水分量を計算することで、より精密な水分量のコントロールが可能となる。なお、水分計としては、例えば、赤外線水分量計、放射線水分量計、電波式水分量計等が挙げられる。 Before the humidity control step, a step of measuring the water content of the sheet may be provided. Then, in the sheet manufacturing process, it is preferable that a system for transmitting the measurement result of the water content to the humidity control process is provided. In this way, more precise control of the water content is possible by calculating the water content that needs to be controlled in the humidity control process from the water content of the sheet before the humidity control process. Examples of the moisture meter include an infrared moisture meter, a radiation moisture meter, a radio wave moisture meter, and the like.

<他の工程>
本発明のシートの製造方法は、シート化工程の前後に他の工程を含んでもよい。ここで、他の工程としては、例えば、ろ過工程、脱泡工程等を挙げることができる。ろ過工程は、シート化工程の前に設けられることが好ましく、ろ過工程としては、例えば、スクリーン、クリーナー及びフィルターから選択される少なくとも1種を用いてろ過する工程等が挙げられる。また、脱泡工程もシート化工程の前に設けられることが好ましく、脱泡工程では、例えば、真空脱泡装置、遠心脱泡装置、減圧脱泡装置、自転公転脱泡装置等を用いることができる。そして、このような脱泡工程の後には、通常、分散液を移送する工程が設けられるが、その移送工程においてもさらなる脱泡が促進されるように、配管角度や配管経路等を調整してもよい。
<Other processes>
The sheet manufacturing method of the present invention may include other steps before and after the sheet forming step. Here, examples of other steps include a filtration step, a defoaming step, and the like. The filtration step is preferably provided before the sheeting step, and examples of the filtration step include a step of filtering using at least one selected from a screen, a cleaner and a filter. Further, it is preferable that the defoaming step is also provided before the sheeting step, and in the defoaming step, for example, a vacuum defoaming device, a centrifugal defoaming device, a decompression defoaming device, a rotation / revolution defoaming device, or the like may be used. it can. Then, after such a defoaming step, a step of transferring the dispersion liquid is usually provided, but the piping angle, the piping path, etc. are adjusted so that further defoaming is promoted in the transfer step as well. May be good.

シート化工程の後工程には、シート巻取り工程を設けてもよい。シート巻取り工程では、調湿工程後のシートを巻取った後に、調湿条件が保持されるように、密閉されることが好ましい。 A sheet winding step may be provided as a subsequent step of the sheet forming step. In the sheet winding step, after winding the sheet after the humidity control step, it is preferable that the sheet is sealed so that the humidity control conditions are maintained.

(微細繊維状セルロース含有分散液)
本発明のシートの製造方法では、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む分散液(微細繊維状セルロース含有分散液)からシートを形成する。微細繊維状セルロース含有分散液に含まれる繊維状セルロースの繊維幅は1000nm以下であればよく、100nm以下であることが好ましく、8nm以下であることがより好ましい。これにより、微細繊維状セルロース含有シートを製造した際には、シートの透明性が高まり、加えてシートの強度も高められる。
(Fine fibrous cellulose-containing dispersion)
In the method for producing a sheet of the present invention, a sheet is formed from a dispersion liquid (fine fibrous cellulose-containing dispersion liquid) containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less. The fiber width of the fibrous cellulose contained in the fine fibrous cellulose-containing dispersion may be 1000 nm or less, preferably 100 nm or less, and more preferably 8 nm or less. As a result, when a fine fibrous cellulose-containing sheet is produced, the transparency of the sheet is increased, and in addition, the strength of the sheet is also increased.

繊維状セルロースの繊維幅は、たとえば電子顕微鏡観察などにより測定することが可能である。繊維状セルロースの平均繊維幅は、たとえば1000nm以下である。繊維状セルロースの平均繊維幅は、たとえば2nm以上1000nm以下であることが好ましく、2nm以上100nm以下であることがより好ましく、2nm以上50nm以下であることがさらに好ましく、2nm以上10nm以下であることが特に好ましい。繊維状セルロースの平均繊維幅を2nm以上とすることにより、セルロース分子として水に溶解することを抑制し、繊維状セルロースによる強度や剛性、寸法安定性の向上という効果をより発現しやすくすることができる。なお、繊維状セルロースは、たとえば単繊維状のセルロースである。なお、繊維状セルロースの平均繊維幅は上記範囲内であることが好ましいが、微細繊維状セルロース含有分散液には、繊維幅が1000nmを超える粗大繊維が含まれていてもよい。 The fiber width of the fibrous cellulose can be measured, for example, by observation with an electron microscope. The average fiber width of the fibrous cellulose is, for example, 1000 nm or less. The average fiber width of the fibrous cellulose is, for example, 2 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 2 nm or more and 100 nm or less, further preferably 2 nm or more and 50 nm or less, and 2 nm or more and 10 nm or less. Especially preferable. By setting the average fiber width of the fibrous cellulose to 2 nm or more, it is possible to suppress the dissolution of the fibrous cellulose as a cellulose molecule in water, and to make it easier to exhibit the effects of the fibrous cellulose on improving strength, rigidity and dimensional stability. it can. The fibrous cellulose is, for example, monofibrous cellulose. The average fiber width of the fibrous cellulose is preferably within the above range, but the fine fibrous cellulose-containing dispersion may contain coarse fibers having a fiber width of more than 1000 nm.

繊維状セルロースの平均繊維幅は、たとえば電子顕微鏡を用いて以下のようにして測定される。まず、濃度0.05質量%以上0.1質量%以下の繊維状セルロースの水系懸濁液を調製し、この懸濁液を親水化処理したカーボン膜被覆グリッド上にキャストしてTEM観察用試料とする。幅の広い繊維を含む場合には、ガラス上にキャストした表面のSEM像を観察してもよい。次いで、観察対象となる繊維の幅に応じて1000倍、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。但し、試料、観察条件や倍率は下記の条件を満たすように調整する。
(1)観察画像内の任意箇所に一本の直線Xを引き、該直線Xに対し、20本以上の繊維が交差する。
(2)同じ画像内で該直線と垂直に交差する直線Yを引き、該直線Yに対し、20本以上の繊維が交差する。
上記条件を満足する観察画像に対し、直線X、直線Yと交差する繊維の幅を目視で読み取る。このようにして、少なくとも互いに重なっていない表面部分の観察画像を3組以上得る。次いで、各画像に対して、直線X、直線Yと交差する繊維の幅を読み取る。これにより、少なくとも20本×2×3=120本の繊維幅を読み取る。そして、読み取った繊維幅の平均値を、繊維状セルロースの平均繊維幅とする。
The average fiber width of fibrous cellulose is measured, for example, using an electron microscope as follows. First, an aqueous suspension of fibrous cellulose having a concentration of 0.05% by mass or more and 0.1% by mass or less is prepared, and this suspension is cast on a hydrophilized carbon film-coated grid to prepare a sample for TEM observation. And. If it contains wide fibers, an SEM image of the surface cast on the glass may be observed. Next, observation is performed using an electron microscope image at a magnification of 1000 times, 5000 times, 10000 times, or 50,000 times depending on the width of the fiber to be observed. However, the sample, observation conditions and magnification should be adjusted so as to satisfy the following conditions.
(1) A straight line X is drawn at an arbitrary position in the observation image, and 20 or more fibers intersect the straight line X.
(2) A straight line Y that intersects the straight line perpendicularly is drawn in the same image, and 20 or more fibers intersect the straight line Y.
The width of the fiber intersecting the straight line X and the straight line Y is visually read with respect to the observation image satisfying the above conditions. In this way, at least three sets of observation images of surface portions that do not overlap each other are obtained. Next, for each image, the width of the fiber intersecting the straight line X and the straight line Y is read. As a result, at least 20 fibers × 2 × 3 = 120 fibers are read. Then, the average value of the read fiber widths is taken as the average fiber width of the fibrous cellulose.

繊維状セルロースの繊維長は、特に限定されないが、たとえば0.1μm以上1000μm以下であることが好ましく、0.1μm以上800μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上600μm以下であることがさらに好ましい。繊維長を上記範囲内とすることにより、繊維状セルロースの結晶領域の破壊を抑制できる。また、繊維状セルロースのスラリー粘度を適切な範囲とすることも可能となる。なお、繊維状セルロースの繊維長は、たとえばTEM、SEM、AFMによる画像解析より求めることができる。 The fiber length of the fibrous cellulose is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more and 1000 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 800 μm or less, and further preferably 0.1 μm or more and 600 μm or less. preferable. By setting the fiber length within the above range, destruction of the crystal region of the fibrous cellulose can be suppressed. It is also possible to set the slurry viscosity of the fibrous cellulose in an appropriate range. The fiber length of the fibrous cellulose can be obtained by, for example, image analysis by TEM, SEM, or AFM.

繊維状セルロースはI型結晶構造を有していることが好ましい。ここで、繊維状セルロースがI型結晶構造を有することは、グラファイトで単色化したCuKα(λ=1.5418Å)を用いた広角X線回折写真より得られる回折プロファイルにおいて同定できる。具体的には、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所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。微細繊維状セルロースに占めるI型結晶構造の割合は、たとえば30%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましく、50%以上であることがさらに好ましい。これにより、耐熱性と低線熱膨張率発現の点でさらに優れた性能が期待できる。結晶化度については、X線回折プロファイルを測定し、そのパターンから常法により求められる(Seagalら、Textile Research Journal、29巻、786ページ、1959年)。 The fibrous cellulose preferably has an I-type crystal structure. Here, the fact that the fibrous cellulose has an I-type crystal structure can be identified in the diffraction profile obtained from a wide-angle X-ray diffraction photograph using CuKα (λ = 1.5418 Å) monochromatic with graphite. Specifically, it can be identified by having typical peaks at two positions, 2θ = 14 ° or more and 17 ° or less and 2θ = 22 ° or more and 23 ° or less. The ratio of the type I crystal structure to the fine fibrous cellulose is, for example, preferably 30% or more, more preferably 40% or more, and further preferably 50% or more. As a result, even better performance can be expected in terms of heat resistance and low coefficient of linear thermal expansion. The crystallinity is determined by a conventional method from the X-ray diffraction profile measured and the pattern (Seagal et al., Textile Research Journal, Vol. 29, p. 786, 1959).

繊維状セルロースの軸比(繊維長/繊維幅)は、特に限定されないが、たとえば20以上10000以下であることが好ましく、50以上1000以下であることがより好ましい。軸比を上記下限値以上とすることにより、微細繊維状セルロースを含有するシートを形成しやすい。また、溶媒分散体を作製した際に十分な増粘性が得られやすい。軸比を上記上限値以下とすることにより、たとえば繊維状セルロースを水分散液として扱う際に、希釈等のハンドリングがしやすくなる点で好ましい。 The axial ratio (fiber length / fiber width) of the fibrous cellulose is not particularly limited, but is preferably 20 or more and 10000 or less, and more preferably 50 or more and 1000 or less. By setting the axial ratio to the above lower limit value or more, it is easy to form a sheet containing fine fibrous cellulose. In addition, sufficient viscosity can be easily obtained when the solvent dispersion is produced. By setting the axial ratio to the above upper limit value or less, for example, when fibrous cellulose is treated as an aqueous dispersion, it is preferable in that handling such as dilution becomes easy.

本実施形態における繊維状セルロースは、たとえば結晶領域と非結晶領域をともに有している。特に、結晶領域と非結晶領域をともに有し、かつ軸比が高い微細繊維状セルロースは、後述する微細繊維状セルロースの製造方法により実現されるものである。 The fibrous cellulose in the present embodiment has, for example, both a crystalline region and a non-crystalline region. In particular, fine fibrous cellulose having both a crystalline region and a non-crystalline region and having a high axial ratio is realized by a method for producing fine fibrous cellulose described later.

繊維状セルロースは、イオン性置換基および非イオン性置換基のうちの少なくとも一種を有していてもよい。分散媒中における繊維状セルロースの分散性を向上させ、解繊処理における解繊効率を高める観点からは、繊維状セルロースがイオン性置換基を有することがより好ましい。イオン性置換基としては、たとえばアニオン性基およびカチオン性基のいずれか一方または双方を含むことができる。また、非イオン性置換基としては、たとえばアルキル基およびアシル基などを含むことができる。本実施形態においては、イオン性置換基としてアニオン性基を有することが特に好ましい。なお、繊維状セルロースには、イオン性置換基を導入する処理が行われていなくてもよい。 The fibrous cellulose may have at least one of an ionic substituent and a nonionic substituent. From the viewpoint of improving the dispersibility of the fibrous cellulose in the dispersion medium and increasing the defibration efficiency in the defibration treatment, it is more preferable that the fibrous cellulose has an ionic substituent. The ionic substituent can include, for example, either one or both of an anionic group and a cationic group. Further, as the nonionic substituent, for example, an alkyl group and an acyl group can be included. In the present embodiment, it is particularly preferable to have an anionic group as the ionic substituent. The fibrous cellulose may not be subjected to a treatment for introducing an ionic substituent.

イオン性置換基としてのアニオン性基としては、たとえばリンオキソ酸基又はリンオキソ酸基に由来する置換基(単にリンオキソ酸基ということもある)、カルボキシ基またはカルボキシ基に由来する置換基(単にカルボキシ基ということもある)、およびスルホン基またはスルホン基に由来する置換基(単にスルホン基ということもある)から選択される少なくとも1種であることが好ましい。中でも、アニオン性基は、リンオキソ酸基およびカルボキシ基から選択される少なくとも1種であることがより好ましく、リンオキソ酸基であることが特に好ましい。アニオン性基としてリン酸基や亜リン酸基といったリンオキソ酸基を導入することにより、例えば、アルカリ性条件下や酸性条件下においても、繊維状セルロースの分散性をより高めることができ、微細繊維状セルロース含有スラリーからシートを形成する場合には、微細繊維状セルロース含有シートの強度を高めることができる。また、リン酸基や亜リン酸基といったリンオキソ酸基を導入することにより、得られるシートの透明性をより効果的に高めることもできる。 Examples of the anionic group as an ionic substituent include a phosphoric acid group or a substituent derived from a phosphoric acid group (sometimes simply referred to as a phosphoric acid group), a carboxy group or a substituent derived from a carboxy group (simply a carboxy group). It is preferably at least one selected from a sulfone group or a substituent derived from a sulfone group (sometimes simply referred to as a sulfone group). Among them, the anionic group is more preferably at least one selected from a phosphorus oxo acid group and a carboxy group, and particularly preferably a phosphorus oxo acid group. By introducing a phosphorous acid group such as a phosphoric acid group or a phosphorous acid group as an anionic group, the dispersibility of fibrous cellulose can be further enhanced even under alkaline or acidic conditions, for example, and the fibrous cellulose is in the form of fine fibers. When the sheet is formed from the cellulose-containing slurry, the strength of the fine fibrous cellulose-containing sheet can be increased. Further, by introducing a phosphorus oxo acid group such as a phosphoric acid group or a phosphorous acid group, the transparency of the obtained sheet can be more effectively enhanced.

