JP6281937B2 - 微細セルロース繊維複合体の分散液の製造方法 - Google Patents
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- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
〔1〕 下記工程(I)〜(II)を含む微細セルロース繊維複合体の分散液の製造方法。
工程(I):含水量が0.1質量%以上のカルボキシ基含有セルロース繊維に、炭化水素基を有する第1級又は第2級アミンを接触させて、加圧下、90℃以上の条件下にてアミド化反応を行い、炭化水素基がアミド結合を介して連結してなる微細セルロース繊維複合体を得る工程
工程(II):工程(I)で得られた微細セルロース繊維複合体を、沸点が50℃以上の有機溶媒の存在下にて、蒸留及び濾過洗浄からなる群より選ばれる1種又は2種の処理を行って、固形分含有量が60質量%以下の微細セルロース繊維複合体の分散液を得る工程
〔2〕 微細セルロース繊維複合体が、セルロース繊維に、炭素数が1〜16の炭化水素基が平均結合量0.1mmol/g以上でアミド結合を介して連結してなる、平均繊維径が0.1〜200nmである、前記〔1〕に記載の製造方法により得られる微細セルロース繊維複合体の分散液。
工程(I)では、含水量が0.1質量%以上のカルボキシ基含有セルロース繊維に、炭化水素基を有する第1級又は第2級アミンを接触させて、加圧下、90℃以上の条件下にてアミド化反応を行い、炭化水素基がアミド結合を介して連結してなる微細セルロース繊維複合体を得る。
(含水量)
本発明でアミド化反応に供される原料のカルボキシ基含有セルロース繊維(以降、酸化セルロース繊維ともいう)は、ピラノース環中の6位炭素のみが酸化されてカルボキシ基に変換した構造を有するものであり、酸化セルロース繊維の生産性の観点から、含水量が0.1質量%以上、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上である。また、上限値は特に設定されないが、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下である。本発明では、酸化セルロース繊維中に水分が存在することにより、得られる酸化セルロース繊維のアミド化物(微細セルロース繊維複合体)の樹脂への分散性が向上する。通常アミド化反応は脱水反応であるから、原料の水分が少ないほど進行しやすいと考えられるところ、特定の水分量を有する原料を用いることで分散性の良い複合体が得られることは予想外の結果である。かかる理由は明らかではないが、反応時に凝集物が生成しにくいことが要因の一つと考えられる。なお、セルロース繊維の含水量は、後述の実施例に記載の方法に従って測定することができる。
工程(I)で原料として用いる酸化セルロース繊維の平均繊維径は、均一な繊維径を持つ微細セルロース繊維複合体を調製する観点から、好ましくは1nm以上、より好ましくは1.3nm以上、さらに好ましくは1.6nm以上、さらに好ましくは1.8nm以上、よりさらに好ましくは2nm以上である。また、樹脂中に含有させてシート状の樹脂成形体とした時の機械的強度を十分に向上させる観点から、好ましくは200nm以下、より好ましくは100nm以下、さらに好ましくは50nm以下、さらに好ましくは30nm以下、よりさらに好ましくは20nm以下である。該平均繊維径が1nm以上であると、繊維径を揃えることが容易であり、また該平均繊維径が200nm以下であると、得られる微細セルロース繊維複合体を樹脂に配合した際の機械的強度の向上効果が良好である。なお、セルロース繊維の平均繊維径は、後述の実施例に記載の方法に従って測定することができる。
