JP2023007000A - dispersion and sheet - Google Patents

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Masato Saito
裕一 野口
Yuichi Noguchi
郁絵 杉山
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Abstract

To provide a dispersion obtained by re-dispersing a microfibrous cellulose aggregate containing a polyvalent metal ion, which can form a sheet having high transparency and excellent resistance to yellowing.SOLUTION: There is provided a dispersion containing a fibrous cellulose having an anionic group and a fiber width of 1000 nm or less, wherein the amount introduced of the anionic group in the fibrous cellulose is less than 0.5 mmol/g, the fibrous cellulose has a polyvalent metal ion as a counter ion of an anionic group, the electrical conductivity of the dispersion containing 0.4 mass% of the fibrous cellulose is 20 mS/m or less and the haze of the dispersion containing 0.2 mass% of the fibrous cellulose is 10% or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、分散液及びシートに関する。具体的に、本発明は、微細繊維状セルロースを含む分散液及びシートに関する。 The present invention relates to dispersions and sheets. Specifically, the present invention relates to dispersions and sheets comprising fine fibrous cellulose.

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

微細繊維状セルロースは、セルロース繊維を解繊処理することで製造可能である。しかし、セルロース繊維同士は水素結合により強く結合しているため、単純に解繊処理を行うのみでは、微細繊維状セルロースを得るまでに膨大なエネルギーが必要となる。このため、より小さな解繊処理エネルギーで微細繊維状セルロースを製造するために、解繊処理と合わせて、化学処理や酵素処理といった前処理を行うことが有効であることが知られている。例えば、セルロース繊維の化学処理により、セルロース繊維にイオン性置換基を導入すると、セルロース繊維が容易に微細化し、さらに微細化後の分散安定性も高まることが知られている。 Fine fibrous cellulose can be produced by defibrating cellulose fibers. However, since cellulose fibers are strongly bonded to each other by hydrogen bonding, a simple defibration treatment requires a huge amount of energy to obtain fine fibrous cellulose. Therefore, in order to produce fine fibrous cellulose with less defibration treatment energy, it is known to be effective to perform pretreatment such as chemical treatment or enzyme treatment together with defibration treatment. For example, it is known that chemical treatment of cellulose fibers to introduce ionic substituents into the cellulose fibers facilitates miniaturization of the cellulose fibers, and further increases dispersion stability after miniaturization.

微細繊維状セルロースを分散液とした場合、その分散安定性を確保するために低濃度の分散液の状態とすることが多い。しかしながら、このような場合、輸送や保管に供される物のほとんどは水等の溶媒であり、微細繊維状セルロースの単位数量当たりの輸送コストや保管コストが高くなる傾向にある。このため、微細繊維状セルロースの単位数量当たりの輸送コストや保管コストを削減するために、微細繊維状セルロース分散液に凝集剤等を添加して、微細繊維状セルロースを凝集させ、得られた凝集物を輸送や保管することも検討されている。そして、この凝集物を使用する際には、凝集物を水等の溶媒に再分散させ、得られた再分散液を各種用途に使用している。 When fine fibrous cellulose is used as a dispersion, it is often in a state of a low-concentration dispersion in order to ensure its dispersion stability. However, in such cases, most of the material to be transported and stored is a solvent such as water, and the transport and storage costs per unit quantity of fine fibrous cellulose tend to be high. For this reason, in order to reduce the transportation cost and storage cost per unit quantity of fine fibrous cellulose, a flocculant or the like is added to the fine fibrous cellulose dispersion to aggregate the fine fibrous cellulose, and the obtained flocculated It is also being considered to transport and store things. When using this aggregate, the aggregate is re-dispersed in a solvent such as water, and the obtained re-dispersed liquid is used for various purposes.

例えば、特許文献1及び2には、凝集剤として多価金属を含む微細繊維状セルロース含有物が開示されている。これらの文献の実施例では、アルカリ条件下で微細繊維状セルロース含有物を再分散させることで、再分散性を高めることが検討されている。また、特許文献3には、アニオン変性セルロースナノファイバー分散液に一定量の1価又は2価の金属イオンを含有させる工程が開示されており、これにより、セルロースナノファイバー分散液の流動性を向上させることが検討されている。 For example, Patent Documents 1 and 2 disclose fine fibrous cellulose inclusions containing polyvalent metals as flocculants. In the examples of these documents, redispersion of fine fibrous cellulose inclusions under alkaline conditions is considered to enhance redispersibility. In addition, Patent Document 3 discloses a process of adding a certain amount of monovalent or divalent metal ions to an anion-modified cellulose nanofiber dispersion, thereby improving the fluidity of the cellulose nanofiber dispersion. It is being considered to have

特許文献4には、イオン性置換基を有する微細繊維と、二価以上の金属を含むシートが開示されている。ここでは、置換基を有する微細繊維含有シートを二価以上の金属イオンで処理することにより、高い透明性を維持しつつ、湿潤条件でも膨潤・破断せず、一定以上の強度を有するシートを提供することが検討されている。また、特許文献5には、少なくとも一部のカルボキシ基が金属で置換されたセルロースフィルムが開示されている。特許文献4及び5においては、微細繊維含有シートもしくはフィルムを形成した後に、金属イオン処理(イオン交換処理)が行われている。 Patent Document 4 discloses a sheet containing fine fibers having an ionic substituent and a metal having a valence of 2 or higher. Here, by treating a fine fiber-containing sheet having a substituent with divalent or higher metal ions, it is possible to provide a sheet that maintains high transparency, does not swell or break even under wet conditions, and has a certain level of strength. is being considered. Moreover, Patent Document 5 discloses a cellulose film in which at least a portion of the carboxy groups are substituted with a metal. In Patent Documents 4 and 5, a metal ion treatment (ion exchange treatment) is performed after forming a fine fiber-containing sheet or film.

特開2020-105471号公報JP 2020-105471 A 国際公開第2014/024876号WO2014/024876 国際公開第2013/137140号WO2013/137140 特開2017-31548号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2017-31548 特開2016-210830号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-210830

微細繊維状セルロース分散液に多価金属等の凝集剤を添加して、微細繊維状セルロース凝集物を得た際には、使用時等において凝集物が優れた再分散性を発揮することが求められている。従来技術においては、再分散に用いる溶媒をアルカリ条件とすることで、微細繊維状セルロースの再分散性を高めることが検討されていた。しかしながら、このような場合、得られる再分散液もアルカリ性となり、再分散液の用途が限定されたり、取り扱い容易性が劣るなどの問題があった。そして、このような再分散液からシートを形成した場合にはシートが黄変するといった課題もあった。一方、微細繊維状セルロースの再分散性が十分ではない場合には、再分散液の透明性が劣り、このような再分散液から形成されるシートの透明性も十分ではないという問題もあった。 When a flocculant such as a polyvalent metal is added to a fine fibrous cellulose dispersion to obtain fine fibrous cellulose aggregates, it is required that the aggregates exhibit excellent redispersibility during use. It is In the prior art, it has been considered to increase the redispersibility of fine fibrous cellulose by setting the solvent used for redispersion under alkaline conditions. However, in such a case, the resulting redispersion liquid is also alkaline, and there are problems such as limited applications of the redispersion liquid and poor ease of handling. Moreover, when a sheet is formed from such a redispersion liquid, there is also a problem that the sheet yellows. On the other hand, when the redispersibility of the fine fibrous cellulose is insufficient, the transparency of the redispersed liquid is inferior, and the transparency of the sheet formed from such a redispersed liquid is also insufficient. .

また、特許文献4及び5に開示されているように、微細繊維状セルロースシート(フィルム)を形成した後に、多価金属イオンを導入し、シートのガスバリア性などを向上させる技術も知られているが、微細繊維状セルロースシート(フィルム)を溶液に浸漬させてイオン交換処理を行った場合、イオン交換が十分に進行せずにシートが黄変する場合があり、改善が求められていた。 In addition, as disclosed in Patent Documents 4 and 5, a technique is also known in which polyvalent metal ions are introduced after forming a fine fibrous cellulose sheet (film) to improve gas barrier properties of the sheet. However, when a fine fibrous cellulose sheet (film) is immersed in a solution and subjected to ion exchange treatment, the ion exchange may not proceed sufficiently and the sheet may turn yellow.

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、多価金属イオンを含む微細繊維状セルロース凝集物を再分散させて得られる分散液であって、透明性が高くかつ耐黄変性に優れるシートを形成し得る分散液を提供することを目的として検討を進めた。 Therefore, in order to solve such problems of the prior art, the present inventors have developed a dispersion obtained by redispersing fine fibrous cellulose aggregates containing polyvalent metal ions, which has high transparency and A study was carried out with the aim of providing a dispersion capable of forming a sheet having excellent yellowing resistance.

具体的に、本発明は、以下の構成を有する。 Specifically, the present invention has the following configurations.

[1] アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む分散液であって、
前記繊維状セルロースにおける前記アニオン性基の導入量が0.5mmol/g未満であり、
前記繊維状セルロースは、前記アニオン性基の対イオンとして多価金属イオンを有し、
前記繊維状セルロースを0.4質量%含む場合の分散液の電気伝導度が20mS/m以下であり、
前記繊維状セルロースを0.2質量%含む場合の分散液のヘーズが10%以下である、分散液。
[2] 前記繊維状セルロースを0.2質量%含む場合の分散液の全光線透過率が85%以上である、[1]に記載の分散液。
[3] 前記繊維状セルロースを0.4質量%含む場合の分散液のpHが4~9である、[1]又は[2]に記載の分散液。
[4] 前記アニオン性基が、リンオキソ酸基、リンオキソ酸基に由来する置換基、硫黄オキソ酸基、硫黄オキソ酸基に由来する置換基、ザンテート基、ザンテート基に由来する置換基、カルボキシ基及びカルボキシ基に由来する置換基からなる群から選択される少なくとも1種である、[1]~[3]のいずれかに記載の分散液。
[5] 前記アニオン性基がリンオキソ酸基又はリンオキソ酸基に由来する置換基である、[1]~[4]のいずれかに記載の分散液。
[6] 前記多価金属イオンが、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオン及びアルミニウムイオンからなる群から選択される少なくとも1種である、[1]~[5]のいずれかに記載の分散液。
[7] 前記繊維状セルロースの繊維幅が10nm以下である、[1]~[6]のいずれかに記載の分散液。
[8] [1]~[7]のいずれかに記載の分散液から形成されるシート。
[9] 厚みが40μm以上である、[8]に記載のシート。
[10] 前記シートを160℃で6時間加熱した場合、下記式により算出されるYI増加率が1600%以下である[8]又は[9]に記載のシート;
YI増加率(%)=(加熱後のシートの黄色度-加熱前のシートの黄色度)/加熱前のシートの黄色度×100
上記式において、シートの黄色度はJIS K 7373:2006に準拠して測定した黄色度である。
[11] 全光線透過率が70%以上である、[8]~[10]のいずれかに記載のシート。
[12] ヘーズが10%以下である、[8]~[11]のいずれかに記載のシート。
[1] A dispersion containing fibrous cellulose having an anionic group and having a fiber width of 1000 nm or less,
The introduction amount of the anionic group in the fibrous cellulose is less than 0.5 mmol/g,
The fibrous cellulose has a polyvalent metal ion as a counterion for the anionic group,
The electrical conductivity of the dispersion containing 0.4% by mass of the fibrous cellulose is 20 mS/m or less,
A dispersion having a haze of 10% or less when containing 0.2% by mass of the fibrous cellulose.
[2] The dispersion according to [1], wherein the total light transmittance of the dispersion containing 0.2% by mass of the fibrous cellulose is 85% or more.
[3] The dispersion according to [1] or [2], wherein the pH of the dispersion is 4 to 9 when the fibrous cellulose is contained in an amount of 0.4% by mass.
[4] The anionic group is a phosphorus oxo acid group, a substituent derived from a phosphorus oxo acid group, a sulfur oxo acid group, a substituent derived from a sulfur oxo acid group, a xanthate group, a substituent derived from a xanthate group, or a carboxy group. and a substituent derived from a carboxy group, the dispersion according to any one of [1] to [3].
[5] The dispersion according to any one of [1] to [4], wherein the anionic group is a phosphorous acid group or a substituent derived from a phosphorous acid group.
[6] The dispersion according to any one of [1] to [5], wherein the polyvalent metal ion is at least one selected from the group consisting of calcium ions, magnesium ions, zinc ions and aluminum ions.
[7] The dispersion according to any one of [1] to [6], wherein the fibrous cellulose has a fiber width of 10 nm or less.
[8] A sheet formed from the dispersion according to any one of [1] to [7].
[9] The sheet according to [8], which has a thickness of 40 μm or more.
[10] The sheet according to [8] or [9], wherein the YI increase rate calculated by the following formula is 1600% or less when the sheet is heated at 160° C. for 6 hours;
YI increase rate (%) = (yellowness of sheet after heating - yellowness of sheet before heating) / yellowness of sheet before heating x 100
In the above formula, the yellowness of the sheet is the yellowness measured according to JIS K 7373:2006.
[11] The sheet according to any one of [8] to [10], which has a total light transmittance of 70% or more.
[12] The sheet according to any one of [8] to [11], which has a haze of 10% or less.

本発明によれば、多価金属イオンを含む微細繊維状セルロース凝集物を再分散させて得られる分散液であって、透明性が高くかつ耐黄変性に優れるシートを形成し得る分散液を得ることができる。 According to the present invention, a dispersion obtained by redispersing fine fibrous cellulose aggregates containing polyvalent metal ions, which is capable of forming a sheet having high transparency and excellent yellowing resistance is obtained. be able to.

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

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。 The present invention will be described in detail below. Although the constituent elements described below may be described based on representative embodiments and specific examples, the present invention is not limited to such embodiments.

(分散液)
本実施形態は、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む分散液である。ここで、繊維状セルロースにおけるアニオン性基の導入量が0.5mmol/g未満であり、繊維状セルロースは、アニオン性基の対イオンとして多価金属イオンを有する。そして、繊維状セルロースを0.4質量%含む場合の分散液の電気伝導度は20mS/m以下であり、繊維状セルロースを0.2質量%含む場合の分散液のヘーズは10%以下である。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又はCNFともいう。
(dispersion liquid)
This embodiment is a dispersion containing fibrous cellulose having an anionic group and having a fiber width of 1000 nm or less. Here, the amount of anionic groups introduced into the fibrous cellulose is less than 0.5 mmol/g, and the fibrous cellulose has polyvalent metal ions as counterions for the anionic groups. The electrical conductivity of the dispersion containing 0.4% by mass of fibrous cellulose is 20 mS/m or less, and the haze of the dispersion containing 0.2% by mass of fibrous cellulose is 10% or less. . In this specification, fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less is also referred to as fine fibrous cellulose or CNF.

本実施形態は上記構成を有するため、透明性が高くかつ耐黄変性に優れるシートを形成することができる。例えば、本実施形態の分散液から微細繊維状セルロースを含むシートを形成した場合に、透明性の高いシートを得ることができる。また、本実施形態によれば、該シートを加熱した場合であっても、シートの黄変を抑制することができる。具体的に、本実施形態では、微細繊維状セルロースを含むシートを形成し、該シートを160℃で6時間加熱した場合にYI増加率を低く抑えることができる。このように、本実施形態の分散液を用いることで、透明性が高く、かつ耐黄変性に優れるシートを形成することができる。 Since the present embodiment has the above configuration, it is possible to form a sheet having high transparency and excellent yellowing resistance. For example, when a sheet containing fine fibrous cellulose is formed from the dispersion liquid of the present embodiment, a highly transparent sheet can be obtained. Further, according to the present embodiment, yellowing of the sheet can be suppressed even when the sheet is heated. Specifically, in the present embodiment, when a sheet containing fine fibrous cellulose is formed and the sheet is heated at 160° C. for 6 hours, the YI increase rate can be kept low. Thus, by using the dispersion liquid of the present embodiment, a sheet having high transparency and excellent yellowing resistance can be formed.

繊維状セルロースを0.4質量%含む場合の分散液の電気伝導度は20mS/m以下であればよく、15mS/m以下であることが好ましく、10mS/m以下であることがより好ましく、5mS/m以下であることがさらに好ましい。なお、繊維状セルロースを0.4質量%含む場合の分散液の電気伝導度の下限値は特に限定されるものではなく、0mS/mであってもよい。分散液の電気伝導度を上記範囲内とすることにより、透明性が高く、かつ耐黄変性に優れるシートを形成することができ、特に、高温条件下であっても優れた耐黄変性を発揮し得るシートを形成することができる。また、分散液の電気伝導度を上記範囲内とすることにより、分散液の取り扱い容易性を高めることもできる。 The electrical conductivity of the dispersion containing 0.4% by mass of fibrous cellulose may be 20 mS/m or less, preferably 15 mS/m or less, more preferably 10 mS/m or less, and 5 mS. /m or less is more preferable. The lower limit of the electrical conductivity of the dispersion containing 0.4% by mass of fibrous cellulose is not particularly limited, and may be 0 mS/m. By setting the electrical conductivity of the dispersion liquid within the above range, it is possible to form a sheet with high transparency and excellent yellowing resistance, and in particular, exhibits excellent yellowing resistance even under high temperature conditions. It is possible to form a sheet that can be Further, by setting the electrical conductivity of the dispersion within the above range, the ease of handling of the dispersion can be enhanced.

繊維状セルロースを0.4質量%含む場合の分散液の電気伝導度は、電気伝導度計により測定される。なお、測定の際の分散液の液温は23℃とする。電気伝導度計としては、東亜ディーケーケー株式会社製、CT-57101Bを用いることができる。なお、分散液を希釈して0.4質量%濃度とする場合には、イオン交換水を用いて希釈した後に電気伝導度の測定を行う。また、分散液を濃縮して0.4質量%濃度とする場合には、室温条件下で分散液を0.1μm目開きの中空糸膜にクロスフロー通液した後に電気伝導度の測定を行う。 The electrical conductivity of the dispersion containing 0.4% by mass of fibrous cellulose is measured by an electrical conductivity meter. The liquid temperature of the dispersion during the measurement shall be 23°C. As the electrical conductivity meter, CT-57101B manufactured by Toa DKK Co., Ltd. can be used. When the dispersion is diluted to a concentration of 0.4% by mass, the electrical conductivity is measured after dilution with ion-exchanged water. In addition, when the dispersion is concentrated to a concentration of 0.4% by mass, the electrical conductivity is measured after cross-flowing the dispersion through a hollow fiber membrane with an opening of 0.1 μm under room temperature conditions. .

繊維状セルロースを0.4質量%含む場合の分散液の電気伝導度の値が所定値以下であることは、例えば、繊維状セルロースの着色を促進するHやOHが少ないことを示す。また、分散液のpHが同一であったとしても、電気伝導度が低い分散液においては、イオン性物質の絶対量や水中における移動度が低くなっている。このように、分散液の電気伝導度を所定値以下とすることにより、イオン性物質の移動度を低下させることができ、その結果、着色成分の重合反応などを触媒しづらくなり、着色抑制が達成されるものと推定される。 The fact that the electric conductivity value of the dispersion containing 0.4% by mass of fibrous cellulose is equal to or less than a predetermined value indicates, for example, that H 2 + and OH that promote coloring of fibrous cellulose are small. Further, even if the pH of the dispersion liquid is the same, the absolute amount of the ionic substance and the mobility in water are low in the dispersion liquid having low electrical conductivity. Thus, by setting the electrical conductivity of the dispersion liquid to a predetermined value or less, the mobility of the ionic substance can be reduced. presumed to be achieved.

繊維状セルロースを0.2質量%含む場合の分散液のヘーズは10%以下であればよく、8%以下であることが好ましく、7%以下であることがより好ましく、6%以下であることがさらに好ましい。なお、繊維状セルロースを0.2質量%含む場合の分散液のヘーズの下限値は特に限定されるものではなく、0%であってもよい。分散液のヘーズを上記範囲内とすることにより、透明性が高く、かつ耐黄変性に優れるシートを形成することができる。なお、分散液のヘーズが上記範囲内にあることは、分散液中において繊維状セルロースの分散性が良好であることを意味している。このため、分散液のヘーズが上記範囲内であれば、より透明性に優れたシートを形成することができる。 The haze of the dispersion containing 0.2% by mass of fibrous cellulose may be 10% or less, preferably 8% or less, more preferably 7% or less, and 6% or less. is more preferred. The lower limit of the haze of the dispersion containing 0.2% by mass of fibrous cellulose is not particularly limited, and may be 0%. By setting the haze of the dispersion within the above range, a sheet having high transparency and excellent yellowing resistance can be formed. The fact that the haze of the dispersion is within the above range means that the fibrous cellulose has good dispersibility in the dispersion. Therefore, if the haze of the dispersion is within the above range, a sheet with more excellent transparency can be formed.

繊維状セルロースを0.2質量%含む場合の分散液の全光線透過率は85%以上であることが好ましく、87%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましく、95%以上であることが特に好ましい。なお、繊維状セルロースを0.2質量%含む場合の分散液の全光線透過率の上限値は特に限定されるものではなく、100%であってもよい。 When the dispersion contains 0.2% by mass of fibrous cellulose, the total light transmittance of the dispersion is preferably 85% or more, more preferably 87% or more, further preferably 90% or more, and 95% or more. % or more is particularly preferable. The upper limit of the total light transmittance of the dispersion containing 0.2% by mass of fibrous cellulose is not particularly limited, and may be 100%.

繊維状セルロースを0.2質量%含む場合の分散液のヘーズは、ヘーズメーターで、光路長1cmの液体用ガラスセルを用いて、JIS K 7136:2000に準拠して測定する。また、繊維状セルロースを0.2質量%含む場合の分散液の全光線透過率は、ヘーズメーターで、光路長1cmの液体用ガラスセルを用いて、JIS K 7361-1:1997に準拠して測定する。なお、ゼロ点測定は、同ガラスセルに入れたイオン交換水で行い、測定時の分散液の液温は23℃とする。なお、ヘーズメーターとしては、株式会社村上色彩技術研究所製のHM-150を、液体用ガラスセルとしては、株式会社藤原製作所製、MG-40(逆光路)を用いることができる。分散液を希釈して0.2質量%濃度とする場合には、イオン交換水を用いて希釈した後にヘーズや全光線透過率の測定を行う。また、分散液を濃縮して0.2質量%濃度とする場合には、室温条件下で分散液を0.1μm目開きの中空糸膜にクロスフロー通液した後にヘーズや全光線透過率の測定を行う。 The haze of a dispersion containing 0.2% by mass of fibrous cellulose is measured with a haze meter using a glass cell for liquids with an optical path length of 1 cm according to JIS K 7136:2000. Further, the total light transmittance of the dispersion containing 0.2% by mass of fibrous cellulose was determined by a haze meter using a liquid glass cell with an optical path length of 1 cm, in accordance with JIS K 7361-1: 1997. Measure. The zero point measurement is performed with ion-exchanged water placed in the same glass cell, and the liquid temperature of the dispersion during measurement is 23°C. HM-150 manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd. can be used as the haze meter, and MG-40 (reverse optical path) manufactured by Fujiwara Seisakusho Co., Ltd. can be used as the liquid glass cell. When the dispersion is diluted to a concentration of 0.2% by mass, the haze and total light transmittance are measured after dilution with ion-exchanged water. In addition, when the dispersion is concentrated to a concentration of 0.2% by mass, the haze and total light transmittance are reduced after cross-flowing the dispersion through a hollow fiber membrane having an opening of 0.1 μm under room temperature conditions. take measurements.

繊維状セルロースを0.4質量%含む場合の分散液のpHは、4以上であることが好ましく、5以上であることがより好ましい。また、繊維状セルロースを0.4質量%含む場合の分散液のpHは、9以下であることが好ましく、8以下であることがより好ましい。分散液のpHを上記範囲内とすることにより、透明性が高く、かつ耐黄変性に優れるシートを形成することができ、特に、高温条件下であっても優れた耐黄変性を発揮し得るシートを形成することができる。なお、繊維状セルロースを0.4質量%含む場合の分散液のpHは、pHメーターにより測定される値であり、測定時の分散液の液温は23℃とする。分散液を希釈して0.4質量%濃度とする場合には、イオン交換水を用いて希釈した後にpHの測定を行う。また、分散液を濃縮して0.4質量%濃度とする場合には、室温条件下で分散液を0.1μm目開きの中空糸膜にクロスフロー通液した後にpHの測定を行う。 The pH of the dispersion containing 0.4% by mass of fibrous cellulose is preferably 4 or higher, more preferably 5 or higher. The pH of the dispersion containing 0.4% by mass of fibrous cellulose is preferably 9 or less, more preferably 8 or less. By setting the pH of the dispersion liquid within the above range, a sheet having high transparency and excellent yellowing resistance can be formed, and in particular, excellent yellowing resistance can be exhibited even under high temperature conditions. A sheet can be formed. The pH of the dispersion containing 0.4% by mass of fibrous cellulose is a value measured with a pH meter, and the liquid temperature of the dispersion during measurement is 23°C. When the dispersion is diluted to a concentration of 0.4% by mass, the pH is measured after dilution with ion-exchanged water. When the dispersion is concentrated to a concentration of 0.4% by mass, the pH is measured after cross-flowing the dispersion through a hollow fiber membrane having an opening of 0.1 μm under room temperature conditions.

繊維状セルロースを0.4質量%含む場合の分散液の粘度は、7000mPa・s以上であることが好ましく、7500mPa・s以上であることがより好ましく、8000mPa・s以上であることがさらに好ましい。また、繊維状セルロースを0.4質量%含む場合の分散液の粘度は、200000mPa・s以下であることが好ましく、100000mPa・s以下であることがより好ましく、50000mPa・s以下であることがさらに好ましい。分散液の粘度を上記範囲内とすることにより、透明性が高く、かつ耐黄変性に優れるシートを形成することができる。また、分散液の粘度を上記範囲内とすることにより、分散液を各種用途に用いることができ、分散液からシートを形成する際の取り扱い容易性を高めることもできる。なお、繊維状セルロースを0.4質量%含む場合の分散液の粘度は、ディスパーザーにて1500rpmで5分間撹拌した後に、B型粘度計を用いて測定する。測定の際には、回転速度3rpmとし、測定開始から3分後の粘度値を分散液の粘度とする。なお、測定対象の分散液の液温は23℃とする。B型粘度計としては、BLOOKFIELD社製、アナログ粘度計T-LVTを用いることができる。分散液を希釈して0.4質量%濃度とする場合には、イオン交換水を用いて希釈した後に粘度の測定を行う。また、分散液を濃縮して0.4質量%濃度とする場合には、室温条件下で分散液を0.1μm目開きの中空糸膜にクロスフロー通液した後に粘度の測定を行う。 The viscosity of the dispersion containing 0.4% by mass of fibrous cellulose is preferably 7000 mPa·s or more, more preferably 7500 mPa·s or more, and even more preferably 8000 mPa·s or more. The viscosity of the dispersion containing 0.4% by mass of fibrous cellulose is preferably 200000 mPa s or less, more preferably 100000 mPa s or less, and further preferably 50000 mPa s or less. preferable. By setting the viscosity of the dispersion liquid within the above range, a sheet having high transparency and excellent yellowing resistance can be formed. Further, by setting the viscosity of the dispersion liquid within the above range, the dispersion liquid can be used for various purposes, and the ease of handling when forming a sheet from the dispersion liquid can be enhanced. The viscosity of the dispersion containing 0.4% by mass of fibrous cellulose is measured using a Brookfield viscometer after stirring at 1500 rpm for 5 minutes with a disperser. In the measurement, the rotational speed is 3 rpm, and the viscosity value after 3 minutes from the start of the measurement is taken as the viscosity of the dispersion. The liquid temperature of the dispersion liquid to be measured is set to 23°C. As the Brookfield viscometer, an analog viscometer T-LVT manufactured by BLOOKFIELD can be used. When the dispersion is diluted to a concentration of 0.4% by mass, the viscosity is measured after dilution with ion-exchanged water. When the dispersion is concentrated to a concentration of 0.4% by mass, the viscosity is measured after cross-flowing the dispersion through a hollow fiber membrane having an opening of 0.1 μm under room temperature conditions.

分散液中に含まれる繊維状セルロースの含有量は、分散液の全質量に対して、0.01質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましく、0.2質量%以上であることがさらに好ましい。また、分散液中に含まれる繊維状セルロースの含有量の上限値は特に限定されるものではないが、例えば、20質量%とすることができる。 The content of fibrous cellulose contained in the dispersion is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and 0.01% by mass or more, based on the total mass of the dispersion. More preferably, it is 2% by mass or more. Although the upper limit of the content of fibrous cellulose contained in the dispersion is not particularly limited, it can be, for example, 20% by mass.

分散液中に含まれる溶媒含有量は、分散液の全質量に対して、99.99質量%以下であることが好ましく、99.9質量%以下であることがより好ましく、99.8質量%以下であることがより好ましい。また、分散液中に含まれる溶媒含有量は、分散液の全質量に対して、80質量%以上であることが好ましい。分散液の溶媒は水であることが好ましく、本実施形態における分散液は水分散液であることが好ましい。 The solvent content in the dispersion is preferably 99.99% by mass or less, more preferably 99.9% by mass or less, and 99.8% by mass, based on the total mass of the dispersion. The following are more preferable. Moreover, the content of the solvent contained in the dispersion is preferably 80% by mass or more with respect to the total mass of the dispersion. The solvent of the dispersion is preferably water, and the dispersion in this embodiment is preferably an aqueous dispersion.

