JP7119609B2 - Sheet and sheet manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、シート及びシートの製造方法に関する。 The present invention relates to a sheet and a method for manufacturing the sheet.

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10~50μm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。 BACKGROUND ART In recent years, attention has been paid to materials using reproducible natural fibers due to the replacement of petroleum resources and the growing awareness of the environment. Among natural fibers, fibrous cellulose having a fiber diameter of 10 to 50 μm, particularly wood-derived fibrous cellulose (pulp) 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。微細繊維状セルロースは、新たな素材として注目されており、その用途は多岐にわたる。例えば、微細繊維状セルロースを含むシートや不織布、樹脂複合体の開発が進められている。 As fibrous cellulose, fine fibrous cellulose having a fiber diameter of 1 μm or less is also known. Fine fibrous cellulose is attracting attention as a new material, and its uses are wide-ranging. For example, sheets, nonwoven fabrics, and resin composites containing fine fibrous cellulose are being developed.

例えば、特許文献1には、セルロース繊維からなる微多孔膜であって、1μm以上の太さの繊維がセルロース繊維の全重量に対して1重量%以上含まれている微多孔膜が開示されている。また、特許文献2には、数平均繊維幅2nm以上1000nm未満の第1の繊維と、数平均繊維幅1000nm以上100000nm以下であり、かつ数平均繊維長が0.1~20mmである第2の繊維とを含む不織布が開示されている。さらに、特許文献3には、平均繊維径0.1~50μmのセルロース繊維と平均繊維径1.5μm以下のポリオレフィン繊維とを含む不織布が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a microporous membrane made of cellulose fibers and containing 1% by weight or more of fibers having a thickness of 1 μm or more based on the total weight of the cellulose fibers. there is Further, Patent Document 2 discloses a first fiber having a number average fiber width of 2 nm or more and less than 1000 nm, and a second fiber having a number average fiber width of 1000 nm or more and 100000 nm or less and a number average fiber length of 0.1 to 20 mm. A nonwoven fabric comprising fibers is disclosed. Furthermore, Patent Document 3 discloses a nonwoven fabric containing cellulose fibers with an average fiber diameter of 0.1 to 50 μm and polyolefin fibers with an average fiber diameter of 1.5 μm or less.

特開2014-210987号公報JP 2014-210987 A 特開2015-4140号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-4140 特開2012-036518号公報JP 2012-036518 A

上述したように、各種セルロース繊維を含む膜や不織布が知られている。しかしながら、本発明者らは、繊維幅が10μm以上の繊維状セルロース(パルプ)と、繊維幅が1μm以下の微細繊維状セルロースを含むシートを製造する際において、得られるシートに撚れが発生する場合があることを突き止めた。
そこで本発明は、繊維幅が10μm以上の繊維状セルロース(パルプ)と、繊維幅が1μm以下の微細繊維状セルロースを含むシートであって、撚れの発生が抑制されたシートを提供することを目的とする。
As noted above, membranes and nonwovens containing various cellulosic fibers are known. However, the present inventors found that when producing a sheet containing fibrous cellulose (pulp) with a fiber width of 10 μm or more and fine fibrous cellulose with a fiber width of 1 μm or less, the obtained sheet is twisted. I figured out that there is a case.
Therefore, the present invention provides a sheet containing fibrous cellulose (pulp) with a fiber width of 10 μm or more and fine fibrous cellulose with a fiber width of 1 μm or less, wherein the occurrence of twisting is suppressed. aim.

上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、繊維幅が10μm以上の第1のセルロース繊維と、繊維幅が1000nm以下の第2のセルロース繊維を含むシートにおいて、イオン性置換基を有する第1のセルロース繊維を用いることにより、撚れの発生が抑制されたシートが得られることを見出した。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors found that a sheet containing first cellulose fibers having a fiber width of 10 μm or more and second cellulose fibers having a fiber width of 1000 nm or less, The present inventors have found that by using the first cellulose fibers having an ionic substituent, it is possible to obtain a sheet in which the occurrence of twisting is suppressed.
Specifically, the present invention has the following configurations.

[1] イオン性置換基を有し、かつ繊維幅が10μm以上の第1のセルロース繊維と、繊維幅が1000nm以下の第2のセルロース繊維と、を含むシート。
[2] 第2のセルロース繊維は、イオン性置換基を有する[1]に記載のシート。
[3] 第1のセルロース繊維の含有量が、セルロース繊維の全質量に対して10質量%以上である[1]又は[2]に記載のシート。
[4] ヘーズが20%以上である[1]~[3]のいずれかに記載のシート。
[5] 全光線透過率が80%以上である[1]~[4]のいずれかに記載のシート。
[6] 坪量が40g/m2以下である[1]~[5]のいずれかに記載のシート。
[7] 透気度が10000秒以上である[1]~[6]のいずれかに記載のシート。
[8] 第1のセルロース繊維のイオン性置換基の導入量は0.3mmol/g以上である[1]~[7]のいずれかに記載のシート。
[9] 第1のセルロース繊維の保水度が220%以上である[1]~[8]のいずれかに記載のシート。
[10] 保水度が220%以上であり、かつ繊維幅が10μm以上の第1のセルロース繊維と、繊維幅が1000nm以下の第2のセルロース繊維と、を含むスラリーからシートを形成する工程を含むシートの製造方法。
[11] 第2のセルロース繊維は、イオン性置換基を有する[10]に記載のシートの製造方法。
[1] A sheet comprising first cellulose fibers having an ionic substituent and having a fiber width of 10 μm or more and second cellulose fibers having a fiber width of 1000 nm or less.
[2] The sheet according to [1], wherein the second cellulose fibers have an ionic substituent.
[3] The sheet according to [1] or [2], wherein the content of the first cellulose fibers is 10% by mass or more with respect to the total mass of the cellulose fibers.
[4] The sheet according to any one of [1] to [3], which has a haze of 20% or more.
[5] The sheet according to any one of [1] to [4], which has a total light transmittance of 80% or more.
[6] The sheet according to any one of [1] to [5], which has a basis weight of 40 g/m 2 or less.
[7] The sheet according to any one of [1] to [6], which has an air permeability of 10000 seconds or more.
[8] The sheet according to any one of [1] to [7], wherein the amount of the ionic substituent introduced into the first cellulose fibers is 0.3 mmol/g or more.
[9] The sheet according to any one of [1] to [8], wherein the water retention of the first cellulose fibers is 220% or more.
[10] A step of forming a sheet from a slurry containing first cellulose fibers having a water retention rate of 220% or more and a fiber width of 10 μm or more and second cellulose fibers having a fiber width of 1000 nm or less. Sheet manufacturing method.
[11] The method for producing a sheet according to [10], wherein the second cellulose fibers have an ionic substituent.