工程(I)で原料として用いる酸化セルロース繊維のカルボキシ基含有量は、該繊維を構成するセルロース中のカルボキシ基の中で、酸塩基滴定されるものの量を意味する。前記カルボキシ基含有量は、本発明により得られる微細セルロース繊維複合体を含有するシート状の樹脂成形体の引っ張り強度及び破断伸度の観点から、好ましくは0.1mmol/g以上、より好ましくは0.4mmol/g以上、さらに好ましくは0.6mmol/g以上、さらに好ましくは0.8mmol/g以上、さらに好ましくは1.0mmol/g以上、さらに好ましくは1.2mmol/g以上である。また、得られる微細セルロース繊維複合体の取り扱い性を向上させる観点から、好ましくは3mmol/g以下、より好ましくは2mmol/g以下、さらに好ましくは1.8mmol/g以下、さらに好ましくは1.6mmol/g以下である。その詳細な理由は明確ではないが、工程(I)で原料として用いる酸化セルロース繊維のカルボキシ基含有量が上記範囲内であれば、工程(I)におけるアミド化率が向上することで、得られる微細セルロース繊維複合体は樹脂中での分散性に優れると考えられる。そのため、当該微細セルロース繊維複合体を含有するシート状の樹脂成形体は引っ張り強度及び破断伸度が高いと考えられる。なお、セルロース繊維のカルボキシ基含有量は、後述の実施例に記載の方法に従って測定することができる。
本発明では、炭化水素基を有する第1級又は第2級アミンを用いる。これらのアミン化合物は、前記酸化セルロース繊維表面に存在するカルボキシ基と選択的に結合して、炭化水素基を有するアミド基に置換することで、該繊維表面を疎水化させる。これにより、樹脂と配合した時に該樹脂中での分散性に優れるものとなり、得られる樹脂組成物が本来有する透明性を維持しながら、機械的強度及び耐熱性を向上することができる。また、炭化水素基がアミド結合を介して表面に導入されることでセルロース繊維の耐熱性が向上し、高温での混練に十分耐えることが可能になり、樹脂中での分散性が向上することで、樹脂組成物の機械的強度及び耐熱性が向上するものと考えられる。
本発明においては、前記カルボキシ基含有セルロース繊維とアミンとの反応は、加圧下、90℃以上の条件下にて行う。具体的には、例えば、カルボキシ基含有セルロース繊維とアミンを耐圧反応容器内に投入し、容器内を窒素置換した後、加圧加温条件にて反応を行う。反応時は攪拌を行ってもよいが、製造設備によっては、攪拌をせずに加熱処理を行ってもなんら問題はない。なお、前記反応時に公知の縮合剤を用いることができるが、反応性および製造コストの観点から、用いないことが好ましい。
また、本発明においては、アミド化の反応性を向上させる観点及び得られる微細セルロース繊維複合体の分散性を向上させる観点から、カルボキシ基含有セルロース繊維をアミド化反応に先立って、水溶性有機溶媒又はアミンにて前処理したものを用いてもよい。具体的には、アミド化反応に先立ち、カルボキシ基含有セルロース繊維を水溶性有機溶媒又はアミン中に分散攪拌した後、蒸留又は濾過する方法により、水分量を調整することができる。蒸留又は濾過操作は、過度の濃縮による凝集物の発生を避けるため、残留するカルボキシ基含有セルロース繊維の固形分が好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは60質量%以下に保たれるように行う。このように水溶性有機溶媒又はアミンと混合することで、アミド化反応前のカルボキシ基含有セルロース繊維は、含水量が好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは3質量%以上であり、また、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましくは6質量%以下とすることができる。カルボキシ基含有セルロースの水分量を調整することで、凝集を抑えつつカルボキシ基とアミンの脱水反応性を向上させることができ、分散性に優れる微細セルロース繊維複合体が得られるものと推察される。前処理操作は繰り返し行うことができる。なお、前処理で用いる水溶性有機溶媒はそのまま残留してもよく、アミンは続くアミド化反応工程におけるアミンとして用いられてもよい。
