JP6384498B2 - Fibrous cellulose, resin composition and cellulose suspension - Google Patents

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Description

本発明は、微細繊維状セルロースの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing fine fibrous cellulose.

近年、再生産可能な資源を積極的に利用する気運が高まっている。再生産可能な資源としては、例えば、セルロース繊維が広く知られており、中でも、木材由来のセルロース繊維は、主として紙製品の原料としてこれまでにも幅広く利用されてきた。
セルロース繊維は、繊維径が1μm以下になるまで微細化されると、樹脂に配合した際に、樹脂に新たな機能を付与でき、また、樹脂の物性を向上させることができる。微細化されたセルロース繊維(微細繊維状セルロース)を樹脂に配合することによって向上し得る物性としては強度が挙げられる。特に、タイヤ用ゴム、自動車用内外装材、住宅部材、電気製品用筺体等においては、強度の向上を目的に、微細繊維状セルロースを配合する技術の研究および開発が進められている。
In recent years, there has been a growing trend to actively use reproducible resources. As a reproducible resource, for example, cellulose fiber is widely known. Among them, wood-derived cellulose fiber has been widely used mainly as a raw material for paper products.
When the cellulose fiber is refined to a fiber diameter of 1 μm or less, it can impart a new function to the resin and improve the physical properties of the resin when blended in the resin. An example of a physical property that can be improved by blending finely divided cellulose fibers (fine fibrous cellulose) into the resin is strength. In particular, for rubber for tires, interior / exterior materials for automobiles, housing members, housings for electrical products, etc., research and development of a technique for blending fine fibrous cellulose is being promoted for the purpose of improving strength.

微細繊維状セルロースの配合による樹脂の強度向上効果を高めるためには、微細繊維状セルロースの樹脂に対する分散性を高くする必要がある。また、微細繊維状セルロースが各種用途に広く使用されるためには、高い収率で且つ安価に製造される必要がある。   In order to enhance the effect of improving the strength of the resin by blending the fine fibrous cellulose, it is necessary to increase the dispersibility of the fine fibrous cellulose in the resin. In addition, in order for fine fibrous cellulose to be widely used in various applications, it is necessary to be manufactured at a high yield and at a low cost.

微細繊維状セルロースを製造する方法としては、例えば、特許文献1に、セルロース質量に対してリグニンを比較的多く含有するパルプを機械的に解繊する方法が開示されている。特許文献1に記載の方法で得た微細繊維状セルロースは、リグニンを含有しないものに比して親水性が低いため、樹脂に配合した際の分散性に優れ、強度向上効果が高いとされている。
また、微細繊維状セルロースの製造方法として、特許文献2に、リグニンを全く含まない又は極少量のリグニンを含む(リグニン含有量が0〜5質量%、好ましくは0〜1質量%)植物由来の繊維集合体と水等の液体物質との混合物を攪拌する方法が開示されている。この方法によれば、繊維幅10〜50nmまで解繊された、均一かつ損傷の少ない微細繊維状セルロースが得られ、そのセルロースを樹脂に配合した際には高い強度が得られるとされている。
As a method for producing fine fibrous cellulose, for example, Patent Document 1 discloses a method of mechanically defibrating pulp containing a relatively large amount of lignin with respect to the cellulose mass. The fine fibrous cellulose obtained by the method described in Patent Document 1 has low hydrophilicity compared to the one not containing lignin, and is therefore considered to have excellent dispersibility when blended with a resin and a high strength improvement effect. Yes.
Moreover, as a manufacturing method of a fine fibrous cellulose, patent document 2 does not contain lignin at all, or contains a very small amount of lignin (lignin content is 0-5 mass%, preferably 0-1 mass%). A method of stirring a mixture of a fiber assembly and a liquid substance such as water is disclosed. According to this method, fine fibrous cellulose that is defibrated to a fiber width of 10 to 50 nm and is uniform and less damaged is obtained, and high strength is obtained when the cellulose is blended with a resin.

特開2009−19200号公報JP 2009-19200 A 特開2010−216021号公報JP 2010-216021 A

本発明の繊維状セルロースは、繊維幅が2nm以上1000nm以下であり、セルロースの水酸基の一部を化学修飾したリン酸基、セルロースの水酸基の一部を置換したカルボニル基、およびセルロースの水酸基の一部を化学修飾または置換したカルボキシ基から選択される少なくとも1種類の置換基を有し、かつ、未晒化学パルプまたは酸素漂白化学パルプ由来である。
本発明の樹脂組成物は、上記繊維状セルロースと樹脂とを含む。
本発明の樹脂組成物における前記樹脂は、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、およびポリエチレンテレフタレートから選択される一種または二種以上を含むことが好ましい。
本発明のセルロース懸濁液は、繊維幅が2nm以上1000nm以下であって、セルロースの水酸基の一部を化学修飾したリン酸基、セルロースの水酸基の一部を置換したカルボニル基、およびセルロースの水酸基の一部を化学修飾または置換したカルボキシ基から選択される少なくとも1種類の置換基を有し、かつ未晒化学パルプまたは酸素漂白化学パルプ由来である繊維状セルロースを含み、以下の方法により算出される上澄み収率が52質量%以上89質量%以下である。
<算出方法>
前記セルロース懸濁液にイオン交換水を添加して固形分濃度を0.2質量%に調整したスラリー(スラリーAとする)を、冷却高速遠心分離機(コクサン社、H−2000B)を用いて12000Gの条件で遠心分離し、得られた上澄み液(スラリーBとする)を回収して上澄み液の固形分濃度を測定する。次いで、下記式に基づいて繊維状セルロースの上澄み収率を求める。
上澄み収率(質量%)={(スラリーBの固形分濃度)/(スラリーAの固形分濃度)}×100
The fibrous cellulose of the present invention has a fiber width of 2 nm or more and 1000 nm or less, a phosphoric acid group obtained by chemically modifying a part of the hydroxyl group of cellulose, a carbonyl group substituting a part of the hydroxyl group of cellulose , and a hydroxyl group of cellulose. It has at least one kind of substituent selected from carboxy groups whose parts are chemically modified or substituted , and is derived from unbleached chemical pulp or oxygen-bleached chemical pulp.
The resin composition of the present invention contains the fibrous cellulose and a resin.
The resin in the resin composition of the present invention preferably contains one or more selected from polyethylene, polystyrene, acrylic resin, polycarbonate, and polyethylene terephthalate.
The cellulose suspension of the present invention has a fiber width of 2 nm to 1000 nm, a phosphoric acid group obtained by chemically modifying a part of the hydroxyl group of cellulose, a carbonyl group substituting a part of the hydroxyl group of cellulose, and a hydroxyl group of cellulose. Including fibrous cellulose having at least one substituent selected from carboxy groups chemically modified or substituted, and derived from unbleached chemical pulp or oxygen bleached chemical pulp , and calculated by the following method: The supernatant yield is 52% by mass or more and 89% by mass or less .
<Calculation method>
Using a cooling high-speed centrifuge (Kokusan Co., Ltd., H-2000B), a slurry in which ion-exchanged water is added to the cellulose suspension to adjust the solid content concentration to 0.2% by mass (referred to as slurry A). Centrifugation is performed under the condition of 12000 G, and the obtained supernatant (referred to as slurry B) is recovered and the solid content concentration of the supernatant is measured. Subsequently, the supernatant yield of fibrous cellulose is calculated | required based on a following formula.
Supernatant yield (% by mass) = {(solid content concentration of slurry B) / (solid content concentration of slurry A)} × 100

以上の事情に鑑み、本発明は、樹脂への分散性に優れると共に、解繊工程での微細繊維状セルロースの収率が高く、しかも製造に要するコストが低い微細繊維状セルロースの製造方法を提供することを課題とする。   In view of the above circumstances, the present invention provides a method for producing fine fibrous cellulose that is excellent in dispersibility in a resin, has a high yield of fine fibrous cellulose in the defibrating step, and has a low cost for production. The task is to do.

本発明者等は、微細繊維状セルロースの製造方法について研究を重ねた結果、特定の化学パルプを原料とし、該パルプから得られたセルロース懸濁液に化学的処理を施すことが課題を解決する上での重要な技術要素であることを見出した。   As a result of repeated research on a method for producing fine fibrous cellulose, the present inventors solve the problem by using a specific chemical pulp as a raw material and subjecting the cellulose suspension obtained from the pulp to chemical treatment. It was found to be an important technical element above.

本発明の微細繊維状セルロースの製造方法は、未晒化学パルプおよび酸素漂白化学パルプの少なくとも一方を含むセルロース懸濁液を得る懸濁液調製工程と、前記セルロース懸濁液に下記(a)〜(d)のうちの少なくとも1種の化学的処理を施す化学処理工程と、
前記化学処理工程後のセルロース懸濁液に解繊処理を施す解繊工程と、を有することを特徴とする。
(a)カルボキシ基を2つ有するジカルボン酸化合物の酸無水物による処理、
(b)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、リン酸三ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸三カリウム、ピロリン酸カリウム、メタリン酸カリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ピロリン酸アンモニウム、メタリン酸アンモニウムよりなる群から選ばれる1種又は2種以上による処理、
(c)オゾンによる処理、
(d)セルラーゼ系酵素またはヘミセルラーゼ系酵素による処理
The method for producing fine fibrous cellulose of the present invention includes a suspension preparation step for obtaining a cellulose suspension containing at least one of unbleached chemical pulp and oxygen-bleached chemical pulp, and the following (a) to (a) to the cellulose suspension. A chemical treatment step of applying at least one chemical treatment of (d);
And a defibrating step of performing a defibrating treatment on the cellulose suspension after the chemical treatment step.
(A) treatment of a dicarboxylic acid compound having two carboxy groups with an acid anhydride;
(B) Phosphoric acid, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, sodium pyrophosphate, sodium metaphosphate, potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, tripotassium phosphate, pyrophosphoric acid Treatment with one or more selected from the group consisting of potassium, potassium metaphosphate, ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, triammonium phosphate, ammonium pyrophosphate, ammonium metaphosphate,
(C) treatment with ozone,
(D) Treatment with cellulase enzyme or hemicellulase enzyme

本発明の微細繊維状セルロースの製造方法によれば、解繊工程での微細繊維状セルロースの収率が高く、しかも製造に要するコストが低い。また、得られる微細繊維状セルロースは、樹脂に配合した際の分散性に優れる。   According to the method for producing fine fibrous cellulose of the present invention, the yield of fine fibrous cellulose in the defibrating process is high, and the cost required for production is low. Moreover, the obtained fine fibrous cellulose is excellent in dispersibility when blended with a resin.

以下、本発明について詳細に説明する。
<微細繊維状セルロース>
微細繊維状セルロースとは、走査型または透過型電子顕微鏡の観察により測定した幅(直径)が2nm〜1000nmであるセルロース分子の集合体のことであり、その結晶構造はI型(平行鎖)である。このような微細繊維状セルロースは、通常の紙製品に用いられるセルロース繊維よりも幅が格段に小さい繊維または棒状粒子である。
微細繊維状セルロースの幅が2nm未満である場合には、セルロース分子として水に溶解するため、微細繊維としての物性(強度、剛性及び寸法安定性)が発現し難くなる。一方、幅が1000nmを超える場合には、微細繊維とは言えず、通常の紙製品に用いられるセルロース繊維と何ら相違しないから、微細繊維としての物性(強度、剛性及び寸法安定性)を得ることができない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<Fine fibrous cellulose>
The fine fibrous cellulose is an aggregate of cellulose molecules whose width (diameter) measured by observation with a scanning or transmission electron microscope is 2 nm to 1000 nm, and its crystal structure is type I (parallel chain). is there. Such fine fibrous cellulose is a fiber or rod-like particle whose width is remarkably smaller than the cellulose fiber used in ordinary paper products.
When the width of the fine fibrous cellulose is less than 2 nm, it dissolves in water as cellulose molecules, so that the physical properties (strength, rigidity and dimensional stability) as fine fibers are difficult to be expressed. On the other hand, when the width exceeds 1000 nm, it cannot be said to be a fine fiber, and since it is not different from a cellulose fiber used in a normal paper product, physical properties (strength, rigidity and dimensional stability) as a fine fiber are obtained. I can't.

