JP2020185680A - Pattern formation substrate - Google Patents

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Abstract

To provide a pattern formation substrate with good patterning properties.SOLUTION: There is provided a pattern formation substrate that comprises: a base layer containing fibrous cellulose with a fiber width of 1000 nm or less; and a resin layer, in which a content of a low molecular weight compound having a molecular weight of 400 or less in the base layer is 20 mass% or less based on the total mass% of the base layer.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、パターン形成用基材に関する。具体的には、本発明は、微細繊維状セルロースを含むパターン形成用基材に関する。 The present invention relates to a base material for pattern formation. Specifically, the present invention relates to a pattern-forming substrate containing fine fibrous cellulose.

近年、石油資源の代替及び環境意識の高まりから、再生産可能な天然繊維を利用した材料が着目されている。天然繊維の中でも、繊維径が10μm以上50μm以下の繊維状セルロース、特に木材由来の繊維状セルロース(パルプ)は、主に紙製品としてこれまで幅広く使用されてきた。 In recent years, due to the substitution of petroleum resources and increasing environmental awareness, materials using reproducible natural fibers have been attracting attention. Among natural fibers, fibrous cellulose having a fiber diameter of 10 μm or more and 50 μm or less, particularly fibrous cellulose (pulp) derived from wood, has been widely used mainly as paper products.

繊維状セルロースとしては、繊維径が1μm以下の微細繊維状セルロースも知られている。また、このような微細繊維状セルロースから構成されるシートや、微細繊維状セルロース含有シートと樹脂層を含む複合体が開発されている。微細繊維状セルロースを含有するシートや複合体においては、繊維同士の接点が著しく増加することから、引張強度等が大きく向上することが知られている。また、繊維幅が可視光の波長より短くなることで、透明度が大きく向上することも知られている。 As the fibrous cellulose, fine fibrous cellulose having a fiber diameter of 1 μm or less is also known. Further, a sheet composed of such fine fibrous cellulose and a composite containing a fine fibrous cellulose-containing sheet and a resin layer have been developed. It is known that in sheets and composites containing fine fibrous cellulose, the contact points between fibers are remarkably increased, so that the tensile strength and the like are greatly improved. It is also known that the transparency is greatly improved when the fiber width is shorter than the wavelength of visible light.

このような微細繊維状セルロースを含むシートを、配線基板や回路基板に用いることも検討されている。例えば、特許文献1〜4には、微細繊維状セルロースを含むシートに樹脂成分を含浸させることで複合シートを形成し、この複合シートを配線基板や回路基板の用途に用いることが開示されている。また、特許文献5には、セルロース繊維および低分子滑剤を含有するセルロース繊維複合フィルムが開示されており、このような複合フィルムを配線基板に用いることが検討されている。 It is also being considered to use such a sheet containing fine fibrous cellulose for a wiring board or a circuit board. For example, Patent Documents 1 to 4 disclose that a composite sheet is formed by impregnating a sheet containing fine fibrous cellulose with a resin component, and the composite sheet is used for a wiring board or a circuit board. .. Further, Patent Document 5 discloses a cellulose fiber composite film containing a cellulose fiber and a low molecular weight lubricant, and it is considered to use such a composite film as a wiring substrate.

特開2005−060680号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-060680 特開2016−089022号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-089022 特開2018−132655号公報JP-A-2018-132655 特開2018−170518号公報JP-A-2018-170518 特開2017−078151号公報JP-A-2017-0781151

上述したような微細繊維状セルロースを含む複合シートをパターン形成用基材として用いる場合、高精度のパターン形成を可能とする基板であることが求められている。すなわち、微細繊維状セルロースを含む複合シートであって、パターニング性が良好な複合シートの開発が求められている。 When a composite sheet containing fine fibrous cellulose as described above is used as a base material for pattern formation, it is required to be a substrate capable of forming a pattern with high accuracy. That is, there is a demand for the development of a composite sheet containing fine fibrous cellulose and having good patterning properties.

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、パターニング性に優れた複合シート(パターン形成用基材)を提供することを目的として検討を進めた。 Therefore, in order to solve the problems of the prior art, the present inventors have proceeded with studies for the purpose of providing a composite sheet (base material for pattern formation) having excellent patterning property.

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、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む基層に、樹脂層を積層することで、パターニング性に優れた複合シート(パターン形成用基材)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 have achieved a composite sheet having excellent patterning property by laminating a resin layer on a base layer containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less. It was found that (a substrate for pattern formation) 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基層と、樹脂層とを含むパターン形成用基材であって、
基層における分子量が400以下の低分子化合物の含有量は、基層の全質量に対して、20質量%未満である、パターン形成用基材。
[2] 密度が1.00g/cm3以上である、[1]に記載のパターン形成用基材。
[3] 引張弾性率が2.0GPa以上である、[1]又は[2]に記載のパターン形成用基材。
[4] ヘーズが10.0%以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載のパターン形成用基材。
[5] パターン形成用基材を温度110℃、窒素雰囲気下に1時間保持した後の収縮率が1.2%以下である、[1]〜[4]のいずれかに記載のパターン形成用基材。
[6] 樹脂層の表面の算術平均粗さが100nm以下である、[1]〜[5]のいずれかに記載のパターン形成用基材。
[7] 樹脂層の表面の水接触角が60°以上である、[1]〜[6]のいずれかに記載のパターン形成用基材。
[8] 繊維状セルロースの含有量は、パターン形成用基材の全質量に対して10質量%以上である、[1]〜[7]のいずれかに記載のパターン形成用基材。
[9] 繊維状セルロースは、リンオキソ酸又はリンオキソ酸に由来する置換基を有する、[1]〜[8]のいずれかに記載のパターン形成用基材。
[10] 樹脂層は、疎水性樹脂を含む、[1]〜[9]のいずれかに記載のパターン形成用基材。
[11] 基層は親水性高分子をさらに含む、[1]〜[10]のいずれかに記載のパターン形成用基材。
[1] A base material for pattern formation containing a base layer containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a resin layer.
A base material for pattern formation in which the content of a low molecular weight compound having a molecular weight of 400 or less in the base layer is less than 20% by mass with respect to the total mass of the base layer.
[2] The base material for pattern formation according to [1], which has a density of 1.00 g / cm 3 or more.
[3] The base material for pattern formation according to [1] or [2], which has a tensile elastic modulus of 2.0 GPa or more.
[4] The base material for pattern formation according to any one of [1] to [3], wherein the haze is 10.0% or less.
[5] The pattern-forming substrate according to any one of [1] to [4], wherein the pattern-forming substrate has a shrinkage rate of 1.2% or less after being held in a nitrogen atmosphere at a temperature of 110 ° C. for 1 hour. Base material.
[6] The base material for pattern formation according to any one of [1] to [5], wherein the arithmetic average roughness of the surface of the resin layer is 100 nm or less.
[7] The base material for pattern formation according to any one of [1] to [6], wherein the water contact angle on the surface of the resin layer is 60 ° or more.
[8] The pattern-forming substrate according to any one of [1] to [7], wherein the content of the fibrous cellulose is 10% by mass or more with respect to the total mass of the pattern-forming substrate.
[9] The pattern-forming base material according to any one of [1] to [8], wherein the fibrous cellulose has a phosphoric acid or a substituent derived from the phosphoric acid.
[10] The pattern-forming base material according to any one of [1] to [9], wherein the resin layer contains a hydrophobic resin.
[11] The pattern-forming base material according to any one of [1] to [10], wherein the base layer further contains a hydrophilic polymer.

本発明によれば、パターニング性に優れた複合シート(パターン形成用基材)を得ることができる。 According to the present invention, a composite sheet (base material for pattern formation) having excellent patterning properties can be obtained.

図1は、本発明のパターン形成用基材の構成を説明する断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the pattern forming base material of the present invention. 図2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. 2 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH added dropwise and the pH of a fibrous cellulose-containing slurry having a phosphorus oxo acid group. 図3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. 3 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.

(パターン形成用基材)
本発明は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む基層と、樹脂層とを含むパターン形成用基材であって、基層における分子量が400以下の低分子化合物の含有量は、基層の全質量に対して、20質量%未満である、パターン形成用基材に関する。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。
(Base material for pattern formation)
The present invention is a pattern-forming base material containing a base layer containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a resin layer, and the content of a low molecular weight compound having a molecular weight of 400 or less in the base layer is the entire base layer. It relates to a pattern-forming substrate which is less than 20% by mass with respect to the mass. 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.

図1は、本発明のパターン形成用基材の構成を説明する断面図である。図1に示されているように、本発明のパターン形成用基材10は、微細繊維状セルロースを含む基層2と樹脂層6を有する。基層2と樹脂層6は、いずれか一方の面で接した状態となるように積層されている。なお、パターン形成用基材は、基層2と樹脂層6を少なくとも1層ずつ有していればよいが、基層2を2層以上有していてもよく、樹脂層6を2層以上有するものであってもよい。例えば、基層2の両面に樹脂層6を有する構造であってもよい。 FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the pattern forming base material of the present invention. As shown in FIG. 1, the pattern-forming base material 10 of the present invention has a base layer 2 containing fine fibrous cellulose and a resin layer 6. The base layer 2 and the resin layer 6 are laminated so as to be in contact with each other on one of the surfaces. The pattern-forming base material may have at least one base layer 2 and one resin layer 6, but may have two or more base layers 2 and two or more resin layers 6. It may be. For example, the structure may have a resin layer 6 on both sides of the base layer 2.

本発明のパターン形成用基材は上記構成を有するため、パターニング性に優れている。具体的には、常温常圧環境下におけるパターン形成用基材のパターニング性が良好である。例えば、パターン形成用基材を常温常湿環境下に24時間静置した後にフォトマスクを用いてパターンを形成した場合、パターニング性が良好である。 Since the pattern-forming base material of the present invention has the above-mentioned structure, it is excellent in patterning property. Specifically, the patterning property of the base material for pattern formation under a normal temperature and pressure environment is good. For example, when the pattern-forming substrate is allowed to stand in a normal temperature and humidity environment for 24 hours and then a pattern is formed using a photomask, the patterning property is good.

パターニング形成面は、パターン形成用基材の樹脂層側の面である。すなわち、本発明のパターン形成用基材において、樹脂層の露出面にパターンが形成される。パターニング性は、樹脂層上に形成されたパターン上に金などの金属を蒸着させて、蒸着パターン(例えば、ライン及び/又はスペース幅)を測定することで評価できる。 The patterning forming surface is a surface on the resin layer side of the pattern forming base material. That is, in the pattern-forming base material of the present invention, a pattern is formed on the exposed surface of the resin layer. The patterning property can be evaluated by depositing a metal such as gold on the pattern formed on the resin layer and measuring the vapor deposition pattern (for example, line and / or space width).

本発明のパターン形成用基材は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む基層を有する。微細繊維状セルロースの含有量は、パターン形成用基材の全質量に対して10質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることがさらに好ましく、70質量%以上であることが一層好ましい。 The pattern-forming substrate of the present invention has a base layer containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less. The content of the fine fibrous cellulose is preferably 10% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and further preferably 60% by mass or more, based on the total mass of the pattern-forming base material. It is preferably 70% by mass or more, and more preferably 70% by mass or more.

本発明のパターン形成用基材の全体厚みは、特に制限されるものではないが、10μm以上であることが好ましく、20μm以上であることがより好ましく、30μm以上であることがさらに好ましい。また、パターン形成用基材の全体厚みは、1mm以下であることが好ましく、700μm以下であることがより好ましく、500μm以下であることがさらに好ましい。パターン形成用基材の厚みは形成されるパターン形状やその用途に応じて適宜調整することが好ましい。 The overall thickness of the pattern-forming substrate of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and even more preferably 30 μm or more. The overall thickness of the pattern-forming substrate is preferably 1 mm or less, more preferably 700 μm or less, and even more preferably 500 μm or less. It is preferable that the thickness of the base material for pattern formation is appropriately adjusted according to the shape of the pattern to be formed and its use.

パターン形成用基材の基層の厚みは5μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましく、15μm以上であることがさらに好ましい。また、基層の厚みは、995μm以下であることが好ましく、695μm以下であることがより好ましく、495μm以下であることがさらに好ましい。ここで、パターン形成用基材を構成する基層の厚さは、ウルトラミクロトームUC−7(JEOL社製)によってパターン形成用基材の断面を切り出し、当該断面を電子顕微鏡、拡大鏡又は目視で観察して、測定される値である。パターン形成用基材に基層が複数層含まれている場合は、合計の基層の厚みが上記範囲内であることが好ましい。 The thickness of the base layer of the pattern-forming substrate is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and even more preferably 15 μm or more. The thickness of the base layer is preferably 995 μm or less, more preferably 695 μm or less, and further preferably 495 μm or less. Here, the thickness of the base layer constituting the pattern-forming base material is determined by cutting out a cross section of the pattern-forming base material with an ultramicrotome UC-7 (manufactured by JEOL Ltd.) and observing the cross section with an electron microscope, a magnifying glass or visually. Then, it is a value to be measured. When the pattern-forming substrate contains a plurality of base layers, the total thickness of the base layers is preferably within the above range.