本発明によれば、撚れの発生が抑制されたシートが得られる。 According to the present invention, a sheet in which the occurrence of twisting is suppressed can be obtained.

図1は、リン酸基を有する繊維原料に対するNaOH滴下量とpHの関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of dropped NaOH and the pH for fiber raw materials having a phosphate group. 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 dropped NaOH and electrical conductivity with respect to fiber raw materials having carboxyl groups. 図3は、リン酸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. 3 is a graph showing the relationship between the amount of dropped NaOH and electrical conductivity with respect to fiber raw materials having phosphate groups. 図4は、比較例のシートに発生した撚れの一例を示す写真である。FIG. 4 is a photograph showing an example of twist generated in a sheet of a comparative example.

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

(シート)
本発明は、イオン性置換基を有し、かつ繊維幅が10μm以上の第1のセルロース繊維と、繊維幅が1000nm以下の第2のセルロース繊維と、を含むシートに関する。なお、本明細書において、繊維幅が1000nm以下のセルロース繊維を微細繊維状セルロースと呼ぶこともある。
(sheet)
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sheet containing first cellulose fibers having an ionic substituent and having a fiber width of 10 μm or more and second cellulose fibers having a fiber width of 1000 nm or less. In this specification, cellulose fibers having a fiber width of 1000 nm or less are sometimes referred to as fine fibrous cellulose.

本発明のシートは、上記構成を有するものであるため、シートの製造工程において、シートに撚れが発生することが抑制されている。このため、本発明のシートは外観が良好であり、かつ均質性の高いシートが得られる。 Since the sheet of the present invention has the above structure, twisting of the sheet is suppressed in the manufacturing process of the sheet. Therefore, the sheet of the present invention has a good appearance and is highly homogeneous.

本発明のシートのヘーズは、20%以上であることが好ましい。本発明のシートのヘーズは、セルロース繊維として主に微細繊維状セルロースを含むシートよりは高くなっていてもよい。また、本発明のシートのヘーズは、90%以下であってもよく、85%以下であってもよく、80%以下であってもよい。本発明のシートのヘーズを上記上限値以下とすることで、従来のグラシン紙やグラファン紙と比較して透明性に優れたシートが得られる。
本発明のシートの全光線透過率は、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。ここで、シートのヘーズは、JIS K 7136に準拠し、たとえばヘーズメータ(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。また、シートの全光線透過率は、JIS K 7361に準拠し、たとえばヘーズメータ(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 sheet of the present invention preferably has a haze of 20% or more. The haze of the sheet of the present invention may be higher than that of a sheet containing mainly fine fibrous cellulose as cellulose fibers. Further, the haze of the sheet of the present invention may be 90% or less, 85% or less, or 80% or less. By setting the haze of the sheet of the present invention to be equal to or less than the above upper limit, a sheet having excellent transparency as compared with conventional glassine paper or graphane paper can be obtained.
The total light transmittance of the sheet of the invention is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and even more preferably 90% or more. Here, the haze of the sheet conforms to JIS K 7136 and is a value measured using, for example, a haze meter (HM-150, manufactured by Murakami Color Research Laboratory). Further, the total light transmittance of the sheet is a value measured according to JIS K 7361, for example, using a haze meter (HM-150, manufactured by Murakami Color Research Laboratory).

さらに、本発明のシートはバリア性にも優れている。本発明のシートにおいては、繊維幅が10μm以上の第1のセルロース繊維と、繊維幅が1000nm以下の第2のセルロース繊維を併用しているため、セルロース繊維を高密度化することができ、その結果、バリア性が高められる。具体的には、本発明のシートの透気度は、10000秒以上であることが好ましく、50000秒以上であることがより好ましく、100000秒以上であることがさらに好ましい。シートの透気度は、たとえばJ.TAPPI-5の王研式透気度法に準拠し、算出することができる。 Furthermore, the sheet of the present invention also has excellent barrier properties. In the sheet of the present invention, since the first cellulose fibers having a fiber width of 10 μm or more and the second cellulose fibers having a fiber width of 1000 nm or less are used in combination, the cellulose fibers can be densified. As a result, barrier properties are enhanced. Specifically, the air permeability of the sheet of the present invention is preferably 10,000 seconds or more, more preferably 50,000 seconds or more, and even more preferably 100,000 seconds or more. The air permeability of the sheet is determined, for example, by J.P. It can be calculated according to the Oken air permeability method of TAPPI-5.

本発明のシートは、低坪量であるから軽量である。従来、グラシン紙やグラファン紙を製造する際には、透明性やバリア性を向上させるために、セルロース繊維を高密度化することが検討されており、抄紙工程の後工程でカレンダー処理を施すことが常法として行われていた。しかし、カレンダー処理の作業性を確保するためには、低坪量化には限界があった。一方、本発明のシートにおいては、繊維幅が10μm以上の第1のセルロース繊維と、繊維幅が1000nm以下の第2のセルロース繊維を併用しているため、カレンダー処理を施さずとも透明性やバリア性に優れたシートが得られ、その結果、低坪量化が可能となる。このため、シートの軽量化が達成される。本発明は、このように、通常はトレードオフの関係にある低坪量化と高バリア性を両立し得たものである。具体的には、本発明のシートの坪量は、40g/m2以下であることが好ましく、30g/m2以下であることがより好ましく、20g/m2以下であることがさらに好ましい。シートの坪量は、たとえばJIS P 8124に準拠し、算出することができる。なお、シートの坪量は、シートに求められる性能などに応じて、適宜調整することが可能である。 The sheet of the present invention is lightweight due to its low basis weight. Conventionally, when manufacturing glassine paper or graphane paper, it has been considered to increase the density of cellulose fibers in order to improve transparency and barrier properties, and calendering is performed in the post-papermaking process. was practiced as usual. However, there is a limit to reducing the basis weight in order to ensure workability in calendering. On the other hand, in the sheet of the present invention, since the first cellulose fibers having a fiber width of 10 μm or more and the second cellulose fibers having a fiber width of 1000 nm or less are used in combination, transparency and barrier properties can be obtained without calendering. A sheet having excellent properties can be obtained, and as a result, a low basis weight can be achieved. Therefore, the weight of the seat can be reduced. Thus, the present invention can achieve both a low basis weight and a high barrier property, which are usually in a trade-off relationship. Specifically, the basis weight of the sheet of the present invention is preferably 40 g/m 2 or less, more preferably 30 g/m 2 or less, and even more preferably 20 g/m 2 or less. The basis weight of the sheet can be calculated according to JIS P 8124, for example. Note that the basis weight of the sheet can be appropriately adjusted according to the performance required of the sheet.