ここで、微細繊維状セルロースがI型結晶構造を有していることは、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、2θ=14〜17°付近と2θ=22〜23°付近の2箇所の位置に典型的なピークを有することで同定することができる。
また、微細繊維状セルロースの電子顕微鏡観察による繊維幅の測定は以下のようにして行う。濃度0.05〜0.1質量%の微細繊維状セルロースの水系懸濁液を調製し、該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。幅広の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。構成する繊維の幅に応じて1000倍、5000倍、10000倍あるいは50000倍のいずれかの倍率で電子顕微鏡画像による観察を行う。但し、試料、観察条件や倍率は下記の条件を満たすように調整する。
(1)観察画像内の任意箇所に一本の直線Xを引き、該直線Xに対し、20本以上の繊維が交差する。
(2)同じ画像内で該直線と垂直に交差する直線Yを引き、該直線Yに対し、20本以上の繊維が交差する。
上記条件を満足する観察画像に対し、直線X、直線Yと交錯する繊維の幅を目視で読み取る。こうして少なくとも重なっていない表面部分の画像を3組以上観察し、各々の画像に対して、直線X、直線Yと交錯する繊維の幅を読み取る。このように少なくとも20本×2×3=120本の繊維幅を読み取る。本発明における微細繊維幅はこのように読み取った繊維幅の平均値である。
Here, the fine fibrous cellulose has a type I crystal structure. In a diffraction profile obtained from a wide-angle X-ray diffraction photograph using CuKα (λ = 1.54184) monochromatized with graphite, 2θ = It can be identified by having typical peaks at two positions near 14-17 ° and 2θ = 22-23 °.
Moreover, the measurement of the fiber width by electron microscope observation of fine fibrous cellulose is performed as follows. An aqueous suspension of fine fibrous cellulose having a concentration of 0.05 to 0.1% by mass is prepared, and the suspension is cast on a carbon film-coated grid subjected to a hydrophilic treatment to obtain a sample for TEM observation. When wide fibers are included, an SEM image of the surface cast on glass may be observed. Observation with an electron microscope image is performed at a magnification of 1000 times, 5000 times, 10000 times, or 50000 times depending on the width of the constituent fibers. However, the sample, observation conditions, and magnification are adjusted to satisfy the following conditions.
(1) One straight line X is drawn at an arbitrary location in the observation image, and 20 or more fibers intersect the straight line X.
(2) A straight line Y perpendicular to the straight line is drawn in the same image, and 20 or more fibers intersect the straight line Y.
The width of the fiber that intersects with the straight line X and the straight line Y is visually read from the observation image that satisfies the above conditions. In this way, at least three sets of images of the surface portion that do not overlap each other are observed, and the width of the fiber intersecting with the straight line X and the straight line Y is read for each image. Thus, at least 20 × 2 × 3 = 120 fiber widths are read. The fine fiber width in the present invention is an average value of the fiber widths thus read.

本発明の微細繊維状セルロースの繊維長は、1μm〜1000μmが好ましい。繊維長が1μm未満では、微細繊維状セルロースを樹脂に複合した際の強度向上効果を得難くなる。繊維長が1000μmを超えると、微細繊維状セルロースのスラリー粘度が非常に高くなり、扱いづらくなる。繊維長は、TEMやSEM、AFMの画像解析より求めることができる。上記繊維長は、微細繊維の30質量%以上を占める繊維長である。   The fiber length of the fine fibrous cellulose of the present invention is preferably 1 μm to 1000 μm. When the fiber length is less than 1 μm, it is difficult to obtain the strength improvement effect when the fine fibrous cellulose is combined with the resin. When the fiber length exceeds 1000 μm, the slurry viscosity of the fine fibrous cellulose becomes very high and becomes difficult to handle. The fiber length can be obtained by image analysis of TEM, SEM, or AFM. The said fiber length is a fiber length which occupies 30 mass% or more of a fine fiber.

本発明による微細繊維状セルロースの軸比(繊維幅に対する繊維長の比である。一般的には、「アスペクト比」という。)は、100〜10000の範囲であることが好ましい。軸比が前記下限値以上であれば、微細繊維状セルロースを樹脂に配合した際の強度向上効果がより高くなり、軸比が前記上限値以下であれば、微細繊維状セルロースのスラリー粘度を低くできる。   The axial ratio of the fine fibrous cellulose according to the present invention (the ratio of the fiber length to the fiber width, generally referred to as “aspect ratio”) is preferably in the range of 100 to 10,000. If the axial ratio is equal to or higher than the lower limit value, the effect of improving the strength when the fine fibrous cellulose is blended with the resin is further increased. If the axial ratio is equal to or lower than the upper limit value, the slurry viscosity of the fine fibrous cellulose is decreased. it can.

<微細繊維状セルロースの製造方法>
本発明の微細繊維状セルロースの製造方法は、懸濁液調製工程と化学処理工程と解繊工程とを有する。
<Method for producing fine fibrous cellulose>
The manufacturing method of the fine fibrous cellulose of this invention has a suspension preparation process, a chemical treatment process, and a defibration process.

(懸濁液調製工程)
懸濁液調製工程は、セルロース成分として未晒化学パルプおよび酸素漂白化学パルプの少なくとも一方を含むセルロース懸濁液を調製する工程である。
セルロース懸濁液に含まれるセルロース成分は、全量が未晒化学パルプおよび酸素漂白化学パルプの少なくとも一方であることが好ましいが、本発明の効果を阻害しない範囲で、未晒化学パルプおよび酸素漂白化学パルプ以外のセルロース含有物を少量(好ましくは全セルロース成分に対して7質量%以下、より好ましくは5質量%以下)含んでも構わない。
(Suspension preparation process)
The suspension preparation step is a step of preparing a cellulose suspension containing at least one of unbleached chemical pulp and oxygen bleached chemical pulp as a cellulose component.
The cellulose component contained in the cellulose suspension is preferably at least one of unbleached chemical pulp and oxygen-bleached chemical pulp, but unbleached chemical pulp and oxygen-bleached chemical as long as the effects of the present invention are not impaired. A small amount (preferably 7% by mass or less, more preferably 5% by mass or less) of a cellulose-containing material other than pulp may be included.

[未晒化学パルプ]
本発明において使用する未晒化学パルプについて説明するにあたり、まず、一般的な化学パルプについて説明する。
パルプとは、植物あるいは古紙を解すことによって得られた繊維の集合体である。パルプは原料の種類によって、木材を原料とした木材パルプ、木材以外の植物(わら、竹、亜麻、綿リンターなど)を原料とした非木材パルプ、古紙を原料とした古紙パルプの3種類に分けられる。これらのうち、木材パルプは原料となる木材を解す方法によってさらに分類される。具体的には、原料を機械的に摩砕して得た機械パルプ(MP)、原料を化学薬品で蒸煮するなどして化学的に得た化学パルプ(CP)、原料を化学的処理後に機械的処理を施すことによって得た半化学パルプ(SCP)に分類される。
化学パルプはさらにクラフトパルプ(KP)と亜硫酸パルプ(SP)に大別される。それらのうちクラフトパルプは、世界のパルプ生産量の大半を占めており、化学パルプとして代表的なものである。
[Unbleached chemical pulp]
In describing the unbleached chemical pulp used in the present invention, first, a general chemical pulp will be described.
Pulp is a collection of fibers obtained by breaking down plants or waste paper. Pulp is divided into three types according to the type of raw material: wood pulp made from wood, non-wood pulp made from plants other than wood (straw, bamboo, flax, cotton linter, etc.), and waste paper pulp made from waste paper. It is done. Among these, wood pulp is further classified according to the method of unraveling the raw wood. Specifically, mechanical pulp (MP) obtained by mechanically grinding the raw material, chemical pulp (CP) obtained chemically by steaming the raw material with chemicals, etc. Is classified into semi-chemical pulp (SCP) obtained by subjecting to mechanical treatment.
Chemical pulp is further classified into kraft pulp (KP) and sulfite pulp (SP). Among them, kraft pulp accounts for most of the world's pulp production and is a typical chemical pulp.

パルプの原料となる木材には特に制約はなく、アカマツ、クロマツ、トドマツ、エゾマツ、ベニマツ、カラマツ、モミ、スギ、ツガ、スギ、ヒノキ、シラベ、トウヒ、ヒバ、ダグラスファー、ヘムロック、ホワイトファー、スプルース、バルサムファー、シーダ、パイン、ラジアータパイン等の針葉樹、ブナ、カバ、ハンノキ、ナラ、タブ、シイ、シラカバ、ハコヤナギ、ポプラ、タモ、ドロヤナギ、ユーカリ、マングローブ、ラワン等の広葉樹を適宜選択して使用することができる。ただし、本発明においては、木材をパルプにするにあたって、木材の形態は木粉ではなく、チップであることが好ましい。木材の形態がチップであると、得られる微細繊維状セルロースの繊維長が長くなりやすくなるため、樹脂に配合した際の強度向上効果を得やすい。また、木材をチップ化する処理は、木材を木粉化する処理よりもコストが安くなる。   There are no particular restrictions on the wood used as the raw material for pulp. Conifers such as balsam fur, cedar, pine, and radiata pine, beech, hippopotamus, alder tree, oak, tab, shii, birch, poplar, tamo, dolphin, eucalyptus, mangrove, lauan, etc. can do. However, in the present invention, when making wood into pulp, it is preferable that the form of wood is not wood powder but chips. When the form of the wood is a chip, the fiber length of the obtained fine fibrous cellulose tends to be long, so that it is easy to obtain an effect of improving the strength when blended with a resin. Moreover, the cost of processing wood into chips is lower than the cost of processing wood into wood powder.

クラフトパルプの製造方法としては、原料となる木材を苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)と硫化ソーダ(硫化ナトリウム)の混合液とともに蒸解釜に送入し、高温高圧下のもと蒸煮する蒸解工程と、得られた蒸解物から洗浄装置によって廃液を分離する洗浄工程と、さらにスクリーンやクリーナーといった除塵装置で精選する精選工程と、漂白工程とを有する方法が挙げられる。
上記製造方法では、蒸解工程によって、木材に含まれるセルロース繊維がリグニン成分と分離されるが、リグニン成分は完全に除去されず、一定量のリグニン成分が残留する。
漂白工程は、パルプ着色成分でもある残留リグニン成分を除去する工程であり、パルプの白さを増すことを目的としている。そのため、蒸解工程でのリグニン成分除去の補足工程または延長工程ととらえることもできる。
通常、漂白工程では、数種類の漂白工程を組み合わせた方法で行われている。漂白工程の前段では、酸素漂白処理し、それより後段の多段漂白では、二酸化塩素またはオゾンにより漂白処理し、次に、過酸化水素や二酸化塩素により漂白処理する方法が採用されている。環境負荷低減の観点では、前段の漂白では酸素を用いて、後段の漂白での使用薬品量を減らすことが好ましい。
亜硫酸パルプの製造方法は、上記蒸解工程において苛性ソーダと硫化ソーダの代わりに亜硫酸と亜硫酸塩を用いた以外は上記クラフトパルプの製造方法と同様の方法である。
The kraft pulp is manufactured by sending the raw wood together with a mixture of caustic soda (sodium hydroxide) and sodium sulfide (sodium sulfide) into a digester and cooking under high temperature and high pressure. Examples thereof include a washing step of separating waste liquid from the digested product with a washing device, a selection step of selecting with a dust removing device such as a screen or a cleaner, and a bleaching step.
In the above production method, the cellulose fiber contained in the wood is separated from the lignin component by the cooking step, but the lignin component is not completely removed, and a certain amount of the lignin component remains.
A bleaching process is a process of removing the residual lignin component which is also a pulp coloring component, and aims at increasing the whiteness of a pulp. Therefore, it can also be regarded as a supplementary process or an extension process for removing the lignin component in the cooking process.
Usually, the bleaching process is performed by a method combining several kinds of bleaching processes. In the first stage of the bleaching step, oxygen bleaching is performed, and in the subsequent multistage bleaching, bleaching is performed with chlorine dioxide or ozone, and then bleaching is performed with hydrogen peroxide or chlorine dioxide. From the viewpoint of reducing the environmental load, it is preferable to use oxygen in the former stage bleaching to reduce the amount of chemicals used in the latter stage bleaching.
The method for producing sulfite pulp is the same as the method for producing kraft pulp except that sulfite and sulfite are used instead of caustic soda and sodium sulfide in the cooking step.