パターン形成用基材の樹脂層の厚みは0.1μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがより好ましく、1μm以上であることがさらに好ましい。また、樹脂層の厚みは、20μm以下であることが好ましく、15μm以下であることがより好ましく、10μm以下であることがさらに好ましい。ここで、パターン形成用基材を構成する樹脂層の厚さは、ウルトラミクロトームUC−7(JEOL社製)によってパターン形成用基材の断面を切り出し、当該断面を電子顕微鏡、拡大鏡又は目視で観察して、測定される値である。パターン形成用基材に樹脂層が複数層含まれている場合は、合計の樹脂層の厚みが上記範囲内であることが好ましい。 The thickness of the resin layer of the pattern-forming base material is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, and further preferably 1 μm or more. The thickness of the resin layer is preferably 20 μm or less, more preferably 15 μm or less, and even more preferably 10 μm or less. Here, the thickness of the resin layer constituting the pattern-forming base material is determined by cutting out a cross section of the pattern-forming base material with an ultramicrotome UC-7 (manufactured by JEOL Ltd.) and visually examining the cross section with an electron microscope, a magnifying glass or a visual microscope. It is a value that is observed and measured. When the pattern-forming base material contains a plurality of resin layers, the total thickness of the resin layers is preferably within the above range.

パターン形成用基材の密度は、1.00g/cm3以上であることが好ましく、1.20g/cm3以上であることがより好ましく、1.30g/cm3以上であることがさらに好ましく、1.40g/cm3以上であることが特に好ましい。パターン形成用基材の密度は、パターン形成用基材の坪量を厚みで除すことで算出した。なお、パターン形成用基材の厚みは触針式厚さ計(マール社製、ミリトロン1202D)で測定することができる。 The density of the pattern forming substrate, is preferably 1.00 g / cm 3 or more, more preferably 1.20 g / cm 3 or more, still more preferably 1.30 g / cm 3 or more, It is particularly preferably 1.40 g / cm 3 or more. The density of the pattern-forming base material was calculated by dividing the basis weight of the pattern-forming base material by the thickness. The thickness of the base material for pattern formation can be measured with a stylus type thickness gauge (Millitron 1202D manufactured by Marl Co., Ltd.).

パターン形成用基材の全光線透過率は、60%以上が好ましく、70%以上がより好ましく、80%以上がさらに好ましく、90%以上が特に好ましい。パターン形成用基材の全光線透過率を上記範囲とすることにより、パターニングプロセスにおいて光学的な位置決めを行う場合などにおいてパターン形成用基材の適合性が高められる。ここで、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 pattern-forming substrate is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, further preferably 80% or more, and particularly preferably 90% or more. By setting the total light transmittance of the pattern-forming base material within the above range, the compatibility of the pattern-forming base material is enhanced in the case of performing optical positioning in the patterning process. Here, the total light transmittance is a value measured using a haze meter (manufactured by Murakami Color Technology Research Institute, HM-150) in accordance with JIS K 7361.

パターン形成用基材のヘーズは、10.0%以下が好ましく、5.0%以下がより好ましく、2.5%以下がさらに好ましく、2.0%以下が一層好ましく、1.5%以下がより一層好ましく、1.0%以下が特に好ましい。パターン形成用基材のヘーズを上記範囲とすることにより、パターニングプロセスにおいて光学的な位置決めを行う場合などにおいてパターン形成用基材の適合性が高められる。ここで、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 base material for pattern formation is preferably 10.0% or less, more preferably 5.0% or less, further preferably 2.5% or less, further preferably 2.0% or less, and 1.5% or less. Even more preferably, 1.0% or less is particularly preferable. By setting the haze of the pattern-forming base material within the above range, the compatibility of the pattern-forming base material is enhanced when optical positioning is performed in the patterning process. Here, the haze is a value measured using a haze meter (HM-150, manufactured by Murakami Color Technology Research Institute) in accordance with JIS K 7136.

パターン形成用基材の23℃、相対湿度50%における引張弾性率は、2.0GPa以上であることが好ましく、2.5GPa以上であることがより好ましく、3.0GPa以上であることがさらに好ましく、5.0GPa以上であることが一層好ましく、7.0GPa以上であることがより一層好ましく、8.0GPa以上であることがさらに一層好ましく、9.0GPa以上であることが特に好ましい。また、パターン形成用基材の23℃、相対湿度50%における引張弾性率は、30GPa以下であることが好ましい。パターン形成用基材の引張弾性率は、JIS P 8113に準拠して測定される値であり、引張弾性率は、SSカーブ(応力−ひずみ曲線)における正の最大の傾き値から算出される値である。 The tensile elastic modulus of the pattern-forming substrate at 23 ° C. and 50% relative humidity is preferably 2.0 GPa or more, more preferably 2.5 GPa or more, and even more preferably 3.0 GPa or more. , 5.0 GPa or more, more preferably 7.0 GPa or more, even more preferably 8.0 GPa or more, and particularly preferably 9.0 GPa or more. Further, the tensile elastic modulus of the pattern-forming base material at 23 ° C. and 50% relative humidity is preferably 30 GPa or less. The tensile elastic modulus of the pattern-forming substrate is a value measured in accordance with JIS P 8113, and the tensile elastic modulus is a value calculated from the maximum positive inclination value in the SS curve (stress-strain curve). Is.

パターン形成用基材を温度110℃、窒素雰囲気下に1時間保持した後の、収縮率は、1.5%未満であることが好ましく、1.2%以下であることがより好ましく、1.0%以下であることがさらに好ましく、0.8%以下であることが一層好ましく、0.7%以下であることが特に好ましい。パターン形成用基材の収縮率を上記範囲内とすることにより、よりパターニング性を高めることができる。ここで、パターン形成用基材の収縮率は、3mm幅×30mm長のパターン形成用基材を熱機械分析装置にセットした後、引っ張りモードでチャック間20mm、荷重10g、窒素雰囲気下に設定し、室温から110℃まで5℃/minで昇温、その後1時間保持した後の寸法変化率である。具体的には、以下の計算式で算出される値である。
収縮率(%)=|B−A|/A×100
Aは、分析装置にセットした初期状態(温度は室温)のチャック間距離(mm)であり、Bは、110℃で昇温し、1時間保持した後のチャック間距離(mm)である。
After holding the pattern-forming substrate in a nitrogen atmosphere at a temperature of 110 ° C. for 1 hour, the shrinkage rate is preferably less than 1.5%, more preferably 1.2% or less. It is more preferably 0% or less, further preferably 0.8% or less, and particularly preferably 0.7% or less. By setting the shrinkage rate of the pattern-forming base material within the above range, the patterning property can be further improved. Here, the shrinkage rate of the pattern-forming base material is set to 20 mm between chucks, a load of 10 g, and a nitrogen atmosphere in a tension mode after setting a pattern-forming base material having a width of 3 mm and a length of 30 mm in a thermomechanical analyzer. The dimensional change rate after raising the temperature from room temperature to 110 ° C. at 5 ° C./min and then holding for 1 hour. Specifically, it is a value calculated by the following formula.
Shrinkage rate (%) = | BA | / A × 100
A is the inter-chuck distance (mm) in the initial state (temperature is room temperature) set in the analyzer, and B is the inter-chuck distance (mm) after the temperature is raised at 110 ° C. and held for 1 hour.

パターン形成用基材の線熱膨張係数は、50ppm/K以下であることが好ましく、
40ppm/K以下であることがより好ましく、30ppm/K以下であることがさらに好ましい。パターン形成用基材の線熱膨張係数は、4mm幅×30mm長のパターン形成用基材を熱機械分析装置(日立ハイテク社製、TMA7100)にセットした後、引っ張りモードでチャック間20mm、荷重10g、窒素雰囲気下で室温から180℃まで5℃/分で昇温、180℃から25℃まで5℃/分で降温した際の、100℃から150℃の測定値から算出される値である。
The coefficient of linear thermal expansion of the pattern-forming substrate is preferably 50 ppm / K or less.
It is more preferably 40 ppm / K or less, and further preferably 30 ppm / K or less. The coefficient of linear thermal expansion of the pattern-forming base material is 4 mm wide x 30 mm long, after the pattern-forming base material is set in a thermomechanical analyzer (TMA7100, manufactured by Hitachi High-Tech), the chuck distance is 20 mm and the load is 10 g in the pull mode. It is a value calculated from the measured values of 100 ° C. to 150 ° C. when the temperature is raised from room temperature to 180 ° C. at 5 ° C./min and lowered from 180 ° C. to 25 ° C. at 5 ° C./min under a nitrogen atmosphere.

パターン形成用基材の表面粗さ(算術平均)は、10nm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く、6nm以下であることがさらに好ましく、4nm以下であることが特に好ましい。ここで、パターン形成用基材の表面粗さ(算術平均)は、パターン形成用基材の樹脂層の表面の算術平均粗さである。表面粗さ(算術平均)は、原子間力顕微鏡(Veeco社製、NanoScope IIIa)を用いて、10μm四方の算術平均粗さを測定し、得られる値である。 The surface roughness (arithmetic mean) of the pattern-forming substrate is preferably 10 nm or less, more preferably 8 nm or less, further preferably 6 nm or less, and particularly preferably 4 nm or less. Here, the surface roughness (arithmetic mean) of the pattern-forming base material is the arithmetic mean roughness of the surface of the resin layer of the pattern-forming base material. The surface roughness (arithmetic mean) is a value obtained by measuring the arithmetic mean roughness of 10 μm square using an atomic force microscope (NanoScope IIIa manufactured by Veeco).

パターン形成用基材の表面の水接触角は60°以上であることが好ましく、65°以上であることがより好ましく、70°以上であることがさらに好ましい。ここで、パターン形成用基材の表面の水接触角は、パターン形成用基材の樹脂層の表面の水接触角である。パターン形成用基材の表面の水接触角は、パターン形成用基材の表面に蒸留水を4μL滴下し、滴下後30秒後の水接触角である。測定には、動的水接触角試験機を用いる。動的水接触角試験機としては、例えば、Fibro社製の1100DATを用いることができる。 The water contact angle on the surface of the pattern-forming substrate is preferably 60 ° or more, more preferably 65 ° or more, and even more preferably 70 ° or more. Here, the water contact angle on the surface of the pattern-forming base material is the water contact angle on the surface of the resin layer of the pattern-forming base material. The water contact angle on the surface of the pattern-forming base material is the water contact angle 30 seconds after dropping 4 μL of distilled water onto the surface of the pattern-forming base material. A dynamic water contact angle tester is used for the measurement. As the dynamic water contact angle tester, for example, 1100 DAT manufactured by Fibro can be used.

(樹脂層)
樹脂層は、天然樹脂や合成樹脂を主成分とする層である。ここで、主成分とは、樹脂層の全質量に対して、50質量%以上含まれている成分を指す。樹脂の含有量は、樹脂層の全質量に対して、60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。なお、樹脂の含有量は、100質量%とすることもでき、95質量%以下であってもよい。
(Resin layer)
The resin layer is a layer containing a natural resin or a synthetic resin as a main component. Here, the main component refers to a component contained in an amount of 50% by mass or more with respect to the total mass of the resin layer. The content of the resin is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, further preferably 80% by mass or more, and 90% by mass, based on the total mass of the resin layer. The above is particularly preferable. The resin content may be 100% by mass or 95% by mass or less.

天然樹脂としては、例えば、ロジン、ロジンエステル、水添ロジンエステル等のロジン系樹脂を挙げることができる。 Examples of the natural resin include rosin-based resins such as rosin, rosin ester, and hydrogenated rosin ester.

合成樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ウレタン樹脂及びアクリル樹脂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、合成樹脂はポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂及びアクリル樹脂から選択される少なくとも1種であることが好ましく、ウレタン樹脂及びアクリル樹脂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い。なお、アクリル樹脂は、ポリアクリロニトリル、ポリ(メタ)アクリレート及びウレタンアクリレートから選択される少なくともいずれか1種であることが好ましい。 The synthetic resin is preferably at least one selected from, for example, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyimide resin, polystyrene resin, urethane resin and acrylic resin. Among them, the synthetic resin is preferably at least one selected from the polycarbonate resin, the urethane resin and the acrylic resin, and more preferably at least one selected from the urethane resin and the acrylic resin. The acrylic resin is preferably at least one selected from polyacrylonitrile, poly (meth) acrylate and urethane acrylate.

樹脂層を構成するポリカーボネート樹脂としては、例えば、芳香族ポリカーボネート系樹脂、脂肪族ポリカーボネート系樹脂が挙げられる。これらの具体的なポリカーボネート系樹脂は公知であり、例えば特開2010−023275号公報に記載されたポリカーボネート系樹脂が挙げられる。 Examples of the polycarbonate resin constituting the resin layer include aromatic polycarbonate-based resins and aliphatic polycarbonate-based resins. These specific polycarbonate-based resins are known, and examples thereof include the polycarbonate-based resins described in JP-A-2010-023275.

樹脂層は疎水性樹脂を含むことが好ましい。なお、本明細書においては、疎水性樹脂とは、乾燥状態において水との接触角が60度以上の樹脂と定義する。ここで、「乾燥状態において」とは、例えば、疎水性樹脂がエマルション状態にあるときのように水と親和性を有するような状態を排除することを意味する。 The resin layer preferably contains a hydrophobic resin. In addition, in this specification, a hydrophobic resin is defined as a resin having a contact angle with water of 60 degrees or more in a dry state. Here, "in a dry state" means excluding a state in which the hydrophobic resin has an affinity for water, such as when it is in an emulsion state.