なお、分散液中には、溶媒として有機溶媒が含まれていてもよい。有機溶媒としては、例えば、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挙げられる。アルコール類としては、例えばメタノール、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、例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、例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、例えば酢酸エチル、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。分散液中に有機溶媒が含まれる場合には、水と有機溶媒の合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。 The dispersion liquid may contain an organic solvent as a solvent. Examples of organic solvents include alcohols, polyhydric alcohols, ketones, ethers, esters, and aprotic polar solvents. Examples of alcohols include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutyl alcohol and the like. Examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol, propylene glycol and glycerin. 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 esters include ethyl acetate and butyl acetate. Aprotic polar solvents include dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) and the like. When the dispersion liquid contains an organic solvent, the total content of water and the organic solvent is preferably within the above range.

本実施形態の分散液は、多価金属イオンを含む微細繊維状セルロース凝集物を再分散させて得られる再分散液である。具体的には、微細繊維状セルロースの分散液に多価金属を含む凝集剤を添加することで繊維状セルロース凝集物を得ることができ、それを水等の溶媒に再分散させることで再分散液を得ることができる。繊維状セルロース凝集物を再分散させる溶媒として上記溶媒が挙げられるが、溶媒は水であることが好ましい。 The dispersion of the present embodiment is a redispersion obtained by redispersing fine fibrous cellulose aggregates containing polyvalent metal ions. Specifically, a fibrous cellulose aggregate can be obtained by adding a flocculant containing a polyvalent metal to a dispersion of fine fibrous cellulose, which is then redispersed by redispersing it in a solvent such as water. You can get the liquid. Examples of the solvent for redispersing the fibrous cellulose aggregates include the above solvents, and the solvent is preferably water.

(微細繊維状セルロース)
本実施形態の分散液は、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が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、50nm以下であることがより好ましく、20nm以下であることがさらに好ましく、10nm以下であることが特に好ましい。また、繊維状セルロースの繊維幅は2nm以上であることが好ましい。なお、繊維状セルロースにおけるアニオン性基の導入量は0.5mmol/g未満である。
(fine fibrous cellulose)
The dispersion of the present embodiment contains fibrous cellulose having an anionic group and a fiber width of 1000 nm or less. The fiber width of fibrous cellulose is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, even more preferably 20 nm or less, and particularly preferably 10 nm or less. Further, the fiber width of the fibrous cellulose is preferably 2 nm or more. The amount of anionic groups introduced into fibrous cellulose is less than 0.5 mmol/g.

繊維状セルロースの平均繊維幅は、例えば1000nm以下である。繊維状セルロースの平均繊維幅は、例えば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20nm以下であることが一層好ましく、2nm以上10nm以下であることが特に好ましい。なお、繊維状セルロースは、例えば単繊維状のセルロースである。 The average fiber width of fibrous cellulose is, for example, 1000 nm or less. The average fiber width of the fibrous cellulose is, for example, preferably 2 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 2 nm or more and 100 nm or less, even more preferably 2 nm or more and 50 nm or less, and 2 nm or more and 20 nm or less. More preferably, it is particularly preferably 2 nm or more and 10 nm or less. The fibrous cellulose is, for example, monofibrous cellulose.

繊維状セルロースの繊維幅は、例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。 The fiber width of fibrous cellulose is measured, for example, using an electron microscope as follows. First, an aqueous suspension of fibrous cellulose with 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 form a sample for TEM observation. and SEM images of surfaces cast on glass may be observed if they contain wide fibers. Then, an electron microscope image is observed at a magnification of 1,000, 5,000, 10,000, or 50,000 times depending on the width of the fiber to be observed. However, the sample, observation conditions and magnification are adjusted so as to satisfy the following conditions.

(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。
(1) A single straight line X is drawn at an arbitrary point in the observed image, and 20 or more fibers intersect the straight line X.
(2) Draw a straight line Y that intersects the straight line perpendicularly in the same image, and 20 or more fibers intersect the straight line Y.

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。 Widths of fibers intersecting the straight lines X and Y are visually read from the observation image satisfying the above conditions. In this way, at least three sets of observed images of surface portions that do not overlap each other are obtained. Then, for each image, the width of the fiber that crosses straight line X and straight line Y is read. This gives at least 20 x 2 x 3 = 120 fiber width readings. 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、例えば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、例えばTEM、SEM、AFMによる画像解析より求めることができる。 Although the fiber length of the fibrous cellulose is not particularly limited, it 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 crystalline regions of the fibrous cellulose can be suppressed. Moreover, it becomes possible to make the slurry viscosity of fibrous cellulose into an appropriate range. The fiber length of fibrous cellulose can be determined by image analysis using TEM, SEM, or AFM, for example.

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。繊維状セルロースに占めるI型結晶構造の割合は、例えば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)。 Preferably, the fibrous cellulose has a Type I crystal structure. Here, the fact that the fibrous cellulose has a type I crystal structure can be identified in a diffraction profile obtained from a wide-angle X-ray diffraction photograph using CuKα (λ=1.5418 Å) monochromated with graphite. Specifically, it can be identified by having typical peaks at two positions near 2θ=14° or more and 17° or less and 2θ=22° or more and 23° or less. The proportion of type I crystal structure in the fibrous cellulose is, for example, preferably 30% or more, more preferably 40% or more, even more 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 degree of crystallinity is determined by a conventional method from the pattern of X-ray diffraction profiles (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、例えば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、繊維状セルロースを含有するシートを形成しやすい。また、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。 Although the axial ratio (fiber length/fiber width) of fibrous cellulose is not particularly limited, it is preferably 20 or more and 10,000 or less, and more preferably 50 or more and 1,000 or less. A sheet containing fibrous cellulose can be easily formed by making the axial ratio equal to or higher than the above lower limit. Further, by setting the axial ratio to the above upper limit or less, handling such as dilution becomes easier when fibrous cellulose is treated as a dispersion liquid, which is preferable.

繊維状セルロースは、例えば結晶領域と非結晶領域をともに有している。結晶領域と非結晶領域をともに有し、かつ軸比が上記範囲内にある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。 Fibrous cellulose, for example, has both crystalline and amorphous regions. Fibrous cellulose having both crystalline regions and non-crystalline regions and having an axial ratio within the above range is realized by a method for producing fine fibrous cellulose, which will be described later.

繊維状セルロースは、アニオン性基を有する。アニオン性基は、エステル結合を解して繊維状セルロースに連結する基であることが好ましい。この場合、エステル結合は、繊維状セルロースの水酸基とアニオン性基となる化合物の脱水縮合で形成される。 Fibrous cellulose has anionic groups. The anionic group is preferably a group that links to the fibrous cellulose through an ester bond. In this case, the ester bond is formed by dehydration condensation between the hydroxyl group of the fibrous cellulose and the anionic group compound.

アニオン性基としては、例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)、カルボキシ基又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)、硫黄オキソ酸基又は硫黄オキソ酸基に由来する置換基(単に硫黄オキソ酸基ということもある)、ザンテート基又はザンテート基に由来する置換基(単にザンテート基ということもある)、ホスホン基又はホスホン基に由来する置換基、ホスフィン基又はホスフィン基に由来する置換基、スルホン基又はスルホン基に由来する置換基、カルボキシアルキル基(カルボキシメチル基を含む)等を挙げることができる。中でも、アニオン性基は、リンオキソ酸基、リンオキソ酸基に由来する置換基、カルボキシ基、カルボキシ基に由来する置換基、硫黄オキソ酸基、硫黄オキソ酸基に由来する置換基、ザンテート基及びザンテート基に由来する置換基からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、リンオキソ酸基、リンオキソ酸基に由来する置換基、カルボキシ基、カルボキシ基に由来する置換基、硫黄オキソ酸基及び硫黄オキソ酸基に由来する置換基からなる群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、リンオキソ酸基又はリンオキソ酸基に由来する置換基であることが特に好ましい。アニオン性基を適宜選択することにより、より透明性に優れ、かつ耐黄変性に優れたシートを得ることができる。 The anionic group includes, for example, a phosphate group or a substituent derived from a phosphate group (sometimes simply referred to as a phosphate group), a carboxy group or a substituent derived from a carboxy group (sometimes simply referred to as a carboxy group), a sulfur oxoacid group or a substituent derived from a sulfur oxoacid group (sometimes simply referred to as a sulfur oxoacid group), a xanthate group or a substituent derived from a xanthate group (sometimes simply referred to as a xanthate group), a phosphonic group or a phosphonic group groups, phosphine groups or substituents derived from phosphine groups, sulfone groups or substituents derived from sulfone groups, carboxyalkyl groups (including carboxymethyl groups), and the like. Among them, the anionic group is a phosphorus oxo acid group, a substituent derived from a phosphorus oxo acid group, a carboxy group, a substituent derived from a carboxy group, a sulfur oxo acid group, a substituent derived from a sulfur oxo acid group, a xanthate group and a xanthate It is preferably at least one selected from the group consisting of substituents derived from groups such as a phosphorous oxoacid group, a substituent derived from a phosphorous oxoacid group, a carboxyl group, a substituent derived from a carboxyl group, and a sulfur oxoacid group. and a substituent derived from a sulfur oxoacid group, more preferably at least one selected from the group consisting of a phosphorous oxoacid group or a substituent derived from a phosphorous oxoacid group. By appropriately selecting the anionic group, it is possible to obtain a sheet having excellent transparency and excellent resistance to yellowing.

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、例えば下記式(1)で表される置換基である。各繊維状セルロースには、下記式(1)で表される置換基が複数種導入されていてもよい。この場合、複数導入される下記式(1)で表される置換基はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。 A phosphorous acid group or a substituent derived from a phosphorous acid group is, for example, a substituent represented by the following formula (1). A plurality of types of substituents represented by the following formula (1) may be introduced into each fibrous cellulose. In this case, the plural introduced substituents represented by the following formula (1) may be the same or different.

Figure 2023007000000001
Figure 2023007000000001

式(1)中、a、bおよびnは自然数であり、mは任意の数である(ただし、a=b×mである)。n個あるαおよびα’のうち少なくとも1つはOであり、残りはR又はORである。なお、各αおよびα’の全てがOであっても構わない。n個あるαは全て同じでも、それぞれ異なっていてもよい。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。 In formula (1), a, b and n are natural numbers, and m is an arbitrary number (where a=b×m). At least one of n α and α' is O 2 - , and the rest are R or OR. Note that all of α and α' may be O 2 . All of the n αs may be the same or different. β b+ is a monovalent or higher cation composed of an organic substance or an inorganic substance.

Rは、各々、水素原子、飽和-直鎖状炭化水素基、飽和-分岐鎖状炭化水素基、飽和-環状炭化水素基、不飽和-直鎖状炭化水素基、不飽和-分岐鎖状炭化水素基、不飽和-環状炭化水素基、芳香族基、またはこれらの誘導基である。また、式(1)においては、nは1であることが好ましい。 Each R is a hydrogen atom, a saturated-linear hydrocarbon group, a saturated-branched hydrocarbon group, a saturated-cyclic hydrocarbon group, an unsaturated linear hydrocarbon group, an unsaturated-branched hydrocarbon group A hydrogen group, an unsaturated-cyclic hydrocarbon group, an aromatic group, or a derivative group thereof. Also, in formula (1), n is preferably 1.

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

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、カルボキシレート基(-COO)、ヒドロキシ基、アミノ基及びアンモニウム基などの官能基から選択される少なくとも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。なお、式(1)中にRが複数個存在する場合や繊維状セルロースに上記式(1)で表される複数種の置換基が導入される場合には、複数存在するRはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。 In addition, the derivative group in R is selected from functional groups such as carboxy group, carboxylate group (—COO ), hydroxy group, amino group and ammonium group for the main chain or side chain of the above various hydrocarbon groups. functional groups to which at least one type is added or substituted, but are not particularly limited. Although the number of carbon atoms constituting the main chain of R is not particularly limited, it is preferably 20 or less, more preferably 10 or less. By setting the number of carbon atoms constituting the main chain of R within the above range, the molecular weight of the phosphorous acid group can be set within an appropriate range, facilitating penetration into the fiber raw material and increasing the yield of fine cellulose fibers. can also In addition, when a plurality of R are present in the formula (1) or when a plurality of types of substituents represented by the above formula (1) are introduced into the fibrous cellulose, the plurality of Rs present are the same. There may be or may be different.

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、有機オニウムイオンを挙げることができる。有機オニウムイオンとしては、例えば、有機アンモニウムイオンや有機オニウムイオンを挙げることができる。有機アンモニウムイオンとしては、例えば、脂肪族アンモニウムイオンや芳香族アンモニウムイオンを挙げることができ、有機オニウムイオンとしては、例えば、脂肪族ホスホニウムイオンや芳香族ホスホニウムイオンを挙げることができる。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価金属のイオン、水素イオン、アンモニウムイオン等が挙げられる。なお、式(1)中にβb+が複数個存在する場合や繊維状セルロースに上記式(1)で表される複数種の置換基が導入される場合には、複数存在するβb+はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。本実施形態においては、βb+の少なくとも一部は多価金属イオンである。 β b+ is a monovalent or higher cation composed of an organic substance or an inorganic substance. An organic onium ion can be mentioned as a cation having a valence of 1 or more composed of an organic substance. Examples of organic onium ions include organic ammonium ions and organic onium ions. Examples of organic ammonium ions include aliphatic ammonium ions and aromatic ammonium ions, and examples of organic onium ions include aliphatic phosphonium ions and aromatic phosphonium ions. Examples of monovalent or higher-valent cations composed of inorganic substances include ions of alkali metals such as sodium, potassium, or lithium, ions of divalent metals such as calcium or magnesium, hydrogen ions, and ammonium ions. In addition, when a plurality of β b+ are present in the formula (1) or when a plurality of types of substituents represented by the above formula (1) are introduced into the fibrous cellulose, the plurality of β b+ are each They may be the same or different. In this embodiment, at least a portion of the β b+ are polyvalent metal ions.

リンオキソ酸基又はリンオキソ酸基に由来する置換基としては、より具体的には、リン酸基(-PO)、リン酸基の塩、亜リン酸基(ホスホン酸基)(-PO)、亜リン酸基(ホスホン酸基)の塩が挙げられる。また、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、リン酸基が縮合した基(例えば、ピロリン酸基)、ホスホン酸が縮合した基(例えば、ポリホスホン酸基)、リン酸エステル基(例えば、モノメチルリン酸基、ポリオキシエチレンアルキルリン酸基)、アルキルホスホン酸基(例えば、メチルホスホン酸基)などであってもよい。 More specifically, the phosphoric acid group or the substituent derived from the phosphoric acid group includes a phosphoric acid group (—PO 3 H 2 ), a salt of a phosphoric acid group, a phosphorous acid group (phosphonic acid group) (—PO 2 H 2 ), salts of phosphite group (phosphonic acid group). In addition, the phosphoric acid group or the substituent derived from the phosphoric acid group includes a condensed phosphoric acid group (e.g., pyrophosphate group), a condensed phosphonic acid group (e.g., polyphosphonic acid group), a phosphoric acid ester group ( For example, it may be a monomethyl phosphate group, a polyoxyethylene alkyl phosphate group), an alkylphosphonic acid group (eg, a methylphosphonic acid group), or the like.

また、硫黄オキソ酸基(硫黄オキソ酸基又は硫黄オキソ酸基に由来する置換基)は、例えば下記式(2)で表される置換基である。各繊維状セルロースには、下記式(2)で表される置換基が複数種導入されていてもよい。この場合、複数導入される下記式(2)で表される置換基はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。 Further, the sulfur oxoacid group (a sulfur oxoacid group or a substituent derived from a sulfur oxoacid group) is, for example, a substituent represented by the following formula (2). A plurality of types of substituents represented by the following formula (2) may be introduced into each fibrous cellulose. In this case, the plural introduced substituents represented by the following formula (2) may be the same or different.

Figure 2023007000000002
Figure 2023007000000002

上記構造式中、bおよびnは自然数であり、pは0または1であり、mは任意の数である(ただし、1=b×mである)。なお、nが2以上である場合、複数あるpは同一の数であってもよく、異なる数であってもよい。上記構造式中、βb+は有機物または無機物からなる1価以上の陽イオンである。有機物からなる1価以上の陽イオンとしては、有機オニウムイオンを挙げることができる。有機オニウムイオンとしては、例えば、有機アンモニウムイオンや有機オニウムイオンを挙げることができる。有機アンモニウムイオンとしては、例えば、脂肪族アンモニウムイオンや芳香族アンモニウムイオンを挙げることができ、有機オニウムイオンとしては、例えば、脂肪族ホスホニウムイオンや芳香族ホスホニウムイオンを挙げることができる。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価金属のイオン、水素イオン、アンモニウムイオン等が挙げられる。なお、繊維状セルロースに上記式(2)で表される複数種の置換基が導入される場合には、複数存在するβb+はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。本実施形態においては、βb+の少なくとも一部は多価金属イオンである。 In the above structural formula, b and n are natural numbers, p is 0 or 1, and m is an arbitrary number (where 1=b×m). In addition, when n is 2 or more, multiple p may be the same number or may be different numbers. In the above structural formula, β b+ is a monovalent or higher cation composed of an organic substance or an inorganic substance. An organic onium ion can be mentioned as a cation having a valence of 1 or more composed of an organic substance. Examples of organic onium ions include organic ammonium ions and organic onium ions. Examples of organic ammonium ions include aliphatic ammonium ions and aromatic ammonium ions, and examples of organic onium ions include aliphatic phosphonium ions and aromatic phosphonium ions. Examples of monovalent or higher-valent cations composed of inorganic substances include ions of alkali metals such as sodium, potassium, or lithium, ions of divalent metals such as calcium or magnesium, hydrogen ions, and ammonium ions. When multiple types of substituents represented by the above formula (2) are introduced into fibrous cellulose, the multiple β b+ may be the same or different. In this embodiment, at least a portion of the β b+ are polyvalent metal ions.

アニオン性基の含有量(導入量)は、例えば繊維状セルロース1g(質量)あたり0.50mmol/g未満であればよく、0.40mmol/g以下であることが好ましく、0.30mmol/g以下であることがより好ましく、0.25mmol/g以下であることがさらに好ましく、0.15mmol/g以下であることが特に好ましい。なお、繊維状セルロースにおけるアニオン性基の導入量は、0.01mmol/g以上であることが好ましく、0.03mmol/g以上であることがより好ましく、0.04mmol/g以上であることがさらに好ましく、0.05mmol/g以上であることが一層好ましく、0.07mmol/g以上であることが特に好ましい。ここで、単位mmol/gにおける分母は、アニオン性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。アニオン性基の導入量を上記範囲内とすることにより、透明性に優れ、より耐黄変性に優れたシートが得られやすくなる。 The content (introduction amount) of the anionic group may be, for example, less than 0.50 mmol/g per 1 g (mass) of fibrous cellulose, preferably 0.40 mmol/g or less, and 0.30 mmol/g or less. is more preferably 0.25 mmol/g or less, and particularly preferably 0.15 mmol/g or less. The amount of the anionic group introduced into the fibrous cellulose is preferably 0.01 mmol/g or more, more preferably 0.03 mmol/g or more, and further preferably 0.04 mmol/g or more. It is preferably 0.05 mmol/g or more, more preferably 0.07 mmol/g or more, and particularly preferably 0.07 mmol/g or more. Here, the denominator in units of mmol/g indicates the mass of fibrous cellulose when the counter ion of the anionic group is hydrogen ion (H + ). By setting the amount of the anionic group to be introduced within the above range, it becomes easier to obtain a sheet having excellent transparency and excellent yellowing resistance.

アニオン性基の含有量(導入量)が上記範囲内にある繊維状セルロースは、例えば、後述するような置換基除去処理工程を経て得られるものである。すなわち、本実施形態における繊維状セルロースは置換基除去処理後の繊維状セルロースである。 A fibrous cellulose having an anionic group content (introduced amount) within the above range is obtained, for example, through a substituent removal treatment process as described below. That is, fibrous cellulose in the present embodiment is fibrous cellulose after substituent removal treatment.

繊維状セルロースに対するアニオン性基の導入量は、例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 anionic groups introduced into fibrous cellulose can be measured, for example, by a neutralization titration method. In the measurement by the neutralization titration method, the introduced amount is measured by determining the pH change while adding an alkali such as an aqueous sodium hydroxide solution to the obtained slurry containing the fibrous cellulose.

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

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(例えば、Naは23、Alは9)
In addition, since the denominator of the amount of introduced phosphate groups (mmol/g) indicates the mass of the acid-form fibrous cellulose, the amount of phosphate groups possessed by the acid-form fibrous cellulose (hereinafter referred to as the phosphate group amount (acid form)). On the other hand, when the counter ion of the phosphooxy acid group is substituted 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 the counter ion. Thus, the amount of phosphate groups (hereinafter referred to as the amount of phosphate groups (type C)) possessed by fibrous cellulose whose counter ion is cation C can be determined.
That is, it is calculated by the following formula.
Phosphorus oxo acid group amount (C type) = Phosphorus oxo acid group amount (acid type) / {1 + (W-1) × A / 1000}
A [mmol/g]: Total amount of anions derived from phosphate groups possessed by fibrous cellulose (total dissociated acid amount of phosphate groups)
W: Formula weight per valence of cation C (for example, 23 for Na and 9 for Al)

図2は、アニオン性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、例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2の上側部に示すような滴定曲線を得る。図2の上側部に示した滴定曲線では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットしており、図2の下側部に示した滴定曲線では、アルカリを加えた量に対するpHの増分(微分値)(1/mmol)をプロットしている。この中和滴定では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットした曲線において、増分(pHのアルカリ滴下量に対する微分値)が極大となる点が一つ確認され、この極大点を第1終点と呼ぶ。ここで、図2における滴定開始から第1終点までの領域を第1領域と呼ぶ。第1領域で必要としたアルカリ量が、滴定に使用した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. 2 is a graph showing the relationship between the amount of dropped NaOH and pH for a dispersion containing fibrous cellulose having a carboxyl group as an anionic group. The amount of carboxyl groups introduced into fibrous cellulose is measured, for example, as follows.
First, a dispersion containing fibrous cellulose is treated with a strongly acidic ion exchange resin. In addition, before the treatment with the strongly acidic ion exchange resin, a defibration treatment similar to the fibrillation treatment step described below may be performed on the object to be measured, if necessary.
Next, while adding sodium hydroxide aqueous solution, the change in pH is observed to obtain a titration curve as shown in the upper part of FIG. The titration curve shown in the upper part of FIG. 2 plots the measured pH against the amount of alkali added, and the titration curve shown in the lower part of FIG. 2 plots the pH against the amount of alkali added. The increment (differential value) (1/mmol) is plotted. In this neutralization titration, in the curve plotting the measured pH against the amount of alkali added, one point where the increment (the differential value of pH with respect to the amount of alkali dropped) is maximum was confirmed. 1 end point. Here, the region from the start of titration to the first end point in FIG. 2 is called the first region. The amount of alkali required in the first region is equal to the amount of carboxyl 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 containing the fibrous cellulose to be titrated to obtain the amount of carboxyl groups introduced (mmol / g).

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(例えば、Naは23、Alは9)
In addition, since the denominator of the amount of introduced carboxy groups (mmol/g) is the mass of the acid-type fibrous cellulose, the amount of carboxy groups possessed by the acid-type fibrous cellulose (hereinafter referred to as the amount of carboxy groups (acid-type )). On the other hand, when the counterion of the carboxy group is substituted 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 the counterion. , the amount of carboxy groups (hereinafter referred to as the amount of carboxy groups (C type)) possessed by fibrous cellulose whose counter ion is cation C can be obtained. That is, it is calculated by the following formula.
Carboxy group amount (C type) = carboxy group amount (acid form) / {1 + (W-1) x (carboxy group amount (acid form)) / 1000}
W: Formula weight per valence of cation C (for example, 23 for Na and 9 for Al)

滴定法によるアニオン性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、本来より低いアニオン性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。 When measuring the amount of anionic groups by the titration method, if the amount of one drop of aqueous sodium hydroxide solution is too large, or if the titration interval is too short, the amount of anionic groups will be lower than it should be, and accurate values cannot be obtained. sometimes not. As a suitable drop amount and titration interval, for example, it is desirable to titrate 10 to 50 μL of 0.1N sodium hydroxide aqueous solution every 5 to 30 seconds. 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.

また、繊維状セルロースに対する硫黄オキソ酸基又はスルホン基の導入量は、繊維状セルロースを過塩素酸と濃硝酸を用いて湿式灰化した後に、適当な倍率で希釈してICP発光分析により硫黄量を測定することで算出することができる。硫黄量を、供試した繊維状セルロースの絶乾質量で除した値が硫黄オキソ酸基又はスルホン基(単位:mmol/g)である。 The amount of sulfur oxoacid groups or sulfone groups introduced into fibrous cellulose was determined by wet ashing fibrous cellulose with perchloric acid and concentrated nitric acid, diluting the fibrous cellulose at an appropriate ratio, and measuring the amount of sulfur by ICP emission spectrometry. can be calculated by measuring A sulfur oxoacid group or a sulfone group (unit: mmol/g) is obtained by dividing the amount of sulfur by the absolute dry mass of the fibrous cellulose tested.

繊維状セルロースに対するザンテート基量の導入量は、Bredee法により以下の方法で測定することができる。まず、繊維状セルロース1.5質量部(絶乾質量)に飽和塩化アンモニウム溶液を40mL添加し、ガラス棒でサンプルを潰しながらよく混合し、約15分間放置後、GFPろ紙(ADVANTEC社製GS-25)でろ過して、飽和塩化アンモニウム溶液で十分に洗浄する。次いで、サンプルをGFPろ紙ごと500mLのトールビーカーに入れ、0.5M水酸化ナトリウム溶液(5℃)を50mL添加して撹拌し、15分間放置する。溶液がピンク色になるまでフェノールフタレイン溶液を添加した後、1.5M酢酸を添加して、溶液がピンク色から無色になった点を中和点とする。中和後蒸留水を250mL添加してよく撹拌し、1.5M酢酸10mL、0.05mol/Lヨウ素溶液10mLをホールピペットを使用して添加する。そして、この溶液を0.05mol/Lチオ硫酸ナトリウム溶液で滴定し、チオ硫酸ナトリウムの滴定量、繊維状セルロースの絶乾質量より次式からザンテート基量を算出する。
ザンテート基量(mmol/g)=(0.05×10×2-0.05×チオ硫酸ナトリウム滴定量(mL))/1000/繊維状セルロースの絶乾質量(g)
The introduction amount of the xanthate group into the fibrous cellulose can be measured by the Bredee method as follows. First, 40 mL of a saturated ammonium chloride solution was added to 1.5 parts by mass (absolute dry mass) of fibrous cellulose, mixed well while crushing the sample with a glass rod, and left for about 15 minutes. 25) and wash thoroughly with saturated ammonium chloride solution. Next, the sample is placed in a 500 mL tall beaker together with the GFP filter paper, 50 mL of 0.5 M sodium hydroxide solution (5° C.) is added, stirred, and allowed to stand for 15 minutes. After adding the phenolphthalein solution until the solution turns pink, 1.5 M acetic acid is added and the point at which the solution turns from pink to colorless is taken as the neutralization point. After neutralization, 250 mL of distilled water is added and well stirred, and 10 mL of 1.5 M acetic acid and 10 mL of 0.05 mol/L iodine solution are added using a whole pipette. Then, this solution is titrated with a 0.05 mol/L sodium thiosulfate solution, and the amount of xanthate groups is calculated from the following equation from the titration amount of sodium thiosulfate and the absolute dry mass of fibrous cellulose.
Xanthate group amount (mmol/g) = (0.05 x 10 x 2-0.05 x sodium thiosulfate titer (mL))/1000/absolute dry mass of fibrous cellulose (g)

(多価金属イオン)
繊維状セルロースは、上述したアニオン性基の対イオンとして多価金属イオンを有する。本明細書において、多価金属イオンは、2価以上の金属イオンであり、多価金属イオンは2価の金属イオンであることが好ましい。本実施形態の分散液中において、多価金属イオンの少なくとも一部は、アニオン性基と静電相互作用によりイオン結合を形成してることが好ましい。また、分散液中には、遊離した多価金属元素や多価金属イオンが存在していてもよい。
(Polyvalent metal ion)
Fibrous cellulose has polyvalent metal ions as counterions for the anionic groups described above. In the present specification, polyvalent metal ions are metal ions with a valence of 2 or higher, and preferably polyvalent metal ions are divalent metal ions. In the dispersion liquid of the present embodiment, at least part of the polyvalent metal ions preferably form ionic bonds through electrostatic interactions with the anionic groups. In addition, free polyvalent metal elements and polyvalent metal ions may be present in the dispersion.