本発明において使用する未晒化学パルプは、上記クラフトパルプまたは亜硫酸パルプの製造方法において漂白工程を経ずに得た化学パルプのことである。すなわち、蒸解工程と洗浄工程と精選工程を経ることによってのみ得た化学パルプである。そのため、未晒化学パルプは、漂白工程で発生する製造コストがかからない。また、漂白工程設備を有する既存の化学パルプ製造設備をそのまま利用して製造することができる。具体的には、精選工程を経た化学パルプを漂白工程に送る前に取り出せばよい。既存設備を利用すれば、新たに大規模な設備を設置する必要がない。   The unbleached chemical pulp used in the present invention is a chemical pulp obtained without undergoing a bleaching step in the above kraft pulp or sulfite pulp manufacturing method. That is, it is a chemical pulp obtained only through a cooking process, a washing process, and a selection process. Therefore, unbleached chemical pulp does not incur the manufacturing cost generated in the bleaching process. Moreover, it can manufacture using the existing chemical pulp manufacturing equipment which has a bleaching process equipment as it is. Specifically, the chemical pulp that has passed through the selection process may be taken out before being sent to the bleaching process. If existing facilities are used, there is no need to install new large-scale facilities.

未晒化学パルプとしてはクラフトパルプが好ましい。クラフトパルプは亜硫酸パルプに比べて蒸解工程において発生する排水の汚れが少なく、また生産量もクラフトパルプに比べて多いため、環境負荷および生産性の点で優れる。   Kraft pulp is preferred as the unbleached chemical pulp. Kraft pulp is superior in terms of environmental load and productivity because it produces less wastewater in the cooking process than sulfite pulp and produces more than kraft pulp.

[酸素漂白化学パルプ]
酸素漂白化学パルプとは、上記クラフトパルプの製造において、前段の酸素漂白処理のみを漂白工程として施して得た化学パルプのことである。そのため、酸素漂白化学パルプは、多段漂白のすべての漂白処理を施した化学パルプと比較して製造コストが安価となる。また、酸素漂白化学パルプは、既存の化学パルプ製造設備をそのまま利用して製造することができる。具体的には、酸素漂白処理した化学パルプを次段以降の漂白処理に送る前に取り出せばよい。既存設備を利用すれば、新たに大規模な設備を設置する必要がない。
酸素漂白パルプにおいても、未晒化学パルプと同様にクラフトパルプが好ましい。
[Oxygen bleached chemical pulp]
The oxygen bleached chemical pulp is a chemical pulp obtained by performing only the preceding oxygen bleaching treatment as a bleaching step in the production of the kraft pulp. Therefore, oxygen-bleached chemical pulp has a lower production cost than chemical pulp that has been subjected to all bleaching processes of multi-stage bleaching. Moreover, oxygen bleached chemical pulp can be manufactured using the existing chemical pulp manufacturing equipment as it is. Specifically, the chemical pulp subjected to the oxygen bleaching treatment may be taken out before being sent to the subsequent bleaching treatment. If existing facilities are used, there is no need to install new large-scale facilities.
Also in oxygen bleached pulp, kraft pulp is preferable like unbleached chemical pulp.

(化学処理工程)
化学処理工程は、セルロース懸濁液に化学的処理を施す工程である。
本発明における化学的処理は下記(a)〜(e)のうちの少なくとも1種である。
(a)カルボキシ基を有する化合物の酸無水物による処理
(b)リン酸基を有する化合物による処理
(c)オゾンによる処理
(d)酵素による処理
(e)2,2,6,6−テトラメチルピペリジノオキシラジカル(以下、「TEMPO」と表記する。)による処理
(Chemical treatment process)
The chemical treatment step is a step of subjecting the cellulose suspension to chemical treatment.
The chemical treatment in the present invention is at least one of the following (a) to (e).
(A) Treatment of a compound having a carboxy group with an acid anhydride (b) Treatment with a compound having a phosphate group (c) Treatment with ozone (d) Treatment with an enzyme (e) 2,2,6,6-tetramethyl Treatment with piperidinooxy radical (hereinafter referred to as “TEMPO”)

化学的処理の程度としては、処理後の、セルロースの置換度が0.005〜0.3の範囲になることが好ましく、0.01〜0.25になることがより好ましく、0.015〜0.2になることがさらに好ましい。ここで、置換度とは、セルロースのグルコース骨格内にある3つの水酸基のうち、化学的処理によって別の置換基に置換された数のことである。水酸基の別の置換基への置換ではカルボキシ基への置換が重要であるため、置換度は、TAPPI T−237に従ってカルボキシ基のモル数より換算して求めた。置換度が前記下限値以上であれば、解繊性がより高くなって微細繊維状セルロースの収率がより高くなり、前記上限値以下であれば、得られる微細繊維状セルロースの樹脂に対する分散性がより高くなる。   As the degree of chemical treatment, the degree of substitution of cellulose after treatment is preferably in the range of 0.005 to 0.3, more preferably 0.01 to 0.25, 0.015 to More preferably, it becomes 0.2. Here, the degree of substitution refers to the number of three hydroxyl groups in the glucose skeleton of cellulose that are substituted with another substituent by chemical treatment. Since substitution to a carboxy group is important for substitution of a hydroxyl group with another substituent, the degree of substitution was calculated from the number of moles of carboxy group according to TAPPI T-237. If the degree of substitution is greater than or equal to the lower limit, the fibrillation is higher and the yield of fine fibrous cellulose is higher, and if the degree of substitution is less than or equal to the upper limit, the dispersibility of the resulting fine fibrous cellulose in the resin Becomes higher.

[カルボキシ基を有する化合物の酸無水物による処理]
カルボキシ基を有する化合物の酸無水物による処理では、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物によって、セルロースの水酸基の一部をカルボキシ基に化学修飾する。これにより、セルロース繊維間の結合力が弱まり、解繊性が向上する。
カルボキシ基を有する化合物の酸無水物としては、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が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。上記酸無水物のうち、工業的に利用しやすく、また、ガス化しやすいことから、無水マレイン酸、無水コハク酸が好ましい。
[Treatment of Compound Having Carboxy Group with Acid Anhydride]
In the treatment of the compound having a carboxy group with an acid anhydride, a part of the hydroxyl group of cellulose is chemically modified to a carboxy group by the acid anhydride of the compound having a carboxy group. Thereby, the bond strength between the cellulose fibers is weakened, and the defibration property is improved.
Examples of the acid anhydride of the compound having a carboxy group include dicarboxylic acid compounds such as maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride, glutaric anhydride, adipic anhydride, and itaconic anhydride. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among the acid anhydrides, maleic anhydride and succinic anhydride are preferable because they are industrially easily used and easily gasified.

カルボキシ基を有する化合物の酸無水物による化学的処理を行うにあたっては、予めセルロース懸濁液を乾燥させておくことが好ましく、具体的には、セルロース懸濁液の水分量を10質量%以下にすることが好ましい。セルロース懸濁液の水分量を下げておくと、アスペクト比の大きい微細繊維状セルロースを得られやすくなる。アスペクト比の大きい微細繊維状セルロースを樹脂に配合させると、強度が向上し易くなる。   In performing the chemical treatment with the acid anhydride of the compound having a carboxy group, it is preferable to dry the cellulose suspension in advance. Specifically, the water content of the cellulose suspension is set to 10% by mass or less. It is preferable to do. If the water content of the cellulose suspension is lowered, it becomes easy to obtain fine fibrous cellulose having a large aspect ratio. When fine fibrous cellulose having a large aspect ratio is added to the resin, the strength is easily improved.

セルロース懸濁液に対するカルボキシ基を有する化合物の酸無水物の質量割合は、特に制約されるものではないが、セルロース懸濁液の固形分100質量部に対して0.1〜500質量部であることが好ましく、1〜300質量部であることがより好ましく、25〜75質量部であることがさらに好ましい。カルボキシ基を有する化合物の酸無水物の質量割合が前記下限値以上であれば、解繊工程での微細繊維状セルロースの収率の向上効果がより高くなる。しかし、前記上限値を超えると、解繊工程での微細繊維状セルロースの収率向上効果が頭打ちとなるばかりでなく、セルロース懸濁液中に含まれるリグニン成分をすべて除去してしまうおそれがある。   Although the mass ratio of the acid anhydride of the compound having a carboxy group with respect to the cellulose suspension is not particularly limited, it is 0.1 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the cellulose suspension. It is preferably 1 to 300 parts by mass, more preferably 25 to 75 parts by mass. If the mass ratio of the acid anhydride of the compound having a carboxy group is equal to or more than the lower limit, the effect of improving the yield of fine fibrous cellulose in the defibrating step becomes higher. However, if the above upper limit is exceeded, not only the yield improvement effect of fine fibrous cellulose in the defibration process will reach its peak, but all the lignin components contained in the cellulose suspension may be removed. .

カルボキシ基を有する化合物の酸無水物による化学的処理を行う際には、加熱処理を施すことが好ましい。加熱処理時の温度は特に制約されるものではないが、セルロースの熱分解温度の点から、100〜250℃であることが好ましい。   When performing the chemical treatment with the acid anhydride of the compound having a carboxy group, it is preferable to perform a heat treatment. The temperature during the heat treatment is not particularly limited, but is preferably 100 to 250 ° C. from the viewpoint of the thermal decomposition temperature of cellulose.

カルボキシ基を有する化合物の酸無水物により化学的処理を行った後には、セルロース懸濁液に対して、アルカリ溶液で処理するアルカリ処理工程を施すことが好ましい。アルカリ処理の方法としては特に制約されるものではないが、例えば、アルカリ溶液中に、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物により化学的処理を行ったセルロース懸濁液を浸漬する方法が挙げられる。
アルカリ溶液に含まれるアルカリ化合物は、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、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。有機アルカリ化合物としては、アンモニア、脂肪族アミン、芳香族アミン等が挙げられる。
アルカリ溶液の溶媒としては、水または有機溶媒のいずれであってもよいが、極性有機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がより好ましい。
After the chemical treatment with the acid anhydride of the compound having a carboxy group, it is preferable to subject the cellulose suspension to an alkali treatment step of treating with an alkali solution. Although it does not restrict | limit especially as a method of an alkali treatment, For example, the method of immersing the cellulose suspension chemically treated with the acid anhydride of the compound which has a carboxy group in an alkaline solution is mentioned.
The alkali compound contained in the alkali solution may be an inorganic alkali compound or an organic alkali compound. Examples of the inorganic alkali compound include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide and the like. Examples of the organic alkali compound include ammonia, aliphatic amines, and aromatic amines.
The solvent for the alkaline solution may be either water or an organic solvent, but is preferably a polar organic solvent, and more preferably an aqueous solvent containing at least water.

なお、アルカリ処理後には、取り扱い性を向上させるために、解繊工程の前にアルカリ処理済みセルロース懸濁液を水や有機溶媒によって洗浄することが好ましい。   In addition, after alkali treatment, in order to improve handleability, it is preferable to wash the alkali-treated cellulose suspension with water or an organic solvent before the defibrating step.

[リン酸基を有する化合物による処理]
リン酸基を有する化合物による処理では、リン酸基を有する化合物によって、セルロースの水酸基の一部をリン酸基に化学修飾する。これにより、セルロース繊維間の結合力が弱まり、解繊性が向上する。
リン酸基を有する化合物としては、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、リン酸三ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸三カリウム、ピロリン酸カリウム、メタリン酸カリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ピロリン酸アンモニウム、メタリン酸アンモニウム等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。上記リン酸基を有する化合物のうち、工業的に利用しやすい点から、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウムが好ましい。
[Treatment with a compound having a phosphate group]
In the treatment with a compound having a phosphate group, a part of the hydroxyl group of cellulose is chemically modified to a phosphate group by the compound having a phosphate group. Thereby, the bond strength between the cellulose fibers is weakened, and the defibration property is improved.
Compounds having a phosphate group include phosphoric acid, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, sodium pyrophosphate, sodium metaphosphate, potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, phosphorus Examples include tripotassium acid, potassium pyrophosphate, potassium metaphosphate, ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, triammonium phosphate, ammonium pyrophosphate, ammonium metaphosphate, and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Of the above-mentioned compounds having a phosphate group, sodium dihydrogen phosphate and disodium hydrogen phosphate are preferred from the viewpoint of easy industrial use.