パターン形成用基材において、樹脂層は密着助剤を含有していてもよい。密着助剤としては、例えば、イソシアネート基、カルボジイミド基、エポキシ基、オキサゾリン基、アミノ基及びシラノール基から選択される少なくとも1種を含む化合物や、有機ケイ素化合物が挙げられる。中でも、密着助剤はイソシアネート基を含む化合物(イソシアネート化合物)及び有機ケイ素化合物から選択される少なくとも1種であることが好ましい。有機ケイ素化合物としては、例えば、シランカップリング剤縮合物や、シランカップリング剤を挙げることができる。 In the pattern-forming base material, the resin layer may contain an adhesion aid. Examples of the adhesion aid include a compound containing at least one selected from an isocyanate group, a carbodiimide group, an epoxy group, an oxazoline group, an amino group and a silanol group, and an organosilicon compound. Among them, the adhesion aid is preferably at least one selected from a compound containing an isocyanate group (isocyanate compound) and an organosilicon compound. Examples of the organosilicon compound include a silane coupling agent condensate and a silane coupling agent.

イソシアネート化合物は、ポリイソシアネート化合物である又はまたはそれ以上の多官能イソシアネートが挙げられる。ポリイソシアネート化合物としては、具体的には、NCO基中の炭素を除く炭素数が6以上20以下の芳香族ポリイソシアネート、炭素数2以上18以下の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数6以上15以下の脂環式ポリイソシアネート、炭素数8以上15以下のアラルキル型ポリイソシアネート、これらのポリイソシアネートの変性物、およびこれらの2種以上の混合物を挙げることができる。中でも、炭素数6以上15以下の脂環式ポリイソシアネート、すなわちイソシアヌレートは好ましく用いられる。 Examples of the isocyanate compound include polyfunctional isocyanates which are polyisocyanate compounds or more. Specific examples of the polyisocyanate compound include aromatic polyisocyanates having 6 to 20 carbon atoms excluding carbon in the NCO group, aliphatic polyisocyanates having 2 to 18 carbon atoms, and 6 to 15 carbon atoms. Aliphatic polyisocyanates, aralkyl-type polyisocyanates having 8 or more and 15 or less carbon atoms, modified products of these polyisocyanates, and mixtures of two or more of these can be mentioned. Among them, an alicyclic polyisocyanate having 6 to 15 carbon atoms, that is, isocyanurate is preferably used.

脂環式ポリイソシアネートの具体例としては、例えばイソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4'−ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−ノルボルナンジイソシアネート、2,6−ノルボルナンジイソシアネート等が挙げられる。 Specific examples of the alicyclic polyisocyanate include isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate (hydrogenated MDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, and bis (2-isocyanatoethyl). Examples thereof include -4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate, 2,5-norbornandiisocyanate and 2,6-norbornandiisocyanate.

有機ケイ素化合物としては、シロキサン構造を有する化合物、または縮合によりシロキサン構造を形成する化合物を挙げることができる。例えば、シランカップリング剤、またはシランカップリング剤の縮合物を挙げることができる。シランカップリング剤としては、アルコキシシリル基以外の官能基を有するものであってもよいし、それ以外の官能基を有しないものであってもよい。アルコキシシリル基以外の官能基としては、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、スルフィド基、イソシアネート基などが挙げられる。本発明で用いるシランカップリング剤は、メタクリロキシ基を含有するシランカップリング剤であることが好ましい。 Examples of the organosilicon compound include a compound having a siloxane structure and a compound that forms a siloxane structure by condensation. For example, a silane coupling agent or a condensate of a silane coupling agent can be mentioned. The silane coupling agent may have a functional group other than the alkoxysilyl group, or may have no other functional group. Examples of the functional group other than the alkoxysilyl group include a vinyl group, an epoxy group, a styryl group, a methacryloxy group, an acryloxy group, an amino group, a ureido group, a mercapto group, a sulfide group and an isocyanate group. The silane coupling agent used in the present invention is preferably a silane coupling agent containing a methacryloxy group.

分子内にメタクリロキシ基を有するシランカップリング剤の具体的な例としては、例えば、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、1,3−ビス(3−メタクリロキシプロピル)テトラメチルジシロキサンなどが挙げられる。中でも、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン及び1,3−ビス(3−メタクリロキシプロピル)テトラメチルジシロキサンから選択される少なくとも1種は好ましく用いられる。シランカップリング剤は、アルコキシシリル基を3つ以上含有するものであることが好ましい。 Specific examples of the silane coupling agent having a methacryloxy group in the molecule include methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, and methacryloxypropyltriethoxysilane. Examples thereof include 1,3-bis (3-methacryloxypropyl) tetramethyldisiloxane. Among them, at least one selected from methacryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxypropyltriethoxysilane and 1,3-bis (3-methacryloxypropyl) tetramethyldisiloxane is preferably used. The silane coupling agent preferably contains three or more alkoxysilyl groups.

シランカップリング剤においては、加水分解後にシラノール基が生成し、シラノール基の少なくとも一部は基層を積層した後にも存在していることが好ましい。シラノール基は親水性基であるため、樹脂層の基層側の面の親水性を高めることで、樹脂層と基層の密着性を高めることもできる。 In the silane coupling agent, it is preferable that silanol groups are generated after hydrolysis, and at least a part of silanol groups is present even after the base layer is laminated. Since the silanol group is a hydrophilic group, it is possible to improve the adhesion between the resin layer and the base layer by increasing the hydrophilicity of the surface of the resin layer on the base layer side.

密着助剤は、樹脂層に均一に分散した状態で含まれていてもよい。ここで、密着助剤が樹脂層中に均一に分散した状態とは、以下の3つの領域((a)〜(c))の濃度を測定して、どの2領域の濃度を比較しても2倍以上の差がでない状態をいう。
(a)樹脂層の基層側の面から樹脂層の全体の厚みの10%までの領域
(b)樹脂層の基層側の面とは反対側の面から樹脂層の全体の厚みの10%までの領域
(c)樹脂層の厚み方向の中心面から全体の厚みの±5%(合計10%)の領域
The adhesion aid may be contained in a state of being uniformly dispersed in the resin layer. Here, the state in which the adhesion aid is uniformly dispersed in the resin layer means that the concentrations in the following three regions ((a) to (c)) are measured and the concentrations in any of the two regions are compared. A state in which there is no difference of 2 times or more.
(A) Region from the surface of the resin layer on the base layer side to 10% of the total thickness of the resin layer (b) From the surface of the resin layer opposite to the surface on the base layer side to 10% of the total thickness of the resin layer Region (c) A region of ± 5% (total 10%) of the total thickness from the central surface in the thickness direction of the resin layer.

また、密着助剤は、樹脂層の基層側の領域に偏在していてもよい。例えば、密着助剤として有機ケイ素化合物が用いられる場合、有機ケイ素化合物は、樹脂層の基層側の領域に偏在していてもよい。
ここで、樹脂層の基層側の領域に偏在している状態とは、以下の領域((d)及び(e))の2つの濃度を測定して、これらの濃度に2倍以上の差がでる状態をいう。
(d)樹脂層の基層側の面から樹脂層の全体の厚みの10%までの領域
(e)樹脂層の厚み方向の中心面から全体の厚みの±5%(合計10%)の領域
ここで、密着助剤の濃度は、X線電子分光装置又は赤外分光光度計によって測定される数値であり、ウルトラミクロトームUC−7(JEOL社製)によってパターン形成用基材の所定の領域の断面を切り出し、当該断面を当該装置によって測定して得る値である。
Further, the adhesion aid may be unevenly distributed in the region on the base layer side of the resin layer. For example, when an organosilicon compound is used as the adhesion aid, the organosilicon compound may be unevenly distributed in the region on the base layer side of the resin layer.
Here, the state of being unevenly distributed in the region on the base layer side of the resin layer means that the two concentrations of the following regions ((d) and (e)) are measured and the difference between these concentrations is more than twice. The state of being out.
(D) Region from the surface of the resin layer on the base layer side to 10% of the total thickness of the resin layer (e) Region of ± 5% (total 10%) of the total thickness from the central surface in the thickness direction of the resin layer. The concentration of the adhesion aid is a numerical value measured by an X-ray electron spectroscope or an infrared spectrophotometer, and is a cross section of a predetermined region of the pattern forming substrate by Ultramicrotome UC-7 (manufactured by JEOL). It is a value obtained by cutting out and measuring the cross section with the device.

樹脂層の基層側の面上には、有機ケイ素化合物含有層が設けられていてもよく、このような状態も有機ケイ素化合物が樹脂層の基層側の領域に偏在している状態に含まれる。有機ケイ素化合物含有層は、有機ケイ素化合物含有塗工液を塗工することで形成された塗工層であってもよい。
なお、樹脂層の基層側の面上に有機ケイ素化合物含有層が設けられている場合は、上記領域(d)において、「樹脂層の基層側の面」は、「有機ケイ素化合物含有層の露出表面」と読み替えるものとし、「樹脂層全体の厚み」は「樹脂層と有機ケイ素化合物含有層の合計厚み」と読み替えるものとする。
An organosilicon compound-containing layer may be provided on the surface of the resin layer on the base layer side, and such a state is also included in a state in which the organosilicon compounds are unevenly distributed in the region on the base layer side of the resin layer. The organosilicon compound-containing layer may be a coating layer formed by applying an organosilicon compound-containing coating liquid.
When the organosilicon compound-containing layer is provided on the surface of the resin layer on the base layer side, in the above region (d), the "surface on the base layer side of the resin layer" is "exposed of the organosilicon compound-containing layer". It shall be read as "surface", and "thickness of the entire resin layer" shall be read as "total thickness of the resin layer and the organosilicon compound-containing layer".

密着助剤の含有量は、樹脂層に含まれる樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上であることが好ましく、0.5質量部以上であることがより好ましい。また、密着助剤の含有量は、樹脂層に含まれる樹脂100質量部に対して、40質量部以下であることが好ましく、35質量部以下であることがより好ましい。
密着助剤がイソシアネート化合物である場合、イソシアネート化合物の含有量は樹脂層に含まれる樹脂100質量部に対して、10質量部以上であることが好ましく、15質量部以上であることがより好ましく、18質量部以上であることがさらに好ましい。また、イソシアネート化合物の含有量は樹脂層に含まれる樹脂100質量部に対して、40質量部以下であることが好ましく、35質量部以下であることがより好ましく、30質量部以下であることがさらに好ましい。
密着助剤が有機ケイ素化合物である場合、有機ケイ素化合物の含有量は樹脂層に含まれる樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上であることが好ましく、0.5質量部以上であることがより好ましい。また、有機ケイ素化合物の含有量は樹脂層に含まれる樹脂100質量部に対して、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましい。
密着助剤の含有量を上記範囲内とすることにより、より効果的に、基層と樹脂層の密着性を高めることができる。
The content of the adhesion aid is preferably 0.1 part by mass or more, and more preferably 0.5 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the resin contained in the resin layer. The content of the adhesion aid is preferably 40 parts by mass or less, and more preferably 35 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the resin contained in the resin layer.
When the adhesion aid is an isocyanate compound, the content of the isocyanate compound is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 15 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the resin contained in the resin layer. It is more preferably 18 parts by mass or more. The content of the isocyanate compound is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 35 parts by mass or less, and more preferably 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin contained in the resin layer. More preferred.
When the adhesion aid is an organosilicon compound, the content of the organosilicon compound is preferably 0.1 part by mass or more, preferably 0.5 part by mass or more, based on 100 parts by mass of the resin contained in the resin layer. More preferably. The content of the organosilicon compound is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the resin contained in the resin layer.
By setting the content of the adhesion aid within the above range, the adhesion between the base layer and the resin layer can be enhanced more effectively.

密着助剤がイソシアネート化合物である場合、樹脂層に含まれるイソシアネート基の含有量は、0.5mmol/g以上であることが好ましく、0.6mmol/g以上であることがより好ましく、0.8mmol/g以上であることがさらに好ましく、0.9mmol/g以上であることが特に好ましい。また、樹脂層に含まれるイソシアネート基の含有量は、3.0mmol/g以下であることが好ましく、2.5mmol/g以下であることがより好ましく、2.0mmol/g以下であることがさらに好ましく、1.5mmol/g以下であることが特に好ましい。 When the adhesion aid is an isocyanate compound, the content of the isocyanate group contained in the resin layer is preferably 0.5 mmol / g or more, more preferably 0.6 mmol / g or more, and 0.8 mmol or more. It is more preferably / g or more, and particularly preferably 0.9 mmol / g or more. Further, the content of the isocyanate group contained in the resin layer is preferably 3.0 mmol / g or less, more preferably 2.5 mmol / g or less, and further preferably 2.0 mmol / g or less. It is preferably 1.5 mmol / g or less, and particularly preferably 1.5 mmol / g or less.

