JP5731253B2 - Method for producing cellulose nanofiber - Google Patents

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Description

本発明は、セルロースナノファイバーの製造方法に関する。より詳しくは、本発明は高濃度かつ高流動性のセルロースナノファイバー分散液を与えるセルロースナノファイバーの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing cellulose nanofibers. In more detail, this invention relates to the manufacturing method of the cellulose nanofiber which gives the cellulose nanofiber dispersion liquid of high concentration and high fluidity.

セルロース系原料を2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジン−N−オキシラジカル(以下、TEMPOと称する)と安価な酸化剤である次亜塩素酸ナトリウムとの共存下で処理すると、セルロースのミクロフィブリルの表面にカルボキシル基を効率よく導入することができる。このカルボキシル基を導入したセルロース系原料を水中にてミキサー等で処理すると、高粘度で透明なセルロースナノファイバー水分散液が得られることが知られている(非特許文献1、特許文献1および2)。   When the cellulosic material is treated in the presence of 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidine-N-oxy radical (hereinafter referred to as TEMPO) and sodium hypochlorite which is an inexpensive oxidant, Carboxyl groups can be efficiently introduced onto the surface of cellulose microfibrils. It is known that when this cellulose-based raw material introduced with a carboxyl group is treated in water with a mixer or the like, a highly viscous and transparent cellulose nanofiber aqueous dispersion can be obtained (Non-Patent Document 1, Patent Documents 1 and 2). ).

セルロースナノファイバーは、生分解性の水分散型新規素材である。またセルロースナノファイバーの表面には酸化反応によりカルボキシル基が導入されているため、セルロースナノファイバーを、カルボキシル基を基点として、自由に改質することができる。さらに、上記の方法により得られたセルロースナノファイバーは、分散液の形態であるため各種水溶性ポリマーとブレンド、または有機・無機系顔料と複合化してさらに改質することもできる。さらにまた、セルロースナノファイバーをシート化または繊維化することも可能である。このような特性を活かし、セルロースナノファイバーを高機能包装材料、透明有機基板部材、高機能繊維、分離膜、再生医療材料などに応用して、循環型の安全・安心社会形成に不可欠な新規高機能性商品を開発することが期待されている。   Cellulose nanofiber is a new biodegradable water-dispersed material. Moreover, since the carboxyl group is introduce | transduced by the oxidation reaction on the surface of the cellulose nanofiber, the cellulose nanofiber can be freely modified with the carboxyl group as a base point. Furthermore, since the cellulose nanofibers obtained by the above method are in the form of a dispersion, they can be further modified by blending with various water-soluble polymers or combining with organic / inorganic pigments. Furthermore, cellulose nanofibers can be made into sheets or fibers. Utilizing these characteristics, cellulose nanofibers can be applied to high-performance packaging materials, transparent organic substrate materials, high-performance fibers, separation membranes, regenerative medical materials, etc. It is expected to develop functional products.

しかしながら、木材由来のセルロース系原料(広葉樹パルプ、針葉樹パルプなど)をTEMPOを用いて酸化した後、ミキサーで解繊することにより得たセルロースナノファイバーの分散液は、0.3〜0.5%(w/v)程度の低い濃度でもB型粘度(60rpm、20℃)が800〜4000mPa・sであり非常に高い粘度を有している。このため、従来のセルロースナノファイバーは取扱いが容易ではなく、前述の用途への応用も容易ではなかった。   However, the dispersion of cellulose nanofibers obtained by oxidizing a cellulose-based raw material derived from wood (hardwood pulp, softwood pulp, etc.) using TEMPO and defibrating with a mixer is 0.3 to 0.5%. Even at a concentration as low as (w / v), the B-type viscosity (60 rpm, 20 ° C.) is 800 to 4000 mPa · s, which is very high. For this reason, the conventional cellulose nanofiber was not easy to handle, and it was not easy to apply it to the above-mentioned uses.

特開2008−001728号公報JP 2008-001728 A 特開2010−235679号公報JP 2010-235679 A

Saito,T.,et al.,Cellulose Commun.,14(2),62(2007)Saito, T .; , Et al. Cellulose Commun. , 14 (2), 62 (2007)

発明者らは、従来の木材由来のセルロースナノファイバーに関して予備的に検討した結果、以下の知見を得た。
まず、木材由来のセルロースナノファイバーの分散液を基材に塗布して基材上にフィルムを形成することを試みた。しかしながら分散液の粘度が高すぎて均質な塗布ができないため、分散液中のセルロースナノファイバーの濃度を0.05〜0.4%(w/v)程度と非常に低くして分散液のB型粘度(60rpm、20℃)を10〜3000mPa・s程度に調整する必要があった。このような低濃度の分散液を用いと、所望の厚みのフィルムを得るために何度も塗布と乾燥とを繰り返す必要があり、効率が悪いという問題があった。
As a result of preliminary studies on conventional wood-derived cellulose nanofibers, the inventors have obtained the following knowledge.
First, it tried to apply | coat the dispersion liquid of the cellulose nanofiber derived from wood to a base material, and to form a film on a base material. However, since the viscosity of the dispersion is too high to perform uniform coating, the concentration of cellulose nanofibers in the dispersion is very low, about 0.05 to 0.4% (w / v), and the dispersion B It was necessary to adjust the mold viscosity (60 rpm, 20 ° C.) to about 10 to 3000 mPa · s. When such Ru with a low concentration of the dispersion, also may need to repeat the coating and drying multiple times in order to obtain a film of desired thickness, the efficiency is poor.

次に、木材由来のセルロースナノファイバー分散液を顔料およびバインダーを含む塗料に混ぜて紙などに塗布することを試みた。しかしこの場合も、分散液の粘度が高すぎて他の成分と均一に混合することができず、分散液中のセルロースナノファイバー濃度を低くする必要があった。このような低濃度の分散液を用いた塗料は、塗布に必要な粘性を有さないため塗布が困難であり、かつ乾燥負荷が大きいとの問題があった。さらに、塗料が原紙に浸透して有効塗膜が薄くなり、光沢発現性や表面強度の向上、および印刷むらの抑制等、塗膜に期待される所望の機能が発現しないという問題もあった。   Next, an attempt was made to mix a cellulose nanofiber dispersion derived from wood with a paint containing a pigment and a binder and apply it to paper or the like. However, in this case as well, the viscosity of the dispersion is too high to uniformly mix with other components, and the concentration of cellulose nanofibers in the dispersion has to be lowered. A coating using such a low-concentration dispersion has a problem that it is difficult to apply because it does not have the viscosity required for application, and the drying load is large. In addition, the coating film penetrates into the base paper and the effective coating film becomes thin, and there is also a problem that desired functions expected for the coating film, such as improvement in glossiness and surface strength, and suppression of printing unevenness, are not exhibited.

またこれらの検討において、酸化された木材葉樹由来のセルロース系原料を水に分散させる際に粘度が著しく上昇し、撹拌羽根周辺のみで分散が進行するため、分散液が不均一になるという問題もあった。そこで、酸化された木材葉樹由来のセルロース系原料を、ミキサーよりも解繊・分散力の高いホモジナイザーを用いて解繊処理することを試みたが、分散初期にセルロース系原料が著しく増粘して流動性が悪化し、分散処理時に要する消費電力量が大幅に増大するという問題があった。さらに、装置内部にセルロースナノファイバー分散液が付着して分散が十分に行なわれなくなる、あるいは装置から分散液を取り出す操作等が困難になって分散液の歩留りが低下するという問題もあった。   In these studies, the viscosity of the cellulosic material derived from oxidized wood leaf tree is significantly increased when dispersed in water, and the dispersion proceeds only around the stirring blades, resulting in a non-uniform dispersion. There was also. Therefore, an attempt was made to defibrate the oxidized cellulosic material derived from wood leaves using a homogenizer with higher defibration / dispersion power than the mixer. Thus, there is a problem that the fluidity is deteriorated and the power consumption required for the dispersion process is greatly increased. Furthermore, there is a problem that the cellulose nanofiber dispersion liquid adheres to the inside of the apparatus and the dispersion is not sufficiently performed, or the operation of taking out the dispersion liquid from the apparatus becomes difficult and the yield of the dispersion liquid is lowered.

上記検討の結果、発明者らは、従来の木材由来のセルロースナノファイバーは、高濃度の分散液とした際に粘度が高すぎるため種々の分野への応用が困難になっていることを見出した。   As a result of the above studies, the inventors have found that conventional wood-derived cellulose nanofibers are difficult to be applied to various fields because the viscosity is too high when a high-concentration dispersion is used. .

上記事情を鑑み、本発明は、高濃度でありながら低粘度であるセルロースナノファイバー分散液を与えるセルロースナノファイバーを提供することを課題とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a cellulose nanofiber that gives a cellulose nanofiber dispersion that has a high concentration and a low viscosity.