多価金属イオンは、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、ニッケルイオン、銅イオン及びコバルトイオンからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオン及びアルミニウムイオンからなる群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、カルシウムイオン、マグネシウムイオン及び亜鉛イオンからなる群から選択される少なくとも1種であることがさらに好ましい。多価金属イオンとして、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオン又はアルミニウムイオンを選択することで、より着色が抑制された分散液やシートを得ることができる。 Polyvalent metal ions are preferably at least one selected from the group consisting of calcium ions, magnesium ions, zinc ions, aluminum ions, nickel ions, copper ions and cobalt ions, and are calcium ions, magnesium ions and zinc ions. and aluminum ions, and more preferably at least one selected from the group consisting of calcium ions, magnesium ions and zinc ions. By selecting calcium ions, magnesium ions, zinc ions, or aluminum ions as the polyvalent metal ions, it is possible to obtain dispersions and sheets in which coloration is further suppressed.

多価金属イオンは、後述する微細繊維状セルロース分散液の製造工程のイオン交換工程において、金属塩(多価金属塩)として添加される成分に由来する。このような多価金属塩は、微細繊維状セルロースを凝集させる働きをするため、凝集剤と呼ぶこともできる。多価金属塩は、前述した多価金属イオンの硫酸塩、塩化物、硝酸塩、炭酸塩、リン酸塩であって、水に溶解するものであることが好ましい。具体的に、多価金属塩としては、例えば、硫酸アルミニウム(硫酸バンド)、硫酸マグネシウム、硫酸鉄、硫酸銅、硫酸亜鉛、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化ニッケル、塩化コバルト、塩化銅、塩化鉄、塩化鉛、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、炭酸水素カルシウム等が挙げられる。2価以上の金属イオンを含む金属塩としては、上記塩のうち1種のみが添加されてもよく、2種以上が添加されてもよい。中でも、2価以上の金属イオンを含む金属塩としては、硫酸マグネシウム、硫酸亜鉛、硫酸銅、塩化カルシウム、塩化ニッケル及び塩化コバルトからなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、硫酸マグネシウム、硫酸亜鉛及び塩化カルシウムからなる群から選択される少なくとも1種を用いることがより好ましい。 The polyvalent metal ion is derived from a component added as a metal salt (polyvalent metal salt) in the ion exchange step of the manufacturing process of the fine fibrous cellulose dispersion, which will be described later. Such polyvalent metal salts can also be referred to as flocculants because they serve to flocculate fine fibrous cellulose. The polyvalent metal salt is preferably a sulfate, chloride, nitrate, carbonate or phosphate of the polyvalent metal ion described above and is soluble in water. Specific examples of polyvalent metal salts include aluminum sulfate (aluminum sulfate), magnesium sulfate, iron sulfate, copper sulfate, zinc sulfate, aluminum chloride, polyaluminum chloride, calcium chloride, magnesium chloride, nickel chloride, and cobalt chloride. , copper chloride, iron chloride, lead chloride, calcium nitrate, magnesium nitrate, calcium hydrogen carbonate and the like. As the metal salt containing a divalent or higher valent metal ion, only one of the above salts may be added, or two or more may be added. Among them, as the metal salt containing a divalent or higher metal ion, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of magnesium sulfate, zinc sulfate, copper sulfate, calcium chloride, nickel chloride and cobalt chloride. , zinc sulfate and calcium chloride.

(任意成分)
分散液中には、繊維状セルロースと多価金属イオンに加えて任意成分(添加剤)が含まれていてもよい。任意成分としては、例えば、界面活性剤、カップリング剤、無機層状化合物、無機化合物、レベリング剤、防腐剤、消泡剤、有機系粒子、潤滑剤、帯電防止剤、紫外線防御剤、染料、顔料、安定剤、磁性粉、配向促進剤、可塑剤、分散剤、架橋剤等を挙げることができる。また、分散液は、任意成分として、親水性高分子、親水性低分子、有機イオン等を含有していてもよい。
(Optional component)
The dispersion may contain optional components (additives) in addition to the fibrous cellulose and polyvalent metal ions. Examples of optional components include surfactants, coupling agents, inorganic stratiform compounds, inorganic compounds, leveling agents, preservatives, antifoaming agents, organic particles, lubricants, antistatic agents, UV protection agents, dyes, and pigments. , stabilizers, magnetic powders, orientation promoters, plasticizers, dispersants, cross-linking agents, and the like. Moreover, the dispersion liquid may contain a hydrophilic polymer, a hydrophilic low molecular weight, an organic ion, etc. as optional components.

親水性高分子としては、たとえばカルボキシビニルポリマー;ポリビニルアルコール;メタクリル酸アルキル・アクリル酸コポリマー;ポリビニルピロリドン;ポリビニルメチルエーテル;ポリアクリル酸ナトリウム等のポリアクリル酸塩;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;変性ポリエステル;変性ポリイミド;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール;ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン等のポリカチオン;ポリアニオン;両性イオン型のポリマー;キサンタンガム、グアーガム、タマリンドガム、カラギーナン、ローカストビーンガム、クインスシード、アルギン酸、アルギン酸の金属塩、プルラン、サクラン、およびペクチンなどに例示される増粘性多糖類;カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、およびヒドロキシエチルセルロースなどに例示されるセルロース誘導体;カチオン化デンプン、生デンプン、酸化デンプン、エーテル化デンプン、エステル化デンプン、デキストリン、およびアミロースなどに例示されるデンプン類;ポリグリセリンなどのグリセリン類;ヒアルロン酸、ヒアルロン酸の金属塩;カゼインなどのタンパク質類等を挙げることができる。また、これらの親水性高分子の共重合体であってもよい。 Hydrophilic polymers include, for example, carboxyvinyl polymer; polyvinyl alcohol; alkyl methacrylate/acrylic acid copolymer; polyvinylpyrrolidone; polyvinyl methyl ether; polyacrylates such as sodium polyacrylate; modified polyesters; modified polyimides; polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol; polycations such as polyacrylamide and polyethyleneimine; polyanions; Thickening polysaccharides exemplified by bean gum, quince seed, alginic acid, metal salts of alginic acid, pullulan, sacran, and pectin; Cellulose derivatives exemplified; starches exemplified by cationic starch, raw starch, oxidized starch, etherified starch, esterified starch, dextrin, and amylose; glycerins such as polyglycerin; hyaluronic acid, metals of hyaluronic acid salts; proteins such as casein; Copolymers of these hydrophilic polymers may also be used.

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

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

(微細繊維状セルロース分散液の製造方法)
微細繊維状セルロース分散液の製造方法は、セルロースを含む繊維原料にアニオン性基を導入するアニオン性基導入工程、洗浄工程、アルカリ処理工程(中和工程)、解繊処理工程をこの順で有することが好ましく、解繊処理工程の後には、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースから、アニオン性基の一部を除去する工程(A)を含み、工程(A)の後に、均一分散処理する工程(B)、イオン交換工程及び再分散(均一分散)工程をさらに含むことが好ましい。本実施形態における、微細繊維状セルロース分散液の製造方法は、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースから、アニオン性基の一部を除去する工程(A)、均一分散処理する工程(B)、イオン交換工程及び再分散(均一分散)工程をこの順に有することが好ましい。なお、洗浄工程の代わりに、または洗浄工程に加えて、酸処理工程を有していてもよい。アニオン性基導入工程としては、リンオキソ酸基導入工程、カルボキシ基導入工程、硫黄オキソ酸基導入工程、ザンテート基導入工程が例示される。また、均一分散処理する工程(B)や再分散(均一分散)工程では、高速解繊機又は高圧ホモジナイザーを用いて凝集物の再分散を行うことが好ましい。
(Method for producing fine fibrous cellulose dispersion)
A method for producing a fine fibrous cellulose dispersion comprises an anionic group introduction step of introducing an anionic group into a fibrous raw material containing cellulose, a washing step, an alkali treatment step (neutralization step), and a fibrillation treatment step in this order. Preferably, after the fibrillation treatment step, a step (A) of removing a part of the anionic group from the fine fibrous cellulose having an anionic group and a fiber width of 1000 nm or less is included, and a step ( After A), it is preferable to further include a step (B) of uniform dispersion treatment, an ion exchange step and a re-dispersion (uniform dispersion) step. In the present embodiment, the method for producing a fine fibrous cellulose dispersion comprises a step (A) of removing part of the anionic groups from the fine fibrous cellulose having an anionic group and having a fiber width of 1000 nm or less; It is preferable to have the step (B) of uniform dispersion treatment, the ion exchange step and the re-dispersion (uniform dispersion) step in this order. An acid treatment step may be provided instead of or in addition to the washing step. Examples of the anionic group-introducing step include a phosphorus oxoacid group-introducing step, a carboxyl group-introducing step, a sulfur oxoacid group-introducing step, and a xanthate group-introducing step. In the step (B) of uniformly dispersing treatment and the step of re-dispersing (uniformly dispersing), it is preferable to re-disperse aggregates using a high-speed fibrillating machine or a high-pressure homogenizer.

工程(A)は、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースから、アニオン性基の一部を除去する工程である。以下では、まず、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロース(工程(A)に供される微細繊維状セルロース)の製造方法について説明し、その後に、工程(A)、均一分散処理する工程(B)、イオン交換工程及び再分散(均一分散)工程について説明する。 Step (A) is a step of removing part of the anionic groups from fine fibrous cellulose having anionic groups and having a fiber width of 1000 nm or less. In the following, first, a method for producing fine fibrous cellulose having an anionic group and a fiber width of 1000 nm or less (fine fibrous cellulose to be subjected to step (A)) will be described. ), the step (B) of uniform dispersion treatment, the ion exchange step and the re-dispersion (uniform dispersion) step.

<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、例えば木材パルプ、非木材パルプ、及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、例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)及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)及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)及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、例えばコットンリンター及びコットンリント等の綿系パルプ、麻、麦わら及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、例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、例えば木材パルプ及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、例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。
<Textile raw material>
Microfibrous cellulose is produced from fibrous raw materials containing cellulose. The fibrous raw material containing cellulose is not particularly limited, but pulp is preferably used because it is readily available and inexpensive. Pulp includes, for example, wood pulp, non-wood pulp, and deinked pulp. Examples of wood pulp include, but are not limited to, hardwood kraft pulp (LBKP), softwood kraft pulp (NBKP), sulfite pulp (SP), dissolving pulp (DP), soda pulp (AP), unbleached kraft pulp (UKP). ) and chemical pulp such as oxygen bleached kraft pulp (OKP), semi-chemical pulp such as semi-chemical pulp (SCP) and chemigroundwood pulp (CGP), groundwood pulp (GP) and thermomechanical pulp (TMP, BCTMP) A mechanical pulp etc. are mentioned. Examples of non-wood pulp include, but are not limited to, cotton pulp such as cotton linters and cotton lints, and non-wood pulp such as hemp, straw and bagasse. The deinked pulp is not particularly limited, but includes, for example, deinked pulp made from waste paper. The pulp of this embodiment may be used alone or in combination of two or more. Among the above pulps, wood pulp and deinked pulp are preferable from the viewpoint of easy availability. In addition, among wood pulps, the cellulose ratio is high and the yield of fine fibrous cellulose at the time of defibration is high, and the decomposition of cellulose in the pulp is small, and fine fibrous cellulose of long fibers with a large axial ratio can be obtained. From the point of view, for example, chemical pulp is more preferable, and kraft pulp and sulfite pulp are more preferable. The use of fine fibrous cellulose of long fibers with a large axial ratio tends to increase the viscosity.

セルロースを含む繊維原料としては、例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 sea squirts and bacterial cellulose produced by acetic acid bacteria can be used. Fibers formed by straight-chain nitrogen-containing polysaccharide polymers such as chitin and chitosan can also be used instead of fiber raw materials containing cellulose.

<リンオキソ酸基導入工程>
工程(A)に供される微細繊維状セルロースはアニオン性基を有する。このため、工程(A)に供される微細繊維状セルロースの製造工程は、アニオン性基導入工程を有することが好ましい。アニオン性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。
<Phosphorus oxoacid group introduction step>
The fine fibrous cellulose provided for step (A) has an anionic group. For this reason, it is preferable that the step of producing the fine fibrous cellulose used in step (A) includes an anionic group introduction step. Examples of the anionic group-introducing step include a phosphorus oxoacid group-introducing step. In the phosphorus oxoacid group-introducing step, at least one compound selected from compounds capable of introducing a phosphorus oxoacid group (hereinafter also referred to as "compound A") is added to cellulose by reacting with a hydroxyl group possessed by a fiber raw material containing cellulose. It is a step of acting on a fiber raw material containing. Through this step, the phosphate group-introduced fiber is 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 oxoacid group-introducing step according to the present embodiment, the reaction between the fiber material containing cellulose and compound A is performed in the presence of at least one selected from urea and derivatives thereof (hereinafter also referred to as "compound B"). may On the other hand, the reaction between the cellulose-containing fiber raw material and 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、湿潤状態又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、乾燥状態又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、例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及び化合物Bは、それぞれ粉末状又は溶媒に溶解させた溶液状又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。 An example of the method of allowing the compound A to act on the fiber raw material in the presence of the compound B includes 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. Among these, 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, because the uniformity of the reaction is high. Although the form of the fiber raw material is not particularly limited, it is preferably, for example, cotton-like or thin sheet-like. The compound A and the compound B can be added to the fiber raw material in the form of a powder, a solution dissolved in a solvent, or a melted state by heating to a melting point or higher. Among these, it is preferable to add in the form of a solution dissolved in a solvent, particularly in the form of an aqueous solution, since the uniformity of the reaction is high. Moreover, the compound A and the compound B may be added simultaneously to the fiber raw material, 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 added dropwise to the Further, the necessary amount of compound A and compound B may be added to the fiber raw material, or after adding excessive amounts of compound A and compound B to the fiber raw material, the excess compound A and compound B are removed by pressing or filtering. 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、例えば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、亜リン酸又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、リンオキソ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又は亜リン酸、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、又は亜リン酸、亜リン酸ナトリウムがより好ましい。 The compound A used in the present embodiment may be any compound having a phosphorus atom and capable of forming an ester bond with cellulose. Salts, phosphoric anhydride (diphosphorus pentoxide) and the like can be mentioned, but are not particularly limited. Phosphoric acid of various purities can be used, for example, 100% phosphoric acid (orthophosphoric acid) or 85% phosphoric acid can be used. Phosphorous acid includes 99% phosphorous acid (phosphonic acid). Dehydration-condensed phosphoric acid is obtained by condensing two or more molecules of phosphoric acid by dehydration reaction, and examples thereof include pyrophosphoric acid and polyphosphoric acid. Phosphates, phosphites, and dehydrated condensed phosphates include lithium salts, sodium salts, potassium salts, and ammonium salts of phosphoric acid, phosphorous acid, or dehydrated condensed phosphoric acids. It can be a degree of harmony. Among these, phosphoric acid and sodium phosphate have a high introduction efficiency of a phosphate group, are easy to improve the defibration efficiency in the fibrillation step described later, are low in cost, and are easy to apply industrially. salt, potassium phosphate, ammonium phosphate or phosphorous acid, sodium phosphite, potassium phosphite, ammonium phosphite, phosphoric acid, sodium dihydrogen phosphate, More preferred are disodium hydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, phosphorous acid, and sodium phosphite.

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、例えば化合物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 added amount of compound A is converted to the phosphorus atomic weight, the amount of phosphorus atoms 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 even more 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 amount of phosphorus atoms added to the fiber raw material to be equal to or less than the above upper limit, it is possible to balance the effect of improving the yield and the cost.

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、例えば尿素、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、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 derivatives thereof as described above. Compound B includes, for example, 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. 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、例えば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, more preferably 10% by mass or more and 400% by mass or less, More preferably, it is 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、例えばアミド類又はアミン類を反応系に含んでもよい。アミド類としては、例えばホルムアミド、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、例えばメチルアミン、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, in addition to compound B, for example, amides or amines may be included in the reaction system. Examples of amides include formamide, dimethylformamide, acetamide, dimethylacetamide and the like. Examples of amines include methylamine, ethylamine, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, pyridine, ethylenediamine and hexamethylenediamine. Among these, triethylamine in particular is known to work 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、例えば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、例えば熱風乾燥装置、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 oxoacid group-introducing step, it is preferable to heat-treat the fiber raw material after adding or mixing the compound A or the like to the fiber raw material. As the heat treatment temperature, it is preferable to select a temperature that can efficiently introduce phosphorus oxoacid groups while suppressing 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 even more preferably 130° C. or higher and 200° C. or lower. In addition, for the heat treatment, equipment having various heat media can be used, such as hot air dryers, stirring dryers, rotary dryers, disc dryers, roll heaters, plate heaters, and fluidized beds. A drying device, a band-type drying device, a filter drying device, a vibrating fluidized drying device, a stream 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、例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, the compound A is added to a thin sheet-like fiber raw material by a method such as impregnation, and then heated, or the fiber raw material and the compound A are heated while kneading or stirring with a kneader or the like. method can be adopted. This makes it possible to suppress unevenness in the concentration of the compound A in the fiber raw material, and to more uniformly introduce the phosphorous acid groups to the surface of the cellulose fibers contained in the fiber raw material. This is because when water molecules move to the surface of the fiber material during drying, the dissolved compound A is attracted to the water molecules by surface tension and similarly moves to the surface of the fiber material (that is, the concentration unevenness of the compound A is It is thought that this is due to the fact that it is possible to suppress the occurrence of

また、加熱処理に用いる加熱装置は、例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。 In addition, the heating device used for the heat treatment always removes, for example, the moisture retained by the slurry and the moisture generated due to the dehydration condensation (phosphoric acid esterification) reaction between the compound A and the hydroxyl group or the like 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. As such a heating device, for example, an air-blowing oven can be used. By constantly draining the water in the device system, it is possible to suppress the hydrolysis reaction of the phosphate ester bond, which is the reverse reaction of phosphorylation, and to suppress the acid hydrolysis of the sugar chains in the fiber. can. Therefore, it is possible to obtain fine fibrous cellulose having a high axial ratio.

加熱処理の時間は、例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, for example, 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 water is substantially removed from the fiber raw material. is more preferable. In the present embodiment, the amount of phosphorus oxoacid groups to be introduced can be set within a preferable range by setting the heating temperature and the heating time within appropriate ranges.

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。 The phosphorus oxoacid group-introducing step may be performed at least once, but may be performed repeatedly two or more times. By performing the phosphorus oxoacid group-introducing step two or more times, many phosphorus oxoacid groups can be introduced into the fiber raw material.

繊維原料に対するリンオキソ酸基の導入量は、例えば繊維原料1g(質量)あたり0.60mmol/g以上であることが好ましく、0.70mmol/g以上であることがより好ましく、0.80mmol/g以上であることがさらに好ましく、1.00mmol/g以上であることが一層好ましく、1.20mmol/g以上であることが特に好ましい。また、リンオキソ酸基の導入量は、たとえば繊維原料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。なお、リンオキソ酸基導入工程におけるリンオキソ酸基の導入量が上記範囲内であるということは、工程(A)に供される微細繊維状セルロースの置換基導入量が上記範囲内であることを意味する。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、工程(A)に供される微細繊維状セルロースのアニオン性基導入量を上記範囲内とすることができ、その結果、最終的な繊維幅が小さい(例えば、繊維幅10nm以下)微細繊維状セルロースを製造しやすくなる。これにより、透明性に優れ、より耐黄変性に優れたシートが得られやすくなる。 The amount of phosphorus oxoacid groups introduced into the fiber raw material is, for example, preferably 0.60 mmol/g or more, more preferably 0.70 mmol/g or more, and 0.80 mmol/g or more per 1 g (mass) of the fiber raw material. is more preferably 1.00 mmol/g or more, and particularly preferably 1.20 mmol/g or more. In addition, the amount of phosphorus oxoacid groups introduced is, for example, preferably 5.20 mmol/g or less, more preferably 3.65 mmol/g or less, and 3.00 mmol/g or less per 1 g (mass) of fiber raw material. It is even more preferable to have The fact that the amount of phosphorus oxoacid groups introduced in the step of introducing phosphorus oxoacid groups is within the above range means that the amount of substituents introduced into the fine fibrous cellulose supplied to step (A) is within the above range. do. By setting the amount of phosphorus oxoacid groups to be introduced within the above range, the amount of anionic groups introduced into the fine fibrous cellulose to be subjected to the step (A) can be set within the above range. It becomes easy to produce fine fibrous cellulose with a small width (for example, a fiber width of 10 nm or less). This makes it easier to obtain a sheet with excellent transparency and excellent yellowing resistance.

<カルボキシ基導入工程>
工程(A)に供される微細繊維状セルロースの製造工程は、アニオン性基導入工程として、カルボキシ基導入工程を含んでもよい。カルボキシ基導入工程は、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。
<Carboxy Group Introduction Step>
The process for producing fine fibrous cellulose to be subjected to step (A) may include a carboxyl group-introducing step as the anionic group-introducing step. The carboxy group-introducing step is performed by treating with an acid anhydride of a compound having a carboxylic acid-derived group 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、例えばマレイン酸、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、例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、特に限定されないが、例えばマレイミド、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 carboxylic acid-derived group is not particularly limited. Examples include tricarboxylic acid compounds. Derivatives of compounds having a carboxylic acid-derived group are not particularly limited, but include, for example, imidized acid anhydrides of compounds having a carboxy group and derivatives of acid anhydrides of compounds having a carboxy group. Examples of imidized acid anhydrides of compounds having a carboxy group include, but are not particularly limited to, imidized dicarboxylic acid compounds such as maleimide, succinimide and phthalimide.

カルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物としては、特に限定されないが、例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、例えばジメチルマレイン酸無水物、ジエチルマレイン酸無水物、ジフェニルマレイン酸無水物等のカルボ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. acid anhydrides; In addition, the acid anhydride derivative of the compound having a group derived from carboxylic acid is not particularly limited. Acid anhydrides in which at least some of the hydrogen atoms are substituted with substituents such as alkyl groups and phenyl groups can be mentioned.

繊維原料に対するカルボキシ基の導入量は、例えば繊維原料1g(質量)あたり0.60mmol/g以上であることが好ましく、0.70mmol/g以上であることがより好ましく、0.80mmol/g以上であることがさらに好ましく、1.00mmol/g以上であることが一層好ましく、1.20mmol/g以上であることが特に好ましい。また、カルボキシ基の導入量は、たとえば繊維原料1g(質量)あたり3.65mmol/g以下であることが好ましく、3.00mmol/g以下であることがより好ましく、2.50mmol/g以下であることがさらに好ましい。なお、カルボキシ基導入工程におけるカルボキシ基の導入量が上記範囲内であるということは、工程(A)に供される微細繊維状セルロースのアニオン性基導入量が上記範囲内であることを意味する。カルボキシ基の導入量を上記範囲内とすることにより、工程(A)に供される微細繊維状セルロースのアニオン性基導入量が上記範囲内とすることができ、その結果、繊維幅が10nm以下の微細繊維状セルロースを製造しやすくなる。これにより、透明性に優れ、より着色が抑制された分散液やシートが得られやすくなる。 The amount of carboxy groups introduced into the fiber raw material is, for example, preferably 0.60 mmol/g or more, more preferably 0.70 mmol/g or more, and more preferably 0.80 mmol/g or more per 1 g (mass) of the fiber raw material. more preferably 1.00 mmol/g or more, particularly preferably 1.20 mmol/g or more. The amount of carboxyl groups introduced is, for example, preferably 3.65 mmol/g or less, more preferably 3.00 mmol/g or less, and 2.50 mmol/g or less per 1 g (mass) of fiber raw material. is more preferred. The fact that the amount of carboxy groups introduced in the step of introducing carboxy groups is within the above range means that the amount of anionic groups introduced into the fine fibrous cellulose to be subjected to step (A) is within the above range. . By setting the amount of carboxyl groups to be introduced within the above range, the amount of anionic groups introduced into the fine fibrous cellulose supplied to step (A) can be within the above range, resulting in a fiber width of 10 nm or less. It becomes easy to produce fine fibrous cellulose of. This makes it easier to obtain a dispersion or a sheet with excellent transparency and further suppressed coloring.

<硫黄オキソ酸基導入工程>
工程(A)に供される微細繊維状セルロースの製造工程は、アニオン性基導入工程として、硫黄オキソ酸基導入工程を含んでもよい。硫黄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硫黄オキソ酸が反応することで、硫黄オキソ酸基を有するセルロース繊維(硫黄オキソ酸基導入繊維)を得ることができる。
<Sulfur oxoacid group introduction step>
The step of producing fine fibrous cellulose to be subjected to step (A) may include a sulfur oxoacid group introduction step as the anionic group introduction step. In the step of introducing sulfur oxo acid groups, cellulose fibers having sulfur oxo acid groups (sulfur oxo acid group-introduced fibers) can be obtained by reacting hydroxyl groups of the fiber raw material containing cellulose with sulfur oxo acids.

硫黄オキソ酸基導入工程では、上述した<リンオキソ酸基導入工程>における化合物Aに代えて、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、硫黄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C」ともいう)を用いる。化合物Cとしては、硫黄原子を有し、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、硫酸もしくはその塩、亜硫酸もしくはその塩、硫酸アミドなどが挙げられるが特に限定されない。硫酸としては、種々の純度のものを使用することができ、例えば96%硫酸(濃硫酸)を使用することができる。亜硫酸としては、5%亜硫酸水が挙げられる。硫酸塩又は亜硫酸塩としては、硫酸塩又は亜硫酸塩のリチウム塩、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。硫酸アミドとしては、スルファミン酸などを使用することができる。硫黄オキソ酸基導入工程では、上述した<リンオキソ酸基導入工程>における化合物Bを同様に用いることが好ましい。 In the sulfur oxoacid group introduction step, in place of compound A in the <phosphorus oxoacid group introduction step> described above, a compound that can introduce a sulfur oxoacid group by reacting with a hydroxyl group possessed by a fiber raw material containing cellulose is selected. At least one compound (hereinafter also referred to as "compound C") is used. Compound C is not particularly limited as long as it has a sulfur atom and is capable of forming an ester bond with cellulose, and includes sulfuric acid or its salts, sulfurous acid or its salts, and sulfate amides. Sulfuric acid of various purities can be used, for example, 96% sulfuric acid (concentrated sulfuric acid) can be used. Sulfurous acid includes 5% sulfurous acid water. Sulfates or sulfites include lithium, sodium, potassium, ammonium salts, etc. of sulfates or sulfites, which can be of varying degrees of neutralization. As the sulfate amide, sulfamic acid or the like can be used. In the sulfur oxoacid group-introducing step, it is preferable to use compound B in the same manner as in <phosphorus oxoacid group-introducing step>.

硫黄オキソ酸基導入工程においては、セルロース原料に硫黄オキソ酸、並びに、尿素及び/又は尿素誘導体を含む水溶液を混合した後、当該セルロース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、硫黄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、100℃以上であることが好ましく、120℃以上であることがより好ましく、150℃以上であることがさらに好ましい。また、加熱処理温度は、300℃以下であることが好ましく、250℃以下であることがより好ましく、200℃以下であることがさらに好ましい。 In the step of introducing sulfur oxoacid groups, it is preferable to heat-treat the cellulose raw material after mixing the cellulose raw material with an aqueous solution containing sulfur oxoacid and urea and/or a urea derivative. As the heat treatment temperature, it is preferable to select a temperature at which sulfur oxoacid groups can be efficiently introduced while suppressing thermal decomposition and hydrolysis reaction of the fiber. The heat treatment temperature is preferably 100° C. or higher, more preferably 120° C. or higher, and even more preferably 150° C. or higher. The heat treatment temperature is preferably 300° C. or lower, more preferably 250° C. or lower, and even more preferably 200° C. or lower.

加熱処理工程では、実質的に水分がなくなるまで加熱をすることが好ましい。このため、加熱処理時間は、セルロース原料に含まれる水分量や、硫黄オキソ酸、並びに、尿素及び/又は尿素誘導体を含む水溶液の添加量によって、変動するが、例えば、10秒以上10000秒以下とすることが好ましい。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、例えば熱風乾燥装置、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 heat treatment step, it is preferable to heat until the moisture is substantially removed. For this reason, the heat treatment time varies depending on the amount of water contained in the cellulose raw material, sulfur oxo acid, and the added amount of the aqueous solution containing urea and/or urea derivatives, but for example, 10 seconds or more and 10000 seconds or less. preferably. For the heat treatment, equipment having various heat media can be used, such as hot air dryers, stirring dryers, rotary dryers, disk dryers, roll type heaters, plate type heaters, and fluidized bed dryers. , a band-type drying device, a filter drying device, a vibrating fluidized drying device, a flash 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.