樹脂層の基層側の面には表面処理を施してもよい。表面処理の方法としては、例えば、コロナ処理、プラズマ放電処理、UV照射処理、電子線照射処理、火炎処理等を挙げることができる。中でも、表面処理は、コロナ処理及びプラズマ放電処理から選択される少なくとも1種であることが好ましい。なお、プラズマ放電処理は真空プラズマ放電処理であることが好ましい。 The surface of the resin layer on the base layer side may be surface-treated. Examples of the surface treatment method include corona treatment, plasma discharge treatment, UV irradiation treatment, electron beam irradiation treatment, flame treatment and the like. Above all, the surface treatment is preferably at least one selected from the corona treatment and the plasma discharge treatment. The plasma discharge treatment is preferably a vacuum plasma discharge treatment.

樹脂層の基層側の面は微細凹凸構造を形成してもよい。樹脂層の基層側の面が微細凹凸構造を有することにより、基層と樹脂層の密着性をより効果的に高めることができる。樹脂層の基層側の面が微細凹凸構造を有する場合、このような構造は、例えば、ブラスト加工処理、エンボス加工処理、エッチング処理、コロナ処理、プラズマ放電処理等の処理工程により形成されることが好ましい。なお、本明細書において、微細凹凸構造とは、任意箇所に引いた長さ1mmの一本の直線上に存在する凹部の数が10個以上である構造をいう。凹部の数を測定する際には、パターン形成用基材をイオン交換水中に24時間浸漬した後、樹脂層から基層をはく離する。その後、樹脂層の基層側の面を触針式表面粗さ計(小坂研究所社製、サーフコーダシリーズ)で走査することにより測定ができる。凹凸のピッチがサブミクロン、ナノオーダーの極めて小さいものである場合、走査型プローブ顕微鏡(日立ハイテクサイエンス社製、AFM5000II、およびAFM5100N)の観察画像から凹凸の数を測定することができる。 The surface of the resin layer on the base layer side may form a fine concavo-convex structure. Since the surface of the resin layer on the base layer side has a fine concavo-convex structure, the adhesion between the base layer and the resin layer can be more effectively enhanced. When the surface of the resin layer on the base layer side has a fine concavo-convex structure, such a structure may be formed by, for example, a treatment step such as a blasting treatment, an embossing treatment, an etching treatment, a corona treatment, or a plasma discharge treatment. preferable. In addition, in this specification, a fine concavo-convex structure means a structure in which the number of recesses existing on one straight line having a length of 1 mm drawn at an arbitrary position is 10 or more. When measuring the number of recesses, the pattern-forming substrate is immersed in ion-exchanged water for 24 hours, and then the base layer is peeled off from the resin layer. After that, the surface of the resin layer on the base layer side can be measured by scanning with a stylus type surface roughness meter (Surf Corder series manufactured by Kosaka Research Institute). When the pitch of the unevenness is extremely small on the submicron and nano-order, the number of unevenness can be measured from the observation image of the scanning probe microscope (AFM5000II and AFM5100N manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.).

樹脂層には合成樹脂以外の任意成分が含まれていてもよい。任意成分としては、例えば、フィラー、顔料、染料、紫外線吸収剤等の樹脂フィルム分野で使用される公知成分が挙げられる。 The resin layer may contain an arbitrary component other than the synthetic resin. Examples of the optional component include known components used in the field of resin films such as fillers, pigments, dyes, and ultraviolet absorbers.

(基層)
基層は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロース(微細繊維状セルロース)を含む。微細繊維状セルロースの含有量は、基層の全質量に対して10質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることがさらに好ましく、70質量%以上であることが一層好ましい。
(Base layer)
The base layer contains fibrous cellulose (fine fibrous cellulose) having a fiber width of 1000 nm or less. The content of the fine fibrous cellulose is preferably 10% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, further preferably 60% by mass or more, and 70% by mass with respect to the total mass of the base layer. It is more preferably% or more.

基層の密度は、1.0g/cm3以上であることが好ましく、1.1g/cm3以上であることがより好ましく、1.2g/cm3以上であることがさらに好ましい。また、基層の密度は、1.8g/cm3以下であることが好ましく、1.7g/cm3以下であることがより好ましく、1.6g/cm3以下であることがさらに好ましい。パターン形成用基材に基層が2層以上含まれている場合は、各々の基層の密度が上記範囲内であることが好ましい。 The density of the base layer is preferably 1.0 g / cm 3 or more, more preferably 1.1 g / cm 3 or more, and further preferably 1.2 g / cm 3 or more. The density of the base layer is preferably 1.8 g / cm 3 or less, more preferably 1.7 g / cm 3 or less, and further preferably 1.6 g / cm 3 or less. When the pattern-forming substrate contains two or more base layers, the density of each base layer is preferably within the above range.

基層の密度は、基層の坪量と厚さから、JIS P 8118に準拠して算出される。基層の坪量は、ウルトラミクロトームUC−7(JEOL社製)によってパターン形成用基材の基層のみが残るように切削し、JIS P 8124に準拠し、算出することができる。なお、基層が微細繊維状セルロース以外の任意成分を含む場合は、基層の密度は、微細繊維状セルロース以外の任意成分を含む密度である。 The density of the base layer is calculated from the basis weight and thickness of the base layer in accordance with JIS P 8118. The basis weight of the base layer can be calculated by cutting with Ultra Microtome UC-7 (manufactured by JEOL Ltd.) so that only the base layer of the pattern forming base material remains, and in accordance with JIS P 8124. When the base layer contains an arbitrary component other than the fine fibrous cellulose, the density of the base layer is a density containing an arbitrary component other than the fine fibrous cellulose.

本発明においては、基層は非多孔性の層である点にも特徴がある。ここで、基層が非多孔性であるとは、基層全体の密度が1.0g/cm3以上であることを意味する。基層全体の密度が1.0g/cm3以上であれば、基層に含まれる空隙率が、所定値以下に抑えられていることを意味し、多孔性のシートや層とは区別される。
また、基層が非多孔性であることは、空隙率が15体積%以下であることからも特徴付けられる。ここでいう基層の空隙率は簡易的に下記式(a)により求められるものである。
式(a):空隙率(体積%)=[1−B/(M×A×t)]×100
ここで、Aは基層の面積(cm2)、tは基層の厚み(cm)、Bは基層の質量(g)、Mは基層を構成する固形分の密度である。
The present invention is also characterized in that the base layer is a non-porous layer. Here, the fact that the base layer is non-porous means that the density of the entire base layer is 1.0 g / cm 3 or more. When the density of the entire base layer is 1.0 g / cm 3 or more, it means that the porosity contained in the base layer is suppressed to a predetermined value or less, and it is distinguished from the porous sheet or layer.
The non-porous nature of the base layer is also characterized by a porosity of 15% by volume or less. The porosity of the base layer referred to here is simply obtained by the following formula (a).
Equation (a): Porosity (volume%) = [1-B / (M × A × t)] × 100
Here, A is the area of the base layer (cm 2 ), t is the thickness of the base layer (cm), B is the mass of the base layer (g), and M is the density of the solid content constituting the base layer.

<微細繊維状セルロース>
基層は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む。繊維状セルロースの繊維幅は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、溶媒に対する分散性をより効果的に高めることができ、高強度かつ高透明な基層が得られやすくなる。
<Fine fibrous cellulose>
The base layer contains fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less. The fiber width of the fibrous cellulose is preferably 100 nm or less, more preferably 8 nm or less. As a result, the dispersibility in the solvent can be enhanced more effectively, and a high-strength and highly transparent base layer can be easily obtained.

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やすくなる。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。 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 becomes easy to suppress the dissolution of the cellulose molecules in water. The fibrous cellulose is, for example, monofibrous cellulose.

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。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. By setting the axial ratio to the above upper limit value or less, for example, when fibrous cellulose is treated as a dispersion liquid, 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、イオン性置換基を有することが好ましい。繊維状セルロースがイオン性置換基を有することで、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ことができる。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。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。 The fibrous cellulose preferably has an ionic substituent. When the fibrous cellulose has an ionic substituent, the dispersibility of the fibrous cellulose in the dispersion medium can be improved, and the defibration efficiency in the defibration treatment can be improved. The ionic substituent can include, for example, either one or both of an anionic group and a cationic group. In the present embodiment, it is particularly preferable to have an anionic group as the 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)、カルボキシメチル基、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、リンオキソ酸基及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、結果として高強度かつ高透明な基層が得られやすくなる。 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 (sometimes referred to as), a carboxymethyl group, and 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 phosphorus oxo acid group as an anionic group, for example, the dispersibility of fibrous cellulose can be further enhanced even under alkaline or acidic conditions, and as a result, a high-strength and highly transparent base layer can be obtained. It will be easier.

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、亜リン酸エステル基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 is a salt of a phosphorous acid group, a phosphorous acid ester group, or the like. May be good.

Figure 2020185680
Figure 2020185680

式(1)中、a、bおよびnは自然数である(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、nは1であることが好ましい。 In formula (1), a, b and n are natural numbers (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, 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く、この場合、有機アンモニウムイオンであることが特に好ましい。 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. In addition, β b + may be an organic onium ion, and in this case, it is particularly preferable that it is an organic ammonium 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以下であることが一層好ましい。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。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, more preferably 3.65 mmol / g or less. It is more preferably .50 mmol / g or less, and even more 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. 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2は、イオン性置換基として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2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(第2解離酸量)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(第1解離酸量)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. 2 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 as an ionic substituent. 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 defibration treatment similar to 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, 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. 2, 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 this phosphoric acid group causes condensation, the amount of weakly acidic groups (second dissociated acid amount) in the phosphoric acid group apparently decreases, and the first region The amount of alkali required for the second region is smaller than the amount of alkali required for the second region. On the other hand, the amount of strongly acidic groups (first dissociated acid amount) in the phosphorus oxo acid group 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 counterion.
That is, it is calculated by the following formula.
Amount of phosphorus oxo acid group (C type) = Amount of phosphorus oxo acid group (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3は、イオン性置換基としてカルボキシ基を有する繊維状セルロースを含有する分散液に対する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分散液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3の上側部に示すような滴定曲線を得る。図3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3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3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、滴定に使用した分散液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分散液中の固形分(g)で除すことで、カルボキシ基の導入量(mmol/g)を算出する。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH added dropwise and pH with respect to a dispersion containing fibrous cellulose having a carboxy group as an ionic substituent. The amount of the carboxy group introduced into the fibrous cellulose is measured, for example, as follows.
First, the dispersion containing fibrous cellulose is treated with a strongly acidic ion exchange resin. If necessary, the defibration treatment similar to 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. 3 is obtained. The titration curve shown in the upper part of FIG. 3 plots the measured pH with respect to the amount of alkali added, and the titration curve shown in the lower part of FIG. 3 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. 3 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 dispersion 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 dispersion liquid containing the fibrous cellulose to be titrated, so that the amount of carboxy group introduced (mmol). / G) is calculated.

なお、上述のカルボキシ基導入量(mmol/g)は、分母が酸型の繊維状セルロースの質量であることから、酸型の繊維状セルロースが有するカルボキシ基量(以降、カルボキシ基量(酸型)と呼ぶ)を示している。一方で、カルボキシ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カルボキシ基量(以降、カルボキシ基量(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。
カルボキシ基量(C型)=カルボキシ基量(酸型)/{1+(W−1)×(カルボキシ基量(酸型))/1000}
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 carboxy group introduction amount (mmol / g) is the mass of the acid type fibrous cellulose, the carboxy group amount of the acid type fibrous cellulose (hereinafter, the carboxy group amount (acid type)). ) Is shown. On the other hand, when the counterion of the carboxy 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. Then, the amount of carboxy groups (hereinafter, the amount of carboxy groups (C type)) possessed by the fibrous cellulose in which the cation C is a counter ion can be determined. That is, it is calculated by the following formula.
Carboxylic acid group amount (C type) = Carboxylic acid group amount (acid type) / {1+ (W-1) x (carboxyl group amount (acid type)) / 1000}
W: Formula amount per valence of cation C (for example, Na is 23, Al is 9)

滴定法によるイオン性置換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、本来より低いイオン性置換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 ionic substituents by the titration method, if the amount of one drop of sodium hydroxide aqueous solution is too large, or if the titration interval is too short, the amount of ionic substituents will be lower than it should be. It 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.

<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、イオン性置換基導入工程としては、例えば、リンオキソ酸基導入工程が挙げられる。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 fine fibrous cellulose preferably includes an ionic substituent introduction step, and examples of the ionic substituent introduction step include 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 is highly homogeneous, it is preferable to add the mixture in the form of a solution dissolved in a solvent, particularly in the form 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 excess 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、リン酸のアンモニウム塩または亜リン酸、亜リン酸のナトリウム塩、亜リン酸のカリウム塩、亜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、リン酸二水素アンモニウム、または亜リン酸、亜リン酸ナトリ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 of high introduction efficiency of phosphoric acid group, easy improvement of defibration efficiency in the defibration step described later, low cost, and easy industrial application, sodium phosphate and sodium phosphate Salt, potassium salt of phosphoric acid, ammonium or phosphite of phosphoric acid, sodium salt of phosphite, potassium salt of phosphite, ammonium salt of phosphite are preferred, phosphoric acid, sodium dihydrogen phosphate, Disodium hydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, or phosphoric acid and sodium phosphite are more preferred.