リンオキソ酸基又はリンオキソ酸基に由来する置換基は、たとえば下記式(1)で表される置換基である。リンオキソ酸基は、たとえばリン酸からヒドロキシ基を取り除いたものにあたる、2価の官能基である。具体的には−PO32で表される基である。リンオキソ酸基に由来する置換基には、リンオキソ酸基の塩、リンオキソ酸エステル基などの置換基が含まれる。なお、リンオキソ酸基に由来する置換基は、リン酸基が縮合した基(たとえばピロリン酸基)として繊維状セルロースに含まれていてもよい。また、リンオキソ酸基は、たとえば、亜リン酸基(ホスホン酸基)であってもよく、リンオキソ酸基に由来する置換基は、亜リン酸基の塩などであってもよい。 The phosphate group or the substituent derived from the phosphorus oxo acid group is, for example, a substituent represented by the following formula (1). The phosphorus oxo acid group is, for example, a divalent functional group obtained by removing a hydroxy group from phosphoric acid. Specifically, it is a group represented by −PO 3 H 2 . Substituents derived from a phosphorus oxo acid group include substituents such as a salt of a phosphorus oxo acid group and a phosphorus oxo acid ester group. The substituent derived from the phosphoric acid group may be contained in the fibrous cellulose as a group in which the phosphoric acid group is condensed (for example, a pyrophosphate group). Further, the phosphorous acid group may be, for example, a phosphorous acid group (phosphonic acid group), and the substituent derived from the phosphorous acid group may be a salt of the phosphorous acid group or the like.

式(1)中、a、bおよびnは自然数であり、mは任意の数である(ただし、a=b×mである)。α1,α2,・・・,αnおよびα’のうちa個がO-であり、残りはR,ORのいずれかである。なお、各αnおよびα’の全てがO-であっても構わない。Rは、各々、水素原子、飽和−直鎖状炭化水素基、飽和−分岐鎖状炭化水素基、飽和−環状炭化水素基、不飽和−直鎖状炭化水素基、不飽和−分岐鎖状炭化水素基、不飽和−環状炭化水素基、芳香族基、またはこれらの誘導基である。また、式(1)においては、nは1であることが好ましい。 In the formula (1), a, b and n are natural numbers, and m is an arbitrary number (where a = b × m). α 1, α 2, ···, a number of alpha n and alpha 'is O - a and the remainder is either R, the OR. It is also possible that all of each α n and α'are O . R is a hydrogen atom, a saturated-linear hydrocarbon group, a saturated-branched chain hydrocarbon group, a saturated-cyclic hydrocarbon group, an unsaturated-linear hydrocarbon group, and an unsaturated-branched chain hydrocarbon, respectively. A hydrogen group, an unsaturated-cyclic hydrocarbon group, an aromatic group, or an inducing group thereof. Further, in the formula (1), n is preferably 1.

飽和−直鎖状炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、又はn−ブチル基等が挙げられるが、特に限定されない。飽和−分岐鎖状炭化水素基としては、i−プロピル基、又はt−ブチル基等が挙げられるが、特に限定されない。飽和−環状炭化水素基としては、シクロペンチル基、又はシクロヘキシル基等が挙げられるが、特に限定されない。不飽和−直鎖状炭化水素基としては、ビニル基、又はアリル基等が挙げられるが、特に限定されない。不飽和−分岐鎖状炭化水素基としては、i−プロペニル基、又は3−ブテニル基等が挙げられるが、特に限定されない。不飽和−環状炭化水素基としては、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられるが、特に限定されない。芳香族基としては、フェニル基、又はナフチル基等が挙げられるが、特に限定されない。 Examples of the saturated-linear hydrocarbon group include, but are not limited to, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group and the like. Examples of the saturated-branched chain hydrocarbon group include an i-propyl group and a t-butyl group, but are not particularly limited. Examples of the saturated-cyclic hydrocarbon group include, but are not limited to, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group and the like. Examples of the unsaturated-linear hydrocarbon group include a vinyl group, an allyl group and the like, but are not particularly limited. Examples of the unsaturated-branched chain hydrocarbon group include an i-propenyl group and a 3-butenyl group, but are not particularly limited. Examples of the unsaturated-cyclic hydrocarbon group include, but are not limited to, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group and the like. Examples of the aromatic group include a phenyl group and a naphthyl group, but are not particularly limited.

また、Rにおける誘導基としては、上記各種炭化水素基の主鎖又は側鎖に対し、カルボキシ基、ヒドロキシ基、又はアミノ基などの官能基のうち、少なくとも1種類が付加又は置換した状態の官能基が挙げられるが、特に限定されない。また、Rの主鎖を構成する炭素原子数は特に限定されないが、20以下であることが好ましく、10以下であることがより好ましい。Rの主鎖を構成する炭素原子数を上記範囲とすることにより、リンオキソ酸基の分子量を適切な範囲とすることができ、繊維原料への浸透を容易にし、微細セルロース繊維の収率を高めることもできる。 Further, as the inducing group in R, a functional group in which at least one of functional groups such as a carboxy group, a hydroxy group, or an amino group is added or substituted with respect to the main chain or side chain of the above-mentioned various hydrocarbon groups. The group is mentioned, but is not particularly limited. The number of carbon atoms constituting the main chain of R is not particularly limited, but is preferably 20 or less, and more preferably 10 or less. By setting the number of carbon atoms constituting the main chain of R to the above range, the molecular weight of the phosphorus oxo acid group can be set to an appropriate range, the penetration into the fiber raw material is facilitated, and the yield of the fine cellulose fiber is increased. You can also do it.

βb+は有機物又は無機物からなる1価以上の陽イオンである。有機物からなる1価以上の陽イオンとしては、脂肪族アンモニウム、又は芳香族アンモニウムが挙げられ、無機物からなる1価以上の陽イオンとしては、ナトリウム、カリウム、若しくはリチウム等のアルカリ金属のイオンや、カルシウム、若しくはマグネシウム等の2価金属の陽イオン、又は水素イオン等が挙げられるが、特に限定されない。これらは1種又は2種類以上を組み合わせて適用することもできる。有機物又は無機物からなる1価以上の陽イオンとしては、βを含む繊維原料を加熱した際に黄変しにくく、また工業的に利用し易いナトリウム、又はカリウムのイオンが好ましいが、特に限定されない。なお、βb+は有機オニウムイオンであってもよい。 β b + is a monovalent or higher cation composed of an organic substance or an inorganic substance. Examples of monovalent or higher cations composed of organic substances include aliphatic ammonium or aromatic ammonium, and examples of monovalent or higher valent cations composed of inorganic substances include ions of alkali metals such as sodium, potassium, and lithium. Examples thereof include cations of divalent metals such as calcium and magnesium, hydrogen ions, and the like, but the present invention is not particularly limited. These may be applied alone or in combination of two or more. The monovalent or higher cation composed of an organic substance or an inorganic substance is preferably sodium or potassium ion which is hard to yellow when the fiber raw material containing β is heated and is easily industrially used, but is not particularly limited. Note that β b + may be an organic onium ion.

繊維状セルロースに対するイオン性置換基の導入量は、たとえば繊維状セルロース1g(質量)あたり0.10mmol/g以上であることが好ましく、0.20mmol/g以上であることがより好ましく、0.50mmol/g以上であることがさらに好ましく、1.00mmol/g以上であることがとくに好ましい。また、繊維状セルロースに対するイオン性置換基の導入量は、たとえば繊維状セルロース1g(質量)あたり5.20mmol/g以下であることが好ましく、3.65mmol/g以下であることがより好ましく、3.50mmol/g以下であることがさらに好ましく、3.00mmol/g以下であることが特に好ましい。イオン性置換基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維原料の微細化を容易とすることができ、繊維状セルロースの安定性を高めることが可能となる。また、イオン性置換基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維状セルロースの増粘剤などの種々用途において良好な特性を発揮することができる。ここで、単位mmol/gにおける分母は、イオン性置換基の対イオンが水素イオン(H+)であるときの繊維状セルロースの質量を示す。 The amount of the ionic substituent introduced into the fibrous cellulose is, for example, 0.10 mmol / g or more, more preferably 0.20 mmol / g or more, and 0.50 mmol / g per 1 g (mass) of the fibrous cellulose. It is more preferably / g or more, and particularly preferably 1.00 mmol / g or more. The amount of the ionic substituent introduced into the fibrous cellulose is preferably 5.20 mmol / g or less per 1 g (mass) of the fibrous cellulose, and more preferably 3.65 mmol / g or less. It is more preferably .50 mmol / g or less, and particularly preferably 3.00 mmol / g or less. By setting the amount of the ionic substituent introduced within the above range, it is possible to facilitate the miniaturization of the fiber raw material and enhance the stability of the fibrous cellulose. Further, by setting the amount of the ionic substituent introduced within the above range, good properties can be exhibited in various applications such as a thickener for fibrous cellulose. Here, the denominator in the unit mmol / g indicates the mass of fibrous cellulose when the counter ion of the ionic substituent is a hydrogen ion (H + ).

繊維状セルロースに対するイオン性置換基の導入量は、たとえば中和滴定法により測定することができる。中和滴定法による測定では、得られた繊維状セルロースを含有するスラリーに、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリを加えながらpHの変化を求めることにより、導入量を測定する。 The amount of the ionic substituent introduced into the fibrous cellulose can be measured by, for example, a neutralization titration method. In the measurement by the neutralization titration method, the introduction amount is measured by determining the change in pH while adding an alkali such as an aqueous sodium hydroxide solution to the obtained slurry containing fibrous cellulose.

図1は、リンオキソ酸基を有する繊維状セルロース含有スラリーに対するNaOH滴下量とpHの関係を示すグラフである。繊維状セルロースに対するリンオキソ酸基の導入量は、たとえば次のように測定される。
まず、繊維状セルロースを含有するスラリーを強酸性イオン交換樹脂で処理する。なお、必要に応じて、強酸性イオン交換樹脂による処理の前に、後述の解繊処理工程と同様の解繊処理を測定対象に対して実施してもよい。
次いで、水酸化ナトリウム水溶液を加えながらpHの変化を観察し、図1の上側部に示すような滴定曲線を得る。図1の上側部に示した滴定曲線では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットしており、図1の下側部に示した滴定曲線では、アルカリを加えた量に対するpHの増分(微分値)(1/mmol)をプロットしている。この中和滴定では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットした曲線において、増分(pHのアルカリ滴下量に対する微分値)が極大となる点が二つ確認される。これらのうち、アルカリを加えはじめて先に得られる増分の極大点を第1終点と呼び、次に得られる増分の極大点を第2終点と呼ぶ。滴定開始から第1終点までに必要としたアルカリ量が、滴定に使用したスラリー中に含まれる繊維状セルロースの第1解離酸量と等しくなり、第1終点から第2終点までに必要としたアルカリ量が滴定に使用したスラリー中に含まれる繊維状セルロースの第2解離酸量と等しくなり、滴定開始から第2終点までに必要としたアルカリ量が滴定に使用したスラリー中に含まれる繊維状セルロースの総解離酸量と等しくなる。そして、滴定開始から第1終点までに必要としたアルカリ量を滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して得られる値が、リンオキソ酸基導入量(mmol/g)となる。なお、単にリンオキソ酸基導入量(またはリンオキソ酸基量)と言った場合は、第1解離酸量のことを表す。
なお、図1において、滴定開始から第1終点までの領域を第1領域と呼び、第1終点から第2終点までの領域を第2領域と呼ぶ。例えば、リンオキソ酸基がリン酸基の場合であって、このリン酸基が縮合を起こす場合、見かけ上、リンオキソ酸基における弱酸性基量(本明細書では第2解離酸量ともいう)が低下し、第1領域に必要としたアルカリ量と比較して第2領域に必要としたアルカリ量が少なくなる。一方、リンオキソ酸基における強酸性基量(本明細書では第1解離酸量ともいう)は、縮合の有無に関わらずリン原子の量と一致する。また、リンオキソ酸基が亜リン酸基の場合は、リンオキソ酸基に弱酸性基が存在しなくなるため、第2領域に必要としたアルカリ量が少なくなるか、第2領域に必要としたアルカリ量はゼロとなる場合もある。この場合、滴定曲線において、pHの増分が極大となる点は一つとなる。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH added dropwise and the pH of a fibrous cellulose-containing slurry having a phosphoric acid group. The amount of the phosphorus oxo acid group introduced into the fibrous cellulose is measured, for example, as follows.
First, the slurry containing fibrous cellulose is treated with a strongly acidic ion exchange resin. If necessary, the same defibration treatment as the defibration treatment step described later may be performed on the measurement target before the treatment with the strongly acidic ion exchange resin.
Next, the change in pH is observed while adding an aqueous sodium hydroxide solution, and a titration curve as shown in the upper part of FIG. 1 is obtained. The titration curve shown in the upper part of FIG. 1 plots the measured pH with respect to the amount of alkali added, and the titration curve shown in the lower part of FIG. 1 plots the pH with respect to the amount of alkali added. The increment (differential value) (1 / mmol) is plotted. In this neutralization titration, two points are confirmed in which the increment (differential value of pH with respect to the amount of alkali dropped) becomes maximum in the curve plotting the measured pH with respect to the amount of alkali added. Of these, the maximum point of the increment obtained first when alkali is added is called the first end point, and the maximum point of the increment obtained next is called the second end point. The amount of alkali required from the start of titration to the first end point is equal to the amount of first dissociating acid of the fibrous cellulose contained in the slurry used for titration, and the amount of alkali required from the first end point to the second end point. The amount is equal to the amount of the second dissociating acid of the fibrous cellulose contained in the slurry used for the titration, and the amount of alkali required from the start to the second end point of the titration is the fibrous cellulose contained in the slurry used for the titration. Is equal to the total amount of dissociated acid. Then, the value obtained by dividing the amount of alkali required from the start of titration to the first end point by the solid content (g) in the slurry to be titrated is the amount of phosphorus oxo acid group introduced (mmol / g). The amount of phosphorus oxo acid group introduced (or the amount of phosphorus oxo acid group) simply means the amount of the first dissociated acid.
In FIG. 1, the region from the start of titration to the first end point is referred to as a first region, and the region from the first end point to the second end point is referred to as a second region. For example, when the phosphoric acid group is a phosphoric acid group and the phosphoric acid group causes condensation, the amount of weakly acidic groups in the phosphoric acid group (also referred to as the second dissociated acid amount in the present specification) is apparently It decreases, and the amount of alkali required for the second region is smaller than the amount of alkali required for the first region. On the other hand, the amount of strongly acidic groups in the phosphorus oxo acid group (also referred to as the first dissociated acid amount in the present specification) is the same as the amount of phosphorus atoms regardless of the presence or absence of condensation. Further, when the phosphorous acid group is a phosphorous acid group, the weakly acidic group does not exist in the phosphorous acid group, so that the amount of alkali required for the second region is reduced or the amount of alkali required for the second region is reduced. May be zero. In this case, the titration curve has one point where the pH increment is maximized.