セルロース懸濁液に対するリン酸基を有する化合物の質量割合は、特に制約されるものではないが、セルロース懸濁液の固形分100質量部に対して、リン元素に換算した添加量が0.1〜500質量部であることが好ましく、0.5〜250質量部であることがより好ましく、1〜100質量部であることがさらに好ましい。リン酸基を有する化合物の質量割合が前記下限値以上であれば、解繊工程での微細繊維状セルロースの収率の向上効果がより高くなる。しかし、前記上限値を超えると、解繊工程での微細繊維状セルロースの収率向上効果が頭打ちとなるばかりでなく、セルロース懸濁液中に含まれるリグニン成分をすべて除去してしまうおそれがある。   The mass ratio of the compound having a phosphate group to the cellulose suspension is not particularly limited, but the addition amount converted to phosphorus element is 0.1 with respect to 100 mass parts of the solid content of the cellulose suspension. It is preferably ˜500 parts by mass, more preferably 0.5 to 250 parts by mass, and even more preferably 1 to 100 parts by mass. If the mass ratio of the compound which has a phosphoric acid group is more than the said lower limit, the improvement effect of the yield of the fine fibrous cellulose in a fibrillation process will become higher. However, if the above upper limit is exceeded, not only the yield improvement effect of fine fibrous cellulose in the defibration process will reach its peak, but all the lignin components contained in the cellulose suspension may be removed. .

リン酸基を有する化合物による化学的処理を行う際には、加熱処理を施すことが好ましい。加熱処理時の温度は特に制約されるものではないが、セルロースの熱分解温度の点から、100〜250℃であることが好ましい。   When performing chemical treatment with a compound having a phosphate group, it is preferable to perform heat treatment. The temperature during the heat treatment is not particularly limited, but is preferably 100 to 250 ° C. from the viewpoint of the thermal decomposition temperature of cellulose.

[オゾンによる処理]
オゾンによる処理では、セルロースの一部の水酸基がカルボニル基やカルボキシ基に換わる。これにより、セルロース繊維間の結合力が弱まり、解繊性が向上する。
オゾンは、空気、酸素ガス、酸素添加空気等の酸素含有気体を、公知のオゾン発生装置に供給することにより発生させることができる。
[Treatment with ozone]
In the treatment with ozone, some hydroxyl groups of cellulose are replaced with carbonyl groups or carboxy groups. Thereby, the bond strength between the cellulose fibers is weakened, and the defibration property is improved.
Ozone can be generated by supplying an oxygen-containing gas such as air, oxygen gas, or oxygen-added air to a known ozone generator.

オゾンによる処理は、オゾンが存在する閉じた空間/雰囲気中にセルロース懸濁液を曝すことで行われる。
オゾンが含まれる気体中のオゾン濃度は、250g/m以上であると、爆発するおそれがあるため、250g/m未満である必要がある。しかし、濃度が低いと、オゾン使用量が増えるため、50〜215g/mであることが好ましい。オゾン濃度が前記下限値以上であれば、オゾンの取り扱いが容易であり、しかも解繊工程での微細繊維状セルロースの収率の向上効果がより高くなる。
The treatment with ozone is performed by exposing the cellulose suspension to a closed space / atmosphere in which ozone is present.
If the ozone concentration in the gas containing ozone is 250 g / m 2 or more, there is a possibility of explosion, so it is necessary to be less than 250 g / m 2 . However, if the concentration is low, the amount of ozone used is increased, and thus it is preferably 50 to 215 g / m 2 . If the ozone concentration is equal to or higher than the lower limit, the handling of ozone is easy, and the effect of improving the yield of fine fibrous cellulose in the defibrating process is further increased.

セルロース懸濁液に対するオゾン添加量は特に制約されるものではないが、セルロース懸濁液の固形分100質量部に対して0.1〜8質量部であることが好ましい。オゾン添加量が前記下限値以上であれば、解繊工程での微細繊維状セルロースの収率向上効果がより高くなる。しかし、前記上限値を超えると、解繊工程での微細繊維状セルロースの収率向上効果が頭打ちとなるばかりではなく、セルロース懸濁液中のリグニン残留成分をすべて除去してしまうおそれがある。   The amount of ozone added to the cellulose suspension is not particularly limited, but it is preferably 0.1 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the cellulose suspension. If the amount of ozone added is equal to or greater than the lower limit, the effect of improving the yield of fine fibrous cellulose in the defibrating step will be higher. However, when the above upper limit is exceeded, not only the yield improvement effect of fine fibrous cellulose in the defibrating process reaches its peak, but all lignin residual components in the cellulose suspension may be removed.

オゾン処理温度としては特に制約されるものではなく、0〜50℃の範囲で適宜調整される。また、オゾン処理時間についても特に制約されるものではなく、1〜180分間の範囲で適宜調整される。   The ozone treatment temperature is not particularly limited, and is appropriately adjusted within a range of 0 to 50 ° C. Further, the ozone treatment time is not particularly limited, and is appropriately adjusted within a range of 1 to 180 minutes.

なお、セルロース懸濁液にオゾン処理を施した後、追酸化処理を施してもよい。追酸化処理に用いる酸化剤としては、二酸化塩素、亜塩素酸ナトリウム等の塩素系化合物が挙げられる。   The cellulose suspension may be subjected to ozone treatment and then subjected to additional oxidation treatment. Examples of the oxidizing agent used for the additional oxidation treatment include chlorine compounds such as chlorine dioxide and sodium chlorite.

[酵素による処理]
酵素による処理では、理由は定かではないが、セルロースの結晶部分が攻撃されて、結合が緩むことにより、解繊性が向上するものと考えられる。
[Enzyme treatment]
In the treatment with an enzyme, the reason is not clear, but it is considered that the fibrillation is improved by attacking the crystal part of cellulose and loosening the bond.

酵素としては、セルラーゼ系酵素やヘミセルラーゼ系酵素が好ましい。
セルラーゼ系酵素としては、トリコデルマ(Trichoderma、糸状菌)属、アクレモニウム(Acremonium、糸状菌)属、アスペルギルス(Aspergillus、糸状菌)属、ファネロケエテ(Phanerochaete、担子菌)属、トラメテス(Trametes、担子菌)属、フーミコラ(Humicola、糸状菌)属、バチルス(Bacillus、細菌)属、スエヒロタケ(Schizophyllum、担子菌)属、ストレプトミセス(Streptomyces、細菌)属、シュードモナス(Pseudomonas、細菌)属等が産生するセルラーゼ系酵素が挙げられる。これらのうち、糸状菌セルラーゼ系酵素が好ましく、糸状菌セルラーゼ系酵素の中でも、トリコデルマ菌(Trichoderma reesei、あるいはHyporea jerorina、糸状菌の一種である子嚢菌)が生産するセルラーゼ系酵素は種類が豊富であり、生産性も高いため、より好ましい。
As the enzyme, a cellulase enzyme or a hemicellulase enzyme is preferable.
Cellulase-based enzymes include the genus Trichoderma, the genus Acremonium, the genus Aspergillus, the genus Phanerochaete, the trametes, Trametes, Genus, Humicola (Bacteria), Bacillus (bacteria), Suehirotake (Basidiomycetes), Streptomyces (bacteria), Pseudomonas (bacteria), etc. Enzymes. Of these, filamentous fungal cellulase enzymes are preferred, and among the fungal cellulase enzymes, cellulase enzymes produced by Trichoderma bacterium (Trichoderma reesei or Hyporea jerorina) are abundant in types. It is more preferable because of its high productivity.

ヘミセルラーゼ系酵素としては、キシランを分解する酵素であるキシラナーゼ(xylanase)、マンナンを分解する酵素であるマンナーゼ(mannase)、アラバンを分解する酵素であるアラバナーゼ(arabanase)、ペクチンを分解する酵素であるペクチナーゼ(pectinase)が挙げられる。これらのうち、広葉樹由来のセルロース懸濁液に対してはキシラーゼが、針葉樹由来のセルロース懸濁液に対してはマンナーゼが好ましい。   The hemicellulase enzymes are xylanase, an enzyme that degrades xylan, mannanase, an enzyme that degrades mannan, arabanase, an enzyme that degrades araban, and an enzyme that degrades pectin. Examples include pectinase. Among these, xylase is preferable for cellulose suspension derived from hardwood, and mannase is preferable for cellulose suspension derived from conifer.

セルロース懸濁液に対する酵素の添加量は特に制約されるものではなく、酵素の種類、木材の種類(針葉樹か広葉樹か)等によって適宜調整して添加する。   The amount of enzyme added to the cellulose suspension is not particularly limited, and is appropriately adjusted depending on the type of enzyme, the type of wood (coniferous tree or hardwood), and the like.

セルラーゼ系酵素処理時のセルロース懸濁液のpHは、酵素反応の反応性の点から、弱酸性領域(pH=3.0〜6.9)であることが好ましい。一方、ヘミセルラーゼ系酵素処理時のセルロース懸濁液のpHは、弱アルカリ性領域(pH=7.1〜10.0)であることが好ましい。   The pH of the cellulose suspension during the cellulase enzyme treatment is preferably a weakly acidic region (pH = 3.0 to 6.9) from the viewpoint of the reactivity of the enzyme reaction. On the other hand, the pH of the cellulose suspension during the hemicellulase enzyme treatment is preferably in a weakly alkaline region (pH = 7.1 to 10.0).

酵素処理時の温度は特に制約されるものではないが、30〜70℃が好ましく、35〜65℃がより好ましく、40〜60℃がさらに好ましい。酵素処理時の温度が前記下限値以上であれば、酵素活性が低下しにくく、処理時間の長期化を防止でき、前記上限値以下であれば、酵素の失活を防止できる。   The temperature during the enzyme treatment is not particularly limited, but is preferably 30 to 70 ° C, more preferably 35 to 65 ° C, and further preferably 40 to 60 ° C. If the temperature at the time of enzyme treatment is not less than the above lower limit value, the enzyme activity is unlikely to be lowered and the treatment time can be prevented from being prolonged, and if it is not more than the above upper limit value, inactivation of the enzyme can be prevented.

酵素処理時間は0.5〜24時間が好ましい。処理時間が前記下限値以上であれば、酵素処理の効果を充分に発揮させることができる。一方、前記上限値以下であれば、セルロース繊維の分解による繊維長の短小化を抑制でき、樹脂に配合した際の強度向上効果を充分に得ることができる。酵素処理時間は、酵素の種類、温度、pH等によって調整することができる。   The enzyme treatment time is preferably 0.5 to 24 hours. If processing time is more than the said lower limit, the effect of an enzyme process can fully be exhibited. On the other hand, if it is below the above upper limit, shortening of the fiber length due to the decomposition of the cellulose fibers can be suppressed, and the effect of improving the strength when blended into the resin can be sufficiently obtained. The enzyme treatment time can be adjusted by the kind of enzyme, temperature, pH and the like.

酵素処理した後には酵素を失活させることが好ましい。酵素を失活させれば、酵素反応を停止して繊維の糖化の進行が止まるため、収率低下を防止でき、繊維長の短小化を抑制できる。酵素を失活させる方法としては、アルカリ水溶液(好ましくはpH10以上、より好ましくはpH11以上)を添加する方法、80〜100℃の熱水を添加する方法が挙げられる。   It is preferable to deactivate the enzyme after the enzyme treatment. If the enzyme is deactivated, the enzymatic reaction is stopped and the progress of saccharification of the fiber is stopped, so that a decrease in yield can be prevented and shortening of the fiber length can be suppressed. Examples of the method for inactivating the enzyme include a method of adding an alkaline aqueous solution (preferably pH 10 or more, more preferably pH 11 or more) and a method of adding hot water at 80 to 100 ° C.