本発明者らは鋭意検討した結果、広葉樹由来のセルロース系原料中に含まれるヘミセルロース含有量をある量未満にすることで上記課題を解決できることを見出した。すなわち、前記課題は、以下の本発明により解決される。
(A)ヘミセルロース含有量が17質量%未満である広葉樹由来のセルロース系原料を、(a1)N−オキシル化合物および(a2)臭化物、ヨウ化物もしくはこれらの混合物からなる群から選択される化合物の存在下で、(a3)酸化剤を用いて酸化する工程、ならびに
(B)前記工程Aで得た酸化セルロース系原料の濃度が1%(w/v)以上の分散液を調製し、当該酸化セルロース系原料を解繊して分散媒中に分散し、ナノファイバー化する工程、を含む、セルロースナノファイバーの製造方法。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problem can be solved by setting the hemicellulose content contained in the hardwood-derived cellulosic material to less than a certain amount. That is, the said subject is solved by the following this invention.
(A) Presence of a compound selected from the group consisting of (a1) N-oxyl compounds and (a2) bromides, iodides or mixtures thereof, from a broad-leaved tree-derived raw material having a hemicellulose content of less than 17% by mass (A3) a step of oxidizing using an oxidizing agent, and (B) a dispersion liquid in which the concentration of the oxidized cellulose raw material obtained in the step A is 1% (w / v) or more is prepared, and the oxidized cellulose A method for producing cellulose nanofibers, comprising: a step of defibrating a system raw material and dispersing in a dispersion medium to form nanofibers.

本発明により、高濃度でありながら低粘度であるセルロースナノファイバー分散液を与えるセルロースナノファイバーを提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a cellulose nanofiber that gives a cellulose nanofiber dispersion liquid having a high concentration and a low viscosity.

以下、本発明を詳細に説明する。本明細書において「〜」は両端の値を含む。
1.セルロースナノファイバーの製造方法
本発明の製造方法は、(A)ヘミセルロース含有量が17質量%未満である広葉樹由来のセルロース系原料を、(a1)N−オキシル化合物、および(a2)臭化物、ヨウ化物若しくはこれらの混合物からなる群から選択される化合物の存在下で、(a3)酸化剤を用いて酸化する工程、ならびに(B)前記工程Aで得た酸化セルロース系原料の濃度が1%(w/v)以上の分散液を調製し、当該酸化セルロース系原料を解繊して分散媒中に分散し、ナノファイバー化する工程、を含む。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present specification, “to” includes values at both ends.
1. Production method of cellulose nanofiber The production method of the present invention comprises (A) a hardwood-derived cellulosic material having a hemicellulose content of less than 17% by mass, (a1) an N-oxyl compound, and (a2) bromide and iodide. Alternatively, in the presence of a compound selected from the group consisting of these mixtures, (a3) a step of oxidizing using an oxidizing agent, and (B) the concentration of the oxidized cellulose-based raw material obtained in step A is 1% (w / V) A step of preparing the above dispersion, defibrating the oxidized cellulose-based raw material, dispersing it in a dispersion medium, and forming nanofibers.

1−1.工程A
工程Aではヘミセルロース含有量を17質量%未満に調整した広葉樹由来のセルロース系原料を、特定の条件下で酸化する。
1-1. Process A
In step A, a hardwood-derived cellulosic material having a hemicellulose content adjusted to less than 17% by mass is oxidized under specific conditions.

(1)セルロース系原料
本発明で用いる広葉樹由来のセルロース系原料は、ヘミセルロース含有量が17質量%未満であることが必要であり、13質量%未満であることが好ましい。ヘミセルロースとは植物の細胞壁を構成する多糖であり、キシランまたはグルコマンナンの主鎖にアセチル基や糖残基が結合している多糖である。本発明においては、ヘミセルロース含有量が17質量%未満である広葉樹由来のセルロース系原料を用いるので、高濃度であっても低粘度で流動性に優れたセルロースナノファイバー分散液を与えるセルロースナノファイバーを製造できる。この機構については後述する。
(1) Cellulose-based raw material The hardwood-derived cellulose-based raw material used in the present invention is required to have a hemicellulose content of less than 17% by mass, and preferably less than 13% by mass. Hemicellulose is a polysaccharide that constitutes the cell wall of plants, and is a polysaccharide in which an acetyl group or a sugar residue is bonded to the main chain of xylan or glucomannan. In the present invention, a cellulose-based raw material derived from hardwood having a hemicellulose content of less than 17% by mass is used. Therefore, a cellulose nanofiber that gives a cellulose nanofiber dispersion having a low viscosity and excellent fluidity even at a high concentration. Can be manufactured. This mechanism will be described later.

広葉樹由来のセルロース系原料とは、広葉樹由来のパルプ、それらを高圧ホモジナイザーやミル等で粉砕した粉末セルロース、あるいはそれらを酸加水分解などの化学処理により精製した微結晶セルロース粉末等である。   The broad-leaved cellulosic raw material includes hardwood-derived pulp, powdered cellulose obtained by pulverizing them with a high-pressure homogenizer, a mill, or the like, or microcrystalline cellulose powder obtained by purifying them by chemical treatment such as acid hydrolysis.

広葉樹からパルプを製造する方法(パルプ化処理)としては、グラウンドパルプ、サーモメカニカルパルプ等の機械パルプの製造方法、クラフトパルプ、サルファイトパルプ、オルガノソルブパルプ等の化学パルプの製造方法などを例示できる。しかしながら、セルロース系原料中に広葉樹由来のリグニンが多く残留してしまうと当該原料の酸化反応を阻害する恐れがあるので、本発明においては、化学パルプの製造方法により得られたセルロース系原料が好ましい。リグニンをさらに除去するために、このようにして得られたセルロース系原料に公知の漂白処理を施すことがより好ましい。漂白処理方法は、塩素処理(C)、二酸化塩素漂白(D)、アルカリ抽出(E)、次亜塩素酸塩漂白(H)、過酸化水素漂白(P)、アルカリ性過酸化水素処理段(Ep)、アルカリ性過酸化水素・酸素処理段(Eop)、オゾン処理(Z)、キレート処理(Q)などを組合せて行なってよい。例えば、漂白処理は、C/D−E−H−D、Z−E−D−P、Z/D−Ep−D、Z/D−Ep−D−P、D−Ep−D、D−Ep−D−P、D−Ep−P−D、Z−Eop−D−D、Z/D−Eop−D、Z/D−Eop−D−E−D等のシーケンスで実施できる。シーケンス中の「/」は、「/」の前後の処理を洗浄なしで連続して行なうことを意味する。このようにして得られたセルロース系原料(パルプ)の白色度(ISO 2470)は80%以上であることが望ましい。   Examples of methods for producing pulp from hardwood (pulping treatment) include methods for producing mechanical pulp such as ground pulp and thermomechanical pulp, methods for producing chemical pulp such as kraft pulp, sulfite pulp, and organosolv pulp. . However, if a large amount of hardwood-derived lignin remains in the cellulosic raw material, there is a risk of inhibiting the oxidation reaction of the raw material. Therefore, in the present invention, the cellulosic raw material obtained by the method for producing chemical pulp is preferred. . In order to further remove lignin, it is more preferable to subject the cellulosic raw material thus obtained to a known bleaching treatment. Bleaching methods include chlorination (C), chlorine dioxide bleach (D), alkali extraction (E), hypochlorite bleach (H), hydrogen peroxide bleach (P), alkaline hydrogen peroxide treatment stage (Ep ), Alkaline hydrogen peroxide / oxygen treatment stage (Eop), ozone treatment (Z), chelate treatment (Q), and the like. For example, the bleaching treatment can be performed by C / D-E-H-D, Z-E-D-P, Z / D-Ep-D, Z / D-Ep-D-P, D-Ep-D, D- It can be carried out in a sequence such as Ep-DP, D-Ep-PD, Z-Eop-DD, Z / D-Eop-D, Z / D-Eop-D-ED. “/” In the sequence means that the processes before and after “/” are continuously performed without cleaning. The whiteness (ISO 2470) of the cellulosic raw material (pulp) thus obtained is desirably 80% or more.

広葉樹由来のセルロース系原料のヘミセルロース含有量を17質量%未満とする方法は特に限定されないが、パルプ化処理および漂白処理における各条件(薬品の処理濃度、処理時間、処理温度など)を適宜調整することによりヘミセルロース含有量を17質量%未満とできる。通常、製紙分野で一般的に使用されている漂白された広葉樹パルプ(LBKP)中のヘミセルロース含有量は17質量%以上20質量%未満であるので、本発明で用いるセルロース系原料よりヘミセルロース含有量が多い。   The method for setting the hemicellulose content of the hardwood-derived cellulosic raw material to less than 17% by mass is not particularly limited, but each condition in the pulping treatment and bleaching treatment (chemical treatment concentration, treatment time, treatment temperature, etc.) is appropriately adjusted. Thereby, hemicellulose content can be made less than 17 mass%. Usually, since the hemicellulose content in bleached hardwood pulp (LBKP) generally used in the papermaking field is 17% by mass or more and less than 20% by mass, the hemicellulose content is higher than the cellulosic material used in the present invention. Many.

広葉樹とは、例えば、アカシア属(Acacia)、ユーカリノキ属(Eucalyptus)、ハリエンジュ属(Robinia)、ニレ属(Ulmus)である。アカシア属Acacia(以下、A.と略す)としては、A.mangiumu、A.auriculaeformis、A.dealbata、A.mearnsiiなどを挙げることができる。Eucalyptus(以下、E.と略す)としては、E.grandis、E.eulophia、E.eulograndisなどを挙げることができる。ハリエンジュ属Robinia(以下、R.と略す)としては、R.pseudoacacia、R.hispida、R.pseudoacacia f.inermisなどを挙げることができる。ブナ属Ulmus(以下、U.と略す)としては、U.americana、U.parvifolia、U.proceraなどを挙げることができる。   The broad-leaved trees are, for example, the genus Acacia, the genus Eucalyptus, the genus Robinia, and the genus Ulmus. As Acacia genus Acacia (hereinafter abbreviated as A.), A. mangiumu, A. et al. auriculaeformis, A. et al. dealbata, A.M. Mearnsii and the like can be mentioned. Eucalyptus (hereinafter abbreviated as E.) grandis, E .; euphilia, E .; eulograndis and the like. As the genus Robinia (hereinafter abbreviated as R.), R. pseudoacacia, R.P. hispida, R.H. pseudoacacia f. inermis and the like. As the genus Ulmus (hereinafter abbreviated as U.), U. americana, U.S.A. parvifolia, U.S.A. and the like.