なお、上述のリンオキソ酸基導入量(mmol/g)は、分母が酸型の繊維状セルロースの質量を示すことから、酸型の繊維状セルロースが有するリンオキソ酸基量(以降、リンオキソ酸基量(酸型)と呼ぶ)を示している。一方で、リンオキソ酸基の対イオンが電荷当量となるように任意の陽イオンCに置換されている場合は、分母を当該陽イオンCが対イオンであるときの繊維状セルロースの質量に変換することで、陽イオンCが対イオンである繊維状セルロースが有するリンオキソ酸基量(以降、リンオキソ酸基量(C型))を求めることができる。
すなわち、下記計算式によって算出する。
リンオキソ酸基量(C型)=リンオキソ酸基量(酸型)/{1+(W−1)×A/1000}
A[mmol/g]:繊維状セルロースが有するリンオキソ酸基由来の総アニオン量(リンオキソ酸基の総解離酸量)
W:陽イオンCの1価あたりの式量(たとえば、Naは23、Alは9)
Since the denominator of the above-mentioned phosphorus oxo acid group introduction amount (mmol / g) indicates the mass of the acid-type fibrous cellulose, the phosphorus oxo acid group amount of the acid-type fibrous cellulose (hereinafter referred to as the phosphorus oxo acid group amount). (Called (acid type))). On the other hand, when the counterion of the phosphorus oxo acid group is replaced with an arbitrary cation C so as to have a charge equivalent, the denominator is converted to the mass of fibrous cellulose when the cation C is a counterion. This makes it possible to determine the amount of phosphorus oxo acid groups (hereinafter, the amount of phosphorus oxo acid groups (C type)) possessed by the fibrous cellulose in which the cation C is a counter ion.
That is, it is calculated by the following formula.
Phosphoric acid group amount (C type) = Phosphoric acid group amount (acid type) / {1+ (W-1) x A / 1000}
A [mmol / g]: Total amount of anion derived from phosphoric acid group of fibrous cellulose (total amount of dissociated acid of phosphoric acid group)
W: Formula amount per valence of cation C (for example, Na is 23, Al is 9)

図2は、カルボキシ基を有する繊維状セルロースを含有するスラリーに対するNaOH滴下量とpHの関係を示すグラフである。繊維状セルロースに対するカルボキシ基の導入量は、たとえば次のように測定される。
まず、繊維状セルロースを含有するスラリーを強酸性イオン交換樹脂で処理する。なお、必要に応じて、強酸性イオン交換樹脂による処理の前に、後述の解繊処理工程と同様の解繊処理を測定対象に対して実施してもよい。
次いで、水酸化ナトリウム水溶液を加えながらpHの変化を観察し、図2の上側部に示すような滴定曲線を得る。図2の上側部に示した滴定曲線では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットしており、図2の下側部に示した滴定曲線では、アルカリを加えた量に対するpHの増分(微分値)(1/mmol)をプロットしている。この中和滴定では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットした曲線において、増分(pHのアルカリ滴下量に対する微分値)が極大となる点が一つ確認され、この極大点を第1終点と呼ぶ。ここで、図2における滴定開始から第1終点までの領域を第1領域と呼ぶ。第1領域で必要としたアルカリ量が、滴定に使用したスラリー中のカルボキシ基量と等しくなる。そして、滴定曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象の繊維状セルロースを含有するスラリー中の固形分(g)で除すことで、カルボキシ基の導入量(mmol/g)を算出する。
なお、上述のカルボキシ基導入量(mmol/g)は、カルボキシ基の対イオンが水素イオン(H+)であるときの繊維状セルロースの質量1gあたりの置換基量(以降、カルボキシ基量(酸型)と呼ぶ)である。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH added dropwise and the pH of a slurry containing fibrous cellulose having a carboxy group. The amount of the carboxy group introduced into the fibrous cellulose is measured, for example, as follows.
First, the slurry containing fibrous cellulose is treated with a strongly acidic ion exchange resin. If necessary, the same defibration treatment as the defibration treatment step described later may be performed on the measurement target before the treatment with the strongly acidic ion exchange resin.
Next, the change in pH is observed while adding an aqueous sodium hydroxide solution, and a titration curve as shown in the upper part of FIG. 2 is obtained. The titration curve shown in the upper part of FIG. 2 plots the measured pH with respect to the amount of alkali added, and the titration curve shown in the lower part of FIG. 2 plots the pH with respect to the amount of alkali added. The increment (differential value) (1 / mmol) is plotted. In this neutralization titration, in the curve plotting the measured pH with respect to the amount of alkali added, one point was confirmed where the increment (differential value of pH with respect to the amount of alkali dropped) became maximum, and this maximum point was the first. Called one end point. Here, the region from the start of titration to the first end point in FIG. 2 is referred to as a first region. The amount of alkali required in the first region is equal to the amount of carboxy groups in the slurry used for titration. Then, the amount of alkali (mmol) required in the first region of the titration curve is divided by the solid content (g) in the slurry containing the fibrous cellulose to be titrated, so that the amount of carboxy group introduced (mmol / mmol /). g) is calculated.
The above-mentioned amount of carboxy group introduced (mmol / g) is the amount of substituents per 1 g of mass of fibrous cellulose when the counterion of the carboxy group is hydrogen ion (H + ) (hereinafter, the amount of carboxy group (acid). Type)).

なお、滴定法によるリンオキソ酸基量やカルボキシ基量の測定においては、水酸化ナトリウム水溶液1滴の滴下量が多すぎる場合や、滴定間隔が短すぎる場合、本来より低いリンオキソ酸基量やカルボキシ基量となるなど正確な値が得られないことがある。適切な滴下量、滴定間隔としては、例えば、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を5〜30秒に10〜50μLずつ滴定するなどが望ましい。また、繊維状セルロース含有スラリーに溶解した二酸化炭素の影響を排除するため、例えば、滴定開始の15分前から滴定終了まで、窒素ガスなどの不活性ガスをスラリーに吹き込みながら測定するなどが望ましい。 In the measurement of the amount of phosphorus oxo acid groups and the amount of carboxy groups by the titration method, if the amount of one drop of the sodium hydroxide aqueous solution is too large or the titration interval is too short, the amount of phosphorus oxo acid groups or carboxy groups is lower than originally intended. Accurate values such as quantity may not be obtained. As an appropriate dropping amount and titration interval, for example, it is desirable to titrate 10 to 50 μL of a 0.1 N sodium hydroxide aqueous solution every 5 to 30 seconds. Further, in order to eliminate the influence of carbon dioxide dissolved in the fibrous cellulose-containing slurry, for example, it is desirable to measure while blowing an inert gas such as nitrogen gas into the slurry from 15 minutes before the start of titration to the end of titration.

繊維状セルロースの含有量は、微細繊維状セルロース含有分散液の全質量に対して、0.05質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましく、0.2質量%以上であることがさらに好ましい。また、繊維状セルロースの含有量は、微細繊維状セルロース含有分散液の全質量に対して、50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることがさらに好ましく、20質量%以下であることが特に好ましい。 The content of the fibrous cellulose is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.2, based on the total mass of the fine fibrous cellulose-containing dispersion. It is more preferably mass% or more. The content of the fibrous cellulose is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and more preferably 30% by mass or less, based on the total mass of the fine fibrous cellulose-containing dispersion. It is more preferably 20% by mass or less.

微細繊維状セルロース含有分散液の全光線透過率は、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。なお、微細繊維状セルロース含有分散液の全光線透過率は100%であってもよい。微細繊維状セルロース含有分散液の全光線透過率は、微細繊維状セルロース含有分散液をイオン交換水で繊維状セルロースの含有量が0.2質量%となるように希釈した後、ヘーズメータ(村上色彩技術研究所社製、HM−150)で、光路長1cmの液体用ガラスセル(藤原製作所製、MG−40、逆光路)を用いて、JIS K 7361に準拠して測定される値である。なお、ゼロ点測定は、同ガラスセルに入れたイオン交換水で行う。また、測定対象の分散液は測定前に23℃、相対湿度50%の環境下に24時間静置する。 The total light transmittance of the fine fibrous cellulose-containing dispersion is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and further preferably 90% or more. The total light transmittance of the fine fibrous cellulose-containing dispersion may be 100%. The total light transmittance of the fine fibrous cellulose-containing dispersion is determined by diluting the fine fibrous cellulose-containing dispersion with ion-exchanged water so that the fibrous cellulose content is 0.2% by mass, and then haze meter (Murakami color). It is a value measured in accordance with JIS K 7361 using a liquid glass cell (manufactured by Fujiwara Seisakusho, MG-40, backlit path) having an optical path length of 1 cm at HM-150) manufactured by Technical Research Institute. The zero point measurement is performed with ion-exchanged water contained in the glass cell. The dispersion to be measured is allowed to stand for 24 hours in an environment of 23 ° C. and 50% relative humidity before measurement.

なお、上述した分散液の全光線透過率は、脱泡前の分散液の全光線透過率であるが、脱泡後の分散液であっても上記同様の全光線透過率が得られることが好ましい。すなわち、脱泡後の分散液に含まれる繊維状セルロースの含有量を0.2質量%の分散液とした場合、該分散液の全光線透過率は、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。 The total light transmittance of the dispersion liquid described above is the total light transmittance of the dispersion liquid before defoaming, but the same total light transmittance as described above can be obtained even with the dispersion liquid after defoaming. preferable. That is, when the content of fibrous cellulose contained in the dispersion after defoaming is 0.2% by mass, the total light transmittance of the dispersion is preferably 80% or more, and is 85. It is more preferably% or more, and even more preferably 90% or more.

微細繊維状セルロース含有分散液のヘーズは、2%以下であることが好ましく、1.5%以下であることがより好ましく、1%以下であることがさらに好ましい。微細繊維状セルロース含有分散液のヘーズは、たとえばJIS K 7136に準拠し、ヘーズメータ(村上色彩技術研究所社製、HM−150)で、光路長1cmの液体用ガラスセル(藤原製作所製、MG−40、逆光路)を用いて測定される値である。なお、ゼロ点測定は、同ガラスセルに入れたイオン交換水で行う。また、測定対象の分散液は測定前に23℃、相対湿度50%の環境下に24時間静置する。 The haze of the fine fibrous cellulose-containing dispersion is preferably 2% or less, more preferably 1.5% or less, and even more preferably 1% or less. The haze of the fine fibrous cellulose-containing dispersion conforms to, for example, JIS K 7136, and is a haze meter (HM-150 manufactured by Murakami Color Technology Research Institute), and a glass cell for liquid with an optical path length of 1 cm (manufactured by Fujiwara Seisakusho, MG-). 40, a value measured using a back light path). The zero point measurement is performed with ion-exchanged water contained in the glass cell. The dispersion to be measured is allowed to stand for 24 hours in an environment of 23 ° C. and 50% relative humidity before measurement.

微細繊維状セルロース含有分散液は、微細繊維状セルロースの他に任意成分を含んでいてもよい。任意成分としては、親水性高分子、親水性低分子、有機イオン等と挙げることができる。また、微細繊維状セルロース含有分散液は、任意成分として、界面活性剤、カップリング剤、無機層状化合物、無機化合物、レベリング剤、防腐剤、消泡剤、有機系粒子、潤滑剤、帯電防止剤、紫外線防御剤、染料、顔料、安定剤、磁性粉、配向促進剤、可塑剤、分散剤、および架橋剤から選択される一種または二種以上を含んでいてもよい。なお、任意成分は、脱泡する工程の前に添加されることが好ましい。 The fine fibrous cellulose-containing dispersion may contain an arbitrary component in addition to the fine fibrous cellulose. Examples of the optional component include hydrophilic polymers, hydrophilic low molecules, organic ions and the like. In addition, the fine fibrous cellulose-containing dispersion has optional components such as a surfactant, a coupling agent, an inorganic layered compound, an inorganic compound, a leveling agent, an antiseptic, an antifoaming agent, an organic particle, a lubricant, and an antistatic agent. , UV protection agents, dyes, pigments, stabilizers, magnetic powders, orientation promoters, plasticizers, dispersants, and cross-linking agents, which may contain one or more. The optional component is preferably added before the defoaming step.

親水性高分子は、親水性の含酸素有機化合物(但し、上記セルロース繊維は除く)であることが好ましく、含酸素有機化合物としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、カゼイン、デキストリン、澱粉、変性澱粉、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール(アセトアセチル化ポリビニルアルコール等)、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸塩類、アクリル酸アルキルエステル共重合体、ウレタン系共重合体、セルロース誘導体(ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等)等が挙げられる。 The hydrophilic polymer is preferably a hydrophilic oxygen-containing organic compound (excluding the above-mentioned cellulose fibers), and examples of the oxygen-containing organic compound include polyethylene glycol, polyethylene oxide, casein, dextrin, starch, and modification. Distillate, polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol (acetoacetylated polyvinyl alcohol, etc.), polyvinylpyrrolidone, polyvinylmethyl ether, polyacrylates, acrylic acid alkyl ester copolymer, urethane-based copolymer, cellulose derivative (hydroxyethyl cellulose, carboxy) Ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, etc.) and the like.

親水性低分子は、親水性の含酸素有機化合物であることが好ましく、多価アルコールであることがさらに好ましい。多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、ソルビトール、エチレングリコール等が挙げられる。 The hydrophilic low molecule is preferably a hydrophilic oxygen-containing organic compound, and more preferably a polyhydric alcohol. Examples of the polyhydric alcohol include glycerin, sorbitol, ethylene glycol and the like.

有機イオンとしては、テトラアルキルアンモニウムイオンやテトラアルキルホスホニウムイオンを挙げることができる。テトラアルキルアンモニウムイオンとしては、例えば、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラプロピルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオン、テトラヘキシルアンモニウムイオン、テトラヘプチルアンモニウムイオン、トリブチルメチルアンモニウムイオン、ラウリルトリメチルアンモニウムイオン、セチルトリメチルアンモニウムイオン、ステアリルトリメチルアンモニウムイオン、オクチルジメチルエチルアンモニウムイオン、ラウリルジメチルエチルアンモニウムイオン、ジデシルジメチルアンモニウムイオン、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムイオン、トリブチルベンジルアンモニウムイオンが挙げられる。テトラアルキルホスホニウムイオンとしては、例えばテトラメチルホスホニウムイオン、テトラエチルホスホニウムイオン、テトラプロピルホスホニウムイオン、テトラブチルホスホニウムイオン、およびラウリルトリメチルホスホニウムイオンが挙げられる。また、テトラプロピルオニウムイオン、テトラブチルオニウムイオンとして、それぞれテトラn−プロピルオニウムイオン、テトラn−ブチルオニウムイオンなども挙げることができる。 Examples of the organic ion include tetraalkylammonium ion and tetraalkylphosphonium ion. Examples of the tetraalkylammonium ion include tetramethylammonium ion, tetraethylammonium ion, tetrapropylammonium ion, tetrabutylammonium ion, tetrapentylammonium ion, tetrahexylammonium ion, tetraheptylammonium ion, tributylmethylammonium ion, and lauryltrimethyl. Examples thereof include ammonium ion, cetyltrimethylammonium ion, stearyltrimethylammonium ion, octyldimethylethylammonium ion, lauryldimethylethylammonium ion, didecyldimethylammonium ion, lauryldimethylbenzylammonium ion and tributylbenzylammonium ion. Examples of the tetraalkylphosphonium ion include tetramethylphosphonium ion, tetraethylphosphonium ion, tetrapropylphosphonium ion, tetrabutylphosphonium ion, and lauryltrimethylphosphonium ion. Further, examples of the tetrapropyl onium ion and the tetrabutyl onium ion include tetra n-propyl onium ion and tetra n-butyl onium ion, respectively.

