JP6954257B2 - Fibrous cellulose-containing composition, its production method, and membrane - Google Patents

Fibrous cellulose-containing composition, its production method, and membrane Download PDF

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Description

本発明は、微細繊維状セルロース含有組成物、その製造方法及び膜に関する。 The present invention relates to a fine fibrous cellulose-containing composition, a method for producing the same, and a film.

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

繊維状セルロースとしては、繊維径が1μm以下の微細繊維状セルロースも知られている。近年は、このような微細繊維状セルロースから構成されるシートや、微細繊維状セルロース含有シートと樹脂を含む複合シートが開発されている。また、微細繊維状セルロースは増粘作用を発揮することができるため、微細繊維状セルロースを増粘剤として各種用途に用いることも検討されている。 As the fibrous cellulose, fine fibrous cellulose having a fiber diameter of 1 μm or less is also known. In recent years, a sheet composed of such fine fibrous cellulose and a composite sheet containing a fine fibrous cellulose-containing sheet and a resin have been developed. Further, since the fine fibrous cellulose can exert a thickening effect, it is also considered to use the fine fibrous cellulose as a thickener for various purposes.

微細繊維状セルロースの分散体の製造方法として、特許文献1には、化学変性したセルロース繊維を解繊してセルロースナノファイバー分散体とすることが記載されている。特許文献1には、化学変性したセルロース繊維として、酵素で処理されたセルロース繊維を使用してもよいことが記載されている。また、特許文献2には、酸化セルロースを水性媒体中で微細化して、微細セルロース繊維の分散液を得ることが記載されている。特許文献2にはセルロース原料に酵素処理を行ってもよいことが記載されている。 As a method for producing a dispersion of fine fibrous cellulose, Patent Document 1 describes that chemically modified cellulose fibers are defibrated to obtain a cellulose nanofiber dispersion. Patent Document 1 describes that an enzyme-treated cellulose fiber may be used as the chemically modified cellulose fiber. Further, Patent Document 2 describes that finely divided cellulose oxide is obtained in an aqueous medium to obtain a dispersion liquid of fine cellulose fibers. Patent Document 2 describes that the cellulose raw material may be treated with an enzyme.

特開2017−2136号公報JP-A-2017-2136 特開2015−221844号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-221844

本発明者らは、塗料の補強を目的として微細繊維状セルロースを使用することを検討してきた。しかし、微細繊維状セルロースは高粘度であることから、粘度上昇を望まない使用用途では、補強に十分な量の微細繊維状セルロースを添加することが困難であった。たとえば塗料により塗膜を形成する際には、微細繊維状セルロースは、粘度が低い方がより塗工適性に優れている。本発明は、塗工適性に優れたセルロース含有組成物、その製造方法、および膜を提供することを解決すべき課題とする。 The present inventors have studied the use of fine fibrous cellulose for the purpose of reinforcing paints. However, since the fine fibrous cellulose has a high viscosity, it has been difficult to add a sufficient amount of the fine fibrous cellulose for reinforcement in applications where the increase in viscosity is not desired. For example, when forming a coating film with a paint, the lower the viscosity of the fine fibrous cellulose, the better the coating suitability. An object to be solved by the present invention is to provide a cellulose-containing composition having excellent coating suitability, a method for producing the same, and a film.

本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含有する組成物において、酵素を添加して組成物の粘度を調節することにより、塗工適性に優れたセルロース含有組成物を提供できることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成したものである。
本発明は、以下の構成を有する。
As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have made a composition containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less by adding an enzyme to adjust the viscosity of the composition. , It has been found that it is possible to provide a cellulose-containing composition having excellent coating suitability. The present invention has been completed based on these findings.
The present invention has the following configurations.

[1] 繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースとタンパク質とを含むセルロース含有組成物であって、前記タンパク質は酵素を含み、前記タンパク質の含有量が、前記繊維状セルロース1質量部に対して1×10−3質量部以下であり、前記繊維状セルロースの固形分濃度を0.4質量%として25℃及び回転数3rpmの条件で測定した粘度が10mPa・s以上11000mPa・s以下である、セルロース含有組成物。
[2] 前記タンパク質の含有量が、前記繊維状セルロース1質量部に対して1×10−7質量部以上である、[1]に記載のセルロース含有組成物。
[3] 繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースとタンパク質とを含むセルロース含有組成物であって、前記タンパク質は酵素を含み、前記酵素のエンドグルカナーゼ活性が840U/L以下であり、前記繊維状セルロースの固形分濃度を0.4質量%として25℃及び回転数3rpmの条件で測定した粘度が10mPa・s以上11000mPa・s以下である、セルロース含有組成物。
[4] 前記酵素のエンドグルカナーゼ活性が0.084U/L以上である、[3]に記載のセルロース含有組成物。
[5] 前記繊維状セルロースが、イオン性置換基を有する、[1]から[4]の何れか一に記載のセルロース含有組成物。
[6] 前記繊維状セルロースが、リン酸基又はリン酸基由来の置換基を有する、[1]から[5]の何れか一に記載のセルロース含有組成物。
[7] 前記繊維状セルロースの重合度が、200以上450以下である、[1]から[6]の何れか一に記載のセルロース含有組成物。
[8] 繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースとタンパク質とを含む膜であって、前記タンパク質は酵素を含み、前記タンパク質の含有量が、前記繊維状セルロース1質量部に対して1×10−3質量部以下である、膜。
[9] 前記タンパク質の含有量が、前記繊維状セルロース1質量部に対して1×10−7質量部以上である、[8]に記載の膜。
[10] 繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロース1質量部に対して、1×10−3質量部以下の酵素を添加する工程を含む、セルロース含有組成物の製造方法。
[1] A cellulose-containing composition containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a protein, wherein the protein contains an enzyme, and the content of the protein is 1 with respect to 1 part by mass of the fibrous cellulose. × 10 -3 parts by mass or less, and the viscosity measured under the conditions of 25 ° C. and 3 rpm with the solid content concentration of the fibrous cellulose being 0.4% by mass is 10 mPa · s or more and 11000 mPa · s or less. Containing composition.
[2] The cellulose-containing composition according to [1], wherein the content of the protein is 1 × 10-7 parts by mass or more with respect to 1 part by mass of the fibrous cellulose.
[3] A cellulose-containing composition containing a fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a protein, wherein the protein contains an enzyme, the endoglucanase activity of the enzyme is 840 U / L or less, and the fibrous cellulose. A cellulose-containing composition having a viscosity of 10 mPa · s or more and 11000 mPa · s or less measured under the conditions of 25 ° C. and 3 rpm with a solid content concentration of 0.4% by mass.
[4] The cellulose-containing composition according to [3], wherein the endoglucanase activity of the enzyme is 0.084 U / L or more.
[5] The cellulose-containing composition according to any one of [1] to [4], wherein the fibrous cellulose has an ionic substituent.
[6] The cellulose-containing composition according to any one of [1] to [5], wherein the fibrous cellulose has a phosphoric acid group or a substituent derived from a phosphoric acid group.
[7] The cellulose-containing composition according to any one of [1] to [6], wherein the degree of polymerization of the fibrous cellulose is 200 or more and 450 or less.
[8] A film containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a protein, wherein the protein contains an enzyme, and the content of the protein is 1 × 10 − with respect to 1 part by mass of the fibrous cellulose. A film that is 3 parts by mass or less.
[9] The membrane according to [8], wherein the content of the protein is 1 × 10-7 parts by mass or more with respect to 1 part by mass of the fibrous cellulose.
[10] A method for producing a cellulose-containing composition, which comprises a step of adding an enzyme of 1 × 10 -3 parts by mass or less to 1 part by mass of fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less.

本発明によれば、塗工適性に優れたセルロース含有組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cellulose-containing composition having excellent coatability.

図1は、繊維原料に対するNaOH滴下量と電気伝導度の関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH added to the fiber raw material and the electrical conductivity. 図2は、カルボキシル基を有する繊維原料に対するNaOH滴下量と電気伝導度の関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH added to the fiber raw material having a carboxyl group and the electrical conductivity.

以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The description of the constituent elements described below may be based on typical embodiments or specific examples, but the present invention is not limited to such embodiments.

(セルロース含有組成物)
本発明は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロース(以下、微細繊維状セルロースともいう)とタンパク質とを含むセルロース含有組成物であって、前記タンパク質は酵素を含み、前記タンパク質の含有量が、前記繊維状セルロース1質量部に対して1×10−3質量部以下であり、前記繊維状セルロースの固形分濃度を0.4質量%として25℃及び回転数3rpmの条件で測定した粘度が10mPa・s以上11000mPa・s以下である、セルロース含有組成物に関する。
(Cellulose-containing composition)
The present invention is a cellulose-containing composition containing a fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less (hereinafter, also referred to as fine fibrous cellulose) and a protein, wherein the protein contains an enzyme and the content of the protein is high. The viscosity is 1 × 10 -3 parts by mass or less with respect to 1 part by mass of the fibrous cellulose, and the viscosity measured under the conditions of 25 ° C. and 3 rpm with the solid content concentration of the fibrous cellulose being 0.4% by mass is 10 mPa. -Regarding a cellulose-containing composition having s or more and 11000 mPa · s or less.

タンパク質の含有量は、繊維状セルロース1質量部に対して1×10−3質量部以下であればよく、1×10−4質量部以下が好ましく、1×10−5質量部以下がより好ましく、5.0×10−6質量部以下が特に好ましい。タンパク質の含有量は、繊維状セルロース1質量部に対して1×10−7質量部以上が好ましく、3×10−7質量部以上がより好ましく、1×10−6質量部以上がさらに好ましい。
タンパク質の含有量は、酵素の添加量を調整すること、又は酵素処理を含む微細繊維状セルロースの製造プロセスを調整すること等により制御できる。本実施形態では、たとえば酵素処理を行うタイミング等に起因してタンパク質量を調整することができる。タンパク質の含有量を上記の範囲内とすることにより良好な塗工適性を達成することができる。
The protein content may be 1 × 10 -3 parts by mass or less with respect to 1 part by mass of fibrous cellulose, preferably 1 × 10 -4 parts by mass or less, and more preferably 1 × 10 -5 parts by mass or less. , 5.0 × 10-6 parts by mass or less is particularly preferable. The protein content is preferably 1 × 10 -7 parts by mass or more, more preferably 3 × 10 -7 parts by mass or more, and further preferably 1 × 10 -6 parts by mass or more with respect to 1 part by mass of fibrous cellulose.
The protein content can be controlled by adjusting the addition amount of the enzyme, adjusting the production process of the fine fibrous cellulose including the enzyme treatment, and the like. In the present embodiment, the amount of protein can be adjusted depending on, for example, the timing of performing the enzyme treatment. Good coatability can be achieved by keeping the protein content within the above range.

セルロース含有組成物におけるタンパク質の含有量は、例えばビュレット法、Lowry法、蛍光法、色素結合法によって求めることができる。ビュレット法によってタンパク質の含有量を求める場合には、牛血清アルブミン水溶液(タンパク質量が5.0質量%以下となるように調製したもの)に対し4倍量のビュレット薬を加えて混合し、20℃から25℃の環境下で30分放置した後、分光光度計を使用し540nmの吸光波長を測定し、測定値をもとに、検量線を引く。次に、セルロース含有組成物に対し、4倍量のビュレット試薬を加えてよく混合し、20℃から25℃の環境下で30分放置した後、分光光度計を使用し540nmの吸光波長を測定する。測定値を検量線へ書き込むことにより、セルロース含有組成物に含まれるタンパク質量を求めることができる。 The protein content in the cellulose-containing composition can be determined by, for example, the Burette method, the Lowry method, the fluorescence method, or the dye binding method. When determining the protein content by the burette method, add 4 times the amount of the burette drug to the bovine serum albumin aqueous solution (prepared so that the protein content is 5.0% by mass or less), mix, and mix 20 After leaving it to stand in an environment of ° C. to 25 ° C. for 30 minutes, the absorption wavelength of 540 nm is measured using a spectrophotometer, and a calibration curve is drawn based on the measured value. Next, 4 times the amount of the burette reagent was added to the cellulose-containing composition, mixed well, left to stand in an environment of 20 ° C. to 25 ° C. for 30 minutes, and then the absorption wavelength of 540 nm was measured using a spectrophotometer. do. By writing the measured value on the calibration curve, the amount of protein contained in the cellulose-containing composition can be determined.

さらに本発明は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースとタンパク質とを含むセルロース含有組成物であって、前記タンパク質は酵素を含み、前記酵素のエンドグルカナーゼ活性が840U/L以下であり、前記繊維状セルロースの固形分濃度を0.4質量%として25℃及び回転数3rpmの条件で測定した粘度が10mPa・s以上11000mPa・s以下である、セルロース含有組成物に関する。 Further, the present invention is a cellulose-containing composition containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a protein, wherein the protein contains an enzyme, the endoglucanase activity of the enzyme is 840 U / L or less, and the fiber. The present invention relates to a cellulose-containing composition having a viscosity measured at 25 ° C. and a rotation speed of 3 rpm with a solid content concentration of 0.4% by mass as 10 mPa · s or more and 11000 mPa · s or less.

酵素のエンドグルカナーゼ活性は、840U/L以下であればよい。酵素のエンドグルカナーゼ活性の下限値は、0.084U/L以上が好ましく、0.84U/L以上がより好ましく、1U/L以上がより好ましく、2U/L以上がさらに好ましく、3U/L以上が特に好ましい。酵素のエンドグルカナーゼ活性の上限値は、84U/L以下が好ましく、8.4U/L以下がより好ましく、7U/L以下がさらに好ましく、6U/L以下が特に好ましい。
酵素のエンドグルカナーゼ活性は、酵素の添加量を調整すること、又は酵素処理を含む微細繊維状セルロースの製造プロセスを調整すること等により制御できる。本実施形態では、たとえば酵素処理を行うタイミング等に起因して酵素のエンドグルカナーゼ活性を調整することができる。酵素のエンドグルカナーゼ活性を上記の範囲内とすることにより良好な塗工適性を達成することができる。
The endoglucanase activity of the enzyme may be 840 U / L or less. The lower limit of the endoglucanase activity of the enzyme is preferably 0.084 U / L or more, more preferably 0.84 U / L or more, more preferably 1 U / L or more, further preferably 2 U / L or more, and 3 U / L or more. Especially preferable. The upper limit of the endoglucanase activity of the enzyme is preferably 84 U / L or less, more preferably 8.4 U / L or less, further preferably 7 U / L or less, and particularly preferably 6 U / L or less.
The endoglucanase activity of the enzyme can be controlled by adjusting the amount of the enzyme added, adjusting the production process of the fine fibrous cellulose including the enzyme treatment, and the like. In the present embodiment, the endoglucanase activity of the enzyme can be adjusted, for example, depending on the timing of the enzyme treatment. Good coatability can be achieved by keeping the endoglucanase activity of the enzyme within the above range.

セルロース含有組成物における酵素のエンドグルカナーゼ活性(EG活性とも言う)は、下記のように測定することができる。
濃度1%(W/V)のカルボキシルメチルセルロースの基質溶液(濃度100mM、pH5.0の酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液含有)を調製する。製造直後のセルロース含有組成物を予め緩衝液(前記同様)で希釈(希釈倍率は下記酵素溶液の吸光度が下記グルコース標準液から得られた検量線に入るようにする)する。90μlの前記基質溶液に前記希釈して得られた評価用スラリー溶液10μlを添加し、37℃、30分間反応させる。検量線を作成するために、イオン交換水(ブランク)、グルコース標準液(濃度0.5〜5.6mMからすくなくとも濃度が異なる標準液4点)を選択し、それぞれ100μlを用意し、37℃、30分間保温する。前記反応後の酵素含有評価用スラリー溶液、検量線用ブランク及びグルコース標準液に、それぞれ300μlのDNS発色液(1.6質量%のNaOH、1質量%の3,5−ジニトロサリチル酸、30質量%の酒石酸カリウムナトリウム)を加えて、5分間煮沸し発色させる。発色後直ちに氷冷し、2mlのイオン交換水を加えてよく混合した。30分間静置した後、1時間以内に吸光度を測定する。吸光度の測定は96穴マイクロウェルプレートに200μlを分注し、マイクロプレートリーダーを用い、540nmの吸光度を測定する。ブランクの吸光度を差し引いた各グルコース標準液の吸光度とグルコース濃度を用い検量線を作成する。セルロース含有組成物中のグルコース相当生成量はセルロース含有組成物の吸光度からブランクの吸光度を引いてから検量線を用いて算出する。1分間に1μmolのグルコース等量の還元糖を生成する酵素量を1単位と定義し、下記式からEG活性を求める。
EG活性=緩衝液で希釈して得られたセルロース含有組成物1mlのグルコース相当生成量(μmol)/30分×希釈倍率
The endoglucanase activity (also referred to as EG activity) of the enzyme in the cellulose-containing composition can be measured as follows.
A substrate solution of carboxylmethylcellulose at a concentration of 1% (W / V) (concentration 100 mM, containing a pH 5.0 sodium acetate-sodium acetate buffer) is prepared. Immediately after production, the cellulose-containing composition is diluted with a buffer solution (similar to the above) in advance (the dilution ratio is such that the absorbance of the enzyme solution below is within the calibration curve obtained from the glucose standard solution below). To 90 μl of the substrate solution, 10 μl of the diluted evaluation slurry solution is added, and the mixture is reacted at 37 ° C. for 30 minutes. To prepare a calibration curve, select ion-exchanged water (blank) and glucose standard solution (4 standard solutions with at least different concentrations from 0.5 to 5.6 mM), prepare 100 μl each, and prepare at 37 ° C. Keep warm for 30 minutes. 300 μl of DNS color-developing solution (1.6% by mass NaOH, 1% by mass 3,5-dinitrosalicylic acid, 30% by mass, respectively, in the slurry solution for enzyme-containing evaluation after the reaction, the blank for the calibration line, and the glucose standard solution. (Potassium tartrate sodium) is added and boiled for 5 minutes to develop color. Immediately after color development, the mixture was ice-cooled, 2 ml of ion-exchanged water was added, and the mixture was mixed well. After allowing to stand for 30 minutes, the absorbance is measured within 1 hour. For the measurement of absorbance, 200 μl is dispensed into a 96-well microwell plate, and the absorbance at 540 nm is measured using a microplate reader. A calibration curve is prepared using the absorbance and glucose concentration of each glucose standard solution minus the absorbance of the blank. The amount of glucose equivalent produced in the cellulose-containing composition is calculated by subtracting the absorbance of the blank from the absorbance of the cellulose-containing composition and then using a calibration curve. The amount of enzyme that produces 1 μmol of reducing sugar equivalent to glucose in 1 minute is defined as 1 unit, and the EG activity is calculated from the following formula.
EG activity = Glucose equivalent production amount (μmol) / 30 minutes x dilution ratio of 1 ml of cellulose-containing composition obtained by diluting with a buffer solution

本発明のセルロース含有組成物は、繊維状セルロースの固形分濃度を0.4質量%として25℃及び回転数3rpmの条件で測定した粘度が10mPa・s以上11000mPa・s以下であればよい。上記粘度の下限は、100mPa・s以上が好ましく、200mPa・s以上がより好ましく、500mPa・s以上がさらに好ましく、1000mPa・s以上が特に好ましい。上記粘度の上限は、10000mPa・s以下が好ましく、
8000mPa・s以下がより好ましく、6500mPa・s以下がより一層好ましく、5000mPa・s以下がさらに好ましく、4000mPa・s以下がさらに一層好ましく、3000mPa・s以下が特に好ましく、2000mPa・s以下が最も好ましい。
The cellulose-containing composition of the present invention may have a viscosity of 10 mPa · s or more and 11000 mPa · s or less measured under the conditions of 25 ° C. and 3 rpm with a solid content concentration of fibrous cellulose of 0.4% by mass. The lower limit of the viscosity is preferably 100 mPa · s or more, more preferably 200 mPa · s or more, further preferably 500 mPa · s or more, and particularly preferably 1000 mPa · s or more. The upper limit of the viscosity is preferably 10,000 mPa · s or less.
8000 mPa · s or less is more preferable, 6500 mPa · s or less is further preferable, 5000 mPa · s or less is further preferable, 4000 mPa · s or less is further preferable, 3000 mPa · s or less is particularly preferable, and 2000 mPa · s or less is most preferable.