[TEMPOによる処理]
TEMPOにより処理では、セルロース懸濁液に対し、TEMPOおよびハロゲン化アルカリの存在下で酸化剤を反応させて、セルロースの水酸基の一部をカルボキシ基に化学修飾する。これにより、セルロース繊維間の結合力が弱まり、解繊性が向上する。
[Processing by TEMPO]
In the treatment with TEMPO, an oxidizing agent is reacted with the cellulose suspension in the presence of TEMPO and an alkali halide to chemically modify a part of the hydroxyl groups of cellulose to carboxy groups. Thereby, the bond strength between the cellulose fibers is weakened, and the defibration property is improved.

TEMPOとともに酸化触媒として使用するハロゲン化アルカリは特に制約されるものではなく、ヨウ化アルカリ、臭化アルカリ、塩化アルカリ、フッ化アルカリ等を適宜選択して使用することができる。
酸化剤についても特に制約されるものではなく、次亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウム、次亜臭素酸ナトリウム、亜臭素酸ナトリウム等を適宜選択して使用することができる。
The alkali halide used as an oxidation catalyst together with TEMPO is not particularly limited, and alkali iodide, alkali bromide, alkali chloride, alkali fluoride and the like can be appropriately selected and used.
The oxidizing agent is not particularly limited, and sodium hypochlorite, sodium chlorite, sodium hypobromite, sodium bromite and the like can be appropriately selected and used.

酸化触媒の使用量は特に制約されるものではないが、セルロース懸濁液の固形分100質量部に対して、TEMPOおよびハロゲン化アルカリが、各々、0.1〜15質量部であることが好ましい。酸化触媒の添加量が前記下限値以上であれば、解繊工程での微細繊維状セルロースの収率向上効果がより高くなる。しかし、前記上限値を超えると、解繊工程での微細繊維状セルロースの収率向上効果が頭打ちとなるおそれがある。   Although the usage-amount of an oxidation catalyst is not restrict | limited especially, it is preferable that TEMPO and an alkali halide are 0.1-15 mass parts, respectively with respect to 100 mass parts of solid content of a cellulose suspension. . If the addition amount of an oxidation catalyst is more than the said lower limit, the yield improvement effect of the fine fibrous cellulose in a defibrating process will become higher. However, if the upper limit is exceeded, the yield improvement effect of fine fibrous cellulose in the defibration process may reach its peak.

酸化剤の使用量についても特に制約されるものではないが、セルロース懸濁液の固形分100質量部に対して、1〜80質量部が好ましい。   The amount of the oxidizing agent used is not particularly limited, but is preferably 1 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the cellulose suspension.

セルロース懸濁液をTEMPOにより処理する際の懸濁液のpHは、使用する酸化剤の種類に応じて適宜調整する。セルロース懸濁液のpH調整は、水酸化カリウム、アンモニア等の塩基性物質、あるいは酢酸、シュウ酸等の酸性物質を適宜添加することで行う。   The pH of the suspension when the cellulose suspension is treated with TEMPO is appropriately adjusted according to the type of oxidizing agent used. The pH of the cellulose suspension is adjusted by appropriately adding a basic substance such as potassium hydroxide or ammonia, or an acidic substance such as acetic acid or oxalic acid.

セルロース懸濁液をTEMPOにより処理する際の処理温度は、20〜100℃の範囲であることが好ましく、また処理時間は、0.5〜4時間であることが好ましい。
また、TEMPOによる処理を均一に行うためには、各種攪拌装置により攪拌しながら処理することが好ましい。
The treatment temperature for treating the cellulose suspension with TEMPO is preferably in the range of 20 to 100 ° C., and the treatment time is preferably 0.5 to 4 hours.
Moreover, in order to perform the process by TEMPO uniformly, it is preferable to process, stirring with various stirring apparatuses.

(解繊工程)
解繊工程は、化学的処理を施されたセルロース懸濁液に解繊処理を施す工程である。
解繊処理に用いる装置としては、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、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、振動ミル、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、高速回転下でのホモミキサー、ビーター等、従来公知の解繊処理装置を適宜選択して使用することができる。
(Defibration process)
The defibrating process is a process of performing a defibrating process on the chemically-treated cellulose suspension.
The equipment used for the defibrating treatment includes high-speed defibrator, grinder (stone mortar grinder), high-pressure homogenizer, ultra-high pressure homogenizer, high-pressure collision grinder, ball mill, bead mill, vibration mill, disk refiner, conical refiner, biaxial A conventionally known defibrating apparatus, such as a kneader, a homomixer under high-speed rotation, or a beater, can be appropriately selected and used.

(使用方法)
上記製造方法により得た微細繊維状セルロースは、樹脂の強化繊維として使用することができる。微細繊維状セルロースを樹脂に混合すれば、強度、剛性等を向上させることができる。
微細繊維状セルロースを強化繊維として使用する際の混合方法としては、例えば、溶融させた樹脂に、固形状またはスラリー状の微細繊維状セルロースを添加し、溶融混練する方法、樹脂のエマルションとスラリー状の微細繊維状セルロースとを混合し、脱水する方法などが挙げられる。
微細繊維状セルロースを混合する樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよい。
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン(高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン)、ポリプロピレン(ホモポリマー、ランダムポリマー、ブロックポリマー)、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体、アクリル樹脂、ABS樹脂、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリヒドロキシブチレート、ポリエチレンアジペート、ポリカプロラクトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、フッ素樹脂などが挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。
上記樹脂は、1種単独でもよいし、2種以上の併用でもよい。
(how to use)
The fine fibrous cellulose obtained by the above production method can be used as resin reinforcing fibers. If fine fibrous cellulose is mixed with resin, strength, rigidity, etc. can be improved.
As a mixing method when using fine fibrous cellulose as a reinforcing fiber, for example, a method of adding solid or slurry fine fibrous cellulose to melted resin and melt-kneading, resin emulsion and slurry And a method of mixing and dehydrating the fine fibrous cellulose.
The resin for mixing the fine fibrous cellulose may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin.
Thermoplastic resins include polyethylene (high pressure method low density polyethylene, linear low density polyethylene, high density polyethylene), polypropylene (homopolymer, random polymer, block polymer), polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, styrene- Acrylic copolymer, acrylic resin, ABS resin, polylactic acid, polybutylene succinate, polyhydroxybutyrate, polyethylene adipate, polycaprolactone, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyamide, polycarbonate, polyacetal, polyphenylene oxide, fluorine resin, etc. Can be mentioned.
Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a phenol resin, a urethane resin, a diallyl phthalate resin, and a melamine resin.
The above resins may be used alone or in combination of two or more.

高い透明性が要求される場合には、微細繊維状セルロースを分散させる樹脂として透明樹脂(例えば、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等)を用い、上記解繊工程の後に遠心分離等により沈殿物を除去した微細繊維状セルロースを用いることが好ましい。   When high transparency is required, a transparent resin (for example, polystyrene, acrylic resin, polycarbonate, polyethylene terephthalate, etc.) is used as a resin to disperse fine fibrous cellulose, and is precipitated by centrifugation or the like after the defibrating step. It is preferable to use fine fibrous cellulose from which substances are removed.

(作用効果)
本発明において使用する未晒化学パルプおよび酸素漂白化学パルプを含むセルロース懸濁液は、漂白を進めた化学パルプを含むセルロース懸濁液に比してリグニン成分を多く含んでいる。従来の製造方法ではリグニンを含むと、解繊工程での収率が低下したが、本発明では、セルロース懸濁液に解繊処理を施す前に化学的処理を施すことによって、解繊工程での微細繊維状セルロースの収率低下を防いでいる。
また、未晒化学パルプまたは酸素漂白化学パルプは、漂白工程の一部または全部が省略されているため、漂白を進めた化学パルプに比べて製造コストが安価である。
また、本発明の製造方法により得た微細繊維状セルロースは、樹脂への分散性に優れる。樹脂への分散性に優れる理由は定かではないが、化学的処理後も疎水性を有するリグニン成分が残留することが一つの理由として考えられる。また、未晒化学パルプおよび酸素漂白パルプは繊維の損傷が少ないため、得られる微細繊維状セルロースの損傷も少なくなり、樹脂に配合した際には繊維の絡み合いによる局在化を抑制できると考えられる。
(Function and effect)
The cellulose suspension containing unbleached chemical pulp and oxygen-bleached chemical pulp used in the present invention contains a larger amount of lignin component than the cellulose suspension containing bleached chemical pulp. In the conventional production method, when lignin is included, the yield in the defibrating process is reduced, but in the present invention, the chemical treatment is performed before the defibrating process is performed on the cellulose suspension. This prevents a decrease in the yield of fine fibrous cellulose.
In addition, unbleached chemical pulp or oxygen-bleached chemical pulp is less expensive to manufacture than chemical pulp that has been bleached because part or all of the bleaching process is omitted.
Moreover, the fine fibrous cellulose obtained by the production method of the present invention is excellent in dispersibility in the resin. The reason why the resin is excellent in dispersibility is not clear, but one reason is that a hydrophobic lignin component remains even after chemical treatment. In addition, since unbleached chemical pulp and oxygen bleached pulp have less fiber damage, the resulting fine fibrous cellulose is also less damaged, and when blended with a resin, localization due to fiber entanglement can be suppressed. .

以下に、具体例を挙げて本発明を説明するが、本発明は具体例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例に記載された「%」および「部」は、いずれも、「質量%」および「質量部」のことである。
また、各実施例および各比較例において、微細繊維状セルロースが得られたことは以下の方法により確認した。
すなわち、後述の解繊セルロース懸濁液の上澄み液を濃度0.05〜0.1%に水で希釈し、親水化処理したカーボングリッド膜に滴下した。乾燥後、酢酸ウラニルで染色し、透過型電子顕微鏡(日本電子社製、JEOL−2000EX)によりセルロース繊維の幅を観察した。その幅に基づき、微細繊維状セルロースが含まれているか否かを判断した。
Hereinafter, the present invention will be described with specific examples, but the present invention is not limited to the specific examples. Note that “%” and “parts” described in Examples and Comparative Examples are both “mass%” and “parts by mass”.
Moreover, in each Example and each Comparative Example, it was confirmed by the following method that fine fibrous cellulose was obtained.
That is, a supernatant liquid of a defibrated cellulose suspension described later was diluted with water to a concentration of 0.05 to 0.1% and dropped onto a carbon grid membrane subjected to a hydrophilic treatment. After drying, it was stained with uranyl acetate, and the width of the cellulose fiber was observed with a transmission electron microscope (JEOL-2000EX, manufactured by JEOL Ltd.). Based on the width, it was determined whether or not fine fibrous cellulose was contained.

<カルボキシ基を有する化合物の酸無水物による処理>
(実施例1)
セルロース成分としてユーカリを主原料とする広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)を含むセルロース懸濁液を105℃で3時間乾燥させて水分3%以下の乾燥パルプを得た。次いで、乾燥パルプ4gと無水マレイン酸2g(パルプ固形分100部に対して50部)とをオートクレーブに充填し、150℃で2時間処理した。
次いで、0.8%の水酸化ナトリウム水溶液250mLに、無水マレイン酸処理した乾燥パルプを分散し、攪拌して、アルカリ処理した。これにより得たセルロース懸濁液のpHは12.5程度であった。その後、pHが8以下になるまで、アルカリ処理後のセルロース懸濁液をイオン交換水で洗浄した。
次いで、アルカリ処理後のセルロース懸濁液にイオン交換水を添加し、固形分濃度0.5%のセルロース懸濁液を調製した。そのセルロース懸濁液を、解繊処理装置(エムテクニック社製、クレアミックス−2.2S)を用いて、21500回転/分の条件で30分間解繊処理して、解繊セルロース懸濁液を得た。
<Treatment of Compound Having Carboxy Group with Acid Anhydride>
Example 1
A cellulose suspension containing hardwood unbleached kraft pulp (LUKP) mainly composed of eucalyptus as a cellulose component was dried at 105 ° C. for 3 hours to obtain a dry pulp having a moisture content of 3% or less. Next, 4 g of dried pulp and 2 g of maleic anhydride (50 parts with respect to 100 parts of pulp solid content) were filled in an autoclave and treated at 150 ° C. for 2 hours.
Next, the maleic anhydride-treated dry pulp was dispersed in 250 mL of a 0.8% sodium hydroxide aqueous solution, stirred and alkali-treated. The pH of the resulting cellulose suspension was about 12.5. Thereafter, the cellulose suspension after the alkali treatment was washed with ion-exchanged water until the pH became 8 or less.
Next, ion-exchanged water was added to the cellulose suspension after the alkali treatment to prepare a cellulose suspension having a solid content concentration of 0.5%. The cellulose suspension was defibrated for 30 minutes under the condition of 21500 rpm using a defibrating apparatus (Cleamix-2.2S, manufactured by M Technique Co., Ltd.). Obtained.