(微細繊維状セルロースの製造工程)
<繊維原料>
微細繊維状セルロースは、セルロースを含む繊維原料から製造される。セルロースを含む繊維原料としては、特に限定されないが、入手しやすく安価である点からパルプを用いることが好ましい。パルプとしては、たとえば木材パルプ、非木材パルプ、および脱墨パルプが挙げられる。木材パルプとしては、特に限定されないが、たとえば広葉樹クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹クラフトパルプ(NBKP)、サルファイトパルプ(SP)、溶解パルプ(DP)、ソーダパルプ(AP)、未晒しクラフトパルプ(UKP)および酸素漂白クラフトパルプ(OKP)等の化学パルプ、セミケミカルパルプ(SCP)およびケミグラウンドウッドパルプ(CGP)等の半化学パルプ、砕木パルプ(GP)およびサーモメカニカルパルプ(TMP、BCTMP)等の機械パルプ等が挙げられる。非木材パルプとしては、特に限定されないが、たとえばコットンリンターおよびコットンリント等の綿系パルプ、麻、麦わらおよびバガス等の非木材系パルプが挙げられる。脱墨パルプとしては、特に限定されないが、たとえば古紙を原料とする脱墨パルプが挙げられる。本実施態様のパルプは上記の1種を単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。上記パルプの中でも、入手のしやすさという観点からは、たとえば木材パルプおよび脱墨パルプが好ましい。また、木材パルプの中でも、セルロース比率が大きく解繊処理時の微細繊維状セルロースの収率が高い観点や、パルプ中のセルロースの分解が小さく軸比の大きい長繊維の微細繊維状セルロースが得られる観点から、たとえば化学パルプがより好ましく、クラフトパルプ、サルファイトパルプがさらに好ましい。なお、軸比の大きい長繊維の微細繊維状セルロースを用いると粘度が高くなる傾向がある。
(Manufacturing process of fine fibrous cellulose)
<Fiber raw material>
Fine fibrous cellulose is produced from a fiber raw material containing cellulose. The fiber raw material containing cellulose is not particularly limited, but pulp is preferably used because it is easily available and inexpensive. Examples of pulp include wood pulp, non-wood pulp, and deinked pulp. The wood pulp is not particularly limited, and is, for example, broadleaf kraft pulp (LBKP), coniferous kraft pulp (NBKP), sulfite pulp (SP), dissolved pulp (DP), soda pulp (AP), and unbleached kraft pulp (UKP). ) And chemical pulp such as oxygen bleached kraft pulp (OKP), semi-chemical pulp such as semi-chemical pulp (SCP) and chemiground wood pulp (CGP), crushed wood pulp (GP) and thermomechanical pulp (TMP, BCTMP), etc. Examples include mechanical pulp. The non-wood pulp is not particularly limited, and examples thereof include cotton pulp such as cotton linter and cotton lint, and non-wood pulp such as hemp, straw and bagasse. The deinking pulp is not particularly limited, and examples thereof include deinking pulp made from used paper. As the pulp of the present embodiment, one of the above types may be used alone, or two or more types may be mixed and used. Among the above pulps, for example, wood pulp and deinked pulp are preferable from the viewpoint of availability. Further, among wood pulps, from the viewpoint of high cellulose ratio and high yield of fine fibrous cellulose during defibration treatment, long fiber fine fibrous cellulose having a small decomposition of cellulose in pulp and a large axial ratio can be obtained. From the viewpoint, for example, chemical pulp is more preferable, and kraft pulp and sulfite pulp are further preferable. When long fiber fine fibrous cellulose having a large axial ratio is used, the viscosity tends to increase.

セルロースを含む繊維原料としては、たとえばホヤ類に含まれるセルロースや、酢酸菌が生成するバクテリアセルロースを利用することもできる。また、セルロースを含む繊維原料に代えて、キチン、キトサンなどの直鎖型の含窒素多糖高分子が形成する繊維を用いることもできる。 As the fiber raw material containing cellulose, for example, cellulose contained in ascidians and bacterial cellulose produced by acetobacter can be used. Further, instead of the fiber raw material containing cellulose, a fiber formed by a linear nitrogen-containing polysaccharide polymer such as chitin or chitosan can also be used.

<リンオキソ酸基導入工程>
微細繊維状セルロース含有分散液の製造工程は、イオン性置換基導入工程を含むことが好ましく、例えば、リンオキソ酸基導入工程を含むことが好ましい。リンオキソ酸基導入工程は、セルロースを含む繊維原料が有する水酸基と反応することで、リンオキソ酸基を導入できる化合物から選択される少なくとも1種の化合物(以下、「化合物A」ともいう)を、セルロースを含む繊維原料に作用させる工程である。この工程により、リンオキソ酸基導入繊維が得られることとなる。
<Linoxo acid group introduction process>
The process for producing the fine fibrous cellulose-containing dispersion preferably includes an ionic substituent introduction step, for example, a phosphorus oxo acid group introduction step. In the phosphorus oxo acid group introduction step, at least one compound (hereinafter, also referred to as “compound A”) selected from compounds capable of introducing a phosphorus oxo acid group by reacting with a hydroxyl group of a fiber raw material containing cellulose is introduced into cellulose. It is a step of acting on a fiber raw material containing. By this step, a phosphorus oxo acid group-introduced fiber can be obtained.

本実施形態に係るリンオキソ酸基導入工程では、セルロースを含む繊維原料と化合物Aの反応を、尿素及びその誘導体から選択される少なくとも1種(以下、「化合物B」ともいう)の存在下で行ってもよい。一方で、化合物Bが存在しない状態において、セルロースを含む繊維原料と化合物Aの反応を行ってもよい。 In the phosphorus oxo acid group introduction step according to the present embodiment, the reaction between the fiber raw material containing cellulose and Compound A is carried out in the presence of at least one selected from urea and its derivatives (hereinafter, also referred to as “Compound B”). You may. On the other hand, the reaction of the fiber raw material containing cellulose with the compound A may be carried out in the absence of the compound B.

化合物Aを化合物Bとの共存下で繊維原料に作用させる方法の一例としては、乾燥状態、湿潤状態またはスラリー状の繊維原料に対して、化合物Aと化合物Bを混合する方法が挙げられる。これらのうち、反応の均一性が高いことから、乾燥状態または湿潤状態の繊維原料を用いることが好ましく、特に乾燥状態の繊維原料を用いることが好ましい。繊維原料の形態は、特に限定されないが、たとえば綿状や薄いシート状であることが好ましい。化合物Aおよび化合物Bは、それぞれ粉末状または溶媒に溶解させた溶液状または融点以上まで加熱して溶融させた状態で繊維原料に添加する方法が挙げられる。これらのうち、反応の均一性が高いことから、溶媒に溶解させた溶液状、特に水溶液の状態で添加することが好ましい。また、化合物Aと化合物Bは繊維原料に対して同時に添加してもよく、別々に添加してもよく、混合物として添加してもよい。化合物Aと化合物Bの添加方法としては、特に限定されないが、化合物Aと化合物Bが溶液状の場合は、繊維原料を溶液内に浸漬し吸液させたのちに取り出してもよいし、繊維原料に溶液を滴下してもよい。また、必要量の化合物Aと化合物Bを繊維原料に添加してもよいし、過剰量の化合物Aと化合物Bをそれぞれ繊維原料に添加した後に、圧搾や濾過によって余剰の化合物Aと化合物Bを除去してもよい。 As an example of the method of allowing the compound A to act on the fiber raw material in the coexistence with the compound B, a method of mixing the compound A and the compound B with the fiber raw material in a dry state, a wet state or a slurry state can be mentioned. Of these, since the reaction uniformity is high, it is preferable to use a fiber raw material in a dry state or a wet state, and it is particularly preferable to use a fiber raw material in a dry state. The form of the fiber raw material is not particularly limited, but is preferably cotton-like or thin sheet-like, for example. Examples of the compound A and the compound B include a method of adding the compound A and the compound B to the fiber raw material in the form of a powder or a solution dissolved in a solvent, or in a state of being heated to a melting point or higher and melted. Of these, since the reaction uniformity is high, it is preferable to add the solution in the form of a solution dissolved in a solvent, particularly in the state of an aqueous solution. Further, the compound A and the compound B may be added to the fiber raw material at the same time, may be added separately, or may be added as a mixture. The method for adding the compound A and the compound B is not particularly limited, but when the compound A and the compound B are in the form of a solution, the fiber raw material may be immersed in the solution to absorb the liquid and then taken out, or the fiber raw material may be taken out. The solution may be dropped into the water. Further, the required amounts of Compound A and Compound B may be added to the fiber raw material, or after the excess amounts of Compound A and Compound B are added to the fiber raw material, respectively, the surplus Compound A and Compound B are added by pressing or filtering. It may be removed.

本実施態様で使用する化合物Aとしては、リン原子を有し、セルロースとエステル結合を形成可能な化合物であればよく、リン酸もしくはその塩、亜リン酸もしくはその塩、脱水縮合リン酸もしくはその塩、無水リン酸(五酸化二リン)などが挙げられるが特に限定されない。リン酸としては、種々の純度のものを使用することができ、たとえば100%リン酸(正リン酸)や85%リン酸を使用することができる。亜リン酸としては、99%亜リン酸(ホスホン酸)が挙げられる。脱水縮合リン酸は、リン酸が脱水反応により2分子以上縮合したものであり、例えばピロリン酸、ポリリン酸等を挙げることができる。リン酸塩、亜リン酸塩、脱水縮合リン酸塩としては、リン酸、亜リン酸または脱水縮合リン酸のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などが挙げられ、これらは種々の中和度とすることができる。これらのうち、リン酸基の導入効率が高く、後述する解繊工程で解繊効率がより向上しやすく、低コストであり、かつ工業的に適用しやすい観点から、リン酸、リン酸のナトリウム塩、リン酸のカリウム塩、またはリン酸のアンモニウム塩が好ましく、リン酸、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、またはリン酸二水素アンモニウムがより好ましい。 The compound A used in this embodiment may be a compound having a phosphorus atom and capable of forming an ester bond with cellulose, and may be phosphoric acid or a salt thereof, phosphoric acid or a salt thereof, dehydration-condensed phosphoric acid or a salt thereof. Examples thereof include salts and anhydrous phosphoric acid (diphosphorus pentoxide), but the present invention is not particularly limited. As the phosphoric acid, those having various puritys can be used, and for example, 100% phosphoric acid (normal phosphoric acid) or 85% phosphoric acid can be used. Examples of phosphorous acid include 99% phosphorous acid (phosphonic acid). The dehydration-condensed phosphoric acid is one in which two or more molecules of phosphoric acid are condensed by a dehydration reaction, and examples thereof include pyrophosphoric acid and polyphosphoric acid. Phosphates, phosphorous acids, dehydration-condensed phosphates include phosphoric acid, phosphorous acid or dehydration-condensed phosphoric acid lithium salts, sodium salts, potassium salts, ammonium salts, etc. It can be a sum. Of these, from the viewpoints that the introduction efficiency of phosphoric acid groups is high, the defibration efficiency is more likely to be improved in the defibration process described later, the cost is low, and it is easy to apply industrially, sodium phosphate and sodium phosphate A salt, a potassium salt of phosphoric acid, or an ammonium salt of phosphoric acid is preferable, and phosphoric acid, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, or ammonium dihydrogen phosphate is more preferable.

繊維原料に対する化合物Aの添加量は、特に限定されないが、たとえば化合物Aの添加量をリン原子量に換算した場合において、繊維原料(絶乾質量)に対するリン原子の添加量が0.5質量%以上100質量%以下となることが好ましく、1質量%以上50質量%以下となることがより好ましく、2質量%以上30質量%以下となることがさらに好ましい。繊維原料に対するリン原子の添加量を上記範囲内とすることにより、微細繊維状セルロースの収率をより向上させることができる。一方で、繊維原料に対するリン原子の添加量を上記上限値以下とすることにより、収率向上の効果とコストのバランスをとることができる。 The amount of compound A added to the fiber raw material is not particularly limited, but for example, when the amount of compound A added is converted to the phosphorus atomic weight, the amount of phosphorus atom added to the fiber raw material (absolute dry mass) is 0.5% by mass or more. It is preferably 100% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, and further preferably 2% by mass or more and 30% by mass or less. By setting the amount of phosphorus atoms added to the fiber raw material within the above range, the yield of fine fibrous cellulose can be further improved. On the other hand, by setting the addition amount of the phosphorus atom to the fiber raw material to be equal to or less than the above upper limit value, the effect of improving the yield and the cost can be balanced.

本実施態様で使用する化合物Bは、上述のとおり尿素及びその誘導体から選択される少なくとも1種である。化合物Bとしては、たとえば尿素、ビウレット、1−フェニル尿素、1−ベンジル尿素、1−メチル尿素、および1−エチル尿素などが挙げられる。反応の均一性を向上させる観点から、化合物Bは水溶液として用いることが好ましい。また、反応の均一性をさらに向上させる観点からは、化合物Aと化合物Bの両方が溶解した水溶液を用いることが好ましい。 Compound B used in this embodiment is at least one selected from urea and its derivatives as described above. Examples of compound B include urea, biuret, 1-phenylurea, 1-benzylurea, 1-methylurea, 1-ethylurea and the like. From the viewpoint of improving the uniformity of the reaction, compound B is preferably used as an aqueous solution. Further, from the viewpoint of further improving the uniformity of the reaction, it is preferable to use an aqueous solution in which both compound A and compound B are dissolved.

繊維原料(絶乾質量)に対する化合物Bの添加量は、特に限定されないが、たとえば1質量%以上500質量%以下であることが好ましく、10質量%以上400質量%以下であることがより好ましく、100質量%以上350質量%以下であることがさらに好ましい。 The amount of compound B added to the fiber raw material (absolute dry mass) is not particularly limited, but is preferably 1% by mass or more and 500% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 400% by mass or less. It is more preferably 100% by mass or more and 350% by mass or less.

セルロースを含む繊維原料と化合物Aの反応においては、化合物Bの他に、たとえばアミド類またはアミン類を反応系に含んでもよい。アミド類としては、たとえばホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセトアミド、ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。アミン類としては、たとえばメチルアミン、エチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ピリジン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどが挙げられる。これらの中でも、特にトリエチルアミンは良好な反応触媒として働くことが知られている。 In the reaction between the fiber raw material containing cellulose and compound A, for example, amides or amines may be contained in the reaction system in addition to compound B. Examples of amides include formamide, dimethylformamide, acetamide, dimethylacetamide and the like. Examples of amines include methylamine, ethylamine, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, pyridine, ethylenediamine, hexamethylenediamine and the like. Among these, triethylamine is known to act as a good reaction catalyst.