セルロース系原料のヘミセルロース含有量は次のようにして測定できる。300mgの凍結乾燥したパルプを72質量%硫酸3mL中で室温下2時間反応した後、硫酸濃度が2.5質量%になるように希釈し、さらに105℃で1時間加熱し、加水分解反応によって単糖溶液を得る。当該溶液を希釈し、イオンクロマトグラフィー(Dionex社製 DX−500、カラム:AS−7、溶離液:水、流速1.1mL/min)にて単糖を定量する。酸加水分解溶液に含まれるキシロースおよびマンノース量から、下式によってヘミセルロースを求めることができる。   The hemicellulose content of the cellulosic material can be measured as follows. After reacting 300 mg of lyophilized pulp in 3 mL of 72% sulfuric acid at room temperature for 2 hours, dilute the sulfuric acid concentration to 2.5% by mass and heat at 105 ° C. for 1 hour. A monosaccharide solution is obtained. The solution is diluted, and monosaccharides are quantified by ion chromatography (DXion 500, manufactured by Dionex, column: AS-7, eluent: water, flow rate 1.1 mL / min). From the amount of xylose and mannose contained in the acid hydrolysis solution, hemicellulose can be obtained by the following formula.

ヘミセルロース含有量(質量%)=(キシロース量(mg)×0.88+マンノース量(mg)×0.9)/パルプ量(mg)×100(%)   Hemicellulose content (% by mass) = (xylose amount (mg) × 0.88 + mannose amount (mg) × 0.9) / pulp amount (mg) × 100 (%)

(2)N−オキシル化合物(a1)
N−オキシル化合物とは、ニトロキシラジカルを発生しうる化合物である。本発明で用いるN−オキシル化合物としては、目的の酸化反応を促進する化合物であれば、いずれの化合物も使用できる。例えば、本発明で使用されるN−オキシル化合物としては、下記一般式(式1)で示される化合物が挙げられる。
(2) N-oxyl compound (a1)
An N-oxyl compound is a compound capable of generating a nitroxy radical. As the N-oxyl compound used in the present invention, any compound can be used as long as it promotes the target oxidation reaction. For example, the N-oxyl compound used in the present invention includes a compound represented by the following general formula (Formula 1).

Figure 0005731253
Figure 0005731253

式1中、R〜Rは、同一または異なって、炭素数1〜4程度のアルキル基を示す。
式1で表される物質のうち、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジン−オキシラジカル(以下TEMPOと称する)が好ましい。また、下記式2〜4のいずれかで表されるN−オキシル化合物、すなわち、4−ヒドロキシTEMPOの水酸基をアルコールでエーテル化、またはカルボン酸若しくはスルホン酸でエステル化し、適度な疎水性を付与した4−ヒドロキシTEMPO誘導体は、安価であり、かつ均一な酸化セルロースを得ることができるため、とりわけ好ましい。
In Formula 1, R < 1 > -R < 4 > is the same or different and shows a C1-C4 alkyl group.
Of the substances represented by Formula 1, 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidine-oxy radical (hereinafter referred to as TEMPO) is preferable. Further, the N-oxyl compound represented by any one of the following formulas 2 to 4, that is, the hydroxyl group of 4-hydroxy TEMPO was etherified with alcohol or esterified with carboxylic acid or sulfonic acid to impart moderate hydrophobicity. The 4-hydroxy TEMPO derivative is particularly preferable because it is inexpensive and can provide uniform oxidized cellulose.

Figure 0005731253
Figure 0005731253

式2〜4中、Rは炭素数4以下の直鎖または分岐状炭素鎖である。
さらに、下記式5で表されるN−オキシル化合物、すなわち、アザアダマンタン型ニトロキシラジカルは、短時間で、重合度の高いセルロースナノファイバーを製造できるので好ましい。
In formulas 2 to 4, R is a linear or branched carbon chain having 4 or less carbon atoms.
Furthermore, an N-oxyl compound represented by the following formula 5, that is, an azaadamantane type nitroxy radical, is preferable because cellulose nanofibers having a high degree of polymerization can be produced in a short time.

Figure 0005731253
Figure 0005731253

式5中、RおよびRは、同一または異なって、水素またはC〜Cの直鎖もしくは分岐鎖アルキル基を示す。
N−オキシル化合物の使用量は、セルロース系原料をナノファイバー化できる触媒量であれば特に制限されない。例えば、絶乾1gのセルロース系原料に対して、0.01〜10mmolが好ましく、0.01〜1mmolがより好ましく、0.05〜0.5mmolがさらに好ましい。
In Formula 5, R 5 and R 6 are the same or different and each represents hydrogen or a C 1 to C 6 linear or branched alkyl group.
The amount of the N-oxyl compound used is not particularly limited as long as it is a catalyst amount capable of converting the cellulose-based raw material into nanofibers. For example, 0.01 to 10 mmol is preferable, 0.01 to 1 mmol is more preferable, and 0.05 to 0.5 mmol is more preferable with respect to 1 g of the absolutely dry cellulosic material.

(3)臭化物またはヨウ化物(a2)
臭化物とは臭素を含む化合物であり、その例には、水中で解離してイオン化可能な臭化アルカリ金属が含まれる。また、ヨウ化物とはヨウ素を含む化合物であり、その例には、ヨウ化アルカリ金属が含まれる。臭化物またはヨウ化物の使用量は、酸化反応を促進できる範囲で選択できる。臭化物およびヨウ化物の合計量は、例えば、絶乾1gのセルロース系原料に対して、0.1〜100mmolが好ましく、0.1〜10mmolがより好ましく、0.5〜5mmolがさらに好ましい。
(3) Bromide or iodide (a2)
Bromide is a compound containing bromine, examples of which include alkali metal bromides that can dissociate and ionize in water. Further, an iodide is a compound containing iodine, and examples thereof include alkali metal iodide. The amount of bromide or iodide used can be selected as long as the oxidation reaction can be promoted. The total amount of bromide and iodide is, for example, preferably from 0.1 to 100 mmol, more preferably from 0.1 to 10 mmol, and even more preferably from 0.5 to 5 mmol, based on 1 g of the cellulosic raw material.

(4)酸化剤(a3)
セルロース系原料の酸化の際に用いる酸化剤としては、公知のものを使用でき、例えばハロゲン、次亜ハロゲン酸、亜ハロゲン酸、過ハロゲン酸またはそれらの塩、ハロゲン酸化物、過酸化物などを使用できる。中でも、コストの観点から、現在工業プロセスにおいて最も汎用されている安価で環境負荷の少ない次亜塩素酸ナトリウムが特に好適である。一般に、広葉樹由来のセルロース系原料は、針葉樹由来のセルロース系原料に比べて、カルボキシル基を導入しにくい(すなわち、酸化しにくい)ので、酸化剤の使用量を適切な範囲に調整して、酸化の進行を促進することが好ましい。酸化剤の適切な使用量は、用いる広葉樹の樹種によっても異なるが、例えば、絶乾1gのセルロース系原料に対して、0.5〜500mmolが好ましく、0.5〜50mmolがより好ましく、2.5〜25mmolがさらに好ましく、5〜20mmolが最も好ましい。
(4) Oxidizing agent (a3)
As the oxidizing agent used in the oxidation of the cellulosic raw material, known ones can be used, for example, halogen, hypohalous acid, halous acid, perhalogen acid or salts thereof, halogen oxide, peroxide, etc. Can be used. Among these, from the viewpoint of cost, sodium hypochlorite, which is the most widely used in industrial processes and has a low environmental load, is particularly suitable. In general, broad-leaved cellulosic raw materials are less likely to introduce carboxyl groups (that is, less susceptible to oxidation) than coniferous cellulosic raw materials, so the amount of oxidizing agent used is adjusted to an appropriate range for oxidation. It is preferable to promote the progress of. The appropriate amount of the oxidizing agent used varies depending on the hardwood species to be used, but is preferably 0.5 to 500 mmol, more preferably 0.5 to 50 mmol, for example, with respect to 1 g of cellulosic raw material. 5 to 25 mmol is more preferable, and 5 to 20 mmol is most preferable.

(5)酸化反応条件
本工程は、比較的温和な条件であっても反応を効率よく進行させられる。よって、反応温度は15〜30℃程度の室温であってもよい。反応の進行に伴ってセルロース中にカルボキシル基が生成するため、反応液のpHの低下が認められる。酸化反応を効率よく進行させるためには、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性溶液を添加して、反応液のpHを9〜12、好ましくは10〜11程度に維持することが好ましい。反応媒体は、取扱い性の容易さや、副反応が生じにくいこと等から、水が好ましい。
(5) Oxidation reaction conditions This step allows the reaction to proceed efficiently even under relatively mild conditions. Therefore, the reaction temperature may be a room temperature of about 15 to 30 ° C. As the reaction proceeds, a carboxyl group is generated in the cellulose, so that the pH of the reaction solution is reduced. In order to advance the oxidation reaction efficiently, it is preferable to add an alkaline solution such as an aqueous sodium hydroxide solution to maintain the pH of the reaction solution at about 9 to 12, preferably about 10 to 11. The reaction medium is preferably water because it is easy to handle and hardly causes side reactions.