セルロース原料に対する硫黄オキソ酸基の導入量は、繊維状セルロース1g(質量)あたり0.60mmol/g以上であることが好ましく、0.70mmol/g以上であることがより好ましく、0.80mmol/g以上であることがさらに好ましく、1.00mmol/g以上であることが一層好ましく、1.20mmol/g以上であることが特に好ましい。また、硫黄オキソ酸基の導入量は、たとえば繊維原料1g(質量)あたり5.00mmol/g以下であることが好ましく、3.00mmol/g以下であることがより好ましい。なお、硫黄オキソ酸基導入工程における硫黄オキソ酸基の導入量が上記範囲内であるということは、工程(A)に供される微細繊維状セルロースのアニオン性基導入量が上記範囲内であることを意味する。硫黄オキソ酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、工程(A)に供される微細繊維状セルロースのアニオン性基導入量が上記範囲内とすることができ、その結果、繊維幅が10nm以下の微細繊維状セルロースを製造しやすくなる。これにより、透明性に優れ、より着色が抑制された分散液やシートが得られやすくなる。 The amount of sulfur oxoacid groups introduced into the cellulose raw material is preferably 0.60 mmol/g or more, more preferably 0.70 mmol/g or more, more preferably 0.80 mmol/g per 1 g (mass) of fibrous cellulose. It is more preferably 1.00 mmol/g or more, particularly preferably 1.20 mmol/g or more. The amount of sulfur oxoacid groups introduced is, for example, preferably 5.00 mmol/g or less, more preferably 3.00 mmol/g or less per 1 g (mass) of fiber raw material. The fact that the amount of sulfur oxo acid groups introduced in the step of introducing sulfur oxo acid groups is within the above range means that the amount of anionic groups introduced into the fine fibrous cellulose supplied to the step (A) is within the above range. means that By setting the amount of sulfur oxoacid groups to be introduced within the above range, the amount of anionic groups introduced into the fine fibrous cellulose to be subjected to the step (A) can be within the above range, and as a result, the fiber width is increased. It becomes easy to produce fine fibrous cellulose of 10 nm or less. This makes it easier to obtain a dispersion or a sheet with excellent transparency and further suppressed coloring.

<ザンテート基導入工程(キサントゲン酸エステル化工程)>
工程(A)に供される微細繊維状セルロースの製造工程は、アニオン性基導入工程として、ザンテート基導入工程を含んでもよい。ザンテート基導入工程は、セルロースを含む繊維原料が有する水酸基を下記式(3)で表されるザンテート基で置換することで、ザンテート基を有するセルロース繊維(ザンテート基導入繊維)を得ることができる。
―OCSS……(3)
ここで、Mは水素イオン、一価金属イオン、アンモニウムイオン、脂肪族又は芳香族アンモニウムイオンから選ばれる少なくとも一種である。
<Xanthate group introduction step (xanthate esterification step)>
The step of producing fine fibrous cellulose to be subjected to step (A) may include a step of introducing a xanthate group as an anionic group-introducing step. In the xanthate group-introducing step, a cellulose fiber having a xanthate group (a xanthate group-introduced fiber) is obtained by substituting a xanthate group represented by the following formula (3) for a hydroxyl group of a fiber raw material containing cellulose.
- OCSS - M + (3)
Here, M + is at least one selected from hydrogen ions, monovalent metal ions, ammonium ions, and aliphatic or aromatic ammonium ions.

ザンテート基導入工程では、まず、上記セルロースを含む繊維原料をアルカリ溶液で処理するアルカリ処理を行って、アルカリセルロースを得る。アルカリ溶液としては、水酸化アルカリ金属水溶液、水酸化アルカリ土類金属水溶液などが挙げられる。中でも、アルカリ溶液は、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの水酸化アルカリ金属水溶液であることが好ましく、水酸化ナトリウム水溶液であることが特に好ましい。アルカリ溶液が水酸化アルカリ金属水溶液の場合、水酸化アルカリ金属水溶液中の水酸化アルカリ金属濃度は4質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましい。また、水酸化アルカリ金属水溶液中の水酸化アルカリ金属濃度は9質量%以下であることが好ましい。水酸化アルカリ金属濃度を上記下限値以上とすることにより、セルロースのマーセル化を十分に進行させることができ、その後のザンテート化の際に生じる副生成物の量を減らすことができ、結果として、ザンテート基導入繊維の収率を高めることができる。これにより、後述する解繊処理をより効果的に行うことができる。また、水酸化アルカリ金属濃度を上記上限値以下とすることにより、マーセル化を進行させつつも、セルロースの結晶領域にまで水酸化アルカリ金属水溶液が浸透することを抑制することができるため、セルロースI型の結晶構造が維持されやすくなり、微細繊維状セルロースの収率をより高めることができる。 In the xanthate group-introducing step, first, alkali treatment is performed to treat the fiber raw material containing cellulose with an alkali solution to obtain alkali cellulose. Examples of the alkaline solution include an aqueous alkali metal hydroxide solution and an aqueous alkaline earth metal hydroxide solution. Among them, the alkaline solution is preferably an aqueous alkali metal hydroxide solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, and particularly preferably an aqueous sodium hydroxide solution. When the alkaline solution is an aqueous alkali metal hydroxide solution, the concentration of the alkali metal hydroxide in the aqueous alkali metal hydroxide solution is preferably 4% by mass or more, more preferably 5% by mass or more. Further, the alkali metal hydroxide concentration in the aqueous alkali metal hydroxide solution is preferably 9% by mass or less. By setting the alkali metal hydroxide concentration to the above lower limit or more, cellulose mercerization can be sufficiently advanced, and the amount of by-products generated during the subsequent xanthate formation can be reduced. As a result, The yield of the xanthate group-introduced fiber can be increased. Thereby, the fibrillation process mentioned later can be performed more effectively. In addition, by setting the alkali metal hydroxide concentration to the above upper limit or less, it is possible to suppress the penetration of the aqueous alkali metal hydroxide solution into the crystalline region of cellulose while promoting mercerization. The crystalline structure of the mold is easily maintained, and the yield of fine fibrous cellulose can be further increased.

上記アルカリ処理の時間は、30分間以上であることが好ましく、1時間以上であることがより好ましい。また、アルカリ処理の時間は、6時間以下であることが好ましく、5時間以下であることがより好ましい。アルカリ処理の時間を上記範囲内とすることにより、最終的な収率を高めることができ、生産性を高めることができる。 The alkali treatment time is preferably 30 minutes or longer, more preferably 1 hour or longer. Also, the alkali treatment time is preferably 6 hours or less, more preferably 5 hours or less. By setting the alkali treatment time within the above range, the final yield can be increased and the productivity can be increased.

上記アルカリ処理で得られたアルカリセルロースは、その後に固液分離して水溶液分をできるだけ除去しておくことが好ましい。これにより、次いで行われるザンテート化処理時の水分含有量を減らすことができ、反応を促進できる。固液分離の方法としては、例えば遠心分離や濾別などの一般的な脱水方法を用いることができる。なお、固液分離後のアルカリセルロースに含まれる水酸化アルカリ金属の濃度は固液分離後のアルカリセルロースの全質量に対して3質量%以上8質量%以下であることが好ましい。 It is preferable that the alkali cellulose obtained by the alkali treatment is then subjected to solid-liquid separation to remove as much of the aqueous solution as possible. As a result, the water content during the subsequent xanthate treatment can be reduced, and the reaction can be promoted. As a solid-liquid separation method, a general dehydration method such as centrifugation or filtration can be used. The concentration of the alkali metal hydroxide contained in the alkali cellulose after solid-liquid separation is preferably 3% by mass or more and 8% by mass or less with respect to the total mass of the alkali cellulose after solid-liquid separation.

ザンテート基導入工程では、アルカリ処理の後にザンテート化処理工程を行う。ザンテート化処理工程ではアルカリセルロースに二硫化炭素(CS)を反応させて、(-ONa)基を(-OCSSNa)基にしてザンテート基導入繊維を得る。なお、上記において、アルカリセルロースに導入された金属イオンは、代表してNaで記述しているが、他のアルカリ金属イオンでも同様の反応が進行する。 In the xanthate group-introducing step, the xanthate-forming treatment step is performed after the alkali treatment. In the xanthate treatment step, alkali cellulose is reacted with carbon disulfide (CS 2 ) to convert (-O - Na + ) groups to (-OCSS - Na + ) groups to obtain xanthate group-introduced fibers. In the above description, the metal ions introduced into the alkali cellulose are represented by Na + , but similar reactions proceed with other alkali metal ions.

ザンテート化処理では、アルカリセルロース中のセルロースの絶乾質量に対して、10質量%以上の二硫化炭素を供給することが好ましい。また、ザンテート化処理において、二硫化炭素とアルカリセルロースとが接触する時間は、30分以上であることが好ましく、1時間以上であることがより好ましい。アルカリセルロースに二硫化炭素が接触することでザンテート化は速やかに進行するが、アルカリセルロースの内部にまで二硫化炭素が浸透するには時間がかかるため、反応時間を上記範囲とすることが好ましい。一方で、二硫化炭素とアルカリセルロースとが接触する時間は6時間以下であればよく、これにより脱水後のアルカリセルロースの塊に対しても十分に浸透が進んで、反応可能なザンテート化をほぼ完了させることができる。 In the xanthate treatment, it is preferable to supply 10% by mass or more of carbon disulfide with respect to the absolute dry mass of cellulose in the alkali cellulose. In addition, in the xanthate-forming treatment, the contact time between carbon disulfide and alkali cellulose is preferably 30 minutes or longer, more preferably 1 hour or longer. Xanthate formation proceeds rapidly when carbon disulfide comes into contact with alkali cellulose, but it takes time for carbon disulfide to penetrate into the interior of alkali cellulose, so the reaction time is preferably within the above range. On the other hand, the contact time between the carbon disulfide and the alkali cellulose should be 6 hours or less, whereby the alkali cellulose mass after dehydration is sufficiently permeated, and the reactable xanthate is almost completely formed. can be completed.

ザンテート化処理における反応温度は、46℃以下であることが好ましい。反応温度を上記範囲内とすることにより、アルカリセルロースの分解を抑制し易くなる。また、反応温度を上記範囲内とすることにより、均一に反応し易くなるため、副生成物の生成を抑制でき、さらには、生成したザンテート基の除去を抑制することもできる。 The reaction temperature in the xanthate-forming treatment is preferably 46° C. or lower. By setting the reaction temperature within the above range, decomposition of alkali cellulose can be easily suppressed. Further, by setting the reaction temperature within the above range, uniform reaction is facilitated, so that the generation of by-products can be suppressed, and furthermore, the removal of the generated xanthate groups can be suppressed.

セルロース原料に対するザンテート基の導入量は、繊維原料1g(質量)あたり0.60mmol/g以上であることが好ましく、0.70mmol/g以上であることがより好ましく、0.80mmol/g以上であることがさらに好ましく、1.00mmol/g以上であることが一層好ましく、1.20mmol/g以上であることが特に好ましい。また、ザンテート基の導入量は、たとえば繊維原料1g(質量)あたり5.00mmol/g以下であることが好ましく、3.00mmol/g以下であることがより好ましい。なお、ザンテート基導入工程におけるザンテート基の導入量が上記範囲内であるということは、工程(A)に供される微細繊維状セルロースのアニオン性基導入量が上記範囲内であることを意味する。ザンテート基の導入量を上記範囲内とすることにより、工程(A)に供される微細繊維状セルロースのアニオン性基導入量が上記範囲内とすることができ、その結果、繊維幅が10nm以下の微細繊維状セルロースを製造しやすくなる。これにより、透明性に優れ、より着色が抑制された分散液やシートが得られやすくなる。 The amount of xanthate groups introduced into the cellulose raw material is preferably 0.60 mmol/g or more, more preferably 0.70 mmol/g or more, and 0.80 mmol/g or more per 1 g (mass) of the fiber raw material. more preferably 1.00 mmol/g or more, and particularly preferably 1.20 mmol/g or more. The amount of the xanthate group introduced is, for example, preferably 5.00 mmol/g or less, more preferably 3.00 mmol/g or less per 1 g (mass) of the fiber raw material. The fact that the amount of xanthate groups introduced in the xanthate group-introducing step is within the above range means that the amount of anionic groups introduced into the fine fibrous cellulose supplied to the step (A) is within the above range. . By setting the amount of xanthate groups introduced within the above range, the amount of anionic groups introduced into the fine fibrous cellulose supplied to step (A) can be within the above range, resulting in a fiber width of 10 nm or less. It becomes easy to produce fine fibrous cellulose of. This makes it easier to obtain a dispersion or a sheet with excellent transparency and further suppressed coloring.

<洗浄工程>
工程(A)に供される微細繊維状セルロースの製造工程においては、必要に応じてアニオン性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、例えば水や有機溶媒によりアニオン性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 step of producing the fine fibrous cellulose used in step (A), the anionic group-introduced fiber can be subjected to a washing step, if necessary. The washing step is performed by washing the anionic group-introduced fiber with water or an organic solvent, for example. Further, the washing step may be performed after each step described later, and the number of washings performed in each washing step is not particularly limited.

<アルカリ処理工程>
工程(A)に供される微細繊維状セルロースの製造工程においては、アニオン性基導入工程と、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、アニオン性基導入繊維を浸漬する方法が挙げられる。
<Alkali treatment process>
In the step of producing fine fibrous cellulose used in step (A), the fiber raw material may be subjected to alkali treatment between the anionic group introduction step and the defibration treatment step described below. The method of alkali treatment is not particularly limited, but includes, for example, a method of immersing the anionic group-introduced fiber in an alkali 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、例えば水酸化ナトリウム又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、水又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、又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、例えば水酸化ナトリウム水溶液、又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, it is preferable to use, for example, sodium hydroxide or potassium hydroxide as the alkaline compound because of its high versatility. Moreover, 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 water or a polar solvent including 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 sodium hydroxide solution or an aqueous potassium hydroxide solution 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、例えば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アニオン性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、例えば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、例えばアニオン性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。 Although the temperature of the alkaline solution in the alkaline treatment step is not particularly limited, it 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 anionic group-introduced fiber in the alkali solution in the alkali treatment step is not particularly limited, but is preferably 5 minutes or more and 30 minutes or less, 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 for example, it is preferably 100% by mass or more and 100000% by mass or less, and 1000% by mass or more and 10000% by mass or less relative to the absolute dry mass of the anionic group-introduced fiber. is more preferable.

アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液の使用量を減らすために、アニオン性基導入工程の後であってアルカリ処理工程の前に、アニオン性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アニオン性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 alkaline solution used in the alkaline treatment step, the anionic group-introduced fiber may be washed with water or an organic solvent after the anionic group-introducing step and before the alkaline treatment step. After the alkali treatment step and before the fibrillation treatment step, it is preferable to wash the alkali-treated anionic group-introduced fibers with water or an organic solvent from the viewpoint of improving handleability.

<酸処理工程>
工程(A)に供される微細繊維状セルロースの製造工程においては、アニオン性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、アニオン性基導入工程、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 step of producing fine fibrous cellulose used in step (A), the fiber raw material may be subjected to an acid treatment between the step of introducing the anionic group and the defibration treatment step described later. For example, the anionic group introduction step, acid treatment, alkali treatment and fibrillation 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、例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、例えば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、例えば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、例えば無機酸、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、例えば硫酸、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、例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、例えばギ酸、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、塩酸又は硫酸を用いることが特に好ましい。 The acid treatment method is not particularly limited, but includes, for example, a method of immersing the fiber raw material in an acidic liquid containing an acid. Although the concentration of the acid liquid used is not particularly limited, it is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less. The pH of the acidic liquid to be used is not particularly limited, but is preferably 0 or more and 4 or less, more preferably 1 or more and 3 or less. Examples of the acid contained in the acid solution include inorganic acids, sulfonic acids, and carboxylic acids. Examples of inorganic acids include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, hypochlorous acid, chlorous acid, chloric acid, perchloric acid, phosphoric acid, and boric acid. Examples of sulfonic acid include methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid and the like. Carboxylic acids include, for example, formic acid, acetic acid, citric acid, gluconic acid, lactic acid, oxalic acid, and tartaric acid. 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、例えば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、例えば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、例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. 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, 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. is more preferred.

<窒素除去処理>
工程(A)に供される微細繊維状セルロースの製造工程は、窒素量を低減させる工程(窒素除去処理工程)をさらに含んでもよい。分散液中に含まれる窒素量を低減させることで、さらにシートの耐黄変性を高めることができる。窒素除去処理工程は、後述する工程(B)における均一分散処理工程の後に設けられてもよいが、後述する工程(B)における均一分散処理工程の前に設けられることが好ましい。また、解繊処理工程の前に設けられることが好ましい。
<Nitrogen removal treatment>
The step of producing fine fibrous cellulose to be subjected to step (A) may further include a step of reducing the nitrogen content (nitrogen removal treatment step). By reducing the amount of nitrogen contained in the dispersion, the yellowing resistance of the sheet can be further enhanced. The nitrogen removal treatment step may be provided after the uniform dispersion treatment step in step (B) described below, but is preferably provided before the uniform dispersion treatment step in step (B) described below. Moreover, it is preferable that it is provided before the fibrillation treatment process.

窒素除去処理工程においては、アニオン性基導入繊維を含むスラリーのpHを10以上に調整し、加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理においては、スラリーの液温を50℃以上100℃以下とすることが好ましく、加熱時間は15分以上180分以下とすることが好ましい。アニオン性基導入繊維を含むスラリーのpHを調整する際には、上述したアルカリ処理工程で用いることができるアルカリ化合物をスラリーに添加することが好ましい。 In the nitrogen removal treatment step, it is preferable to adjust the pH of the slurry containing the anionic group-introduced fiber to 10 or more and perform heat treatment. In the heat treatment, the liquid temperature of the slurry is preferably 50° C. or higher and 100° C. or lower, and the heating time is preferably 15 minutes or longer and 180 minutes or shorter. When adjusting the pH of the slurry containing the anionic group-introduced fiber, it is preferable to add an alkali compound that can be used in the alkali treatment step described above to the slurry.

窒素除去処理工程の後、必要に応じてアニオン性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アニオン性基導入繊維を洗浄することにより行われる。また、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。 After the nitrogen removal treatment step, the anionic group-introduced fiber can be subjected to a washing step, if necessary. The washing step is performed by washing the anionic group-introduced fiber with water or an organic solvent, for example. Moreover, the number of washings performed in each washing step is not particularly limited.

<解繊処理工程>
工程(A)に供される微細繊維状セルロースの製造工程は、解繊処理工程を含む。これにより、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の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、例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、例えば高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザーや超高圧ホモジナイザー、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、又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。
<Fibrillation treatment process>
The manufacturing process of the fine fibrous cellulose used in the step (A) includes a fibrillation treatment process. As a result, fine fibrous cellulose having an anionic group and a fiber width of 1000 nm or less can be obtained. In the defibration treatment process, for example, a fibrillation treatment device can be used. The fibrillation treatment device is not particularly limited, but for example, a high-speed fibrillator, a grinder (stone mill type pulverizer), a high-pressure homogenizer, an ultra-high pressure homogenizer, a high-pressure collision type pulverizer, a ball mill, a bead mill, a disk-type refiner, a conical refiner, and a biaxial refiner. A kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, a beater, or the like can be used. Among the above defibration equipment, it is more preferable to use a high-speed fibrillation machine, a high-pressure homogenizer, and an ultrahigh-pressure homogenizer, which are less affected by the grinding media and less likely to cause contamination.

解繊処理工程における処理条件は特に限定されないが、例えば高圧ホモジナイザーを用いる場合は、処理時の圧力は1MPa以上350MPa以下が好ましく、10MPa以上300MPa以下がより好ましく、50MPa以上250MPa以下がさらに好ましい。 The treatment conditions in the fibrillation treatment step are not particularly limited. For example, when a high-pressure homogenizer is used, the pressure during treatment is preferably 1 MPa or more and 350 MPa or less, more preferably 10 MPa or more and 300 MPa or less, and even more preferably 50 MPa or more and 250 MPa or less.

解繊処理工程においては、例えばアニオン性基導入繊維を、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、及び極性有機溶媒などの有機溶媒から選択される1種又は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、例えばアルコール類、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、例えばメタノール、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、例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、例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、例えば酢酸エチル、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 fibrillation treatment step, for example, the anionic group-introduced fibers are preferably diluted with a dispersion medium to form a slurry. As the dispersion medium, one or more selected from organic solvents such as water and polar organic solvents can be used. The polar organic solvent is not particularly limited, but 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 and glycerin. 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 esters include ethyl acetate and butyl acetate. Aprotic polar solvents include dimethylsulfoxide (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、アニオン性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アニオン性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 at the defibration treatment can be appropriately set. Further, the slurry obtained by dispersing the anionic group-introduced fiber in the dispersion medium may contain solids other than the anionic group-introduced fiber, such as urea having hydrogen bonding properties.

工程(A)に供される解繊処理後の微細繊維状セルロースの繊維幅は、2~50nmであることが好ましく、2~25nmであることがより好ましく、2~15nmであることがさらに好ましく、2~10nmであることが特に好ましい。 The fiber width of the fine fibrous cellulose after defibration treatment to be subjected to the step (A) is preferably 2 to 50 nm, more preferably 2 to 25 nm, even more preferably 2 to 15 nm. , 2 to 10 nm.

また、工程(A)に供される微細繊維状セルロースを0.1質量%濃度の水分散液とし、ナノファイバー収率を算出した場合、ナノファイバー収率は90質量%以上であることが好ましく、93質量%以上であることがより好ましく、96質量%以上であることがさらに好ましい。なお、ナノファイバー収率は100質量%であってもよい。ここで、ナノファイバー収率は、0.1質量%濃度の微細繊維状セルロース分散液を、冷却高速遠心分離機(コクサン社、H-2000B)を用い、12000G、10分の条件で遠心分離し、得られた上澄み液のセルロース濃度から下記式に基づいて測定される値である。
ナノファイバー収率(質量%)=上澄みのセルロース濃度(質量%)/0.1×100
Further, when the nanofiber yield is calculated by making the fine fibrous cellulose to be subjected to the step (A) into an aqueous dispersion having a concentration of 0.1% by mass, the nanofiber yield is preferably 90% by mass or more. , more preferably 93% by mass or more, and even more preferably 96% by mass or more. Note that the nanofiber yield may be 100% by mass. Here, the nanofiber yield was obtained by centrifuging a fine fibrous cellulose dispersion having a concentration of 0.1% by mass using a cooling high-speed centrifuge (H-2000B, manufactured by Kokusan Co., Ltd.) at 12000 G for 10 minutes. , is a value measured based on the following formula from the cellulose concentration of the obtained supernatant.
Nanofiber yield (mass%) = cellulose concentration in supernatant (mass%)/0.1 x 100

さらに、工程(A)に供される微細繊維状セルロースを0.2質量%濃度の水分散液とした場合、該水分散液のヘーズは10%以下であることが好ましく、5.0%以下であることがより好ましく、3.0%以下であることがさらに好ましい。なお、水分散液のヘーズは0%であってもよい。ここで、微細繊維状セルロースの水分散液のヘーズは、ヘーズメーター(株式会社村上色彩技術研究所製、HM-150)を用い、JIS K 7136:2000に準拠して測定される値である。測定の際には、光路長1cmの液体用ガラスセル(株式会社藤原製作所製、MG-40、逆光路)を用いる。なお、ゼロ点測定は、同ガラスセルに入れたイオン交換水で行い、測定対象の分散液は測定前に23℃、相対湿度50%の環境下に24時間静置し、分散液の液温を23℃とする。 Furthermore, when the fine fibrous cellulose to be subjected to the step (A) is made into an aqueous dispersion having a concentration of 0.2% by mass, the haze of the aqueous dispersion is preferably 10% or less, more preferably 5.0% or less. is more preferably 3.0% or less. The haze of the aqueous dispersion may be 0%. Here, the haze of the aqueous dispersion of fine fibrous cellulose is a value measured according to JIS K 7136:2000 using a haze meter (HM-150, manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.). For measurement, a glass cell for liquids with an optical path length of 1 cm (manufactured by Fujiwara Seisakusho Co., Ltd., MG-40, reverse optical path) is used. The zero point measurement is performed with ion-exchanged water in the same glass cell. is 23°C.

工程(A)に供される微細繊維状セルロースの繊維幅、微細繊維状セルロース分散液のナノファイバー収率やヘーズを上記範囲内とすることにより、微細繊維状セルロースを含む分散液やシートの透明性をより効果的に高めることができる。 By setting the fiber width of the fine fibrous cellulose and the nanofiber yield and haze of the fine fibrous cellulose dispersion provided in the step (A) within the above ranges, the dispersion and sheet containing fine fibrous cellulose can be made transparent. It is possible to enhance sexuality more effectively.

<置換基除去処理工程(工程A)>
微細繊維状セルロース分散液の製造方法は、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースから、アニオン性基の一部を除去する工程(A)を含むことが好ましい。本明細書において、微細繊維状セルロースから、アニオン性基の一部を除去する工程は、置換基除去処理工程とも言う。
<Substituent removal treatment step (step A)>
The method for producing a fine fibrous cellulose dispersion liquid preferably includes a step (A) of removing part of the anionic groups from the fine fibrous cellulose having an anionic group and having a fiber width of 1000 nm or less. In the present specification, the step of removing some of the anionic groups from the fine fibrous cellulose is also referred to as a substituent removal treatment step.

置換基除去処理工程としては、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースを加熱処理する工程、酵素処理する工程、酸処理する工程、アルカリ処理する工程等が挙げられる。これらは単独で行ってもよく、組み合わせて行ってもよい。中でも、置換基除去処理工程は、加熱処理する工程又は酵素処理する工程であることが好ましい。上記処理工程を経ることで、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースから、アニオン性基の一部が除去され、アニオン性基の導入量が0.5mmol/g未満の微細繊維状セルロースを得ることができる。 Examples of the substituent-removing treatment step include a step of heat-treating fine fibrous cellulose having an anionic group and a fiber width of 1000 nm or less, an enzyme treatment step, an acid treatment step, an alkali treatment step, and the like. . These may be carried out singly or in combination. Among them, the substituent removal treatment step is preferably a heat treatment step or an enzyme treatment step. By going through the above treatment step, a part of the anionic groups is removed from the fine fibrous cellulose having an anionic group and a fiber width of 1000 nm or less, and the introduction amount of the anionic group is 0.5 mmol/g. of fine fibrous cellulose can be obtained.

置換基除去処理工程は、スラリー状で行われることが好ましい。すなわち、置換基除去処理工程は、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースを含むスラリーを、加熱処理する工程、酵素処理する工程、酸処理する工程、アルカリ処理する工程等であることが好ましい。置換基除去処理工程をスラリー状で実施することによって、置換基除去処理時の加熱等によって生じる着色物質や、添加もしくは発生する酸、アルカリ、塩などの残留を防ぐことができる。これにより、工程(B)を経て得られる微細繊維状セルロースを分散液やシートとした場合の着色を抑制することができる。また、置換基除去処理後に除去した置換基由来の塩の除去処理を行う場合、塩の除去率を高めることも可能となる。 The substituent removal treatment step is preferably performed in a slurry state. That is, in the substituent removal treatment step, a slurry containing fine fibrous cellulose having an anionic group and a fiber width of 1000 nm or less is subjected to heat treatment, enzyme treatment, acid treatment, and alkali treatment. A process or the like is preferable. By carrying out the substituent removal treatment step in a slurry form, it is possible to prevent residual coloring substances caused by heating or the like during the substituent removal treatment, and added or generated acids, alkalis, salts, and the like. This makes it possible to suppress coloring when the fine fibrous cellulose obtained through the step (B) is made into a dispersion or a sheet. In addition, when the salt derived from the removed substituent is removed after the substituent removal treatment, it is possible to increase the salt removal rate.

アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースを含むスラリーに対して置換基除去処理を行う場合、該スラリー中の微細繊維状セルロースの濃度は、0.05質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましく、0.2質量%以上であることがさらに好ましい。また、該スラリー中の微細繊維状セルロースの濃度は、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましい。スラリー中の微細繊維状セルロースの濃度を上記範囲内とすることにより、置換基除去処理をより効率よく行うことができる。さらに、スラリー中の微細繊維状セルロースの濃度を上記範囲内とすることにより、置換基除去処理時の加熱等によって生じる着色物質や、添加もしくは発生する酸、アルカリ、塩などの残留を防ぐことができる。これにより、工程(B)を経て得られる微細繊維状セルロースを分散液やシートとした場合の着色を抑制することができる。また、置換基除去処理後に除去した置換基由来の塩の除去処理を行う場合、塩の除去率を高めることも可能となる。 When a slurry containing fine fibrous cellulose having an anionic group and a fiber width of 1000 nm or less is subjected to substituent removal treatment, the concentration of fine fibrous cellulose in the slurry is 0.05% by mass or more. , more preferably 0.1% by mass or more, and even more preferably 0.2% by mass or more. The concentration of fine fibrous cellulose in the slurry is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or less. By setting the concentration of the fine fibrous cellulose in the slurry within the above range, the substituent removal treatment can be performed more efficiently. Furthermore, by setting the concentration of the fine fibrous cellulose in the slurry within the above range, it is possible to prevent the residual coloring matter caused by heating during the substituent removal treatment, and the acid, alkali, salt, etc. added or generated. can. This makes it possible to suppress coloring when the fine fibrous cellulose obtained through the step (B) is made into a dispersion or a sheet. In addition, when the salt derived from the removed substituent is removed after the substituent removal treatment, it is possible to increase the salt removal rate.