リンオキソ酸基導入工程においては、繊維原料に化合物A等を添加又は混合した後、当該繊維原料に対して加熱処理を施すことが好ましい。加熱処理温度としては、繊維の熱分解や加水分解反応を抑えながら、リンオキソ酸基を効率的に導入できる温度を選択することが好ましい。加熱処理温度は、たとえば50℃以上300℃以下であることが好ましく、100℃以上250℃以下であることがより好ましく、130℃以上200℃以下であることがさらに好ましい。また、加熱処理には、種々の熱媒体を有する機器を利用することができ、たとえば撹拌乾燥装置、回転乾燥装置、円盤乾燥装置、ロール型加熱装置、プレート型加熱装置、流動層乾燥装置、気流乾燥装置、減圧乾燥装置、赤外線加熱装置、遠赤外線加熱装置、マイクロ波加熱装置、高周波乾燥装置を用いることができる。 In the phosphorus oxo acid group introduction step, it is preferable to add or mix the compound A or the like to the fiber raw material and then heat-treat the fiber raw material. As the heat treatment temperature, it is preferable to select a temperature at which a phosphorus oxo acid group can be efficiently introduced while suppressing the thermal decomposition and hydrolysis reaction of the fiber. The heat treatment temperature is, for example, preferably 50 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, and further preferably 130 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. In addition, equipment having various heat media can be used for the heat treatment, for example, a stirring drying device, a rotary drying device, a disk drying device, a roll type heating device, a plate type heating device, a fluidized layer drying device, and an air stream. A drying device, a vacuum drying device, an infrared heating device, a far infrared heating device, a microwave heating device, and a high frequency drying device can be used.

本実施形態に係る加熱処理においては、たとえば薄いシート状の繊維原料に化合物Aを含浸等の方法により添加した後、加熱する方法や、ニーダー等で繊維原料と化合物Aを混練又は撹拌しながら加熱する方法を採用することができる。これにより、繊維原料における化合物Aの濃度ムラを抑制して、繊維原料に含まれるセルロース繊維表面へより均一にリンオキソ酸基を導入することが可能となる。これは、乾燥に伴い水分子が繊維原料表面に移動する際、溶存する化合物Aが表面張力によって水分子に引き付けられ、同様に繊維原料表面に移動してしまう(すなわち、化合物Aの濃度ムラを生じてしまう)ことを抑制できることに起因するものと考えられる。 In the heat treatment according to the present embodiment, for example, a method of adding compound A to a thin sheet-shaped fiber raw material by a method such as impregnation and then heating, or a method of heating while kneading or stirring the fiber raw material and compound A with a kneader or the like. Can be adopted. This makes it possible to suppress uneven concentration of the compound A in the fiber raw material and more uniformly introduce the phosphorus oxo acid group onto the surface of the cellulose fiber contained in the fiber raw material. This is because when the water molecules move to the surface of the fiber raw material due to drying, the dissolved compound A is attracted to the water molecules by the surface tension and also moves to the surface of the fiber raw material (that is, the concentration unevenness of the compound A is caused. It is considered that this is due to the fact that it can be suppressed.

また、加熱処理に用いる加熱装置は、たとえばスラリーが保持する水分、及び化合物Aと繊維原料中のセルロース等が含む水酸基等との脱水縮合(リン酸エステル化)反応に伴って生じる水分、を常に装置系外に排出できる装置であることが好ましい。このような加熱装置としては、例えば送風方式のオーブン等が挙げられる。装置系内の水分を常に排出することにより、リン酸エステル化の逆反応であるリン酸エステル結合の加水分解反応を抑制できることに加えて、繊維中の糖鎖の酸加水分解を抑制することもできる。このため、軸比の高い微細繊維状セルロースを得ることが可能となる。 Further, the heating device used for the heat treatment always keeps the water content retained by the slurry and the water content generated by the dehydration condensation (phosphate esterification) reaction between the compound A and the hydroxyl group contained in the cellulose or the like in the fiber raw material. It is preferable that the device can be discharged to the outside of the device system. Examples of such a heating device include a ventilation type oven and the like. By constantly discharging the water in the apparatus system, it is possible to suppress the hydrolysis reaction of the phosphate ester bond, which is the reverse reaction of the phosphate esterification, and also to suppress the acid hydrolysis of the sugar chain in the fiber. it can. Therefore, it is possible to obtain fine fibrous cellulose having a high axial ratio.

加熱処理の時間は、たとえば繊維原料から実質的に水分が除かれてから1秒以上300分以下であることが好ましく、1秒以上1000秒以下であることがより好ましく、10秒以上800秒以下であることがさらに好ましい。本実施形態では、加熱温度と加熱時間を適切な範囲とすることにより、リンオキソ酸基の導入量を好ましい範囲内とすることができる。 The heat treatment time is preferably 1 second or more and 300 minutes or less, more preferably 1 second or more and 1000 seconds or less, and 10 seconds or more and 800 seconds or less after the water is substantially removed from the fiber raw material. Is more preferable. In the present embodiment, the amount of the phosphorus oxo acid group introduced can be within a preferable range by setting the heating temperature and the heating time within an appropriate range.

リンオキソ酸基導入工程は、少なくとも1回行えば良いが、2回以上繰り返して行うこともできる。2回以上のリンオキソ酸基導入工程を行うことにより、繊維原料に対して多くのリンオキソ酸基を導入することができる。本実施形態においては、好ましい態様の一例として、リンオキソ酸基導入工程を2回行う場合が挙げられる。 The phosphorus oxo acid group introduction step may be performed at least once, but may be repeated twice or more. By performing the phosphorus oxo acid group introduction step two or more times, many phosphorus oxo acid groups can be introduced into the fiber raw material. In the present embodiment, as an example of a preferable embodiment, there is a case where the phosphorus oxo acid group introduction step is performed twice.

繊維原料に対するリンオキソ酸基の導入量は、たとえば微細繊維状セルロース1g(質量)あたり0.10mmol/g以上であることが好ましく、0.20mmol/g以上であることがより好ましく、0.50mmol/g以上であることがさらに好ましく、1.00mmol/g以上であることがとくに好ましい。また、繊維原料に対するリンオキソ酸基の導入量は、たとえば微細繊維状セルロース1g(質量)あたり5.20mmol/g以下であることが好ましく、3.65mmol/g以下であることがより好ましく、3.00mmol/g以下であることがさらに好ましい。リンオキソ酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維原料の微細化を容易にし、微細繊維状セルロースの安定性を高めることができる。 The amount of the phosphorus oxo acid group introduced into the fiber raw material is, for example, 0.10 mmol / g or more, more preferably 0.20 mmol / g or more, and 0.50 mmol / g / g per 1 g (mass) of fine fibrous cellulose. It is more preferably g or more, and particularly preferably 1.00 mmol / g or more. The amount of the phosphorus oxo acid group introduced into the fiber raw material is, for example, preferably 5.20 mmol / g or less per 1 g (mass) of fine fibrous cellulose, more preferably 3.65 mmol / g or less. It is more preferably 00 mmol / g or less. By setting the amount of the phosphorus oxo acid group introduced within the above range, it is possible to facilitate the miniaturization of the fiber raw material and enhance the stability of the fine fibrous cellulose.

<カルボキシ基導入工程>
微細繊維状セルロース含有分散液の製造工程は、イオン性置換基導入工程としてカルボキシ基導入工程を含んでもよい。カルボキシ基導入工程は、セルロースを含む繊維原料に対し、オゾン酸化やフェントン法による酸化、TEMPO酸化処理などの酸化処理やカルボン酸由来の基を有する化合物もしくはその誘導体、またはカルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物もしくはその誘導体によって処理することにより行われる。
<Carboxylic acid group introduction process>
The process for producing the fine fibrous cellulose-containing dispersion may include a carboxy group introduction step as an ionic substituent introduction step. The carboxy group introduction step has an oxidation treatment such as ozone oxidation, oxidation by the Fenton method, TEMPO oxidation treatment, a compound having a group derived from carboxylic acid or a derivative thereof, or a group derived from carboxylic acid with respect to the fiber raw material containing cellulose. This is done by treating with an acid anhydride of the compound or a derivative thereof.

カルボン酸由来の基を有する化合物としては、特に限定されないが、たとえばマレイン酸、コハク酸、フタル酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、イタコン酸等のジカルボン酸化合物やクエン酸、アコニット酸等のトリカルボン酸化合物が挙げられる。また、カルボン酸由来の基を有する化合物の誘導体としては、特に限定されないが、たとえばカルボキシ基を有する化合物の酸無水物のイミド化物、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物の誘導体が挙げられる。カルボキシ基を有する化合物の酸無水物のイミド化物としては、とくに限定されないが、たとえばマレイミド、コハク酸イミド、フタル酸イミド等のジカルボン酸化合物のイミド化物が挙げられる。 The compound having a group derived from a carboxylic acid is not particularly limited, but for example, a dicarboxylic acid compound such as maleic acid, succinic acid, phthalic acid, fumaric acid, glutaric acid, adipic acid, itaconic acid, citric acid, aconitic acid and the like. Examples include tricarboxylic acid compounds. The derivative of the compound having a group derived from a carboxylic acid is not particularly limited, and examples thereof include an imide of an acid anhydride of a compound having a carboxy group and a derivative of an acid anhydride of a compound having a carboxy group. The imide of the acid anhydride of the compound having a carboxy group is not particularly limited, and examples thereof include an imide of a dicarboxylic acid compound such as maleimide, succinateimide, and phthalateimide.

カルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物としては、特に限定されないが、たとえば無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水イタコン酸等のジカルボン酸化合物の酸無水物が挙げられる。また、カルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物の誘導体としては、特に限定されないが、たとえばジメチルマレイン酸無水物、ジエチルマレイン酸無水物、ジフェニルマレイン酸無水物等のカルボキシ基を有する化合物の酸無水物の少なくとも一部の水素原子が、アルキル基、フェニル基等の置換基により置換されたものが挙げられる。 The acid anhydride of the compound having a group derived from carboxylic acid is not particularly limited, but for example, a dicarboxylic acid compound such as maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride, glutaric anhydride, adipic anhydride, and itaconic anhydride. Acid anhydride can be mentioned. The derivative of the acid anhydride of the compound having a group derived from carboxylic acid is not particularly limited, but for example, a compound having a carboxy group such as dimethylmaleic acid anhydride, diethylmaleic acid anhydride, diphenylmaleic acid anhydride and the like. Examples thereof include those in which at least a part of hydrogen atoms of the acid anhydride is substituted with a substituent such as an alkyl group or a phenyl group.

カルボキシ基導入工程において、TEMPO酸化処理を行う場合には、たとえばその処理をpHが6以上8以下の条件で行うことが好ましい。このような処理は、中性TEMPO酸化処理ともいう。中性TEMPO酸化処理は、たとえばリン酸ナトリウム緩衝液(pH=6.8)に、繊維原料としてパルプと、触媒としてTEMPO(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル)等のニトロキシラジカル、犠牲試薬として次亜塩素酸ナトリウムを添加することで行うことができる。さらに亜塩素酸ナトリウムを共存させることによって、酸化の過程で発生するアルデヒドを、効率的にカルボキシ基まで酸化することができる。また、TEMPO酸化処理は、その処理をpHが10以上11以下の条件で行ってもよい。このような処理は、アルカリTEMPO酸化処理ともいう。アルカリTEMPO酸化処理は、たとえば繊維原料としてのパルプに対し、触媒としてTEMPO等のニトロキシラジカルと、共触媒として臭化ナトリウムと、酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムを添加することにより行うことができる。 When the TEMPO oxidation treatment is carried out in the carboxy group introduction step, it is preferable to carry out the treatment under conditions of pH 6 or more and 8 or less, for example. Such a treatment is also referred to as a neutral TEMPO oxidation treatment. The neutral TEMPO oxidation treatment includes, for example, sodium phosphate buffer (pH = 6.8), pulp as a fiber raw material, TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl) as a catalyst, and the like. This can be done by adding a nitroxy radical and sodium hypochlorite as a sacrificial reagent. Further, by coexisting sodium chlorite, the aldehyde generated in the oxidation process can be efficiently oxidized to the carboxy group. Further, the TEMPO oxidation treatment may be carried out under the condition that the pH is 10 or more and 11 or less. Such a treatment is also referred to as an alkaline TEMPO oxidation treatment. The alkaline TEMPO oxidation treatment can be carried out, for example, by adding a nitroxy radical such as TEMPO as a catalyst, sodium bromide as a co-catalyst, and sodium hypochlorite as an oxidizing agent to pulp as a fiber raw material. ..

繊維原料に対するカルボキシ基の導入量は、置換基の種類によっても変わるが、たとえばTEMPO酸化によりカルボキシ基を導入する場合、微細繊維状セルロース1g(質量)あたり0.10mmol/g以上であることが好ましく、0.20mmol/g以上であることがより好ましく、0.50mmol/g以上であることがさらに好ましく、0.90mmol/g以上であることがとくに好ましい。また、2.5mmol/g以下であることが好ましく、2.20mmol/g以下であることがより好ましく、2.00mmol/g以下であることがさらに好ましい。その他、置換基がカルボキシメチル基である場合、微細繊維状セルロース1g(質量)あたり5.8mmol/g以下であってもよい。 The amount of the carboxy group introduced into the fiber raw material varies depending on the type of the substituent, but for example, when the carboxy group is introduced by TEMPO oxidation, it is preferably 0.10 mmol / g or more per 1 g (mass) of the fine fibrous cellulose. , 0.20 mmol / g or more, more preferably 0.50 mmol / g or more, and particularly preferably 0.90 mmol / g or more. Further, it is preferably 2.5 mmol / g or less, more preferably 2.20 mmol / g or less, and further preferably 2.00 mmol / g or less. In addition, when the substituent is a carboxymethyl group, it may be 5.8 mmol / g or less per 1 g (mass) of fine fibrous cellulose.

<洗浄工程>
本実施形態における微細繊維状セルロースの製造方法においては、必要に応じてイオン性置換基導入繊維に対して洗浄工程を行うことができる。洗浄工程は、たとえば水や有機溶媒によりイオン性置換基導入繊維を洗浄することにより行われる。また、洗浄工程は後述する各工程の後に行われてもよく、各洗浄工程において実施される洗浄回数は、特に限定されない。
<Washing process>
In the method for producing fine fibrous cellulose in the present embodiment, a washing step can be performed on the ionic substituent-introduced fiber, if necessary. The washing step is carried out by washing the ionic substituent-introduced fiber with, for example, water or an organic solvent. Further, the cleaning step may be performed after each step described later, and the number of cleanings performed in each cleaning step is not particularly limited.

<アルカリ処理工程>
微細繊維状セルロースを製造する場合、イオン性置換基導入工程と、後述する解繊処理工程との間に、繊維原料に対してアルカリ処理を行ってもよい。アルカリ処理の方法としては、特に限定されないが、例えばアルカリ溶液中に、イオン性置換基導入繊維を浸漬する方法が挙げられる。
<Alkaline treatment process>
In the case of producing fine fibrous cellulose, an alkali treatment may be performed on the fiber raw material between the ionic substituent introduction step and the defibration treatment step described later. The alkaline treatment method is not particularly limited, and examples thereof include a method of immersing the ionic substituent-introduced fiber in an alkaline solution.