酸化反応における反応時間は、酸化の進行の程度に従って適宜設定することができ、特に限定されないが、例えば、0.5〜6時間、好ましくは2〜6時間、さらに好ましくは4〜6時間程度である。また、酸化反応は、2段階に分けて実施してもよい。例えば、1段目の反応終了後に濾別して得られた酸化セルロースを、再度、同一または異なる反応条件で酸化させることにより、1段目の反応で副生する食塩による反応阻害を受けることなく、セルロース系原料に効率よくカルボキシル基を導入でき、セルロース系原料の酸化を促進することができる。   The reaction time in the oxidation reaction can be appropriately set according to the progress of oxidation, and is not particularly limited. For example, the reaction time is 0.5 to 6 hours, preferably 2 to 6 hours, and more preferably about 4 to 6 hours. is there. The oxidation reaction may be performed in two stages. For example, oxidized cellulose obtained by filtration after the completion of the first stage reaction is oxidized again under the same or different reaction conditions, so that the cellulose is not subject to reaction inhibition by the salt produced as a by-product in the first stage reaction. The carboxyl group can be efficiently introduced into the system material, and the oxidation of the cellulosic material can be promoted.

本工程では、酸化されたセルロース系原料のカルボキシル基量が、セルロース系原料の絶乾質量に対して、1.0mmol/g以上となるように条件を設定することが好ましい。この場合のカルボキシル基量は、より好ましくは1.0mmol/g〜3.0mmol/g、さらに好ましくは1.4mmol/g〜3.0mmol/g、特に好ましくは1.5mmol/g〜2.5mmol/gである。カルボキシル基量は、酸化反応時間の調整、酸化反応温度の調整、酸化反応時のpHの調整、N−オキシル化合物や臭化物、ヨウ化物、酸化剤の添加量の調整などを行なうことにより調製できる。   In this step, it is preferable to set conditions so that the amount of carboxyl groups of the oxidized cellulose raw material is 1.0 mmol / g or more with respect to the absolute dry mass of the cellulose raw material. In this case, the carboxyl group amount is more preferably 1.0 mmol / g to 3.0 mmol / g, further preferably 1.4 mmol / g to 3.0 mmol / g, and particularly preferably 1.5 mmol / g to 2.5 mmol. / G. The amount of the carboxyl group can be adjusted by adjusting the oxidation reaction time, adjusting the oxidation reaction temperature, adjusting the pH during the oxidation reaction, adjusting the addition amount of the N-oxyl compound, bromide, iodide, or oxidizing agent.

次の工程Bにおける分散性を高めるために、工程Aで得た酸化されたセルロース系原料は洗浄されることが好ましい。   In order to enhance the dispersibility in the next step B, the oxidized cellulose-based raw material obtained in step A is preferably washed.

1−2.工程B
本工程では、(B)前記工程Aで得た酸化セルロース系原料の濃度が1%(w/v)以上の分散液を調製し、当該酸化セルロース系原料を解繊して前記分散媒中に分散し、ナノファイバー化する。「ナノファイバー化する」とは、セルロース系原料を、幅2〜5nm、長さ1〜5μm程度のセルロースのシングルミクロフィブリルであるセルロースナノファイバーへと加工することを意味する。分散液とは前記酸化セルロース系原料が分散媒に分散している液である。取扱い容易性から、分散媒は水であることが好ましい。この分散液として工程Aで得た反応混合物をそのまま用いてもよいし、必要に応じて希釈して用いてもよい。
1-2. Process B
In this step, (B) a dispersion liquid in which the concentration of the oxidized cellulose raw material obtained in the step A is 1% (w / v) or more is prepared, and the oxidized cellulose raw material is defibrated to be contained in the dispersion medium. Disperse into nanofibers. “To make nanofiber” means to process a cellulosic raw material into cellulose nanofiber which is a single microfibril of cellulose having a width of about 2 to 5 nm and a length of about 1 to 5 μm. A dispersion is a liquid in which the oxidized cellulose raw material is dispersed in a dispersion medium. From the viewpoint of ease of handling, the dispersion medium is preferably water. As this dispersion, the reaction mixture obtained in Step A may be used as it is, or may be diluted as necessary.

当該酸化セルロース系原料を解繊して前記分散媒中に分散させるには、高速回転式、コロイドミル式、高圧式、ロールミル式、超音波式などの装置を用いて前記分散液に強力なせん断力を印加することが好ましい。特に、セルロースナノファイバーを効率よく得るには、前記分散液に50MPa以上の圧力を印加し、かつ強力なせん断力を印加できる湿式の高圧または超高圧ホモジナイザーを用いることが好ましい。前記圧力は、より好ましくは100MPa以上であり、さらに好ましくは140MPa以上である。この処理により、酸化セルロース系原料が解繊してセルロースナノファイバーが形成され、かつセルロースナノファイバーが分散媒中に分散する。   In order to disentangle the oxidized cellulose raw material and disperse it in the dispersion medium, a strong shear is applied to the dispersion using an apparatus such as a high-speed rotation type, a colloid mill type, a high pressure type, a roll mill type, or an ultrasonic type. It is preferable to apply a force. In particular, in order to efficiently obtain cellulose nanofibers, it is preferable to use a wet high-pressure or ultrahigh-pressure homogenizer that can apply a pressure of 50 MPa or more to the dispersion and can apply a strong shearing force. The pressure is more preferably 100 MPa or more, and further preferably 140 MPa or more. By this treatment, the oxidized cellulose-based raw material is defibrated to form cellulose nanofibers, and the cellulose nanofibers are dispersed in the dispersion medium.

前記処理に供する分散液中の酸化セルロース系原料濃度は1%(w/v)以上であるが、好ましくは1〜5%(w/v)、より好ましくは2〜5%(w/v)である。本発明ではヘミセルロースを特定量未満にした広葉樹由来のセルロース系原料を用いるので、酸化セルロース系原料濃度をこのように高くしても、解繊処理中に系の粘度が上昇せず効率よくセルロースナノファイバーを得ることができる。   The concentration of the oxidized cellulose raw material in the dispersion used for the treatment is 1% (w / v) or more, preferably 1 to 5% (w / v), more preferably 2 to 5% (w / v). It is. In the present invention, a cellulose-based raw material derived from hardwood with less than a specific amount of hemicellulose is used. Therefore, even if the oxidized cellulose-based raw material concentration is increased in this way, the viscosity of the system does not increase during the defibrating process and the cellulose Fiber can be obtained.

1−3.低粘度化処理
本発明では、より低粘度であるセルロースナノファイバー分散液を与えるセルロースナノファイバーを得るために、工程Bの前に、工程Aで得た酸化されたセルロース系原料(以下単に「セルロース原料」ともいう)を低粘度化処理することが好ましい。低粘度化処理とは、酸化されたセルロース系原料のセルロース鎖を適度に切断(セルロース鎖を短繊維化)することである。このように処理された原料は分散液としたときの粘度が低くなるので、低粘度化処理とは、低粘度の分散液を与えるセルロース系原料を得る処理ともいえる。低粘度化処理は、セルロース系原料の粘度が低下するような処理であればよいが、例えば、酸化されたセルロース系原料に紫外線を照射する処理、酸化されたセルロース系原料を過酸化水素およびオゾンで酸化分解する処理、酸化されたセルロース系原料を酸で加水分解する処理、ならびにこれらの組み合わせなどが挙げられる。
1-3. In the present invention, in order to obtain a cellulose nanofiber that gives a cellulose nanofiber dispersion having a lower viscosity, before the step B, the oxidized cellulose-based raw material (hereinafter simply referred to as “cellulose”) obtained in the step A is obtained. It is preferable to reduce the viscosity of the raw material). The viscosity reduction treatment is to appropriately cut the cellulose chain of the oxidized cellulose raw material (shorten the cellulose chain). Since the raw material thus treated has a low viscosity when used as a dispersion, the viscosity reduction treatment can be said to be a treatment for obtaining a cellulosic raw material that gives a low-viscosity dispersion. The viscosity reduction treatment may be any treatment that lowers the viscosity of the cellulosic raw material. For example, the treatment of irradiating the oxidized cellulosic raw material with ultraviolet rays, the oxidized cellulosic raw material with hydrogen peroxide and ozone Examples thereof include a process of oxidizing and decomposing with an acid, a process of hydrolyzing an oxidized cellulosic raw material with an acid, and a combination thereof.

(1)紫外線照射
酸化されたセルロース系原料に紫外線を照射して低粘度化処理を行なう場合、紫外線の波長は、好ましくは100〜400nmであり、より好ましくは100〜300nmである。このうち、波長135〜260nmの紫外線は、直接セルロースやヘミセルロースに作用して低分子化を引き起こし、セルロース系原料を短繊維化することができるので特に好ましい。
(1) Ultraviolet irradiation When the oxidized cellulose-based raw material is irradiated with ultraviolet rays to reduce the viscosity, the wavelength of the ultraviolet rays is preferably 100 to 400 nm, more preferably 100 to 300 nm. Among these, ultraviolet rays having a wavelength of 135 to 260 nm are particularly preferable because they can directly act on cellulose and hemicellulose to cause low molecular weight and shorten the cellulose-based raw material.