上記粘度は、セルロース含有組成物の製造から24時間後に、イオン交換水を注ぎ、固形分濃度が0.4質量%となるよう調製し、その後、25℃の環境下にて24時間静置し、B型粘度計(No.3ローター、またはNo.2ローター、またはNo.1ローター)(BLOOKFIELD社製、アナログ粘度計T−LVT)を用いて25℃にて回転数3rpmで3分間回転させて測定した粘度である。 The viscosity is adjusted to a solid content concentration of 0.4% by mass by pouring ion-exchanged water 24 hours after the production of the cellulose-containing composition, and then allowed to stand for 24 hours in an environment of 25 ° C. , B-type viscometer (No. 3 rotor, No. 2 rotor, or No. 1 rotor) (BLOOKFIELD, analog viscometer T-LVT) was used to rotate at 25 ° C. at a rotation speed of 3 rpm for 3 minutes. It is the viscosity measured by.

本発明のセルロース含有組成物は、上記構成を有することにより、塗工適性が向上している。本発明においては、解繊後の微細繊維状セルロースに対して酵素を加えることにより機械的処理に頼らない微細繊維状セルロースの粘度の調整を効率的に行うことができ、これにより塗工適性の向上を図ることができる。また、解繊後の微細繊維状セルロースに酵素を添加することにより効率的な粘度の減少を実現できることから、添加する酵素の量を低減することができる。本発明のセルロース含有組成物を用いて膜を作製する場合には、上記した効果により、膜の光学物性及び機械物性を良好なものとすることができる。これは、酵素を多量に添加した場合には、酵素由来のタンパク質が結晶化することにより物性が劣化することを抑制できることによるものと推測される。 The cellulose-containing composition of the present invention has the above-mentioned structure, so that the coating suitability is improved. In the present invention, by adding an enzyme to the defibrated fine fibrous cellulose, it is possible to efficiently adjust the viscosity of the fine fibrous cellulose without relying on mechanical treatment, which makes it suitable for coating. It can be improved. Further, since the viscosity can be efficiently reduced by adding the enzyme to the fine fibrous cellulose after defibration, the amount of the enzyme to be added can be reduced. When a film is produced using the cellulose-containing composition of the present invention, the optical and mechanical properties of the film can be improved by the above-mentioned effects. It is presumed that this is because when a large amount of enzyme is added, it is possible to suppress deterioration of physical properties due to crystallization of the enzyme-derived protein.

セルロース含有組成物の形態は特に制限されるものではなく、例えば、粉体や、スラリー、固体といった種々の形態で存在することができる。中でもセルロース含有組成物は、スラリーであることが好ましい。 The form of the cellulose-containing composition is not particularly limited, and can exist in various forms such as powder, slurry, and solid. Above all, the cellulose-containing composition is preferably a slurry.

(繊維状セルロース)
本発明のセルロース含有組成物は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロース(微細繊維状セルロースとも言う)を含む。微細繊維状セルロースは、イオン性置換基を有する繊維であることが好ましく、この場合イオン性置換基は、アニオン性置換基(以下、アニオン基ともいう)であることが好ましい。アニオン基としては、例えば、リン酸基又はリン酸基に由来する置換基(単にリン酸基ということもある)、カルボキシル基又はカルボキシル基に由来する置換基(単にカルボキシル基ということもある)、及び、スルホン基又はスルホン基に由来する置換基(単にスルホン基ということもある)から選択される少なくとも1種であることが好ましく、リン酸基及びカルボキシル基から選択される少なくとも1種であることがより好ましく、リン酸基であることが特に好ましい。
(Fibrous cellulose)
The cellulose-containing composition of the present invention contains fibrous cellulose (also referred to as fine fibrous cellulose) having a fiber width of 1000 nm or less. The fine fibrous cellulose is preferably a fiber having an ionic substituent, and in this case, the ionic substituent is preferably an anionic substituent (hereinafter, also referred to as an anionic substituent). Examples of the anion group include a phosphate group or a substituent derived from a phosphate group (sometimes simply referred to as a phosphate group), a carboxyl group or a substituent derived from a carboxyl group (sometimes simply referred to as a carboxyl group), and the like. In addition, it is preferably at least one selected from a sulfone group or a substituent derived from a sulfone group (sometimes simply referred to as a sulfone group), and at least one selected from a phosphate group and a carboxyl group. Is more preferable, and a phosphoric acid group is particularly preferable.

微細繊維状セルロースの含有量は、セルロース含有組成物の全固形分量に対して、0.5質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることがより一層好ましく、40質量%以上であることがさらに好ましく、50質量%以上であることがさらに一層好ましく、55質量%以上であることが最も好ましい。また、微細繊維状セルロースの含有量は95質量%以下であることが好ましい。 The content of the fine fibrous cellulose is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more, based on the total solid content of the cellulose-containing composition. It is even more preferably 40% by mass or more, even more preferably 50% by mass or more, and most preferably 55% by mass or more. The content of the fine fibrous cellulose is preferably 95% by mass or less.

微細繊維状セルロースを得るための繊維状セルロース原料としては特に限定されないが、入手しやすく安価である点から、パルプを用いることが好ましい。パルプとしては、木材パルプ、非木材パルプ、脱墨パルプを挙げることができる。木材パルプとしては例えば、広葉樹クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹クラフトパルプ(NBKP)、サルファイトパルプ(SP)、溶解パルプ(DP)、ソーダパルプ(AP)、未晒しクラフトパルプ(UKP)、酸素漂白クラフトパルプ(OKP)等の化学パルプ等が挙げられる。また、セミケミカルパルプ(SCP)、ケミグラウンドウッドパルプ(CGP)等の半化学パルプ、砕木パルプ(GP)、サーモメカニカルパルプ(TMP、BCTMP)等の機械パルプ等が挙げられるが、特に限定されない。非木材パルプとしてはコットンリンターやコットンリント等の綿系パルプ、麻、麦わら、バガス等の非木材系パルプ、ホヤや海草等から単離されるセルロース、キチン、キトサン等が挙げられるが、特に限定されない。脱墨パルプとしては古紙を原料とする脱墨パルプが挙げられるが、特に限定されない。本実施態様のパルプは上記の1種を単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。上記パルプの中で、入手のしやすさという点で、セルロースを含む木材パルプ、脱墨パルプが好ましい。木材パルプの中でも化学パルプはセルロース比率が大きいため、繊維微細化(解繊)時の微細繊維状セルロースの収率が高く、またパルプ中のセルロースの分解が小さく、軸比の大きい長繊維の微細繊維状セルロースが得られる点で好ましい。中でもクラフトパルプ、サルファイトパルプが最も好ましく選択される。軸比の大きい長繊維の微細繊維状セルロースを含有する膜は高強度が得られる傾向がある。 The fibrous cellulose raw material for obtaining fine fibrous cellulose is not particularly limited, but pulp is preferably used because it is easily available and inexpensive. Examples of the pulp include wood pulp, non-wood pulp, and deinked pulp. Examples of wood pulp include broadleaf kraft pulp (LBKP), coniferous kraft pulp (NBKP), sulfite pulp (SP), dissolved pulp (DP), soda pulp (AP), unbleached kraft pulp (UKP), and oxygen bleached craft. Examples thereof include chemical pulp such as pulp (OKP). Further, semi-chemical pulp such as semi-chemical pulp (SCP) and chemiground wood pulp (CGP), mechanical pulp such as crushed wood pulp (GP) and thermomechanical pulp (TMP, BCTMP) and the like can be mentioned, but are not particularly limited. Examples of the non-wood pulp include cotton pulp such as cotton linter and cotton lint, non-wood pulp such as hemp, straw and bagasse, and cellulose, chitin and chitosan isolated from sea squirts and seaweed, but are not particularly limited. .. Examples of the deinked pulp include deinked pulp made from used paper, but the deinking pulp is not particularly limited. As the pulp of the present embodiment, one of the above types may be used alone, or two or more types may be mixed and used. Among the above pulps, wood pulp containing cellulose and deinked pulp are preferable in terms of availability. Among wood pulps, chemical pulp has a large cellulose ratio, so the yield of fine fibrous cellulose during fiber refining (defibration) is high, the decomposition of cellulose in the pulp is small, and the fine fibers with a large axial ratio are fine. It is preferable in that fibrous cellulose can be obtained. Of these, kraft pulp and sulfite pulp are most preferably selected. A film containing fine fibrous cellulose of long fibers having a large axial ratio tends to obtain high strength.

微細繊維状セルロースの平均繊維幅は、電子顕微鏡で観察して、1000nm以下である。平均繊維幅は、好ましくは2nm以上1000nm以下、より好ましくは2nm以上1000nm未満、より好ましくは2nm以上100nm以下であり、より好ましくは2nm以上50nm以下であり、さらに好ましくは2nm以上10nm以下であるが、特に限定されない。微細繊維状セルロースの平均繊維幅が2nm未満であると、セルロース分子として水に溶解しているため、微細繊維状セルロースとしての物性(強度や剛性、寸法安定性)が発現しにくくなる傾向がある。なお、微細繊維状セルロースは、たとえば繊維幅が1000nm以下である単繊維状のセルロースである。 The average fiber width of the fine fibrous cellulose is 1000 nm or less when observed with an electron microscope. The average fiber width is preferably 2 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 2 nm or more and less than 1000 nm, more preferably 2 nm or more and 100 nm or less, more preferably 2 nm or more and 50 nm or less, and further preferably 2 nm or more and 10 nm or less. , Not particularly limited. If the average fiber width of the fine fibrous cellulose is less than 2 nm, it is dissolved in water as a cellulose molecule, so that the physical properties (strength, rigidity, dimensional stability) of the fine fibrous cellulose tend to be difficult to develop. .. The fine fibrous cellulose is, for example, a monofibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less.

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質量%以上0.1質量%以下の微細繊維状セルロースの水系懸濁液を調製し、この懸濁液を親水化処理したカーボン膜被覆グリッド上にキャストしてTEM観察用試料とする。幅の広い繊維を含む場合には、ガラス上にキャストした表面のSEM像を観察してもよい。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。 The fiber width of the fine fibrous cellulose is measured by electron microscope observation as follows. An aqueous suspension of fine fibrous cellulose having a concentration of 0.05% by mass or more and 0.1% by mass or less was prepared, and this suspension was cast on a hydrophilized carbon film-coated grid to prepare a sample for TEM observation. do. If it contains wide fibers, an SEM image of the surface cast on the glass may be observed. Observation with an electron microscope image is performed at a magnification of 1000 times, 5000 times, 10000 times, or 50,000 times depending on the width of the constituent fibers. However, the sample, observation conditions and magnification should be adjusted so as to satisfy the following conditions.

(1)観察画像内の任意箇所に一本の直線Xを引き、該直線Xに対し、20本以上の繊維が交差する。
(2)同じ画像内で該直線と垂直に交差する直線Yを引き、該直線Yに対し、20本以上の繊維が交差する。
(1) A straight line X is drawn at an arbitrary position in the observation image, and 20 or more fibers intersect the straight line X.
(2) A straight line Y that intersects the straight line perpendicularly is drawn in the same image, and 20 or more fibers intersect the straight line Y.

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。微細繊維状セルロースの平均繊維幅(単に、「繊維幅」ということもある。)はこのように読み取った繊維幅の平均値である。 The width of the fiber intersecting the straight line X and the straight line Y is visually read with respect to the observation image satisfying the above conditions. In this way, at least three sets of images of the non-overlapping surface portions are observed, and the widths of the fibers intersecting the straight lines X and Y are read for each image. In this way, at least 20 fibers × 2 × 3 = 120 fibers are read. The average fiber width of the fine fibrous cellulose (sometimes simply referred to as "fiber width") is the average value of the fiber widths read in this way.

微細繊維状セルロースの繊維長は特に限定されないが、0.1μm以上1000μm以下が好ましく、0.1μm以上800μm以下がさらに好ましく、0.1μm以上600μm以下が特に好ましい。繊維長を上記範囲内とすることにより、微細繊維状セルロースの結晶領域の破壊を抑制でき、また微細繊維状セルロースのスラリー粘度を適切な範囲とすることができる。なお、微細繊維状セルロースの繊維長は、TEM、SEM、AFMによる画像解析より求めることができる。 The fiber length of the fine fibrous cellulose is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more and 1000 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 800 μm or less, and particularly preferably 0.1 μm or more and 600 μm or less. By setting the fiber length within the above range, the destruction of the crystal region of the fine fibrous cellulose can be suppressed, and the slurry viscosity of the fine fibrous cellulose can be set within an appropriate range. The fiber length of the fine fibrous cellulose can be obtained by image analysis by TEM, SEM, or AFM.

微細繊維状セルロースはI型結晶構造を有していることが好ましい。ここで、微細繊維状セルロースがI型結晶構造をとっていることは、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同定できる。具体的には、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークをもつことから同定することができる。
微細繊維状セルロースに占めるI型結晶構造の割合は30%以上であることが好ましく、より好ましくは50%以上、さらに好ましくは70%以上である。この場合、耐熱性と低線熱膨張率発現の点でさらに優れた性能が期待できる。結晶化度については、X線回折プロファイルを測定し、そのパターンから常法により求められる(Seagalら、Textile Research Journal、29巻、786ページ、1959年)。
The fine fibrous cellulose preferably has an I-type crystal structure. Here, the fact that the fine fibrous cellulose has an I-type crystal structure can be identified in the diffraction profile obtained from a wide-angle X-ray diffraction photograph using CuKα (λ = 1.5418 Å) monochromatic with graphite. Specifically, it can be identified by having typical peaks at two positions, 2θ = 14 ° or more and 17 ° or less and 2θ = 22 ° or more and 23 ° or less.
The ratio of the type I crystal structure to the fine fibrous cellulose is preferably 30% or more, more preferably 50% or more, still more preferably 70% or more. In this case, further excellent performance can be expected in terms of heat resistance and low coefficient of linear thermal expansion. The crystallinity is determined by a conventional method from the X-ray diffraction profile measured and the pattern (Seagal et al., Textile Research Journal, Vol. 29, p. 786, 1959).

微細繊維状セルロースは、リン酸基又はリン酸基由来の置換基を有することが好ましい。リン酸基はリン酸からヒドロキシル基を取り除いたものにあたる、2価の官能基である。具体的には−POで表される基である。リン酸基に由来する置換基は、リン酸基が縮重合した基、リン酸基の塩、リン酸エステル基などの置換基が含まれ、イオン性置換基であっても、非イオン性置換基であってもよい。 The fine fibrous cellulose preferably has a phosphoric acid group or a substituent derived from the phosphoric acid group. The phosphoric acid group is a divalent functional group obtained by removing the hydroxyl group from phosphoric acid. Specifically, it is a group represented by −PO 3 H 2. Substituents derived from phosphoric acid groups include substituents such as a group obtained by decomposing a phosphoric acid group, a salt of a phosphoric acid group, and a phosphoric acid ester group, and even if it is an ionic substituent, it is a nonionic substituent. It may be a group.

本発明では、リン酸基又はリン酸基に由来する置換基は、下記式(1)で表される置換基であってもよい。

Figure 0006954257
In the present invention, the phosphate group or the substituent derived from the phosphoric acid group may be a substituent represented by the following formula (1).
Figure 0006954257

式(1)中、a、b、m及びnはそれぞれ独立に整数を表す(ただし、a=b×mである);α及びα’はそれぞれ独立にR又はORを表す。Rは、水素原子、飽和−直鎖状炭化水素基、飽和−分岐鎖状炭化水素基、飽和−環状炭化水素基、不飽和−直鎖状炭化水素基、不飽和−分岐鎖状炭化水素基、芳香族基、又はこれらの誘導基である;βは有機物または無機物からなる1価以上の陽イオンである。 In formula (1), a, b, m and n each independently represent an integer (where a = b × m); α and α ′ independently represent R or OR, respectively. R is a hydrogen atom, a saturated-linear hydrocarbon group, a saturated-branched chain hydrocarbon group, a saturated-cyclic hydrocarbon group, an unsaturated-linear hydrocarbon group, an unsaturated-branched chain hydrocarbon group. , Aromatic groups, or inducing groups thereof; β is a monovalent or higher cation consisting of an organic or inorganic substance.

<リン酸基の導入>
リン酸基の導入は、セルロースを含む繊維原料に対し、リン酸基を有する化合物及びその塩から選択される少なくとも1種(以下、「リン酸化試薬」又は「化合物A」という)を反応させることにより行うことができる。このようなリン酸化試薬は、乾燥状態または湿潤状態の繊維原料に粉末や水溶液の状態で混合してもよい。また別の例としては、繊維原料のスラリーにリン酸化試薬の粉末や水溶液を添加してもよい。
<Introduction of phosphate group>
The introduction of the phosphoric acid group is carried out by reacting a fiber raw material containing cellulose with at least one selected from a compound having a phosphoric acid group and a salt thereof (hereinafter, referred to as "phosphorylation reagent" or "compound A"). Can be done by Such phosphorylation reagents may be mixed with the dry or wet fiber raw material in the form of powder or aqueous solution. As another example, a powder or an aqueous solution of a phosphorylation reagent may be added to the slurry of the fiber raw material.

リン酸基の導入は、セルロースを含む繊維原料に対し、リン酸基を有する化合物及びその塩から選択される少なくとも1種(リン酸化試薬又は化合物A)を反応させることにより行うことができる。なお、この反応は、尿素及びその誘導体から選択される少なくとも1種(以下、「化合物B」という)の存在下で行ってもよい。 The introduction of the phosphoric acid group can be carried out by reacting a fiber raw material containing cellulose with at least one selected from a compound having a phosphoric acid group and a salt thereof (phosphorylation reagent or compound A). This reaction may be carried out in the presence of at least one selected from urea and its derivatives (hereinafter referred to as "Compound B").

化合物Aを化合物Bの共存下で繊維原料に作用させる方法の一例としては、乾燥状態または湿潤状態の繊維原料に化合物A及び化合物Bの粉末や水溶液を混合する方法が挙げられる。また別の例としては、繊維原料のスラリーに化合物A及び化合物Bの粉末や水溶液を添加する方法が挙げられる。これらのうち、反応の均一性が高いことから、乾燥状態の繊維原料に化合物A及び化合物Bの水溶液を添加する方法、または湿潤状態の繊維原料に化合物A及び化合物Bの粉末や水溶液を添加する方法が好ましい。また、化合物Aと化合物Bは同時に添加してもよいし、別々に添加してもよい。また、初めに反応に供試する化合物Aと化合物Bを水溶液として添加して、圧搾により余剰の薬液を除いてもよい。繊維原料の形態は綿状や薄いシート状であることが好ましいが、特に限定されない。 An example of a method of allowing compound A to act on a fiber raw material in the coexistence of compound B includes a method of mixing a powder or an aqueous solution of compound A and compound B with a fiber raw material in a dry state or a wet state. Another example is a method of adding a powder or an aqueous solution of Compound A and Compound B to a slurry of a fiber raw material. Of these, since the reaction uniformity is high, a method of adding an aqueous solution of compound A and compound B to a dry fiber raw material, or adding a powder or aqueous solution of compound A and compound B to a wet fiber raw material. The method is preferred. Further, compound A and compound B may be added at the same time or separately. Alternatively, compound A and compound B to be tested in the reaction may be added as an aqueous solution first, and the excess chemical solution may be removed by squeezing. The form of the fiber raw material is preferably cotton-like or thin sheet-like, but is not particularly limited.

本実施態様で使用する化合物Aは、リン酸基を有する化合物及びその塩から選択される少なくとも1種である。
リン酸基を有する化合物としては、リン酸、リン酸のリチウム塩、リン酸のナトリウム塩、リン酸のカリウム塩、リン酸のアンモニウム塩などが挙げられるが、特に限定されない。リン酸のリチウム塩としては、リン酸二水素リチウム、リン酸水素二リチウム、リン酸三リチウム、ピロリン酸リチウム、またはポリリン酸リチウムなどが挙げられる。リン酸のナトリウム塩としては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、またはポリリン酸ナトリウムなどが挙げられる。リン酸のカリウム塩としては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、またはポリリン酸カリウムなどが挙げられる。リン酸のアンモニウム塩としては、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、ポリリン酸アンモニウムなどが挙げられる。
The compound A used in this embodiment is at least one selected from a compound having a phosphoric acid group and a salt thereof.
Examples of the compound having a phosphoric acid group include, but are not limited to, phosphoric acid, a lithium salt of phosphoric acid, a sodium salt of phosphoric acid, a potassium salt of phosphoric acid, an ammonium salt of phosphoric acid, and the like. Examples of the lithium salt of phosphoric acid include lithium dihydrogen phosphate, dilithium hydrogen phosphate, trilithium phosphate, lithium pyrophosphate, and lithium polyphosphate. Examples of the sodium salt of phosphoric acid include sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, sodium pyrophosphate, and sodium polyphosphate. Examples of the potassium salt of phosphoric acid include potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, tripotassium phosphate, potassium pyrophosphate, potassium polyphosphate and the like. Examples of the ammonium salt of phosphoric acid include ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, triammonium phosphate, ammonium pyrophosphate, and ammonium polyphosphate.