アルカリ溶液に含まれるアルカリ化合物は、特に限定されず、無機アルカリ化合物であってもよいし、有機アルカリ化合物であってもよい。本実施形態においては、汎用性が高いことから、たとえば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムをアルカリ化合物として用いることが好ましい。また、アルカリ溶液に含まれる溶媒は、水または有機溶媒のいずれであってもよい。中でも、アルカリ溶液に含まれる溶媒は、水、またはアルコールに例示される極性有機溶媒などを含む極性溶媒であることが好ましく、少なくとも水を含む水系溶媒であることがより好ましい。アルカリ溶液としては、汎用性が高いことから、たとえば水酸化ナトリウム水溶液、または水酸化カリウム水溶液が好ましい。 The alkaline compound contained in the alkaline solution is not particularly limited, and may be an inorganic alkaline compound or an organic alkaline compound. In the present embodiment, for example, sodium hydroxide or potassium hydroxide is preferably used as the alkaline compound because of its high versatility. Further, the solvent contained in the alkaline solution may be either water or an organic solvent. Among them, the solvent contained in the alkaline solution is preferably a polar solvent containing water or a polar organic solvent exemplified by alcohol, and more preferably an aqueous solvent containing at least water. As the alkaline solution, for example, an aqueous solution of sodium hydroxide or an aqueous solution of potassium hydroxide is preferable because of its high versatility.

アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液の温度は、特に限定されないが、たとえば5℃以上80℃以下であることが好ましく、10℃以上60℃以下であることがより好ましい。アルカリ処理工程におけるリンオキソ酸基導入繊維のアルカリ溶液への浸漬時間は、特に限定されないが、たとえば5分以上30分以下であることが好ましく、10分以上20分以下であることがより好ましい。アルカリ処理におけるアルカリ溶液の使用量は、特に限定されないが、たとえばリンオキソ酸基導入繊維の絶対乾燥質量に対して100質量%以上100000質量%以下であることが好ましく、1000質量%以上10000質量%以下であることがより好ましい。 The temperature of the alkaline solution in the alkaline treatment step is not particularly limited, but is preferably 5 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and more preferably 10 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. The immersion time of the phosphorus oxo acid group-introduced fiber in the alkaline solution in the alkali treatment step is not particularly limited, but is preferably 5 minutes or more and 30 minutes or less, and more preferably 10 minutes or more and 20 minutes or less. The amount of the alkaline solution used in the alkaline treatment is not particularly limited, but is preferably 100% by mass or more and 100,000% by mass or less, and 1000% by mass or more and 10000% by mass or less, based on the absolute dry mass of the phosphoric acid group-introduced fiber. Is more preferable.

アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液の使用量を減らすために、イオン性置換基導入工程の後であってアルカリ処理工程の前に、リンオキソ酸基導入繊維を水や有機溶媒により洗浄してもよい。アルカリ処理工程の後であって解繊処理工程の前には、取り扱い性を向上させる観点から、アルカリ処理を行ったイオン性置換基導入繊維を水や有機溶媒により洗浄することが好ましい。 In order to reduce the amount of the alkaline solution used in the alkaline treatment step, the phosphorus oxo acid group-introduced fiber may be washed with water or an organic solvent after the ionic substituent introduction step and before the alkaline treatment step. After the alkali treatment step and before the defibration treatment step, it is preferable to wash the alkali-treated ionic substituent-introduced fiber with water or an organic solvent from the viewpoint of improving handleability.

<酸処理工程>
微細繊維状セルロースを製造する場合、イオン性置換基を導入する工程と、後述する解繊処理工程の間に、繊維原料に対して酸処理を行ってもよい。例えば、イオン性置換基導入工程、酸処理、アルカリ処理及び解繊処理をこの順で行ってもよい。
<Acid treatment process>
When producing fine fibrous cellulose, the fiber raw material may be subjected to acid treatment between the step of introducing an ionic substituent and the defibration treatment step described later. For example, the ionic substituent introduction step, the acid treatment, the alkali treatment and the defibration treatment may be performed in this order.

酸処理の方法としては、特に限定されないが、たとえば酸を含有する酸性液中に繊維原料を浸漬する方法が挙げられる。使用する酸性液の濃度は、特に限定されないが、たとえば10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。また、使用する酸性液のpHは、特に限定されないが、たとえば0以上4以下であることが好ましく、1以上3以下であることがより好ましい。酸性液に含まれる酸としては、たとえば無機酸、スルホン酸、カルボン酸等を用いることができる。無機酸としては、たとえば硫酸、硝酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸、過塩素酸、リン酸、ホウ酸等が挙げられる。スルホン酸としては、たとえばメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等が挙げられる。カルボン酸としては、たとえばギ酸、酢酸、クエン酸、グルコン酸、乳酸、シュウ酸、酒石酸等が挙げられる。これらの中でも、塩酸または硫酸を用いることが特に好ましい。 The method of the acid treatment is not particularly limited, and examples thereof include a method of immersing the fiber raw material in an acidic liquid containing an acid. The concentration of the acidic liquid used is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less, for example. The pH of the acidic solution used is not particularly limited, but is preferably 0 or more and 4 or less, and more preferably 1 or more and 3 or less. As the acid contained in the acidic solution, for example, an inorganic acid, a sulfonic acid, a carboxylic acid or the like can be used. Examples of the inorganic acid include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, hypochlorous acid, chloric acid, chloric acid, perchloric acid, phosphoric acid, boric acid and the like. Examples of the sulfonic acid include methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid and the like. Examples of the carboxylic acid include formic acid, acetic acid, citric acid, gluconic acid, lactic acid, oxalic acid, tartaric acid and the like. Among these, it is particularly preferable to use hydrochloric acid or sulfuric acid.

酸処理における酸溶液の温度は、特に限定されないが、たとえば5℃以上100℃以下が好ましく、20℃以上90℃以下がより好ましい。酸処理における酸溶液への浸漬時間は、特に限定されないが、たとえば5分以上120分以下が好ましく、10分以上60分以下がより好ましい。酸処理における酸溶液の使用量は、特に限定されないが、たとえば繊維原料の絶対乾燥質量に対して100質量%以上100000質量%以下であることが好ましく、1000質量%以上10000質量%以下であることがより好ましい。 The temperature of the acid solution in the acid treatment is not particularly limited, but is preferably 5 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and more preferably 20 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. The immersion time in the acid solution in the acid treatment is not particularly limited, but is preferably 5 minutes or more and 120 minutes or less, and more preferably 10 minutes or more and 60 minutes or less. The amount of the acid solution used in the acid treatment is not particularly limited, but is preferably 100% by mass or more and 100,000% by mass or less, and 1,000% by mass or more and 10,000% by mass or less, for example, with respect to the absolute dry mass of the fiber raw material. Is more preferable.

<解繊処理>
イオン性置換基導入繊維を解繊処理工程で解繊処理することにより、微細繊維状セルロースが得られる。解繊処理工程においては、たとえば解繊処理装置を用いることができる。解繊処理装置は、特に限定されないが、たとえば高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザーや超高圧ホモジナイザー、高圧衝突型粉砕機、ボールミル、ビーズミル、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナー、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、またはビーターなどを使用することができる。上記解繊処理装置の中でも、粉砕メディアの影響が少なく、コンタミネーションのおそれが少ない高速解繊機、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザーを用いるのがより好ましい。
<Fiber processing>
Fine fibrous cellulose can be obtained by defibrating the ionic substituent-introduced fiber in the defibration treatment step. In the defibration treatment step, for example, a defibration treatment apparatus can be used. The defibrating apparatus is not particularly limited, but for example, a high-speed defibrator, a grinder (stone mill type crusher), a high-pressure homogenizer or an ultra-high pressure homogenizer, a high-pressure collision type crusher, a ball mill, a bead mill, a disc type refiner, a conical refiner, and a twin shaft. A kneader, a vibration mill, a homomixer under high speed rotation, an ultrasonic disperser, or a beater can be used. Among the above-mentioned defibration processing devices, it is more preferable to use a high-speed defibrator, a high-pressure homogenizer, and an ultra-high-pressure homogenizer, which are less affected by crushed media and less likely to cause contamination.

解繊処理工程においては、たとえばイオン性置換基導入繊維を、分散媒により希釈してスラリー状にすることが好ましい。分散媒としては、水、および極性有機溶媒などの有機溶媒から選択される1種または2種以上を使用することができる。極性有機溶媒としては、特に限定されないが、たとえばアルコール類、多価アルコール類、ケトン類、エーテル類、エステル類、非プロトン性極性溶媒等が好ましい。アルコール類としては、たとえばメタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブチルアルコール等が挙げられる。多価アルコール類としては、たとえばエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどが挙げられる。ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)等が挙げられる。エーテル類としては、たとえばジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、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n−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等が挙げられる。エステル類としては、たとえば酢酸エチル、酢酸ブチル等が挙げられる。非プロトン性極性溶媒としてはジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチル−2−ピロリジノン(NMP)等が挙げられる。 In the defibration treatment step, for example, it is preferable to dilute the ionic substituent-introduced fiber with a dispersion medium to form a slurry. As the dispersion medium, one or more selected from water and an organic solvent such as a polar organic solvent can be used. The polar organic solvent is not particularly limited, but for example, alcohols, polyhydric alcohols, ketones, ethers, esters, aprotic polar solvents and the like are preferable. Examples of alcohols include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutyl alcohol and the like. Examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol, propylene glycol, glycerin and the like. Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone (MEK) and the like. Examples of ethers include diethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether and the like. Examples of the esters include ethyl acetate, butyl acetate and the like. Examples of the aprotic polar solvent include dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) and the like.

解繊処理時の微細繊維状セルロースの固形分濃度は適宜設定できる。また、イオン性置換基導入繊維を分散媒に分散させて得たスラリー中には、例えば水素結合性のある尿素などのリンオキソ酸基導入繊維以外の固形分が含まれていてもよい。
解繊処理工程を経て、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む分散液が得られる。このような分散液の固形分濃度は脱泡する工程に供される前に適宜調整されることが好ましい。
The solid content concentration of the fine fibrous cellulose during the defibration treatment can be appropriately set. Further, the slurry obtained by dispersing the ionic substituent-introduced fiber in a dispersion medium may contain a solid content other than the phosphorus oxo acid group-introduced fiber such as urea having a hydrogen bond property.
Through the defibration treatment step, a dispersion liquid containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less is obtained. It is preferable that the solid content concentration of such a dispersion liquid is appropriately adjusted before being subjected to the defoaming step.

(微細繊維状セルロース含有シート)
本発明は、上述した微細繊維状セルロース含有シートの製造方法で製造されたシートに関するものであってもよい。本発明のシートは、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含むシートであって、高透明であり、かつ凹凸の少ないシートである。
(Sheet containing fine fibrous cellulose)
The present invention may relate to a sheet produced by the method for producing a fine fibrous cellulose-containing sheet described above. The sheet of the present invention is a sheet containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less, and is highly transparent and has few irregularities.

シートにおける繊維状セルロースの含有量は、微細繊維状セルロース含有シートの全質量に対して、1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることがさらに好ましい。また、繊維状セルロースの含有量は、微細繊維状セルロース含有シートの全質量に対して、100質量%であってもよいが、スラリーに含まれ得る任意成分を適宜含んでいてもよい。 The content of fibrous cellulose in the sheet is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and 5% by mass or more, based on the total mass of the fine fibrous cellulose-containing sheet. Is even more preferable. The content of the fibrous cellulose may be 100% by mass with respect to the total mass of the fine fibrous cellulose-containing sheet, but may appropriately contain any component that can be contained in the slurry.

上述したような工程で製造される微細繊維状セルロース含有シートの厚みは、5μm以上であることが好ましく8μm以上であることがより好ましく、10μm以上であることがさらに好ましい。また、微細繊維状セルロース含有シートの厚みは、1000μm以下であることが好ましく800μm以下であることがより好ましく、600μm以下であることがさらに好ましい。 The thickness of the fine fibrous cellulose-containing sheet produced by the steps described above is preferably 5 μm or more, more preferably 8 μm or more, and further preferably 10 μm or more. The thickness of the fine fibrous cellulose-containing sheet is preferably 1000 μm or less, more preferably 800 μm or less, and even more preferably 600 μm or less.

微細繊維状セルロース含有シートの坪量(絶乾坪量)は、5g/m2以上であることが好ましく、10g/m2以上であることがより好ましく、20g/m2以上であることがさらに好ましく、30g/m2以上であることが特に好ましい。また、微細繊維状セルロース含有シートの坪量(絶乾坪量)は、1000g/m2以下であることが好ましく、800g/m2以下であることがより好ましく、600g/m2以下であることがさらに好ましい。ここで、微細繊維状セルロース含有シートの坪量は、JIS P 8124:2011に準拠して算出される値である。 The basis weight (absolute dry basis weight) of the fine fibrous cellulose-containing sheet is preferably 5 g / m 2 or more, more preferably 10 g / m 2 or more, and further preferably 20 g / m 2 or more. It is preferably 30 g / m 2 or more, and particularly preferably 30 g / m 2 . The basis weight (absolute dry basis weight) of the fine fibrous cellulose-containing sheet is preferably 1000 g / m 2 or less, more preferably 800 g / m 2 or less, and 600 g / m 2 or less. Is even more preferable. Here, the basis weight of the fine fibrous cellulose-containing sheet is a value calculated in accordance with JIS P 8124: 2011.

微細繊維状セルロース含有シートのヘーズは、たとえば2%以下であることが好ましく、1.5%以下であることがより好ましく、1%以下であることがさらに好ましい。一方で、微細繊維状セルロース含有シートのヘーズの下限値は、とくに限定されず、たとえば0%であってもよい。ここで、微細繊維状セルロース含有シートのヘーズは、JIS K 7136に準拠し、ヘーズメータ(村上色彩技術研究所社製、HM−150)を用いて測定される値である。 The haze of the fine fibrous cellulose-containing sheet is, for example, preferably 2% or less, more preferably 1.5% or less, and even more preferably 1% or less. On the other hand, the lower limit of the haze of the fine fibrous cellulose-containing sheet is not particularly limited and may be, for example, 0%. Here, the haze of the fine fibrous cellulose-containing sheet is a value measured using a haze meter (manufactured by Murakami Color Technology Research Institute, HM-150) in accordance with JIS K 7136.

微細繊維状セルロース含有シートの全光線透過率は、たとえば80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。一方で、微細繊維状セルロース含有シートの全光線透過率の上限値は、とくに限定されず、たとえば100%であってもよい。ここで、微細繊維状セルロース含有シートの全光線透過率は、JIS K 7361に準拠し、ヘーズメータ(村上色彩技術研究所社製、HM−150)を用いて測定される値である。 The total light transmittance of the fine fibrous cellulose-containing sheet is, for example, preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and further preferably 90% or more. On the other hand, the upper limit of the total light transmittance of the fine fibrous cellulose-containing sheet is not particularly limited and may be, for example, 100%. Here, the total light transmittance of the fine fibrous cellulose-containing sheet is a value measured using a haze meter (HM-150, manufactured by Murakami Color Technology Research Institute) in accordance with JIS K 7361.

以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。 The features of the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. The materials, amounts used, ratios, treatment contents, treatment procedures, etc. shown in the following examples can be appropriately changed as long as they do not deviate from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limiting by the specific examples shown below.