本発明のシートの厚みは、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。またシートの厚みの上限値は、とくに限定されないが、たとえば1000μmとすることができる。シートの厚みは、たとえばJIS P 8118に準拠し、測定する。 The thickness of the sheet of the present invention is preferably 5 µm or more, more preferably 10 µm or more, and even more preferably 20 µm or more. The upper limit of the thickness of the sheet is not particularly limited, but can be set to 1000 μm, for example. The thickness of the sheet is measured according to JIS P 8118, for example.

本発明のシートの密度は、0.1g/cm3以上であることが好ましく、0.2g/cm3以上であることがより好ましく、0.3g/cm3以上であることがさらに好ましい。また、シートの密度の上限値は、とくに限定されないが、たとえば5.0g/cm3以下であることが好ましい。ここで、シートの密度は、JIS P 8124に準拠して坪量を測定し、JIS P 8118に準拠してシートの厚みを測定し、これらの値から算出したものである。なお、シートの密度は、シートに求められる性能などに応じて、たとえばカレンダー処理等を施すことにより適宜調整することが可能である。 The density of the sheet of the present invention is preferably 0.1 g/cm 3 or more, more preferably 0.2 g/cm 3 or more, and even more preferably 0.3 g/cm 3 or more. Although the upper limit of the density of the sheet is not particularly limited, it is preferably 5.0 g/cm 3 or less, for example. Here, the density of the sheet is calculated from the basis weight measured in accordance with JIS P 8124, the thickness of the sheet measured in accordance with JIS P 8118, and these values. The density of the sheet can be appropriately adjusted by subjecting the sheet to calendering, for example, depending on the performance required of the sheet.

(第1のセルロース繊維)
本発明のシートは、第1のセルロース繊維を含む。ここで、第1のセルロース繊維は、イオン性置換基を有し、かつ繊維幅が10μm以上のセルロース繊維である。第1のセルロース繊維の繊維幅は10μm以上であればよいが、15μm以上であることが好ましく、20μm以上であることがより好ましい。なお、第1のセルロース繊維の繊維幅は100μm以下であることが好ましい。本明細書では、第1のセルロース繊維を粗大セルロース繊維ともいう。
(First cellulose fiber)
The sheet of the present invention comprises first cellulosic fibers. Here, the first cellulose fibers are cellulose fibers having ionic substituents and having a fiber width of 10 μm or more. The fiber width of the first cellulose fibers may be 10 µm or more, preferably 15 µm or more, and more preferably 20 µm or more. The width of the first cellulose fibers is preferably 100 µm or less. The first cellulose fibers are also referred to herein as coarse cellulose fibers.

第1のセルロース繊維の繊維幅は、カヤーニオートメーション社のカヤーニ繊維長測定器(FS-200形)を用いて測定することができる。ここで、第1のセルロース繊維の繊維幅とは、セルロース繊維の幹繊維における繊維幅である。たとえば、セルロース繊維がフィブリルセルロース繊維である場合には、フィブリル化して分枝化した繊維の繊維幅ではなく、主軸を構成している幹繊維の繊維幅を第1のセルロース繊維の繊維幅という。 The fiber width of the first cellulose fiber can be measured using a Kajaani fiber length measuring instrument (FS-200 type) manufactured by Kajaani Automation. Here, the fiber width of the first cellulose fiber is the fiber width of the stem fiber of the cellulose fiber. For example, when the cellulose fibers are fibril cellulose fibers, the fiber width of the trunk fibers forming the main axis is referred to as the fiber width of the first cellulose fibers, not the fiber width of fibrillated and branched fibers.

第1のセルロース繊維の繊維原料としては、パルプを用いることが好ましい。パルプとしては、たとえば木材パルプ、非木材パルプおよび脱墨パルプが挙げられる。木材パルプとしては、とくに限定されないが、たと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)および酸素漂白クラフトパルプ(OKP)等の化学パルプ、セミケミカルパルプ(SCP)およびケミグラウンドウッドパルプ(CGP)等の半化学パルプ、砕木パルプ(GP)およびサーモメカニカルパルプ(TMP、BCTMP)等の機械パルプ等が挙げられる。非木材パルプとしては、とくに限定されないが、たとえばコットンリンターおよびコットンリント等の綿系パルプ、麻、麦わらおよびバガス等の非木材系パルプが挙げられる。脱墨パルプとしては、とくに限定されないが、たとえば古紙を原料とする脱墨パルプが挙げられる。第1のセルロース繊維として上記の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。 Pulp is preferably used as the fiber raw material for the first cellulose fibers. Pulp includes, for example, wood pulp, non-wood pulp and deinked pulp. Examples of wood pulp include, but are not limited to, hardwood kraft pulp (LBKP), softwood kraft pulp (NBKP), sulfite pulp (SP), dissolving pulp (DP), soda pulp (AP), unbleached kraft pulp (UKP). ) and chemical pulp such as oxygen bleached kraft pulp (OKP), semi-chemical pulp such as semi-chemical pulp (SCP) and chemigroundwood pulp (CGP), groundwood pulp (GP) and thermomechanical pulp (TMP, BCTMP) A mechanical pulp etc. are mentioned. Non-wood pulps include, but are not limited to, cotton-based pulps such as cotton linters and cotton lints, and non-wood-based pulps such as hemp, straw, and bagasse. Examples of deinked pulp include, but are not limited to, deinked pulp made from waste paper. As the first cellulose fiber, one of the above cellulose fibers may be used alone, or two or more of them may be mixed and used.

第1のセルロース繊維は、イオン性置換基を有する。イオン性置換基としては、たとえばアニオン性基およびカチオン性基のいずれか一方または双方を含むことができる。アニオン性基としては、たとえばリン酸基また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)、カルボキシル基また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)、およびスルホン基また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、リン酸基およ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とくに好ましい。 The first cellulose fibers have ionic substituents. The ionic substituents can include, for example, either one or both of an anionic group and a cationic group. Examples of the anionic group include, for example, 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 a sulfone group or a substituent derived from a sulfone group (sometimes referred to simply as a sulfone group), and at least one selected from a phosphate group and a carboxyl group. More preferably, it is particularly preferably a phosphate group.