工程(II)では、工程(I)で得られた微細セルロース繊維複合体を、沸点が50℃以上の有機溶媒の存在下にて、蒸留及び濾過洗浄からなる群より選ばれる1種又は2種の処理を行って、未反応アミン及び水を除去し、固形分含有量が60質量%以下の微細セルロース繊維複合体の分散液を得る。分散液の分散媒には沸点が50℃以上の有機溶媒が含まれていることが好ましく、非水分散液となることが好ましい。本明細書において「非水」とは、主たる分散媒、好ましくは分散媒の50質量%以上が水以外であることを意味する。
ポリエステル樹脂としては、特に限定はないが、生分解性を有していることが好ましく、生分解性ポリエステル樹脂が好ましい。具体的には、ポリヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート/アジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリ乳酸樹脂、ポリグリコール酸、ポリジオキサノン、ポリ(2−オキセタノン)等の脂肪族ポリエステル樹脂;ポリブチレンサクシネート/テレフタレート、ポリブチレンアジペート/テレフタレート、ポリテトラメチレンアジペート/テレフタレート等の脂肪族芳香族コポリエステル樹脂;デンプン、セルロース、キチン、キトサン、グルテン、ゼラチン、ゼイン、大豆タンパク、コラーゲン、ケラチン等の天然高分子と上記の脂肪族ポリエステル樹脂あるいは脂肪族芳香族コポリエステル樹脂との混合物等が挙げられる。これらのなかでも、加工性、経済性、入手性、及び物性に優れることから、ポリブチレンサクシネート及びポリ乳酸樹脂が好ましく、ポリ乳酸樹脂がより好ましい。なお、本明細書において「生分解性」とは、自然界において微生物によって低分子化合物に分解され得る性質のことであり、具体的には、JIS K6953(ISO14855)「制御された好気的コンポスト条件の好気的かつ究極的な生分解度及び崩壊度試験」に基づいた生分解性のことを意味する。
可塑剤としては、従来からの可塑剤であるフタル酸エステルやコハク酸エステル、アジピン酸エステルといった多価カルボン酸エステル、グリセリン等脂肪族ポリオールの脂肪酸エステル等が挙げられる。なかでも、分子内に2個以上のエステル基を有するエステル化合物であって、該エステル化合物を構成するアルコール成分の少なくとも1種が水酸基1個当たり炭素数2〜3のアルキレンオキサイドを平均0.5〜5モル付加したアルコールであるエステル化合物が好ましく、具体的には、特開2008−174718号公報及び特開2008−115372号公報に記載の可塑剤が例示される。なお、本発明では、微細セルロース繊維複合体を良好に分散させる観点から、微細セルロース繊維複合体の分散媒として可塑剤を、予め微細セルロース繊維複合体の分散液と混合させて含有させることができる。
結晶核剤としては、天然又は合成珪酸塩化合物、酸化チタン、硫酸バリウム、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸ソーダ等の金属塩やカオリナイト、ハロイサイト、タルク、スメクタイト、バーミキュライト、マイカ等の無機系結晶核剤の他、エチレンビス脂肪酸アミドやプロピレンビス脂肪酸アミド、ブチレンビス脂肪酸アミド等や、フェニルホスホン酸金属塩等の有機系結晶核剤が挙げられる。これらのなかでも、透明性向上の観点から、有機系結晶核剤が好ましく、エチレンビスステアリン酸アミドやエチレンビスオレイン酸アミド等のエチレンビス脂肪酸アミド、プロピレンビス脂肪酸アミド、ブチレンビス脂肪酸アミド等のアルキレンビス脂肪酸アミドがより好ましく、エチレンビス12-ヒドロキシステアリン酸アミド等のアルキレンビスヒドロキシ脂肪酸アミドがさらに好ましい。