これらのうち、リン酸基の導入の効率が高く、後述する解繊工程で解繊効率がより向上しやすく、低コストであり、かつ工業的に適用しやすい観点から、リン酸、リン酸のナトリウム塩、またはリン酸のカリウム塩、リン酸のアンモニウム塩が好ましい。リン酸二水素ナトリウム、またはリン酸水素二ナトリウムがより好ましい。 Of these, from the viewpoints of high efficiency of introduction of phosphoric acid group, easy improvement of defibration efficiency in the defibration step described later, low cost, and easy industrial application, phosphoric acid and phosphoric acid A sodium salt, a potassium salt of phosphoric acid, or an ammonium salt of phosphoric acid is preferable. Sodium dihydrogen phosphate or disodium hydrogen phosphate is more preferred.

また、反応の均一性が高まり、かつリン酸基導入の効率が高くなることから化合物Aは水溶液として用いることが好ましい。化合物Aの水溶液のpHは特に限定されないが、リン酸基の導入の効率が高くなることから7以下であることが好ましく、パルプ繊維の加水分解を抑える観点からpH3以上pH7以下がさらに好ましい。化合物Aの水溶液のpHは例えば、リン酸基を有する化合物のうち、酸性を示すものとアルカリ性を示すものを併用し、その量比を変えて調整してもよい。化合物Aの水溶液のpHは、リン酸基を有する化合物のうち、酸性を示すものに無機アルカリまたは有機アルカリを添加すること等により調整してもよい。 Further, the compound A is preferably used as an aqueous solution because the uniformity of the reaction is enhanced and the efficiency of introducing the phosphoric acid group is increased. The pH of the aqueous solution of compound A is not particularly limited, but is preferably 7 or less because the efficiency of introducing a phosphoric acid group is high, and more preferably 3 or more and pH 7 or less from the viewpoint of suppressing hydrolysis of pulp fibers. For example, the pH of the aqueous solution of the compound A may be adjusted by using a compound having an acidic group and a compound showing an alkalinity in combination and changing the amount ratio thereof. The pH of the aqueous solution of the compound A may be adjusted by adding an inorganic alkali or an organic alkali to the compound having a phosphoric acid group and showing acidity.

繊維原料に対する化合物Aの添加量は特に限定されないが、化合物Aの添加量をリン原子量に換算した場合、繊維原料(絶乾質量)に対するリン原子の添加量は0.5質量%以上100質量%以下が好ましく、1質量%以上50質量%以下がより好ましく、2質量%以上30質量%以下が最も好ましい。繊維原料に対するリン原子の添加量が上記範囲内であれば、微細繊維状セルロースの収率をより向上させることができる。また、繊維原料に対するリン原子の添加量を100質量%以下とすることにより、リン酸化効率を高めつつも使用する化合物Aのコストを抑制することができる。 The amount of compound A added to the fiber raw material is not particularly limited, but when the amount of compound A added is converted to the phosphorus atomic weight, the amount of phosphorus atom added to the fiber raw material (absolute dry mass) is 0.5% by mass or more and 100% by mass. The following is preferable, 1% by mass or more and 50% by mass or less is more preferable, and 2% by mass or more and 30% by mass or less is most preferable. When the amount of phosphorus atom added to the fiber raw material is within the above range, the yield of fine fibrous cellulose can be further improved. Further, by setting the addition amount of the phosphorus atom to the fiber raw material to 100% by mass or less, the cost of the compound A to be used can be suppressed while increasing the phosphorylation efficiency.

本実施態様で使用する化合物Bとしては、尿素、ビウレット、1−フェニル尿素、1−ベンジル尿素、1−メチル尿素、1−エチル尿素などが挙げられる。 Examples of compound B used in this embodiment include urea, biuret, 1-phenylurea, 1-benzylurea, 1-methylurea, 1-ethylurea and the like.

化合物Bは化合物A同様に水溶液として用いることが好ましい。また、反応の均一性が高まることから化合物Aと化合物Bの両方が溶解した水溶液を用いることが好ましい。繊維原料(絶乾質量)に対する化合物Bの添加量は1質量%以上500質量%以下であることが好ましく、10質量%以上400質量%以下であることがより好ましく、100質量%以上350質量%以下であることがさらに好ましく、150質量%以上300質量%以下であることが特に好ましい。 Compound B is preferably used as an aqueous solution like compound A. Further, since the uniformity of the reaction is enhanced, it is preferable to use an aqueous solution in which both compound A and compound B are dissolved. The amount of Compound B added to the fiber raw material (absolute dry mass) is preferably 1% by mass or more and 500% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 400% by mass or less, and 100% by mass or more and 350% by mass or less. It is more preferably 150% by mass or more, and particularly preferably 300% by mass or less.

化合物Aと化合物Bの他に、アミド類またはアミン類を反応系に含んでもよい。アミド類としては、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセトアミド、ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。アミン類としては、メチルアミン、エチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ピリジン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどが挙げられる。これらの中でも、特にトリエチルアミンは良好な反応触媒として働くことが知られている。 In addition to Compound A and Compound B, amides or amines may be included in the reaction system. Examples of amides include formamide, dimethylformamide, acetamide, dimethylacetamide and the like. Examples of amines include methylamine, ethylamine, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, pyridine, ethylenediamine, hexamethylenediamine and the like. Among these, triethylamine in particular is known to act as a good reaction catalyst.

リン酸基の導入においては加熱処理を施すことが好ましい。加熱処理温度は、繊維の熱分解や加水分解反応を抑えながら、リン酸基を効率的に導入できる温度を選択することが好ましい。具体的には50℃以上300℃以下であることが好ましく、100℃以上250℃以下であることがより好ましく、130℃以上200℃以下であることがさらに好ましい。また、加熱には減圧乾燥機、赤外線加熱装置、マイクロ波加熱装置を用いてもよい。 When introducing the phosphoric acid group, it is preferable to perform heat treatment. The heat treatment temperature is preferably selected so that the phosphoric acid group can be efficiently introduced while suppressing the thermal decomposition and hydrolysis reaction of the fiber. Specifically, it is preferably 50 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, and further preferably 130 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. Further, a vacuum dryer, an infrared heating device, and a microwave heating device may be used for heating.

加熱処理の際、化合物Aを添加した繊維原料スラリーに水が含まれている間において、繊維原料を静置する時間が長くなると、乾燥に伴い水分子と溶存する化合物Aが繊維原料表面に移動する。そのため、繊維原料中の化合物Aの濃度にムラが生じる可能性があり、繊維表面へのリン酸基の導入が均一に進行しない恐れがある。乾燥による繊維原料中の化合物Aの濃度ムラ発生を抑制するためには、ごく薄いシート状の繊維原料を用いるか、ニーダー等で繊維原料と化合物Aを混練又は攪拌しながら加熱乾燥又は減圧乾燥させる方法を採ればよい。 During the heat treatment, if the fiber raw material is allowed to stand for a long time while the fiber raw material slurry to which the compound A is added contains water, the water molecules and the dissolved compound A move to the surface of the fiber raw material as it dries. do. Therefore, the concentration of the compound A in the fiber raw material may be uneven, and the introduction of the phosphoric acid group to the fiber surface may not proceed uniformly. In order to suppress the occurrence of uneven concentration of compound A in the fiber raw material due to drying, a very thin sheet-shaped fiber raw material is used, or the fiber raw material and compound A are kneaded or agitated with a kneader or the like and dried by heating or under reduced pressure. You can take the method.

加熱処理に用いる加熱装置としては、スラリーが保持する水分及びリン酸基などの繊維の水酸基への付加反応で生じる水分を常に装置系外に排出できる装置であることが好ましく、例えば送風方式のオーブン等が好ましい。装置系内の水分を常に排出すれば、リン酸エステル化の逆反応であるリン酸エステル結合の加水分解反応を抑制できることに加えて、繊維中の糖鎖の酸加水分解を抑制することもでき、軸比の高い微細繊維を得ることができる。 The heating device used for the heat treatment is preferably a device capable of constantly discharging the water retained by the slurry and the water generated by the addition reaction of fibers such as phosphoric acid groups to the hydroxyl groups to the outside of the device system. For example, a ventilation type oven. Etc. are preferable. If the water in the apparatus system is constantly discharged, the hydrolysis reaction of the phosphate ester bond, which is the reverse reaction of the phosphate esterification, can be suppressed, and the acid hydrolysis of the sugar chain in the fiber can also be suppressed. , Fine fibers with a high axial ratio can be obtained.

加熱処理の時間は、加熱温度にも影響されるが繊維原料スラリーから実質的に水分が除かれてから1秒以上300分以下であることが好ましく、1秒以上1000秒以下であることがより好ましく、10秒以上800秒以下であることがさらに好ましい。本発明では、加熱温度と加熱時間を適切な範囲とすることにより、リン酸基の導入量を好ましい範囲内とすることができる。 Although the heat treatment time is affected by the heating temperature, it is preferably 1 second or more and 300 minutes or less after the water is substantially removed from the fiber raw material slurry, and more preferably 1 second or more and 1000 seconds or less. It is preferable, and it is more preferably 10 seconds or more and 800 seconds or less. In the present invention, the amount of phosphoric acid group introduced can be within a preferable range by setting the heating temperature and the heating time within appropriate ranges.

リン酸基の導入量は、微細繊維状セルロース1g(質量)あたり、5.20mmol/g以下であることが好ましく、0.1mmol/g以上3.65mmol/g以下であることがより好ましく、0.14mmol/g以上3.5mmol/g以下がより一層好ましく、0.2mmol/g以上3.2mmol/g以下がさらに好ましく、0.4mmol/g以上3.0mmol/g以下が特に好ましく、最も好ましくは0.6mmol/g以上2.5mmol/g以下である。リン酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維原料の微細化を容易にし、微細繊維状セルロースの安定性を高めることができる。また、リン酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、微細化が容易でありながらも、微細繊維状セルロース同士の水素結合も残すことが可能で、膜とした場合には良好な強度発現が期待できる。 The amount of the phosphoric acid group introduced is preferably 5.20 mmol / g or less, more preferably 0.1 mmol / g or more and 3.65 mmol / g or less, and 0. .14 mmol / g or more and 3.5 mmol / g or less is even more preferable, 0.2 mmol / g or more and 3.2 mmol / g or less is further preferable, 0.4 mmol / g or more and 3.0 mmol / g or less is particularly preferable, and most preferable. Is 0.6 mmol / g or more and 2.5 mmol / g or less. By setting the amount of the phosphoric acid group introduced within the above range, it is possible to facilitate the miniaturization of the fiber raw material and enhance the stability of the fine fibrous cellulose. Further, by setting the amount of the phosphoric acid group introduced within the above range, it is possible to leave hydrogen bonds between the fine fibrous celluloses while facilitating the miniaturization, and the strength is good when the film is formed. Expression can be expected.

リン酸基の繊維原料への導入量は、伝導度滴定法により測定することができる。具体的には、解繊処理工程により微細化を行い、得られた微細繊維状セルロース含有スラリーをイオン交換樹脂で処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えながら電気伝導度の変化を求めることにより、導入量を測定することができる。 The amount of the phosphoric acid group introduced into the fiber raw material can be measured by the conductivity titration method. Specifically, it is refined by a defibration treatment step, the obtained fine fibrous cellulose-containing slurry is treated with an ion exchange resin, and then the change in electrical conductivity is obtained while adding an aqueous sodium hydroxide solution. The amount introduced can be measured.

伝導度滴定では、アルカリを加えていくと、図1に示した曲線を与える。最初は、急激に電気伝導度が低下する(以下、「第1領域」という)。その後、わずかに伝導度が上昇を始める(以下、「第2領域」という)。さらにその後、伝導度の増分が増加する(以下、「第3領域」という)。すなわち、3つの領域が現れる。なお、第2領域と第3領域の境界点は、伝導度の2回微分値、すなわち伝導度の増分(傾き)の変化量が最大となる点で定義される。このうち、第1領域で必要としたアルカリ量が、滴定に使用したスラリー中の強酸性基量と等しく、第2領域で必要としたアルカリ量が滴定に使用したスラリー中の弱酸性基量と等しくなる。リン酸基が縮合を起こす場合、見かけ上弱酸性基が失われ、第1領域に必要としたアルカリ量と比較して第2領域に必要としたアルカリ量が少なくなる。一方、強酸性基量は、縮合の有無に関わらずリン原子の量と一致することから、単にリン酸基導入量(またはリン酸基量)、または置換基導入量(または置換基量)と言った場合は、強酸性基量のことを表す。すなわち、図1に示した曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して、置換基導入量(mmol/g)とする。 In the conductivity titration, the addition of alkali gives the curve shown in FIG. Initially, the electrical conductivity drops sharply (hereinafter referred to as the "first region"). After that, the conductivity begins to increase slightly (hereinafter referred to as "second region"). After that, the increment of conductivity increases (hereinafter referred to as "third region"). That is, three regions appear. The boundary point between the second region and the third region is defined by the point at which the second derivative value of the conductivity, that is, the amount of change in the increment (slope) of the conductivity is maximized. Of these, the amount of alkali required in the first region is equal to the amount of strong acid groups in the slurry used for titration, and the amount of alkali required in the second region is equal to the amount of weakly acidic groups in the slurry used for titration. Become equal. When the phosphoric acid group causes condensation, the weakly acidic group is apparently lost, and the amount of alkali required for the second region is smaller than the amount of alkali required for the first region. On the other hand, since the amount of strongly acidic groups is the same as the amount of phosphorus atoms regardless of the presence or absence of condensation, it is simply referred to as the amount of phosphate groups introduced (or the amount of phosphate groups) or the amount of substituents introduced (or the amount of substituents). When it is said, it means the amount of strongly acidic groups. That is, the amount of alkali (mmol) required in the first region of the curve shown in FIG. 1 is divided by the solid content (g) in the slurry to be titrated to obtain the amount of substituent introduced (mmol / g).

リン酸基導入工程は、少なくとも1回行えば良いが、複数回繰り返すこともできる。この場合、より多くのリン酸基が導入されるので好ましい。 The phosphoric acid group introduction step may be performed at least once, but may be repeated a plurality of times. In this case, more phosphate groups are introduced, which is preferable.

<カルボキシル基の導入>
本発明においては、微細繊維状セルロースがカルボキシル基を有するものである場合、たとえば繊維原料にTEMPO(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル)酸化処理などの酸化処理を施すことや、カルボン酸由来の基を有する化合物、その誘導体、またはその酸無水物もしくはその誘導体によって処理することで、カルボキシル基を導入することができる。
<Introduction of carboxyl group>
In the present invention, when the fine fibrous cellulose has a carboxyl group, the fiber raw material is subjected to an oxidation treatment such as a TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl) oxidation treatment. Alternatively, a carboxyl group can be introduced by treatment with a compound having a group derived from a carboxylic acid, a derivative thereof, or an acid anhydride thereof or a derivative thereof.

カルボキシル基を有する化合物としては特に限定されないが、マレイン酸、コハク酸、フタル酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、イタコン酸等のジカルボン酸化合物やクエン酸、アコニット酸等トリカルボン酸化合物が挙げられる。 The compound having a carboxyl group is not particularly limited, and examples thereof include dicarboxylic acid compounds such as maleic acid, succinic acid, phthalic acid, fumaric acid, glutaric acid, adipic acid and itaconic acid, and tricarboxylic acid compounds such as citric acid and aconitic acid. ..

カルボキシル基を有する化合物の酸無水物としては特に限定されないが、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水イタコン酸等のジカルボン酸化合物の酸無水物が挙げられる。 The acid anhydride of the compound having a carboxyl group is not particularly limited, and examples thereof include acid anhydrides of dicarboxylic acid compounds such as maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride, glutaric anhydride, adipic anhydride, and itaconic anhydride. Be done.

カルボキシル基を有する化合物の誘導体としては特に限定されないが、カルボキシル基を有する化合物の酸無水物のイミド化物、カルボキシル基を有する化合物の酸無水物の誘導体が挙げられる。カルボキシル基を有する化合物の酸無水物のイミド化物としては特に限定されないが、マレイミド、コハク酸イミド、フタル酸イミド等のジカルボン酸化合物のイミド化物が挙げられる。 The derivative of the compound having a carboxyl group is not particularly limited, and examples thereof include an imide of an acid anhydride of a compound having a carboxyl group and a derivative of an acid anhydride of a compound having a carboxyl group. The imide of the acid anhydride of the compound having a carboxyl group is not particularly limited, and examples thereof include an imide of a dicarboxylic acid compound such as maleimide, succinateimide, and phthalateimide.

カルボキシル基を有する化合物の酸無水物の誘導体としては特に限定されない。例えば、ジメチルマレイン酸無水物、ジエチルマレイン酸無水物、ジフェニルマレイン酸無水物等の、カルボキシル基を有する化合物の酸無水物の少なくとも一部の水素原子が置換基(例えば、アルキル基、フェニル基等)で置換されたものが挙げられる。 The derivative of the acid anhydride of the compound having a carboxyl group is not particularly limited. For example, at least a part of hydrogen atoms of the acid anhydride of a compound having a carboxyl group, such as dimethylmaleic anhydride, diethylmaleic anhydride, diphenylmaleic anhydride, etc., are substituents (for example, alkyl group, phenyl group, etc.). ) Replaced by).

カルボキシル基の導入量は、微細繊維状セルロース1g(質量)あたり0.1mmol/g以上3.65mmol/g以下であることが好ましく、0.14mmol/g以上3.5mmol/g以下がより好ましく、0.2mmol/g以上3.2mmol/g以下がさらに好ましく、0.4mmol/g以上3.0mmol/g以下が特に好ましく、最も好ましくは0.6mmol/g以上2.5mmol/g以下である。
カルボキシル基の繊維原料への導入量は、伝導度滴定法により測定することができる。伝導度滴定では、アルカリを加えていくと、図2に示した曲線を与える。図2に示した曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して、置換基導入量(mmol/g)とする。
The amount of the carboxyl group introduced is preferably 0.1 mmol / g or more and 3.65 mmol / g or less, and more preferably 0.14 mmol / g or more and 3.5 mmol / g or less per 1 g (mass) of the fine fibrous cellulose. It is more preferably 0.2 mmol / g or more and 3.2 mmol / g or less, particularly preferably 0.4 mmol / g or more and 3.0 mmol / g or less, and most preferably 0.6 mmol / g or more and 2.5 mmol / g or less.
The amount of the carboxyl group introduced into the fiber raw material can be measured by the conductivity titration method. In the conductivity titration, the addition of alkali gives the curve shown in FIG. The amount of alkali (mmol) required in the first region of the curve shown in FIG. 2 is divided by the solid content (g) in the slurry to be titrated to obtain the amount of substituent introduced (mmol / g).

<アルカリ処理>
微細繊維状セルロースを製造する場合、イオン性官能基導入工程と、後述する解繊処理工程の間にアルカリ処理を行ってもよい。アルカリ処理の方法としては、特に限定されないが、例えば、アルカリ溶液中に、官能基導入繊維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、特に限定されないが、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。アルカリ溶液における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。溶媒は、極性溶媒(水、またはアルコール等の極性有機溶媒)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。
また、アルカリ溶液のうちでは、汎用性が高いことから、水酸化ナトリウム水溶液、または水酸化カリウム水溶液が特に好ましい。
<Alkaline treatment>
When producing fine fibrous cellulose, an alkali treatment may be performed between the ionic functional group introduction step and the defibration treatment step described later. The alkaline treatment method is not particularly limited, and examples thereof include a method of immersing the functional group-introduced fiber in an alkaline solution.
The alkaline compound contained in the alkaline solution is not particularly limited, but may be an inorganic alkaline compound or an organic alkaline compound. The solvent in the alkaline solution may be either water or an organic solvent. The solvent is preferably a polar solvent (water or a polar organic solvent such as alcohol), and more preferably an aqueous solvent containing at least water.
Further, among the alkaline solutions, an aqueous solution of sodium hydroxide or an aqueous solution of potassium hydroxide is particularly preferable because of its high versatility.

アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液の温度は特に限定されないが、5℃以上80℃以下が好ましく、10℃以上60℃以下がより好ましい。
アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液への浸漬時間は特に限定されないが、5分以上30分以下が好ましく、10分以上20分以下がより好ましい。
アルカリ処理におけるアルカリ溶液の使用量は特に限定されないが、リン酸基導入繊維の絶対乾燥質量に対して100質量%以上100000質量%以下であることが好ましく、1000質量%以上10000質量%以下であることがより好ましい。
The temperature of the alkaline solution in the alkaline treatment step is not particularly limited, but is preferably 5 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and more preferably 10 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.
The immersion time in the alkaline solution in the alkaline treatment step is not particularly limited, but is preferably 5 minutes or more and 30 minutes or less, and more preferably 10 minutes or more and 20 minutes or less.
The amount of the alkaline solution used in the alkaline treatment is not particularly limited, but is preferably 100% by mass or more and 100,000% by mass or less, and 1000% by mass or more and 10000% by mass or less with respect to the absolute dry mass of the phosphate group-introduced fiber. Is more preferable.

アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液使用量を減らすために、アルカリ処理工程の前に、官能基導入繊維を水や有機溶媒により洗浄しても構わない。アルカリ処理後には、取り扱い性を向上させるために、解繊処理工程の前に、アルカリ処理済み官能基導入繊維を水や有機溶媒により洗浄することが好ましい。 In order to reduce the amount of the alkaline solution used in the alkaline treatment step, the functional group-introduced fibers may be washed with water or an organic solvent before the alkaline treatment step. After the alkali treatment, it is preferable to wash the alkali-treated functional group-introduced fibers with water or an organic solvent before the defibration treatment step in order to improve the handleability.

<解繊処理>
繊維状セルロースは、解繊処理工程で解繊処理される。解繊処理工程では、通常、解繊処理装置を用いて、繊維を解繊処理して、微細繊維状セルロース含有スラリーを得るが、処理装置、処理方法は、特に限定されない。
解繊処理装置としては、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や超高圧ホモジナイザー、高圧衝突型粉砕機、ボールミル、ビーズミルなどを使用できる。あるいは、解繊処理装置としては、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナー、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、またはビーターなど、湿式粉砕する装置等を使用することもできる。解繊処理装置は、上記に限定されるものではない。好ましい解繊処理方法としては、粉砕メディアの影響が少なく、コンタミの心配が少ない高速解繊機、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザーが挙げられる。
<Fiber processing>
The fibrous cellulose is defibrated in the defibration treatment step. In the defibration treatment step, the fibers are usually defibrated using a defibration treatment device to obtain a fine fibrous cellulose-containing slurry, but the treatment device and the treatment method are not particularly limited.
As the defibration processing apparatus, a high-speed defibrator, a grinder (stone mill type crusher), a high-pressure homogenizer, an ultra-high pressure homogenizer, a high-pressure collision type crusher, a ball mill, a bead mill and the like can be used. Alternatively, as the defibration processing device, use a wet pulverizing device such as a disc type refiner, a conical refiner, a twin-screw kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, or a beater. You can also. The defibration processing apparatus is not limited to the above. Preferred defibration treatment methods include a high-speed defibrator, a high-pressure homogenizer, and an ultra-high-pressure homogenizer, which are less affected by crushed media and less likely to cause contamination.

解繊処理の際には、繊維原料を水と有機溶媒を単独または組み合わせて希釈してスラリー状にすることが好ましいが、特に限定されない。分散媒としては、水の他に、極性有機溶剤を使用することができる。好ましい極性有機溶剤としては、アルコール類、ケトン類、エーテル類、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、またはジメチルアセトアミド(DMAc)等が挙げられるが、特に限定されない。アルコール類としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、またはt−ブチルアルコール等が挙げられる。ケトン類としては、アセトンまたはメチルエチルケトン(MEK)等が挙げられる。エーテル類としては、ジエチルエーテルまたはテトラヒドロフラン(THF)等が挙げられる。分散媒は1種であってもよいし、2種以上でもよい。また、分散媒中に繊維原料以外の固形分、例えば水素結合性のある尿素などを含んでも構わない。 At the time of the defibration treatment, it is preferable to dilute the fiber raw material alone or in combination with water and an organic solvent to form a slurry, but the fiber raw material is not particularly limited. As the dispersion medium, a polar organic solvent can be used in addition to water. Preferred polar organic solvents include, but are not limited to, alcohols, ketones, ethers, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc) and the like. Examples of alcohols include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, t-butyl alcohol and the like. Examples of the ketones include acetone, methyl ethyl ketone (MEK) and the like. Examples of ethers include diethyl ether and tetrahydrofuran (THF). The dispersion medium may be one kind or two or more kinds. Further, the dispersion medium may contain a solid content other than the fiber raw material, for example, urea having a hydrogen bond property.

微細繊維状セルロースは、解繊処理により得られた微細繊維状セルロース含有スラリーを、一度濃縮及び/又は乾燥させた後に、再度解繊処理を行って得てもよい。この場合、濃縮、乾燥の方法は特に限定されないが、例えば、微細繊維状セルロースを含有するスラリーに濃縮剤を添加する方法、一般に用いられる脱水機、プレス、乾燥機を用いる方法等が挙げられる。また、公知の方法、例えばWO2014/024876、WO2012/107642、及びWO2013/121086に記載された方法を用いることができる。また、微細繊維状セルロース含有スラリーをシート化することで濃縮、乾燥し、上記シートに解繊処理を行い、再度微細繊維状セルロース含有スラリーを得ることもできる。 The fine fibrous cellulose may be obtained by once concentrating and / or drying the fine fibrous cellulose-containing slurry obtained by the defibration treatment, and then performing the defibration treatment again. In this case, the method of concentration and drying is not particularly limited, and examples thereof include a method of adding a concentrating agent to a slurry containing fine fibrous cellulose, a method of using a commonly used dehydrator, press, and dryer. In addition, known methods such as those described in WO2014 / 024876, WO2012 / 107642, and WO2013 / 121086 can be used. Further, it is also possible to concentrate and dry the fine fibrous cellulose-containing slurry by forming it into a sheet, defibrate the sheet, and obtain the fine fibrous cellulose-containing slurry again.

微細繊維状セルロース含有スラリーを濃縮及び/又は乾燥させた後に、再度解繊(粉砕)処理をする際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、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナー、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、ビーターなど、湿式粉砕する装置等を使用することもできるが特に限定されない。 After concentrating and / or drying the fine fibrous cellulose-containing slurry, the equipment used when defibrating (crushing) again is a high-speed defibrator, a grinder (stone mill type crusher), a high-pressure homogenizer, and an ultra-high pressure homogenizer. , High-pressure collision type crusher, ball mill, bead mill, disc type refiner, conical refiner, twin-screw kneader, vibration mill, homomixer under high-speed rotation, ultrasonic disperser, beater, etc. It can be done, but it is not particularly limited.

<酵素処理>
本発明のセルロース含有組成物は、タンパク質を含み、上記タンパク質は酵素を含む。
本発明で用いる酵素は、セルラーゼ系酵素であり、セルロースの加水分解反応機能を有する触媒ドメインの高次構造に基づく糖質加水分解酵素ファミリーに分類される。セルラーゼ系酵素はセルロース分解特性によってエンド型グルカナーゼ(endo−glucanase)とセロビオヒドロラーゼ(cellobiohydrolase)に分類される。エンド型グルカナーゼはセルロースの非晶部分や可溶性セロオリゴ糖、又はカルボキシメチルセルロースのようなセルロース誘導体に対する加水分解性が高く、それらの分子鎖を内側からランダムに切断し、重合度を低下させる。しかし、エンド型グルカナーゼは結晶性を有するセルロースミクロフィブリルへの加水分解反応性は低い。これに対して、セロビオヒドロラーゼはセルロースの結晶部分を分解し、セロビオースを与える。また、セロビオヒドロラーゼはセルロース分子の末端から加水分解し、エキソ型或いはプロセッシブ酵素とも呼ばれる。本発明においては、エンド型グルカナーゼを使用することが好ましい。
<Enzyme treatment>
The cellulose-containing composition of the present invention contains a protein, and the protein contains an enzyme.
The enzyme used in the present invention is a cellulase-based enzyme and is classified into a sugar hydrolase family based on the higher-order structure of a catalytic domain having a cellulolytic reaction function. Cellulase-based enzymes are classified into endo-glucanase and cellobiohydrolase according to their cellulolytic properties. Endo-type glucanase is highly hydrolyzable to an amorphous portion of cellulose, soluble cellooligosaccharide, or a cellulose derivative such as carboxymethyl cellulose, and randomly cleaves their molecular chains from the inside to reduce the degree of polymerization. However, endo-type glucanase has low hydrolysis reactivity to crystalline cellulose microfibrils. In contrast, cellobiohydrolase decomposes the crystalline portion of cellulose to give cellobiose. In addition, cellobiohydrolase hydrolyzes from the end of the cellulose molecule and is also called an exo-type or processive enzyme. In the present invention, it is preferable to use endo-type glucanase.

本発明において使用する酵素としては、エンド型グルカナーゼ及びセロビオヒドロラーゼ以外に、ヘミセルラーゼ系酵素を使用してもよい。ヘミセルラーゼ系酵素の中でも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)、又はアラバンを分解する酵素であるアラバナーゼ(arabanase)が挙げられる。また、ペクチンを分解する酵素であるペクチナーゼもヘミセルラーゼ系酵素として使用することができる。ヘミセルラーゼ系酵素を産生する微生物はセルラーゼ系酵素も産生する場合が多い。 As the enzyme used in the present invention, hemicellulase-based enzymes may be used in addition to endo-type glucanase and cellobiohydrolase. Among the hemicellulase-based enzymes, xylanase, which is an enzyme that decomposes xylan, mannase, which is an enzyme that decomposes mannan, and arabanase, which is an enzyme that decomposes araban, can be mentioned. In addition, pectinase, which is an enzyme that decomposes pectin, can also be used as a hemicellulase-based enzyme. Microorganisms that produce hemicellulase-based enzymes often also produce cellulase-based enzymes.

ヘミセルロースは植物細胞壁のセルロースミクロフィブリル間にあるペクチン類を除いた多糖類である。ヘミセルロースは多種多様で植物の種類や細胞壁の壁層間でも異なる。木材においては針葉樹の2次壁ではグルコマンナンが主成分であり、広葉樹の2次壁では4−O−メチルグルクロノキシランが主成分である。そのため、針葉樹から微細繊維を得るためにはマンナーゼを使用する方が好ましく、広葉樹の場合はキシラナーゼを使用する方が好ましい。 Hemicellulose is a polysaccharide excluding pectins located between cellulose microfibrils in the plant cell wall. Hemicellulose is diverse and varies between plant types and cell wall layers. In wood, glucomannan is the main component in the secondary wall of softwood, and 4-O-methylglucuronoxylan is the main component in the secondary wall of hardwood. Therefore, it is preferable to use mannase in order to obtain fine fibers from softwood, and in the case of hardwood, it is preferable to use xylanase.

本発明によれば、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロース1質量部に対して、1×10−3質量部以下の酵素を添加する工程を含む、セルロース含有組成物の製造方法が提供される。微細繊維状セルロースに対して酵素を添加することにより、微細繊維状セルロースと酵素を反応させることができる。本発明においては、酵素処理後に、微細繊維状セルロースの洗浄工程を行わない形態を採用することができる。
本発明においては、酵素処理後に酵素を失活させてもよい。酵素を失活させるための方法としては、微細繊維状セルロースと酵素の混合物を加熱して100℃にし、温度を保ったまま30分〜1時間静置したり、微細繊維状セルロースと酵素の混合物に対し、強塩基を加えてpHを10以上に調整することなどが挙げられるが、特に限定されない。
上記したセルロース含有組成物の製造方法により、本発明のセルロース含有組成物を製造することができる。
According to the present invention, there is provided a method for producing a cellulose-containing composition, which comprises a step of adding an enzyme of 1 × 10 -3 parts by mass or less to 1 part by mass of fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less. .. By adding the enzyme to the fine fibrous cellulose, the fine fibrous cellulose can be reacted with the enzyme. In the present invention, it is possible to adopt a form in which the washing step of the fine fibrous cellulose is not performed after the enzyme treatment.
In the present invention, the enzyme may be inactivated after the enzyme treatment. As a method for inactivating the enzyme, a mixture of fine fibrous cellulose and enzyme is heated to 100 ° C. and allowed to stand for 30 minutes to 1 hour while maintaining the temperature, or a mixture of fine fibrous cellulose and enzyme. On the other hand, the pH may be adjusted to 10 or more by adding a strong base, but the pH is not particularly limited.
The cellulose-containing composition of the present invention can be produced by the above-mentioned method for producing a cellulose-containing composition.

繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロース1質量部に対して添加する酵素の量は、1×10−3質量部以下であればよく、1×10−4質量部以下が好ましく、1×10−5質量部以下がより好ましく、5.0×10−6質量部以下が特に好ましい。また、酵素の添加量は、繊維状セルロース1質量部に対して1×10−7質量部以上が好ましく、3×10−7質量部以上がより好ましく、1×10−6質量部以上がさらに好ましい。
酵素の添加量を上記の範囲内とすることにより、製造されるセルロース含有組成物の良好な塗工適性を達成することができる。
The amount of the enzyme added to 1 part by mass of fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less may be 1 × 10 -3 parts by mass or less, preferably 1 × 10 -4 parts by mass or less, and 1 × 10 −. 5 parts by mass or less is more preferable, and 5.0 × 10-6 parts by mass or less is particularly preferable. The amount of the enzyme added is preferably 1 × 10 -7 parts by mass or more, more preferably 3 × 10 -7 parts by mass or more, and further preferably 1 × 10 -6 parts by mass or more with respect to 1 part by mass of fibrous cellulose. preferable.
By setting the amount of the enzyme added within the above range, good coating suitability of the produced cellulose-containing composition can be achieved.

微細繊維状セルロースと酵素との反応時間は、特に限定されないが、一般的には1分〜24時間が好ましく、1分〜1時間がより好ましい。
微細繊維状セルロースと酵素の反応温度及び反応pHは、使用する酵素の至適温度及び至適pHに保つことが好ましく、一般的には、20℃〜80℃、pH4.5〜9.5に保つことが好ましい。
反応条件を上記の範囲内とすることにより、製造されるセルロース含有組成物の良好な塗工適性を達成することができる。
The reaction time between the fine fibrous cellulose and the enzyme is not particularly limited, but is generally preferably 1 minute to 24 hours, more preferably 1 minute to 1 hour.
The reaction temperature and reaction pH of the fine fibrous cellulose and the enzyme are preferably kept at the optimum temperature and the optimum pH of the enzyme to be used, and are generally set to 20 ° C. to 80 ° C. and pH 4.5 to 9.5. It is preferable to keep it.
By setting the reaction conditions within the above range, good coatability of the produced cellulose-containing composition can be achieved.

<重合度>
本発明のセルロース含有組成物において、繊維状セルロースの重合度は特に限定されないが、200以上450以下であることが好ましく、250以上400以下であることがより好ましく、250以上350以下であることがよりさらに好ましく、270以上300以下であることが特に好ましい。
<Degree of polymerization>
In the cellulose-containing composition of the present invention, the degree of polymerization of the fibrous cellulose is not particularly limited, but is preferably 200 or more and 450 or less, more preferably 250 or more and 400 or less, and more preferably 250 or more and 350 or less. Even more preferably, it is 270 or more and 300 or less.

繊維状セルロースの重合度は、下記の論文を参考にして算出する。
TAPPI International Standard; ISO/FDIS 5351, 2009.
Smith, D. K.; Bampton, R. F.; Alexander, W. J. Ind. Eng. Chem.,Process Des. Dev. 1963, 2, 57-62.
The degree of polymerization of fibrous cellulose is calculated with reference to the following paper.
TAPPI International Standard; ISO / FDIS 5351, 2009.
Smith, DK; Bampton, RF; Alexander, WJ Ind. Eng. Chem., Process Des. Dev. 1963, 2, 57-62.

具体的には、微細繊維状セルロースをイオン交換水で含有量が2±0.3質量%となるように希釈した懸濁液30gを、遠沈管に分取して冷凍庫に一晩静置し、凍結させる。さらに凍結乾燥機で5日間以上乾燥させた後、105℃に設定した定温乾燥機で3時間以上4時間以下加熱し、絶乾状態の微細繊維状セルロースを得る。
リファレンスを測定するために、空の50ml容量のスクリュー管に純水15mlと1mol/Lの銅エチレンジアミン15mlを加え、0.5mol/Lの銅エチレンジアミン溶液を調製する。キャノンフェンスケ粘度計に上記の0.5mol/Lの銅エチレンジアミン溶液10mlを入れ、5分間置いた後、25℃における落下時間を測定して溶媒落下時間とする。
Specifically, 30 g of a suspension obtained by diluting fine fibrous cellulose with ion-exchanged water so that the content is 2 ± 0.3% by mass is divided into a centrifuge tube and allowed to stand in a freezer overnight. , Freeze. Further, it is dried in a freeze dryer for 5 days or more, and then heated in a constant temperature dryer set at 105 ° C. for 3 hours or more and 4 hours or less to obtain fine fibrous cellulose in an absolutely dry state.
To measure the reference, 15 ml of pure water and 15 ml of 1 mol / L copper ethylenediamine are added to an empty 50 ml capacity screw tube to prepare a 0.5 mol / L copper ethylenediamine solution. 10 ml of the above 0.5 mol / L copper ethylenediamine solution is placed in a Canon Fenceke viscometer, left for 5 minutes, and then the drop time at 25 ° C. is measured to determine the solvent drop time.

次に、微細繊維状セルロースの粘度を測定するため、絶乾状態の微細繊維状セルロース0.14g以上0.16g以下を空の50ml容量のスクリュー管に量り取り、純水15mlを添加する。さらに1mol/Lの銅エチレンジアミン15mlを加え、自転公転式スーパーミキサーで1000rpm、10分撹拌し、微細繊維状セルロースが溶解した0.5mol/Lの銅エチレンジアミン溶液とする。リファレンスの測定と同様に、キャノンフェンスケ粘度計に調製した0.5mol/Lの銅エチレンジアミン溶液10mlを入れ、5分間置いた後、25℃における落下時間を測定する。落下時間の測定は三回行い、その平均値を微細繊維状セルロース溶液の落下時間とする。 Next, in order to measure the viscosity of the fine fibrous cellulose, 0.14 g or more and 0.16 g or less of the absolutely dry fine fibrous cellulose is weighed into an empty 50 ml capacity screw tube, and 15 ml of pure water is added. Further, 15 ml of 1 mol / L copper ethylenediamine is added, and the mixture is stirred with a rotating and revolving supermixer at 1000 rpm for 10 minutes to prepare a 0.5 mol / L copper ethylenediamine solution in which fine fibrous cellulose is dissolved. In the same manner as the reference measurement, 10 ml of the prepared 0.5 mol / L copper ethylenediamine solution is placed in a Canon Fenceke viscometer, left for 5 minutes, and then the drop time at 25 ° C. is measured. The fall time is measured three times, and the average value is taken as the fall time of the fine fibrous cellulose solution.