リン酸基は、たとえば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-PO32で表される基である。リン酸基に由来する置換基には、リン酸基の塩、リン酸エステル基などの置換基が含まれる。なお、リン酸基に由来する置換基は、リン酸基が縮合した基(たとえばピロリン酸基)として第1のセルロース繊維に含まれていてもよい。
リン酸基又はリン酸基に由来する置換基は、たとえば下記式(1)で表される置換基である。
A phosphate group is a divalent functional group, for example, phosphoric acid with the hydroxyl group removed. Specifically, it is a group represented by —PO 3 H 2 . Substituents derived from a phosphate group include substituents such as salts of phosphate groups and phosphate ester groups. The substituent derived from a phosphoric acid group may be contained in the first cellulose fiber as a condensed phosphoric acid group (for example, a pyrophosphate group).
A phosphoric acid group or a substituent derived from a phosphoric acid group is, for example, a substituent represented by the following formula (1).

Figure 0007119609000001
Figure 0007119609000001

式(1)中、a、b及びnは自然数である(ただし、a=b×mである)。α1,α2,・・・,αn及びα’のうちa個がO-であり、残りはR,ORのいずれかである。なお、各αn及びα’の全てがO-であっても構わない。Rは、各々、水素原子、飽和-直鎖状炭化水素基、飽和-分岐鎖状炭化水素基、飽和-環状炭化水素基、不飽和-直鎖状炭化水素基、不飽和-分岐鎖状炭化水素基、不飽和-環状炭化水素基、芳香族基、またはこれらの誘導基である。 In formula (1), a, b and n are natural numbers (where a=b×m). a of α 1 , α 2 , . Note that all of αn and α′ may be O 2 . Each R is a hydrogen atom, a saturated-linear hydrocarbon group, a saturated-branched hydrocarbon group, a saturated-cyclic hydrocarbon group, an unsaturated linear hydrocarbon group, an unsaturated-branched hydrocarbon group A hydrogen group, an unsaturated-cyclic hydrocarbon group, an aromatic group, or a derivative group thereof.

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

また、Rにおける誘導基としては、上記各種炭化水素基の主鎖又は側鎖に対し、カルボキシル基、ヒドロキシル基、又はアミノ基などの官能基のうち、少なくとも1種類が付加又は置換した状態の官能基が挙げられるが、特に限定されない。また、Rの主鎖を構成する炭素原子数は特に限定されないが、20以下であることが好ましく、10以下であることがより好ましい。Rの主鎖を構成する炭素原子数を上記範囲とすることにより、リン酸基の分子量を適切な範囲とすることができ、繊維原料への浸透を容易にし、第1のセルロース繊維の収率を高めることもできる。 In addition, as the derivative group for R, at least one functional group such as a carboxyl group, a hydroxyl group, or an amino group is added or substituted with respect to the main chain or side chain of the various hydrocarbon groups described above. Examples include, but are not limited to, groups. Although the number of carbon atoms constituting the main chain of R is not particularly limited, it is preferably 20 or less, more preferably 10 or less. By setting the number of carbon atoms constituting the main chain of R to the above range, the molecular weight of the phosphate group can be set to an appropriate range, facilitating penetration into the fiber raw material, and yielding the first cellulose fiber. can also be increased.

βb+は有機物又は無機物からなる1価以上の陽イオンである。有機物からなる1価以上の陽イオンとしては、脂肪族アンモニウム、又は芳香族アンモニウムが挙げられ、無機物からなる1価以上の陽イオンとしては、ナトリウム、カリウム、若しくはリチウム等のアルカリ金属のイオンや、カルシウム、若しくはマグネシウム等の2価金属の陽イオン、又は水素イオン等が挙げられるが、特に限定されない。これらは1種又は2種類以上を組み合わせて適用することもできる。有機物又は無機物からなる1価以上の陽イオンとしては、βを含む繊維原料を加熱した際に黄変しにくく、また工業的に利用し易いナトリウム、又はカリウムのイオンが好ましいが、特に限定されない。 β b+ is a monovalent or higher cation composed of an organic substance or an inorganic substance. Examples of monovalent or higher-valent cations composed of organic substances include aliphatic ammonium and aromatic ammonium. Examples include cations of divalent metals such as calcium and magnesium, hydrogen ions, and the like, but are not particularly limited. These may be applied singly or in combination of two or more. As the cation having a valence of 1 or more composed of an organic substance or an inorganic substance, sodium or potassium ions are preferable, but not particularly limited, because they are less likely to turn yellow when fiber raw materials containing β are heated and are easily industrially available.

第1のセルロース繊維のイオン性置換基の導入量は、セルロース繊維1g(質量)あたり0.3mmol/g以上であることが好ましく、0.4mmol/g以上であることがより好ましく、0.5mmol/g以上であることがさらに好ましく、0.7mmol/g以上であることが一層好ましく、1.0mmol/g以上であることがとくに好ましい。また、第1のセルロース繊維のイオン性置換基の導入量は、セルロース繊維1g(質量)あたり3.65mmol/g以下であることが好ましく、3.5mmol/g以下であることがより好ましく、3.0mmol/g以下であることがさらに好ましい。ここで、単位mmol/gは、たとえばアニオン性基の対イオンが水素イオン(H+)であるときの繊維状セルロースの質量1gあたりの置換基量を示す。イオン性置換基の導入量を上記範囲内とすることにより、シートの製造工程において、シートに撚れが発生することをより効果的に抑制することができる。 The amount of the ionic substituent introduced into the first cellulose fiber is preferably 0.3 mmol/g or more, more preferably 0.4 mmol/g or more, more preferably 0.5 mmol/g (mass) of cellulose fiber. /g or more, more preferably 0.7 mmol/g or more, and particularly preferably 1.0 mmol/g or more. In addition, the amount of the ionic substituent introduced into the first cellulose fiber is preferably 3.65 mmol/g or less, more preferably 3.5 mmol/g or less, per 1 g (mass) of cellulose fiber. It is more preferably .0 mmol/g or less. Here, the unit mmol/g indicates the amount of substituents per 1 g mass of fibrous cellulose when the counter ion of the anionic group is hydrogen ion (H + ), for example. By setting the amount of the ionic substituent to be introduced within the above range, it is possible to more effectively suppress the occurrence of twisting in the sheet in the manufacturing process of the sheet.