酸化セルロース繊維又は微細セルロース繊維複合体に水を加えて、その濃度が0.0001質量%の分散液を調製し、該分散液をマイカ(雲母)上に滴下して乾燥したものを観察試料として、原子間力顕微鏡(AFM、Nanoscope III Tapping mode AFM、Digital instrument社製、プローブはナノセンサーズ社製Point Probe (NCH)を使用)を用いて、該観察試料中のセルロース繊維の繊維高さを測定する。その際、該セルロース繊維が確認できる顕微鏡画像において、酸化セルロース繊維又は微細セルロース繊維複合体を5本以上抽出し、それらの繊維高さから平均繊維径を算出する。
乾燥質量0.5gの酸化セルロース繊維又は微細セルロース繊維複合体を100mLビーカーにとり、イオン交換水もしくはメタノール/水=2/1の混合溶媒を加えて全体で55mLとし、そこに0.01M塩化ナトリウム水溶液5mLを加えて分散液を調製し、酸化セルロース繊維又は微細セルロース繊維複合体が十分に分散するまで該分散液を攪拌する。この分散液に0.1M塩酸を加えてpHを2.5〜3に調整し、自動滴定装置(東亜ディーケーケー社製、商品名「AUT−50」)を用い、0.05M水酸化ナトリウム水溶液を待ち時間60秒の条件で該分散液に滴下し、1分ごとの電導度及びpHの値を測定し、pH11程度になるまで測定を続け、電導度曲線を得る。この電導度曲線から、水酸化ナトリウム滴定量を求め、次式により、酸化セルロース繊維又は微細セルロース繊維複合体のカルボキシ基含有量を算出する。
カルボキシ基含有量(mmol/g)=水酸化ナトリウム滴定量×水酸化ナトリウム水溶液濃度(0.05M)/セルロース繊維の質量(0.5g)
微細セルロース繊維複合体中の炭化水素基の平均結合量を下記式により算出する。
炭化水素基の結合量(mmol/g)=炭化水素基導入前の微細セルロース繊維中のカルボキシ基含有量(mmol/g)−炭化水素基導入後の微細セルロース繊維中のカルボキシ基含有量(mmol/g)
炭化水素基の導入率(モル%)={炭化水素基の結合量(mmol/g)/炭化水素基導入前の微細セルロース繊維中のカルボキシ基含有量(mmol/g)}×100
酸化セルロース繊維又は微細セルロース繊維複合体分散液の含水量は、赤外水分計(ケツト科学研究所社製 FD−720)を用いて乾燥減量%より求める。また、水分以外の揮発分を含有している状態の場合には、気化装置(ヒラヌマ社製 EV−2000)を装着したカールフィッシャー水分計(ヒラヌマ社製 AQV−2200)を用いて測定する。
1Lビーカーに酸化パルプ酸型25.6gを投入後、プロピルアミン(和光純薬工業社製)100gを仕込み、分散攪拌(10分)後、濾過する作業を3回くりかえし、酸化パルプに含水した水分を除去した。その後、濾過ケーク(酸化パルプ:7.65g、プロピルアミン:51.4g)を耐圧反応容器(120mL容)に移し、プロピルアミン40.6gを加え(全プロピルアミン:92g)、1L窒素置換を5回行った。オイルバスにて150℃に昇温し、無攪拌で5時間反応した。尚、圧力は1.12MPaを示した。反応後冷却し、イソプロピルアルコール(キシダ化学社製、沸点85℃)500mLに分散させ1Lナスフラスコに移した。エバポレーターにて、80℃、200mmHg(27kPa)にてイソプロピルアルコールを留去させながら過剰のプロピルアミンを除去した。更にイソプロピルアルコールの留去を続け、セルロース繊維複合体の湿潤ゲル(分散液)を68.2g得た。得られた湿潤セルロース繊維複合体分散液の乾燥減量%より求めた固形分含有量は11.2質量%であり、固形分あたりのカルボキシ基含有量は0.74mmol/g、平均繊維径は7.9nmであった。また、アミド基の導入量は45.6モル%であった。