[製造例1]
原料パルプとして、王子製紙製の針葉樹クラフトパルプ(固形分93質量%、坪量208g/m2シート状、離解してJIS P 8121に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)が700ml)を使用した。この原料パルプに対してリンオキソ酸化処理を次のようにして行った。まず、上記原料パルプ100質量部(絶乾質量)に、リン酸二水素アンモニウムと尿素の混合水溶液を添加して、リン酸二水素アンモニウム45質量部、尿素120質量部、水150質量部となるように調整し、薬液含浸パルプを得た。次いで、得られた薬液含浸パルプを165℃の熱風乾燥機で200秒加熱し、パルプ中のセルロースにリン酸基を導入し、リンオキソ酸化パルプAを得た。
[Manufacturing Example 1]
As raw material pulp, softwood kraft pulp made by Oji Paper (solid content 93% by mass, basis weight 208 g / m 2 sheet, dissociated and measured according to JIS P 8121, Canadian standard drainage degree (CSF) is 700 ml) It was used. The raw material pulp was subjected to phosphorus oxo oxidation treatment as follows. First, a mixed aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate and urea is added to 100 parts by mass (absolute dry mass) of the raw material pulp to obtain 45 parts by mass of ammonium dihydrogen phosphate, 120 parts by mass of urea, and 150 parts by mass of water. To obtain a chemical-impregnated pulp. Next, the obtained chemical-impregnated pulp was heated in a hot air dryer at 165 ° C. for 200 seconds to introduce a phosphoric acid group into the cellulose in the pulp to obtain phosphoroxo-oxidized pulp A.

[洗浄処理]
次いで、得られたリンオキソ酸化パルプAに対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、リンオキソ酸化パルプA100g(絶乾質量)に対して10Lのイオン交換水を注いで得たパルプ分散液を、パルプが均一に分散するよう撹拌した後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。
[Washing process]
Next, the obtained phosphorus oxo oxide pulp A was washed. The washing treatment is carried out by repeating the operation of pouring 10 L of ion-exchanged water into 100 g (absolute dry mass) of phosphorus oxo-oxidized pulp A, stirring the pulp dispersion liquid so that the pulp is uniformly dispersed, and then filtering and dehydrating the pulp. went. When the electrical conductivity of the filtrate became 100 μS / cm or less, the washing end point was set.

[中和処理]
次いで、洗浄後のリンオキソ酸化パルプに対して中和処理を次のようにして行った。まず、洗浄後のリンオキソ酸化パルプを10Lのイオン交換水で希釈した後、撹拌しながら1Nの水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ添加することにより、pHが12以上13以下のリンオキソ酸化パルプスラリーを得た。次いで、当該リンオキソ酸化パルプスラリーを脱水して、中和処理が施されたリンオキソ酸化パルプAを得た。次いで、中和処理後のリンオキソ酸化パルプAに対して、上記洗浄処理を行った。
[Neutralization]
Next, the washed phosphorus oxo oxide pulp was neutralized as follows. First, the washed phosphorus oxo oxide pulp was diluted with 10 L of ion-exchanged water, and then a 1N aqueous sodium hydroxide solution was added little by little with stirring to obtain a phosphorus oxo oxide pulp slurry having a pH of 12 or more and 13 or less. .. Next, the phosphorus oxo oxide pulp slurry was dehydrated to obtain a neutralized phosphorus oxo oxide pulp A. Next, the phosphorus oxo oxide pulp A after the neutralization treatment was subjected to the above washing treatment.

これにより得られたリンオキソ酸化パルプに対しFT−IRを用いて赤外線吸収スペクトルの測定を行った。その結果、1230cm-1付近にリン酸基のP=Oに基づく吸収が観察され、パルプにリン酸基が付加されていることが確認された。また、得られたリンオキソ酸化パルプAを供試して、X線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。 The infrared absorption spectrum of the resulting phosphorus oxo-oxidized pulp was measured using FT-IR. As a result, absorption of the phosphate group based on P = O was observed around 1230 cm -1 , and it was confirmed that the phosphate group was added to the pulp. Further, when the obtained phosphorus oxo oxide pulp A was tested and analyzed by an X-ray diffractometer, two positions, 2θ = 14 ° or more and 17 ° or less and 2θ = 22 ° or more and 23 ° or less, were located. A typical peak was confirmed in, and it was confirmed that it had cellulose type I crystals.

[解繊処理]
得られたリンオキソ酸化パルプAにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、湿式微粒化装置(スギノマシン社製、スターバースト)で200MPaの圧力にて2回処理し、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液Aを得た。X線回折により、この微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、微細繊維状セルロースの繊維幅を、透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3〜5nmであった。なお、後述する[リンオキソ酸基量の測定]に記載の測定方法で測定されるリンオキソ酸基量(第1解離酸量)は1.45mmol/gだった。なお、総解離酸量は、2.45mmol/gであった。
[Defibering process]
Ion-exchanged water was added to the obtained phosphorus oxo oxide pulp A to prepare a slurry having a solid content concentration of 2% by mass. This slurry was treated twice with a wet atomizer (Starburst, manufactured by Sugino Machine Limited) at a pressure of 200 MPa to obtain a fine fibrous cellulose dispersion A containing fine fibrous cellulose. By X-ray diffraction, it was confirmed that this fine fibrous cellulose maintained the cellulose type I crystal. The fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm. The amount of phosphorus oxo acid group (first dissociated acid amount) measured by the measuring method described in [Measurement of amount of phosphorus oxo acid group] described later was 1.45 mmol / g. The total amount of dissociated acid was 2.45 mmol / g.

[製造例2]
原料パルプとして、王子製紙製の針葉樹クラフトパルプ(固形分93質量%、坪量245g/m2シート状、離解してJIS P 8121に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)が700ml)を使用した。この原料パルプに対してリンオキソ酸化処理を次のようにして行った。まず、上記原料パルプ100質量部(絶乾質量)に、亜リン酸(ホスホン酸)と尿素の混合水溶液を添加して、亜リン酸(ホスホン酸)33質量部、尿素120質量部、水150質量部となるように調製し、薬液含浸パルプを得た。次いで、得られた薬液含浸パルプを165℃の熱風乾燥機で250秒加熱し、パルプ中のセルロースに亜リン酸基を導入し、リンオキソ酸化パルプBを得た。
[Manufacturing Example 2]
As raw material pulp, softwood kraft pulp made by Oji Paper (solid content 93% by mass, basis weight 245 g / m 2 sheet, dissociated and measured according to JIS P 8121, Canadian standard drainage degree (CSF) is 700 ml) It was used. The raw material pulp was subjected to phosphorus oxo oxidation treatment as follows. First, a mixed aqueous solution of phosphorous acid (phosphonic acid) and urea is added to 100 parts by mass (absolute dry mass) of the raw material pulp to add 33 parts by mass of phosphorous acid (phosphonic acid), 120 parts by mass of urea, and 150 parts of water. The amount was adjusted to be parts by mass, and a chemical-impregnated pulp was obtained. Next, the obtained chemical-impregnated pulp was heated in a hot air dryer at 165 ° C. for 250 seconds to introduce a phosphite group into the cellulose in the pulp to obtain phosphorous oxide pulp B.

[洗浄処理]
次いで、得られたリンオキソ酸化パルプBに対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、リンオキソ酸化パルプB100g(絶乾質量)に対して10Lのイオン交換水を注いで得たパルプ分散液を、パルプが均一に分散するよう撹拌した後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。
[Washing process]
Next, the obtained phosphorus oxo oxide pulp B was washed. The washing treatment is carried out by repeating the operation of pouring 10 L of ion-exchanged water into 100 g (absolute dry mass) of phosphorus oxo oxide pulp B, stirring the pulp dispersion liquid so that the pulp is uniformly dispersed, and then filtering and dehydrating the pulp. went. When the electrical conductivity of the filtrate became 100 μS / cm or less, the washing end point was set.

[中和処理]
次いで、洗浄後のリンオキソ酸化パルプBに対して中和処理を次のようにして行った。まず、洗浄後のリンオキソ酸化パルプBを10Lのイオン交換水で希釈した後、撹拌しながら1Nの水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ添加することにより、pHが12以上13以下のリンオキソ酸化パルプスラリーを得た。次いで、当該リンオキソ酸化パルプスラリーを脱水して、中和処理が施されたリンオキソ酸化パルプBを得た。次いで、中和処理後のリンオキソ酸化パルプBに対して、上記洗浄処理を行った。
[Neutralization]
Next, the washed phosphorus oxo oxide pulp B was neutralized as follows. First, the washed phosphorus oxo oxide pulp B is diluted with 10 L of ion-exchanged water, and then a 1N aqueous sodium hydroxide solution is added little by little with stirring to obtain a phosphorus oxo oxide pulp slurry having a pH of 12 or more and 13 or less. It was. Next, the phosphorus oxo oxide pulp slurry was dehydrated to obtain a neutralized phosphorus oxo oxide pulp B. Next, the phosphorus oxo oxide pulp B after the neutralization treatment was subjected to the above washing treatment.

これにより得られたリンオキソ酸化パルプBに対しFT−IRを用いて赤外線吸収スペクトルの測定を行った。その結果、1210cm-1付近に亜リン酸基の互変異性体であるホスホン酸基のP=Oに基づく吸収が観察され、パルプに亜リン酸基(ホスホン酸基)が付加されていることが確認された。また、得られたリンオキソ酸化パルプBを供試して、X線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。 The infrared absorption spectrum of the phosphorus oxo oxide pulp B thus obtained was measured using FT-IR. As a result, absorption based on P = O of the phosphonic acid group, which is a tautomer of the phosphite group, was observed around 1210 cm -1 , and the phosphite group (phosphonic acid group) was added to the pulp. Was confirmed. Further, when the obtained phosphorus oxo oxide pulp B was tested and analyzed by an X-ray diffractometer, two positions, 2θ = 14 ° or more and 17 ° or less and 2θ = 22 ° or more and 23 ° or less, were located. A typical peak was confirmed in, and it was confirmed that it had cellulose type I crystals.

[解繊処理]
得られたリンオキソ酸化パルプBにイオン交換水を添加後、撹拌し、2質量%のスラリーにした。このスラリーを湿式微粒化装置(スギノマシン社製、アルティマイザー)で200MPaの圧力にて3回処理し、微細繊維状セルロース分散液Bを得た。X線回折により、この微細繊維状セルロースBがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、微細繊維状セルロースBの繊維幅を、透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3〜5nmであった。また、後述する[リンオキソ酸基量の測定]に記載の測定方法で測定されるリンオキソ酸基量(第1解離酸量)は1.51mmol/gだった。なお、総解離酸量は、1.54mmol/gであった。
[Defibering process]
Ion-exchanged water was added to the obtained phosphorus oxo oxide pulp B and then stirred to obtain a 2% by mass slurry. This slurry was treated three times with a wet atomizing device (Ultimizer manufactured by Sugino Machine Limited) at a pressure of 200 MPa to obtain a fine fibrous cellulose dispersion B. By X-ray diffraction, it was confirmed that the fine fibrous cellulose B maintained the cellulose type I crystal. The fiber width of the fine fibrous cellulose B was measured using a transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm. The amount of phosphorus oxo acid group (first dissociated acid amount) measured by the measuring method described in [Measurement of phosphorus oxo acid group amount] described later was 1.51 mmol / g. The total amount of dissociated acid was 1.54 mmol / g.

[ポリビニルアルコール水溶液の調製]
イオン交換水に、ポリビニルアルコール(株式会社クラレ製、ポバール105、重合度:500、ケン化度:98〜99mol%)を20質量%になるように加え、95℃で1時間撹拌し、溶解した。このようにしてポリビニルアルコール水溶液を得た。
[Preparation of aqueous polyvinyl alcohol solution]
Polyvinyl alcohol (manufactured by Kuraray Co., Ltd., Poval 105, degree of polymerization: 500, degree of saponification: 98 to 99 mol%) was added to ion-exchanged water so as to be 20% by mass, and the mixture was stirred at 95 ° C. for 1 hour to dissolve it. .. In this way, an aqueous polyvinyl alcohol solution was obtained.

<実施例1>
[微細繊維状セルロース含有シートの作製]
微細繊維状セルロース分散液A中に含まれる固形分質量が100質量部、ポリビニルアルコール水溶液中に含まれる固形分質量が40質量部となるように、微細繊維状セルロース分散液Aとポリビニルアルコール水溶液を混合した。次いで、全固形分濃度が1.8質量%になるようにイオン交換水で希釈し、CNF含有スラリーAを作製した。次に、シートの絶乾坪量が34g/m2になるようにCNF含有スラリーAを計量して、できる限り均一な厚さになるように市販のポリエチレンテレフタレート(PET)板上に展開しウェット膜を作製した。なお、所定の坪量となるようPET板上には堰止用の枠(内寸100mm×100mm、高さ50mm)を配置した。
<Example 1>
[Preparation of fine fibrous cellulose-containing sheet]
The fine fibrous cellulose dispersion A and the polyvinyl alcohol aqueous solution are mixed so that the solid content mass contained in the fine fibrous cellulose dispersion A is 100 parts by mass and the solid content mass contained in the polyvinyl alcohol aqueous solution is 40 parts by mass. Mixed. Next, the slurry A containing CNF was prepared by diluting with ion-exchanged water so that the total solid content concentration was 1.8% by mass. Next, the CNF-containing slurry A is weighed so that the absolute dry basis weight of the sheet is 34 g / m 2 , and spread on a commercially available polyethylene terephthalate (PET) plate so as to have as uniform a thickness as possible and wet. A membrane was prepared. A dammed frame (inner dimensions 100 mm × 100 mm, height 50 mm) was arranged on the PET plate so as to have a predetermined basis weight.

PET板上に形成したウェット膜を140℃に設定した送風乾燥機に15分間入れ水分を蒸発させてCNFシートを得たのち、水分付与量が4g/m2となるよう霧吹きを用いて水分を付与した。このようにして得られたCNFシートの坪量は38g/m2、水分含有率は10.7質量%であった。なお、この水分含有率から、CNF100質量部当たりの水分含有量(CNF対比水分量)を算出したところ、17質量部であった。なお、CNF100質量部当たりの水分含有量は以下の式から算出した。
CNF対比水分量(質量部)=シート中の水分重量(g/m2)/シート中のCNF重量(g/m2)×100
The wet film formed on the PET plate is placed in a blower dryer set at 140 ° C. for 15 minutes to evaporate the water content to obtain a CNF sheet, and then the water content is sprayed to a water content of 4 g / m 2. Granted. The basis weight of the CNF sheet thus obtained was 38 g / m 2 , and the water content was 10.7 mass%. When the water content per 100 parts by mass of CNF (water content relative to CNF) was calculated from this water content, it was 17 parts by mass. The water content per 100 parts by mass of CNF was calculated from the following formula.
Moisture content compared to CNF (parts by mass) = Moisture weight in sheet (g / m 2 ) / CNF weight in sheet (g / m 2 ) x 100

<比較例1>
実施例1において、水分を付与しなかった以外は実施例1と同様にして、CNFシートを得た。得られたCNFシートの坪量は35g/m2、水分含有率は4.5質量%であった。また、CNF100質量部当たりの水分含有量(CNF対比水分量)は7質量部であった。
<Comparative example 1>
In Example 1, a CNF sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that water was not added. The basis weight of the obtained CNF sheet was 35 g / m 2 , and the water content was 4.5% by mass. The water content per 100 parts by mass of CNF (water content relative to CNF) was 7 parts by mass.