測定に用いた絶乾状態の微細繊維状セルロースの質量、溶媒落下時間、及び微細繊維状セルロース溶液の落下時間から下式を用いて重合度を算出する。なお、下記の平均重合度は二回以上測定した場合は、各回の平均値である。
測定に用いた絶乾状態の微細繊維状セルロース質量:a(g)(但し、aは0.14以上0.16以下)
溶液のセルロース濃度:c=a/30(g/mL)
溶媒落下時間:t(sec)
微細繊維状セルロース溶液の落下時間:t(sec)
溶液の相対粘度:ηrel=t/t
溶液の比粘度:ηsp=ηrel―1
固有粘度:[η]=ηsp/c(1+0.28ηsp
重合度:DP=[η]/0.57
なお、微細繊維状セルロースの平均重合度は、上記方法で算出されるものであるため、粘度平均重合度と呼ばれることもある。
The degree of polymerization is calculated from the mass of the absolutely dry fine fibrous cellulose used for the measurement, the solvent drop time, and the fall time of the fine fibrous cellulose solution using the following formula. The following average degree of polymerization is the average value of each measurement when measured twice or more.
Absolutely dry fine fibrous cellulose mass used for measurement: a (g) (where a is 0.14 or more and 0.16 or less)
Cellulose concentration in solution: c = a / 30 (g / mL)
Solvent drop time: t 0 (sec)
Falling time of fine fibrous cellulose solution: t (sec)
Relative viscosity of solution: η rel = t / t 0
Specific viscosity of solution: η sp = η rel- 1
Intrinsic viscosity: [η] = η sp / c (1 + 0.28 η sp )
Degree of polymerization: DP = [η] /0.57
Since the average degree of polymerization of the fine fibrous cellulose is calculated by the above method, it is sometimes called the viscosity average degree of polymerization.

(親水性高分子)
本発明のセルロース含有組成物は、親水性高分子をさらに含んでいてもよい。特に、繊維状セルロース含有組成物が塗膜形成用スラリーである場合は、親水性高分子を含むことが好ましい。塗膜形成用スラリーが親水性高分子を含むことにより、透明性が高くかつ機械的強度に優れた微細繊維状セルロース含有膜を得ることができる。
(Hydrophilic polymer)
The cellulose-containing composition of the present invention may further contain a hydrophilic polymer. In particular, when the fibrous cellulose-containing composition is a slurry for forming a coating film, it preferably contains a hydrophilic polymer. Since the coating film forming slurry contains a hydrophilic polymer, a fine fibrous cellulose-containing film having high transparency and excellent mechanical strength can be obtained.

親水性高分子としては、例えば、ポリエチレングリコール、セルロース誘導体(ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等)、カゼイン、デキストリン、澱粉、変性澱粉、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール(アセトアセチル化ポリビニルアルコール等)、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸塩類、ポリアクリルアミド、アクリル酸アルキルエステル共重合体、ウレタン系共重合体などを挙げることができる。中でも、親水性高分子は、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルアルコール(PVA)、変性ポリビニルアルコール(変性PVA)及びポリエチレンオキサイド(PEO)から選択される少なくとも1種であることが好ましく、ポリエチレンオキサイド(PEO)であることがより好ましい。 Examples of the hydrophilic polymer include polyethylene glycol, cellulose derivatives (hydroxyethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, etc.), casein, dextrin, starch, modified starch, polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol (acetoacetylated polyvinyl alcohol, etc.), and the like. Examples thereof include polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyvinylmethyl ether, polyacrylates, polyacrylamide, acrylic acid alkyl ester copolymer, and urethane-based copolymer. Among them, the hydrophilic polymer is preferably at least one selected from polyethylene glycol (PEG), polyvinyl alcohol (PVA), modified polyvinyl alcohol (modified PVA) and polyethylene oxide (PEO), and polyethylene oxide (PEO). ) Is more preferable.

親水性高分子の含有量は、繊維状セルロース100質量部に対して、0.5質量部以上であることが好ましく、3質量部以上であることがより好ましく、5質量部以上であることがさらに好ましく、10質量部以上であることが特に好ましい。また、親水性高分子の含有量は、繊維状セルロース100質量部に対して、5000質量部以下であることが好ましく、1000質量部以下であることがより好ましく、500質量部以下であることがさらに好ましく、100質量部以下であることが特に好ましい。 The content of the hydrophilic polymer is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, and 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of fibrous cellulose. It is more preferably 10 parts by mass or more, and particularly preferably 10 parts by mass or more. The content of the hydrophilic polymer is preferably 5000 parts by mass or less, more preferably 1000 parts by mass or less, and preferably 500 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of fibrous cellulose. It is more preferably 100 parts by mass or less, and particularly preferably 100 parts by mass or less.

親水性高分子の粘度平均分子量は特に限定されないが、1.0×10以上1.0×10以下であることが好ましく、2.0×10以上1.0×10以下であることがより好ましく、5.0×10以上1.0×10以下であることがさらに好ましい。 The viscosity-average molecular weight of the hydrophilic polymer is not particularly limited, it is preferably, 2.0 × 10 3 or more 1.0 × 10 7 or less is 1.0 × 10 3 or more 1.0 × 10 7 or less more preferably, it is more preferably 5.0 × 10 3 or more 1.0 × 10 7 or less.

(任意成分)
本発明の繊維状セルロース含有組成物には、上述した成分以外の任意成分が含まれていてもよい。任意成分としては、たとえば、消泡剤、潤滑剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、安定剤、界面活性剤、カップリング剤、無機層状化合物、無機化合物、レベリング剤、有機系粒子、帯電防止剤、磁性粉、配向促進剤、可塑剤、防腐剤、架橋剤等を挙げることができる。また、任意成分として、有機イオンを添加してもよい。
(Arbitrary ingredient)
The fibrous cellulose-containing composition of the present invention may contain any component other than the above-mentioned components. Optional components include, for example, defoamers, lubricants, UV absorbers, dyes, pigments, stabilizers, surfactants, coupling agents, inorganic layered compounds, inorganic compounds, leveling agents, organic particles, antistatic agents. , Magnetic powder, orientation accelerator, plasticizer, preservative, cross-linking agent and the like. Moreover, you may add an organic ion as an optional component.

任意成分として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等を添加してもよい。これらの樹脂はエマルジョンとして添加されてもよい。熱硬化性樹脂エマルジョン、光硬化性樹脂エマルジョンの具体例としては、特開2009−299043号公報に記載のものが挙げられる。 As an optional component, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, or the like may be added. These resins may be added as emulsions. Specific examples of the thermosetting resin emulsion and the photocurable resin emulsion include those described in JP-A-2009-299043.

(セルロース含有膜)
本発明は、上述したセルロース含有組成物から形成されたセルロース含有膜に関するものでもある。本発明は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースとタンパク質とを含むセルロース含有膜であって、前記タンパク質は酵素を含み、前記タンパク質の含有量が、前記繊維状セルロース1質量部に対して1×10−3質量部以下である、セルロース含有膜に関するものである。なお、本願明細書において、膜とは、他の基材上に積層された膜や、基材から剥離されたシートなどを含む。
(Cellulose-containing membrane)
The present invention also relates to a cellulose-containing membrane formed from the above-mentioned cellulose-containing composition. The present invention is a cellulose-containing membrane containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a protein, wherein the protein contains an enzyme, and the content of the protein is 1 with respect to 1 part by mass of the fibrous cellulose. × 10 -3 parts by mass or less, relating to a cellulose-containing film. In the specification of the present application, the film includes a film laminated on another base material, a sheet peeled off from the base material, and the like.

セルロース含有膜におけるタンパク質の含有量は、繊維状セルロース1質量部に対して1×10−3質量部以下であればよく、1×10−4質量部以下が好ましく、1×10−5質量部以下がより好ましく、5.0×10−6質量部以下が特に好ましい。セルロース含有膜におけるタンパク質の含有量は、繊維状セルロース1質量部に対して1×10−7質量部以上が好ましく、3×10−7質量部以上がより好ましく、1×10−6質量部以上がさらに好ましい。
セルロース含有膜におけるタンパク質の含有量は、酵素の添加量を調整すること、又は酵素処理を含む微細繊維状セルロースの製造プロセスを調整すること等により制御できる。本実施形態では、たとえば酵素処理を行うタイミングや、酵素処理後であって膜形成工程の前に洗浄工程を含まないこと等に起因して、セルロース含有膜におけるタンパク質量を調整することができる。セルロース含有膜におけるタンパク質の含有量を、繊維状セルロース1質量部に対して1×10−3質量部以下とすることにより、セルロース含有膜の光学物性を良好なものとすることができる。
The protein content in the cellulose-containing membrane may be 1 × 10 -3 parts by mass or less with respect to 1 part by mass of fibrous cellulose, preferably 1 × 10 -4 parts by mass or less, and 1 × 10 -5 parts by mass. The following is more preferable, and 5.0 × 10-6 parts by mass or less is particularly preferable. The protein content in the cellulose-containing membrane is preferably 1 × 10 -7 parts by mass or more, more preferably 3 × 10 -7 parts by mass or more, and 1 × 10 -6 parts by mass or more with respect to 1 part by mass of fibrous cellulose. Is even more preferable.
The protein content in the cellulose-containing membrane can be controlled by adjusting the addition amount of the enzyme, adjusting the production process of the fine fibrous cellulose including the enzyme treatment, and the like. In the present embodiment, the amount of protein in the cellulose-containing membrane can be adjusted, for example, due to the timing of performing the enzyme treatment, the fact that the washing step is not included after the enzyme treatment and before the film forming step, and the like. By setting the protein content in the cellulose-containing film to 1 × 10 -3 parts by mass or less with respect to 1 part by mass of fibrous cellulose, the optical properties of the cellulose-containing film can be improved.

本発明のセルロース含有膜のヘーズは、2.0%未満であることが好ましく、1.5%未満であることがより好ましく、1.0%未満であることがさらに好ましい。セルロース含有膜のヘーズは、JIS K 7136に準拠し、ヘーズメータ(村上色彩技術研究所社製、HM−150)を用いて測定される値である。 The haze of the cellulose-containing film of the present invention is preferably less than 2.0%, more preferably less than 1.5%, and even more preferably less than 1.0%. The haze of the cellulose-containing film is a value measured using a haze meter (HM-150, manufactured by Murakami Color Technology Research Institute) in accordance with JIS K 7136.

本発明のセルロース含有膜の引張弾性率は、1GPa以上であることが好ましく、2GPa以上であることがより好ましく、4GPa以上であることがさらに好ましい。また、セルロース含有膜の引張弾性率の上限値に特に制限はないが、例えば、50GPa以下とすることができる。セルロース含有膜の引張弾性率は、JIS P 8113に準拠し、引張試験機テンシロン(エー・アンド・デイ社製)を用いて測定した値である。引張弾性率を測定する際には、23℃、相対湿度50%で24時間調湿したものを測定用の試験片とし、23℃、相対湿度50%の条件下で測定を行う。 The tensile elastic modulus of the cellulose-containing film of the present invention is preferably 1 GPa or more, more preferably 2 GPa or more, and further preferably 4 GPa or more. The upper limit of the tensile elastic modulus of the cellulose-containing film is not particularly limited, but may be, for example, 50 GPa or less. The tensile elastic modulus of the cellulose-containing film is a value measured using a tensile tester Tensilon (manufactured by A & D Co., Ltd.) in accordance with JIS P 8113. When measuring the tensile elastic modulus, a test piece prepared at 23 ° C. and 50% relative humidity for 24 hours is used as a test piece for measurement, and the measurement is performed under the conditions of 23 ° C. and 50% relative humidity.

本発明のセルロース含有膜の厚みは特に限定されるものではないが、5μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましく、20μm以上であることがさらに好ましい。また、セルロース含有膜の厚みの上限値は、特に限定されないが、たとえば1000μm以下とすることができる。なお、セルロース含有膜の厚みは、触針式厚さ計(マール社製、ミリトロン1202D)で測定することができる。 The thickness of the cellulose-containing film of the present invention is not particularly limited, but is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and further preferably 20 μm or more. The upper limit of the thickness of the cellulose-containing film is not particularly limited, but can be, for example, 1000 μm or less. The thickness of the cellulose-containing film can be measured with a stylus type thickness gauge (Millitron 1202D manufactured by Marl Co., Ltd.).

本発明のセルロース含有膜の坪量は、10g/m以上であることが好ましく、20g/m以上であることがより好ましく、30g/m以上であることがさらに好ましい。また、セルロース含有膜の坪量は、100g/m以下であることが好ましく、80g/m以下であることがより好ましい。ここで、セルロース含有膜の坪量は、JIS P 8124に準拠し、算出することができる。 The basis weight of the cellulose-containing film of the present invention is preferably 10 g / m 2 or more, more preferably 20 g / m 2 or more, and even more preferably 30 g / m 2 or more. The basis weight of the cellulose-containing film is preferably 100 g / m 2 or less, and more preferably 80 g / m 2 or less. Here, the basis weight of the cellulose-containing film can be calculated in accordance with JIS P 8124.

(膜の形成方法)
セルロース含有膜の形成工程は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースと、タンパク質とを含むスラリーを得る工程と、このスラリーを基材上に塗工する工程、又は、スラリーを抄紙する工程を含む。
(Membrane formation method)
The step of forming the cellulose-containing film includes a step of obtaining a slurry containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a protein, a step of applying this slurry on a substrate, or a step of making a paper. ..

スラリーを得る工程では、スラリーに含まれる微細繊維状セルロース1質量部に対して、1×10−3質量部以下の酵素を添加すればよい。 In the step of obtaining the slurry, an enzyme of 1 × 10 -3 parts by mass or less may be added to 1 part by mass of the fine fibrous cellulose contained in the slurry.

スラリーを得る工程では、親水性高分子をさらに添加することが好ましい。また、親水性高分子の他に、ポリアミンポリアミドエピハロヒドリンや、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などの熱可塑性樹脂を添加してもよい。このように親水性高分子等を添加することにより、透明性と機械的強度に優れたセルロース含有膜を形成することができる。なお、親水性高分子等を添加する場合、微細繊維状セルロースに酵素を添加する前に、親水性高分子等を添加してもよい。 In the step of obtaining the slurry, it is preferable to further add a hydrophilic polymer. In addition to the hydrophilic polymer, a polyamine polyamide epihalohydrin or a thermoplastic resin such as a polyester resin, an acrylic resin, or a urethane resin may be added. By adding a hydrophilic polymer or the like in this way, a cellulose-containing film having excellent transparency and mechanical strength can be formed. When a hydrophilic polymer or the like is added, the hydrophilic polymer or the like may be added before the enzyme is added to the fine fibrous cellulose.

<塗工工程>
塗工工程は、スラリーを得る工程で得られたスラリーを基材上に塗工し、これを乾燥して膜を形成する工程である。形成されたセルロース含有膜は、基材から剥離せずに用いてもよいが、基材から剥離することによりシート単体として用いてもよい。塗工装置と長尺の基材を用いることで、セルロース含有膜を連続的に生産することができる。
<Coating process>
The coating step is a step of coating the slurry obtained in the step of obtaining the slurry on the base material and drying the slurry to form a film. The formed cellulose-containing film may be used without peeling from the base material, or may be used as a single sheet by peeling from the base material. By using a coating device and a long base material, a cellulose-containing film can be continuously produced.

塗工工程で用いる基材の材質は、特に限定されないが、組成物(スラリー)に対する濡れ性が高いものの方が乾燥時のセルロース含有膜の収縮等を抑制することができて良いが、セルロース含有膜を基材から剥離して使用する場合には、乾燥後に形成されたセルロース含有膜が容易に剥離できるものを選択することが好ましい。中でも樹脂製のフィルムや板または金属製のフィルムや板が好ましいが、特に限定されない。例えばアクリル、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン等の樹脂のフィルムや板、アルミ、亜鉛、銅、鉄板の金属のフィルムや板、および、それらの表面を酸化処理したもの、ステンレスのフィルムや板、真ちゅうのフィルムや板等を用いることができる。 The material of the base material used in the coating process is not particularly limited, but a material having high wettability to the composition (slurry) may suppress shrinkage of the cellulose-containing film during drying, but contains cellulose. When the film is peeled off from the base material and used, it is preferable to select one in which the cellulose-containing film formed after drying can be easily peeled off. Of these, a resin film or plate or a metal film or plate is preferable, but is not particularly limited. For example, resin films and plates such as acrylic, polyethylene terephthalate, vinyl chloride, polystyrene, and polyvinylidene chloride, metal films and plates of aluminum, zinc, copper, and iron plates, and those whose surfaces are oxidized, stainless films. And boards, brass films and boards can be used.

塗工工程において、スラリーの粘度が低く、基材上で展開してしまう場合、所定の厚み、坪量のセルロース含有膜を得るため、基材上に堰止用の枠を固定して使用してもよい。堰止用の枠の質は特に限定されないが、乾燥後に付着するセルロース含有膜の端部が容易に剥離できるものを選択することが好ましい。中でも樹脂板または金属板を成形したものが好ましいが、特に限定されない。例えばアクリル板、ポリエチレンテレフタレート板、塩化ビニル板、ポリスチレン板、ポリ塩化ビニリデン板等の樹脂板や、アルミ板、亜鉛板、銅板、鉄板等の金属板及び、それらの表面を酸化処理したもの、ステンレス板、真ちゅう板等を成形したものを用いることができる。 In the coating process, when the viscosity of the slurry is low and it develops on the base material, a blocking frame is fixed on the base material to obtain a cellulose-containing film of a predetermined thickness and basis weight. You may. The quality of the dammed frame is not particularly limited, but it is preferable to select one in which the end portion of the cellulose-containing film that adheres after drying can be easily peeled off. Of these, those obtained by molding a resin plate or a metal plate are preferable, but are not particularly limited. For example, resin plates such as acrylic plates, polyethylene terephthalate plates, vinyl chloride plates, polystyrene plates and polyvinylidene chloride plates, metal plates such as aluminum plates, zinc plates, copper plates and iron plates, and those whose surfaces are oxidized, stainless steel. A molded plate, brass plate, or the like can be used.

スラリーを塗工する塗工機としては、例えば、ロールコーター、グラビアコーター、ダイコーター、カーテンコーター、エアドクターコーター等を使用することができる。厚みをより均一にできることから、ダイコーター、カーテンコーター、スプレーコーターが好ましい。 As the coating machine for coating the slurry, for example, a roll coater, a gravure coater, a die coater, a curtain coater, an air doctor coater and the like can be used. A die coater, a curtain coater, and a spray coater are preferable because the thickness can be made more uniform.

塗工温度は特に限定されないが、20℃以上45℃以下であることが好ましく、25℃以上40℃以下であることがより好ましく、27℃以上35℃以下であることがさらに好ましい。塗工温度が上記下限値以上であれば、スラリーを容易に塗工でき、上記上限値以下であれば、塗工中の分散媒の揮発を抑制できる。 The coating temperature is not particularly limited, but is preferably 20 ° C. or higher and 45 ° C. or lower, more preferably 25 ° C. or higher and 40 ° C. or lower, and further preferably 27 ° C. or higher and 35 ° C. or lower. When the coating temperature is at least the above lower limit value, the slurry can be easily coated, and when it is at least the above upper limit value, volatilization of the dispersion medium during coating can be suppressed.

塗工工程においては、セルロース含有膜の仕上がり坪量が10g/m以上100g/m以下、好ましくは20g/m以上60g/m以下になるようにスラリーを塗工することが好ましい。坪量が上記範囲内となるように塗工することで、強度に優れたセルロース含有膜が得られる。 In the coating step, it is preferable to coat the slurry so that the finished basis weight of the cellulose-containing film is 10 g / m 2 or more and 100 g / m 2 or less, preferably 20 g / m 2 or more and 60 g / m 2 or less. By coating so that the basis weight is within the above range, a cellulose-containing film having excellent strength can be obtained.

塗工工程は、基材上に塗工したスラリーを乾燥させる工程を含むことが好ましい。乾燥方法としては、特に限定されないが、非接触の乾燥方法でも、セルロース含有膜を拘束しながら乾燥する方法の何れでもよく、これらを組み合わせてもよい。 The coating step preferably includes a step of drying the slurry coated on the substrate. The drying method is not particularly limited, but may be a non-contact drying method or a method of drying while restraining the cellulose-containing membrane, and these may be combined.