1Lビーカーに酸化パルプ酸型25.3gを投入後、プロピルアミン(和光純薬工業社製)100gを仕込み、分散攪拌(10分)後、濾過する作業を3回くりかえし、酸化パルプに含水した水分を除去した。その後、濾過ケーク(酸化パルプ:7.56g、プロピルアミン:57.6g)を耐圧反応容器(120mL容)に移し、プロピルアミン31.2gを加え(全プロピルアミン:88.8g)、1L窒素置換を5回行った。オイルバスにて120℃に昇温し、無攪拌で5時間反応した。尚、圧力は0.90MPaを示した。反応後冷却し、イソプロピルアルコール(キシダ化学社製)500mLに分散させ1Lナスフラスコに移した。エバポレーターにて、80℃、200mmHgにてイソプロピルアルコールを留去させながら過剰のプロピルアミンを除去した。更にイソプロピルアルコールの留去を続け、セルロース繊維複合体の湿潤ゲル(分散液)を68.3g得た。得られた湿潤セルロース繊維複合体分散液の乾燥減量%より求めた固形分含有量は11.7質量%であり、固形分あたりのカルボキシ基含有量は0.91mmol/g、平均繊維径は9.6nmであった。また、アミド基の導入量は33.1モル%であった。
実施例1と同様の耐圧反応容器に、酸化パルプ酸型21.3g、プロピルアミン(和光純薬工業社製)35.7gを仕込み、窒素置換を5回行った。オイルバスにて150℃に昇温し、無攪拌で5時間反応した。尚、圧力は1.05MPaを示した。反応後冷却し、イソプロピルアルコール(キシダ化学社製)500mLに分散させ1Lナスフラスコに移した。エバポレーターにて、80℃、200mmHgにてイソプロピルアルコールを留去させながら過剰のプロピルアミンを除去した。更にイソプロピルアルコールの留去を続け、セルロース繊維複合体の湿潤ゲル(分散液)を65.7g得た。得られた湿潤セルロース繊維複合体分散液の乾燥減量%より求めた固形分含有量は10.5質量%であり、固形分あたりのカルボキシ基含有量は0.87mmol/g、平均繊維径は8.5nmであった。また、アミド基の導入量は36.0モル%であった。
実施例1と同様の耐圧反応容器に、酸化パルプ酸型23.0g、プロピルアミン(和光純薬工業社製)30.3gを仕込み、窒素置換を5回行った。オイルバスにて120℃に昇温し、無攪拌で5時間反応した。尚、圧力は0.6MPaを示した。反応後冷却し、イソプロピルアルコール(キシダ化学社製)500mLに分散させ1Lナスフラスコに移した。エバポレーターにて、80℃、200mmHgにてイソプロピルアルコールを留去させながら過剰のプロピルアミンを除去した。更にイソプロピルアルコールの留去を続け、セルロース繊維複合体の湿潤ゲル(分散液)を64.9g得た。得られた湿潤セルロース繊維複合体分散液の乾燥減量%より求めた固形分含有量は11.8質量%であり、固形分あたりのカルボキシ基含有量は1.03mmol/gであった。アミド基の導入量は24.3モル%であった。
実施例1と同様の耐圧反応容器に、予め凍結乾燥させた乾燥酸化パルプ酸型5.0g、プロピルアミン50.8gを仕込み、窒素置換を5回行った。オイルバスにて150℃に昇温し、無攪拌で5時間反応した。尚、圧力は1.43MPaを示した。反応後冷却し、イソプロピルアルコール(キシダ化学社製)500mLに分散させ1Lナスフラスコに移した。エバポレーターにて、80℃、200mmHgにてイソプロピルアルコールを留去させながら過剰のプロピルアミンを除去した。更にイソプロピルアルコールの留去を続け、セルロース繊維複合体の湿潤ゲル(分散液)を47.4g得た。得られた湿潤セルロース繊維複合体分散液の乾燥減量%より求めた固形分含有量は11.4質量%であり、固形分あたりのカルボキシ基含有量は0.53mmol/gであった。アミド基の導入量は61.0モル%であった。