<実施例2>
実施例1で微細繊維状セルロース分散液Aの代わりに微細繊維状セルロース分散液Bを用いた以外は、実施例1と同様の手順でCNFシートを作製した。得られたCNFシートの坪量は38g/m2、水分含有率は10.9質量%であった。また、CNF100質量部当たりの水分含有量(CNF対比水分量)は17質量部であった。
<Example 2>
A CNF sheet was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the fine fibrous cellulose dispersion B was used instead of the fine fibrous cellulose dispersion A in Example 1. The basis weight of the obtained CNF sheet was 38 g / m 2 , and the water content was 10.9 mass%. The water content per 100 parts by mass of CNF (water content relative to CNF) was 17 parts by mass.

<実施例3>
実施例1において、微細繊維状セルロース分散液A中に含まれる固形分質量が10質量部、ポリビニルアルコール水溶液中に含まれる固形分質量が90質量部となるように、微細繊維状セルロース分散液Aとポリビニルアルコール水溶液を混合した以外は、実施例1と同様の手順でCNFシートを作製した。得られたCNFシートの坪量は38g/m2、水分含有率は2.5質量%であった。また、CNF100質量部当たりの水分含有量(CNF対比水分量)は26質量部であった。
<Example 3>
In Example 1, the fine fibrous cellulose dispersion A has a solid content of 10 parts by mass in the fine fibrous cellulose dispersion A and 90 parts by mass in the polyvinyl alcohol aqueous solution. And a polyvinyl alcohol aqueous solution were mixed, and a CNF sheet was prepared in the same procedure as in Example 1. The basis weight of the obtained CNF sheet was 38 g / m 2 , and the water content was 2.5% by mass. The water content per 100 parts by mass of CNF (water content relative to CNF) was 26 parts by mass.

<実施例4〜6>
実施例1における水分付与量を表1に記載の量に変更した以外は、実施例1と同様にしてCNFシートを作製した。得られたCNFシートの坪量、水分含有率及びCNF対比水分量は表1に記載のとおりであった。
<Examples 4 to 6>
A CNF sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of water added in Example 1 was changed to the amount shown in Table 1. The basis weight, water content, and water content relative to CNF of the obtained CNF sheet are as shown in Table 1.

<実施例7>
実施例1において、水分付与量が6g/m2となるようメイヤーバーを用いてイオン交換水を塗工し、水分を付与した以外は実施例1と同様にしてCNFシートを作製した。得られたCNFシートの坪量は40g/m2、水分含有率は15.1質量%であった。また、CNF100質量部当たりの水分含有量(CNF対比水分量)は25質量部であった。
<Example 7>
In Example 1, ion-exchanged water was applied using a Mayer bar so that the amount of water added was 6 g / m 2, and a CNF sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that water was applied. The basis weight of the obtained CNF sheet was 40 g / m 2 , and the water content was 15.1% by mass. The water content per 100 parts by mass of CNF (water content relative to CNF) was 25 parts by mass.

<実施例8>
送風乾燥機の温度を105℃、乾燥時間を20分とした以外は、実施例1と同様にしてシートを作製した。得られたCNFシートの坪量は38g/m2、水分含有率は10.4質量%であった。また、CNF100質量部当たりの水分含有量(CNF対比水分量)は16質量部であった。
<Example 8>
A sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the blower dryer was 105 ° C. and the drying time was 20 minutes. The basis weight of the obtained CNF sheet was 38 g / m 2 , and the water content was 10.4% by mass. The water content per 100 parts by mass of CNF (water content relative to CNF) was 16 parts by mass.

<比較例2>
送風乾燥機の温度を105℃、乾燥時間を20分とした以外は、比較例1と同様の操作を行った。得られたCNFシートの坪量は35g/m2、水分含有率は4.7質量%であった。また、CNF100質量部当たりの水分含有量(CNF対比水分量)は7質量部であった。
<Comparative example 2>
The same operation as in Comparative Example 1 was performed except that the temperature of the blower dryer was 105 ° C. and the drying time was 20 minutes. The basis weight of the obtained CNF sheet was 35 g / m 2 , and the water content was 4.7 mass%. The water content per 100 parts by mass of CNF (water content relative to CNF) was 7 parts by mass.

<実施例9〜11>
実施例8おける水分付与量を表1に記載の量に変更した以外は、実施例8と同様にしてCNFシートを作製した。得られたCNFシートの坪量、水分含有率及びCNF対比水分量は表1に記載のとおりであった。
<Examples 9 to 11>
A CNF sheet was prepared in the same manner as in Example 8 except that the amount of water added in Example 8 was changed to the amount shown in Table 1. The basis weight, water content, and water content relative to CNF of the obtained CNF sheet are as shown in Table 1.

<実施例12>
実施例8において、水分付与量が6g/m2となるようメイヤーバーを用いてイオン交換水を塗工し、水分を付与した以外は実施例6と同様にしてCNFシートを作製した。得られたCNFシートの坪量は40g/m2、水分含有率は14.9質量%であった。また、CNF100質量部当たりの水分含有量(CNF対比水分量)は25質量部であった。
<Example 12>
In Example 8, ion-exchanged water was applied using a Mayer bar so that the amount of water added was 6 g / m 2, and a CNF sheet was prepared in the same manner as in Example 6 except that water was applied. The basis weight of the obtained CNF sheet was 40 g / m 2 , and the water content was 14.9 mass%. The water content per 100 parts by mass of CNF (water content relative to CNF) was 25 parts by mass.

<実施例13>
乾燥時間を8分とした以外は、比較例1と同様の操作を行った。得られたCNFシートの坪量は39g/m2、水分含有率は13.1質量%であった。また、CNF100質量部当たりの水分含有量(CNF対比水分量)は21質量部であった。
<Example 13>
The same operation as in Comparative Example 1 was performed except that the drying time was set to 8 minutes. The basis weight of the obtained CNF sheet was 39 g / m 2 , and the water content was 13.1% by mass. The water content per 100 parts by mass of CNF (water content relative to CNF) was 21 parts by mass.

<比較例3>
乾燥時間を5分とした以外は、比較例1と同様の操作を行った。得られたCNFシートの坪量は304g/m2、水分含有率は88.9質量%であった。また、CNF100質量部当たりの水分含有量(CNF対比水分量)は1121質量部であった。
<Comparative example 3>
The same operation as in Comparative Example 1 was performed except that the drying time was set to 5 minutes. The basis weight of the obtained CNF sheet was 304 g / m 2 , and the water content was 88.9 mass%. The water content per 100 parts by mass of CNF (water content relative to CNF) was 1121 parts by mass.

<実施例14>
比較例3の操作の後、140℃の送風乾燥機にさらに3分の追加乾燥を行った。得られたCNFシートの坪量は39g/m2、水分含有率は13.0質量%であった。また、CNF100質量部当たりの水分含有量(CNF対比水分量)は21質量部であった。
<Example 14>
After the operation of Comparative Example 3, an additional 3 minutes of additional drying was performed in a blower dryer at 140 ° C. The basis weight of the obtained CNF sheet was 39 g / m 2 , and the water content was 13.0% by mass. The water content per 100 parts by mass of CNF (water content relative to CNF) was 21 parts by mass.

(測定)
〔リンオキソ酸基の測定〕
微細繊維状セルロースのリンオキソ酸基量は、対象となる微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液をイオン交換水で含有量が0.2質量%となるように希釈して作製した繊維状セルロース含有スラリーに対し、イオン交換樹脂による処理を行った後、アルカリを用いた滴定を行うことにより測定した。
イオン交換樹脂による処理は、上記繊維状セルロース含有スラリーに体積で1/10の強酸性イオン交換樹脂(アンバージェット1024;オルガノ株式会社、コンディショング済)を加え、1時間振とう処理を行った後、目開き90μmのメッシュ上に注いで樹脂とスラリーを分離することにより行った。
また、アルカリを用いた滴定は、イオン交換樹脂による処理後の繊維状セルロース含有スラリーに、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を5秒に10μLずつ加えながら、スラリーが示すpHの値の変化を計測することにより行った。なお、滴定開始の15分前から窒素ガスをスラリーに吹き込みながら滴定を行った。この中和滴定では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットした曲線において、増分(pHのアルカリ滴下量に対する微分値)が極大となる点が二つ観測される。これらのうち、アルカリを加えはじめて先に得られる増分の極大点を第1終点と呼び、次に得られる増分の極大点を第2終点と呼ぶ(図1)。滴定開始から第1終点までに必要としたアルカリ量が、滴定に使用したスラリー中の第1解離酸量と等しくなる。また、滴定開始から第2終点までに必要としたアルカリ量が滴定に使用したスラリー中の総解離酸量と等しくなる。なお、滴定開始から第1終点までに必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除した値を第1解離酸量(mmol/g)とした。また、滴定開始から第2終点までに必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除した値を総解離酸量(mmol/g)とした。
(Measurement)
[Measurement of phosphorus oxo acid groups]
The amount of phosphorus oxo acid groups in the fine fibrous cellulose is a fibrous form prepared by diluting a fine fibrous cellulose dispersion containing the target fine fibrous cellulose with ion exchange water so that the content is 0.2% by mass. The measurement was carried out by treating the cellulose-containing slurry with an ion exchange resin and then performing titration with an alkali.
In the treatment with the ion exchange resin, a strongly acidic ion exchange resin (Amberjet 1024; Organo Corporation, which has been conditioned) with a volume of 1/10 is added to the fibrous cellulose-containing slurry, and the mixture is shaken for 1 hour. , The resin and the slurry were separated by pouring on a mesh having a mesh size of 90 μm.
For titration using alkali, the change in pH value indicated by the slurry is measured while adding 10 μL of a 0.1 N sodium hydroxide aqueous solution to the fibrous cellulose-containing slurry treated with an ion exchange resin every 5 seconds. I went by doing. The titration was carried out while blowing nitrogen gas into the slurry from 15 minutes before the start of the titration. In this neutralization titration, two points are observed in which the increment (differential value of pH with respect to the amount of alkali dropped) becomes maximum in the curve plotting the measured pH with respect to the amount of alkali added. Of these, the maximum point of the increment obtained first when alkali is added is called the first end point, and the maximum point of the increment obtained next is called the second end point (FIG. 1). The amount of alkali required from the start of the titration to the first end point is equal to the amount of the first dissociated acid in the slurry used for the titration. Further, the amount of alkali required from the start of titration to the second end point becomes equal to the total amount of dissociated acid in the slurry used for titration. The amount of alkali (mmol) required from the start of titration to the first end point divided by the solid content (g) in the slurry to be titrated was defined as the amount of first dissociating acid (mmol / g). Further, the value obtained by dividing the amount of alkali (mmol) required from the start of titration to the second end point by the solid content (g) in the slurry to be titrated was defined as the total amount of dissociated acid (mmol / g).

〔水分含有率〕
シートの水分含有率は以下のようにして測定した。まず、シートを10cm×10cmのサイズに切りだし、重量(1)を測定した。その後、乾燥機で該シートを十分乾燥し、乾燥後の重量(2)を測定し、以下の式で水分含有率を算出した。
水分含有率(%)=(重量(1)−重量(2))/重量(1)×100
[Moisture content]
The water content of the sheet was measured as follows. First, the sheet was cut into a size of 10 cm × 10 cm, and the weight (1) was measured. Then, the sheet was sufficiently dried with a dryer, the weight (2) after drying was measured, and the water content was calculated by the following formula.
Moisture content (%) = (weight (1) -weight (2)) / weight (1) x 100

(評価)
[外観の評価]
CNFシートの外観を以下の基準で評価した。
○:CNFシート製造後、PET板上からCNFシートを割れることなく剥離でき、更にシートに含まれる余計な水分によって凹んだり跡が付かない。
×:CNFシートの製造過程において、PET板上からCNFシートが剥離した、もしくは、CNFシートの製造後にPET板上からCNFシート剥離した際、シートが割れた、あるいはシートに含まれる余計な水分によって凹む、もしくは跡が付く。
(Evaluation)
[Appearance evaluation]
The appearance of the CNF sheet was evaluated according to the following criteria.
◯: After manufacturing the CNF sheet, the CNF sheet can be peeled off from the PET plate without cracking, and further, no dents or marks are left due to the excess moisture contained in the sheet.
X: When the CNF sheet was peeled off from the PET plate in the manufacturing process of the CNF sheet, or when the CNF sheet was peeled off from the PET board after the production of the CNF sheet, the sheet was cracked or due to excess moisture contained in the sheet. It is dented or has marks.

[剥離性の評価]
CNFシートの剥離性を以下の基準で評価した。
○:CNFシートの製造過程において、PET板上からCNFシートが剥離せず、かつCNFシートの製造後には、PET板上からCNFシートを割れなく剥離できた。
×:CNFシートの製造過程において、PET板上からCNFシートが剥離した、もしくは、CNFシートの製造後にPET板上からCNFシート剥離した際、シートが割れた。
[Evaluation of peelability]
The peelability of the CNF sheet was evaluated according to the following criteria.
◯: In the process of manufacturing the CNF sheet, the CNF sheet did not peel off from the PET plate, and after the production of the CNF sheet, the CNF sheet could be peeled off from the PET board without cracking.
X: In the process of manufacturing the CNF sheet, the CNF sheet was peeled off from the PET plate, or when the CNF sheet was peeled off from the PET board after the production of the CNF sheet, the sheet was cracked.

実施例では、シート化工程中において、CNF対比水分量を所定範囲内としたため、割れがなく凹みが少ない、外観に優れたシートが得られた。なお、比較例3では、湿紙状態であったため、シート状に剥離すること自体が不可能であった。 In the example, since the water content relative to CNF was kept within a predetermined range during the sheet forming step, a sheet having no cracks and few dents and having an excellent appearance was obtained. In Comparative Example 3, since it was in a wet paper state, it was impossible to peel it into a sheet.

Claims (5)

繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含むシートの製造方法であって、
シート化工程中に前記シートの水分量を、前記繊維状セルロース100質量部に対して10質量部以上1000質量部以下に調湿する工程を含む、シートの製造方法。
A method for producing a sheet containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less.
A method for producing a sheet, which comprises a step of adjusting the moisture content of the sheet to 10 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the fibrous cellulose during the sheet forming step.
前記調湿する工程は、乾燥工程もしくは水分付与工程である請求項1に記載のシートの製造方法。 The sheet manufacturing method according to claim 1, wherein the humidity control step is a drying step or a hydration step. 前記調湿する工程は、水分付与工程であり、
前記水分付与工程では、前記シートの水分量を、前記繊維状セルロース100質量部に対して10質量部以上1000質量部以下となるように水分を付与する請求項1又は2に記載のシートの製造方法。
The humidity control step is a moisture addition step.
The production of the sheet according to claim 1 or 2, wherein in the water addition step, water is added so that the water content of the sheet is 10 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the fibrous cellulose. Method.
前記水分付与工程は、水分を塗工もしくは噴霧する工程である請求項3に記載のシートの製造方法。 The sheet manufacturing method according to claim 3, wherein the water-imparting step is a step of coating or spraying water. 前記水分付与工程は、乾燥工程の後に設けられる請求項3又は4に記載のシートの製造方法。 The method for producing a sheet according to claim 3 or 4, wherein the hydration step is provided after the drying step.
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