(実施例2)
ユーカリを主原料とする広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)50g(固形分質量)をビニール袋に入れ、さらに、2モルの苛性ソーダ溶液をLUKP固形分100部に対して2部入れ、よく混合した後、攪拌機付きオートクレーブに移し替えた。次いで、そのオートクレーブ内で、酸素圧0.5MPa、温度100℃で、60分反応させた。反応後、パルプを容器から取り出して、5倍量のイオン交換水を用いて洗浄し、その後、ブフナーで脱水して、LUKPを原料とした酸素漂白クラフトパルプ(LOKP)を得た。
そのLOKPを用いたこと以外は実施例1と同様にして解繊セルロース懸濁液を得た。
(Example 2)
After putting 50 g of hardwood unbleached kraft pulp (LUKP) (solid content mass) made from eucalyptus into a plastic bag and adding 2 parts of 2 molar caustic soda solution to 100 parts of LUKP solid content and mixing well The mixture was transferred to an autoclave equipped with a stirrer. Next, the reaction was carried out in the autoclave at an oxygen pressure of 0.5 MPa and a temperature of 100 ° C. for 60 minutes. After the reaction, the pulp was taken out of the container, washed with 5 times the amount of ion-exchanged water, and then dehydrated with a Buchner to obtain oxygen bleached kraft pulp (LOKP) using LUKP as a raw material.
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 1 except that the LOKP was used.

(比較例1)
セルロース成分として針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Comparative Example 1)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 1 except that softwood bleached kraft pulp (NBKP) was used as the cellulose component.

(比較例2)
セルロース成分として広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Comparative Example 2)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 1 except that hardwood bleached kraft pulp (LBKP) was used as the cellulose component.

〔評価〕
実施例1〜2および比較例1〜2の解繊セルロース懸濁液に含まれるセルロースについて透過型電子顕微鏡により観察したところ、幅4nm程度の微細繊維状セルロースが含まれていることが確認された。また、X線回折により、セルロースはセルロースI型結晶を維持していた。また、FT−IRによる赤外線吸収スペクトルの測定により、1580〜1720cm−1にカルボキシ基に基づく吸収が見られ、マレイン酸の付加が確認された。
[Evaluation]
When the cellulose contained in the defibrated cellulose suspensions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 was observed with a transmission electron microscope, it was confirmed that fine fibrous cellulose having a width of about 4 nm was contained. . Moreover, the cellulose maintained the cellulose I type crystal | crystallization by X-ray diffraction. Moreover, the measurement based on the infrared absorption spectrum by FT-IR showed absorption based on a carboxy group at 1580 to 1720 cm −1 , confirming the addition of maleic acid.

また、上記実施例1〜2および比較例1〜2の解繊セルロース懸濁液について、遠心分離した後の上澄み収率を以下に記載の方法により測定した。測定結果を表1に示す。
また、解繊セルロース懸濁液に含まれる微細繊維状セルロースの樹脂に対する分散性を以下のように評価した。また、微細繊維状セルロース製造のコストについて評価した。各評価結果を表1に示す。
Moreover, about the defibrated cellulose suspension of the said Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2, the supernatant yield after centrifuging was measured by the method as described below. The measurement results are shown in Table 1.
Moreover, the dispersibility with respect to resin of the fine fibrous cellulose contained in the defibrated cellulose suspension was evaluated as follows. Moreover, it evaluated about the cost of fine fibrous cellulose manufacture. Each evaluation result is shown in Table 1.

[遠心分離後の上澄み収率の測定]
解繊セルロース懸濁液にイオン交換水を添加してスラリー固形分濃度を0.2%に調整し、冷却高速遠心分離機(コクサン社、H−2000B)を用い、12000Gの条件で遠心分離し、得られた上澄み液を回収し、上澄み液の固形分濃度を測定した。下記式に基づいて、微細繊維状セルロースの上澄み収率を求めた。
上澄み収率(%)=(遠心分離後の上澄み液の固形分濃度)÷(解繊セルロース懸濁液の固形分濃度)×100
なお、遠心分離後の上澄み収率は、微細繊維状セルロースが凝集した凝集物および繊維幅が太い非微細繊維状のものを排除して求めた微細繊維状セルロースの収率であり、上澄み収率が高い程、より微細な微細繊維状セルロースの収率が高い。
[Measurement of supernatant yield after centrifugation]
Ion exchange water is added to the defibrated cellulose suspension to adjust the slurry solids concentration to 0.2%, and the mixture is centrifuged at 12000G using a cooling high-speed centrifuge (Kokusan, H-2000B). The obtained supernatant was recovered, and the solid content concentration of the supernatant was measured. Based on the following formula, the supernatant yield of fine fibrous cellulose was determined.
Supernatant yield (%) = (Solid concentration of supernatant after centrifugation) ÷ (Solid concentration of defibrated cellulose suspension) × 100
The supernatant yield after centrifugation is the yield of fine fibrous cellulose obtained by excluding the aggregates of fine fibrous cellulose and the non-fine fibrous material having a large fiber width. The higher the is, the higher the yield of finer fine fibrous cellulose.

[分散性]
微細繊維状セルロース(遠心分離後の上澄み液、濃度約0.5%)とアニオン性ポリエチレンラテックス(東邦化学工業社製、商品名E−2213、平均粒子径:70nm)とを質量比5:100の割合で混合し、ホモジナイザーで攪拌することにより微細繊維状セルロースとポリエチレンラテックスの混合物を得た。得られた混合物を110℃にした真空乾燥機で3時間乾燥し、得られた乾燥物について、走査型電子顕微鏡(電圧10kV、倍率100倍)を用いて断面を観察した。これにより、ポリエチレン中における微細繊維状セルロースの分散状態を観察し、評価した。
評価の方法としては、電子顕微鏡写真(10cm×7cmに拡大した視野、枚数5枚)における凝集体の存在数から、下記の基準で評価した。
◎:ポリエチレン組成物中に凝集体が殆どない。
○:ポリエチレン組成物中に凝集体があるが、非常に少ない。
△:ポリエチレン組成物中に凝集体がやや多い。
×:ポリエチレン組成物中に凝集体が多い。
[Dispersibility]
Fine fibrous cellulose (supernatant liquid after centrifugation, concentration of about 0.5%) and anionic polyethylene latex (manufactured by Toho Chemical Co., Ltd., trade name E-2213, average particle size: 70 nm) are in a mass ratio of 5: 100. And a mixture of fine fibrous cellulose and polyethylene latex was obtained by stirring with a homogenizer. The obtained mixture was dried for 3 hours with a vacuum drier at 110 ° C., and the cross section of the obtained dried product was observed using a scanning electron microscope (voltage 10 kV, magnification 100 ×). This observed and evaluated the dispersion state of the fine fibrous cellulose in polyethylene.
As an evaluation method, the following criteria were used for evaluation based on the number of aggregates present in an electron micrograph (view expanded to 10 cm × 7 cm, 5 sheets).
A: There are almost no aggregates in the polyethylene composition.
○: There are aggregates in the polyethylene composition, but very few.
Δ: A little aggregate in the polyethylene composition.
X: There are many aggregates in a polyethylene composition.

[コスト]
コストの評価は、工業的に生産する場合を想定した相対評価である。
[cost]
The cost evaluation is a relative evaluation assuming an industrial production.

Figure 0006384498
Figure 0006384498

LUKPを、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物により処理した後、解繊して得た実施例1では、収率が高く、得られた微細繊維状セルロースの樹脂に対する分散性が高かった。また、パルプの漂白工程を簡素化できるので、低コストであった。
LOKPを、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物により処理した後、解繊して得た実施例2では、収率が高く、得られた微細繊維状セルロースの樹脂に対する分散性が高かった。また、パルプの漂白工程を簡素化できるので、低コストであった。
In Example 1 obtained by treating LUKP with an acid anhydride of a compound having a carboxy group and then defibrating, the yield was high and the dispersibility of the obtained fine fibrous cellulose in the resin was high. Moreover, since the bleaching process of a pulp can be simplified, it was low-cost.
In Example 2 obtained by treating LOKP with an acid anhydride of a compound having a carboxy group and then defibrating, the yield was high and the dispersibility of the obtained fine fibrous cellulose in the resin was high. Moreover, since the bleaching process of a pulp can be simplified, it was low-cost.

<リン酸基を有する化合物による化学的処理>
(実施例3)
リン酸二水素ナトリウム二水和物6.75g、リン酸水素二ナトリウム4.83gを19.62gの水に溶解させ、リン酸系化合物の水溶液(以下、「リン酸化試薬」という。
)を得た。
針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP、水分50%、JIS P8121に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)550ml)に、濃度が4%になるように水を加えた。その後、ダブルディスクリファイナーを用いて、変則CSF(平織り80メッシュ、パルプ採取量を0.3gとした以外はJIS P8121に準ずる)が200ml、長さ平均繊維長が0.66mmになるまで叩解した。
これにより得たセルロース懸濁液を0.3%に希釈し、含水率90%、固形分(絶乾質量)3gのパルプシート(厚み200μm)を抄紙法で得た。このパルプシートを前記リン酸化試薬31.2g(乾燥パルプ100質量部に対してリン元素量として80質量部)に浸漬させ、105℃の送風乾燥機(ヤマト科学株式会社 DKM400)で1時間加熱後、さらに150℃で1時間加熱処理して、セルロース繊維にリン酸基を導入した。
次いで、セルロース繊維にリン酸基を導入したパルプシートに500mlのイオン交換水を加え、攪拌洗浄後、脱水した。脱水後のシートを300mlのイオン交換水で希釈し、攪拌しながら、1Nの水酸化ナトリウム水溶液5mlを少しずつ添加し、pHが12〜13のセルロース懸濁液を得た。その後、このセルロース懸濁液を脱水し、500mlのイオン交換水を加えて洗浄を行った。この脱水洗浄をさらに2回繰り返した。
洗浄脱水後に得られたシートにイオン交換水を添加した後、攪拌し、0.5質量%のセルロース懸濁液にした。このセルロース懸濁液を、解繊処理装置(エムテクニック社製、クレアミックス−2.2S)を用いて、21500回転/分の条件で30分間解繊処理して、解繊セルロース懸濁液を得た。
解繊セルロース懸濁液に含まれるセルロースについて透過型電子顕微鏡により観察したところ、幅4nm程度の微細繊維状セルロースが含まれていることが確認された。また、X線回折により、セルロースはセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、FT−IRによる赤外線吸収スペクトルの測定により、1230〜1290cm−1にリン酸基に基づく吸収が見られ、リン酸基の付加が確認された。
<Chemical treatment with a compound having a phosphate group>
(Example 3)
6.75 g of sodium dihydrogen phosphate dihydrate and 4.83 g of disodium hydrogen phosphate are dissolved in 19.62 g of water, and an aqueous solution of a phosphoric acid compound (hereinafter referred to as “phosphorylation reagent”).
)
Water was added to conifer unbleached kraft pulp (NUKP, moisture 50%, Canadian standard freeness (CSF) 550 ml measured according to JIS P8121) to a concentration of 4%. Then, using a double disc refiner, the irregular CSF (80 mesh plain weave, according to JIS P8121 except that the amount of pulp collected was 0.3 g) was beaten until 200 ml and the length average fiber length became 0.66 mm.
The cellulose suspension thus obtained was diluted to 0.3%, and a pulp sheet (thickness 200 μm) having a water content of 90% and a solid content (absolute dry mass) of 3 g was obtained by a papermaking method. This pulp sheet was immersed in 31.2 g of the phosphorylating reagent (80 parts by mass as the amount of phosphorus element with respect to 100 parts by mass of the dried pulp), and heated for 1 hour with an air dryer at 105 ° C. (Yamato Scientific Co., Ltd. DKM400). Further, heat treatment was performed at 150 ° C. for 1 hour to introduce phosphate groups into the cellulose fibers.
Subsequently, 500 ml of ion-exchanged water was added to the pulp sheet in which the phosphate group was introduced into the cellulose fiber, and the mixture was dehydrated after washing with stirring. The dehydrated sheet was diluted with 300 ml of ion-exchanged water, and 5 ml of 1N sodium hydroxide aqueous solution was added little by little with stirring to obtain a cellulose suspension having a pH of 12 to 13. Thereafter, the cellulose suspension was dehydrated and washed by adding 500 ml of ion exchange water. This dehydration washing was repeated two more times.
Ion exchange water was added to the sheet obtained after washing and dehydration, and the mixture was stirred to obtain a 0.5 mass% cellulose suspension. This cellulose suspension is defibrated for 30 minutes at 21500 rpm using a defibrating apparatus (Cleamix-2.2S, manufactured by M Technique Co., Ltd.). Obtained.
When the cellulose contained in the defibrated cellulose suspension was observed with a transmission electron microscope, it was confirmed that fine fibrous cellulose having a width of about 4 nm was contained. Moreover, it was confirmed by X-ray diffraction that the cellulose maintained the cellulose I type crystal. Moreover, absorption based on a phosphate group was observed at 1320 to 1290 cm −1 by measurement of an infrared absorption spectrum by FT-IR, and addition of a phosphate group was confirmed.