実施例1と同様の耐圧反応容器に、酸化パルプ酸型20.1g、プロピルアミン35.6gを仕込み、窒素置換を5回行った。オイルバスにて150℃に昇温し、無攪拌で5時間反応した。尚、圧力は1.10MPaを示した。反応後冷却し、カルボキシ基量を測定した。固形分あたりカルボキシ基含有量は0.95mmol/gであった。カルボキシ基量の減少量からアミド基の導入量は30.1%であった。次いで、イオン交換水/アセトン=2/3(v/v) 300mLにて洗浄濾過を2回、アセトン 300mLにて洗浄濾過を3回行い、濾過ケークを減圧乾燥し、セルロース繊維複合体を6.7g得た。得られたセルロース繊維複合体の固形分濃度は100質量%であった。
得られたセルロース繊維複合体を固形分換算で0.05gと、分散媒としてのコハク酸メチルトリグリコールジエステル(花王社製)5gとを混合して、ナノマイザー(NMII−L200−D10、吉田機械工業社製)にて分散処理(10パス)を行って、微細セルロース繊維複合体及び可塑剤を含む、微細セルロース繊維複合体分散液(微細セルロース繊維複合体濃度1質量%)を調製した。得られた分散液の粘度を振動型粘度計(エーアンドデイ株式会社、SV−10)を用いて23°Cで測定した。粘度が10Pa・s以上であれば良好な分散体であることを示す。
試験例1で調製した分散液の外観を、目視により「均一」に分散しているか、「分離・沈降」しているかを評価した。
試験例1で調製した微細セルロース繊維複合体分散液5.01gと、ポリ乳酸(Nature works製、商品名:NW4032D)50g(固形分換算)、結晶核剤(日本化成社製、12−ヒドロキシエチレンビスステアリン酸アミド、商品名:スリパックスH)0.15gを順次添加し、混練機(東洋精機社製、商品名:ラボプラストミル)を用いて、回転数50rpm、180℃で10分混練して均一混合物を得た。該均一混合物を、プレス機(東洋精機社製、商品名「ラボプレス」)を用いて、180℃、0.5MPaにて2分、20MPaにて2分、次に15℃、0.5MPaにて1分、さらに80℃、0.5MPaにて1分の条件で順次プレスし、厚さ約0.4mmのシート状の複合材料を製造した。得られた複合材料について弾性率を評価した。
実施例3と同様の操作でセルロース繊維複合体を得た。すなわち、実施例1と同様の耐圧反応容器に、酸化パルプ酸型25.0g、プロピルアミン(和光純薬工業社製)50.0gを仕込み、窒素置換を5回行った。オイルバスにて150℃に昇温し、無攪拌で5時間反応した。尚、圧力は1.05MPaを示した。反応後冷却し、カルボキシ基量を測定した。固形分あたりカルボキシ基含有量は0.82mmol/gであった。カルボキシ基量の減少量からアミド基の導入量は39.7モル%であった。次いでアセトンを125g加えて攪拌した後、得られた分散液を4等分して、50gのアセトン分散液を得た。得られた湿潤セルロース繊維複合体分散液を、湿潤セルロース繊維複合体分散液(1)と呼称する。
湿潤セルロース繊維複合体分散液(1)を、PTFEメンブレンフィルター(アドバンテック社製、型番:「T020A047A」を使用)を用いて減圧濾過分離を行った。その後濾過残渣に対してアセトン(沸点56℃)186gを加えて攪拌し懸濁させて、固形分を濾別する操作を2回行った。第一回目の濾別の際の、濾過開始から100ccの濾液が得られるまでの時間は、4分であった。さらに、フィルター上の濾過残渣に対して、アセトン186gを通液する操作(以下、置換処理という)を2回行い、フィルター上にアセトンを含浸した湿潤セルロース繊維複合体(セルロース繊維複合体分散液ともいう)を8.12g得た。得られた湿潤セルロース繊維複合体の平均繊維径は7.8nmであり、乾燥減量%から求めた固形分濃度は17.6%であった。