置換基除去処理工程が、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースを加熱処理する工程である場合、加熱処理する工程における加熱温度は、40℃以上であることが好ましく、50℃以上であることがより好ましく、60℃以上であることがさらに好ましい。また、加熱処理する工程における加熱温度は、250℃以下であることが好ましく、230℃以下であることがより好ましく、200℃以下であることがさらに好ましい。中でも、置換基除去処理工程に供する微細繊維状セルロースが有する置換基がリンオキソ酸基、硫黄オキソ酸基又はマレイン酸基である場合、加熱処理する工程における加熱温度は、80℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましく、120℃以上であることがさらに好ましい。 When the substituent-removing treatment step is a step of heat-treating fine fibrous cellulose having an anionic group and a fiber width of 1000 nm or less, the heating temperature in the heat-treating step may be 40° C. or higher. It is preferably 50° C. or higher, more preferably 60° C. or higher. The heating temperature in the heat treatment step is preferably 250° C. or lower, more preferably 230° C. or lower, and even more preferably 200° C. or lower. Among them, when the substituent of the fine fibrous cellulose to be subjected to the substituent removal treatment step is a phosphorous oxoacid group, a sulfur oxoacid group or a maleic acid group, the heating temperature in the heat treatment step is preferably 80° C. or higher. It is preferably 100° C. or higher, more preferably 120° C. or higher.

置換基除去処理工程が加熱処理する工程である場合、加熱処理工程において使用できる加熱装置としては、特に限定されないが、熱風加熱装置、蒸気加熱装置、電熱加熱装置、水熱加熱装置、火力加熱装置、赤外線加熱装置、遠赤外線加熱装置、マイクロ波加熱装置、高周波加熱装置、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、減圧乾燥装置を用いることができる。蒸発を防ぐ観点から、加熱は密閉系で行われることが好ましく、さらに加熱温度を高める観点から、耐圧性の装置内や容器内で行われることが好ましい。加熱処理はバッチ処理であってもよく、バッチ連続処理であってもよく、連続処理であってもよい。 When the substituent removal treatment step is a heat treatment step, the heating device that can be used in the heat treatment step is not particularly limited, but hot air heating device, steam heating device, electric heating device, hydrothermal heating device, thermal heating device. , infrared heating device, far infrared heating device, microwave heating device, high frequency heating device, stirring drying device, rotary drying device, disk drying device, roll type heating device, plate type heating device, fluidized bed drying device, band type drying device , a filtration drying apparatus, a vibrating fluidized drying apparatus, a flash drying apparatus, and a vacuum drying apparatus can be used. From the viewpoint of preventing evaporation, the heating is preferably performed in a closed system, and from the viewpoint of increasing the heating temperature, it is preferably performed in a pressure-resistant device or container. The heat treatment may be batch treatment, batch continuous treatment, or continuous treatment.

置換基除去処理工程が、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースを酵素処理する工程である場合、酵素処理する工程では、置換基の種類に応じて、リン酸エステル加水分解酵素、硫酸エステル加水分解酵素等を用いることが好ましい。 When the substituent removal treatment step is a step of enzymatically treating fine fibrous cellulose having an anionic group and a fiber width of 1000 nm or less, in the enzymatic treatment step, depending on the type of substituent, phosphoric acid Ester hydrolase, sulfate ester hydrolase, etc. are preferably used.

酵素処理工程では、微細繊維状セルロース1gに対して酵素活性が0.1nkat以上となるよう酵素を添加することが好ましく、1.0nkat以上となるよう酵素を添加することがより好ましく、10nkat以上となるよう酵素を添加することがさらに好ましい。また、微細繊維状セルロース1gに対して酵素活性が100000nkat以下となるよう酵素を添加することが好ましく、50000nkat以下となるよう酵素を添加することがより好ましく10000nkat以下となるよう酵素を添加することがさらに好ましい。微細繊維状セルロース分散液(スラリー)に酵素を添加した後には、0℃以上50℃未満の条件下で1分以上100時間以下処理を行うことが好ましい。 In the enzymatic treatment step, the enzyme is preferably added so that the enzyme activity per 1 g of fine fibrous cellulose is 0.1 nkat or more, more preferably 1.0 nkat or more, and 10 nkat or more. It is more preferable to add the enzyme so that the Further, the enzyme is preferably added so that the enzyme activity is 100,000 nkat or less, more preferably 50,000 nkat or less, and more preferably 10,000 nkat or less, per 1 g of fine fibrous cellulose. More preferred. After adding the enzyme to the fine fibrous cellulose dispersion (slurry), it is preferable to carry out the treatment at a temperature of 0° C. or more and less than 50° C. for 1 minute or more and 100 hours or less.

酵素反応の後、酵素を失活させる工程を設けてもよい。酵素を失活させる方法としては、酵素処理を施したスラリーに酸成分もしくはアルカリ成分を添加して酵素を失活させる方法、酵素処理を施したスラリーの温度を90℃以上に上昇させて酵素を失活させる方法が挙げられる。 A step of deactivating the enzyme may be provided after the enzymatic reaction. As a method for deactivating the enzyme, an acid component or an alkaline component is added to the enzyme-treated slurry to deactivate the enzyme. A method of deactivation can be mentioned.

置換基除去処理工程が、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースを酸処理する工程である場合、酸処理する工程では、上述した酸処理工程で用いることができる酸化合物をスラリーに添加することが好ましい。 When the substituent removal treatment step is a step of acid-treating fine fibrous cellulose having an anionic group and a fiber width of 1000 nm or less, the acid treatment step can be used in the acid treatment step described above. It is preferred to add an acid compound to the slurry.

置換基除去処理工程が、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースをアルカリ処理する工程である場合、アルカリ処理する工程では、上述したアルカリ処理工程で用いることができるアルカリ化合物をスラリーに添加することが好ましい。 When the substituent-removing treatment step is a step of treating with an alkali fine fibrous cellulose having an anionic group and a fiber width of 1000 nm or less, the alkali treatment step can be used in the alkali treatment step described above. It is preferred to add an alkaline compound to the slurry.

置換基除去処理工程では、置換基除去反応が均一に進むことが好ましい。反応を均一に進めるためには、例えば微細繊維状セルロースを含むスラリーを撹拌してもよく、加熱媒体と接するスラリーの比表面積を高めてもよい。スラリーを撹拌する方法としては、外部からの機械的シェアを与えてもよく、反応中のスラリーの送液速度を上げることで自己撹拌を促してもよい。 In the substituent-removing treatment step, it is preferable that the substituent-removing reaction proceed uniformly. In order to proceed the reaction uniformly, for example, the slurry containing fine fibrous cellulose may be stirred, or the specific surface area of the slurry in contact with the heating medium may be increased. As a method for agitating the slurry, a mechanical shear may be applied from the outside, or the self-agitation may be promoted by increasing the feeding speed of the slurry during the reaction.

置換基除去処理工程では、スペーサー分子を添加してもよい。スペーサー分子は、隣接する微細繊維状セルロースの間に入り込み、それにより微細繊維状セルロース間に微細なスペースを設けるためのスペーサーとして働く。置換基除去処理工程において、このようなスペーサー分子を添加することで、置換基除去処理後の微細繊維状セルロースの凝集を抑制することができる。これにより、微細繊維状セルロースを含む分散液やシートの透明性をより効果的に高めることができる。 A spacer molecule may be added in the substituent removal treatment step. Spacer molecules act as spacers to get between adjacent fibrous celluloses, thereby providing fine spaces between the fine fibrous celluloses. By adding such a spacer molecule in the substituent-removing treatment step, aggregation of the fine fibrous cellulose after the substituent-removing treatment can be suppressed. As a result, the transparency of the dispersion or sheet containing fine fibrous cellulose can be more effectively enhanced.

スペーサー分子は水溶性有機化合物であることが好ましい。水溶性有機化合物としては、例えば、糖や水溶性高分子、尿素等を挙げることができる。具体的には、トレハロース、尿素、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレンオキサイド(PEO)、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール(PVA)等を挙げることができる。また、水溶性有機化合物として、メタクリル酸アルキル・アクリル酸コポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、イソプレングリコール、ヘキシレングリコール、1,3-ブチレングリコール、ポリアクリルアミド、キサンタンガム、グアーガム、タマリンドガム、カラギーナン、ローカストビーンガム、クインスシード、アルギン酸、プルラン、カラギーナン、ペクチン、カチオン化デンプン、生デンプン、酸化デンプン、エーテル化デンプン、エステル化デンプン、アミロース等のデンプン類、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、ヒアルロン酸、ヒアルロン酸の金属塩を用いることもできる。 Preferably, the spacer molecule is a water-soluble organic compound. Examples of water-soluble organic compounds include sugars, water-soluble polymers, and urea. Specifically, trehalose, urea, polyethylene glycol (PEG), polyethylene oxide (PEO), carboxymethylcellulose, polyvinyl alcohol (PVA) and the like can be mentioned. Examples of water-soluble organic compounds include alkyl methacrylate/acrylic acid copolymer, polyvinylpyrrolidone, sodium polyacrylate, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, isoprene glycol, hexylene glycol, 1,3-butylene glycol, and polyacrylamide. , xanthan gum, guar gum, tamarind gum, carrageenan, locust bean gum, quince seed, alginic acid, pullulan, carrageenan, pectin, cationic starch, raw starch, oxidized starch, etherified starch, esterified starch, starches such as amylose, glycerin , diglycerin, polyglycerin, hyaluronic acid, and metal salts of hyaluronic acid can also be used.

また、スペーサー分子として公知の顔料を使用することができる。例えば、カオリン(含クレー)、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、非晶質シリカ(含コロイダルシリカ)、酸化アルミニウム、ゼオライト、セピオライト、スメクタイト、合成スメクタイト、珪酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、珪藻土、スチレン系プラスチックピグメント、ハイドロタルサイト、尿素樹脂系プラスチックピグメント、ベンゾグアナミン系プラスチックピグメント等が挙げられる。 Also, known pigments can be used as spacer molecules. For example, kaolin (including clay), calcium carbonate, titanium oxide, zinc oxide, amorphous silica (including colloidal silica), aluminum oxide, zeolite, sepiolite, smectite, synthetic smectite, magnesium silicate, magnesium carbonate, magnesium oxide, diatomaceous earth, Examples include styrene plastic pigments, hydrotalcite, urea resin plastic pigments, benzoguanamine plastic pigments, and the like.

<pH調整工程>
置換基除去処理工程がスラリー状で行われる場合、置換基除去処理工程の前に、微細繊維状セルロースを含むスラリーのpHを調整する工程を設けてもよい。例えば、セルロース繊維にアニオン性基を導入し、このアニオン性基の対イオンがNaである場合、解繊後の微細繊維状セルロースを含むスラリーは弱アルカリ性を示す。この状態で加熱を行うと、セルロースの分解により着色要因の一つである単糖が発生する場合があるため、スラリーのpHを8以下に調整することが好ましい。また、酸性条件においても同様に単糖が発生する場合があるため、スラリーのpHを3以上に調整することが好ましい。
<pH adjustment step>
When the substituent-removing treatment step is performed in the form of a slurry, a step of adjusting the pH of the slurry containing fine fibrous cellulose may be provided before the substituent-removing treatment step. For example, when an anionic group is introduced into cellulose fibers and the counter ion of this anionic group is Na + , the slurry containing fine fibrous cellulose after defibration exhibits weak alkalinity. If the slurry is heated in this state, monosaccharides, which are one of the factors of coloration, may be generated due to the decomposition of cellulose. Therefore, it is preferable to adjust the pH of the slurry to 8 or less. In addition, since monosaccharides may also be generated under acidic conditions, it is preferable to adjust the pH of the slurry to 3 or higher.

また、置換基を有する微細繊維状セルロースがリン酸基を有する微細繊維状セルロースである場合、置換基の除去効率向上の観点から、リン酸基のリンが求核攻撃を受けやすい状態であることが好ましい。求核攻撃を受けやすいのは、セルロース-O-P(=O)(-O-H)(-O-Na)と表される中和度1の状態であり、この状態とするには、スラリーのpHを3以上8以下に調整することが好ましく、pHを4以上6以下に調整することがさらに好ましい。 Further, when the fine fibrous cellulose having a substituent is a fine fibrous cellulose having a phosphate group, from the viewpoint of improving the efficiency of removing the substituent, phosphorus of the phosphate group should be in a state of being susceptible to nucleophilic attack. is preferred. Cellulose -OP (=O) (-OH + ) (-O-Na + ) with a degree of neutralization of 1 is susceptible to nucleophilic attack. Preferably, the pH of the slurry is adjusted to 3 or more and 8 or less, more preferably 4 or more and 6 or less.

pHを調整する手段は特に限定されないが、例えば微細繊維状セルロースを含むスラリーに酸成分やアルカリ成分を添加してもよい。酸成分は無機酸および有機酸のいずれであってもよく、無機酸としては、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等が挙げられる。有機酸としては、ギ酸、酢酸、クエン酸、リンゴ酸、乳酸、アジピン酸、セバシン酸、ステアリン酸、マレイン酸、コハク酸、酒石酸、フマル酸、グルコン酸等が挙げられる。アルカリ成分は、無機アルカリ化合物であってもよいし、有機アルカリ化合物であってもよい。無機アルカリ化合物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどが挙げられる。有機アルカリ化合物としては、アンモニア、ヒドラジン、メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジアミノエタン、ジアミノプロパン、ジアミノブタン、ジアミノペンタン、ジアミノヘキサン、シクロヘキシルアミン、アニリン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ピリジン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン等が挙げられる。 Means for adjusting the pH are not particularly limited, but for example, an acid component or an alkali component may be added to the slurry containing fine fibrous cellulose. The acid component may be either an inorganic acid or an organic acid. Examples of inorganic acids include sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid and phosphoric acid. Organic acids include formic acid, acetic acid, citric acid, malic acid, lactic acid, adipic acid, sebacic acid, stearic acid, maleic acid, succinic acid, tartaric acid, fumaric acid, gluconic acid and the like. The alkali component may be an inorganic alkali compound or an organic alkali compound. Examples of inorganic alkali compounds include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium carbonate, lithium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium carbonate, and sodium hydrogen carbonate. Organic alkaline compounds include ammonia, hydrazine, methylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, butylamine, diaminoethane, diaminopropane, diaminobutane, diaminopentane, diaminohexane, cyclohexylamine, aniline, tetramethyl ammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxide, pyridine, N,N-dimethyl-4-aminopyridine and the like.

また、pH調整工程では、pHを調整するためにイオン交換処理を行ってもよい。イオン交換処理に際しては、強酸性陽イオン交換樹脂もしくは弱酸性イオン交換樹脂を用いることができる。適切な量の陽イオン交換樹脂で十分な時間処理することにより、目的とするpHの微細繊維状セルロースを含むスラリーを得ることができる。さらに、pH調整工程では酸成分やアルカリ成分の添加とイオン交換処理を組み合わせてもよい。 Moreover, in the pH adjustment step, an ion exchange treatment may be performed in order to adjust the pH. For the ion exchange treatment, a strongly acidic cation exchange resin or a weakly acidic ion exchange resin can be used. By treating with an appropriate amount of cation exchange resin for a sufficient period of time, a slurry containing fine fibrous cellulose at a desired pH can be obtained. Furthermore, in the pH adjustment step, the addition of an acid component or an alkali component and the ion exchange treatment may be combined.

<塩の除去処理>
置換基除去処理工程の後には、除去した置換基由来の塩の除去処理を行うことが好ましい。置換基由来の塩を除去することで、着色を抑制し得る微細繊維状セルロースが得られ易くなる。置換基由来の塩を除去する手段は特に限定されないが、例えば洗浄処理やイオン交換処理が挙げられる。洗浄処理は、たとえば水や有機溶媒により、置換基除去処理で凝集した微細繊維状セルロースを洗浄することにより行われる。イオン交換処理では、イオン交換樹脂を用いることができる。
<Salt Removal Treatment>
After the substituent-removing treatment step, it is preferable to perform a treatment for removing salts derived from the removed substituents. By removing the salt derived from the substituent, it becomes easier to obtain fine fibrous cellulose capable of suppressing coloration. Although the means for removing the salt derived from the substituent is not particularly limited, examples thereof include washing treatment and ion exchange treatment. The washing treatment is performed, for example, by washing the fine fibrous cellulose aggregated by the substituent removal treatment with water or an organic solvent. An ion exchange resin can be used in the ion exchange treatment.

<均一分散処理工程(工程(B))>
微細繊維状セルロース分散液の製造方法においては、工程(A)の後に、均一分散処理する工程(B)、をさらに含むことが好ましい。均一分散処理する工程(B)は、工程(A)の置換基除去処理を経て得られた微細繊維状セルロースを均一分散処理する工程である。工程(A)において、微細繊維状セルロースに対して置換基除去処理を施すことにより、少なくとも一部の微細繊維状セルロースが凝集する。工程(B)は、このように凝集した微細繊維状セルロースを均一分散する工程である。このように、本実施形態で得られる微細繊維状セルロースは、置換基導入量が0.5mmol/g未満という低置換基導入量であるにも関わらず、その繊維幅が1000nm以下(好ましくは10nm以下)となる。
<Uniform dispersion treatment step (step (B))>
It is preferable that the method for producing a fine fibrous cellulose dispersion further includes a step (B) of performing a uniform dispersion treatment after the step (A). The step (B) of uniform dispersion treatment is a step of uniform dispersion treatment of the fine fibrous cellulose obtained through the substituent removal treatment of step (A). In the step (A), at least a part of the fine fibrous cellulose aggregates by subjecting the fine fibrous cellulose to the substituent removing treatment. Step (B) is a step of uniformly dispersing the aggregated fine fibrous cellulose. Thus, the fine fibrous cellulose obtained in the present embodiment has a fiber width of 1000 nm or less (preferably 10 nm below).

均一分散処理する工程(B)では、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、超音波分散機又はビーターなどを使用することができる。上記均一分散処理装置の中でも、高速解繊機、高圧ホモジナイザーを用いることがより好ましい。 In the step (B) for uniformly dispersing treatment, for example, high-speed fibrillation machine, grinder (stone mill type crusher), high pressure homogenizer high pressure collision type crusher, ball mill, bead mill, disc refiner, conical refiner, twin shaft kneader, vibration mill, A homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, a beater, or the like can be used. Among the uniform dispersion treatment apparatuses, it is more preferable to use a high-speed defibrator and a high-pressure homogenizer.

均一分散処理する工程(B)における処理条件は特に限定されないが、処理中の微細繊維状セルロースの最高移動速度や、処理時の圧力を大きくすることが好ましい。高速解繊機においては、その周速が20m/sec以上であることが好ましく、25m/sec以上であることがより好ましく、30m/sec以上であることがさらに好ましい。高圧ホモジナイザーは、高速解繊機よりも、処理中の微細繊維状セルロースの最高移動速度や、処理時の圧力が大きくなるため、より好ましく使用できる。高圧ホモジナイザー処理においては、処理時の圧力は1MPa以上350MPa以下が好ましく、10MPa以上300MPa以下がより好ましく、50MPa以上250MPa以下がさらに好ましい。 The treatment conditions in the step (B) of uniform dispersion treatment are not particularly limited, but it is preferable to increase the maximum moving speed of the fine fibrous cellulose during treatment and the pressure during treatment. The peripheral speed of the high-speed defibrator is preferably 20 m/sec or higher, more preferably 25 m/sec or higher, and even more preferably 30 m/sec or higher. A high-pressure homogenizer can be used more preferably than a high-speed defibrator because the maximum moving speed of fine fibrous cellulose during treatment and the pressure during treatment are higher. In the high-pressure homogenizer treatment, the pressure during treatment is preferably 1 MPa or more and 350 MPa or less, more preferably 10 MPa or more and 300 MPa or less, and even more preferably 50 MPa or more and 250 MPa or less.

なお、工程(B)においては、上述したスペーサー分子を新たに添加してもよい。工程(B)の均一分散処理工程において、このようなスペーサー分子を添加することで、微細繊維状セルロースの均一分散をよりスムーズに行うことができる。これにより、微細繊維状セルロースを含む分散液やシートの透明性をより効果的に高めることができる。 In step (B), the spacer molecules described above may be newly added. By adding such a spacer molecule in the uniform dispersion treatment step (B), uniform dispersion of the fine fibrous cellulose can be carried out more smoothly. As a result, the transparency of the dispersion or sheet containing fine fibrous cellulose can be more effectively enhanced.

<イオン交換工程>
アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースから、アニオン性基の一部を除去する工程(A)の後には、微細繊維状セルロースを含む分散液に多価金属塩を添加する工程を含むことが好ましい。多価金属塩を添加する工程では、微細繊維状セルロースの対イオンが多価金属イオンに交換され、少なくとも一部の微細繊維状セルロースが凝集するため、このような工程はイオン交換工程もしくは凝集工程とも呼ばれる。なお、イオン交換工程は、工程(A)の後に設けられてもよいが、工程(A)に続く工程(B)の後に設けられることがより好ましい。本実施形態においては、解繊処理後であって、置換基除去処理後に得られる微細繊維状セルロースを含む分散液に多価金属塩を添加しているため、後述する再分散工程において、微細繊維状セルロースの再分散性をより高めることができる。これにより、透明性に優れた再分散液やシートを得ることができる。
<Ion exchange process>
After the step (A) of removing part of the anionic groups from the fine fibrous cellulose having an anionic group and having a fiber width of 1000 nm or less, a polyvalent metal salt is added to the dispersion containing the fine fibrous cellulose. It is preferable to include the step of adding In the step of adding a polyvalent metal salt, the counterions of the fine fibrous cellulose are exchanged for polyvalent metal ions, and at least part of the fine fibrous cellulose is aggregated, so such a step is an ion exchange step or an aggregation step. Also called The ion exchange step may be provided after step (A), but is more preferably provided after step (B) following step (A). In the present embodiment, since the polyvalent metal salt is added to the dispersion containing fine fibrous cellulose obtained after the disentanglement treatment and after the substituent removal treatment, in the redispersion step described later, the fine fibers The redispersibility of the cellulose can be further enhanced. This makes it possible to obtain a redispersion liquid or a sheet having excellent transparency.

イオン交換工程における多価金属塩の添加量は、分散液中に含まれる微細繊維状セルロース1gに対して、0.01mmol以上であることが好ましく、0.02mmol以上であることがより好ましい。また、イオン交換工程における多価金属塩の添加量は、分散液中に含まれる微細繊維状セルロース1gに対して、30mmol以下であることが好ましく、20mmol以下であることがより好ましい。なお、多価金属塩を添加する際には、多価金属塩を含有した水溶液を添加することが好ましい。 The amount of polyvalent metal salt added in the ion exchange step is preferably 0.01 mmol or more, more preferably 0.02 mmol or more, relative to 1 g of fine fibrous cellulose contained in the dispersion. The amount of polyvalent metal salt added in the ion exchange step is preferably 30 mmol or less, more preferably 20 mmol or less, relative to 1 g of fine fibrous cellulose contained in the dispersion. When adding the polyvalent metal salt, it is preferable to add an aqueous solution containing the polyvalent metal salt.

イオン交換工程において、多価金属塩を添加することで凝集物が発生した場合には、撹拌を行った後に濾過工程と洗浄工程をさらに含むことが好ましい。洗浄工程は、例えば水や有機溶媒により凝集物を洗浄することにより行われる。そして、洗浄工程の後に濾過工程を設けることで、濃縮物を得ることができる。濾過工程で使用する濾材は特に限定されないが、ステンレス製、濾紙、ポリプロピレン製、ナイロン製、ポリエチレン製、ポリエステル製などの濾材を使用できる。酸を使用することもあるため、ポリプロピレン製の濾材が好ましい。濾材の通気度は低いほど歩留りが高まるため、30cm/cm・sec以下、より好ましくは10cm/cm・sec以下、さらに好ましくは1cm/cm・sec以下である。 In the ion exchange step, when aggregates are generated by adding the polyvalent metal salt, it is preferable to further include a filtration step and a washing step after stirring. The washing step is performed by washing the aggregate with water or an organic solvent, for example. And a concentrate can be obtained by providing a filtration process after a washing process. The filter medium used in the filtration step is not particularly limited, but filter mediums such as those made of stainless steel, filter paper, polypropylene, nylon, polyethylene, and polyester can be used. Polypropylene filter media are preferred due to the possible use of acids. The lower the air permeability of the filter medium , the higher the yield .

濾過工程はさらに圧縮工程を含んでもよい。圧縮工程では、圧搾装置を用いることもできる。このような装置としては、ベルトプレス、スクリュープレス、フィルタープレスなど一般的なプレス装置を用いることができ、装置は特に限定されない。圧縮時の圧力は0.2MPa以上であることが好ましく、0.4MPa以上であることがより好ましい。 The filtration step may further include a compression step. A compression device can also be used in the compression step. As such a device, a general press device such as a belt press, a screw press, a filter press, etc. can be used, and the device is not particularly limited. The pressure during compression is preferably 0.2 MPa or higher, more preferably 0.4 MPa or higher.

イオン交換工程で得られる凝集物中に含まれる微細繊維状セルロースの含有量は、溶媒を含む凝集物の全質量に対して、40質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、6質量%未満であることがさらに好ましい。また、凝集物中に含まれる微細繊維状セルロースの含有量は、凝集物の全質量に対して、0.1質量%以下であることが好ましい。凝集物の含有量を上記範囲内とすることにより、後述する再分散工程における再分散性をより効果的に高めることができる。 The content of fine fibrous cellulose contained in the aggregates obtained in the ion exchange step is preferably 40% by mass or less, and preferably 20% by mass or less, relative to the total mass of the aggregates containing the solvent. is more preferred, and less than 6% by mass is even more preferred. Moreover, the content of fine fibrous cellulose contained in the aggregate is preferably 0.1% by mass or less with respect to the total mass of the aggregate. By setting the content of the aggregates within the above range, the redispersibility in the redispersion step, which will be described later, can be more effectively enhanced.

なお、イオン交換工程では、凝集物中に含まれる微細繊維状セルロースの含有量を所定範囲とするために、乾燥工程を設けてもよい。また、イオン交換工程の後には、凝集物を粉末化する工程を設けてもよい。 In addition, in the ion exchange step, a drying step may be provided in order to keep the content of the fine fibrous cellulose contained in the aggregate within a predetermined range. Moreover, after the ion exchange step, a step of pulverizing the aggregates may be provided.

また、イオン交換工程では、多価金属塩を添加する工程を複数回設けてもよい。多価金属塩を添加する工程を複数回設けることにより、微細繊維状セルロースの対イオンを効率よく多価金属イオンに交換することができる。 Moreover, in the ion exchange step, the step of adding the polyvalent metal salt may be provided a plurality of times. By providing the step of adding the polyvalent metal salt a plurality of times, the counter ions of the fine fibrous cellulose can be efficiently exchanged for polyvalent metal ions.

<再分散(均一分散)工程>
イオン交換工程の後には、得られた凝集物や含有成分を溶媒に再分散させる工程が設けられることが好ましい。本実施形態においては、再分散工程において、凝集物中の微細繊維状セルロースが均一に分散するため、再分散工程を均一分散処理工程と呼ぶ場合もある。このような再分散工程を経て、微細繊維状セルロースが均一に分散した分散液(再分散液)が得られる。なお、イオン交換工程後に設けられる再分散(均一分散)工程は、置換基除去処理工程(工程(A))後に設けられる均一分散処理工程(工程(B))と同様の工程であってもよい。
<Redispersion (uniform dispersion) step>
After the ion exchange step, it is preferable to provide a step of redispersing the obtained aggregates and ingredients in a solvent. In the present embodiment, in the redispersion step, the fine fibrous cellulose in the aggregates is uniformly dispersed, so the redispersion step may also be referred to as a uniform dispersion treatment step. Through such a redispersion step, a dispersion (redispersion) in which fine fibrous cellulose is uniformly dispersed is obtained. The re-dispersion (uniform dispersion) step provided after the ion exchange step may be the same step as the uniform dispersion treatment step (step (B)) provided after the substituent removal treatment step (step (A)). .

溶媒の種類は、特に限定されないが、水、有機溶媒、水と有機溶媒との混合物を挙げることができる。有機溶媒としては、例えば、アルコール類、多価アルコール類、ケトン類、エーテル類、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF),ジメチルアセトアミド(DMAc)等が挙げられる。アルコール類としては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、t-ブチルアルコール等が挙げられる。多価アルコール類としては、エチレングリコール、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等が挙げられる。エーテル類としては、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、エチレングリコールモノt-ブチルエーテル等が挙げられる。 The type of solvent is not particularly limited, but examples include water, organic solvents, and mixtures of water and organic solvents. Examples of organic solvents include alcohols, polyhydric alcohols, ketones, ethers, dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc) and the like. Alcohols include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, t-butyl alcohol and the like. Examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol and glycerin. Ketones include acetone, methyl ethyl ketone, and the like. Ethers include diethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono n-butyl ether, ethylene glycol mono t-butyl ether and the like.

再分散工程では、例えば高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザー高圧衝突型粉砕機、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、超音波分散機又はビーターなどを使用することができる。上記均一分散処理装置の中でも、高速解繊機、高圧ホモジナイザーを用いることがより好ましい。 In the re-dispersion process, for example, high-speed fibrillation machine, grinder (stone mill type crusher), high pressure homogenizer high pressure collision type crusher, ball mill, bead mill, disk refiner, conical refiner, twin screw kneader, vibration mill, high speed rotation A homomixer, an ultrasonic disperser, a beater, or the like can be used. Among the uniform dispersion treatment apparatuses, it is more preferable to use a high-speed defibrator and a high-pressure homogenizer.