紫外線を照射する光源としては、100〜400nmの波長領域の光を照射できるものを使用すればよい。その具体例には、キセノンショートアークランプ、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ等が含まれ、これらの1種あるいは2種以上を任意に組合せて使用できる。特に波長特性の異なる複数の光源を組合せて使用すると、異なる波長の紫外線を同時に照射してセルロース鎖やヘミセルロース鎖の切断箇所を増加させられるので短繊維化を促進できる。   What is necessary is just to use what can irradiate the light of the wavelength range of 100-400 nm as a light source which irradiates an ultraviolet-ray. Specific examples thereof include a xenon short arc lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, and the like, and one or more of these can be used in any combination. . In particular, when a plurality of light sources having different wavelength characteristics are used in combination, ultraviolet rays having different wavelengths can be simultaneously irradiated to increase the number of cellulose chains and hemicellulose chains to be cut, thereby facilitating shortening of the fibers.

紫外線照射を行なう際の酸化されたセルロース系原料を収容する容器としては、例えば、300nmより長波長の紫外線を用いる場合は、硬質ガラス製容器を用いることができるが、それより短波長の紫外線を用いる場合は、紫外線をより透過させる石英ガラス製容器を用いることが好ましい。容器における紫外線による反応に関与しない部分の材質は、紫外線の波長に対して劣化の少ない材質を適宜選択してよい。   As a container for containing the oxidized cellulosic raw material when performing ultraviolet irradiation, for example, when using ultraviolet light having a wavelength longer than 300 nm, a hard glass container can be used, but ultraviolet light having a shorter wavelength than that can be used. When used, it is preferable to use a quartz glass container which allows more ultraviolet rays to pass through. As the material of the portion not participating in the reaction by the ultraviolet rays in the container, a material having little deterioration with respect to the wavelength of the ultraviolet rays may be appropriately selected.

反応を効率よく行なうために、酸化されたセルロース系原料は分散媒に分散させて分散液とし、当該分散液に紫外線を照射することが好ましい。分散媒は、副反応を抑制する観点等から水が好ましい。エネルギー効率を高める観点から、分散液中のセルロースナノファイバー濃度は0.1質量%以上が好ましい。また紫外線照射装置内でのセルロース系原料の流動性を良好とし反応効率を高めるために、当該濃度は12質量%以下が好ましい。従って、当該濃度は0.1〜12質量%が好ましく、0.5〜5質量%がより好ましく、1〜3質量%がさらに好ましい。   In order to carry out the reaction efficiently, it is preferable to disperse the oxidized cellulose-based raw material in a dispersion medium to form a dispersion, and irradiate the dispersion with ultraviolet rays. The dispersion medium is preferably water from the viewpoint of suppressing side reactions. From the viewpoint of increasing energy efficiency, the concentration of cellulose nanofibers in the dispersion is preferably 0.1% by mass or more. Further, in order to improve the flowability of the cellulose-based raw material in the ultraviolet irradiation device and increase the reaction efficiency, the concentration is preferably 12% by mass or less. Therefore, the concentration is preferably 0.1 to 12% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass, and further preferably 1 to 3% by mass.

また反応効率の点から、反応温度は20℃以上が好ましい。一方、温度が高すぎるとセルロース系原料の劣化や、反応装置内の圧力が大気圧を超えるおそれが生じるので、反応温度は95℃以下が好ましい。従って、反応温度は20〜95℃が好ましく、20〜80℃がより好ましく、20〜50℃がさらに好ましい。さらに反応温度がこの範囲であると、耐圧性を考慮した装置設計を行なう必要性がないという利点もある。当該反応における系のpHは限定されないが、プロセスの簡素化を考えると中性領域、例えばpH6.0〜8.0程度が好ましい。   In view of reaction efficiency, the reaction temperature is preferably 20 ° C. or higher. On the other hand, if the temperature is too high, the cellulosic raw material may be deteriorated or the pressure in the reaction apparatus may exceed atmospheric pressure. Therefore, the reaction temperature is preferably 95 ° C. or lower. Therefore, the reaction temperature is preferably 20 to 95 ° C, more preferably 20 to 80 ° C, and further preferably 20 to 50 ° C. Further, when the reaction temperature is within this range, there is an advantage that it is not necessary to design an apparatus in consideration of pressure resistance. The pH of the system in the reaction is not limited, but in view of simplification of the process, a neutral region, for example, about pH 6.0 to 8.0 is preferable.

紫外線照射の程度は、照射反応装置内でのセルロース系原料の滞留時間や照射光源のエネルギー量を調節すること等により、任意に設定できる。また例えば、照射装置内のセルロース系原料分散液の濃度を水等によって希釈する、あるいは空気や窒素等の不活性気体を吹き込んで希釈することにより、セルロース系原料が受ける紫外線の照射量を調整できる。これらの条件は、処理後のセルロース系原料の品質(繊維長やセルロース重合度等)を所期の値とするために適宜選択される。   The degree of ultraviolet irradiation can be arbitrarily set by adjusting the residence time of the cellulosic raw material in the irradiation reaction apparatus or the energy amount of the irradiation light source. Further, for example, by diluting the concentration of the cellulosic raw material dispersion in the irradiation apparatus with water or the like, or by blowing and diluting with an inert gas such as air or nitrogen, the irradiation amount of ultraviolet rays received by the cellulosic material can be adjusted. . These conditions are appropriately selected so that the quality (fiber length, cellulose polymerization degree, etc.) of the cellulosic raw material after the treatment is set to a desired value.

紫外線照射処理は、酸素、オゾン、または、過酸化物(過酸化水素、過酢酸、過炭酸Na、過ホウ酸Na等)などの助剤の存在下で行なうと、光酸化反応の効率をより高めることができるので好ましい。特に135〜242nmの波長領域の紫外線を照射する場合、光源周辺の気相部には通常存在する空気によってオゾンが生成するが、このオゾンを助剤として用いることが好ましい。本発明においては、この光源周辺部に連続的に空気を供給して生成するオゾンを連続的に抜き出し、この抜き出したオゾンを酸化されたセルロース系原料へと注入することにより、系外からオゾンを供給すること無しに、光酸化反応の助剤としてオゾンを利用することができる。さらに、光源周辺の気相部に酸素を供給することにより、より大量のオゾンを系内に発生させることもできる。このように、本発明においては、紫外線照射反応装置で副次的に発生するオゾンを利用することができる。   When the ultraviolet irradiation treatment is carried out in the presence of an auxiliary agent such as oxygen, ozone, or peroxide (hydrogen peroxide, peracetic acid, sodium percarbonate, sodium perborate, etc.), the efficiency of the photooxidation reaction is further improved. Since it can raise, it is preferable. In particular, when ultraviolet rays having a wavelength region of 135 to 242 nm are irradiated, ozone is generated by air that normally exists in the gas phase portion around the light source, and this ozone is preferably used as an auxiliary agent. In the present invention, the ozone generated by continuously supplying air to the periphery of the light source is continuously extracted, and the ozone extracted from outside the system is injected into the oxidized cellulosic raw material. Without supply, ozone can be used as an auxiliary for the photo-oxidation reaction. Furthermore, a larger amount of ozone can be generated in the system by supplying oxygen to the gas phase around the light source. As described above, in the present invention, ozone that is secondarily generated in the ultraviolet irradiation reactor can be used.

紫外線照射処理は、複数回繰り返すことができる。繰り返しの回数は、処理後のセルロース系原料の品質や、漂白などの後処理などとの関係に応じて適宜設定できる。例えば、100〜400nm、好ましくは135〜260nmの紫外線を、1〜10回、好ましくは2〜5回程度照射することができる。この際、1回あたりの照射時間は0.5〜10時間が好ましく、0.5〜3時間が好ましい。   The ultraviolet irradiation treatment can be repeated a plurality of times. The number of repetitions can be appropriately set according to the relationship with the quality of the cellulosic raw material after the treatment and the post-treatment such as bleaching. For example, ultraviolet rays of 100 to 400 nm, preferably 135 to 260 nm can be irradiated 1 to 10 times, preferably about 2 to 5 times. At this time, the irradiation time per time is preferably 0.5 to 10 hours, and more preferably 0.5 to 3 hours.

(2)過酸化水素およびオゾンによる酸化分解
当該処理で使用するオゾンは、空気あるいは酸素を原料としてオゾン発生装置にて公知の方法で発生させることができる。前述のとおり、酸化反応を効率よく行なうためにセルロース系原料を水等の分散媒に分散させて分散液として用いることが好ましい。本発明におけるオゾンの使用量(質量)は、セルロース系原料の絶乾質量の0.1〜3倍が好ましい。オゾンの使用量がセルロース系原料の絶乾質量の0.1倍以上であればセルロースの非晶部を十分に分解することができ、次の工程Bでの解繊・分散処理に要するエネルギーを大幅に削減できる。一方、オゾンの使用量が過度に多くなるとセルロースの過度の分解が起こりうるが、当該使用量がセルロース系原料の絶乾質量の3倍以下であると、過度の分解を抑制できる。よって、オゾン使用量は、セルロース系原料の絶乾質量の0.3〜2.5倍がより好ましく、0.5〜1.5倍がさらに好ましい。
(2) Oxidative decomposition with hydrogen peroxide and ozone Ozone used in the treatment can be generated by a known method using an ozone generator using air or oxygen as a raw material. As described above, in order to efficiently perform the oxidation reaction, it is preferable to use the cellulose-based raw material as a dispersion by dispersing it in a dispersion medium such as water. The amount (mass) of ozone used in the present invention is preferably 0.1 to 3 times the absolute dry mass of the cellulosic material. If the amount of ozone used is at least 0.1 times the absolute dry mass of the cellulosic raw material, the amorphous part of the cellulose can be sufficiently decomposed, and the energy required for the defibration / dispersion treatment in the next step B It can be greatly reduced. On the other hand, if the amount of ozone used is excessively large, excessive decomposition of cellulose can occur, but if the amount used is three times or less the absolute dry mass of the cellulose-based raw material, excessive decomposition can be suppressed. Therefore, the amount of ozone used is more preferably 0.3 to 2.5 times the absolute dry mass of the cellulosic raw material, and even more preferably 0.5 to 1.5 times.