(比較例3)
実施例3において、リン酸化試薬による処理とアルカリ処理を省略した以外は、実施例3と同様にして解繊セルロース懸濁液を得た。
解繊セルロース懸濁液に含まれるセルロースについて透過型電子顕微鏡により観察したところ、幅4nm程度の微細繊維状セルロースが含まれていることが確認された。また、X線回折により、セルロースはセルロースI型結晶を維持していることが確認された。しかし、FT−IRによる赤外線吸収スペクトルの測定では、リン酸基の付加が確認されなかった。
(Comparative Example 3)
In Example 3, a defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 3 except that the treatment with the phosphorylating reagent and the alkali treatment were omitted.
When the cellulose contained in the defibrated cellulose suspension was observed with a transmission electron microscope, it was confirmed that fine fibrous cellulose having a width of about 4 nm was contained. Moreover, it was confirmed by X-ray diffraction that the cellulose maintained the cellulose I type crystal. However, addition of a phosphate group was not confirmed by measurement of an infrared absorption spectrum by FT-IR.

〔評価〕
実施例3および比較例3について、実施例1〜2および比較例1〜2と同様にして、上澄み収率を測定し、樹脂に対する分散性およびコストを評価した。表2に測定結果および評価結果を示す。
[Evaluation]
About Example 3 and Comparative Example 3, it carried out similarly to Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2, measured the supernatant yield, and evaluated the dispersibility with respect to resin, and cost. Table 2 shows the measurement results and the evaluation results.

Figure 0006384498
Figure 0006384498

NUKPを、リン酸化試薬により処理した後、解繊して得た実施例3では、収率が高く、得られた微細繊維状セルロースの樹脂に対する分散性が高かった。また、パルプの漂白工程を簡素化できるので、低コストであった。
NUKPを、リン酸化試薬により処理せずに解繊して得た比較例3では、収率が低かった。また、微細繊維状スラリーの製造効率が低いため、高コストであった。
In Example 3 obtained by treating NUKP with a phosphorylating reagent and then defibrating, the yield was high and the dispersibility of the obtained fine fibrous cellulose in the resin was high. Moreover, since the bleaching process of a pulp can be simplified, it was low-cost.
In Comparative Example 3 obtained by fibrillating NUKP without treatment with a phosphorylating reagent, the yield was low. Moreover, since the production efficiency of the fine fibrous slurry was low, the cost was high.

<オゾンによる化学的処理>
[酸素漂白クラフトパルプの作製]
ユーカリを主原料とする広葉樹未晒クラフトパルプ(LUKP)50g(固形分質量)をビニール袋に入れ、さらに、2モルの苛性ソーダ溶液をLUKP固形分100部に対して2部入れ、よく混合した後、攪拌機付きオートクレーブに移し替えた。次いで、そのオートクレーブ内で、酸素圧0.5MPa、温度100℃で、60分反応させた。反応後、パルプを容器から取り出して、5倍量のイオン交換水を用いて洗浄し、その後、ブフナーで脱水して、LUKPを原料とした酸素漂白クラフトパルプ(LOKP)を得た。
また、LUKPの代わりに、ラジアタ松を主原料とする針葉樹未晒クラフトパルプ(NUKP)を用い、苛性ソーダ溶液をNUKP固形分100部に対して2.5部添加した以外は、上記酸素漂白クラフトパルプ(LOKP)の製造方法と同様にして、NUKPを原料とした酸素漂白クラフトパルプ(NOKP)を得た。
<Chemical treatment with ozone>
[Production of oxygen bleached kraft pulp]
After putting 50 g of hardwood unbleached kraft pulp (LUKP) (solid content mass) made from eucalyptus into a plastic bag and adding 2 parts of 2 molar caustic soda solution to 100 parts of LUKP solid content and mixing well The mixture was transferred to an autoclave equipped with a stirrer. Next, the reaction was carried out in the autoclave at an oxygen pressure of 0.5 MPa and a temperature of 100 ° C. for 60 minutes. After the reaction, the pulp was taken out of the container, washed with 5 times the amount of ion-exchanged water, and then dehydrated with a Buchner to obtain oxygen bleached kraft pulp (LOKP) using LUKP as a raw material.
Also, the oxygen-bleached kraft pulp described above was used except that softwood unbleached kraft pulp (NUKP) made mainly of radiata pine was used instead of LUKP, and 2.5 parts of caustic soda solution was added to 100 parts of NUKP solid content. In the same manner as in the (LOKP) production method, oxygen bleached kraft pulp (NOKP) using NUKP as a raw material was obtained.

(実施例4)
[オゾン処理]
上記LUKPをフラッフ化した後、硫酸を加えてpHを2前後に調整し、固形分30gのセルロース懸濁液を得た。得られたセルロース懸濁液を容積3Lの塩化ビニリデン製のテドラバッグに入れ、そこに酸素を放電して生成させたオゾンガス(200g/m)を、セルロース懸濁液の固形分100部に対して1.0部添加した。
次いで、オゾンを添加し終えたテドラバッグを、セルロース懸濁液とオゾンが充分に反応するように手で振動させた後、室温で2時間放置した。反応後、セルロース懸濁液を取り出し、5倍量のイオン交換水で洗浄し、ブフナーで脱水した。
Example 4
[Ozone treatment]
After the LUKP was fluffed, sulfuric acid was added to adjust the pH to around 2, thereby obtaining a cellulose suspension having a solid content of 30 g. The obtained cellulose suspension was placed in a 3 L vinylidene chloride tedra bag, and ozone gas (200 g / m 3 ) generated by discharging oxygen was added to 100 parts of the solid content of the cellulose suspension. 1.0 part was added.
Next, the Tedra bag after the addition of ozone was shaken by hand so that the cellulose suspension and ozone sufficiently reacted, and then left at room temperature for 2 hours. After the reaction, the cellulose suspension was taken out, washed with 5 times the amount of ion-exchanged water, and dehydrated with a Buchner.

[追酸化処理]
オゾン処理したセルロース懸濁液をさらに酸化するために、亜塩素酸処理を行なった。
処理条件は、温度が70℃、セルロース懸濁液濃度は3%、pHを4〜5にして、3時間保持した。反応後は、セルロース懸濁液を取り出し、5倍量のイオン交換水で洗浄し、ブフナーで脱水した。
[Additional oxidation treatment]
In order to further oxidize the ozone-treated cellulose suspension, chlorous acid treatment was performed.
The treatment conditions were a temperature of 70 ° C., a cellulose suspension concentration of 3%, a pH of 4 to 5, and a 3 hour hold. After the reaction, the cellulose suspension was taken out, washed with 5 times the amount of ion-exchanged water, and dehydrated with a Buchner.

[解繊処理]
追酸化処理したセルロース懸濁液にイオン交換水を加え、濃度0.5%に調整した後、高速解繊機(エムテクニック社製、クレアミックス−2.2S)を用いて、21500回転/分の条件で30分間解繊して、解繊セルロース懸濁液を得た。
[Defibration processing]
After adding ion-exchanged water to the cellulose suspension subjected to the additional oxidation treatment and adjusting the concentration to 0.5%, using a high-speed defibrator (Cleamix-2.2S, manufactured by M Technique Co., Ltd.), 21500 rpm The defibrated cellulose suspension was obtained by defibration for 30 minutes under the conditions.

(実施例5)
オゾンの添加量を2.5部とした以外は、実施例4と同様にして、解繊セルロース懸濁液を得た。なお、オゾン添加量は、オゾンの添加時間によって調整した(以下の例も同様である。)。
(Example 5)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 4 except that the amount of ozone added was 2.5 parts. The ozone addition amount was adjusted by the ozone addition time (the same applies to the following examples).

(実施例6)
オゾンの添加量を5.0部とした以外は、実施例4と同様にして、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Example 6)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 4 except that the amount of ozone added was 5.0 parts.

(実施例7)
LUKPの代わりにLOKPを用い、オゾンの添加量を0.5部とした以外は、実施例4と同様にして、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Example 7)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 4 except that LOKP was used instead of LUKP, and the amount of ozone added was 0.5 parts.

(実施例8)
オゾンの添加量を1.5部とした以外は、実施例7と同様にして、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Example 8)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 7 except that the amount of ozone added was 1.5 parts.

(実施例9)
オゾンの添加量を3.0部とした以外は、実施例7と同様にして、解繊セルロース懸濁液を得た。
Example 9
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 7 except that the amount of ozone added was 3.0 parts.

(実施例10)
LUKPの代わりにNUKPを用いた以外は、実施例4と同様にして、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Example 10)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 4 except that NUKP was used instead of LUKP.

(実施例11)
LUKPの代わりにNUKPを用いた以外は、実施例5と同様にして、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Example 11)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 5 except that NUKP was used instead of LUKP.

(実施例12)
LUKPの代わりにNUKPを用いた以外は、実施例6と同様にして、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Example 12)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 6 except that NUKP was used instead of LUKP.

(実施例13)
LOKPの代わりにNOKPを用いた以外は、実施例7と同様にして、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Example 13)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 7 except that NOKP was used instead of LOKP.

(実施例14)
LOKPの代わりにNOKPを用いた以外は、実施例8と同様にして、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Example 14)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 8 except that NOKP was used instead of LOKP.

(実施例15)
LOKPの代わりにNOKPを用いた以外は、実施例9と同様にして、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Example 15)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 9 except that NOKP was used instead of LOKP.

(比較例4)
オゾンを添加しなかったこと以外は、実施例7と同様にして、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Comparative Example 4)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 7 except that ozone was not added.

(比較例5)
オゾンを添加しなかったこと以外は、実施例13と同様にして、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Comparative Example 5)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 13 except that ozone was not added.

(比較例6)
LUKPの代わりに、上記LOKPをさらに三段漂白(シーケンス:D−Ep−D、D−Ep−Dシーケンスでの漂白条件については表4を参照)して得たLBKPを用い、オゾンの添加量を5.0部とした以外は、実施例4と同様にして処理して、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Comparative Example 6)
Instead of LUKP, LBKP obtained by further three-stage bleaching (sequence: D-Ep-D, see Table 4 for the bleaching conditions in the D-Ep-D sequence) was used, and the amount of ozone added Was processed in the same manner as in Example 4 except that 5.0 parts was obtained to obtain a defibrated cellulose suspension.