非接触の乾燥方法としては、特に限定されないが、熱風、赤外線、遠赤外線または近赤外線により加熱して乾燥する方法(加熱乾燥法)、真空にして乾燥する方法(真空乾燥法)を適用することができる。加熱乾燥法と真空乾燥法を組み合わせてもよいが、通常は、加熱乾燥法が適用される。赤外線、遠赤外線または近赤外線による乾燥は、赤外線装置、遠赤外線装置または近赤外線装置を用いて行うことができるが、特に限定されない。加熱乾燥法における加熱温度は特に限定されないが、20℃以上150℃以下とすることが好ましく、25℃以上105℃以下とすることがより好ましい。加熱温度を上記下限値以上とすれば、分散媒を速やかに揮発させることができ、上記上限値以下であれば、加熱に要するコストの抑制及び微細繊維状セルロースが熱によって変色することを抑制できる。 The non-contact drying method is not particularly limited, but a method of heating and drying with hot air, infrared rays, far infrared rays or near infrared rays (heat drying method) and a method of vacuum drying (vacuum drying method) are applied. Can be done. The heat drying method and the vacuum drying method may be combined, but the heat drying method is usually applied. Drying with infrared rays, far infrared rays or near infrared rays can be performed using an infrared device, a far infrared device or a near infrared device, but is not particularly limited. The heating temperature in the heat drying method is not particularly limited, but is preferably 20 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, and more preferably 25 ° C. or higher and 105 ° C. or lower. When the heating temperature is at least the above lower limit value, the dispersion medium can be rapidly volatilized, and when it is at least the above upper limit value, the cost required for heating can be suppressed and the discoloration of fine fibrous cellulose due to heat can be suppressed. ..

<抄紙工程>
セルロース含有膜の製造工程は、スラリーを抄紙する工程を含んでもよい。抄紙工程で抄紙機としては、長網式、円網式、傾斜式等の連続抄紙機、これらを組み合わせた多層抄き合わせ抄紙機等が挙げられる。抄紙工程では、手抄き等公知の抄紙を行ってもよい。
<Papermaking process>
The step of producing the cellulose-containing film may include a step of making a slurry. Examples of the paper machine in the paper making process include continuous paper machines such as a long net type, a circular net type, and an inclined type, and a multi-layer paper making machine combining these. In the papermaking process, known papermaking such as hand-making may be performed.

抄紙工程では、スラリーをワイヤー上で濾過、脱水して湿紙状態のセルロース含有膜を得た後、プレス、乾燥することでセルロース含有膜を得る。スラリーを濾過、脱水する場合、濾過時の濾布としては特に限定されないが、微細繊維状セルロースや防腐剤は通過せず、かつ濾過速度が遅くなりすぎないことが重要である。このような濾布としては特に限定されないが、有機ポリマーからなるシート、織物、多孔膜が好ましい。有機ポリマーとしては特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のような非セルロース系の有機ポリマーが好ましい。具体的には孔径0.1μm以上20μm以下、例えば1μmのポリテトラフルオロエチレンの多孔膜、孔径0.1μm以上20μm以下、例えば1μmのポリエチレンテレフタレートやポリエチレンの織物等が挙げられるが、特に限定されない。 In the papermaking process, the slurry is filtered on a wire and dehydrated to obtain a cellulose-containing film in a wet paper state, and then pressed and dried to obtain a cellulose-containing film. When the slurry is filtered and dehydrated, the filter cloth for filtration is not particularly limited, but it is important that fine fibrous cellulose and preservatives do not pass through and the filtration rate does not become too slow. Such a filter cloth is not particularly limited, but a sheet made of an organic polymer, a woven fabric, or a porous membrane is preferable. The organic polymer is not particularly limited, but non-cellulosic organic polymers such as polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, and polytetrafluoroethylene (PTFE) are preferable. Specific examples thereof include a porous membrane of polytetrafluoroethylene having a pore size of 0.1 μm or more and 20 μm or less, for example, 1 μm, polyethylene terephthalate having a pore size of 0.1 μm or more and 20 μm or less, for example, 1 μm, or a polyethylene woven fabric, but the present invention is not particularly limited.

スラリーからセルロース含有膜を製造する方法としては、特に限定されないが、例えばWO2011/013567に記載の製造装置を用いる方法等が挙げられる。この製造装置は、微細繊維状セルロースを含むスラリーを無端ベルトの上面に吐出し、吐出されたスラリーから分散媒を搾水してウェブを生成する搾水セクションと、ウェブを乾燥させて繊維シートを生成する乾燥セクションとを備えている。搾水セクションから乾燥セクションにかけて無端ベルトが配設され、搾水セクションで生成されたウェブが無端ベルトに載置されたまま乾燥セクションに搬送される。 The method for producing the cellulose-containing film from the slurry is not particularly limited, and examples thereof include a method using the production apparatus described in WO2011 / 013567. This manufacturing equipment discharges a slurry containing fine fibrous cellulose onto the upper surface of an endless belt, and squeezes a dispersion medium from the discharged slurry to generate a web, and a water-squeezed section that dries the web to produce a fiber sheet. It has a drying section to produce. An endless belt is arranged from the watering section to the drying section, and the web generated in the watering section is conveyed to the drying section while being placed on the endless belt.

採用できる脱水方法としては特に限定されないが、紙の製造で通常に使用している脱水方法が挙げられ、長網、円網、傾斜ワイヤーなどで脱水した後、ロールプレスで脱水する方法が好ましい。また、乾燥方法としては特に限定されないが、紙の製造で用いられている方法が挙げられ、例えば、シリンダードライヤー、ヤンキードライヤー、熱風乾燥、近赤外線ヒーター、赤外線ヒーターなどの方法が好ましい。 The dehydration method that can be adopted is not particularly limited, and examples thereof include a dehydration method that is usually used in paper production, and a method of dehydrating with a long net, a circular net, an inclined wire, or the like and then dehydrating with a roll press is preferable. The drying method is not particularly limited, and examples thereof include methods used in the production of paper. For example, a cylinder dryer, a Yankee dryer, hot air drying, a near infrared heater, an infrared heater and the like are preferable.

(積層体)
上述した工程で得られたセルロース含有膜に、さらに他の層を積層して積層体を形成してもよい。このような他の層は、セルロース含有膜の両表面上に設けられていてもよいが、セルロース含有膜の一方の面上にのみ設けられていてもよい。セルロース含有膜の少なくとも一方の面上に積層される他の層としては、例えば、樹脂層や無機層を挙げることができる。
(Laminated body)
Another layer may be further laminated on the cellulose-containing film obtained in the above-mentioned step to form a laminate. Such other layers may be provided on both surfaces of the cellulose-containing film, but may be provided only on one surface of the cellulose-containing film. Examples of the other layer laminated on at least one surface of the cellulose-containing film include a resin layer and an inorganic layer.

積層体の具体例としては、例えば、
セルロース含有膜の少なくとも一方の面上に樹脂層が直接積層された積層体;
セルロース含有膜の少なくとも一方の面上に無機層が直接積層された積層体;
樹脂層、セルロース含有膜、無機層がこの順で積層された積層体;
セルロース含有膜、樹脂層、無機層がこの順で積層された積層体;及び
セルロース含有膜、無機層、樹脂層がこの順で積層された積層体:
を挙げることができる。
積層体の層構成は上記に限定されるものではなく、用途に応じて種々の態様とすることができる。
As a specific example of the laminated body, for example,
A laminate in which a resin layer is directly laminated on at least one surface of a cellulose-containing film;
A laminate in which an inorganic layer is directly laminated on at least one surface of a cellulose-containing film;
A laminate in which a resin layer, a cellulose-containing film, and an inorganic layer are laminated in this order;
A laminate in which a cellulose-containing film, a resin layer, and an inorganic layer are laminated in this order; and a laminate in which a cellulose-containing film, an inorganic layer, and a resin layer are laminated in this order:
Can be mentioned.
The layer structure of the laminated body is not limited to the above, and various modes can be used depending on the application.

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

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

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

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

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

セルロース含有膜と樹脂層の間には、接着層が設けられていてもよく、また接着層が設けられておらず、セルロース含有膜と樹脂層が直接密着をしていてもよい。セルロース含有膜と樹脂層の間に接着層が設けられる場合は、接着層を構成する接着剤として、例えば、アクリル系樹脂を挙げることができる。また、アクリル系樹脂以外の接着剤としては、例えば、塩化ビニル樹脂、(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン/アクリル酸エステル共重合体樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル/(メタ)アクリル酸エステル共重合体樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン/酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体樹脂や、SBR、NBR等のゴム系エマルジョンなどが挙げられる。 An adhesive layer may be provided between the cellulose-containing film and the resin layer, or the adhesive layer may not be provided and the cellulose-containing film and the resin layer may be in direct contact with each other. When an adhesive layer is provided between the cellulose-containing film and the resin layer, examples of the adhesive constituting the adhesive layer include acrylic resins. Examples of the adhesive other than the acrylic resin include vinyl chloride resin, (meth) acrylic acid ester resin, styrene / acrylic acid ester copolymer resin, vinyl acetate resin, and vinyl acetate / (meth) acrylic acid ester. Examples include polymer resins, urethane resins, silicone resins, epoxy resins, ethylene / vinyl acetate copolymer resins, polyester resins, polyvinyl alcohol resins, ethylene vinyl alcohol copolymer resins, and rubber emulsions such as SBR and NBR. Be done.

セルロース含有膜と樹脂層の間に接着層が設けられていない場合は、樹脂層が密着助剤を有してもよく、また、樹脂層の表面に親水化処理等の表面処理を行ってもよい。
密着助剤としては、例えば、イソシアネート基、カルボジイミド基、エポキシ基、オキサゾリン基、アミノ基及びシラノール基から選択される少なくとも1種を含む化合物や、有機ケイ素化合物が挙げられる。中でも、密着助剤はイソシアネート基を含む化合物(イソシアネート化合物)及び有機ケイ素化合物から選択される少なくとも1種であることが好ましい。有機ケイ素化合物としては、例えば、シランカップリング剤縮合物や、シランカップリング剤を挙げることができる。
なお、親水化処理以外の表面処理の方法としては、コロナ処理、プラズマ放電処理、UV照射処理、電子線照射処理、火炎処理等を挙げることができる。
When the adhesive layer is not provided between the cellulose-containing membrane and the resin layer, the resin layer may have an adhesion aid, or the surface of the resin layer may be surface-treated such as a hydrophilization treatment. good.
Examples of the adhesion aid include a compound containing at least one selected from an isocyanate group, a carbodiimide group, an epoxy group, an oxazoline group, an amino group and a silanol group, and an organic silicon compound. Among them, the adhesion aid is preferably at least one selected from a compound containing an isocyanate group (isocyanate compound) and an organosilicon compound. Examples of the organosilicon compound include a silane coupling agent condensate and a silane coupling agent.
Examples of the surface treatment method other than the hydrophilization treatment include corona treatment, plasma discharge treatment, UV irradiation treatment, electron beam irradiation treatment, flame treatment and the like.

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

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

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

(用途)
本発明のセルロース含有組成物は、例えば、塗料、樹脂、エマルジョン、水硬性材料(セメント)、又はゴムと混合し補強材として用いることができる。本発明のセルロース含有組成物のスラリーを用いて製膜して、セルロース含有膜を作製してもよい。本発明のセルロース含有組成物は、増粘剤として各種用途に使用することもできる。
(Use)
The cellulose-containing composition of the present invention can be mixed with, for example, a paint, a resin, an emulsion, a hydraulic material (cement), or rubber and used as a reinforcing material. A cellulose-containing film may be produced by forming a film using the slurry of the cellulose-containing composition of the present invention. The cellulose-containing composition of the present invention can also be used for various purposes as a thickener.

セルロース含有膜は、各種のディスプレイ装置、各種の太陽電池、等の光透過性基板の用途に適している。また、電子機器の基板、家電の部材、各種の乗り物や建物の窓材、内装材、外装材、包装用資材等の用途にも適している。さらに、糸、フィルタ、織物、緩衝材、スポンジ、研磨材などの他、セルロース含有膜そのものを補強材として使う用途にも適している。 Cellulose-containing films are suitable for use in light-transmitting substrates such as various display devices, various solar cells, and the like. It is also suitable for applications such as substrates for electronic devices, materials for home appliances, window materials for various vehicles and buildings, interior materials, exterior materials, and packaging materials. Further, in addition to threads, filters, woven fabrics, cushioning materials, sponges, abrasives, etc., it is also suitable for applications in which the cellulose-containing film itself is used as a reinforcing material.

以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。 The features of the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. The materials, amounts used, ratios, treatment contents, treatment procedures, etc. shown in the following examples can be appropriately changed as long as they do not deviate from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limited by the specific examples shown below.

[実施例1]
<リン酸基導入繊維状セルロースの作製>
原料パルプとして、王子製紙製の針葉樹クラフトパルプ(固形分93質量%、坪量208g/m2シート状、離解してJIS P 8121に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)が700ml)を使用した。
この原料パルプに対してリン酸化処理を次のようにして行った。
まず、上記原料パルプ100質量部(絶乾質量)に、リン酸二水素アンモニウムと尿素の混合水溶液を添加して、リン酸二水素アンモニウム45質量部、尿素120質量部、水150質量部となるように調整し、薬液含浸パルプを得た。次いで、得られた薬液含浸パルプを165℃の熱風乾燥機で200秒加熱し、パルプ中のセルロースにリン酸基を導入し、リン酸化パルプを得た。
[Example 1]
<Preparation of phosphoric acid group-introduced fibrous cellulose>
As the raw material pulp, softwood kraft pulp made by Oji Paper (solid content 93% by mass, basis weight 208 g / m2 sheet, disintegrated and measured according to JIS P 8121 has a Canadian standard drainage degree (CSF) of 700 ml). used.
The raw material pulp was phosphorylated as follows.
First, a mixed aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate and urea is added to 100 parts by mass (absolute dry mass) of the raw material pulp to obtain 45 parts by mass of ammonium dihydrogen phosphate, 120 parts by mass of urea, and 150 parts by mass of water. To obtain a chemical-impregnated pulp. Next, the obtained chemical-impregnated pulp was heated in a hot air dryer at 165 ° C. for 200 seconds to introduce a phosphoric acid group into the cellulose in the pulp to obtain a phosphorylated pulp.

次いで、得られたリン酸化パルプに対して洗浄処理を行った。
洗浄処理は、リン酸化パルプ100g(絶乾質量)に対して10Lのイオン交換水を注いで得たパルプ分散液を、パルプが均一に分散するよう撹拌した後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。
Then, the obtained phosphorylated pulp was washed.
The washing treatment is carried out by repeating the operation of pouring 10 L of ion-exchanged water into 100 g (absolute dry mass) of phosphorylated pulp, stirring the pulp dispersion liquid so that the pulp is uniformly dispersed, and then filtering and dehydrating the pulp. went. When the electrical conductivity of the filtrate became 100 μS / cm or less, the washing end point was set.

次いで、洗浄後のリン酸化パルプに対してアルカリ処理を次のようにして行った。
まず、洗浄後のリン酸化パルプを10Lのイオン交換水で希釈した後、撹拌しながら1Nの水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ添加することにより、pHが12以上13以下のリン酸化パルプスラリーを得た。次いで、当該リン酸化パルプスラリーを脱水して、アルカリ処理が施されたリン酸化パルプを得た。
次いで、アルカリ処理後のリン酸化パルプに対して、上記洗浄処理を行った。
Next, the phosphorylated pulp after washing was subjected to alkali treatment as follows.
First, the washed phosphorylated pulp was diluted with 10 L of ion-exchanged water, and then a 1N aqueous sodium hydroxide solution was added little by little with stirring to obtain a phosphorylated pulp slurry having a pH of 12 or more and 13 or less. .. Then, the phosphorylated pulp slurry was dehydrated to obtain an alkali-treated phosphorylated pulp.
Next, the phosphorylated pulp after the alkali treatment was subjected to the above cleaning treatment.

これにより得られたリン酸化パルプに対しFT−IRを用いて赤外線吸収スペクトルの測定を行った。その結果、1230cm−1付近にリン酸基に基づく吸収が観察され、パルプにリン酸基が付加されていることが確認された。また、後述する測定方法で測定されるリン酸基量(強酸性基量)は、1.45mmol/gだった。 The infrared absorption spectrum of the phosphorylated pulp thus obtained was measured using FT-IR. As a result, absorption based on the phosphate group was observed around 1230 cm-1, and it was confirmed that the phosphate group was added to the pulp. The amount of phosphoric acid group (strong acid group amount) measured by the measuring method described later was 1.45 mmol / g.

また、得られたリン酸化パルプを供試して、X線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。 Further, when the obtained phosphorylated pulp was tested and analyzed by an X-ray diffractometer, it was found at two positions, 2θ = 14 ° or more and 17 ° or less and 2θ = 22 ° or more and 23 ° or less. A typical peak was confirmed, and it was confirmed that it had cellulose type I crystals.

<解繊処理>
得られたリン酸化パルプにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。
このスラリーを、湿式微粒化装置(スギノマシン社製、スターバースト)で200MPaの圧力にて4回処理し、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液Aを得た。
X線回折により、この微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。
また、微細繊維状セルロースの繊維幅を透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3〜5nmであった。
<Fiber processing>
Ion-exchanged water was added to the obtained phosphorylated pulp to prepare a slurry having a solid content concentration of 2% by mass.
This slurry was treated four times at a pressure of 200 MPa with a wet atomizing device (Starburst, manufactured by Sugino Machine Limited) to obtain a fine fibrous cellulose dispersion A containing fine fibrous cellulose.
By X-ray diffraction, it was confirmed that this fine fibrous cellulose maintained the cellulose type I crystal.
Moreover, when the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope, it was 3 to 5 nm.

<リン酸基量の測定>
微細繊維状セルロースのリン酸基量は、対象となる微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液をイオン交換水で含有量が0.2質量%となるように希釈して作成した繊維状セルロース含有スラリーに対し、イオン交換樹脂による処理を行った後、アルカリを用いた滴定を行うことにより測定した。
イオン交換樹脂による処理は、上記繊維状セルロース含有スラリーに体積で1/10の強酸性イオン交換樹脂(アンバージェット1024;オルガノ株式会社、コンディショング済)を加え、1時間振とう処理を行った後、目開き90μmのメッシュ上に注いで樹脂とスラリーを分離することにより行った。
また、アルカリを用いた滴定は、イオン交換樹脂による処理後の繊維状セルロース含有スラリーに、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を、30秒に1回、50μLずつ加えながら、スラリーが示す電気伝導度の値の変化を計測することにより行った。リン酸基量(mmol/g)は、計測結果のうち図1に示す第1領域に相当する領域において必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して算出した。
<Measurement of phosphate group amount>
The amount of phosphoric acid group of the fine fibrous cellulose is a fibrous form prepared by diluting a fine fibrous cellulose dispersion containing the target fine fibrous cellulose with ion exchange water so that the content is 0.2% by mass. The measurement was performed by treating the cellulose-containing slurry with an ion exchange resin and then performing titration with an alkali.
In the treatment with the ion exchange resin, a strongly acidic ion exchange resin (Amberjet 1024; Organo Corporation, which has been conditioned) with a volume of 1/10 is added to the above fibrous cellulose-containing slurry, and the mixture is shaken for 1 hour. , The resin and the slurry were separated by pouring on a mesh having a mesh size of 90 μm.
For titration using alkali, a 0.1 N sodium hydroxide aqueous solution is added to the fibrous cellulose-containing slurry treated with an ion exchange resin once every 30 seconds by 50 μL, and the electrical conductivity exhibited by the slurry. This was done by measuring the change in the value of. For the amount of phosphoric acid group (mmol / g), the amount of alkali (mmol) required in the region corresponding to the first region shown in FIG. 1 of the measurement results is divided by the solid content (g) in the slurry to be titrated. Was calculated.

<繊維幅の測定>
微細繊維状セルロースの繊維幅を下記の方法で測定した。
湿式微粒化装置にて処理をして得られた上記微細繊維状セルロース分散液の上澄み液を、微細繊維状セルロースの濃度が0.01質量%以上0.1質量%以下となるように水で希釈し、親水化処理したカーボングリッド膜に滴下した。これを乾燥した後、酢酸ウラニルで染色し、透過型電子顕微鏡(日本電子社製、JEOL−2000EX)により観察した。
<Measurement of fiber width>
The fiber width of the fine fibrous cellulose was measured by the following method.
The supernatant of the fine fibrous cellulose dispersion obtained by treatment with a wet atomizing device is mixed with water so that the concentration of the fine fibrous cellulose is 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less. It was added dropwise to the diluted and hydrophilized carbon grid film. This was dried, stained with uranyl acetate, and observed with a transmission electron microscope (JEOL-2000EX, manufactured by JEOL Ltd.).