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、バンド型乾燥装置、ろ過乾燥装置、振動流動乾燥装置、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 a band. A mold drying device, a filtration drying device, a vibration flow drying device, an air flow 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. Further, the amount of the phosphorus oxo acid group introduced into the fiber raw material is preferably 5.20 mmol / g or less, more preferably 3.65 mmol / g or less per 1 g (mass) of fine fibrous cellulose, for example. 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の製造工程は、イオン性置換基導入工程として、例えば、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 fine fibrous cellulose may include, for example, 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, itaconic anhydride and the like. 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. Neutral TEMPO oxidation treatment includes, for example, sodium phosphate buffer (pH = 6.8), pulp as a fiber raw material, and TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl) as a catalyst. 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 carboxy group introduced into the fiber raw material varies depending on the type of substituent, but for example, when introducing a carboxy group by TEMPO oxidation, it is preferably 0.10 mmol / g or more per 1 g (mass) of 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 step of introducing an ionic substituent and the step of defibration treatment 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イオン性置換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、たとえばイオン性置換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 ionic substituent-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 ionic substituent-introduced fiber. The following 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、イオン性置換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 alkali treatment step, the ionic substituent introduction fiber may be washed with water or an organic solvent after the ionic substituent introduction step and before the alkali 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>
In the case of 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イオン性置換基導入繊維以外の固形分が含まれていてもよい。 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 ionic substituent-introduced fiber such as urea having a hydrogen bond property.

<任意成分>
基層には、微細繊維状セルロース以外の任意成分が含まれていてもよい。任意成分としては、例えば、親水性高分子や有機イオン等が挙げられる。中でも、基層は親水性高分子をさらに含む層であることが好ましい。
<Arbitrary ingredient>
The base layer may contain an arbitrary component other than fine fibrous cellulose. Examples of the optional component include hydrophilic polymers and organic ions. Above all, the base layer is preferably a layer further containing a hydrophilic polymer.

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い。この場合、含酸素有機化合物は、親水性の有機化合物であることが特に好ましい。親水性の含酸素有機化合物は、基層の強度、密度及び化学的耐性などを向上させることができる。親水性の含酸素有機化合物は、たとえばSP値が9.0以上であることが好ましい。また、親水性の含酸素有機化合物は、たとえば100mlのイオン交換水に含酸素有機化合物が1g以上溶解するものであることが好ましい。 The hydrophilic polymer is preferably a hydrophilic oxygen-containing organic compound (however, the above-mentioned cellulose fibers are excluded). In this case, the oxygen-containing organic compound is particularly preferably a hydrophilic organic compound. The hydrophilic oxygen-containing organic compound can improve the strength, density, chemical resistance and the like of the base layer. The hydrophilic oxygen-containing organic compound preferably has an SP value of, for example, 9.0 or more. Further, the hydrophilic oxygen-containing organic compound is preferably one in which 1 g or more of the oxygen-containing organic compound is dissolved in 100 ml of ion-exchanged water, for example.

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)、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸塩類、ポリアクリルアミド、アクリル酸アルキルエステル共重合体、ウレタン系共重合体、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)等の親水性高分子;グリセリン、ソルビトール、エチレングリコール等の親水性低分子が挙げられる。これらの中でも、基層の強度、密度、化学的耐性などを向上させる観点から、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド及びポリビニルアルコールから選択される少なくとも1種であることが好ましく、ポリビニルアルコールであることがさらに好ましい。 Examples of oxygen-containing organic compounds include polyethylene glycol, polyethylene oxide, casein, dextrin, starch, modified starch, polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol (acetoacetylated polyvinyl alcohol, etc.), polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyvinylmethyl ether, and poly. Hydrophilic polymers such as acrylates, polyacrylamides, acrylic acid alkyl ester copolymers, urethane copolymers, cellulose derivatives (hydroxyethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, etc.); hydrophilicity such as glycerin, sorbitol, ethylene glycol, etc. Small sex molecules can be mentioned. Among these, at least one selected from polyethylene glycol, polyethylene oxide and polyvinyl alcohol is preferable, and polyvinyl alcohol is more preferable, from the viewpoint of improving the strength, density, chemical resistance and the like of the base layer.

親水性高分子の重量平均分子量は、1万以上であればよく、5万以上であることが好ましく、10万以上であることがより好ましい。また、親水性高分子の重量平均分子量は800万以下であることが好ましく、500万以下であることがより好ましい。 The weight average molecular weight of the hydrophilic polymer may be 10,000 or more, preferably 50,000 or more, and more preferably 100,000 or more. Further, the weight average molecular weight of the hydrophilic polymer is preferably 8 million or less, more preferably 5 million or less.

親水性高分子の含有量は、基層の全質量に対して、5質量%以上であることが好ましく、10質量%であることがより好ましく、15質量%以上であることがさらに好ましく、20質量%以上であることが特に好ましい。また、親水性高分子の含有量は、基層の全質量に対して、70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い。親水性高分子の含有量を上記範囲内とすることにより、高強度であり、かつ高透明なパターン形成用基材を形成することができる。 The content of the hydrophilic polymer is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass, further preferably 15% by mass or more, and 20% by mass, based on the total mass of the base layer. % Or more is particularly preferable. The content of the hydrophilic polymer is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and further preferably 50% by mass or less, based on the total mass of the base layer. .. By setting the content of the hydrophilic polymer within the above range, it is possible to form a high-strength and highly transparent pattern-forming base material.

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.

なお、基層における分子量が400以下の低分子化合物の含有量は、基層の全質量に対して、20質量%未満であればよく、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。基層における分子量が400以下の低分子化合物の含有量を上記範囲内とすることにより、高温高湿処理後のパターン形成用基材においてもパターニング性を高めることができる。ここで、高温高湿処理後のパターン形成用基材とは、温度60℃、相対湿度90%の環境に24時間静置した後のパターン形成用基材である。パターニング性は、高温高湿処理後のパターン形成用基材の樹脂層上に形成されたパターン上に金などの金属を蒸着させて、蒸着パターン(例えば、ライン及び/又はスペース幅)を測定することで評価できる。 The content of the low molecular weight compound having a molecular weight of 400 or less in the base layer may be less than 20% by mass, preferably 10% by mass or less, and 5% by mass or less, based on the total mass of the base layer. Is more preferable. By setting the content of the low molecular weight compound having a molecular weight of 400 or less in the base layer within the above range, the patterning property can be improved even in the pattern forming base material after the high temperature and high humidity treatment. Here, the pattern-forming base material after the high-temperature and high-humidity treatment is a pattern-forming base material after being allowed to stand in an environment having a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 90% for 24 hours. For the patterning property, a metal such as gold is vapor-deposited on the pattern formed on the resin layer of the pattern-forming substrate after the high-temperature and high-humidity treatment, and the vapor deposition pattern (for example, line and / or space width) is measured. It can be evaluated by that.

(その他の層)
パターン形成用基材は、樹脂層と基層の間に、接着剤層を有していてもよい。接着剤層を構成する接着剤として、例えば、アクリル系樹脂を挙げることができる。また、アクリル系樹脂以外の接着剤としては、例えば、塩化ビニル樹脂、(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン/アクリル酸エステル共重合体樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル/(メタ)アクリル酸エステル共重合体樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン/酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体樹脂や、SBR、NBR等のゴム系エマルジョンなどが挙げられる。
(Other layers)
The pattern-forming base material may have an adhesive layer between the resin layer and the base layer. As an adhesive constituting the adhesive layer, for example, an acrylic resin can be mentioned. Examples of the adhesive other than the acrylic resin include vinyl chloride resin, (meth) acrylic acid ester resin, styrene / acrylic acid ester copolymer resin, vinyl acetate resin, and vinyl acetate / (meth) acrylic acid ester. Examples include polymer resins, urethane resins, silicone resins, epoxy resins, ethylene / vinyl acetate copolymer resins, polyester resins, polyvinyl alcohol resins, ethylene vinyl alcohol copolymer resins, and rubber emulsions such as SBR and NBR. Be done.

(パターン形成用基材の製造方法)
パターン形成用基材の製造方法は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む基層を形成する工程と、該基層の上に樹脂組成物を塗工する工程を含んでもよい。この際、樹脂組成物は、必要に応じて密着助剤等の任意成分を含んでいてもよい。
また、パターン形成用基材の製造方法は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む基層を形成する工程と該基層の上に樹脂フィルムもしくは樹脂シートを貼合する工程を含んでもよい。
(Manufacturing method of base material for pattern formation)
The method for producing a base material for pattern formation may include a step of forming a base layer containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less, and a step of applying a resin composition on the base layer. At this time, the resin composition may contain an optional component such as an adhesion aid, if necessary.
Further, the method for producing the pattern-forming base material may include a step of forming a base layer containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a step of laminating a resin film or a resin sheet on the base layer.

繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む基層を形成する工程は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含むシート形成用組成物(以下、スラリーもしくは塗工液ともいう)を得る工程と、該シート形成用組成物を基材上に塗工する塗工工程、または該シート形成用組成物を抄紙する抄紙工程を含む。これにより、上述したシートが得られることとなる。なお、シート形成用組成物は、上述したような親水性高分子を含む組成物であることが好ましい。 The steps of forming a base layer containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less include a step of obtaining a sheet-forming composition (hereinafter, also referred to as a slurry or a coating liquid) containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less. It includes a coating step of coating the sheet-forming composition on a substrate, or a paper-making step of making the sheet-forming composition. As a result, the above-mentioned sheet can be obtained. The sheet-forming composition is preferably a composition containing a hydrophilic polymer as described above.

<塗工工程>
塗工工程では、たとえば繊維状セルロースを含むシート形成用組成物(スラリー)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 sheet-forming composition (slurry) containing fibrous cellulose can be applied onto a base material, and the sheet formed by drying the composition can be peeled off from the base material to obtain a sheet. it can. 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、シート形成用組成物(スラリー)に対する濡れ性が高いものの方が乾燥時のシートの収縮等を抑制することができて良いが、乾燥後に形成されたシートが容易に剥離できるものを選択することが好ましい。中でも樹脂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。たとえばポリプロピレン、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 sheet-forming composition (slurry) may suppress shrinkage of the sheet during drying, but drying It is preferable to select a sheet in which the sheet formed later 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 polypropylene, acrylic, polyethylene terephthalate, vinyl chloride, polystyrene, 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、スラリーの粘度が低く、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、たとえばポリプロピレン板、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。
スラリー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、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。
In the coating process, when the viscosity of the slurry 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 a polypropylene plate, an acrylic plate, a polyethylene terephthalate plate, a vinyl chloride plate, a polystyrene 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.
The coating machine for coating the slurry on the base material is not particularly limited, and for example, a roll coater, a gravure coater, a die coater, a curtain 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.

スラリーを基材へ塗工する際のスラリー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、スラリー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 slurry temperature and the atmospheric temperature when the slurry is applied to the substrate are not particularly limited, but are preferably, for example, 5 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or higher and 60 ° C. or lower, and 15 ° C. It is more preferably 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 slurry 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.

塗工工程においては、シートの仕上がり坪量が好ましくは10g/m2以上100g/m2以下となるように、より好ましくは20g/m2以上60g/m2以下となるように、スラリーを基材に塗工することが好ましい。坪量が上記範囲内となるように塗工することで、より強度に優れたシートが得られる。 In the coating process, the slurry is based so that the finished basis weight of the sheet is preferably 10 g / m 2 or more and 100 g / m 2 or less, and more preferably 20 g / m 2 or more and 60 g / m 2 or less. It is preferable to coat the material. By coating so that the basis weight is within the above range, a sheet having more excellent strength can be obtained.

塗工工程は、上述のとおり、基材上に塗工したスラリーを乾燥させる工程を含む。スラリー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 slurry coated on the substrate. The step of drying the slurry 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 using, for example, an infrared device, a far infrared device, or a near infrared device.

加熱乾燥法における加熱温度は、とくに限定されないが、たとえば20℃以上150℃以下とすることが好ましく、25℃以上105℃以下とすることがより好ましい。加熱温度を上記下限値以上とすれば、分散媒を速やかに揮発させることができる。また、加熱温度を上記上限値以下であれば、加熱に要するコストの抑制および繊維状セルロースの熱による変色の抑制を実現できる。 The heating temperature in the heat drying method is not particularly limited, but is preferably 20 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, and more preferably 25 ° C. or higher and 105 ° C. or lower. When the heating temperature is at least the above lower limit value, the dispersion medium can be rapidly volatilized. Further, when the heating temperature is not more than the above upper limit value, it is possible to suppress the cost required for heating and suppress the discoloration of the fibrous cellulose due to heat.

<抄紙工程>
抄紙工程は、抄紙機によりスラリー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 slurry 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、スラリー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。スラリーを濾過、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 slurry 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 slurry is not particularly limited, but it is more preferable that, for example, 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、スラリー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スラリーを無端ベルトの上面に吐出し、吐出されたスラリー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 process, a method of producing a sheet from a slurry is, for example, a water-squeezed section in which a slurry containing fibrous cellulose is discharged onto the upper surface of an endless belt and a dispersion medium is squeezed from the discharged slurry to generate a web. This can be done using a manufacturing apparatus comprising 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.