実施例5と同様にしてT020A047Aを用いて得られた減圧濾過残渣に対して、90%アセトン水溶液186gを加えて攪拌し懸濁させて、固形分を濾別する操作を2回行った。第一回目の濾別の際の、濾過開始から100ccの濾液が得られるまでの時間は、3分であった。さらに、フィルター上の濾過残渣に対して、アセトン186gを通液する操作(以下、置換処理という)を2回行い、フィルター上にアセトンを含浸した湿潤セルロース繊維複合体(セルロース繊維複合体分散液)を4.35g得た。得られた湿潤セルロース繊維複合体の平均繊維径は8.1nmであり、乾燥減量%から求めた固形分濃度は26.6%であった。
実施例5と同様にしてT020A047Aを用いて得られた減圧濾過残渣に対して、80%アセトン水溶液186gを加えて攪拌し懸濁させて、固形分を濾別する操作を2回行った。第一回目の濾別の際の、濾過開始から100ccの濾液が得られるまでの時間は、4分であった。さらに、フィルター上の濾過残渣に対して、アセトン186gを通液する操作(以下、置換処理という)を2回行い、フィルター上にアセトンを含浸した湿潤セルロース繊維複合体(セルロース繊維複合体分散液)を7.06g得た。得られた湿潤セルロース繊維複合体の平均繊維径は7.9nmであり、乾燥減量%から求めた固形分濃度は15.8%であった。
実施例5と同様にしてT020A047Aを用いて得られた減圧濾過残渣に対して、50%アセトン水溶液186gを加えて攪拌し懸濁させて、固形分を濾別する操作を2回行った。第一回目の濾別の際の、濾過開始から100ccの濾液が得られるまでの時間は、5時間以上であった。さらに、フィルター上の濾過残渣に対して、アセトン186gを通液する操作(以下、置換処理という)を2回行い、フィルター上にアセトンを含浸した湿潤セルロース繊維複合体(セルロース繊維複合体分散液)を6.40g得た。得られた湿潤セルロース繊維複合体の平均繊維径は7.8nmであり、乾燥減量から求めた固形分濃度は15.5%であった。
得られた分散液からガードナー管に必要量量り取り、ガードナー色数標準液と比較することで色相評価を行った。ガードナー色数が小さい場合、色相が良好であると評価することができる。なお、「5より明るい」と「4より暗い」では、「4より暗い」のほうが、明るいことを意味する。
Claims (5)
- 下記工程(I)〜(II)を含む微細セルロース繊維複合体の分散液の製造方法。
工程(I):含水量が0.1質量%以上のカルボキシ基含有セルロース繊維に、炭化水素基を有する第1級又は第2級アミンを接触させて、加圧下、90℃以上の条件下にて、縮合剤を用いずにアミド化反応を行い、炭化水素基がアミド結合を介して連結してなる微細セルロース繊維複合体を得る工程
工程(II):工程(I)で得られた微細セルロース繊維複合体を、沸点が50℃以上の有機溶媒の存在下にて、蒸留及び濾過洗浄からなる群より選ばれる1種又は2種の処理を行って、固形分含有量が60質量%以下の微細セルロース繊維複合体の分散液を得る工程 - 工程(I)において、アミド化反応に先立ち、カルボキシ基含有セルロース繊維を水溶性有機溶媒又はアミンと混合して蒸留又は濾過を行い、含水量を0.1〜10質量%にする工程を含む、請求項1に記載の製造方法。
- 工程(II)における濾過洗浄を含水量が10〜40質量%の有機溶媒で行う、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 工程(I)における圧力が0.3MPa以上2MPa以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
- 前記アミンの使用量が、カルボキシ基含有セルロース繊維に含有されるカルボキシ基1molに対して、5mol以上300mol以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。
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