第1のセルロース繊維のイオン性置換基の導入量は、たとえば以下のような中和滴定法により測定することができる。
図1は、リン酸基を有する第1のセルロース繊維に対するNaOH滴下量とpHの関係を示すグラフである。第1のセルロース繊維に対するリン酸基の導入量は、たとえば次のように測定される。まず、第1のセルロース繊維をイオン交換水で希釈し、攪拌しながら、1N塩酸を添加する。その後、濾過脱水により第1のセルロース繊維を回収する。この操作を、適宜1N塩酸の添加量を変えながら繰り返し、第1のセルロース繊維が有するリン酸基を完全に酸型へ変換する。そして、リン酸基の酸型への変換工程の後には、得られた第1のセルロース繊維をイオン交換水で希釈した後、濾過脱水して脱水シートを得る操作を繰り返すことにより、余剰の塩酸を十分に洗い流す。次いで、得られた第1のセルロース繊維(酸型)をイオン交換水で希釈した懸濁液に、水酸化ナトリウム水溶液を加えながらpHの変化を観察し、図1に示すような滴定曲線を得る。図1に示すように、pHの増分(pHのアルカリ滴下量に対する微分値)が極大となる点が2つ得られる(増分が最大となる点と、二番目に大きくなる点)。このうち、アルカリを加えはじめて先に得られる増分の極大点(以下、第1終点と呼ぶ)までの領域を第1領域と呼び、第1終点から次に得られる増分の極大点(以下、第2終点と呼ぶ)までの領域を第2領域と呼び、第2領域の後には第3領域がある。第1終点はpHが4から7を示す間に得られ、第2終点はpHが9から10を示す間に得られる。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。このため、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。したがって、上記で得られた滴定曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を滴定対象の第1のセルロース繊維懸濁液中の固形分(g)で除して得られる値が、リン酸基導入量(mmol/g)となる。
The introduction amount of the ionic substituent into the first cellulose fiber can be measured, for example, by a neutralization titration method as described below.
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of dropped NaOH and pH for the first cellulose fibers having a phosphate group. The amount of phosphate groups introduced into the first cellulose fibers is measured, for example, as follows. First, the first cellulose fiber is diluted with ion-exchanged water, and 1N hydrochloric acid is added while stirring. After that, the first cellulose fibers are recovered by filtration and dehydration. This operation is repeated while appropriately changing the amount of 1N hydrochloric acid added to completely convert the phosphoric acid groups of the first cellulose fibers into the acid form. After the step of converting the phosphate groups into the acid form, the first cellulose fibers obtained are diluted with ion-exchanged water, followed by filtration and dehydration to obtain a dehydrated sheet. thoroughly wash away. Next, to a suspension obtained by diluting the obtained first cellulose fibers (acid form) with ion-exchanged water, while adding an aqueous sodium hydroxide solution, the change in pH is observed to obtain a titration curve as shown in FIG. . As shown in FIG. 1, there are two points at which the pH increment (the differential value of the pH with respect to the amount of alkali dropped) is maximum (the point where the increment is the largest and the point where the increment is the second largest). Among these, the region from the beginning of the addition of alkali to the maximum point of the increment obtained first (hereinafter referred to as the first end point) is called the first region, and the maximum point of the increment obtained next from the first end point (hereinafter referred to as the 1st end point). 2 end point) is called a second region, and after the second region there is a third region. The first endpoint is obtained while the pH is between 4 and 7 and the second endpoint is between pH 9 and 10. 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 the amount of weak acid groups in the slurry used for titration. be equal. When the phosphate groups condense, the weakly acidic groups are apparently lost, and the amount of alkali required for the second region becomes smaller than the amount of alkali required for the first region. On the other hand, the amount of strongly acidic groups coincides with the amount of phosphorus atoms regardless of the presence or absence of condensation. Therefore, the amount of phosphate groups introduced (or the amount of phosphate groups) or the amount of substituents introduced (or the amount of substituents) means the amount of strongly acidic groups. Therefore, the value obtained by dividing the alkali amount (mmol) required in the first region of the titration curve obtained above by the solid content (g) in the first cellulose fiber suspension to be titrated is It is the amount of phosphate group introduced (mmol/g).

第1のセルロース繊維と第2のセルロース繊維が混在している場合には、遠心分離法により分離回収のうえ、前述した方法もしくは後述する方法にてリン酸基導入量を測定する。遠心分離は、第1のセルロース繊維と第2のセルロース繊維が混在したセルロース分散液を固形分濃度0.2質量%に調整し、冷却高速遠心分離機(コクサン社、H-2000B)を用い、12000G、10分の条件で行う。その後、得られる沈降固形分を第1のセルロース繊維、上澄み液を第2のセルロース繊維として回収する。 When the first cellulose fibers and the second cellulose fibers are mixed, they are separated and recovered by centrifugation, and the amount of phosphate group introduced is measured by the method described above or the method described later. Centrifugation is performed by adjusting the cellulose dispersion in which the first cellulose fiber and the second cellulose fiber are mixed to a solid content concentration of 0.2% by mass, using a cooling high-speed centrifuge (Kokusan Co., H-2000B), It is carried out under the conditions of 12000 G and 10 minutes. After that, the sedimented solid content obtained is recovered as the first cellulose fibers, and the supernatant liquid is recovered as the second cellulose fibers.