<酵素処理>
微細繊維状セルロース分散液Aに、微細繊維状セルロース1質量部に対して、酵素含有液(AB Enzymes社製、 ECOPULP R、酵素含有量は約5質量%)を3.0×10−6質量部添加し、18,500回転で2分間撹拌した。これを回収し、評価用スラリーを得た。
<Enzyme treatment>
In the fine fibrous cellulose dispersion A, 3.0 × 10-6 mass of an enzyme-containing liquid (manufactured by AB Enzymes, ECOPULP R, enzyme content is about 5% by mass) with respect to 1 part by mass of the fine fibrous cellulose. Partially added, and the mixture was stirred at 18,500 rpm for 2 minutes. This was recovered to obtain a slurry for evaluation.

[実施例2]
実施例1の<酵素処理>において、微細繊維状セルロース1質量部数に対して、酵素含有液を1.0×10−2質量部添加した。その他の手順は実施例1と同様にし、評価用スラリーを得た。
[Example 2]
In <enzyme treatment> of Example 1, 1.0 × 10-2 parts by mass of an enzyme-containing liquid was added to 1 part by mass of fine fibrous cellulose. Other procedures were the same as in Example 1 to obtain an evaluation slurry.

[実施例3]
実施例1の<酵素処理>において、微細繊維状セルロース1質量部数に対して、酵素含有液を1.0×10−5質量部添加した。その他の手順は実施例1と同様にし、評価用スラリーを得た。
[Example 3]
In <enzyme treatment> of Example 1, 1.0 × 10-5 parts by mass of an enzyme-containing liquid was added to 1 part by mass of fine fibrous cellulose. Other procedures were the same as in Example 1 to obtain an evaluation slurry.

[実施例4]
実施例1の<酵素処理>において、微細繊維状セルロース1質量部数に対して、酵素含有液を4.76×10−5質量部添加した。その他の手順は実施例1と同様にし、評価用スラリーを得た。
[Example 4]
In <enzyme treatment> of Example 1, 4.76 × 10-5 parts by mass of an enzyme-containing liquid was added to 1 part by mass of fine fibrous cellulose. Other procedures were the same as in Example 1 to obtain an evaluation slurry.

[実施例5]
実施例4において、微細繊維状セルロース分散液Aの代わりに、後述の微細繊維状セルロース分散液Bを使用した。その他の手順は実施例4と同様にし、評価用スラリーを得た。なお、微細繊維状セルロース分散液Bは以下の方法で製造した。
[Example 5]
In Example 4, instead of the fine fibrous cellulose dispersion A, the fine fibrous cellulose dispersion B described later was used. Other procedures were the same as in Example 4 to obtain an evaluation slurry. The fine fibrous cellulose dispersion B was produced by the following method.

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

<TEMPO酸化パルプの洗浄>
次いで、得られたTEMPO酸化パルプに対して洗浄処理を行った。
洗浄処理は、TEMPO酸化後のパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、5000質量部のイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。
この脱水シートに対して、残存するアルデヒド基の追酸化処理を次のようにして行った。
<Cleaning of TEMPO oxidized pulp>
Next, the obtained TEMPO oxide pulp was washed.
The washing treatment is carried out by dehydrating the pulp slurry after TEMPO oxidation to obtain a dehydrated sheet, pouring 5000 parts by mass of ion-exchanged water, stirring and uniformly dispersing, and then repeating the operation of filtration and dehydration. rice field. When the electrical conductivity of the filtrate became 100 μS / cm or less, the washing end point was set.
The dehydrated sheet was subjected to additional oxidation treatment of the remaining aldehyde groups as follows.

乾燥質量100質量部相当の上記脱水シートを、0.1mol/L酢酸緩衝液(pH4.8)10000質量部に分散させた。次いで80%亜塩素酸ナトリウム113質量部を加え、直ちに密閉した後、マグネチックスターラーを用いて500rpmで撹拌しながら室温で48時間反応させ、パルプスラリーを得た。 The dehydrated sheet corresponding to 100 parts by mass of dry mass was dispersed in 10000 parts by mass of 0.1 mol / L acetate buffer (pH 4.8). Next, 113 parts by mass of 80% sodium chlorite was added, and the mixture was immediately sealed, and then reacted at room temperature for 48 hours with stirring at 500 rpm using a magnetic stirrer to obtain a pulp slurry.

次いで、得られた追酸化済みTEMPO酸化パルプに対して洗浄処理を行った。
洗浄処理は、追酸化後のパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、5000質量部のイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。これにより得られたTEMPO酸化パルプについて、後述する測定方法で測定されるカルボキシル基量は、1.30mmol/gであった。
また、得られたTEMPO酸化パルプを供試して、X線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。
Next, the obtained top-oxidized TEMPO oxide pulp was washed.
The washing treatment is carried out by dehydrating the pulp slurry after the additional oxidation to obtain a dehydrated sheet, pouring 5000 parts by mass of ion-exchanged water, stirring and uniformly dispersing the pulp slurry, and then repeating the operation of filtering and dehydrating. rice field. When the electrical conductivity of the filtrate became 100 μS / cm or less, the washing end point was set. With respect to the TEMPO oxidized pulp thus obtained, the amount of carboxyl groups measured by the measuring method described later was 1.30 mmol / g.
Further, when the obtained TEMPO oxide pulp was tested and analyzed by an X-ray diffractometer, it was found at two positions, 2θ = 14 ° or more and 17 ° or less and 2θ = 22 ° or more and 23 ° or less. A typical peak was confirmed, and it was confirmed that it had cellulose type I crystals.

<解繊処理>
得られた脱水シートにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、湿式微粒化装置(スギノマシン社製、スターバースト)で200MPaの圧力にて4回処理し、微細繊維状セルロース分散液Bを得た。
<Fiber processing>
Ion-exchanged water was added to the obtained dehydrated sheet to prepare a slurry having a solid content concentration of 2% by mass. This slurry was treated four times at a pressure of 200 MPa with a wet atomizing apparatus (manufactured by Sugino Machine Limited, Starburst) to obtain a fine fibrous cellulose dispersion B.

<カルボキシル基量の測定>
微細繊維状セルロースのカルボキシル基量は、対象となる微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース含有スラリーにイオン交換水を添加して、含有量を0.2質量%とし、イオン交換樹脂による処理を行った後、アルカリを用いた滴定を行うことにより測定した。
イオン交換樹脂による処理は、0.2質量%の微細繊維状セルロース含有スラリーに体積で1/10の強酸性イオン交換樹脂(アンバージェット1024;オルガノ株式会社製、コンディショング済)を加え、1時間振とう処理を行った後、目開き90μmのメッシュ上に注いで樹脂とスラリーを分離することにより行った。
また、アルカリを用いた滴定は、イオン交換樹脂による処理後の微細繊維状セルロース含有スラリーに、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えながら、スラリーが示す電気伝導度の値の変化を計測することにより行った。カルボキシル基量(mmol/g)は、計測結果のうち図2に示す第1領域に相当する領域において必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して算出した。
<Measurement of carboxyl group amount>
The amount of carboxyl group of the fine fibrous cellulose is adjusted to 0.2% by mass by adding ion-exchanged water to the fine fibrous cellulose-containing slurry containing the target fine fibrous cellulose, and treated with an ion-exchange resin. After that, it was measured by performing a titration using an alkali.
The treatment with an ion exchange resin is carried out by adding a 1/10 volume of strongly acidic ion exchange resin (Amberjet 1024; manufactured by Organo Corporation, conditioned) to a slurry containing 0.2% by mass of fine fibrous cellulose for 1 hour. After the shaking treatment, the resin and the slurry were separated by pouring onto a mesh having a mesh size of 90 μm.
For titration using alkali, change in the value of electrical conductivity indicated by the slurry is measured while adding a 0.1 N sodium hydroxide aqueous solution to the fine fibrous cellulose-containing slurry after treatment with an ion exchange resin. Was done by. For the amount of carboxyl groups (mmol / g), the amount of alkali (mmol) required in the region corresponding to the first region shown in FIG. 2 of the measurement results is divided by the solid content (g) in the slurry to be titrated. Calculated.

[比較例1]
実施例1において、<酵素処理>を行わなかった。上記以外は実施例1と同様にし、評価用スラリーを得た。
[Comparative Example 1]
In Example 1, <enzyme treatment> was not performed. A slurry for evaluation was obtained in the same manner as in Example 1 except for the above.

[比較例2]
<酵素処理>
実施例1の、<リン酸基導入繊維状セルロースの作製>で得たアルカリ処理、洗浄処理後のリン酸化パルプをイオン交換水で2%に希釈した後、酵素含有液の添加を行った。酵素含有液の添加量は、固形分量1質量部数に対して、酵素含有液を4.76×10−5質量部数添加とした。次いで、このリン酸化パルプを25℃の環境下に24時間静置した後、脱水して脱水シートを得た後、5000質量部のイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた後、濾過脱水した。その後、再度5000質量部のイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた後、濾過脱水した。
[Comparative Example 2]
<Enzyme treatment>
The phosphorylated pulp obtained in <Preparation of Phosphate Group-Introduced Fibrous Cellulose> in Example 1 after the alkali treatment and washing treatment was diluted to 2% with ion-exchanged water, and then an enzyme-containing liquid was added. The amount of the enzyme-containing liquid added was 4.76 × 10-5 parts by mass with respect to 1 part by mass of the solid content. Next, the phosphorylated pulp was allowed to stand in an environment of 25 ° C. for 24 hours, dehydrated to obtain a dehydrated sheet, and then 5000 parts by mass of ion-exchanged water was poured, stirred and uniformly dispersed. It was filtered and dehydrated. Then, 5000 parts by mass of ion-exchanged water was poured again, and the mixture was stirred and uniformly dispersed, and then filtered and dehydrated.

上記濾過脱水後のリン酸化パルプについて、上述の方法で測定したリン酸基量(強酸性基量)は、1.45mmol/gであった。また、X線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。 Regarding the phosphorylated pulp after the filtration dehydration, the amount of phosphoric acid groups (strong acid group amount) measured by the above method was 1.45 mmol / g. Further, when the analysis was performed by an X-ray diffractometer, typical peaks were confirmed at two positions, 2θ = 14 ° or more and 17 ° or less and 2θ = 22 ° or more and 23 ° or less, and cellulose type I. It was confirmed that it had crystals.

<解繊処理>
得られたリン酸化パルプにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。
このスラリーを、湿式微粒化装置(スギノマシン社製、スターバースト)で200MPaの圧力にて4回処理し、微細繊維状セルロースを含む評価用スラリーを得た。
X線回折により、この微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。
また、微細繊維状セルロースの繊維幅を上述の透過型電子顕微鏡を用いた方法で測定したところ、3〜5nmであった。
<Fiber processing>
Ion-exchanged water was added to the obtained phosphorylated pulp to prepare a slurry having a solid content concentration of 2% by mass.
This slurry was treated four times at a pressure of 200 MPa with a wet atomizer (Starburst, manufactured by Sugino Machine Limited) to obtain an evaluation slurry containing fine fibrous cellulose.
By X-ray diffraction, it was confirmed that this fine fibrous cellulose maintained the cellulose type I crystal.
Further, the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured by the method using the above-mentioned transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm.

[比較例3]
実施例5において、<TEMPO酸化>を経て得たアルカリ処理、洗浄処理後のTEMPO酸化パルプをイオン交換水で2%に希釈した後、酵素含有液の添加を行った。酵素含有液の添加量は、固形分量1質量部数に対して、酵素含有液を4.76×10−5質量部数添加数とした。次いで、このTEMPO酸化パルプを25℃の環境下に24時間静置した後、脱水して脱水シートを得た後、5000質量部のイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた後、濾過脱水した。その後、再度5000質量部のイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた後、濾過脱水した。
[Comparative Example 3]
In Example 5, the alkali-treated and washed-treated TEMPO-oxidized pulp obtained through <TEMPO oxidation> was diluted to 2% with ion-exchanged water, and then the enzyme-containing liquid was added. The amount of the enzyme-containing liquid added was 4.76 × 10-5 parts by mass with respect to 1 part by mass of the solid content. Next, the TEMPO oxidized pulp was allowed to stand in an environment of 25 ° C. for 24 hours, dehydrated to obtain a dehydrated sheet, and then 5000 parts by mass of ion-exchanged water was poured, stirred and uniformly dispersed. It was filtered and dehydrated. Then, 5000 parts by mass of ion-exchanged water was poured again, and the mixture was stirred and uniformly dispersed, and then filtered and dehydrated.

上記濾過脱水後のTEMPO酸化パルプについて、上述の方法で測定したカルボキシル基量(強酸性基量)は、1.30mmol/gであった。またX線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。 The amount of carboxyl groups (strong acid group amount) measured by the above method for the TEMPO oxidized pulp after the filtration dehydration was 1.30 mmol / g. Further, when the analysis was performed by an X-ray diffractometer, typical peaks were confirmed at two positions, 2θ = 14 ° or more and 17 ° or less and 2θ = 22 ° or more and 23 ° or less, and cellulose type I crystals. It was confirmed that it had.

<解繊処理>
得られた脱水シートにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、湿式微粒化装置(スギノマシン社製、スターバースト)で200MPaの圧力にて4回処理し、微細繊維状セルロースを含む評価用スラリーを得た。X線回折により、この微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、微細繊維状セルロースの繊維幅を上述の透過型電子顕微鏡を用いた方法で測定したところ、3〜5nmであった。
<Fiber processing>
Ion-exchanged water was added to the obtained dehydrated sheet to prepare a slurry having a solid content concentration of 2% by mass. This slurry was treated four times at a pressure of 200 MPa with a wet atomizer (Starburst, manufactured by Sugino Machine Limited) to obtain an evaluation slurry containing fine fibrous cellulose. By X-ray diffraction, it was confirmed that this fine fibrous cellulose maintained the cellulose type I crystal. Further, the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured by the method using the above-mentioned transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm.

[比較例4]
比較例3において、酵素含有液の添加量を、固形分量1質量部数に対して、1.0×10−1質量部数とした。上記以外は比較例3と同様にし、評価用スラリーを得た。
[Comparative Example 4]
In Comparative Example 3, the amount of the enzyme-containing liquid added was 1.0 × 10 -1 part by mass with respect to 1 part by mass of the solid content. A slurry for evaluation was obtained in the same manner as in Comparative Example 3 except for the above.

[比較例5]
実施例1において、微細繊維状セルロース1質量部に対して、酵素含有液1質量部数添加した。上記以外は実施例1と同様にし、評価用スラリーを得た。
[Comparative Example 5]
In Example 1, 1 part by mass of the enzyme-containing liquid was added to 1 part by mass of the fine fibrous cellulose. A slurry for evaluation was obtained in the same manner as in Example 1 except for the above.

<測定>
実施例1〜5及び比較例1〜5で得られた評価用スラリーを用いて、以下の方法に従って測定を行った。
<Measurement>
The evaluation slurries obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 were used for measurement according to the following method.

[粘度]
評価用スラリーの製造から24時間後にイオン交換水を注ぎ、固形分濃度が0.4質量%となるよう調製した。その後、25℃の環境下にて24時間静置し、B型粘度計(No.3ローター)(BLOOKFIELD社製、アナログ粘度計T−LVT)を用い
て25℃にて回転数3rpmで3分間回転させて粘度を測定した。
[viscosity]
Twenty-four hours after the production of the evaluation slurry, ion-exchanged water was poured to prepare the solid content concentration to 0.4% by mass. Then, the mixture was allowed to stand in an environment of 25 ° C. for 24 hours, and then using a B-type viscometer (No. 3 rotor) (analog viscometer T-LVT manufactured by BLOOKFIELD) at 25 ° C. at a rotation speed of 3 rpm for 3 minutes. The viscosity was measured by rotating.

[重合度]
微細繊維状セルロースを構成するセルロース分子の平均重合度の評価は下記の論文を参考に行なった。
TAPPI International Standard; ISO/FDIS 5351, 2009.
Smith, D. K.; Bampton, R. F.; Alexander, W. J. Ind. Eng. Chem.,Process Des. Dev. 1963, 2, 57-62.
[Degree of polymerization]
The evaluation of the average degree of polymerization of the cellulose molecules constituting the fine fibrous cellulose was carried out with reference to the following paper.
TAPPI International Standard; ISO / FDIS 5351, 2009.
Smith, DK; Bampton, RF; Alexander, WJ Ind. Eng. Chem., Process Des. Dev. 1963, 2, 57-62.

対象となる微細繊維状セルロースをイオン交換水で含有量が2±0.3質量%となるように希釈した懸濁液30gを、遠沈管に分取して冷凍庫に一晩静置し、凍結させた。さらに凍結乾燥機で5日間以上乾燥させた後、105℃に設定した定温乾燥機で3時間以上4時間以下加熱し、絶乾状態の微細繊維状セルロースを得た。
リファレンスを測定するために、50ml容量の空のスクリュー管に純水15mlと1mol/Lの銅エチレンジアミン15mlを加え、0.5mol/Lの銅エチレンジアミン溶液を調製した。キャノンフェンスケ粘度計に上記の0.5mol/Lの銅エチレンジアミン溶液10mlを入れ、5分間置いた後、25℃における落下時間を測定して溶媒落下時間とした。
30 g of a suspension obtained by diluting the target fine fibrous cellulose with ion-exchanged water so that the content is 2 ± 0.3% by mass is divided into a centrifuge tube, allowed to stand overnight in a freezer, and frozen. I let you. Further, it was dried in a freeze dryer for 5 days or more, and then heated in a constant temperature dryer set at 105 ° C. for 3 hours or more and 4 hours or less to obtain fine fibrous cellulose in an absolutely dry state.
To measure the reference, 15 ml of pure water and 15 ml of 1 mol / L copper ethylenediamine were added to an empty screw tube having a capacity of 50 ml to prepare a 0.5 mol / L copper ethylenediamine solution. 10 ml of the above 0.5 mol / L copper ethylenediamine solution was placed in a Canon Fenceke viscometer, left for 5 minutes, and then the drop time at 25 ° C. was measured to determine the solvent drop time.

次に、微細繊維状セルロースの粘度を測定するため、絶乾状態の微細繊維状セルロース0.14g以上0.16g以下を空の50ml容量のスクリュー管に量り取り、純水15mlを添加した。さらに1mol/Lの銅エチレンジアミン15mlを加え、自転公転式スーパーミキサーで1000rpm10分撹拌し、0.5mol/Lの銅エチレンジアミン溶液とした。リファレンスの測定と同様に、キャノンフェンスケ粘度計に調製した0.5mol/Lの銅エチレンジアミン溶液10mlを入れ、5分間置いた後、25℃における落下時間を測定した。落下時間の測定は三回行い、その平均値を微細繊維状セルロース溶液の落下時間とした。 Next, in order to measure the viscosity of the fine fibrous cellulose, 0.14 g or more and 0.16 g or less of the absolutely dry fine fibrous cellulose was weighed into an empty 50 ml capacity screw tube, and 15 ml of pure water was added. Further, 15 ml of 1 mol / L copper ethylenediamine was added, and the mixture was stirred with a rotating and revolving supermixer at 1000 rpm for 10 minutes to prepare a 0.5 mol / L copper ethylenediamine solution. In the same manner as in the reference measurement, 10 ml of the prepared 0.5 mol / L copper ethylenediamine solution was placed in a Canon Fenceke viscometer, left for 5 minutes, and then the drop time at 25 ° C. was measured. The fall time was measured three times, and the average value was taken as the fall time of the fine fibrous cellulose solution.