過酸化水素の使用量(質量)は、セルロース系原料の絶乾質量の0.001〜1.5倍が好ましい。セルロース系原料の0.001倍以上の量で過酸化水素を使用すると、オゾンと過酸化水素との相乗作用が生じ、効率のよい反応が可能となる。一方、セルロース系原料の分解には、セルロース系原料の1.5倍以下程度の量の過酸化水素を使用すれば十分であり、それより多い使用量はコストアップにつながる。よって、過酸化水素の使用量は、セルロース系原料の絶乾質量の0.1〜1.0倍がより好ましい。   The amount (mass) of hydrogen peroxide used is preferably 0.001 to 1.5 times the absolute dry mass of the cellulosic material. When hydrogen peroxide is used in an amount of 0.001 times or more that of the cellulosic raw material, a synergistic action between ozone and hydrogen peroxide occurs, and an efficient reaction becomes possible. On the other hand, for the decomposition of the cellulosic raw material, it is sufficient to use hydrogen peroxide in an amount of about 1.5 times or less that of the cellulosic raw material. Therefore, the amount of hydrogen peroxide used is more preferably 0.1 to 1.0 times the absolute dry mass of the cellulosic material.

反応効率の観点から、オゾンおよび過酸化水素による酸化分解処理における系のpHは2〜12が好ましく、pH4〜10がより好ましく、pH6〜8がさらに好ましい。温度は10〜90℃が好ましく、20〜70℃がより好ましく、30〜50℃がさらに好ましい。処理時間は、1〜20時間が好ましく、2〜10時間がより好ましく、3〜6時間がさらに好ましい。   From the viewpoint of reaction efficiency, the pH of the system in the oxidative decomposition treatment with ozone and hydrogen peroxide is preferably 2 to 12, more preferably 4 to 10, and still more preferably 6 to 8. The temperature is preferably 10 to 90 ° C, more preferably 20 to 70 ° C, and further preferably 30 to 50 ° C. The treatment time is preferably 1 to 20 hours, more preferably 2 to 10 hours, and further preferably 3 to 6 hours.

オゾンおよび過酸化水素による処理を行なうための装置は、通常使用される装置を用いることができる。その例には、反応室、撹拌機、薬品注入装置、加熱器、およびpH電極を備えた通常の反応器が含まれる。   As a device for performing the treatment with ozone and hydrogen peroxide, a commonly used device can be used. Examples include a conventional reactor with a reaction chamber, a stirrer, a chemical injector, a heater, and a pH electrode.

オゾンおよび過酸化水素による処理後、水溶液中に残留するオゾンや過酸化水素は次の工程Bの解繊・分散処理でも有効に作用するので、より低粘度の分散液を与えるセルロースナノファイバーを製造できる。   After the treatment with ozone and hydrogen peroxide, ozone and hydrogen peroxide remaining in the aqueous solution work effectively in the defibration / dispersion treatment in the next step B, so manufacturing cellulose nanofibers that give a dispersion with a lower viscosity. it can.

過酸化水素およびオゾンにより、酸化されたセルロース系原料の低粘度処理を効率よく実施できる理由は以下のように推察される。N−オキシル化合物を用いて酸化されたセルロース系原料の表面にはカルボキシル基が局在しており、水和層が形成されている。そのため、当該原料同士は近接して存在しネットワークを形成しているので当該原料を含む分散液の粘度は高い。しかし、原料同士の間にはカルボキシル基同士の電荷反発力の作用で通常のパルプでは見られない微視的隙間が存在しており、当該原料をオゾンおよび過酸化水素で処理すると、オゾンおよび過酸化水素から酸化力に優れるヒドロキシラジカルが発生し、微視的隙間に浸透して当該原料中のセルロース鎖を効率よく酸化分解してセルロース系原料を短繊維化する。   The reason why the low-viscosity treatment of the oxidized cellulosic raw material can be efficiently performed with hydrogen peroxide and ozone is presumed as follows. Carboxyl groups are localized on the surface of the cellulose-based raw material oxidized using the N-oxyl compound, and a hydrated layer is formed. For this reason, since the raw materials are close to each other and form a network, the viscosity of the dispersion containing the raw materials is high. However, there is a microscopic gap between the raw materials that cannot be seen in ordinary pulp due to the charge repulsive force between the carboxyl groups. When the raw material is treated with ozone and hydrogen peroxide, ozone and excess Hydroxyl radicals excellent in oxidizing power are generated from hydrogen oxide, penetrate into microscopic gaps, and efficiently oxidatively decompose cellulose chains in the raw material to shorten the cellulose-based raw material.

(3)酸による加水分解
本処理では、酸化されたセルロース系原料に酸を添加してセルロース鎖の加水分解(酸加水分解処理)を行なう。酸としては、硫酸、塩酸、硝酸、またはリン酸のような鉱酸を使用することが好ましい。前述のとおり、反応を効率よく行なうために、酸化されたセルロース系原料を水等の分散媒に分散させた分散液を用いることが好ましい。酸加水分解処理の条件としては、酸がセルロースの非晶部に作用するような条件であればよい。例えば、酸の添加量としては、セルロース系原料の絶乾質量に対して0.01〜0.5質量%が好ましく、0.1〜0.5質量%がさらに好ましい。酸の添加量が0.01質量%以上であると、セルロースの加水分解が進行し、次の工程Bでの処理効率が向上するので好ましい。また、当該添加量が0.5質量%以下であるとセルロースの過度の加水分解を防ぐことができ、セルロースナノファイバーの収率の低下を防止することができる。酸加水分解時の系のpHは、2.0〜4.0が好ましく、2.0以上3.0未満がより好ましい。酸加水分解効率の観点から、温度70〜120℃で、1〜10時間反応を行なうことが好ましい。
(3) Hydrolysis with acid In this treatment, an acid is added to the oxidized cellulose raw material to hydrolyze the cellulose chain (acid hydrolysis treatment). As the acid, it is preferable to use a mineral acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, or phosphoric acid. As described above, in order to perform the reaction efficiently, it is preferable to use a dispersion liquid in which an oxidized cellulose-based raw material is dispersed in a dispersion medium such as water. The conditions for the acid hydrolysis treatment may be any conditions that allow the acid to act on the amorphous part of the cellulose. For example, the amount of acid added is preferably 0.01 to 0.5% by mass, more preferably 0.1 to 0.5% by mass, based on the absolute dry mass of the cellulosic material. It is preferable for the amount of acid added to be 0.01% by mass or more because hydrolysis of cellulose proceeds and the processing efficiency in the next step B is improved. Moreover, the excessive hydrolysis of a cellulose can be prevented as the said addition amount is 0.5 mass% or less, and the fall of the yield of a cellulose nanofiber can be prevented. The pH of the system during acid hydrolysis is preferably from 2.0 to 4.0, more preferably from 2.0 to less than 3.0. From the viewpoint of acid hydrolysis efficiency, the reaction is preferably performed at a temperature of 70 to 120 ° C. for 1 to 10 hours.

次の工程Bの処理を効率よく行なうために、酸加水分解処理後は水酸化ナトリウム等のアルカリを添加して中和することが好ましい。
酸加水分解処理により、酸化されたセルロース系原料の低粘度処理を効率よく実施できる理由は以下のように推察される。前述のとおり、N−オキシル化合物を用いて酸化されたセルロース系原料の表面にはカルボキシル基が局在しており、水和層が形成され、当該原料同士は近接して存在しネットワークを形成している。当該原料に、酸を添加して加水分解を行なうと、ネットワーク中の電荷のバランスが崩れてセルロース分子の強固なネットワークが崩れ、当該原料の比表面積が増大し、セルロース系原料の短繊維化が促進され、セルロース系原料が低粘度化する。
In order to efficiently carry out the treatment in the next step B, it is preferable to neutralize by adding an alkali such as sodium hydroxide after the acid hydrolysis treatment.
The reason why the low-viscosity treatment of the oxidized cellulose raw material can be efficiently performed by the acid hydrolysis treatment is presumed as follows. As described above, the carboxyl group is localized on the surface of the cellulosic raw material oxidized using the N-oxyl compound, a hydrated layer is formed, and the raw materials are close to each other to form a network. ing. When an acid is added to the raw material for hydrolysis, the balance of charges in the network is lost, the strong network of cellulose molecules is lost, the specific surface area of the raw material is increased, and the cellulose-based raw material is shortened. This promotes the viscosity of the cellulosic material.