図2は、カルボキシル基を有する第1のセルロース繊維に対するNaOH滴下量と電気伝導度の関係を示すグラフである。第1のセルロース繊維に対するカルボキシル基の導入量は、たとえば次のように測定される。
まず、第1のセルロース繊維をイオン交換水で希釈し、攪拌しながら、1N塩酸を添加する。その後、濾過脱水により第1のセルロース繊維を回収する。この操作を、適宜1N塩酸の添加量を変えながら繰り返し、第1のセルロース繊維が有するカルボキシル基を完全に酸型へ変換する。そして、カルボキシル基の酸型への変換工程の後には、得られた第1のセルロース繊維をイオン交換水で希釈した後、濾過脱水して脱水シートを得る操作を繰り返すことにより、余剰の塩酸を十分に洗い流す。次いで、得られた第1のセルロース繊維(酸型)をイオン交換水で希釈した懸濁液に、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観察し、図2に示すような滴定曲線を得る。なお、必要に応じて、後述の解繊処理工程と同様の解繊処理を測定対象に対して実施してもよい。滴定曲線は、図2に示すように、電気伝導度が減少した後、伝導度の増分(傾き)がほぼ一定となるまでの第1領域と、その後に伝導度の増分(傾き)が増加する第2領域に区分される。なお、第1領域、第2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。そして、滴定曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象の第1のセルロース繊維含有スラリー中の固形分(g)で除して得られる値が、カルボキシル基の導入量(mmol/g)となる。
なお、上述のカルボキシル基導入量(mmol/g)は、分母が酸型の第1のセルロース繊維の質量であることから、酸型の第1のセルロース繊維が有するカルボキシル基量(以降、カルボキシル基量(酸型)と呼ぶ)を示している。一方で、カルボキシル基の対イオンが電荷当量となるように任意の陽イオンCに置換されている場合は、分母を当該陽イオンCが対イオンであるときの第1のセルロース繊維の質量に変換することで、陽イオンCが対イオンである第1のセルロース繊維が有するカルボキシル基量(以降、カルボキシル基量(C型))を求めることができる。
すなわち、下記計算式によってカルボキシル基導入量を算出する。
カルボキシル基量(C型)=カルボキシル基量(酸型)/{1+(W-1)×(カルボキシル基量(酸型))/1000}
W:陽イオンCの1価あたりの式量(例えば、Naは23、Alは9)
なお、滴定法による置換基量の測定においては、水酸化ナトリウム水溶液の滴定間隔が短すぎる場合、本来より低い置換基量となることがあるため、適切な滴定間隔、例えば、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を30秒間に50μLずつ滴定するなどが望ましい。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH dropped onto the first cellulose fibers having carboxyl groups and the electrical conductivity. The amount of carboxyl groups introduced into the first cellulose fibers is measured, for example, as follows.
First, the first cellulose fiber is diluted with ion-exchanged water, and 1N hydrochloric acid is added while stirring. After that, the first cellulose fibers are recovered by filtration and dehydration. This operation is repeated while appropriately changing the amount of 1N hydrochloric acid added to completely convert the carboxyl groups of the first cellulose fibers to acid forms. After the step of converting the carboxyl groups into the acid form, the first cellulose fibers obtained are diluted with ion-exchanged water, filtered and dehydrated to obtain a dehydrated sheet, and this operation is repeated to remove excess hydrochloric acid. Rinse thoroughly. Next, a suspension obtained by diluting the obtained first cellulose fibers (acid form) with ion-exchanged water was observed for a change in electrical conductivity while adding an aqueous sodium hydroxide solution, resulting in a titration curve as shown in FIG. get In addition, if necessary, a defibration treatment similar to the fibrillation treatment step to be described later may be performed on the object to be measured. As shown in FIG. 2, the titration curve has a first region where the increment (slope) of the conductivity becomes almost constant after the electrical conductivity decreases, and then the increment (slope) of the conductivity increases. It is divided into a second area. The boundary point between the first region and the second region is defined as the point where the second differential value of the conductivity, that is, the amount of change in the increment (slope) of the conductivity becomes maximum. Then, the value obtained by dividing the alkali amount (mmol) required in the first region of the titration curve by the solid content (g) in the first cellulose fiber-containing slurry to be titrated is the introduction amount of the carboxyl group. (mmol/g).
In addition, since the denominator of the amount of carboxyl group introduced (mmol/g) is the mass of the acid-type first cellulose fiber, the amount of carboxyl groups possessed by the acid-type first cellulose fiber (hereinafter referred to as carboxyl group amount (referred to as acid form)). On the other hand, when the counterion of the carboxyl group is substituted with an arbitrary cation C so as to have a charge equivalent, the denominator is converted to the mass of the first cellulose fiber when the cation C is the counterion. By doing so, it is possible to determine the amount of carboxyl groups (hereinafter referred to as the amount of carboxyl groups (C type)) possessed by the first cellulose fibers whose counterions are the cations C.
That is, the amount of carboxyl group introduced is calculated by the following formula.
Carboxyl group amount (C type) = carboxyl group amount (acid form) / {1 + (W-1) x (carboxyl group amount (acid form)) / 1000}
W: Formula weight per valence of cation C (for example, 23 for Na and 9 for Al)
In addition, in the measurement of the amount of substituents by the titration method, if the titration interval of the aqueous sodium hydroxide solution is too short, the amount of substituents may be lower than originally. It is desirable to titrate the sodium aqueous solution by 50 μL in 30 seconds.

第1のセルロース繊維の保水度は、220%以上であることが好ましく、230%以上であることがより好ましく、240%以上であることがさらに好ましく、250%以上であることが一層好ましく、280%以上であることが特に好ましい。また、第1のセルロース繊維の保水度は、600%以下であることが好ましい。第1のセルロース繊維の保水度は、J.TAPPI-26に準拠して測定した値である。なお、第1のセルロース繊維の保水度は、シート化する前の第1のセルロース繊維の保水度であるが、シート化後の第1のセルロース繊維の保水度が上記範囲を満たすものであってもよい。 The water retention of the first cellulose fibers is preferably 220% or more, more preferably 230% or more, still more preferably 240% or more, even more preferably 250% or more, and 280%. % or more is particularly preferable. Also, the water retention of the first cellulose fibers is preferably 600% or less. The water retention of the first cellulose fiber is described in J. Am. It is a value measured according to TAPPI-26. The water retention degree of the first cellulose fiber is the water retention degree of the first cellulose fiber before sheeting, and the water retention degree of the first cellulose fiber after sheeting satisfies the above range. good too.

第1のセルロース繊維の含有量は、シートに含まれるセルロース繊維の全質量に対して、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることがさらに好ましい。また、第1のセルロース繊維の含有量は、シートに含まれるセルロース繊維の全質量に対して、99質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましく、90質量%以下であることがさらに好ましく、80質量%以下であることが一層好ましく、75質量%以下であることが特に好ましい。 The content of the first cellulose fibers is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and 30% by mass or more, relative to the total mass of the cellulose fibers contained in the sheet. is more preferred. In addition, the content of the first cellulose fibers is preferably 99% by mass or less, more preferably 95% by mass or less, and 90% by mass or less with respect to the total mass of the cellulose fibers contained in the sheet. is more preferably 80% by mass or less, and particularly preferably 75% by mass or less.