測定に用いた絶乾状態の微細繊維状セルロースの質量、溶媒落下時間、及び微細繊維状セルロース溶液の落下時間から下式を用いて重合度を算出した。なお、下記の平均重合度は三回測定した値の平均値である。
測定に用いた絶乾状態の微細繊維状セルロース質量:a(g)(但し、aは0.14以上0.16以下)
溶液のセルロース濃度:c=a/30(g/mL)
溶媒落下時間:t(sec)
微細繊維状セルロース溶液の落下時間:t(sec)
溶液の相対粘度:ηrel=t/t
溶液の比粘度:ηsp=ηrel―1
固有粘度:[η]=ηsp/c(1+0.28ηsp
重合度:DP=[η]/0.57
The degree of polymerization was calculated from the mass of the absolutely dry fine fibrous cellulose used for the measurement, the solvent drop time, and the fall time of the fine fibrous cellulose solution using the following formula. The average degree of polymerization below is the average value of the values measured three times.
Absolutely dry fine fibrous cellulose mass used for measurement: a (g) (where a is 0.14 or more and 0.16 or less)
Cellulose concentration in solution: c = a / 30 (g / mL)
Solvent drop time: t 0 (sec)
Falling time of fine fibrous cellulose solution: t (sec)
Relative viscosity of solution: η rel = t / t 0
Specific viscosity of solution: η sp = η rel- 1
Intrinsic viscosity: [η] = η sp / c (1 + 0.28 η sp )
Degree of polymerization: DP = [η] /0.57

[エンドグルカナーゼ(EG)活性]
評価用スラリーのEG活性は下記のように測定し、定義した。
濃度1%(W/V)のカルボキシルメチルセルロース(CMCNa High viscosity:Cat No.150561,MP Biomedicals,Inc.)の基質溶液(濃度100mM、pH5.0の酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液含有)を調製した。製造直後の評価用スラリーを予め緩衝液(前記同様)で希釈(希釈倍率は下記酵素溶液の吸光度が下記グルコース標準液から得られた検量線に入るようにした)した。90μlの前記基質溶液に前記希釈して得られた評価用スラリー溶液10μlを添加し、37℃、30分間反応させた。
[Endoglucanase (EG) activity]
The EG activity of the evaluation slurry was measured and defined as follows.
A substrate solution (concentration 100 mM, containing a pH 5.0 sodium acetate-sodium acetate buffer) of carboxyl methyl cellulose (CMCNa High Viscosity: Cat No. 150561, MP Biomedicals, Inc.) at a concentration of 1% (W / V) was prepared. Immediately after production, the evaluation slurry was diluted with a buffer solution (similar to the above) in advance (the dilution ratio was such that the absorbance of the enzyme solution below was within the calibration curve obtained from the glucose standard solution below). To 90 μl of the substrate solution, 10 μl of the diluted evaluation slurry solution was added and reacted at 37 ° C. for 30 minutes.

検量線を作成するために、イオン交換水(ブランク)、グルコース標準液(濃度0.5〜5.6mMからすくなくとも濃度が異なる標準液4点)を選択し、それぞれ100μlを用意し、37℃、30分間保温した。
前記反応後の酵素含有評価用スラリー溶液、検量線用ブランク及びグルコース標準液に、それぞれ300μlのDNS発色液(1.6質量%のNaOH、1質量%の3,5−ジニトロサリチル酸、30質量%の酒石酸カリウムナトリウム)を加えて、5分間煮沸し発色させた。発色後直ちに氷冷し、2mlのイオン交換水を加えてよく混合した。30分間静置した後、1時間以内に吸光度を測定した。
To prepare a calibration curve, select ion-exchanged water (blank) and glucose standard solution (4 standard solutions with at least different concentrations from 0.5 to 5.6 mM), prepare 100 μl each, and prepare at 37 ° C. It was kept warm for 30 minutes.
300 μl of DNS color-developing solution (1.6% by mass NaOH, 1% by mass 3,5-dinitrosalicylic acid, 30% by mass, respectively, in the slurry solution for enzyme-containing evaluation after the reaction, the blank for the calibration line, and the glucose standard solution. (Potassium tartrate) was added and boiled for 5 minutes to develop color. Immediately after color development, the mixture was ice-cooled, 2 ml of ion-exchanged water was added, and the mixture was mixed well. After allowing to stand for 30 minutes, the absorbance was measured within 1 hour.

吸光度の測定は96穴マイクロウェルプレート(269620、NUNC社製)に200μlを分注し、マイクロプレートリーダー(infiniteM200、TECAN社製)を用い、540nmの吸光度を測定した。 For the measurement of the absorbance, 200 μl was dispensed into a 96-well microwell plate (269620, manufactured by NUNC), and the absorbance at 540 nm was measured using a microplate reader (infiniteM200, manufactured by TECAN).

ブランクの吸光度を差し引いた各グルコース標準液の吸光度とグルコース濃度を用い検量線を作成した。評価用スラリー溶液中のグルコース相当生成量は評価用スラリー溶液の吸光度からブランクの吸光度を引いてから検量線を用いて算出した(評価用スラリー溶液の吸光度が検量線に入らない場合は前記緩衝液で評価用スラリーを希釈する際の希釈倍率を変えて再測定を行う)。1分間に1μmolのグルコース等量の還元糖を生成する酵素量を1単位と定義し、下記式からEG活性を求めた。
EG活性=緩衝液で希釈して得られた評価用サンプル溶液1mlのグルコース相当生成量(μmol)/30分×希釈倍率 [福井作蔵, “生物化学実験法 (還元糖の定量法)第二版 ”, 学会出版センター、p23〜24 (1990年)参照]
A calibration curve was prepared using the absorbance and glucose concentration of each glucose standard solution minus the absorbance of the blank. The amount of glucose equivalent produced in the evaluation slurry solution was calculated by subtracting the blank absorbance from the absorbance of the evaluation slurry solution and then using a calibration curve (if the absorbance of the evaluation slurry solution does not enter the calibration curve, the buffer solution is described above. Remeasure by changing the dilution ratio when diluting the evaluation slurry in.) The amount of enzyme that produces 1 μmol of reducing sugar equivalent to glucose in 1 minute was defined as 1 unit, and the EG activity was calculated from the following formula.
EG activity = Glucose equivalent production amount (μmol) / 30 minutes x dilution ratio of 1 ml of evaluation sample solution obtained by diluting with buffer solution [Fukui Sakuzo, "Biochemical Experiment Method (Quantitative Method of Reduced Sugar) Second Edition"", Society Publishing Center, pp. 23-24 (1990)]

なお、評価用スラリーを製造してから24時間経過後に同様の測定をした。
全ての実施例において、EG活性は、酵素の添加直後の評価用スラリーと、評価用スラリーを製造してから24時間経過後の評価用スラリーとで変化はなかった。
The same measurement was performed 24 hours after the evaluation slurry was produced.
In all the examples, the EG activity did not change between the evaluation slurry immediately after the addition of the enzyme and the evaluation slurry 24 hours after the evaluation slurry was produced.

[タンパク質の含有量]
評価用スラリーに含まれるタンパク質は、ビュレット法によって求めた。
牛血清アルブミンに対し純水を加え、タンパク質の質量%が5.0%以下となるように調製した。
上記にて調製した牛血清アルブミン溶液に対し、4倍量のビュレット薬を加えてよく混合し、20℃から25℃の環境下で30分放置した。その後、分光光度計を使用し540nmの吸光波長を測定した。測定値をもとに、検量線を引いた。
次に、評価用スラリーを分取し、4倍量のビュレット試薬を加えてよく混合し、20℃から25℃の環境下で30分放置した。その後、分光光度計を使用し540nmの吸光波長を測定した。測定値は検量線へ書き込み、評価用スラリーに含まれるタンパク質量を求めた。
[Protein content]
The protein contained in the evaluation slurry was determined by the burette method.
Pure water was added to bovine serum albumin to prepare the protein so that the mass% of the protein was 5.0% or less.
To the bovine serum albumin solution prepared above, 4 times the amount of the burette drug was added, mixed well, and left to stand in an environment of 20 ° C. to 25 ° C. for 30 minutes. Then, the absorption wavelength of 540 nm was measured using a spectrophotometer. A calibration curve was drawn based on the measured values.
Next, the evaluation slurry was separated, 4 times the amount of the burette reagent was added, mixed well, and left to stand in an environment of 20 ° C. to 25 ° C. for 30 minutes. Then, the absorption wavelength of 540 nm was measured using a spectrophotometer. The measured value was written on the calibration curve to determine the amount of protein contained in the evaluation slurry.

<評価>
実施例1〜5及び比較例1〜5で得られた評価用スラリーを以下の方法に従って評価した。
<Evaluation>
The evaluation slurries obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 were evaluated according to the following methods.

[セルロース含有膜の光学物性]
実施例1〜5及び比較例1〜5で得られた評価用スラリーを使用してセルロース含有膜を形成し、ヘーズを測定した。なお、セルロース含有膜の形成方法は後述する。
JIS K 7136に準拠し、ヘーズメータ(村上色彩技術研究所社製、HM−150)を用いてヘーズを測定した。実施例の評価結果において、ヘーズが1.0%未満であるなら◎、1.5%未満であるなら○、2.0%未満であるなら△、2.0%以上ならば×と表記した。
[Optical characteristics of cellulose-containing film]
The evaluation slurries obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 were used to form a cellulose-containing film, and the haze was measured. The method for forming the cellulose-containing film will be described later.
The haze was measured using a haze meter (HM-150, manufactured by Murakami Color Technology Research Institute) in accordance with JIS K 7136. In the evaluation results of the examples, if the haze is less than 1.0%, it is indicated as ⊚, if it is less than 1.5%, it is indicated as ○, if it is less than 2.0%, it is indicated as Δ, and if it is 2.0% or more, it is indicated as ×. ..

セルロース含有膜の形成方法:
評価用スラリーを、固形分濃度が1.0質量%となるようイオン交換水を添加して濃度調整を行った。
次いで、この微細繊維状セルロース分散液100質量部に対して、水溶性ポリエステル樹脂(互応化学社製、プラスコートZ−221、固形分濃度は20質量%)を100質量部添加し、塗料組成物Aを得た。
次いで、得られる塗膜(上記塗料組成物Aの固形分から構成される)の仕上がり坪量が50g/m2になるように塗工液を計量して、市販のアクリル板に塗工し、50℃、相対湿度15%の恒温恒湿器にて乾燥した。なお、所定の坪量となるようアクリル板上には堰止用の金枠(内寸が180mm×180mmの金枠)を配置した。乾燥後に形成された塗膜をアクリル板から剥離し、微細繊維状セルロースを含む、厚さ37μmの塗膜(セルロース含有膜)を得た。
Method of forming cellulose-containing film:
The concentration of the evaluation slurry was adjusted by adding ion-exchanged water so that the solid content concentration was 1.0% by mass.
Next, 100 parts by mass of a water-soluble polyester resin (manufactured by Reciprocal Chemical Co., Ltd., plus coat Z-221, solid content concentration is 20% by mass) was added to 100 parts by mass of this fine fibrous cellulose dispersion to prepare a coating composition. I got A.
Next, the coating liquid is weighed so that the finished basis weight of the obtained coating film (composed of the solid content of the coating composition A) is 50 g / m2, and the coating film is applied to a commercially available acrylic plate at 50 ° C. , It was dried in a constant temperature and humidity chamber having a relative humidity of 15%. A metal frame for damming (a gold frame having an inner dimension of 180 mm × 180 mm) was placed on the acrylic plate so as to have a predetermined basis weight. The coating film formed after drying was peeled off from the acrylic plate to obtain a coating film (cellulose-containing film) having a thickness of 37 μm containing fine fibrous cellulose.

[セルロース含有膜の機械物性]
上記の[セルロース含有膜の光学物性]にて得られたセルロース含有膜を使用し、引張弾性率を測定した。
試験片の長さを80mm、チャック間距離を50mmとした以外はJIS P 8113に準拠し、引張試験機テンシロン(エー・アンド・デイ社製)を用いて引張弾性率を測定した。なお、引張弾性率を測定する際には、23℃、相対湿度50%で24時間調湿したものを試験片として使用し、23℃、相対湿度50%の条件下で測定を行った。実施例の評価結果において、引張弾性率が4GPa以上であるなら◎、2GPa以上であるなら○、1GPa以上であるなら△、1GPa未満ならば×と表記した。
[Mechanical characteristics of cellulose-containing membrane]
The tensile elastic modulus was measured using the cellulose-containing film obtained in the above [Optical properties of the cellulose-containing film].
The tensile elastic modulus was measured using a tensile tester Tensilon (manufactured by A & D Co., Ltd.) in accordance with JIS P 8113 except that the length of the test piece was 80 mm and the distance between chucks was 50 mm. When measuring the tensile elastic modulus, a test piece prepared at 23 ° C. and 50% relative humidity for 24 hours was used as a test piece, and the measurement was performed under the conditions of 23 ° C. and 50% relative humidity. In the evaluation results of the examples, if the tensile elastic modulus is 4 GPa or more, it is marked as ⊚, if it is 2 GPa or more, it is marked as ◯, if it is 1 GPa or more, it is marked as Δ, and if it is less than 1 GPa, it is marked as ×.

[セルロース含有膜形成時の塗工適性]
実施例1〜5及び比較例1〜5で得られた評価用スラリー100質量部に対して、水溶性ポリエステル樹脂(互応化学社製、プラスコートZ−221、固形分濃度は20質量%)を100質量部添加し、塗料組成物Bを得た。次いで、この塗料組成物Bを、フィルムアプリケーターを使用してポリカーボネートフィルム(帝人社製、パンライトPC−2151、厚み300μm)上に塗工してウェット膜を形成した。なお、フィルムアプリケーターの塗工幅は150mm、ギャップ(塗工厚)は3mmとした。評価用スラリーを塗工する際の塗工適性について、官能評価を行った。ウェット膜の目視確認時に、凹凸が見られない場合は◎、多少の凹凸が見られる場合は○、目立った凹凸が見られる場合は△、凹凸により連続したウェット膜が形成できない場合には×と表記した。
[Applicability when forming a cellulose-containing film]
A water-soluble polyester resin (manufactured by Reciprocal Chemical Co., Ltd., Pluscoat Z-221, solid content concentration: 20% by mass) was added to 100 parts by mass of the evaluation slurry obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5. 100 parts by mass was added to obtain a coating composition B. Next, this coating composition B was applied onto a polycarbonate film (Teijin Co., Ltd., Panlite PC-2151, thickness 300 μm) using a film applicator to form a wet film. The coating width of the film applicator was 150 mm, and the gap (coating thickness) was 3 mm. A sensory evaluation was performed on the coating suitability when coating the evaluation slurry. When visually checking the wet film, ◎ if no unevenness is seen, ○ if some unevenness is seen, △ if noticeable unevenness is seen, × if continuous wet film cannot be formed due to unevenness. Notated.

Figure 0006954257
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Figure 0006954257
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表1から明らかなように、タンパク質の含有量、及びエンドグルカナーゼ活性が好適な範囲にある実施例1〜5では、膜とした際の光学物性、機械物性が良好であり、塗工適性にも優れる評価用スラリーが得られた。
一方、表2から明らかなように、酵素を添加しない比較例1では、塗工適性が劣る結果となった。また、比較例2〜4では、パルプに対して酵素処理をした後に、イオン交換水により酵素を洗浄しているが、このような場合においてもタンパク質の含有量とエンドグルカナーゼ活性は低く、かつ塗工適性が劣る結果となった。また、タンパク質の含有量、及びエンドグルカナーゼ活性が好適な範囲より高い比較例5においては、膜の光学物性が不良であった。
As is clear from Table 1, in Examples 1 to 5 in which the protein content and the endoglucanase activity are in a preferable range, the optical and mechanical properties of the film are good, and the coating suitability is also good. An excellent evaluation slurry was obtained.
On the other hand, as is clear from Table 2, in Comparative Example 1 in which the enzyme was not added, the coating suitability was inferior. Further, in Comparative Examples 2 to 4, after the pulp was treated with an enzyme, the enzyme was washed with ion-exchanged water, but even in such a case, the protein content and the endoglucanase activity were low and the pulp was coated. The result was that the workability was inferior. Further, in Comparative Example 5 in which the protein content and the endoglucanase activity were higher than the preferable ranges, the optical properties of the film were poor.

Claims (5)

繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースとタンパク質とを含むセルロース含有組成物であって、前記繊維状セルロースが、リン酸基、又はリン酸基由来のイオン性置換基を有し、前記タンパク質はセルラーゼ系酵素、又は失活したセルラーゼ系酵素の少なくとも一方であり、前記の酵素と失活した酵素との合計含有量である前記タンパク質の含有量が、前記繊維状セルロース1質量部に対して1×10−7質量部以上1×10−3質量部以下であり、前記繊維状セルロースの固形分濃度を0.4質量%として25℃及び回転数3rpmの条件で測定した粘度が10mPa・s以上11000mPa・s以下である、セルロース含有組成物。 A cellulose-containing composition containing a fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a protein, wherein the fibrous cellulose has a phosphate group or an ionic substituent derived from the phosphate group, and the protein is cellulase. The content of the protein, which is at least one of the system enzyme or the inactivated cellulase system enzyme and is the total content of the enzyme and the inactivated enzyme, is 1 × with respect to 1 part by mass of the fibrous cellulose. The viscosity is 10-7 parts by mass or more and 1 × 10 -3 parts by mass or less, and the viscosity measured under the conditions of 25 ° C. and 3 rpm with the solid content concentration of the fibrous cellulose being 0.4% by mass is 10 mPa · s or more and 11000 mPa. -A cellulose-containing composition having an s or less. 繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースとタンパク質とを含むセルロース含有組成物であって、前記繊維状セルロースが、リン酸基、又はリン酸基由来のイオン性置換基を有し、セルロース含有組成物の全固形分に対する前記繊維状セルロースの含有量は0.5質量%以上95質量%以下であり、前記タンパク質はセルラーゼ系酵素、又は失活したセルラーゼ系酵素の少なくとも一方であり、前記酵素のエンドグルカナーゼ活性が0.084U/L以上840U/L以下であり、前記繊維状セルロースの固形分濃度を0.4質量%として25℃及び回転数3rpmの条件で測定した粘度が10mPa・s以上11000mPa・s以下である、セルロース含有組成物。 A cellulose-containing composition containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a protein, wherein the fibrous cellulose has a phosphoric acid group or an ionic substituent derived from the phosphoric acid group, and is a cellulose-containing composition. The content of the fibrous cellulose with respect to the total solid content of is 0.5% by mass or more and 95% by mass or less, and the protein is at least one of a cellulase-based enzyme or an inactivated cellulase-based enzyme, and the end of the enzyme. The glucanase activity is 0.084 U / L or more and 840 U / L or less, and the viscosity measured under the conditions of 25 ° C. and 3 rpm with the solid content concentration of the fibrous cellulose being 0.4% by mass is 10 mPa · s or more and 11000 mPa ·. Cellulose-containing composition which is s or less. 前記繊維状セルロースの重合度が、200以上450以下である、請求項1又は2に記載のセルロース含有組成物。 The cellulose-containing composition according to claim 1 or 2, wherein the degree of polymerization of the fibrous cellulose is 200 or more and 450 or less. 繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースとタンパク質とを含む膜であって、前記繊維状セルロースが、リン酸基、又はリン酸基由来のイオン性置換基を有し、前記タンパク質はセルラーゼ系酵素、又は失活したセルラーゼ系酵素の少なくとも一方であり、前記の酵素と失活した酵素との合計含有量である前記タンパク質の含有量が、前記繊維状セルロース1質量部に対して1×10−7質量部以上1×10−3質量部以下である、膜。 A film containing a fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a protein, wherein the fibrous cellulose has a phosphate group or an ionic substituent derived from the phosphate group, and the protein is a cellulase-based enzyme. Alternatively, the content of the protein, which is at least one of the inactivated cellulase-based enzymes and is the total content of the enzyme and the inactivated enzyme, is 1 × 10-7 with respect to 1 part by mass of the fibrous cellulose. A film having a mass of parts or more and 1 × 10 to 3 parts by mass or less. リン酸基、又はリン酸基由来のイオン性置換基を有し、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロース1質量部に対して、1×10−7質量部以上1×10−3質量部以下のセルラーゼ系酵素を添加する工程を含む、繊維状セルロースを含むセルロース含有組成物の製造方法であって、
前記セルロース含有組成物について、前記繊維状セルロースの固形分濃度を0.4質量%として25℃及び回転数3rpmの条件で測定した粘度が10mPa・s以上11000mPa・s以下である、
前記製造方法。
1 × 10 -7 parts by mass or more and 1 × 10 -3 parts by mass or less with respect to 1 part by mass of fibrous cellulose having a phosphoric acid group or an ionic substituent derived from a phosphoric acid group and having a fiber width of 1000 nm or less. A method for producing a cellulosic-containing composition containing fibrous cellulose, which comprises a step of adding a cellulase-based enzyme of the above.
The viscosity of the cellulose-containing composition measured under the conditions of 25 ° C. and 3 rpm with the solid content concentration of the fibrous cellulose being 0.4% by mass is 10 mPa · s or more and 11000 mPa · s or less.
The manufacturing method.
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