再分散工程における処理条件は特に限定されないが、処理中の微細繊維状セルロースの最高移動速度や、処理時の圧力を大きくすることが好ましい。高速解繊機においては、その周速が20m/sec以上であることが好ましく、25m/sec以上であることがより好ましく、30m/sec以上であることがさらに好ましい。高圧ホモジナイザーは、高速解繊機よりも、処理中の微細繊維状セルロースの最高移動速度や、処理時の圧力が大きくなるため、より好ましく使用できる。高圧ホモジナイザー処理においては、処理時の圧力は1MPa以上350MPa以下が好ましく、10MPa以上300MPa以下がより好ましく、50MPa以上250MPa以下がさらに好ましい。 The treatment conditions in the redispersion step are not particularly limited, but it is preferable to increase the maximum moving speed of the fine fibrous cellulose during treatment and the pressure during treatment. The peripheral speed of the high-speed defibrator is preferably 20 m/sec or higher, more preferably 25 m/sec or higher, and even more preferably 30 m/sec or higher. A high-pressure homogenizer can be used more preferably than a high-speed defibrator because the maximum moving speed of fine fibrous cellulose during treatment and the pressure during treatment are higher. In the high-pressure homogenizer treatment, the pressure during treatment is preferably 1 MPa or more and 350 MPa or less, more preferably 10 MPa or more and 300 MPa or less, and even more preferably 50 MPa or more and 250 MPa or less.

以上のように、本件の微細繊維状セルロース分散液の製造方法は、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースから、アニオン性基の一部を除去する工程(A)、均一分散処理する工程(B)、イオン交換工程及び再分散(均一分散)工程をこの順で含むことが好ましい。本実施形態においては、特に、イオン交換工程で得られる凝集物や含有成分を溶媒に再分散(均一分散)させる工程において、高速解繊機や高圧ホモジナイザーを用いて、微細繊維状セルロースを均一に分散させることにより、透明性が高く、かつ粘度復元率の高い分散液を得ることができる。そして、このような工程を経て得られる微細繊維状セルロース分散液を用いて、シートを形成することにより、透明性が高く、耐黄変性に優れたシートを形成することができる。 As described above, in the method for producing a fine fibrous cellulose dispersion of the present invention, the step (A ), a step (B) of uniform dispersion treatment, an ion exchange step and a re-dispersion (uniform dispersion) step in this order. In the present embodiment, in particular, in the step of redispersing (uniformly dispersing) aggregates and components obtained in the ion exchange step in a solvent, a high-speed defibrator or a high-pressure homogenizer is used to uniformly disperse fine fibrous cellulose. By doing so, it is possible to obtain a dispersion having high transparency and a high viscosity recovery rate. By forming a sheet using the fine fibrous cellulose dispersion obtained through such steps, a sheet having high transparency and excellent yellowing resistance can be formed.

(シート)
本実施形態は、上述した分散液から形成されるシートに関するものでもある。本実施形態のシートは、アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含み、繊維状セルロースにおけるアニオン性基の導入量は0.5mmol/g未満であり、繊維状セルロースは、アニオン性基の対イオンとして多価金属イオンを有している。
(sheet)
This embodiment also relates to a sheet formed from the dispersion described above. The sheet of the present embodiment contains fibrous cellulose having an anionic group and a fiber width of 1000 nm or less, the introduction amount of the anionic group in the fibrous cellulose is less than 0.5 mmol/g, and the fibrous cellulose have polyvalent metal ions as counter ions for the anionic groups.

シート中の固形分全質量に対する繊維状セルロースの含有量は、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることがさらに好ましい。また、シート中の固形分全質量に対する繊維状セルロースの含有量は、90質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましく、80質量%以下であることがさらに好ましい。繊維状セルロースの含有量を上記範囲内とすることにより、透明性に優れ、かつ耐黄変性に優れたシートが得られやすくなる。 The content of fibrous cellulose relative to the total mass of solids in the sheet is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and even more preferably 30% by mass or more. Also, the content of fibrous cellulose relative to the total mass of solids in the sheet is preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less, and even more preferably 80% by mass or less. By setting the content of fibrous cellulose within the above range, it becomes easier to obtain a sheet having excellent transparency and excellent resistance to yellowing.

シート中における一価金属元素含有率は、40%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましく、25%以下であることがさらに好ましく、20%以下であることが一層好ましく、15%以下であることがより一層好ましく、10%以下であることが特に好ましい。シート中における一価金属元素含有率の下限値は特に限定されるものではなく、0%であってもよい。ここで、シートにおける一価金属元素含有率は、蛍光X線分析法を用いて以下のように算出される値である。まず、検量線作成用として、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、銅及びコバルトのそれぞれの元素含有量が既知である各ろ紙を準備し、蛍光X線分析により各ろ紙のX線強度を測定する。次いで、これにより得られたX線強度と、分析元素の既知の含有量に基づき、検量線を作成する。次いで、蛍光X線分析により、測定対象シート(実施例及び比較例で得られたシート)のX線強度を測定する。これにより得られたX線強度と上記検量線から、測定対象シート中の各分析元素の含有量(mmol)を求め、下記式から一価金属元素含有率を算出する。
一価金属元素含有率(%)=一価金属元素の含有量(mmol)/全ての金属元素の含有量(mmol)×100
一価金属元素含有率を上記範囲内とすることにより、シートの耐黄変性と耐水性をより効果的に高めることができる。
The monovalent metal element content in the sheet is preferably 40% or less, more preferably 30% or less, even more preferably 25% or less, and even more preferably 20% or less, It is more preferably 15% or less, and particularly preferably 10% or less. The lower limit of the monovalent metal element content in the sheet is not particularly limited, and may be 0%. Here, the monovalent metal element content rate in the sheet is a value calculated as follows using a fluorescent X-ray analysis method. First, for creating a calibration curve, filter papers with known element contents of sodium, calcium, magnesium, zinc, nickel, copper and cobalt are prepared, and the X-ray intensity of each filter paper is measured by fluorescent X-ray analysis. do. Next, a calibration curve is created based on the X-ray intensities thus obtained and the known contents of the analytical elements. Next, by fluorescent X-ray analysis, the X-ray intensity of the sheets to be measured (the sheets obtained in Examples and Comparative Examples) is measured. From the X-ray intensity thus obtained and the calibration curve, the content (mmol) of each analytical element in the sheet to be measured is determined, and the monovalent metal element content is calculated from the following formula.
Monovalent metal element content (%) = content of monovalent metal element (mmol) / content of all metal elements (mmol) x 100
By setting the monovalent metal element content within the above range, the yellowing resistance and water resistance of the sheet can be more effectively enhanced.

シートの黄色度(YI)は、2.0以下であることが好ましく、1.5以下であることがより好ましく、1.0以下であることがさらに好ましい。シートの黄色度(YI)の下限値は特に限定されるものではないが、0.0であってもよい。なお、上記のシートの黄色度(YI)は、シートを加熱する前の黄色度(YI)である。 The yellowness index (YI) of the sheet is preferably 2.0 or less, more preferably 1.5 or less, even more preferably 1.0 or less. The lower limit of the yellowness index (YI) of the sheet is not particularly limited, but may be 0.0. The yellowness (YI) of the sheet is the yellowness (YI) before heating the sheet.

また、シートを160℃で6時間加熱した場合のYI増加率は、1600%以下であることが好ましく、1580%以下であることがより好ましく、1560%以下であることがさらに好ましく、1540%以下であることが特に好ましい。なお、YI増加率の下限値は特に限定されるものではく、0%であってもよい。ここで、YI増加率は下記式により算出される値である。
YI増加率(%)=(加熱後のシートの黄色度-加熱前のシートの黄色度)/加熱前のシートの黄色度×100
上記式において、シートの黄色度はJIS K 7373:2006に準拠して測定した黄色度であり、加熱後のシートの黄色度はシートを160℃で6時間加熱した後の黄色度であり、加熱前のシートの黄色度はシートを160℃で6時間加熱する前の黄色度である。
In addition, the YI increase rate when the sheet is heated at 160 ° C. for 6 hours is preferably 1600% or less, more preferably 1580% or less, further preferably 1560% or less, and 1540% or less. is particularly preferred. Note that the lower limit of the YI increase rate is not particularly limited, and may be 0%. Here, the YI increase rate is a value calculated by the following formula.
YI increase rate (%) = (yellowness of sheet after heating - yellowness of sheet before heating) / yellowness of sheet before heating x 100
In the above formula, the yellowness of the sheet is the yellowness measured in accordance with JIS K 7373: 2006, and the yellowness of the sheet after heating is the yellowness after heating the sheet at 160 ° C. for 6 hours. The yellowness of the previous sheet is the yellowness before heating the sheet at 160° C. for 6 hours.

シートの全光線透過率は、70%以上であることが好ましく、75%以上であることがより好ましく、80%以上であることがさらに好ましく、85%以上であることが一層好ましく、90%以上であることが特に好ましい。シートの全光線透過率の上限値は特に限定されるものではなく、100%であってもよい。ここで、シートの全光線透過率は、JIS K 7361-1:1997に準拠して測定される値である。ヘーズを測定する機器としては、例えば、株式会社村上色彩技術研究所製のヘーズメーター(HM-150)を用いることができる。 The total light transmittance of the sheet is preferably 70% or more, more preferably 75% or more, still more preferably 80% or more, still more preferably 85% or more, and 90% or more. is particularly preferred. The upper limit of the total light transmittance of the sheet is not particularly limited, and may be 100%. Here, the total light transmittance of the sheet is a value measured according to JIS K 7361-1:1997. As a device for measuring haze, for example, a haze meter (HM-150) manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd. can be used.

シートのヘーズは、10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましく、4%以下であることがさらに好ましく、3%以下であることが一層好ましく、2.5%以下であることが特に好ましい。シートのヘーズの下限値は特に限定されるものではなく、0%であってもよい。ここで、シートのヘーズは、JIS K 7136:2000に準拠して測定される値である。ヘーズを測定する機器としては、例えば、株式会社村上色彩技術研究所製のヘーズメーター(HM-150)を用いることができる。 The haze of the sheet is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, still more preferably 4% or less, even more preferably 3% or less, and 2.5% or less. It is particularly preferred to have The lower limit of the haze of the sheet is not particularly limited, and may be 0%. Here, the sheet haze is a value measured according to JIS K 7136:2000. As a device for measuring haze, for example, a haze meter (HM-150) manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd. can be used.

シートの厚みは、特に制限されるものではないが、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、20μm以上であることがさらに好ましく、30μm以上であることが一層好ましく、40μm以上であることが特に好ましい。また、シートの厚みは、200μm以下であることが好ましい。本実施形態においては、シートを形成する前に、アニオン性基の対イオンとして多価金属イオンを導入しているため、厚みの大きいシートにおいても、優れた耐黄変性が発揮される。 The thickness of the sheet is not particularly limited, but is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, still more preferably 20 μm or more, even more preferably 30 μm or more, and 40 μm. It is particularly preferable that it is above. Also, the thickness of the sheet is preferably 200 μm or less. In this embodiment, polyvalent metal ions are introduced as counter ions for the anionic groups before the sheet is formed, so that even a thick sheet exhibits excellent yellowing resistance.

シートの坪量は、特に制限されるものではないが、10g/m以上であることが好ましく、20g/m以上であることがより好ましい。また、シートの坪量は、200g/m以下であることが好ましく、150g/m以下であることがより好ましい。シートの坪量は、以下の方法にしたがって算出される値である。50mm角以上の大きさに切り出したシートを23℃、相対湿度50%で24時間調湿した後、重量を測定し、この重量を切り出したシートの面積で除し、シートの坪量を算出する。 Although the basis weight of the sheet is not particularly limited, it is preferably 10 g/m 2 or more, more preferably 20 g/m 2 or more. Also, the basis weight of the sheet is preferably 200 g/m 2 or less, more preferably 150 g/m 2 or less. The basis weight of the sheet is a value calculated according to the following method. A sheet cut into a size of 50 mm square or larger is conditioned at 23° C. and a relative humidity of 50% for 24 hours, then weighed and divided by the area of the cut sheet to calculate the basis weight of the sheet. .

シートの密度は、特に制限されるものではないが、0.5g/cm以上であることが好ましく、1g/cm以上であることがより好ましく、1.2g/cm以上であることがさらに好ましい。また、シートの密度は、3g/cm以下であることが好ましく、2g/cm以下であることがより好ましく、1.8g/cm以下であることがさらに好ましい。シートの密度は、シートの坪量を厚みで除すことで算出する。 The density of the sheet is not particularly limited, but is preferably 0.5 g/cm 3 or more, more preferably 1 g/cm 3 or more, and 1.2 g/cm 3 or more. More preferred. Also, the density of the sheet is preferably 3 g/cm 3 or less, more preferably 2 g/cm 3 or less, and even more preferably 1.8 g/cm 3 or less. The density of the sheet is calculated by dividing the basis weight of the sheet by the thickness.

シートの吸水率は、600%以下であることが好ましく、580%以下であることがより好ましく、550%以下であることがさらに好ましい。また、シートの吸水率は0%以上であることが好ましい。シートの吸水率を上記範囲内とすることにより、耐水性に優れたシートを得ることができる。ここで、シートの吸水率は、以下の方法で算出される値である。まず、シートを50mm角のシートとし、24時間イオン交換水に浸漬する。そして、下記式からシートの吸水率を求める。なお、シートの絶乾質量はシートを105℃で24時間乾燥し、乾燥後に測定した質量である。
シートの吸水率(%)=シートのイオン交換水浸漬後の質量(g)/シートの絶乾質量(g)×100
The water absorption rate of the sheet is preferably 600% or less, more preferably 580% or less, even more preferably 550% or less. Moreover, the water absorption rate of the sheet is preferably 0% or more. By setting the water absorption rate of the sheet within the above range, a sheet having excellent water resistance can be obtained. Here, the water absorption rate of the sheet is a value calculated by the following method. First, a sheet of 50 mm square is immersed in deionized water for 24 hours. Then, the water absorption rate of the sheet is obtained from the following formula. The absolute dry mass of the sheet is the mass measured after drying the sheet at 105° C. for 24 hours.
Water absorption rate of sheet (%) = weight of sheet after immersion in deionized water (g)/absolute dry weight of sheet (g) x 100

本実施形態において、シートは、上述した繊維状セルロースに加えて、樹脂を含むものであることが好ましい。樹脂の種類は特に限定されるものではないが、例えば、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を挙げることができる。 In this embodiment, the sheet preferably contains a resin in addition to the fibrous cellulose described above. The type of resin is not particularly limited, but examples include thermoplastic resins and thermosetting resins.

樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、塩素系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、アルコール系樹脂、セルロース誘導体、これらの樹脂の前駆体を挙げることができる。なお、セルロース誘導体としては、たとえば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどを挙げることができる。樹脂の前駆体の種類は特に限定されるものではないが、たとえば、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂の前駆体を挙げることができる。熱可塑性樹脂の前駆体とは、熱可塑性樹脂を製造するために使用されるモノマーや分子量が比較的低いオリゴマーを意味する。また、熱硬化性樹脂の前駆体とは、光、熱、硬化剤の作用によって重合反応または架橋反応を起こして熱硬化性樹脂を形成しうるモノマーや分子量が比較的低いオリゴマーを意味する。シートが樹脂の前駆体を含む場合、使用態様に応じて後工程や使用時において、光や熱、硬化剤の作用により、樹脂の前駆体の重合や架橋反応を進行させてもよい。 Resins include acrylic resins, polystyrene resins, polycarbonate resins, polyester resins, polyamide resins, silicone resins, fluorine resins, chlorine resins, epoxy resins, melamine resins, phenol resins, and polyurethane resins. Examples include resins, diallyl phthalate-based resins, alcohol-based resins, cellulose derivatives, and precursors of these resins. Examples of cellulose derivatives include carboxymethylcellulose, methylcellulose, and hydroxyethylcellulose. The type of resin precursor is not particularly limited, but examples thereof include precursors of thermoplastic resins and thermosetting resins. A precursor of a thermoplastic resin means a monomer or oligomer having a relatively low molecular weight used to produce the thermoplastic resin. Also, the thermosetting resin precursor means a monomer or an oligomer having a relatively low molecular weight that can form a thermosetting resin by causing a polymerization reaction or a cross-linking reaction by the action of light, heat, or a curing agent. When the sheet contains a resin precursor, the resin precursor may be polymerized or cross-linked by the action of light, heat, or a curing agent in a post-process or during use depending on the mode of use.

シート中の固形分全質量に対する樹脂の含有量は、10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることがさらに好ましい。また、シート中の固形分全質量に対する樹脂の含有量は、90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることがさらに好ましい。樹脂の含有量を上記範囲内とすることにより、透明性に優れ、かつ着色が抑制されたシートが得られやすくなる。 The resin content relative to the total mass of solids in the sheet is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and even more preferably 20% by mass or more. Also, the content of the resin with respect to the total solid mass in the sheet is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, and even more preferably 70% by mass or less. By setting the content of the resin within the above range, it becomes easier to obtain a sheet with excellent transparency and suppressed coloring.

また、本実施形態において、シートは、上述した繊維状セルロースや樹脂に加えて、任意成分を含むものであってもよい。任意成分としては、分散液が含み得る任意成分を例示することができる。 Further, in the present embodiment, the sheet may contain optional components in addition to the fibrous cellulose and resin described above. Examples of optional components include optional components that the dispersion may contain.

(積層体)
本実施形態は、上述したシートにさらに他の層を積層した構造を有する積層体に関するものであってもよい。このような他の層は、シートの両表面上に設けられていてもよいが、シートの一方の面上にのみ設けられていてもよい。シートの少なくとも一方の面上に積層される他の層としては、例えば、樹脂層や無機層を挙げることができる。
(Laminate)
This embodiment may also relate to a laminate having a structure in which another layer is further laminated on the sheet described above. Such other layers may be provided on both surfaces of the sheet, or may be provided on only one side of the sheet. Other layers laminated on at least one surface of the sheet include, for example, a resin layer and an inorganic layer.

<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 natural resin or synthetic resin as a main component. Here, the main component refers to a component that is 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 with respect to the total mass of the resin layer. It is particularly preferable that it is above. In addition, the content of the resin may be 100% by mass, or may be 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 natural resins include rosin-based resins such as rosin, rosin esters, and hydrogenated rosin esters.

合成樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、環状オレフィン樹脂、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、ポリイミド樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。中でも、合成樹脂は、ポリオレフィン樹脂であることが好ましく、ポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂から選択される少なくとも1種を有することが好ましい。 Examples of synthetic resins include polyolefin resins, cyclic olefin resins, polycarbonate resins, polyethylene terephthalate resins, polyethylene naphthalate resins, polyimide resins, polystyrene resins, and acrylic resins. Among them, the synthetic resin is preferably a polyolefin resin, and preferably contains at least one selected from polyethylene resins and polypropylene resins.

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 resins and aliphatic polycarbonate resins. Specific polycarbonate-based resins for these are known, and include, for example, the polycarbonate-based resins described in JP-A-2010-023275.

樹脂層を構成する樹脂は1種を単独で用いてもよく、複数の樹脂成分が共重合または、グラフト重合してなる共重合体を用いてもよい。また、複数の樹脂成分を物理的なプロセスで混合したブレンド材料として用いてもよい。 The resin constituting the resin layer may be used singly, or a copolymer obtained by copolymerizing or graft-polymerizing a plurality of resin components may be used. Also, it may be used as a blend material in which a plurality of resin components are mixed by a physical process.

シートと樹脂層の間には、接着層が設けられていてもよく、また接着層が設けられておらず、シートと樹脂層が直接密着をしていてもよい。シートと樹脂層の間に接着層が設けられる場合は、接着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。 An adhesive layer may be provided between the sheet and the resin layer, or the sheet and the resin layer may be in direct contact without an adhesive layer. When an adhesive layer is provided between the sheet and the resin layer, examples of the adhesive constituting the adhesive layer include acrylic resins. Examples of adhesives other than acrylic resins include vinyl chloride resins, (meth)acrylic acid ester resins, styrene/acrylic acid ester copolymer resins, vinyl acetate resins, and vinyl acetate/(meth)acrylic acid ester copolymer resins. 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.

シートと樹脂層の間に接着層が設けられていない場合は、樹脂層が密着助剤を有してもよく、また、樹脂層の表面に親水化処理等の表面処理を行ってもよい。
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。
表面処理の方法としては、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。
When no adhesive layer is provided between the sheet and the resin layer, the resin layer may contain an adhesion aid, and the surface of the resin layer may be subjected to surface treatment such as hydrophilization.
Examples of adhesion promoters include compounds containing at least one selected from isocyanate groups, carbodiimide groups, epoxy groups, oxazoline groups, amino groups and silanol groups, and organosilicon compounds. Among them, the adhesion aid is preferably at least one selected from compounds containing an isocyanate group (isocyanate compounds) and organosilicon compounds. Examples of organic silicon compounds include condensates of silane coupling agents and silane coupling agents.
Examples of surface treatment methods include corona treatment, plasma discharge treatment, UV irradiation treatment, electron beam irradiation treatment, and flame treatment.

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

無機層の形成方法は、特に限定されない。一般に、薄膜を形成する方法は大別して、化学的気相成長法(Chemical Vapor Deposition、CVD)と物理成膜法(Physical Vapor Deposition、PVD)とがあるが、いずれの方法を採用してもよい。CVD法としては、具体的には、プラズマを利用したプラズマCVD、加熱触媒体を用いて材料ガスを接触熱分解する触媒化学気相成長法(Cat-CVD)等が挙げられる。PVD法としては、具体的には、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等が挙げられる。 A method for forming the inorganic layer is not particularly limited. In general, methods for forming thin films are roughly classified into chemical vapor deposition (CVD) and physical vapor deposition (PVD), and either method may be adopted. . Specific examples of the CVD method include plasma CVD using plasma, catalytic chemical vapor deposition (Cat-CVD) in which a material gas is catalytically thermally decomposed using a heated catalyst, and the like. Specific examples of the PVD method include vacuum deposition, ion plating, and sputtering.

また、無機層の形成方法としては、原子層堆積法(Atomic Layer Deposition、ALD)を採用することもできる。ALD法は、形成しようとする膜を構成する各元素の原料ガスを、層を形成する面に交互に供給することにより、原子層単位で薄膜を形成する方法である。成膜速度が遅いという欠点はあるが、プラズマCVD法以上に、複雑な形状の面でもきれいに覆うことができ、欠陥の少ない薄膜を成膜することが可能であるという利点がある。また、ALD法には、膜厚をナノオーダーで制御することができ、広い面を覆うことが比較的容易である等の利点がある。さらにALD法は、プラズマを用いることにより、反応速度の向上、低温プロセス化、未反応ガスの減少が期待できる。 Moreover, as a method for forming the inorganic layer, an atomic layer deposition (ALD) method can be employed. The ALD method is a method of forming a thin film in units of atomic layers by alternately supplying raw material gases of elements constituting a film to be formed to a surface on which a layer is to be formed. Although it has the disadvantage of a slow deposition rate, it has the advantage over the plasma CVD method that even surfaces with complicated shapes can be covered cleanly, and a thin film with few defects can be deposited. In addition, the ALD method has the advantage that the film thickness can be controlled on the order of nanometers, and that it is relatively easy to cover a wide surface. Furthermore, the ALD method is expected to improve the reaction rate, lower the temperature of the process, and reduce unreacted gas by using plasma.

(シートの製造方法)
シートの製造方法は、上述した方法で得られた分散液からシートを形成する工程を含むことが好ましい。分散液からシートを形成する工程では、分散液を基材上に塗工する塗工工程、又は分散液を抄紙する抄紙工程を含むことが好ましい。
(Manufacturing method of sheet)
A method for manufacturing a sheet preferably includes a step of forming a sheet from the dispersion liquid obtained by the method described above. The step of forming a sheet from the dispersion preferably includes a coating step of applying the dispersion onto a substrate or a papermaking step of papermaking the dispersion.

<塗工工程>
塗工工程では、分散液を得る工程で得られた分散液を基材上に塗工し、これを乾燥して形成されたシートを基材から剥離することによりシートを得ることができる。また、塗工装置と長尺の基材を用いることで、シートを連続的に生産することができる。
<Coating process>
In the coating step, a sheet can be obtained by applying the dispersion obtained in the step of obtaining the dispersion onto a base material, drying it, and peeling the formed sheet from the base material. In addition, sheets can be continuously produced by using a coating device and a long base material.

塗工工程で用いる基材の材質は、特に限定されないが、分散液に対する濡れ性が高いものの方が乾燥時のシートの収縮等を抑制することができてよいが、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、特に限定されない。例えばアクリル、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ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 step is not particularly limited, but a material with high wettability to the dispersion liquid may suppress shrinkage of the sheet during drying, but the sheet formed after drying is It is preferable to select a material that can be easily peeled off. Among them, a resin film or plate or a metal film or plate is preferable, but is not particularly limited. For example, resin films and plates such as acrylic, polyethylene terephthalate, vinyl chloride, polystyrene, and polyvinylidene chloride, metal films and plates such as aluminum, zinc, copper, and iron plates, and those whose surfaces have been oxidized, and stainless steel films. A plate, brass film or plate, etc. can be used.

塗工工程において、分散液の粘度が低く、基材上で展開してしまう場合には、所定の厚み及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、特に限定されないが、例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、例えばアクリル板、ポリエチレンテレフタレート板、塩化ビニル板、ポリスチレン板、ポリ塩化ビニリデン板等の樹脂板や、アルミ板、亜鉛板、銅板、鉄板等の金属板、及びこれらの表面を酸化処理したもの、ステンレス板、真ちゅう板等を成形したものを用いることができる。 In the coating process, when the viscosity of the dispersion is low and it spreads on the base material, a dam frame is fixed on the base material in order to obtain a sheet with a predetermined thickness and basis weight. You may The damming frame is not particularly limited, but it is preferable to select, for example, one that allows easy peeling of the edge of the sheet that adheres after drying. From such a point of view, a molded resin plate or metal plate is more preferable. In the present embodiment, for example, resin plates such as acrylic plates, polyethylene terephthalate plates, vinyl chloride plates, polystyrene plates, and polyvinylidene chloride plates, metal plates such as aluminum plates, zinc plates, copper plates, and iron plates, and their surfaces An oxidized one, a stainless steel plate, a brass plate, or the like can be used.

分散液を基材に塗工する塗工機としては、特に限定されないが、例えばロールコーター、グラビアコーター、ダイコーター、カーテンコーター、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特に好ましい。 The coating machine for coating the base material with the dispersion is not particularly limited, but for example, a roll coater, a gravure coater, a die coater, a curtain coater, an air doctor coater and the like can be used. A die coater, a curtain coater, and a spray coater are particularly preferable because they can make the thickness of the sheet more uniform.

分散液を基材へ塗工する際の分散液温度および雰囲気温度は、特に限定されないが、例えば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℃以下であることが特に好ましい。塗工温度が上記下限値以上であれば、分散液をより容易に塗工できる。塗工温度が上記上限値以下であれば、塗工中の分散媒の揮発を抑制できる。 The dispersion temperature and the ambient temperature when the dispersion is applied to the substrate are not particularly limited, but are preferably 5° C. or higher and 80° C. or lower, more preferably 10° C. or higher and 60° C. or lower. It is more preferably 15°C or higher and 50°C or lower, and particularly preferably 20°C or higher and 40°C or lower. If the coating temperature is at least the above lower limit, the dispersion can be more easily coated. When the coating temperature is equal to or lower than the above upper limit, 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/m以上200g/m以下となるように、より好ましくは20g/m以上150g/m以下となるように、分散液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、強度に優れたシートが得られる。 In the coating step, the dispersion liquid is added so that the finished basis weight of the sheet is preferably 10 g/m 2 or more and 200 g/m 2 or less, more preferably 20 g/m 2 or more and 150 g/m 2 or less. Coating on a substrate is preferred. By coating so that the basis weight is within the above range, a sheet having excellent strength can be obtained.

塗工工程は、上述のとおり、基材上に塗工した分散液を乾燥させる工程を含む。分散液を乾燥させる工程は、特に限定されないが、例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。非接触の乾燥方法としては、特に限定されないが、例えば熱風、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、特に限定されないが、例えば赤外線装置、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。加熱乾燥法における加熱温度は、特に限定されないが、例えば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及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 coating step includes the step of drying the dispersion applied onto the substrate, as described above. The step of drying the dispersion is not particularly limited, but may be performed by, for example, a non-contact drying method, a method of drying while restraining the sheet, or a combination thereof. The non-contact drying method is not particularly limited, but for example, a method of drying by heating with hot air, infrared rays, far infrared rays, or near infrared rays (heat drying method), or a method of drying in a vacuum (vacuum drying method) is applied. can do. Although the heat drying method and the vacuum drying method may be combined, the heat drying method is usually applied. Drying with infrared rays, far-infrared rays, or near-infrared rays is not particularly limited. The heating temperature in the heat drying method is not particularly limited, but is preferably 20° C. or higher and 150° C. or lower, more preferably 25° C. or higher and 105° C. or lower. If the heating temperature is equal to or higher than the above lower limit, the dispersion medium can be rapidly volatilized. Further, if the heating temperature is equal to or lower than the above upper limit, it is possible to suppress the cost required for heating and suppress discoloration of fibrous cellulose due to heat.