抄紙工程において用いられる脱水方法としては、とくに限定されないが、たとえば紙の製造で通常に使用している脱水方法が挙げられる。これらの中でも、長網、円網、傾斜ワイヤーなどで脱水した後、さらにロールプレスで脱水する方法が好ましい。また、抄紙工程において用いられる乾燥方法としては、とくに限定されないが、たとえば紙の製造で用いられている方法が挙げられる。これらの中でも、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を用いた乾燥方法がより好ましい。 The dehydration method used in the papermaking process is not particularly limited, and examples thereof include a dehydration method usually used in the production of paper. Among these, a method of dehydrating with a long net, a circular net, an inclined wire or the like and then further dehydrating with a roll press is preferable. Further, the drying method used in the papermaking process is not particularly limited, and examples thereof include a method used in the production of paper. Among these, a drying method using a cylinder dryer, a Yankee dryer, hot air drying, a near infrared heater, an infrared heater, or the like is more preferable.

このようにして得られた基層上に樹脂組成物を塗工するか、もしくは樹脂フィルムもしくは樹脂シートを貼合することでパターン形成用基材が得られる。 A base material for pattern formation can be obtained by applying a resin composition on the base layer thus obtained, or by laminating a resin film or a resin sheet.

(パターン形成方法)
本発明のパターン形成用基材は、パターン形成工程に供される基材である。パターン形成方法としては、例えば、樹脂層上に、銅、銀、金、アルミニウム、マグネシウム等の金属又はこれらの合金を蒸着もしくは圧着し、これらの金属又は合金膜を形成した後、所定の形状となるようにエッチング処理する方法を挙げることができる。この際、金属等を蒸着もしくは圧着する前には、樹脂層を改質する工程を設けてもよい。例えば、樹脂層の一部に親水化処理や疎水化処理を行う工程を設けることで、金属等を蒸着もしくは圧着する領域をコントロールしてもよい。
また、樹脂層上にポリスチレン−ポリメチルメタクリレート(PS−PMMA)といった自己組織化組成物を塗布し、アニーリング処理することでパターンを形成したり、樹脂層上にアクリル樹脂、ノボラック樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂といったフォトレジストを塗工し、部分的に露光した後にリンス液で不要部分を除去することでパターンを形成してもよい。
(Pattern formation method)
The base material for pattern formation of the present invention is a base material used in the pattern forming step. As a pattern forming method, for example, a metal such as copper, silver, gold, aluminum, magnesium or an alloy thereof or an alloy thereof is vapor-deposited or pressure-bonded on the resin layer to form these metals or an alloy film, and then a predetermined shape is formed. A method of etching so as to be obtained can be mentioned. At this time, a step of modifying the resin layer may be provided before the metal or the like is vapor-deposited or crimped. For example, the region where a metal or the like is vapor-deposited or pressure-bonded may be controlled by providing a step of performing a hydrophilic treatment or a hydrophobic treatment on a part of the resin layer.
Further, a self-assembling composition such as polystyrene-polymethylmethacrylate (PS-PMMA) is applied on the resin layer and subjected to an annealing treatment to form a pattern, or an acrylic resin, a novolac resin, or a polyphenylene sulfide resin is formed on the resin layer. The pattern may be formed by applying a photoresist such as, partially exposing the resin, and then removing unnecessary portions with a rinsing solution.

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>
(リン酸化パルプの製造)
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、リン酸化パルプを得た。
<Manufacturing example 1>
(Manufacturing of phosphorylated pulp)
As raw material pulp, softwood kraft pulp made by Oji Paper (solid content 93% by mass, basis weight 208 g / m 2 sheet form, Canadian standard drainage degree (CSF) measured according to JIS P 8121 by separation 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 a phosphorylated pulp.

次いで、得られたリン酸化パルプに対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、リン酸化パルプ100g(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。 Then, the obtained phosphorylated pulp 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 phosphorylated pulp, 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.

次いで、洗浄後のリン酸化パルプに対してアルカリ処理(中和処理)を次のようにして行った。まず、洗浄後のリン酸化パルプを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以下のリン酸化パルプスラリーを得た。次いで、当該リン酸化パルプスラリーを脱水して、アルカリ処理(中和処理)が施されたリン酸化パルプを得た。 Next, the phosphorylated pulp after washing was subjected to alkali treatment (neutralization treatment) as follows. First, the washed phosphorylated 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 phosphorylated pulp slurry having a pH of 12 or more and 13 or less. .. Next, the phosphorylated pulp slurry was dehydrated to obtain phosphorylated pulp subjected to alkali treatment (neutralization treatment).

次いで、中和処理後のリン酸化パルプに対して、上記洗浄処理を行った。これにより得られたリン酸化パルプに対し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、得られたリン酸化パルプを供試して、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。 Next, the phosphorylated pulp after the neutralization treatment was subjected to the above washing treatment. The infrared absorption spectrum of the phosphorylated pulp thus obtained 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 phosphorylated pulp was tested and analyzed by an X-ray diffractometer, it was found at two positions, 2θ = 14 ° or more and 17 ° or less and 2θ = 22 ° or more and 23 ° or less. A typical peak was confirmed, and it was confirmed that it had cellulose type I crystals.

(解繊処理)
得られたリン酸化パルプ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(株式会社スギノマシン製、スターバースト)で200MPaの圧力にて4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。
(Defibration treatment)
Ion-exchanged water was added to the obtained phosphorylated pulp to prepare a slurry having a solid content concentration of 2% by mass. This slurry was treated four times at a pressure of 200 MPa with a wet atomizing device (manufactured by Sugino Machine Limited, Starburst) to obtain a fine fibrous cellulose dispersion (A) containing fine fibrous cellulose.

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、後述する測定方法で測定されるリン酸基量(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。 By X-ray diffraction, it was confirmed that this fine fibrous cellulose maintained the cellulose type I crystal. Moreover, when the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope, it was 3 to 5 nm. The amount of phosphoric acid group (first dissociated acid amount) measured by the measuring method described later was 1.45 mmol / g. The total amount of dissociated acid was 2.45 mmol / g.

(リンオキソ酸基量の測定)
微細繊維状セルロースのリンオキソ酸基量(リンオキソ酸化パルプのリンオキソ酸基量と等しい)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にイオン交換水を添加して、含有量を0.2質量%とし、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、上記微細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;オルガノ株式会社製、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微細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2)。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)で除した値をリンオキソ酸基量(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 of phosphorus oxo acid group amount)
The amount of phosphorus oxo acid groups in the fine fibrous cellulose (equal to the amount of phosphorus oxo acid groups in the phosphorus oxo oxide pulp) is adjusted by adding ion-exchanged water to the fine fibrous cellulose dispersion containing the target fine fibrous cellulose. It was adjusted to 0.2% by mass, treated with an ion exchange resin, and then titrated with an alkali.
For the treatment with the ion exchange resin, a strongly acidic ion exchange resin (Amberjet 1024; manufactured by Organo Corporation, which has been conditioned) with a volume of 1/10 is added to the fine fibrous cellulose-containing slurry and shaken for 1 hour. After that, the resin and the slurry were separated by pouring on a mesh having a mesh size of 90 μm.
In addition, titration using alkali changes the pH value indicated by the slurry while adding 10 μL of 0.1 N sodium hydroxide aqueous solution to the fine fibrous cellulose-containing slurry treated with an ion exchange resin every 5 seconds. It was done by measuring. 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 where 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. 2). 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 is the amount of phosphorus oxo acid groups (first dissociated acid amount) (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).

<製造例2>
(TEMPO酸化パルプの製造)
原料パルプとして、王子製紙株式会社製の針葉樹クラフトパルプ(未乾燥)を使用した。この原料パルプに対してアルカリTEMPO酸化処理を次のようにして行った。まず、乾燥質量100質量部相当の上記原料パルプと、TEMPO(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル)1.6質量部と、臭化ナトリウム10質量部を、水10000質量部に分散させた。次いで、13質量%の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を、1.0gのパルプに対して3.8mmolになるように加えて反応を開始した。反応中は0.5Mの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHを10以上10.5以下に保ち、pHに変化が見られなくなった時点で反応終了と見なした。
<Manufacturing example 2>
(Manufacturing of TEMPO oxidized pulp)
As the raw material pulp, softwood kraft pulp (undried) manufactured by Oji Paper Co., Ltd. was used. Alkaline TEMPO oxidation treatment was carried out on this raw material pulp as follows. First, the above-mentioned raw material pulp equivalent to 100 parts by mass of dry mass, 1.6 parts by mass of TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl), and 10 parts by mass of sodium bromide are added to 10000 parts by mass of water. It was dispersed in the parts. Then, a 13 mass% sodium hypochlorite aqueous solution was added to 1.0 g of pulp so as to be 3.8 mmol, and the reaction was started. During the reaction, a 0.5 M aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise to keep the pH at 10 or more and 10.5 or less, and the reaction was considered to be completed when no change was observed in the pH.

次いで、得られたTEMPO酸化パルプに対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、TEMPO酸化後のパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、5000質量部のイオン交換水を注ぎ、撹拌して均一に分散させた後、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。 Next, the obtained TEMPO oxide pulp was washed. The washing treatment is carried out by dehydrating the pulp slurry after TEMPO oxidation to obtain a dehydrated sheet, pouring 5000 parts by mass of ion-exchanged water, stirring and uniformly dispersing, and then repeating the operation of filtration and dehydration. It was. When the electrical conductivity of the filtrate became 100 μS / cm or less, the washing end point was set.

得られたTEMPO酸化パルプを供試して、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。 When the obtained TEMPO oxide pulp was tested and analyzed by an X-ray diffractometer, it was typical at two positions, 2θ = 14 ° or more and 17 ° or less and 2θ = 22 ° or more and 23 ° or less. Peak was confirmed, and it was confirmed that it had cellulose type I crystals.

(解繊処理)
得られたTEMPO酸化パルプ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(株式会社スギノマシン製、スターバースト)で200MPaの圧力にて4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(B)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、後述する測定方法で測定されるカルボキシ基量は、1.30mmol/gであった。
(Defibration treatment)
Ion-exchanged water was added to the obtained TEMPO oxidized pulp to prepare a slurry having a solid content concentration of 2% by mass. This slurry was treated four times at a pressure of 200 MPa with a wet atomizing device (manufactured by Sugino Machine Limited, Starburst) to obtain a fine fibrous cellulose dispersion (B) containing fine fibrous cellulose. By X-ray diffraction, it was confirmed that this fine fibrous cellulose maintained the cellulose type I crystal. Moreover, when the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope, it was 3 to 5 nm. The amount of carboxy group measured by the measuring method described later was 1.30 mmol / g.

(カルボキシ基量の測定)
微細繊維状セルロースのカルボキシ基量(TEMPO酸化パルプのカルボキシ基量と等しい)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にイオン交換水を添加して、含有量を0.2質量%とし、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、0.2質量%の微細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;オルガノ株式会社製、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。水酸化ナトリウム水溶液を加えながらpHの変化を観察すると、図3に示されるような滴定曲線が得られる。図3に示されるように、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観測される。この増分の極大点を第1終点と呼ぶ。ここで、図3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、滴定対象の微細繊維状セルロース含有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)を算出した。
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)を示している。
(Measurement of carboxy group amount)
The carboxy group amount of the fine fibrous cellulose (equal to the carboxy group amount of the TEMPO oxide pulp) is set to 0 by adding ion-exchanged water to the fine fibrous cellulose dispersion containing the target fine fibrous cellulose. It was measured at 2% by mass, treated with an ion exchange resin, and then titrated with an alkali.
The treatment with an ion exchange resin is carried out by adding a 1/10 volume of a strongly acidic ion exchange resin (Amberjet 1024; manufactured by Organo Corporation, conditioned) to a slurry containing 0.2% by mass of fine fibrous cellulose for 1 hour. After the shaking treatment, the resin and the slurry were separated by pouring onto a mesh having a mesh size of 90 μm.
Further, the titration using alkali was performed by measuring the change in the pH value indicated by the slurry while adding a 0.1 N sodium hydroxide aqueous solution to the fibrous cellulose-containing slurry treated with the ion exchange resin. .. By observing the change in pH while adding an aqueous sodium hydroxide solution, a titration curve as shown in FIG. 3 can be obtained. As shown in FIG. 3, in this neutralization titration, there is one point in which the increment (differential value of pH with respect to the amount of alkaline drop) becomes maximum in the curve plotting the measured pH with respect to the amount of alkali added. Observed. The maximum point of this increment is called the first end point. Here, the region from the start of titration to the first end point in FIG. 3 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 fine fibrous cellulose-containing slurry to be titrated, so that the amount of carboxy group introduced (mmol / g). ) Was 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)) is shown.

<製造例3>
(亜リン酸化パルプの製造)
リン酸二水素アンモニウムの代わりに亜リン酸(ホスホン酸)33質量部を用いた以外は、製造例1と同様に操作を行い、亜リン酸化パルプを得た。
<Manufacturing example 3>
(Manufacturing of subphosphorylated pulp)
The same procedure as in Production Example 1 was carried out except that 33 parts by mass of phosphorous acid (phosphonic acid) was used instead of ammonium dihydrogen phosphate to obtain phosphorylated pulp.