2.本発明の製造方法により得られたセルロースナノファイバー
本発明により製造されるセルロースナノファイバーは、幅2〜5nm、長さ1〜5μm程度のセルロースのシングルミクロフィブリルである。本発明により得られたセルロースナノファイバーは、濃度1.0%(w/v)の水分散液としたときのB型粘度(60rpm、20℃)が、好ましくは800mPa・s以下、さらに好ましくは500mPa・s以下、よりさらに好ましくは100mPa・s以下である。B型粘度の下限値は特に限定されないが、通常、1mPa・s以上、または5mPa・s以上程度である。セルロースナノファイバー水分散液のB型粘度は、通常のB型粘度計を用いて測定することができる。例えば、B型粘度は、東機産業株式会社製のTV−10型粘度計を用いて、20℃および60rpmの条件で測定することができる。
2. Cellulose nanofibers obtained by the production method of the present invention The cellulose nanofibers produced by the present invention are cellulose single microfibrils having a width of about 2 to 5 nm and a length of about 1 to 5 μm. The cellulose nanofibers obtained according to the present invention have a B-type viscosity (60 rpm, 20 ° C.) of an aqueous dispersion having a concentration of 1.0% (w / v), preferably 800 mPa · s or less, more preferably 500 mPa · s or less, more preferably 100 mPa · s or less. The lower limit of the B-type viscosity is not particularly limited, but is usually about 1 mPa · s or more, or about 5 mPa · s or more. The B-type viscosity of the cellulose nanofiber aqueous dispersion can be measured using a normal B-type viscometer. For example, the B type viscosity can be measured using a TV-10 viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. under the conditions of 20 ° C. and 60 rpm.

本発明により製造されるセルロースナノファイバーは、このように比較的濃度が高い水分散液においても優れた流動性を有する。このため、基材の上に塗布してコーティング剤としての用途に好適である。特に、本発明により得られたセルロースナノファイバーからなるコーティング層はバリヤー性にも優れるので、包装材料等の様々な用途に適用ができる。特にコーティング剤に適用する場合は塗工性の点から、1%(w/v)のセルロースナノファイバー分散液のB型粘度(60rpm、20℃)が500mPa・s以下であることが好ましく、100mPa・s以下であることがより好ましく、50mPa・s以下であることがさらに好ましい。このようなセルロースナノファイバー分散液は高粘度かつ低粘度であるので、一定以上の膜厚および優れた表面性を有するの塗工層を効率よく形成できる。   The cellulose nanofibers produced according to the present invention have excellent fluidity even in such a relatively high concentration aqueous dispersion. For this reason, it is suitable for the use as a coating agent by applying on a base material. In particular, since the coating layer made of cellulose nanofibers obtained by the present invention is excellent in barrier properties, it can be applied to various uses such as packaging materials. In particular, when applied to a coating agent, the B-type viscosity (60 rpm, 20 ° C.) of a 1% (w / v) cellulose nanofiber dispersion is preferably 500 mPa · s or less from the viewpoint of coating properties, and 100 mPa -It is more preferable that it is s or less, and it is further more preferable that it is 50 mPa * s or less. Since such a cellulose nanofiber dispersion liquid has a high viscosity and a low viscosity, a coating layer having a certain thickness or more and an excellent surface property can be efficiently formed.

広葉樹由来のセルロース系原料中のヘミセルロース含有量を17質量%未満とすることで、このような比較的濃度が高い水分散液においても優れた流動性を有するセルロースナノファイバーが得られる理由は、限定されないが以下のように推察される。   The reason why cellulose nanofibers having excellent fluidity in such an aqueous dispersion having a relatively high concentration can be obtained by setting the hemicellulose content in the cellulose-based raw material derived from hardwood to less than 17% by mass is limited. Although not, it is guessed as follows.

一般にセルロース系原料中にはヘミセルロースが存在し、セルロースミクロフィブリル同士が水素結合で強固に結びつくことをある程度抑制している。そのため、セルロースミクロフィブリル同士間にはある程度の隙間が存在し、ミクロフィブリル表面に存在する一級水酸基の量も比較的多い。よって酸化反応時に一級水酸基が酸化されてカルボキシル基となる。一方、セルロース系原料中のヘミセルロースが存在しない部分は、セルロースミクロフィブリル同士が水素結合で強固に結びつくので、複数のミクロフィブリル同士が密着して表面積が低下する。その結果、ミクロフィブリルの表面に存在する一級水酸基の量が少なくなる。よって、酸化反応時に、反応性が低い二級水酸基も酸化されてカルボニル基が生成される。アルカリ条件下ではカルボニル基を基点としてベータ脱離反応が起こり、セルロースの重合度が低下する。その結果としてセルロースナノファイバーの短繊維化がおこり、分散液の粘度が低下する。   In general, hemicellulose is present in cellulosic materials, and cellulose microfibrils are restrained to some extent from being strongly bonded by hydrogen bonds. Therefore, a certain amount of gaps exist between cellulose microfibrils, and the amount of primary hydroxyl groups present on the microfibril surface is relatively large. Therefore, the primary hydroxyl group is oxidized during the oxidation reaction to become a carboxyl group. On the other hand, in the part where hemicellulose does not exist in the cellulosic raw material, cellulose microfibrils are strongly bonded by hydrogen bonding, so that a plurality of microfibrils are closely adhered to each other and the surface area is reduced. As a result, the amount of primary hydroxyl groups present on the surface of the microfibril is reduced. Therefore, during the oxidation reaction, the secondary hydroxyl group having low reactivity is also oxidized to produce a carbonyl group. Under alkaline conditions, a beta elimination reaction takes place starting from a carbonyl group, and the degree of polymerization of cellulose decreases. As a result, shortening of the cellulose nanofiber occurs, and the viscosity of the dispersion liquid decreases.

ところで広葉樹由来のセルロース系原料は、針葉樹由来のセルロース系原料に比べて、繊維が細くかつ短いのでセルロースナノファイバーの原料として優れているが、ヘミセルロースが多い部分と少ない部分があり、不均一に存在している。よって、前記短繊維化を起すためには広葉樹由来のセルロース系原料中のヘミセルロースをある一定量未満とする必要がある。そこで、本発明では、広葉樹由来のセルロース系原料中のヘミセルロース含有量を17質量%未満とすることで、このような比較的濃度が高い水分散液においても優れた流動性を有するセルロースナノファイバーが得られると考えられる。   By the way, cellulose-based raw materials derived from hardwoods are superior as raw materials for cellulose nanofibers because they are finer and shorter than cellulose-based raw materials derived from coniferous trees, but there are some parts with a lot of hemicellulose and some parts are non-uniform doing. Therefore, in order to cause the shortening of the fiber, it is necessary to make the hemicellulose in the cellulose-based raw material derived from the hardwood less than a certain amount. Therefore, in the present invention, by setting the hemicellulose content in the hardwood-derived cellulosic material to less than 17% by mass, cellulose nanofibers having excellent fluidity even in such a relatively high concentration aqueous dispersion can be obtained. It is thought that it is obtained.

本発明により得られたセルロースナノファイバーのカルボキシル基量は1.0mmol/g以上が好ましい。セルロースナノファイバーのカルボキシル基量は、セルロースナノファイバーの0.5質量%スラリー(=0.5(w/v)水分散液)を60ml調製し、0.1M塩酸水溶液を加えてpH2.5とした後、0.05Nの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHが11になるまで電気伝導度を測定し、電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量(a)から、下式を用いて算出することができる。   The amount of carboxyl groups in the cellulose nanofibers obtained by the present invention is preferably 1.0 mmol / g or more. The amount of carboxyl groups in cellulose nanofibers was adjusted to pH 2.5 by preparing 60 ml of a 0.5% by weight slurry (= 0.5 (w / v) aqueous dispersion) of cellulose nanofibers and adding 0.1 M hydrochloric acid aqueous solution. Then, 0.05N sodium hydroxide aqueous solution was added dropwise to measure the electrical conductivity until the pH reached 11, and the amount of sodium hydroxide consumed in the neutralization step of the weak acid where the change in electrical conductivity was slow ( From a), it can be calculated using the following equation.

カルボキシル基量〔mmol/gパルプ〕=a〔ml〕×0.05/酸化パルプ質量〔g〕   Carboxyl group amount [mmol / g pulp] = a [ml] × 0.05 / oxidized pulp mass [g]

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
[実施例1]
共に広葉樹であるE.grandisとE.eulograndisの混合材(配合比率30:70)由来の漂白済み未叩解クラフトパルプ(ヘミセルロース含有量14.9質量%、白色度85%)5g(絶乾)を、TEMPO(Sigma Aldrich社)78mg(0.5mmol)と臭化ナトリウム754mg(7.4mmol)を溶解した水溶液500mlに加え、パルプが均一に分散するまで撹拌した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[Example 1]
Both are hardwoods. grandis and E.M. Bleached unbeaten kraft pulp (hemicellulose content: 14.9% by weight, whiteness: 85%) derived from a mixture of eulograndis (mixing ratio 30:70) 5 g (absolutely dry), TEMPO (Sigma Aldrich) 78 mg (0 0.5 mmol) and 754 mg (7.4 mmol) of sodium bromide were dissolved in 500 ml of an aqueous solution and stirred until the pulp was uniformly dispersed.

反応系に2M次亜塩素酸ナトリウム水溶液16mlを添加した後、0.5N塩酸水溶液でpHを10.3に調整し、酸化反応を開始した。反応中は系内のpHは低下するが、0.5N水酸化ナトリウム水溶液を逐次添加し、pH10に調整した。2時間反応させた後、ガラスフィルターで濾過し、十分に水洗することで酸化パルプを得た。   After adding 16 ml of 2M aqueous sodium hypochlorite solution to the reaction system, the pH was adjusted to 10.3 with 0.5N aqueous hydrochloric acid solution to initiate the oxidation reaction. During the reaction, the pH in the system was lowered, but a 0.5N aqueous sodium hydroxide solution was successively added to adjust the pH to 10. After making it react for 2 hours, it filtered with the glass filter and obtained the oxidized pulp by fully washing with water.