<抄紙工程>
抄紙工程は、抄紙機により分散液を抄紙することにより行われる。抄紙工程で用いられる抄紙機としては、特に限定されないが、例えば長網式、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>
A papermaking process is performed by papermaking a dispersion liquid with a paper machine. The paper machine used in the papermaking process is not particularly limited, but examples thereof include continuous paper machines such as fourdrinier, cylinder, and inclined paper machines, and multi-layer paper machines combining these. In the paper-making process, a known paper-making method such as hand-making may be employed.

抄紙工程は、分散液をワイヤーにより濾過、脱水して湿紙状態のシートを得た後、このシートをプレス、乾燥することにより行われる。分散液を濾過、脱水する際に用いられる濾布としては、特に限定されないが、例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、特に限定されないが、例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特に限定されないが、例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、例えば孔径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 carried out by filtering the dispersion with a wire and dehydrating it to obtain a wet paper sheet, which is then pressed and dried. The filter cloth used for filtering and dehydrating the dispersion 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 preferably includes, for example, a sheet, a fabric, or a porous membrane made of an organic polymer. Although the organic polymer is not particularly limited, non-cellulose organic polymers such as polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, and polytetrafluoroethylene (PTFE) are preferred. In this embodiment, for example, a polytetrafluoroethylene porous film having a pore size of 0.1 μm or more and 20 μm or less, or a polyethylene terephthalate or polyethylene fabric having a pore size of 0.1 μm or more and 20 μm or less can be used.

シート化工程において、分散液からシートを製造する方法は、例えば微細繊維状セルロースを含む分散液を無端ベルトの上面に吐出し、吐出された分散液から分散媒を搾水してウェブを生成する搾水セクションと、ウェブを乾燥させてシートを生成する乾燥セクションとを備え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 dispersion liquid includes, for example, discharging a dispersion liquid containing fine fibrous cellulose onto the upper surface of an endless belt, and squeezing the dispersion medium from the discharged dispersion liquid to form a web. It can be done using manufacturing equipment that includes a water squeeze section and a drying section that dries the web to produce a sheet. An endless belt is provided from the water squeezing section to the drying section, and the web produced in the water squeezing 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、特に限定されないが、例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、特に限定されないが、例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, but includes, for example, dehydration methods commonly used in the manufacture of paper. Among these, the method of dehydrating with a fourdrinier, a circular net, an inclined wire, or the like and then further dehydrating with a roll press is preferable. Moreover, the drying method used in the papermaking process is not particularly limited, but includes, for example, methods used in the manufacture of paper. Among these, a drying method using a cylinder dryer, Yankee dryer, hot air drying, near-infrared heater, infrared heater, or the like is more preferable.

(用途)
本実施形態の繊維状セルロース分散液は、例えば、食品、化粧品、セメント、塗料(自動車、船舶、航空機等の乗り物塗装用、建材用、日用品用など)、インク、医薬品などへの添加物として用いることができる。また、本実施形態の微細繊維状セルロースは、樹脂系材料やゴム系材料に添加したりすることで、日用品への応用も可能である。
(Application)
The fibrous cellulose dispersion of the present embodiment is used, for example, as an additive to foods, cosmetics, cement, paints (for painting vehicles such as automobiles, ships, and aircraft, building materials, daily necessities, etc.), inks, pharmaceuticals, and the like. be able to. In addition, the fine fibrous cellulose of the present embodiment can be applied to daily necessities by adding it to a resin-based material or a rubber-based material.

また、本実施形態の繊維状セルロースを含むシートは、光学部材用に用いられてもよい。例えば、各種のディスプレイ装置、各種の太陽電池等の光透過性基板の用途に用いることができる。また、本発明の積層シートは、電子機器の基板、家電の部材、各種の乗り物や建物の窓材、内装材、外装材、包装用資材等の用途にも適している。 Also, the sheet containing fibrous cellulose of the present embodiment may be used for optical members. For example, it can be used for light-transmitting substrates such as various display devices and various solar cells. Moreover, the laminated sheet of the present invention is also suitable for applications such as substrates for electronic devices, members for home appliances, window materials for various vehicles and buildings, interior materials, exterior materials, packaging materials, and the like.

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。 EXAMPLES The characteristics of the present invention will be described more specifically below with reference to examples and comparative examples. The materials, amounts used, proportions, treatment details, treatment procedures, etc. shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed to be limited by the specific examples shown below.

<製造例1>
[リン酸化処理]
原料パルプとして、王子製紙株式会社製の広葉樹溶解パルプ(ドライシート)を使用した。この原料パルプに対してリン酸化処理を次のようにして行った。まず、上記原料パルプ100質量部(絶乾質量)に、リン酸二水素アンモニウムと尿素の混合水溶液を添加して、リン酸二水素アンモニウム45質量部、尿素120質量部、水150質量部となるように調整し、薬液含浸パルプを得た。次いで、得られた薬液含浸パルプを165℃の熱風乾燥機で200秒加熱し、パルプ中のセルロースにリン酸基を導入し、リン酸化パルプを得た。
<Production Example 1>
[Phosphorylation treatment]
As raw material pulp, hardwood dissolving pulp (dry sheet) manufactured by Oji Paper Co., Ltd. was used. The raw material pulp was subjected to a phosphorylation 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. A chemical-impregnated pulp was obtained by adjusting as follows. Next, the resulting chemical solution-impregnated pulp was heated in a hot air dryer at 165° C. for 200 seconds to introduce phosphoric acid groups into cellulose in the pulp to obtain phosphorylated pulp.

[洗浄処理]
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。
[Washing process]
Then, the obtained phosphorylated pulp was washed. In the washing treatment, a pulp dispersion liquid obtained by pouring 10 L of ion-exchanged water into 100 g (absolute dry mass) of phosphorylated pulp is stirred so that the pulp is uniformly dispersed, and then filtration and dehydration are repeated. went. The washing was finished when the electric conductivity of the filtrate became 100 μS/cm or less.

[中和処理]
次いで、洗浄後のリン酸化パルプに対して中和処理を次のようにして行った。まず、洗浄後のリン酸化パルプを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、中和処理が施されたリン酸化パルプを得た。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。
[Neutralization treatment]
Next, the washed phosphorylated pulp was neutralized as follows. First, the washed phosphorylated pulp was diluted with 10 L of ion-exchanged water, and then a 1N sodium hydroxide aqueous solution was added little by little while 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 neutralized phosphorylated pulp. Next, the washing treatment was performed on the phosphorylated pulp after the neutralization treatment.

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。 The phosphorylated pulp thus obtained was subjected to infrared absorption spectrum measurement using FT-IR. As a result, absorption due to phosphate groups was observed near 1230 cm −1 , confirming that phosphate groups were added to the pulp.

[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、高圧ホモジナイザー(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6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。なお、後述する[リンオキソ酸基量]の測定に記載の測定方法で測定されるリン酸基量(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。
[Fibrillation 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 six times with a high-pressure homogenizer (manufactured by Sugino Machine Co., Ltd., Starburst) at a pressure of 200 MPa to obtain a fine fibrous cellulose dispersion containing fine fibrous cellulose. X-ray diffraction confirmed that this fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystals. The amount of phosphate groups (first dissociated acid amount) measured by the measurement method described in Measurement of [Amount of Phosphorus Acid Groups] described later was 1.45 mmol/g. The total amount of dissociated acid was 2.45 mmol/g.

<製造例2>
[亜リン酸化処理]
リン酸化処理において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、亜リン酸化パルプ及び微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。
<Production Example 2>
[Phosphating treatment]
Except for using 33 parts by mass of phosphorous acid (phosphonic acid) instead of ammonium dihydrogen phosphate in the phosphorylation treatment, the same operation as in Production Example 1 was performed to produce fine particles containing phosphorous pulp and fine fibrous cellulose. A fibrous cellulose dispersion was obtained.

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、X線回折により、得られた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。なお、後述する[リンオキソ酸基量の測定]に記載の測定方法で測定される亜リン酸基量(第1解離酸量)は1.51mmol/gであり、総解離酸量は、1.54mmol/gであった。 The infrared absorption spectrum of the obtained phosphorous acid pulp was measured using FT-IR. As a result, an absorption based on P=O of a phosphonic acid group, which is a tautomer of a phosphite group, was observed near 1210 cm −1 , indicating that a phosphite group (phosphonic acid group) was added to the pulp. was confirmed. Moreover, it was confirmed by X-ray diffraction that the obtained fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystals. The amount of phosphite groups (first dissociated acid amount) measured by the measuring method described later in [Measurement of Phosphorus Acid Group Amount] was 1.51 mmol/g, and the total dissociated acid amount was 1.51 mmol/g. It was 54 mmol/g.

<製造例3>
リン酸化処理に代えて下記のザンテート化処理を行った以外は、製造例1と同様に操作を行い、ザンテート化パルプ及び微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。
<Production Example 3>
A fine fibrous cellulose dispersion containing xanthate pulp and fine fibrous cellulose was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the following xanthate treatment was performed instead of the phosphorylation treatment.

[ザンテート化処理]
原料パルプ(王子製紙株式会社製の広葉樹溶解パルプ(ドライシート))100質量部(絶乾質量)に、8.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液2500質量部を添加し、室温にて3時間撹拌してアルカリ処理を行った。このアルカリ処理後のパルプを遠心分離(ろ布400メッシュ、3000rpmで5分間)により固液分離してアルカリセルロースの脱水物を得た。得られたアルカリセルロース10質量部(絶乾質量)に対して、二硫化炭素を3.5質量部添加し、室温で4.5時間硫化反応を進行させてザンテート化処理を行った。
[Xanthate treatment]
2500 parts by mass of 8.5% by mass sodium hydroxide aqueous solution is added to 100 parts by mass (absolute dry mass) of raw material pulp (hardwood dissolving pulp (dry sheet) manufactured by Oji Paper Co., Ltd.) and stirred at room temperature for 3 hours. Then, alkali treatment was performed. The alkali-treated pulp was subjected to solid-liquid separation by centrifugation (filter cloth 400 mesh, 3000 rpm for 5 minutes) to obtain dehydrated alkali cellulose. 3.5 parts by mass of carbon disulfide was added to 10 parts by mass (absolute dry mass) of the obtained alkali cellulose, and a sulfurization reaction was allowed to proceed at room temperature for 4.5 hours to perform a xanthate treatment.

X線回折により、得られた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。なお、後述する[ザンテート基量の測定]に記載の測定方法で測定されるザンテート基量は1.73mmol/gであった。 It was confirmed by X-ray diffraction that the resulting fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystals. The xanthate group content measured by the measuring method described in [Measurement of xanthate group content] described later was 1.73 mmol/g.

<製造例4>
[硫酸化処理]
リン酸化処理においてリン酸二水素アンモニウムの代わりにアミド硫酸(スルファミン酸)38質量部を用いて、加熱時間を20分間に延長した以外は、製造例1と同様に操作を行い、硫酸化パルプ及び微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。
<Production Example 4>
[Sulfation treatment]
In the phosphorylation treatment, 38 parts by mass of amidosulfuric acid (sulfamic acid) was used instead of ammonium dihydrogen phosphate, and the heating time was extended to 20 minutes. A fine fibrous cellulose dispersion containing fine fibrous cellulose was obtained.

これにより得られた硫酸化パルプに対し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、1220-1260cm-1付近に硫酸基に基づく吸収が観察され、パルプに硫酸基が付加されていることが確認された。また、X線回折により、得られた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。なお、後述する[硫黄オキソ酸基量の測定]に記載の測定方法で測定される硫酸基量は1.47mmol/gであった。 The sulfated pulp thus obtained was subjected to infrared absorption spectrum measurement using FT-IR. As a result, absorption due to sulfate groups was observed near 1220-1260 cm −1 , confirming that sulfate groups were added to the pulp. Moreover, it was confirmed by X-ray diffraction that the obtained fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystals. The sulfuric acid group content measured by the measurement method described in [Measurement of sulfur oxoacid group content] described later was 1.47 mmol/g.

<製造例5>
リン酸化処理に代えて下記のマレイン酸化処理を行った以外は、製造例1と同様に操作を行い、マレイン酸化パルプ及び微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。
<Production Example 5>
A fine fibrous cellulose dispersion containing maleated pulp and fine fibrous cellulose was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the following maleation treatment was performed instead of the phosphorylation treatment.

[マレイン酸化処理]
原料パルプ(王子製紙株式会社製の広葉樹溶解パルプ(ドライシート))を105℃で3時間乾燥させて水分3質量%以下の乾燥パルプを得た。次いで、乾燥パルプ100質量部と無水マレイン酸50質量部とをオートクレーブに充填し、150℃で2時間処理してマレイン酸化処理を行った。
[Maleic oxidation treatment]
Raw material pulp (hardwood dissolving pulp (dry sheet) manufactured by Oji Paper Co., Ltd.) was dried at 105° C. for 3 hours to obtain dry pulp having a moisture content of 3% by mass or less. Then, 100 parts by mass of dry pulp and 50 parts by mass of maleic anhydride were charged into an autoclave and treated at 150° C. for 2 hours to carry out maleic oxidation treatment.

これにより得られたマレイ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、1580および1720cm-1付近にカルボキシ基に基づく吸収が観察され、パルプにカルボキシ基含有の置換基(マレイン酸基)が付加されていることが確認された。また、X線回折により、得られた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。なお、後述する[カルボキシ基量の測定]に記載の測定方法で測定されるカルボキシ基量は1.22mmol/gであった。 The infrared absorption spectrum of the maleated pulp thus obtained was measured using FT-IR. As a result, absorption due to carboxy groups was observed near 1580 and 1720 cm −1 , confirming that a carboxy group-containing substituent (maleic acid group) was added to the pulp. Moreover, it was confirmed by X-ray diffraction that the obtained fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystals. The carboxy group content measured by the measurement method described in [Measurement of carboxy group content] described later was 1.22 mmol/g.

[リンオキソ酸基量の測定]
リンオキソ酸基量(リン酸基もしくは亜リン酸基量)の測定においては、まず、対象となる微細繊維状セルロースにイオン交換水を添加し、固形分濃度が0.2質量%のスラリーを調製した。得られたスラリーに対し、イオン交換樹脂による処理を行った後、アルカリを用いた滴定を行うことにより測定した。
イオン交換樹脂による処理は、上記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、コンディショニング済)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1)。滴定開始から第1終点までに必要としたアルカリ量が、滴定に使用したスラリー中の第1解離酸量と等しくなる。また、滴定開始から第2終点までに必要としたアルカリ量が滴定に使用したスラリー中の総解離酸量と等しくなる。なお、滴定開始から第1終点までに必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除した値をリンオキソ酸基量(mmol/g)とした。
[Measurement of Phosphorus Acid Group Amount]
In the measurement of the phosphate group content (phosphoric acid group or phosphite group content), ion-exchanged water is first added to the target fine fibrous cellulose to prepare a slurry having a solid content concentration of 0.2% by mass. bottom. The obtained slurry was treated with an ion-exchange resin and then titrated with an alkali for measurement.
The ion-exchange resin treatment was carried out by adding 1/10 by volume of a strongly acidic ion-exchange resin (Amberjet 1024; manufactured by Organo Co., Ltd., conditioned) to the fine fibrous cellulose-containing slurry and shaking for 1 hour. After that, the slurry was separated from the resin by pouring it onto a mesh with an opening of 90 μm.
In the titration with alkali, 0.1 N sodium hydroxide aqueous solution is added to the fine fibrous cellulose-containing slurry after treatment with the ion exchange resin, and 10 μL of 0.1 N sodium hydroxide solution is added every 5 seconds. was measured. The titration was performed while nitrogen gas was blown into the slurry from 15 minutes before the start of the titration. In this neutralization titration, two points where the increment (the differential value of the pH with respect to the amount of alkali added) are maximized are observed in the curve obtained by plotting the measured pH against the amount of alkali added. Among these, the maximum point of the increment obtained first when the alkali is first added is called the first end point, and the maximum point of the increment obtained next is called the second end point (Fig. 1). The amount of alkali required from the start of titration to the first end point is equal to the amount of first dissociated acid in the slurry used for titration. Also, the amount of alkali required from the start of titration to the second end point is 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 was divided by the solid content (g) in the slurry to be titrated to obtain the amount of phosphate group (mmol/g).

[硫黄オキソ酸基量の測定]
硫黄オキソ酸基量は、次のように測定した。得られた繊維状セルロースを過塩素酸と濃硝酸を用いて湿式灰化した後に、適当な倍率で希釈してICP発光分析により硫黄量を測定した。この硫黄量を、供試した繊維状セルロースの絶乾質量で除した値を硫黄オキソ酸基量(単位:mmol/g)とした。
[Measurement of sulfur oxoacid group content]
The amount of sulfur oxoacid groups was measured as follows. The obtained fibrous cellulose was subjected to wet incineration using perchloric acid and concentrated nitric acid, diluted at an appropriate ratio, and the amount of sulfur was measured by ICP emission spectrometry. The sulfur oxoacid group content (unit: mmol/g) was obtained by dividing this sulfur content by the absolute dry weight of the fibrous cellulose tested.

[ザンテート基量の測定]
ザンテート基量は、Bredee法により測定した。具体的には、繊維状セルロース1.5質量部(絶乾質量)に飽和塩化アンモニウム溶液を40mL添加し、ガラス棒でサンプルを潰しながらよく混合し、約15分間放置後、GFPろ紙(ADVANTEC社製GS-25)でろ過して、飽和塩化アンモニウム溶液で十分に洗浄した。サンプルをGFPろ紙ごと500mLのトールビーカーに入れ、0.5M水酸化ナトリウム溶液(5℃)を50mL添加して撹拌した。15分間放置後、溶液がピンク色になるまでフェノールフタレイン溶液を添加した後、1.5M酢酸を添加して、溶液がピンク色から無色になった点を中和点とした。中和後蒸留水を250mL添加してよく撹拌し、1.5M酢酸 10mL、0.05mol/Lヨウ素溶液10mLをホールピペットを使用して添加した。この溶液を0.05mol/Lチオ硫酸ナトリウム溶液で滴定した。チオ硫酸ナトリウムの滴定量、繊維状セルロースの絶乾質量より次式からザンテート基量を算出した。
ザンテート基量(mmol/g)=(0.05×10×2-0.05×チオ硫酸ナトリウム滴定量(mL))/1000/繊維状セルロースの絶乾質量(g)
[Measurement of xanthate base amount]
The xanthate group content was measured by the Bredee method. Specifically, 40 mL of a saturated ammonium chloride solution was added to 1.5 parts by mass of fibrous cellulose (absolute dry mass), mixed well while crushing the sample with a glass rod, and left to stand for about 15 minutes. GS-25) and washed thoroughly with saturated ammonium chloride solution. The sample was placed in a 500 mL tall beaker together with the GFP filter paper, and 50 mL of 0.5 M sodium hydroxide solution (5°C) was added and stirred. After allowing to stand for 15 minutes, the phenolphthalein solution was added until the solution turned pink, and then 1.5 M acetic acid was added. After neutralization, 250 mL of distilled water was added and well stirred, and 10 mL of 1.5 M acetic acid and 10 mL of 0.05 mol/L iodine solution were added using a whole pipette. This solution was titrated with a 0.05 mol/L sodium thiosulfate solution. The amount of xanthate group was calculated from the titration amount of sodium thiosulfate and the absolute dry mass of fibrous cellulose according to the following formula.
Xanthate group amount (mmol/g) = (0.05 x 10 x 2-0.05 x sodium thiosulfate titer (mL))/1000/absolute dry mass of fibrous cellulose (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は、対象となる(マレイン酸化)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、コンディショニング済)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2に示されるような滴定曲線が得られる。図2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2における滴定開始から第1終点までの領域を第1領域と呼ぶ。第1領域で必要としたアルカリ量が、滴定に使用したスラリー中のカルボキシ基量と等しくなる。そして、滴定曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象の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 content]
The amount of carboxy groups in the fine fibrous cellulose is determined by adding ion-exchanged water to a fine fibrous cellulose dispersion containing the target (maleated) fine fibrous cellulose to make the content 0.2% by mass, and performing ion exchange. It was measured by titration with alkali after treatment with resin.
The treatment with an ion-exchange resin is carried out by adding 1/10 by volume of a strongly acidic ion-exchange resin (Amberjet 1024; manufactured by Organo Co., Ltd., conditioned) to a slurry containing 0.2% by mass of fine fibrous cellulose, followed by shaking for 1 hour. After being treated, the slurry was separated from the resin by pouring it onto a mesh with an opening of 90 μm.
In addition, the titration using an alkali was performed by measuring the change in the pH value of the slurry while adding a 0.1N sodium hydroxide aqueous solution to the fibrous cellulose-containing slurry after treatment with the ion-exchange resin. . Observing the change in pH while adding an aqueous sodium hydroxide solution yields a titration curve as shown in FIG. As shown in FIG. 2, in this neutralization titration, in the curve plotting the measured pH against the amount of alkali added, there is one point where the increment (the differential value of pH with respect to the amount of alkali added) is maximum. 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. 2 is called the first region. The amount of alkali required in the first region is equal to the amount of carboxyl groups in the slurry used for titration. Then, by dividing the alkali amount (mmol) required in the first region of the titration curve by the solid content (g) in the fine fibrous cellulose-containing slurry to be titrated, the introduction amount of the carboxy group (mmol/g ) was calculated.
The amount of carboxyl groups introduced (mmol/g) described above is the amount of substituents per 1 g of mass of fibrous cellulose (hereinafter referred to as the amount of carboxyl groups ( acid type)).

[硫黄オキソ酸基量の測定]
硫黄オキソ酸基量は、繊維状セルロースを含む分散液を凍結乾燥し、さらに粉砕した試料の硫黄量を測定することで算出した。具体的には、繊維状セルロースを含む分散液を凍結乾燥し、さらに粉砕した試料を、密閉容器中で硝酸を用いて加圧加熱分解した後、適宜希釈してICP-OESで硫黄量を測定した。供試した繊維状セルロースの絶乾質量で割り返して算出した値を繊維状セルロースの硫黄オキソ酸基量(単位:mmol/g)とした。
[Measurement of sulfur oxoacid group content]
The amount of sulfur oxoacid groups was calculated by freeze-drying a dispersion containing fibrous cellulose and measuring the amount of sulfur in a pulverized sample. Specifically, a dispersion liquid containing fibrous cellulose is freeze-dried, and the ground sample is decomposed under pressure and heat using nitric acid in a closed container, diluted as appropriate, and the sulfur content is measured by ICP-OES. bottom. The value calculated by dividing by the absolute dry mass of the fibrous cellulose tested was defined as the sulfur oxoacid group amount (unit: mmol/g) of the fibrous cellulose.

Figure 2023007000000003
Figure 2023007000000003

<実施例1>
[置換基除去処理(高温熱処理)]
製造例1で得られた微細繊維状セルロース分散液に、20質量%のクエン酸水溶液を添加し、分散液のpHを5.5に調整した。得られたスラリーを耐圧容器に入れ、液温160℃で15分間、リン酸基量が0.08mmol/gとなるまで加熱を行った。この操作により微細繊維状セルロース凝集物の生成が確認された。
<Example 1>
[Substituent removal treatment (high temperature heat treatment)]
A 20% by mass aqueous citric acid solution was added to the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 1 to adjust the pH of the dispersion to 5.5. The obtained slurry was placed in a pressure vessel and heated at a liquid temperature of 160° C. for 15 minutes until the amount of phosphate groups reached 0.08 mmol/g. This operation confirmed the formation of fine fibrous cellulose aggregates.

[置換基除去後スラリーの洗浄処理]
得られた凝集物にイオン交換水を加え、固形分濃度が約1質量%のスラリーとし、スラリーを撹拌した後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより、スラリーの洗浄を行った。ろ液の電気伝導度が10μS/cm以下となった時点で、再びイオン交換水を添加して約1質量%のスラリーとし、24時間静置した。そこからさらに濾過脱水する操作を繰り返し、再びろ液の電気伝導度が10μS/cm以下となった時点を洗浄終点とした。得られた微細繊維状セルロース凝集物にイオン交換水を加え、置換基除去後スラリーを得た。このスラリーの固形分濃度は1.7質量%であった。
[Washing treatment of slurry after removal of substituents]
Ion-exchanged water was added to the obtained flocculate to obtain a slurry having a solid content concentration of about 1% by mass, and after stirring the slurry, the slurry was washed by repeating an operation of filtering and dehydrating. When the electric conductivity of the filtrate became 10 μS/cm or less, ion-exchanged water was added again to obtain a slurry of about 1% by mass, and the slurry was allowed to stand for 24 hours. From there, the operation of filtering and dehydrating was repeated, and the washing was finished when the electrical conductivity of the filtrate became 10 μS/cm or less. Ion-exchanged water was added to the obtained fine fibrous cellulose aggregate to obtain a slurry after removal of substituents. The solid content concentration of this slurry was 1.7% by mass.

[置換基除去後スラリーの均一分散]
得られた置換基除去後スラリーにイオン交換水を加え、固形分濃度が1.0質量%のスラリーとした後、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3回処理し、置換基除去微細繊維状セルロースを含む置換基除去微細繊維状セルロース分散液を得た。後述する[繊維幅の測定]で測定した置換基除去微細繊維状セルロースの数平均繊維幅は4nmであった。
[Uniform dispersion of slurry after removal of substituents]
Ion-exchanged water was added to the obtained slurry after removing the substituents to obtain a slurry having a solid content concentration of 1.0% by mass, and then a wet atomization apparatus (Starburst manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) was used at a pressure of 200 MPa. After three treatments, a dispersion of substituent-removed fine fibrous cellulose containing substituent-removed fine fibrous cellulose was obtained. The number average fiber width of the substituent-removed fine fibrous cellulose measured in [Measurement of Fiber Width] described later was 4 nm.

[多価金属イオン置換]
得られた置換基除去微細繊維状セルロース分散液100質量部に、0.036質量%濃度の塩化カルシウム水溶液100質量部を加えて撹拌し、30分間静置した。この操作により微細繊維状セルロース凝集物の生成が確認された。その後濾過脱水とイオン交換水添加を繰り返すことによって洗浄を行った。ろ液の電気伝導度が10μS/cm以下となった時点を洗浄終点とした。得られた微細繊維状セルロース凝集物に、イオン交換水を加えて固形分濃度1.0質量%の分散液とし、分散液100質量部に再び0.036質量%濃度の塩化カルシウム水溶液100質量部を加えて上記同様の濾過脱水・洗浄操作を行った。得られた微細繊維状セルロース凝集物に、イオン交換水を加えて固形分濃度1.0質量%の分散液とし、ディスパーザーで1000rpm、3分間撹拌を行い、多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液を得た。
[Polyvalent metal ion replacement]
To 100 parts by mass of the resulting dispersion of substituent-removed fine fibrous cellulose, 100 parts by mass of a 0.036% by mass calcium chloride aqueous solution was added, stirred, and allowed to stand for 30 minutes. This operation confirmed the formation of fine fibrous cellulose aggregates. After that, washing was carried out by repeating dehydration by filtration and addition of ion-exchanged water. The end point of washing was defined as the time when the electric conductivity of the filtrate became 10 μS/cm or less. Deionized water was added to the resulting fine fibrous cellulose aggregates to obtain a dispersion having a solid concentration of 1.0% by mass, and 100 parts by mass of an aqueous calcium chloride solution having a concentration of 0.036% by mass was again added to 100 parts by mass of the dispersion. was added, and the same filtration, dehydration and washing operations were performed. Ion-exchanged water was added to the obtained fine fibrous cellulose aggregate to form a dispersion having a solid content concentration of 1.0% by mass, and the mixture was stirred with a disperser at 1000 rpm for 3 minutes to obtain polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose. A dispersion was obtained.

[多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液の均一分散]
得られた多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液を高圧ホモジナイザー(Beryu-Mini、株式会社美粒製)で、100MPaの圧力にて5回処理することにより、多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液を得た。後述する[繊維幅の測定]で測定した微細繊維状セルロースの数平均繊維幅は4nmであった。
[Uniform dispersion of polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion]
The obtained polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion was treated with a high-pressure homogenizer (Beryu-Mini, manufactured by Miryu Co., Ltd.) five times at a pressure of 100 MPa to obtain a polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion. A cellulose dispersion was obtained. The number average fiber width of the fine fibrous cellulose measured in [Measurement of fiber width] described later was 4 nm.