これにより得られた亜リン酸化パルプに対し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、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、得られた亜リン酸化パルプを供試して、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 obtained subphosphorylated pulp 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 subphosphorylated pulp was tested and analyzed by an X-ray diffractometer, two positions were found: 2θ = 14 ° or more and 17 ° or less and 2θ = 22 ° or more and 23 ° or less. A typical peak was confirmed in, and it was confirmed that it had cellulose type I crystals.

(解繊処理)
得られた亜リン酸化パルプ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(株式会社スギノマシン製、スターバースト)で200MPaの圧力にて4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(C)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、上述のリンオキソ酸基量の測定方法で測定される亜リン酸基量(第1解離酸量)は、1.51mmol/gであった。なお、総解離酸量は、1.54mmol/gであった。
(Defibration treatment)
Ion-exchanged water was added to the obtained subphosphorylated pulp to prepare a slurry having a solid content concentration of 2% by mass. This slurry was treated four times at a pressure of 200 MPa with a wet atomizing device (manufactured by Sugino Machine Limited, Starburst) to obtain a fine fibrous cellulose dispersion (C) containing fine fibrous cellulose. By X-ray diffraction, it was confirmed that this fine fibrous cellulose maintained the cellulose type I crystal. Moreover, when the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope, it was 3 to 5 nm. The amount of phosphite group (first dissociated acid amount) measured by the above-mentioned method for measuring the amount of phosphorous acid group was 1.51 mmol / g. The total amount of dissociated acid was 1.54 mmol / g.

<実施例1>
(ポリビニルアルコールの溶解)
イオン交換水に、ポリビニルアルコール(PVA)(株式会社クラレ製、ポバール105、重合度:500、ケン化度:98〜99mol%)を0.5質量%になるように加え、95℃で1時間撹拌し、溶解してポリビニルアルコール水溶液を得た。
<Example 1>
(Dissolution of polyvinyl alcohol)
Polyvinyl alcohol (PVA) (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 0.5% by mass, and the temperature was 95 ° C. for 1 hour. The mixture was stirred and dissolved to obtain an aqueous polyvinyl alcohol solution.

(シート化)
微細繊維状セルロース分散液(A)について、固形分濃度が0.5質量%となるようイオン交換水を添加して濃度調整を行った。次いで、微細繊維状セルロース55質量部に対し、ポリビニルアルコールが45質量部になるようにポリビニルアルコール水溶液を添加し、撹拌した。さらに、シートの仕上がり坪量が50g/m2になるように混合後の液を計量して、市販のアクリル板上に展開し、50℃の乾燥機で24時間乾燥した。なお、所定の坪量となるようアクリル板上には150mm角の堰止用の板を配置した。以上の手順により、微細繊維状セルロース含有シートを得た。
(Sheet)
The concentration of the fine fibrous cellulose dispersion (A) was adjusted by adding ion-exchanged water so that the solid content concentration was 0.5% by mass. Next, an aqueous polyvinyl alcohol solution was added to 55 parts by mass of the fine fibrous cellulose so that the amount of polyvinyl alcohol was 45 parts by mass, and the mixture was stirred. Further, the liquid after mixing was weighed so that the finished basis weight of the sheet was 50 g / m 2 , developed on a commercially available acrylic plate, and dried in a dryer at 50 ° C. for 24 hours. A 150 mm square dammed plate was placed on the acrylic plate so as to have a predetermined basis weight. By the above procedure, a fine fibrous cellulose-containing sheet was obtained.

(樹脂層の積層)
水酸基を有するアクリロイル基がグラフト重合したアクリル樹脂(大成ファインケミカル社製、アクリット8KX−012C、固形分濃度は39質量%)100質量部と、ポリイソシアネート化合物(旭化成ケミカルズ社製、TPA−100)38質量部と、メチルエチルケトン100質量部を混合して樹脂組成物を得た。次いで、上記樹脂組成物を、微細繊維状セルロース含有シートのアクリル板と接していた面に、バーコーターにて塗布した後、100℃で1時間加熱して硬化させて樹脂層を積層した。さらに、同様の手順で微細繊維状セルロース含有シートの反対側の面にも樹脂層を積層した。樹脂層の厚みは片面あたり1μmであり、積層後の坪量は53g/m2であった。上記の手順により積層シート(パターン形成用基材)を得た。
(Lamination of resin layer)
Acrylic resin graft-polymerized with acryloyl group having a hydroxyl group (manufactured by Taisei Fine Chemicals Co., Ltd., Acryt 8KX-012C, solid content concentration is 39% by mass) 100 parts by mass, and polyisocyanate compound (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd., TPA-100) 38 parts by mass A resin composition was obtained by mixing 100 parts by mass of the methyl ethyl ketone. Next, the resin composition was applied to the surface of the fine fibrous cellulose-containing sheet in contact with the acrylic plate with a bar coater, and then heated at 100 ° C. for 1 hour to cure and laminate the resin layer. Further, a resin layer was laminated on the opposite surface of the fine fibrous cellulose-containing sheet in the same procedure. The thickness of the resin layer was 1 μm per side, and the basis weight after lamination was 53 g / m 2 . A laminated sheet (base material for pattern formation) was obtained by the above procedure.

<実施例2>
実施例1のシート化において、微細繊維状セルロースの添加量を75質量部とし、ポリビニルアルコールの添加量を25質量部に変更した以外は、実施例1と同様にし、積層シート(パターン形成用基材)を得た。積層後の樹脂層のは53g/m2であった。
<Example 2>
In the sheet formation of Example 1, the same as in Example 1 except that the amount of fine fibrous cellulose added was 75 parts by mass and the amount of polyvinyl alcohol added was changed to 25 parts by mass, and the laminated sheet (pattern forming group) was used. Material) was obtained. The resin layer after lamination was 53 g / m 2 .

<実施例3>
(樹脂層の積層)
ウレタン単位/アクリル単位の質量比率が2/8であるウレタンアクリレート共重合体(大成ファインケミカル社製、アクリット8UA−347A)100質量部、イソシアヌレート化合物(旭化成ケミカルズ社製、デュラネートTPA−100)9.7質量部を混合し、樹脂組成物を得た。次いで、上記樹脂組成物を、実施例2で得た微細繊維状セルロース含有シートのアクリル板と接していた面に、バーコーターにて塗布した後、100℃で1時間加熱して硬化させて樹脂層を積層した。さらに、同様の手順でシートの反対側の面にも樹脂層を積層した。樹脂層の厚みは片面あたり1μmであり、積層後の坪量は53g/m2であった。上記の手順により積層シート(パターン形成用基材)を得た。
<Example 3>
(Lamination of resin layer)
9. 100 parts by mass of urethane acrylate copolymer (Acryt 8UA-347A, manufactured by Taisei Fine Chemicals Co., Ltd.), isocyanurate compound (Duranate TPA-100, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.) having a mass ratio of urethane unit / acrylic unit of 2/8. 7 parts by mass were mixed to obtain a resin composition. Next, the resin composition was applied to the surface of the fine fibrous cellulose-containing sheet obtained in Example 2 in contact with the acrylic plate with a bar coater, and then heated at 100 ° C. for 1 hour to cure the resin. The layers were laminated. Further, a resin layer was laminated on the opposite surface of the sheet in the same procedure. The thickness of the resin layer was 1 μm per side, and the basis weight after lamination was 53 g / m 2 . A laminated sheet (base material for pattern formation) was obtained by the above procedure.

<実施例4>
実施例2のシート化において、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)を使用した以外は、実施例2と同様にし、積層シート(パターン形成用基材)を得た。積層後の樹脂層の坪量は53g/m2であった。
<Example 4>
In the sheet formation of Example 2, a laminated sheet (pattern-forming base material) was obtained in the same manner as in Example 2 except that the fine fibrous cellulose dispersion (B) was used instead of the fine fibrous cellulose dispersion (A). ) Was obtained. The basis weight of the resin layer after lamination was 53 g / m 2 .

<実施例5>
実施例2のシート化において、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(C)を使用した以外は、実施例2と同様にし、積層シート(パターン形成用基材)を得た。積層後の樹脂層の坪量は53g/m2であった。
<Example 5>
In the sheet formation of Example 2, a laminated sheet (pattern-forming base material) was obtained in the same manner as in Example 2 except that the fine fibrous cellulose dispersion (C) was used instead of the fine fibrous cellulose dispersion (A). ) Was obtained. The basis weight of the resin layer after lamination was 53 g / m 2 .

<比較例1>
実施例2のシート化において、樹脂層の積層を行わず、微細繊維状セルロース含有シートをその後の測定、評価に使用した。
<Comparative example 1>
In the sheet formation of Example 2, the fine fibrous cellulose-containing sheet was used for the subsequent measurement and evaluation without laminating the resin layer.

<比較例2>
実施例1のシート化において、微細繊維状セルロース40質量部に対し、ポリビニルアルコールが30質量部になるようにポリビニルアルコール水溶液を添加し、撹拌した後、30質量部のエチレングリコール(EG)(分子量65)を添加し、撹拌した。その他の手順は実施例1と同様にし、積層シートを得た。積層後の樹脂層の坪量は53g/m2であった。
<Comparative example 2>
In the sheet formation of Example 1, a polyvinyl alcohol aqueous solution was added to 40 parts by mass of fine fibrous cellulose so that the amount of polyvinyl alcohol was 30 parts by mass, and after stirring, 30 parts by mass of ethylene glycol (EG) (molecular weight). 65) was added and stirred. Other procedures were the same as in Example 1 to obtain a laminated sheet. The basis weight of the resin layer after lamination was 53 g / m 2 .

<比較例3>
(多孔質シート化)
実施例1のシート化において、混合後の液を計量して、市販のアクリル板上に展開し、50℃の乾燥機で乾燥を始めた後、シートの乾燥が進み、アクリル板から剥離できる状態になったことを確認し、湿潤状態でシートをつまみ上げた。この湿潤シートをイソブチルアルコール中に浸漬させ、10分間静置することで、多孔質化処理を行った。その後、湿潤シートをプラスチックワイヤー上に静置し、100℃の乾燥機で1時間乾燥させた。このとき、アクリル板と接していた面が、プラスチックワイヤーに接するようにした。以上の手順により、多孔質化した微細繊維状セルロース含有シートを得た。
<Comparative example 3>
(Porous sheet)
In the sheet formation of Example 1, the liquid after mixing is weighed, developed on a commercially available acrylic plate, dried in a dryer at 50 ° C., and then the sheet is dried and can be peeled off from the acrylic plate. After confirming that it became, the sheet was picked up in a wet state. The wet sheet was immersed in isobutyl alcohol and allowed to stand for 10 minutes to carry out the porosification treatment. Then, the wet sheet was allowed to stand on the plastic wire and dried in a dryer at 100 ° C. for 1 hour. At this time, the surface that was in contact with the acrylic plate was brought into contact with the plastic wire. By the above procedure, a porous fine fibrous cellulose-containing sheet was obtained.

(樹脂の含浸)
ウレタン単位/アクリル単位の質量比率が2/8であるウレタンアクリレート共重合体(大成ファインケミカル社製、アクリット8UA−347A)100質量部、イソシアヌレート化合物(旭化成ケミカルズ社製、デュラネートTPA−100)9.7質量部を混合し、樹脂組成物を得た。次いで、上記微細繊維状セルロース含有シートを上記樹脂組成物中に浸漬し、10分間静置した。その後、このシートを取り出し、シート上片をクリップで乾燥機内の網棚に固定して吊るし、100℃で1時間加熱して樹脂組成物を硬化させた。上記の手順により樹脂含浸シートを得た。得られたシートの坪量は60g/m2であった。
(Impregnated with resin)
9. 100 parts by mass of urethane acrylate copolymer (Acryt 8UA-347A, manufactured by Taisei Fine Chemicals Co., Ltd.), isocyanurate compound (Duranate TPA-100, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.) having a mass ratio of urethane unit / acrylic unit of 2/8. 7 parts by mass were mixed to obtain a resin composition. Next, the fine fibrous cellulose-containing sheet was immersed in the resin composition and allowed to stand for 10 minutes. Then, this sheet was taken out, a piece on the sheet was fixed to a net shelf in a dryer with a clip and hung, and heated at 100 ° C. for 1 hour to cure the resin composition. A resin-impregnated sheet was obtained by the above procedure. The basis weight of the obtained sheet was 60 g / m 2 .

<測定>
実施例1〜5で得た積層シート、および比較例1〜3で得た微細繊維状セルロース含有シート、積層シート、樹脂含浸シートを、以下の方法に従って測定した。なお、以下では、積層シート、微細繊維状セルロース含有シート、積層シート、樹脂含浸シートを、単にシートと記載している。
<Measurement>
The laminated sheets obtained in Examples 1 to 5 and the fine fibrous cellulose-containing sheets, laminated sheets, and resin-impregnated sheets obtained in Comparative Examples 1 to 3 were measured according to the following methods. In the following, the laminated sheet, the fine fibrous cellulose-containing sheet, the laminated sheet, and the resin-impregnated sheet are simply referred to as sheets.