<第1のセルロース繊維の製造工程>
<リン酸基導入工程>
第1のセルロース繊維がイオン性置換基としてリン酸基を有する場合、第1のセルロース繊維の製造工程は、リン酸基導入工程を含む。リン酸基導入工程は、セルロースを含む繊維原料が有する水酸基と反応することで、リン酸基を導入できる化合物から選択される少なくとも1種の化合物(以下、「化合物A」ともいう)を、セルロースを含む繊維原料に作用させる工程である。この工程により、リン酸基導入繊維が得られることとなる。
<Manufacturing process of the first cellulose fiber>
<Phosphate group introduction step>
When the first cellulose fiber has a phosphate group as an ionic substituent, the manufacturing process of the first cellulose fiber includes a phosphate group introduction step. In the step of introducing a phosphate group, at least one compound selected from compounds capable of introducing a phosphate group (hereinafter also referred to as "compound A") is added to cellulose by reacting with a hydroxyl group possessed by a fiber raw material containing cellulose. It is a step of acting on a fiber raw material containing. Through this step, a phosphate group-introduced fiber is obtained.

本実施形態に係るリン酸基導入工程では、セルロースを含む繊維原料と化合物Aの反応を、尿素及びその誘導体から選択される少なくとも1種(以下、「化合物B」ともいう)の存在下で行ってもよい。一方で、化合物Bが存在しない状態において、セルロースを含む繊維原料と化合物Aの反応を行ってもよい。 In the phosphate group-introducing step according to the present embodiment, the reaction between the fiber material containing cellulose and compound A is performed in the presence of at least one selected from urea and derivatives thereof (hereinafter also referred to as "compound B"). may On the other hand, the reaction between the cellulose-containing fiber raw material and the compound A may be carried out in the absence of the compound B.

化合物Aを化合物Bとの共存下で繊維原料に作用させる方法の一例としては、乾燥状態、湿潤状態またはスラリー状の繊維原料に対して、化合物Aと化合物Bを混合する方法が挙げられる。これらのうち、反応の均一性が高いことから、乾燥状態または湿潤状態の繊維原料を用いることが好ましく、特に乾燥状態の繊維原料を用いることが好ましい。繊維原料の形態は、とくに限定されないが、たとえば綿状や薄いシート状であることが好ましい。化合物Aおよび化合物Bは、それぞれ粉末状または溶媒に溶解させた溶液状または融点以上まで加熱して溶融させた状態で繊維原料に添加する方法が挙げられる。これらのうち、反応の均一性が高いことから、溶媒に溶解させた溶液状、特に水溶液の状態で添加することが好ましい。また、化合物Aと化合物Bは繊維原料に対して同時に添加してもよく、別々に添加してもよく、混合物として添加してもよい。化合物Aと化合物Bの添加方法としては、とくに限定されないが、化合物Aと化合物Bが溶液状の場合は、繊維原料を溶液内に浸漬し吸液させたのちに取り出してもよいし、繊維原料に溶液を滴下してもよい。また、必要量の化合物Aと化合物Bを繊維原料に添加してもよいし、過剰量の化合物Aと化合物Bをそれぞれ繊維原料に添加した後に、圧搾や濾過によって余剰の化合物Aと化合物Bを除去してもよい。 An example of the method of allowing the compound A to act on the fiber raw material in the presence of the compound B includes a method of mixing the compound A and the compound B with the fiber raw material in a dry state, a wet state, or a slurry state. Among these, it is preferable to use a fiber raw material in a dry state or a wet state, and it is particularly preferable to use a fiber raw material in a dry state, because the uniformity of the reaction is high. Although the form of the fiber material is not particularly limited, it is preferably in the form of cotton or a thin sheet, for example. The compound A and the compound B can be added to the fiber raw material in the form of a powder, a solution dissolved in a solvent, or a melted state by heating to a melting point or higher. Among these, it is preferable to add in the form of a solution dissolved in a solvent, particularly in the form of an aqueous solution, since the uniformity of the reaction is high. Moreover, the compound A and the compound B may be added simultaneously to the fiber raw material, may be added separately, or may be added as a mixture. The method of adding the compound A and the compound B is not particularly limited, but when the compound A and the compound B are in solution, the fiber raw material may be immersed in the solution to absorb the liquid and then taken out, or the fiber raw material may be taken out. The solution may be added dropwise to the Further, the necessary amount of compound A and compound B may be added to the fiber raw material, or after adding excessive amounts of compound A and compound B to the fiber raw material, the excess compound A and compound B are removed by pressing or filtering. may be removed.

本実施態様で使用する化合物Aとしては、リン酸もしくはその塩、脱水縮合リン酸もしくはその塩、無水リン酸(五酸化二リン)などが挙げられるが、特に限定されない。リン酸としては、種々の純度のものを使用することができ、たとえば100%リン酸(正リン酸)や85%リン酸を使用することができる。脱水縮合リン酸は、リン酸が脱水反応により2分子以上縮合したものであり、例えばピロリン酸、ポリリン酸等を挙げることができる。リン酸塩、脱水縮合リン酸塩としては、リン酸または脱水縮合リン酸のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などが挙げられ、これらは種々の中和度とすることができる。これらのうち、リン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、リン酸のカリウム塩、またはリン酸のアンモニウム塩が好ましく、リン酸、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、またはリン酸二水素アンモニウムがより好ましい。 Examples of the compound A used in this embodiment include phosphoric acid or its salts, dehydrated condensed phosphoric acid or its salts, phosphoric anhydride (phosphorus pentoxide) and the like, but are not particularly limited. Phosphoric acid of various purities can be used, for example, 100% phosphoric acid (orthophosphoric acid) or 85% phosphoric acid can be used. Dehydration-condensed phosphoric acid is obtained by condensing two or more molecules of phosphoric acid by dehydration reaction, and examples thereof include pyrophosphoric acid and polyphosphoric acid. Phosphates and dehydrated condensed phosphates include lithium salts, sodium salts, potassium salts and ammonium salts of phosphoric acid or dehydrated condensed phosphates, and these can have various degrees of neutralization. Among these, the efficiency of introducing a phosphate group is high, the fibrillation efficiency is easily improved in the fibrillation step described later, the cost is low, and it is easy to apply industrially. Sodium salt, potassium salt of phosphate, or ammonium salt of phosphate are preferred, and phosphoric acid, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, or ammonium dihydrogen phosphate are more preferred.