[シートの作製]
イオン交換水に、アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール(三菱ケミカル株式会社製、ゴーセネックスZ-200)を12質量%になるように加え、95℃で1時間撹拌し、溶解した。以上の手順により、ポリビニルアルコール水溶液を得た。
上記の多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液、及び上記ポリビニルアルコール水溶液をそれぞれ固形分濃度が0.6質量%となるようにイオン交換水で希釈した。次いで、希釈後の多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液70質量部に対し、希釈後のポリビニルアルコール水溶液が30質量部になるように混合し、混合液を得た。さらに、シートの仕上がり坪量が70g/mになるように混合液を計量して、市販のアクリル板上に展開した。なお、所定の坪量となるようアクリル板上には堰止用の枠(内寸250mm×250mm、高さ5cm)を配置した。そのあと70℃の乾燥機で24時間乾燥し、アクリル板から剥離することで、多価金属イオン含有微細繊維状セルロースシートを得た。シートの厚みは50μmであった。
[Preparation of sheet]
Acetoacetyl group-modified polyvinyl alcohol (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, Gohsenex Z-200) was added to ion-exchanged water so as to make 12% by mass, and dissolved by stirring at 95° C. for 1 hour. A polyvinyl alcohol aqueous solution was obtained by the above procedure.
The polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion and the polyvinyl alcohol aqueous solution were each diluted with ion-exchanged water so that the solid content concentration was 0.6% by mass. Next, 30 parts by mass of the diluted polyvinyl alcohol aqueous solution was mixed with 70 parts by mass of the diluted polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion to obtain a mixture. Further, the mixed liquid was measured so that the finished basis weight of the sheet was 70 g/m 2 and spread on a commercially available acrylic plate. A damming frame (inner dimensions: 250 mm×250 mm, height: 5 cm) was arranged on the acrylic plate so as to obtain a predetermined basis weight. After that, it was dried in a drier at 70° C. for 24 hours and separated from the acrylic plate to obtain a polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose sheet. The thickness of the sheet was 50 µm.

<実施例2>
[多価金属イオン置換]において、0.036質量%濃度の塩化カルシウム水溶液に代えて0.039質量%濃度の硫酸マグネシウム水溶液を用いた以外は実施例1と同様にして多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液及び多価金属イオン含有微細繊維状セルロースシートを得た。
<Example 2>
In [Replacement of polyvalent metal ions], fine particles containing polyvalent metal ions were prepared in the same manner as in Example 1, except that an aqueous magnesium sulfate solution with a concentration of 0.039% by mass was used in place of the aqueous solution of calcium chloride with a concentration of 0.036% by mass. A fibrous cellulose dispersion and a fine fibrous cellulose sheet containing polyvalent metal ions were obtained.

<実施例3>
[多価金属イオン置換]において、0.036質量%濃度の塩化カルシウム水溶液に代えて0.052質量%濃度の硫酸亜鉛水溶液を用いた以外は実施例1と同様にして多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液及び多価金属イオン含有微細繊維状セルロースシートを得た。
<Example 3>
In [Replacement of polyvalent metal ions], fine particles containing polyvalent metal ions were prepared in the same manner as in Example 1, except that an aqueous solution of zinc sulfate with a concentration of 0.052% by mass was used instead of the aqueous solution of calcium chloride with a concentration of 0.036% by mass. A fibrous cellulose dispersion and a fine fibrous cellulose sheet containing polyvalent metal ions were obtained.

<実施例4>
[多価金属イオン置換]において、0.036質量%濃度の塩化カルシウム水溶液に代えて0.041質量%濃度の塩化ニッケル水溶液を用いた以外は実施例1と同様にして多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液及び多価金属イオン含有微細繊維状セルロースシートを得た。
<Example 4>
In [Replacement of polyvalent metal ions], fine particles containing polyvalent metal ions were prepared in the same manner as in Example 1, except that an aqueous nickel chloride solution with a concentration of 0.041% by mass was used in place of the aqueous solution of calcium chloride with a concentration of 0.036% by mass. A fibrous cellulose dispersion and a fine fibrous cellulose sheet containing polyvalent metal ions were obtained.

<実施例5>
[多価金属イオン置換]において、0.036質量%濃度の塩化カルシウム水溶液に代えて0.051質量%濃度の硫酸銅水溶液を用いた以外は実施例1と同様にして多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液及び多価金属イオン含有微細繊維状セルロースシートを得た。
<Example 5>
In [Replacement of polyvalent metal ions], fine particles containing polyvalent metal ions were prepared in the same manner as in Example 1, except that an aqueous solution of copper sulfate with a concentration of 0.051% by mass was used instead of the aqueous solution of calcium chloride with a concentration of 0.036% by mass. A fibrous cellulose dispersion and a fine fibrous cellulose sheet containing polyvalent metal ions were obtained.

<実施例6>
[多価金属イオン置換]において、0.036質量%濃度の塩化カルシウム水溶液に代えて0.042質量%濃度の塩化コバルト水溶液を用いた以外は実施例1と同様にして多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液及び多価金属イオン含有微細繊維状セルロースシートを得た。
<Example 6>
In [Replacement of polyvalent metal ions], fine particles containing polyvalent metal ions were prepared in the same manner as in Example 1, except that an aqueous solution of cobalt chloride with a concentration of 0.042% by mass was used instead of the aqueous solution of calcium chloride with a concentration of 0.036% by mass. A fibrous cellulose dispersion and a fine fibrous cellulose sheet containing polyvalent metal ions were obtained.

<比較例1>
[多価金属イオン置換]及び[多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液の均一分散]を行わなかった以外は実施例1と同様の操作を行い、微細繊維状セルロースシートを得た。なお、比較例1の微細繊維状セルロース分散液は製造例1で得られた微細繊維状セルロース分散液である。
<Comparative Example 1>
A fine fibrous cellulose sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that [substitution with polyvalent metal ions] and [uniform dispersion of polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion] were not carried out. The fine fibrous cellulose dispersion of Comparative Example 1 is the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 1.

<比較例2>
[多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液の均一分散]を、以下の[アルカリ下での分散液の分散]に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液及び多価金属イオン含有微細繊維状セルロースシートを得た。
<Comparative Example 2>
The same operation as in Example 1 was performed except that [uniform dispersion of polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion] was changed to the following [dispersion of dispersion under alkali]. A fine fibrous cellulose dispersion and a fine fibrous cellulose sheet containing polyvalent metal ions were obtained.

[アルカリ下での分散液の分散処理]
得られた多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液を撹拌しながら1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、pHを11.5に調整した。この分散液をディスパーザーで4000rpm、3分間処理し、多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液を得た。
[Dispersion treatment of dispersion liquid under alkali]
A 1N sodium hydroxide aqueous solution was added to the resulting polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion with stirring to adjust the pH to 11.5. This dispersion was treated with a disperser at 4000 rpm for 3 minutes to obtain a polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion.

<比較例3>
[多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液の均一分散]において、高圧ホモジナイザーに代えて回転式ホモジナイザーを用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液及び多価金属イオン含有微細繊維状セルロースシートを得た。
<Comparative Example 3>
In [Uniform dispersion of polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion], the same operation as in Example 1 was performed except that a rotary homogenizer was used instead of the high-pressure homogenizer. A dispersion and a fine fibrous cellulose sheet containing polyvalent metal ions were obtained.

<比較例4>
[多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液の均一分散]において、高圧ホモジナイザーに代えて超音波ホモジナイザーを用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液及び多価金属イオン含有微細繊維状セルロースシートを得た。
<Comparative Example 4>
In [Uniform dispersion of polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion], the same operation as in Example 1 was performed except that an ultrasonic homogenizer was used instead of the high-pressure homogenizer. A dispersion and a fine fibrous cellulose sheet containing polyvalent metal ions were obtained.

<比較例5>
[多価金属イオン置換]及び[多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液の均一分散]を行わなかった以外は実施例1と同様の操作を行い、微細繊維状セルロースシートを得た。次いで、得られた微細繊維状セルロース含有シートに対して、以下の方法で、多価金属イオン置換を行い、多価金属含有微細繊維状セルロースシートを得た。なお、比較例5の微細繊維状セルロース分散液は製造例1で得られた微細繊維状セルロース分散液である。
<Comparative Example 5>
A fine fibrous cellulose sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that [substitution with polyvalent metal ions] and [uniform dispersion of polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion] were not carried out. Next, the resulting sheet containing fine fibrous cellulose was subjected to substitution with polyvalent metal ions by the following method to obtain a fine fibrous cellulose sheet containing polyvalent metal. The fine fibrous cellulose dispersion of Comparative Example 5 is the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 1.

[多価金属イオン置換(シート状)]
得られた微細繊維状セルロース含有シートを、5質量%濃度の塩化カルシウム水溶液に30分間浸し、微細繊維状セルロースが有する対イオンであるナトリウムを、カルシウムへ交換した(イオン交換)。このシートをイオン交換水に15分間浸し、洗浄を行った。この洗浄を2回繰り返した後、シートをアクリル板に貼り付け、35℃、相対湿度15%のチャンバーにて乾燥した。
[Polyvalent metal ion substitution (sheet form)]
The obtained sheet containing fine fibrous cellulose was immersed in an aqueous solution of calcium chloride having a concentration of 5% by mass for 30 minutes to exchange the counter ion sodium of the fine fibrous cellulose with calcium (ion exchange). This sheet was immersed in deionized water for 15 minutes and washed. After repeating this washing twice, the sheet was attached to an acrylic plate and dried in a chamber at 35° C. and a relative humidity of 15%.

[評価]
実施例及び比較例で得られた分散液及びシートについて、下記の方法で評価を行った。
[evaluation]
The dispersions and sheets obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods.

[繊維幅の測定]
分散液中に含まれる繊維状セルロースの繊維幅を下記の方法で測定した。各繊維状セルロース分散液を、セルロースの濃度が0.01質量%以上0.1質量%以下となるように水で希釈し、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た。これを乾燥した後、酢酸ウラニルで染色し、透過型電子顕微鏡(TEM、日本電子株式会社製、JEOL-2000EX)により観察した。その際、得られた画像内に縦横任意の画像幅の軸を想定し、その軸に対し、20本以上の繊維が交差するよう、倍率を調節した。この条件を満たす観察画像を得た後、この画像に対し、1枚の画像当たり縦横2本ずつの無作為な軸を引き、軸に交差する繊維の繊維幅を目視で読み取っていった。各分散液につき3枚の重複しない観察画像を撮影し、各々2つの軸に交差する繊維の繊維幅の値を読み取った(20本以上×2×3=120本以上)。なお、このようにして得られた繊維幅から数平均繊維幅を算出した。
[Measurement of fiber width]
The fiber width of fibrous cellulose contained in the dispersion was measured by the following method. Each fibrous cellulose dispersion was diluted with water so that the cellulose concentration was 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less, and cast on a hydrophilized carbon film-coated grid. After drying, it was stained with uranyl acetate and observed with a transmission electron microscope (TEM, JEOL-2000EX, manufactured by JEOL Ltd.). At that time, an arbitrary image width axis was assumed in the obtained image, and the magnification was adjusted so that 20 or more fibers intersected the axis. After obtaining an observation image that satisfies this condition, two random axes were drawn vertically and horizontally from each image, and the fiber widths of the fibers intersecting the axes were visually read. Three non-overlapping observation images were taken for each dispersion, and the fiber width values of the fibers crossing each of the two axes were read (20 or more x 2 x 3 = 120 or more). The number average fiber width was calculated from the fiber width thus obtained.

[分散液のヘーズの測定]
実施例及び比較例で得られた分散液のヘーズの測定は、各分散液をイオン交換水で0.2質量%となるように希釈した後、ヘーズメーター(株式会社村上色彩技術研究所製、HM-150)で、光路長1cmの液体用ガラスセル(株式会社藤原製作所製、MG-40、逆光路)を用いて、JIS K 7136:2000に準拠して測定した。なお、ゼロ点測定は、同ガラスセルに入れたイオン交換水で行った。また、測定対象の分散液は測定前に23℃、相対湿度50%の環境下に24時間静置した。測定時の分散液の液温は23℃であった。
[Measurement of haze of dispersion]
The haze of the dispersions obtained in Examples and Comparative Examples was measured by diluting each dispersion with ion-exchanged water to a concentration of 0.2% by mass, followed by a haze meter (manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd., HM-150) using a glass cell for liquids with an optical path length of 1 cm (manufactured by Fujiwara Seisakusho Co., Ltd., MG-40, reverse optical path), and measured according to JIS K 7136:2000. The zero point measurement was performed with ion-exchanged water in the same glass cell. In addition, the dispersion liquid to be measured was allowed to stand in an environment of 23° C. and 50% relative humidity for 24 hours before the measurement. The liquid temperature of the dispersion liquid at the time of measurement was 23°C.

[分散液の全光線透過率の測定]
実施例及び比較例で得られた分散液の全光線透過率の測定は各分散液をイオン交換水で0.2質量%となるように希釈した後、ヘーズメーター(株式会社村上色彩技術研究所製、HM-150)で、光路長1cmの液体用ガラスセル(株式会社藤原製作所製、MG-40、逆光路)を用いて、7361-1 : 1997に準拠して測定した。なお、ゼロ点測定は、同ガラスセルに入れたイオン交換水で行った。また、測定対象の分散液は測定前に23℃、相対湿度50%の環境下に24時間静置した。測定時の分散液の液温は23℃であった。
[Measurement of total light transmittance of dispersion]
The total light transmittance of the dispersions obtained in Examples and Comparative Examples was measured by diluting each dispersion with ion-exchanged water to a concentration of 0.2% by mass, followed by a haze meter (Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.). HM-150, manufactured by Fujiwara Seisakusho Co., Ltd.) using a glass cell for liquids with an optical path length of 1 cm (MG-40, reverse optical path, manufactured by Fujiwara Seisakusho Co., Ltd.) in accordance with 7361-1: 1997. The zero point measurement was performed with ion-exchanged water in the same glass cell. In addition, the dispersion liquid to be measured was allowed to stand in an environment of 23° C. and 50% relative humidity for 24 hours before the measurement. The liquid temperature of the dispersion liquid at the time of measurement was 23°C.

[pH測定]
実施例及び比較例で得られた分散液を固形分濃度が0.4質量%となるようにイオン交換水により希釈し、pHメーターによりpHを測定した。測定時の分散液の液温は23℃であった。
[pH measurement]
The dispersions obtained in Examples and Comparative Examples were diluted with ion-exchanged water so that the solid content concentration was 0.4% by mass, and the pH was measured with a pH meter. The liquid temperature of the dispersion liquid at the time of measurement was 23°C.

[電気伝導度測定]
実施例及び比較例で得られた分散液を固形分濃度が0.4質量%となるようにイオン交換水により希釈し、電気伝導度計(東亜ディーケーケー株式会社製、CT-57101B)により電気伝導度を測定した。測定時の分散液の液温は23℃であった。
[Electrical conductivity measurement]
The dispersions obtained in Examples and Comparative Examples were diluted with ion-exchanged water so that the solid content concentration was 0.4% by mass, and the electrical conductivity was measured by an electrical conductivity meter (CT-57101B, manufactured by Toa DKK Co., Ltd.). degree was measured. The liquid temperature of the dispersion liquid at the time of measurement was 23°C.

[分散液の粘度の測定]
実施例及び比較例で得られた分散液を固形分濃度が0.4質量%となるようにイオン交換水により希釈し、ディスパーザーにて1500rpmで5分間撹拌した。次いで、得られた分散液の粘度をB型粘度計(BLOOKFIELD社製、アナログ粘度計T-LVT)を用いて測定した。測定の際には、回転速度3rpmとし、測定開始から3分後の粘度値を当該分散液の粘度とした。また、測定対象の分散液は測定前に23℃、相対湿度50%の環境下に24時間静置した。測定時の分散液の液温は23℃であった。
[Measurement of viscosity of dispersion]
The dispersions obtained in Examples and Comparative Examples were diluted with ion-exchanged water so that the solid content concentration was 0.4% by mass, and stirred at 1500 rpm for 5 minutes with a disperser. Then, the viscosity of the resulting dispersion was measured using a Brookfield viscometer (manufactured by BLOOKFIELD, analog viscometer T-LVT). During the measurement, the rotational speed was set to 3 rpm, and the viscosity value after 3 minutes from the start of the measurement was taken as the viscosity of the dispersion. In addition, the dispersion liquid to be measured was allowed to stand in an environment of 23° C. and 50% relative humidity for 24 hours before the measurement. The liquid temperature of the dispersion liquid at the time of measurement was 23°C.

[一価金属元素含有率]
実施例及び比較例で得られたシートにおける一価金属元素含有率(%)を、蛍光X線分析法を用いて以下のように測定した。
まず、検量線作成用として、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、銅及びコバルトのそれぞれの元素含有量が既知である各ろ紙を準備し、蛍光X線分析により各ろ紙のX線強度を測定した。次いで、これにより得られたX線強度と、分析元素の既知の含有量に基づき、検量線を作成した。次いで、蛍光X線分析により、測定対象シート(実施例及び比較例で得られたシート)のX線強度を測定した。これにより得られたX線強度と上記検量線から、測定対象シート中の各分析元素の含有量(mmol)を求め、下記式から一価金属元素含有率を算出した。
一価金属元素含有率(%)=一価金属元素の含有量(mmol)/全ての金属元素の含有量(mmol)×100
[Monovalent metal element content]
The contents (%) of monovalent metal elements in the sheets obtained in Examples and Comparative Examples were measured using fluorescent X-ray analysis as follows.
First, for creating a calibration curve, filter papers with known element contents of sodium, calcium, magnesium, zinc, nickel, copper and cobalt are prepared, and the X-ray intensity of each filter paper is measured by fluorescent X-ray analysis. bottom. Next, a calibration curve was created based on the X-ray intensities thus obtained and the known contents of the analytical elements. Then, the X-ray intensity of the sheets to be measured (the sheets obtained in Examples and Comparative Examples) was measured by fluorescent X-ray analysis. From the obtained X-ray intensity and the calibration curve, the content (mmol) of each analytical element in the sheet to be measured was obtained, and the monovalent metal element content was calculated from the following formula.
Monovalent metal element content (%) = content of monovalent metal element (mmol) / content of all metal elements (mmol) x 100

[YI増加率]
JIS K 7373:2006に準拠し、Colour Cute i(スガ試験機株式会社製)を用いて実施例及び比較例で得られたシートの加熱前後の黄色度を測定した。なお、加熱後の黄色度は、160℃で6時間加熱したシートの黄色度とした。また、下記の方法でYI増加率を算出した。
YI増加率(%)=(加熱後のシートの黄色度-加熱前のシートの黄色度)/加熱前のシートの黄色度×100
[YI increase rate]
Based on JIS K 7373:2006, the yellowness of the sheets obtained in Examples and Comparative Examples before and after heating was measured using Color Cute i (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.). The degree of yellowness after heating was the degree of yellowness of the sheet heated at 160° C. for 6 hours. Moreover, the YI increase rate was calculated by the following method.
YI increase rate (%) = (yellowness of sheet after heating - yellowness of sheet before heating) / yellowness of sheet before heating x 100

[シートのヘーズ]
実施例及び比較例で得られたシートのヘーズをJIS K 7136:2000に準拠し、ヘーズメーター(株式会社村上色彩技術研究所製「HM-150」)を用いて測定した。
[Sheet Haze]
The haze of the sheets obtained in Examples and Comparative Examples was measured according to JIS K 7136:2000 using a haze meter ("HM-150" manufactured by Murakami Color Research Laboratory).

[シートの全光線透過率]
実施例及び比較例で得られたシートの全光線透過率をJIS K 7361-1 : 1997に準拠し、ヘーズメーター(株式会社村上色彩技術研究所製「HM-150」)を用いて測定した。
[Total light transmittance of sheet]
The total light transmittance of the sheets obtained in Examples and Comparative Examples was measured according to JIS K 7361-1: 1997 using a haze meter ("HM-150" manufactured by Murakami Color Research Laboratory).

[シートの吸水率]
実施例及び比較例で得られたシートを50mm角のシートとし、24時間イオン交換水に浸漬し、下記式からシートの吸水率を求めた。シートの絶乾質量はシートを105℃で24時間乾燥し、乾燥後に測定した質量である。
シートの吸水率(%)=シートのイオン交換水浸漬後の質量(g)/シートの絶乾質量(g)×100
[Water absorption rate of sheet]
The sheets obtained in Examples and Comparative Examples were made into 50 mm square sheets, immersed in deionized water for 24 hours, and the water absorption of the sheets was obtained from the following formula. The absolute dry weight of the sheet is the weight measured after drying the sheet at 105° C. for 24 hours.
Water absorption rate of sheet (%) = weight of sheet after immersion in deionized water (g)/absolute dry weight of sheet (g) x 100

Figure 2023007000000004
Figure 2023007000000004

Figure 2023007000000005
Figure 2023007000000005

<実施例7>
製造例1で得られた微細繊維状セルロース分散液に代えて、製造例2で得られた微細繊維状セルロース分散液を用い、[多価金属イオン置換]において、塩化カルシウム水溶液濃度を0.018質量%に変更した以外は実施例1と同様にして多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液及び多価金属イオン含有微細繊維状セルロースシートを得た。
<Example 7>
Instead of the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 1, the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 2 was used, and in [Polyvalent metal ion replacement], the concentration of the calcium chloride aqueous solution was changed to 0.018. A polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion and a polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose sheet were obtained in the same manner as in Example 1, except that the mass % was changed.

<比較例6>
多価金属イオン置換処理を行わなかった以外は実施例7と同様の操作を行い、微細繊維状セルロース分散液及び微細繊維状セルロースシートを得た。
<Comparative Example 6>
A fine fibrous cellulose dispersion and a fine fibrous cellulose sheet were obtained in the same manner as in Example 7 except that the polyvalent metal ion substitution treatment was not performed.

Figure 2023007000000006
Figure 2023007000000006

<実施例8>
製造例1で得られた微細繊維状セルロース分散液に代えて、製造例3で得られた微細繊維状セルロース分散液を用い、さらに[置換基除去処理(高温熱処理)]の代わりに後述する[置換基除去(低温熱処理)]を行った。また[多価金属イオン置換]において、塩化カルシウム水溶液濃度を0.018質量%に変更した。その他は実施例1と同様にして多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液及び多価金属イオン含有微細繊維状セルロースシートを得た。
<Example 8>
[ Substituent removal (low temperature heat treatment)] was performed. In [Replacement with polyvalent metal ion], the concentration of the calcium chloride aqueous solution was changed to 0.018% by mass. Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion and a polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose sheet.

[置換基除去(低温熱処理)]
得られた微細繊維状セルロース分散液を、液温40℃で45分間加熱し、ザンテート基量が0.08mmol/gとなるまで加熱を行った。
[Substituent removal (low temperature heat treatment)]
The obtained fine fibrous cellulose dispersion was heated at a liquid temperature of 40° C. for 45 minutes until the xanthate group amount reached 0.08 mmol/g.

<比較例7>
多価金属イオン置換処理を行わなかった以外は実施例8と同様の操作を行い、微細繊維状セルロース分散液及び微細繊維状セルロースシートを得た。」
<Comparative Example 7>
A fine fibrous cellulose dispersion and a fine fibrous cellulose sheet were obtained in the same manner as in Example 8, except that the polyvalent metal ion substitution treatment was not performed. "

Figure 2023007000000007
Figure 2023007000000007

<実施例9>
製造例1で得られた微細繊維状セルロース分散液に代えて、製造例4で得られた微細繊維状セルロース分散液を用い、[多価金属イオン置換]において、塩化カルシウム水溶液濃度を0.018質量%に変更した以外は実施例1と同様にして多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液及び多価金属イオン含有微細繊維状セルロースシートを得た。
<Example 9>
Instead of the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 1, the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 4 was used, and in [Polyvalent metal ion substitution], the concentration of the calcium chloride aqueous solution was changed to 0.018. A polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion and a polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose sheet were obtained in the same manner as in Example 1, except that the mass % was changed.

<比較例8>
多価金属イオン置換処理を行わなかった以外は実施例9と同様の操作を行い、微細繊維状セルロース分散液及び微細繊維状セルロースシートを得た。
<Comparative Example 8>
A fine fibrous cellulose dispersion and a fine fibrous cellulose sheet were obtained in the same manner as in Example 9 except that the polyvalent metal ion substitution treatment was not performed.

Figure 2023007000000008
Figure 2023007000000008

<実施例10>
製造例1で得られた微細繊維状セルロース分散液に代えて、製造例5で得られた微細繊維状セルロース分散液を用い、[多価金属イオン置換]において、塩化カルシウム水溶液濃度を0.018質量%に変更した以外は実施例1と同様にして多価金属イオン含有微細繊維状セルロース分散液及び多価金属イオン含有微細繊維状セルロースシートを得た。
<Example 10>
Instead of the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 1, the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 5 was used, and in [Polyvalent metal ion replacement], the concentration of the calcium chloride aqueous solution was changed to 0.018. A polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose dispersion and a polyvalent metal ion-containing fine fibrous cellulose sheet were obtained in the same manner as in Example 1, except that the mass % was changed.

<比較例9>
多価金属イオン置換処理を行わなかった以外は実施例10と同様の操作を行い、微細繊維状セルロース分散液及び微細繊維状セルロースシートを得た。
<Comparative Example 9>
A fine fibrous cellulose dispersion and a fine fibrous cellulose sheet were obtained in the same manner as in Example 10 except that the polyvalent metal ion substitution treatment was not performed.

Figure 2023007000000009
Figure 2023007000000009

実施例で得られたシートは、高透明であり、黄変が抑制されていた。一方、比較例で得られたシートは、透明性と黄変の抑制が両立されていなかった。また、実施例で得られたシートは吸水率も抑制されていた。 The sheets obtained in Examples had high transparency and suppressed yellowing. On the other hand, the sheet obtained in the comparative example did not achieve both transparency and suppression of yellowing. In addition, the sheets obtained in Examples had a suppressed water absorption rate.

Claims (12)

アニオン性基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む分散液であって、
前記繊維状セルロースにおける前記アニオン性基の導入量が0.5mmol/g未満であり、
前記繊維状セルロースは、前記アニオン性基の対イオンとして多価金属イオンを有し、
前記繊維状セルロースを0.4質量%含む場合の分散液の電気伝導度が20mS/m以下であり、
前記繊維状セルロースを0.2質量%含む場合の分散液のヘーズが10%以下である、分散液。
A dispersion containing fibrous cellulose having an anionic group and having a fiber width of 1000 nm or less,
The introduction amount of the anionic group in the fibrous cellulose is less than 0.5 mmol/g,
The fibrous cellulose has a polyvalent metal ion as a counterion for the anionic group,
The electrical conductivity of the dispersion containing 0.4% by mass of the fibrous cellulose is 20 mS/m or less,
A dispersion having a haze of 10% or less when containing 0.2% by mass of the fibrous cellulose.
前記繊維状セルロースを0.2質量%含む場合の分散液の全光線透過率が85%以上である、請求項1に記載の分散液。 2. The dispersion according to claim 1, wherein the total light transmittance of the dispersion containing 0.2% by mass of the fibrous cellulose is 85% or more. 前記繊維状セルロースを0.4質量%含む場合の分散液のpHが4~9である、請求項1又は2に記載の分散液。 3. The dispersion according to claim 1, wherein the pH of the dispersion containing 0.4% by mass of the fibrous cellulose is 4 to 9. 前記アニオン性基が、リンオキソ酸基、リンオキソ酸基に由来する置換基、硫黄オキソ酸基、硫黄オキソ酸基に由来する置換基、ザンテート基、ザンテート基に由来する置換基、カルボキシ基及びカルボキシ基に由来する置換基からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1~3のいずれか1項に記載の分散液。 The anionic group is a phosphorus oxo acid group, a substituent derived from a phosphorus oxo acid group, a sulfur oxo acid group, a substituent derived from a sulfur oxo acid group, a xanthate group, a substituent derived from a xanthate group, a carboxy group, and a carboxy group. The dispersion according to any one of claims 1 to 3, which is at least one selected from the group consisting of substituents derived from. 前記アニオン性基がリンオキソ酸基又はリンオキソ酸基に由来する置換基である、請求項1~4のいずれか1項に記載の分散液。 5. The dispersion according to any one of claims 1 to 4, wherein the anionic group is a phosphorous acid group or a substituent derived from a phosphorous acid group. 前記多価金属イオンが、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオン及びアルミニウムイオンからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1~5のいずれか1項に記載の分散液。 6. The dispersion according to any one of claims 1 to 5, wherein the polyvalent metal ion is at least one selected from the group consisting of calcium ions, magnesium ions, zinc ions and aluminum ions. 前記繊維状セルロースの繊維幅が10nm以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載の分散液。 The dispersion according to any one of claims 1 to 6, wherein the fibrous cellulose has a fiber width of 10 nm or less. 請求項1~7のいずれか1項に記載の分散液から形成されるシート。 A sheet formed from the dispersion of any one of claims 1-7. 厚みが40μm以上である、請求項8に記載のシート。 9. The sheet according to claim 8, having a thickness of 40 [mu]m or more. 前記シートを160℃で6時間加熱した場合、下記式により算出されるYI増加率が1600%以下である請求項8又は9に記載のシート;
YI増加率(%)=(加熱後のシートの黄色度-加熱前のシートの黄色度)/加熱前のシートの黄色度×100
上記式において、シートの黄色度はJIS K 7373:2006に準拠して測定した黄色度である。
The sheet according to claim 8 or 9, wherein the YI increase rate calculated by the following formula is 1600% or less when the sheet is heated at 160 ° C. for 6 hours;
YI increase rate (%) = (yellowness of sheet after heating - yellowness of sheet before heating) / yellowness of sheet before heating x 100
In the above formula, the yellowness of the sheet is the yellowness measured according to JIS K 7373:2006.
全光線透過率が70%以上である、請求項8~10のいずれか1項に記載のシート。 The sheet according to any one of claims 8 to 10, which has a total light transmittance of 70% or more. ヘーズが10%以下である、請求項8~11のいずれか1項に記載のシート。 The sheet according to any one of claims 8 to 11, which has a haze of 10% or less.
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