(微細繊維状セルロースの含有量)
下記式に従って、シート中の微細繊維状セルロースの含有量を算出した。
微細繊維状セルロースの含有量(質量%)=100×(GA/GB)×(C/100)
ここで、GAは、微細繊維状セルロース含有シートの坪量であり、GBは、樹脂層の積層、または樹脂の含浸後のシートの坪量であり、Cは、微細繊維状セルロース含有シートにおける微細繊維状セルロースの配合量である。
(Content of fine fibrous cellulose)
The content of fine fibrous cellulose in the sheet was calculated according to the following formula.
The content of fine fibrous cellulose (wt%) = 100 × (G A / G B) × (C / 100)
Here, G A is the basis weight of the fine fibrous cellulose-containing sheet, G B is the basis weight of the sheet after impregnation of the laminate, or resin in the resin layer, C is, microfibrous cellulose-containing sheet It is the amount of fine fibrous cellulose compounded in.

(密度)
シートの坪量を厚みで除し、シートの密度とした。なお、シートの厚みは触針式厚さ計(マール社製、ミリトロン1202D)で測定した。
(density)
The basis weight of the sheet was divided by the thickness to obtain the density of the sheet. The thickness of the sheet was measured with a stylus type thickness gauge (Millitron 1202D manufactured by Marl.).

(表面粗さ)
原子間力顕微鏡(Veeco社製、NanoScope IIIa)を用いて、シートの表面(樹脂層表面)の10μm四方の算術平均粗さを測定した。なお、測定したシートが積層シートである場合、測定表面は樹脂層表面であり、この樹脂層表面は基層がアクリル板と接していた側の面に積層された樹脂層の表面である。
(Surface roughness)
Using an atomic force microscope (NanoScope IIIa, manufactured by Veeco), the arithmetic mean roughness of the surface of the sheet (resin layer surface) of 10 μm square was measured. When the measured sheet is a laminated sheet, the measurement surface is the surface of the resin layer, and the surface of the resin layer is the surface of the resin layer laminated on the surface on the side where the base layer is in contact with the acrylic plate.

(引張弾性率)
JIS P 8113に準拠し、引張試験機テンシロン(エー・アンド・デイ社製)を用いてシートの引張弾性率を測定した。なお、弾性率は、SSカーブにおける正の最大の傾き値から計算した値である。なお、引張弾性率を測定する際には、23℃、相対湿度50%で24時間調湿したものを試験片として用いた。
(Tensile modulus)
The tensile elastic modulus of the sheet was measured using a tensile tester Tensilon (manufactured by A & D Co., Ltd.) in accordance with JIS P 8113. The elastic modulus is a value calculated from the maximum positive slope value in the SS curve. When measuring the tensile elastic modulus, a test piece prepared at 23 ° C. and a relative humidity of 50% for 24 hours was used.

(水接触角)
JIS R 3257に準拠し、動的水接触角試験機(Fibro社製、1100DAT)を用いてシートの表面(樹脂層表面)の水接触角を測定した。なお、測定したシートが積層シートである場合、測定表面は樹脂層表面であり、この樹脂層表面は基層がアクリル板と接していた側の面に積層された樹脂層の表面である。測定の際には、樹脂層表面に蒸留水を4μL滴下し、滴下後30秒後の水接触角を測定値とした。
(Water contact angle)
According to JIS R 3257, the water contact angle of the surface of the sheet (resin layer surface) was measured using a dynamic water contact angle tester (1100 DAT manufactured by Fibro). When the measured sheet is a laminated sheet, the measurement surface is the surface of the resin layer, and the surface of the resin layer is the surface of the resin layer laminated on the surface on the side where the base layer is in contact with the acrylic plate. At the time of measurement, 4 μL of distilled water was dropped on the surface of the resin layer, and the water contact angle 30 seconds after the dropping was used as the measured value.

(ヘーズ)
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)を用いてシートのヘーズを測定した。
(Haze)
According to JIS K 7136, the haze of the sheet was measured using a haze meter (HM-150 manufactured by Murakami Color Technology Research Institute).

(収縮率)
シートをレーザーカッターにより、3mm幅×30mm長に切断した。熱機械分析装置(日立ハイテクサイエンス社製、TMA7100)にこの試験片をセットし、引っ張りモードでチャック間20mm、荷重10g、窒素雰囲気下に設定し、室温から110℃まで5℃/minで昇温、その後1時間保持した。このときの寸法変化率を、シートの収縮率とした。
収縮率(%)=|B−A|/A×100
Aは、分析装置にセットした初期状態(温度は室温)のチャック間距離(mm)であり、Bは、110℃で昇温し、1時間保持した後のチャック間距離(mm)である。
(Shrinkage factor)
The sheet was cut into a 3 mm width × 30 mm length by a laser cutter. Set this test piece in a thermomechanical analyzer (TMA7100, manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.), set the chuck distance to 20 mm, load 10 g, and nitrogen atmosphere in tension mode, and raise the temperature from room temperature to 110 ° C at 5 ° C / min. After that, it was held for 1 hour. The dimensional change rate at this time was taken as the shrinkage rate of the sheet.
Shrinkage rate (%) = | BA | / A × 100
A is the inter-chuck distance (mm) in the initial state (temperature is room temperature) set in the analyzer, and B is the inter-chuck distance (mm) after the temperature is raised at 110 ° C. and held for 1 hour.

<評価>
実施例1〜5で得た積層シート、および比較例1〜3で得た微細繊維状セルロース含有シート、積層シート、樹脂含浸シートを、以下の方法に従って評価した。
<Evaluation>
The laminated sheets obtained in Examples 1 to 5 and the fine fibrous cellulose-containing sheets, laminated sheets, and resin-impregnated sheets obtained in Comparative Examples 1 to 3 were evaluated according to the following methods.

(パターニング性の評価)
シートを温度23℃、相対湿度50%の環境に24時間静置した後に、50mm角に切断し、イオンスパッタ装置(日本電子社製、JFC−3000FC)のステージ上に静置した。この際、シートが積層シートである場合には、樹脂層が上面となるように静置した。次いで、このシート上にライン/スペース(L/S)が20μm/20μmのフォトマスク(ミタニマイクロニクス社製、5インチサイズ、合成石英製)を配置した。この際、シムテープ(ミスミ社製、厚さ20μm、SUS製)を用い、シートとフォトマスクのギャップが20μmとなるように設定した。その後、上記イオンスパッタ装置にて金を蒸着した。この際、蒸着される金の厚みが20nmとなるように設定した。金を蒸着した後にシムテープとフォトマスクを外し、シート上に形成された金の蒸着ラインの幅を、光学顕微鏡で観察・測定した。そして、以下の基準に従ってパターニング性を評価した。
○:金が蒸着された範囲が20±5μmの範囲内である
×:金が蒸着された範囲が20±5μmの範囲を超えている
(Evaluation of patterning property)
The sheet was allowed to stand in an environment having a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50% for 24 hours, cut into 50 mm squares, and allowed to stand on a stage of an ion sputtering apparatus (JFC-3000FC manufactured by JEOL Ltd.). At this time, when the sheet was a laminated sheet, it was allowed to stand so that the resin layer was on the upper surface. Next, a photomask having a line / space (L / S) of 20 μm / 20 μm (manufactured by Mitani Micronics Co., Ltd., 5 inch size, made of synthetic quartz) was placed on this sheet. At this time, a shim tape (manufactured by MISUMI, thickness 20 μm, manufactured by SUS) was used, and the gap between the sheet and the photomask was set to be 20 μm. Then, gold was deposited by the above ion sputtering apparatus. At this time, the thickness of the deposited gold was set to be 20 nm. After depositing gold, the shim tape and photomask were removed, and the width of the gold vapor deposition line formed on the sheet was observed and measured with an optical microscope. Then, the patterning property was evaluated according to the following criteria.
◯: The range in which gold is vapor-deposited is within the range of 20 ± 5 μm ×: The range in which gold is vapor-deposited exceeds the range of 20 ± 5 μm.

(高温高湿処理後のパターニング性の評価)
シートを50mm角に切断し、温度60℃、相対湿度90%の環境に24時間静置した。次いで、このシートに上述した(パターニング性の評価)と同様の方法で金を蒸着した。蒸着後のシートを光学顕微鏡で観察し、以下の基準に従ってパターニング性を評価した。
○:金が蒸着された範囲が20±5μmの範囲内である
×:金が蒸着された範囲が20±5μmの範囲を超えている
(Evaluation of patterning property after high temperature and high humidity treatment)
The sheet was cut into 50 mm squares and allowed to stand in an environment having a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 90% for 24 hours. Next, gold was deposited on this sheet by the same method as described above (evaluation of patterning property). The sheet after vapor deposition was observed with an optical microscope, and the patterning property was evaluated according to the following criteria.
◯: The range in which gold is vapor-deposited is within the range of 20 ± 5 μm ×: The range in which gold is vapor-deposited exceeds the range of 20 ± 5 μm.

Figure 2020185680
Figure 2020185680

表1から明らかなように、実施例で得た繊維状セルロースを含む基層と、樹脂層とを含む積層シート(パターン形成用基材)では、パターニング性が良好な結果となった。特に、実施例1〜3、および実施例5のパターン形成用基材では特に透明性が高く(ヘーズが低く)、パターニングプロセスにおいて光学的な位置決めを行う際にも適合性が高いことが推測された。 As is clear from Table 1, the laminated sheet (pattern-forming base material) containing the base layer containing the fibrous cellulose and the resin layer obtained in Examples showed good patterning properties. In particular, the pattern-forming substrates of Examples 1 to 3 and Example 5 have particularly high transparency (low haze), and it is presumed that they are highly compatible when performing optical positioning in the patterning process. It was.

一方、比較例1で得た樹脂層を含まないシートでは、シートの水接触角が小さく、また収縮率が大きく、パターニング性の結果が不良であった。
比較例2で得た低分子化合物を含有するシートでは、製造直後のパターニング性は良好であったものの、高温高湿下での暴露により低分子成分がシート表面に露出したためか、高温高湿処理後のパターニング性は不良であった。
比較例3で得た多孔質化した後に樹脂含浸を行ったシートでは、表面粗さ(算術平均粗さ)が大きく、パターニング性は不良であった。
On the other hand, in the sheet not containing the resin layer obtained in Comparative Example 1, the water contact angle of the sheet was small, the shrinkage rate was large, and the patterning property result was poor.
The sheet containing the low molecular weight compound obtained in Comparative Example 2 had good patterning properties immediately after production, but the low molecular weight components were exposed on the sheet surface due to exposure under high temperature and high humidity, and thus the high temperature and high humidity treatment was performed. Later patterning was poor.
In the sheet obtained in Comparative Example 3 which was made porous and then impregnated with resin, the surface roughness (arithmetic mean roughness) was large and the patterning property was poor.

2 基層
6 樹脂層
10 パターン形成用基材
2 Base layer 6 Resin layer 10 Base material for pattern formation

Claims (11)

繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む基層と、樹脂層とを含むパターン形成用基材であって、
前記基層における分子量が400以下の低分子化合物の含有量は、前記基層の全質量に対して、20質量%未満である、パターン形成用基材。
A base material for pattern formation containing a base layer containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a resin layer.
A base material for pattern formation in which the content of a low molecular weight compound having a molecular weight of 400 or less in the base layer is less than 20% by mass with respect to the total mass of the base layer.
密度が1.00g/cm3以上である、請求項1に記載のパターン形成用基材。 The pattern-forming substrate according to claim 1, which has a density of 1.00 g / cm 3 or more. 引張弾性率が2.0GPa以上である、請求項1又は2に記載のパターン形成用基材。 The pattern-forming base material according to claim 1 or 2, wherein the tensile elastic modulus is 2.0 GPa or more. ヘーズが10.0%以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のパターン形成用基材。 The pattern-forming base material according to any one of claims 1 to 3, wherein the haze is 10.0% or less. 前記パターン形成用基材を温度110℃、窒素雰囲気下に1時間保持した後の収縮率が1.2%以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のパターン形成用基材。 The pattern-forming substrate according to any one of claims 1 to 5, wherein the shrinkage rate after holding the pattern-forming substrate in a nitrogen atmosphere at a temperature of 110 ° C. for 1 hour is 1.2% or less. .. 前記樹脂層の表面の算術平均粗さが100nm以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のパターン形成用基材。 The pattern-forming base material according to any one of claims 1 to 5, wherein the arithmetic average roughness of the surface of the resin layer is 100 nm or less. 前記樹脂層の表面の水接触角が60°以上である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のパターン形成用基材。 The pattern-forming base material according to any one of claims 1 to 6, wherein the water contact angle on the surface of the resin layer is 60 ° or more. 前記繊維状セルロースの含有量は、前記パターン形成用基材の全質量に対して10質量%以上である、請求項1〜7のいずれか1項に記載のパターン形成用基材。 The pattern-forming base material according to any one of claims 1 to 7, wherein the content of the fibrous cellulose is 10% by mass or more with respect to the total mass of the pattern-forming base material. 前記繊維状セルロースは、リンオキソ酸又はリンオキソ酸に由来する置換基を有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載のパターン形成用基材。 The pattern-forming base material according to any one of claims 1 to 8, wherein the fibrous cellulose has a phosphoric acid or a substituent derived from the phosphoric acid. 前記樹脂層は疎水性樹脂を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載のパターン形成用基材。 The pattern-forming base material according to any one of claims 1 to 9, wherein the resin layer contains a hydrophobic resin. 前記基層は親水性高分子をさらに含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載のパターン形成用基材。 The pattern-forming base material according to any one of claims 1 to 10, wherein the base layer further contains a hydrophilic polymer.
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