(比較例7)
LUKPの代わりに、上記NOKPをさらに三段漂白(シーケンス:D−Ep−D、D−Ep−Dシーケンスでの漂白条件については表4を参照)して得たNBKPを用い、オゾンの添加量を5.0部とした以外は、実施例4と同様にして処理して、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Comparative Example 7)
In place of LUKP, NBKP obtained by further three-stage bleaching (sequence: D-Ep-D, see Table 4 for bleaching conditions in the D-Ep-D sequence) is used, and the amount of ozone added Was processed in the same manner as in Example 4 except that 5.0 parts was obtained to obtain a defibrated cellulose suspension.

〔評価〕
実施例4〜15および比較例4〜7で各々得た解繊セルロース懸濁液に含まれるセルロースを透過型電子顕微鏡により観察したところ、幅4nm程度の微細繊維状セルロースが含まれていることが確認された。また、X線回折により、各例のセルロースはセルロースI型結晶を維持していることが確認された。
[Evaluation]
When the cellulose contained in the defibrated cellulose suspension obtained in each of Examples 4 to 15 and Comparative Examples 4 to 7 was observed with a transmission electron microscope, it was found that fine fibrous cellulose having a width of about 4 nm was contained. confirmed. Moreover, it was confirmed by X-ray diffraction that the cellulose of each example maintained the cellulose I type crystal.

また、実施例4〜15および比較例4〜7について、実施例1〜2および比較例1〜2と同様にして、上澄み収率を測定し、樹脂に対する分散性およびコストを評価した。表3に測定結果および評価結果を示す。   Moreover, about Examples 4-15 and Comparative Examples 4-7, it carried out similarly to Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2, measured the supernatant yield, and evaluated the dispersibility with respect to resin, and cost. Table 3 shows the measurement results and the evaluation results.

Figure 0006384498
Figure 0006384498

Figure 0006384498
Figure 0006384498

LUKP,LOKP、NUKPおよびNOKPのいずれかをオゾン処理した後、解繊して得た実施例4〜15では、収率が高く、得られた微細繊維状セルロースの樹脂に対する分散性が高かった。また、パルプの漂白工程を簡素化できるので、低コストであった。
LOKPをオゾン処理せずに解繊して得た比較例4、NOKPをオゾン処理せずに解繊して得た比較例5では、収率が低かった。そのため、高コストであった。
LBKPをオゾン処理した後、解繊して得た比較例6では、得られた微細繊維状セルロースの樹脂に対する分散性が低かった。また、パルプを充分に漂白するため、高コストであった。
NBKPをオゾン処理した後、解繊して得た比較例7では、得られた微細繊維状セルロースの樹脂に対する分散性が低かった。また、パルプを充分に漂白するため、高コストであった。
In Examples 4 to 15 obtained by defibrillation after treating any of LUKP, LOKP, NUKP and NOKP with ozone, the yield was high and the dispersibility of the obtained fine fibrous cellulose in the resin was high. Moreover, since the bleaching process of a pulp can be simplified, it was low-cost.
In Comparative Example 4 obtained by defibrating LOKP without ozone treatment and Comparative Example 5 obtained by defibration of NOKP without ozone treatment, the yield was low. Therefore, the cost was high.
In Comparative Example 6 obtained by defibrating LBKP after ozone treatment, the dispersibility of the obtained fine fibrous cellulose in the resin was low. Moreover, since the pulp was sufficiently bleached, the cost was high.
In Comparative Example 7 obtained by defibrating NBKP after ozone treatment, the dispersibility of the obtained fine fibrous cellulose in the resin was low. Moreover, since the pulp was sufficiently bleached, the cost was high.

<酵素による処理>
(実施例16)
[酵素処理]
上記LUKPを固形分濃度0.5%の懸濁液にし、ダブルディスクリファイナーで変則CSF(平織り80メッシュ、パルプ採取量を0.3gとした以外はJIS P8121に準ずる)が200mlになるまで叩解した。次いで、セルラーゼ系酵素「GC220」(ジェネンコア社製)をパルプ固形分100部に対して8部添加し、pH4〜5、温度50℃に調整し、3時間処理した。3時間後には温度を90℃にして酵素を失活させた。反応後は、パルプを取り出し、5倍量のイオン交換水で洗浄し、ブフナーで脱水した。
<Treatment with enzyme>
(Example 16)
[Enzyme treatment]
The above LUKP was made into a suspension having a solid content concentration of 0.5%, and beaten with a double disc refiner until the irregular CSF (according to JIS P8121 except that the amount of pulp collected was 0.3 g) was 200 ml. . Subsequently, 8 parts of cellulase enzyme “GC220” (Genencor) was added to 100 parts of pulp solids, adjusted to pH 4 to 5 and a temperature of 50 ° C., and treated for 3 hours. After 3 hours, the temperature was set to 90 ° C. to inactivate the enzyme. After the reaction, the pulp was taken out, washed with 5 times the amount of ion-exchanged water, and dehydrated with Buchner.

[解繊処理]
酵素処理したセルロース懸濁液にイオン交換水を加え、濃度0.5%に調整した後、高速解繊機(エムテクニック社製、クレアミックス−2.2S)を用いて、21500回転/分の条件で30分間解繊して、解繊セルロース懸濁液を得た。
[Defibration processing]
After adding ion-exchanged water to the enzyme-treated cellulose suspension to adjust the concentration to 0.5%, using a high-speed defibrator (Cleamix-2.2S, manufactured by M Technique Co., Ltd.), conditions of 21500 rpm For 30 minutes to obtain a defibrated cellulose suspension.

(実施例17)
LUKPの代わりにLOKPを用いた以外は、実施例16と同様にして処理して、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Example 17)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 16 except that LOKP was used instead of LUKP.

(実施例18)
LUKPの代わりにNUKPを用いた以外は、実施例16と同様にして処理して、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Example 18)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 16 except that NUKP was used instead of LUKP.

(実施例19)
LUKPの代わりにNOKPを用いた以外は、実施例16と同様にして処理して、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Example 19)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 16 except that NOKP was used instead of LUKP.

(比較例8)
LUKPの代わりにLBKPを用いた以外は、実施例16と同様にして処理して、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Comparative Example 8)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 16 except that LBKP was used instead of LUKP.

(比較例9)
LUKPの代わりにNBKPを用いた以外は、実施例16と同様にして処理して、解繊セルロース懸濁液を得た。
(Comparative Example 9)
A defibrated cellulose suspension was obtained in the same manner as in Example 16 except that NBKP was used instead of LUKP.

〔評価〕
実施例16〜19および比較例8〜9で各々得た解繊セルロース懸濁液に含まれるセルロースを透過型電子顕微鏡により観察したところ、幅4nm程度の微細繊維状セルロースが含まれていることが確認された。また、X線回折により、各例のセルロースはセルロースI型結晶を維持していることが確認された。
[Evaluation]
When the cellulose contained in the defibrated cellulose suspension obtained in each of Examples 16 to 19 and Comparative Examples 8 to 9 was observed with a transmission electron microscope, it was found that fine fibrous cellulose having a width of about 4 nm was contained. confirmed. Moreover, it was confirmed by X-ray diffraction that the cellulose of each example maintained the cellulose I type crystal.

実施例16〜19および比較例8〜9について、実施例1〜2および比較例1〜2と同様にして、上澄み収率を測定し、樹脂に対する分散性およびコストを評価した。表5に測定結果および評価結果を示す。   About Examples 16-19 and Comparative Examples 8-9, it carried out similarly to Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2, measured the supernatant yield, and evaluated the dispersibility with respect to resin, and cost. Table 5 shows the measurement results and the evaluation results.

Figure 0006384498
Figure 0006384498

LUKP,LOKP、NUKPおよびNOKPのいずれかを酵素処理した後、解繊して得た実施例16〜19では、収率が高く、得られた微細繊維状セルロースの樹脂に対する分散性が高かった。また、パルプの漂白工程を簡素化できるので、低コストであった。
LBKPを酵素処理した後、解繊して得た比較例8では、得られた微細繊維状セルロースの樹脂に対する分散性が低かった。また、パルプを充分に漂白するため、高コストであった。
NBKPを酵素処理した後、解繊して得た比較例9では、得られた微細繊維状セルロースの樹脂に対する分散性が低かった。また、パルプを充分に漂白するため、高コストであった。
In Examples 16 to 19 obtained by enzymatically treating any of LUKP, LOKP, NUKP and NOKP and then defibrating, the yield was high and the dispersibility of the obtained fine fibrous cellulose in the resin was high. Moreover, since the bleaching process of a pulp can be simplified, it was low-cost.
In Comparative Example 8 obtained by performing fibrillation after enzymatic treatment of LBKP, the dispersibility of the obtained fine fibrous cellulose in the resin was low. Moreover, since the pulp was sufficiently bleached, the cost was high.
In Comparative Example 9 obtained by carrying out enzyme treatment of NBKP and then defibrating, the dispersibility of the obtained fine fibrous cellulose in the resin was low. Moreover, since the pulp was sufficiently bleached, the cost was high.

Claims (4)

繊維幅が2nm以上1000nm以下であり、
セルロースの水酸基の一部を化学修飾したリン酸基、セルロースの水酸基の一部を置換したカルボニル基、およびセルロースの水酸基の一部を化学修飾または置換したカルボキシ基から選択される少なくとも1種類の置換基を有し、かつ、未晒化学パルプまたは酸素漂白化学パルプ由来である、繊維状セルロース。
The fiber width is 2 nm or more and 1000 nm or less,
At least one kind of substitution selected from a phosphoric acid group obtained by chemically modifying a part of the hydroxyl group of cellulose, a carbonyl group substituted by a part of the hydroxyl group of cellulose , and a carboxy group obtained by chemically modifying or replacing a part of the hydroxyl group of cellulose. Fibrous cellulose having a group and derived from unbleached chemical pulp or oxygen bleached chemical pulp.
請求項1に記載の繊維状セルロースと樹脂とを含む、樹脂組成物。A resin composition comprising the fibrous cellulose according to claim 1 and a resin. 前記樹脂は、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、およびポリエチレンテレフタレートから選択される一種または二種以上を含む、請求項2に記載の樹脂組成物。The resin composition according to claim 2, wherein the resin includes one or more selected from polyethylene, polystyrene, acrylic resin, polycarbonate, and polyethylene terephthalate. 繊維幅が2nm以上1000nm以下であって、セルロースの水酸基の一部を化学修飾したリン酸基、セルロースの水酸基の一部を置換したカルボニル基、およびセルロースの水酸基の一部を化学修飾または置換したカルボキシ基から選択される少なくとも1種類の置換基を有し、かつ未晒化学パルプまたは酸素漂白化学パルプ由来である繊維状セルロースを含み、
以下の方法により算出される上澄み収率が52質量%以上89質量%以下であるセルロース懸濁液。
<算出方法>
前記セルロース懸濁液にイオン交換水を添加して固形分濃度を0.2質量%に調整したスラリー(スラリーAとする)を、冷却高速遠心分離機(コクサン社、H−2000B)を用いて12000Gの条件で遠心分離し、得られた上澄み液(スラリーBとする)を回収して上澄み液の固形分濃度を測定する。次いで、下記式に基づいて繊維状セルロースの上澄み収率を求める。
上澄み収率(質量%)={(スラリーBの固形分濃度)/(スラリーAの固形分濃度)}×100
The fiber width is 2 nm or more and 1000 nm or less, and a phosphoric acid group obtained by chemically modifying a part of the hydroxyl group of cellulose, a carbonyl group substituted by a part of the hydroxyl group of cellulose, and a part of the hydroxyl group of cellulose are chemically modified or substituted. Comprising fibrous cellulose having at least one substituent selected from carboxy groups and derived from unbleached chemical pulp or oxygen bleached chemical pulp;
A cellulose suspension having a supernatant yield of 52% by mass or more and 89% by mass or less calculated by the following method.
<Calculation method>
Using a cooling high-speed centrifuge (Kokusan Co., Ltd., H-2000B), a slurry in which ion-exchanged water is added to the cellulose suspension to adjust the solid content concentration to 0.2% by mass (referred to as slurry A). Centrifugation is performed under the condition of 12000 G, and the obtained supernatant (referred to as slurry B) is recovered and the solid content concentration of the supernatant is measured. Subsequently, the supernatant yield of fibrous cellulose is calculated | required based on a following formula.
Supernatant yield (% by mass) = {(solid content concentration of slurry B) / (solid content concentration of slurry A)} × 100
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