前記反応で得た酸化パルプを1%(w/v)(=1質量%)含む水分散液2Lを準備し、当該水溶液を流動させながら20W低圧紫外線ランプで紫外線を6時間照射した。その後、当該水溶液を超高圧ホモジナイザー(20℃、140MPa)で10回処理して透明なゲル状分散液を得た。   An aqueous dispersion 2L containing 1% (w / v) (= 1% by mass) of oxidized pulp obtained by the above reaction was prepared, and irradiated with ultraviolet rays for 6 hours with a 20 W low-pressure ultraviolet lamp while the aqueous solution was flowing. Thereafter, the aqueous solution was treated 10 times with an ultrahigh pressure homogenizer (20 ° C., 140 MPa) to obtain a transparent gel dispersion.

得られた1%(w/v)のセルロースナノファイバー分散液のB型粘度(60rpm、20℃)を、TV−10型粘度計(東機産業株式会社)を用いて測定した。また、0.1%(w/v)のセルロースナノファイバー分散液の透明度(660nm 光の透過率)をUV−VIS分光光度計 UV−265FS(株式会社島津製作所製)を用いて測定した。結果を表1に示す。   The B-type viscosity (60 rpm, 20 ° C.) of the obtained 1% (w / v) cellulose nanofiber dispersion was measured using a TV-10 viscometer (Toki Sangyo Co., Ltd.). In addition, the transparency (660 nm light transmittance) of a 0.1% (w / v) cellulose nanofiber dispersion was measured using a UV-VIS spectrophotometer UV-265FS (manufactured by Shimadzu Corporation). The results are shown in Table 1.

[実施例2]
広葉樹としてR.pseudoacacia(ヘミセルロース含有量16.7質量%、白色度85%)を用いた以外、実施例1と同様にしてナノファイバー分散液を得た。結果を表1に示す。
[Example 2]
R. as a hardwood. A nanofiber dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that pseudoacacia (hemicellulose content: 16.7% by mass, whiteness: 85%) was used. The results are shown in Table 1.

[実施例3]
広葉樹としてA.mangiumu(ヘミセルロース含有量12.3質量%、白色度86%)を用いた以外、実施例1と同様にしてナノファイバー分散液を得た。結果を表1に示す。
[Example 3]
As hardwood A. A nanofiber dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that mangium (having a hemicellulose content of 12.3% by mass and a whiteness of 86%) was used. The results are shown in Table 1.

[実施例4]
広葉樹としてU.americana(ヘミセルロース含有量15.1質量%、白色度85%)を用いた以外、実施例1と同様にしてナノファイバー分散液を得た。結果を表1に示す。
[Example 4]
U. as hardwood. A nanofiber dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that Americana (hemicellulose content 15.1% by mass, whiteness 85%) was used. The results are shown in Table 1.

[実施例5]
広葉樹としてE.grandisとE.camaldulensisの混合材由来の漂白済みサルファイトパルプ(ヘミセルロース含有量3.3質量%、白色度86%)を用いた以外、実施例1と同様にしてナノファイバー分散液を得た。結果を表1に示す。
[Example 5]
As E. hardwood. grandis and E.M. A nanofiber dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that bleached sulfite pulp (hemicellulose content: 3.3% by mass, whiteness: 86%) derived from the mixture of camaldulensis was used. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
広葉樹としてE.lobulusとE.obliquaの混合材(配合比率30:70)(ヘミセルロース含有量17.3質量%、白色度85%)を用いた以外、実施例1と同様にしてナノファイバー分散液を得た。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
As E. hardwood. g lobulus and E.I. A nanofiber dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that an obliqua mixed material (blending ratio 30:70) (hemicellulose content: 17.3% by mass, whiteness: 85%) was used. The results are shown in Table 1.

[比較例2]
広葉樹として P.tremuloides(ヘミセルロース含有量18.5質量%、白色度85%)を用いた以外、実施例1と同様にしてナノファイバー分散液を得た。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
As broad-leaved trees A nanofiber dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that tremuloides (haemicellulose content: 18.5% by mass, whiteness: 85%) was used. The results are shown in Table 1.

[比較例3]
広葉樹として国内産広葉樹混合材(ヘミセルロース含有量22.1質量%、白色度84%)を用いた以外、実施例1と同様にしてナノファイバー分散液を得た。結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
A nanofiber dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that a domestic hardwood mixed material (hemicellulose content 22.1% by mass, whiteness 84%) was used as the hardwood. The results are shown in Table 1.

Figure 0005731253
Figure 0005731253

ヘミセルロース含有量が17%未満である広葉樹由来のセルロース系原料を用いた実施例1では、ヘミセルロース含有量が17質量%以上である広葉樹由来のセルロース系原料を用いた比較例1に比べて、低粘度な分散液を与えるセルロースナノファイバーが得られることがわかる。従って、本発明によれば、高濃度でかつ高流動性の分散液を与えるセルロースナノファイバー分散液を得ることができる。
In Example 1 using a hardwood-derived cellulosic material having a hemicellulose content of less than 17%, it is lower than Comparative Example 1 using a hardwood-derived cellulosic material having a hemicellulose content of 17% by mass or more. It turns out that the cellulose nanofiber which gives a viscous dispersion liquid is obtained. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a cellulose nanofiber dispersion provide high concentration and high fluidity of the minute dispersion liquid.

本発明により得られたセルロースナノファイバーの分散液は、高濃度かつ高流動性であるので、例えば当該分散液を含む塗料を基材に塗布してフィルムを形成する際に、塗料を1回塗布するだけで5〜30μm程度の厚さを有するフィルムを形成できるという利点がある。従来の木材由来のセルロース系原料から得られるセルロースナノファイバーの分散液を用いる場合、10〜3000mPa・s(B型粘度、60rpm、20℃)程度の粘度を有する塗料を調製するためには、セルロースナノファイバーの濃度を0.05〜0.4%(w/v)程度に低くしなくてはならなかった。そのため5〜30μm程度の厚さを有するフィルムを作成するには、塗布と乾燥を何度も繰り返し行なう必要があった。   Since the dispersion liquid of cellulose nanofibers obtained by the present invention has a high concentration and high fluidity, for example, when a coating material containing the dispersion liquid is applied to a substrate to form a film, the coating material is applied once. There is an advantage that a film having a thickness of about 5 to 30 μm can be formed simply by doing so. In order to prepare a paint having a viscosity of about 10 to 3000 mPa · s (B-type viscosity, 60 rpm, 20 ° C.) when using a dispersion of cellulose nanofibers obtained from a conventional cellulose-derived raw material derived from wood, cellulose The concentration of nanofibers had to be reduced to about 0.05 to 0.4% (w / v). Therefore, in order to produce a film having a thickness of about 5 to 30 μm, it has been necessary to repeat coating and drying many times.

Claims (6)

(A)ヘミセルロース含有量が17質量%未満である広葉樹由来のパルプを、(a1)N−オキシル化合物および(a2)臭化物、ヨウ化物もしくはこれらの混合物からなる群から選択される化合物の存在下で、(a3)酸化剤を用いて酸化する工程、ならびに
(B)前記工程Aで得た酸化されたパルプの濃度が1%(w/v)以上の分散液を調製し、当該酸化されたパルプを解繊して分散媒中に分散し、ナノファイバー化する工程、
を含む、セルロースナノファイバーの製造方法。
(A) A hardwood-derived pulp having a hemicellulose content of less than 17% by weight in the presence of a compound selected from the group consisting of (a1) N-oxyl compounds and (a2) bromides, iodides or mixtures thereof. (A3) a step of oxidizing using an oxidizing agent, and (B) a dispersion having a concentration of oxidized pulp obtained in step A of 1% (w / v) or more prepared, and the oxidized pulp A process of defibrating and dispersing in a dispersion medium to form nanofibers,
The manufacturing method of the cellulose nanofiber containing this.
前記工程Bにおける分散液中の酸化されたパルプの濃度が1〜5%(w/v)である、請求項1に記載の製造方法。 The manufacturing method of Claim 1 whose density | concentration of the oxidized pulp in the dispersion liquid in the said process B is 1-5% (w / v). 得られたセルロースナノファイバーの濃度1%(w/v)における水分散液のB型粘度(60rpm、20℃)が、10〜3000mPa・sである、請求項1または2に記載の製造方法。   The manufacturing method of Claim 1 or 2 whose B-type viscosity (60 rpm, 20 degreeC) of the aqueous dispersion in the density | concentration 1% (w / v) of the obtained cellulose nanofiber is 10-3000 mPa * s. 前記工程(A)で得た酸化されたパルプのカルボキシル基量が、当該酸化されたパルプの絶乾質量に対して1.0mmol/g以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。 Carboxyl group amount of oxidized pulp obtained in step (A) is in the 1.0 mmol / g or more relative to the absolute dry weight of oxidized pulp in any one of claims 1 to 3 The manufacturing method as described. 前記工程(B)において50MPa以上の圧力下で解繊・分散処理を行なう、請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。 The step (B) performing defibration and dispersion treatment under a pressure of more than 50MPa in process according to any one of claims 1 to 4. 前記工程(A)における広葉樹由来のパルプが、広葉樹由来のクラフトパルプである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。The manufacturing method according to any one of claims 1 to 5, wherein the hardwood-derived pulp in the step (A) is a hardwood-derived kraft pulp.
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