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、たとえば化合物Aの添加量をリン原子量に換算した場合において、繊維原料(絶乾質量)に対するリン原子の添加量が0.5質量%以上100質量%以下となることが好ましく、1質量%以上50質量%以下となることがより好ましく、2質量%以上30質量%以下となることがさらに好ましい。繊維原料に対するリン原子の添加量を上記範囲内とすることにより、第1のセルロース繊維の収率をより向上させることができる。一方で、繊維原料に対するリン原子の添加量を上記上限値以下とすることにより、収率向上の効果とコストのバランスをとることができる。 The amount of compound A added to the fiber raw material is not particularly limited. For example, when the amount of compound A added is converted to the phosphorus atomic weight, the amount of phosphorus atoms added to the fiber raw material (absolute dry mass) is 0.5% by mass or more. It is preferably 100% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, and even more preferably 2% by mass or more and 30% by mass or less. By setting the amount of phosphorus atoms added to the fiber raw material within the above range, the yield of the first cellulose fibers can be further improved. On the other hand, by setting the amount of phosphorus atoms added to the fiber raw material to be equal to or less than the above upper limit, it is possible to balance the effect of improving the yield and the cost.

本実施態様で使用する化合物Bは、上述のとおり尿素及びその誘導体から選択される少なくとも1種である。化合物Bとしては、たとえば尿素、ビウレット、1-フェニル尿素、1-ベンジル尿素、1-メチル尿素、および1-エチル尿素などが挙げられる。
反応の均一性を向上させる観点から、化合物Bは水溶液として用いることが好ましい。また、反応の均一性をさらに向上させる観点からは、化合物Aと化合物Bの両方が溶解した水溶液を用いることが好ましい。
Compound B used in this embodiment is at least one selected from urea and derivatives thereof as described above. Compound B includes, for example, urea, biuret, 1-phenylurea, 1-benzylurea, 1-methylurea, and 1-ethylurea.
From the viewpoint of improving the uniformity of the reaction, compound B is preferably used as an aqueous solution. From the viewpoint of further improving the uniformity of the reaction, it is preferable to use an aqueous solution in which both compound A and compound B are dissolved.

繊維原料(絶乾質量)に対する化合物Bの添加量は、とくに限定されないが、たとえば1質量%以上500質量%以下であることが好ましく、10質量%以上400質量%以下であることがより好ましく、100質量%以上350質量%以下であることがさらに好ましい。 The amount of compound B added to the fiber raw material (absolute dry mass) is not particularly limited, but is preferably 1% by mass or more and 500% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 400% by mass or less, More preferably, it is 100% by mass or more and 350% by mass or less.

セルロースを含む繊維原料と化合物Aの反応においては、化合物Bの他に、たとえば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、たとえばホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセトアミド、ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。アミン類としては、たとえばメチルアミン、エチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ピリジン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどが挙げられる。これらの中でも、特にトリエチルアミンは良好な反応触媒として働くことが知られている。 In the reaction between the fiber raw material containing cellulose and compound A, in addition to compound B, for example, amides or amines may be included in the reaction system. Examples of amides include formamide, dimethylformamide, acetamide, dimethylacetamide and the like. Examples of amines include methylamine, ethylamine, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, pyridine, ethylenediamine and hexamethylenediamine. Among these, triethylamine in particular is known to work as a good reaction catalyst.

リン酸基導入工程においては、繊維原料に化合物A等を添加又は混合した後、当該繊維原料に対して加熱処理を施すことが好ましい。加熱処理温度としては、繊維の熱分解や加水分解反応を抑えながら、リン酸基を効率的に導入できる温度を選択することが好ましい。加熱処理温度は、たとえば50℃以上300℃以下であることが好ましく、100℃以上250℃以下であることがより好ましく、130℃以上200℃以下であることがさらに好ましい。また、加熱処理には、種々の熱媒体を有する機器を利用することができ、たとえば攪拌乾燥装置、回転乾燥装置、円盤乾燥装置、ロール型加熱装置、プレート型加熱装置、流動層乾燥装置、気流乾燥装置、減圧乾燥装置、赤外線加熱装置、遠赤外線加熱装置、マイクロ波加熱装置を用いることができる。 In the phosphate group-introducing step, it is preferable to heat-treat the fiber raw material after adding or mixing the compound A or the like to the fiber raw material. As the heat treatment temperature, it is preferable to select a temperature at which the phosphate group can be efficiently introduced while suppressing the thermal decomposition and hydrolysis reaction of the fiber. The heat treatment temperature is, for example, preferably 50° C. or higher and 300° C. or lower, more preferably 100° C. or higher and 250° C. or lower, and even more preferably 130° C. or higher and 200° C. or lower. In addition, for the heat treatment, equipment having various heat media can be used. A drying device, a vacuum drying device, an infrared heating device, a far infrared heating device, or a microwave heating device can be used.

本実施形態に係る加熱処理においては、たとえば薄いシート状の繊維原料に化合物Aを含浸等の方法により添加した後、加熱する方法や、ニーダー等で繊維原料と化合物Aを混練又は攪拌しながら加熱する方法を採用することができる。これにより、繊維原料における化合物Aの濃度ムラを抑制して、繊維原料に含まれるセルロース繊維表面へより均一にリン酸基を導入することが可能となる。これは、乾燥に伴い水分子が繊維原料表面に移動する際、溶存する化合物Aが表面張力によって水分子に引き付けられ、同様に繊維原料表面に移動してしまう(すなわち、化合物Aの濃度ムラを生じてしまう)ことを抑制できることに起因するものと考えられる。 In the heat treatment according to the present embodiment, for example, the compound A is added to a thin sheet-like fiber raw material by a method such as impregnation, and then heated, or the fiber raw material and the compound A are heated while kneading or stirring with a kneader or the like. method can be adopted. This makes it possible to suppress concentration unevenness of the compound A in the fiber raw material and to more uniformly introduce phosphate groups to the surface of the cellulose fibers contained in the fiber raw material. This is because when water molecules move to the surface of the fiber material during drying, the dissolved compound A is attracted to the water molecules by surface tension and similarly moves to the surface of the fiber material (that is, the concentration unevenness of the compound A is It is thought that this is due to the fact that it is possible to suppress the occurrence of

また、加熱処理に用いる加熱装置は、たとえばスラリーが保持する水分、及び化合物Aと繊維原料中のセルロース等が含む水酸基等との脱水縮合(リン酸エステル化)反応に伴って生じる水分、を常に装置系外に排出できる装置であることが好ましい。このような加熱装置としては、例えば送風方式のオーブン等が挙げられる。装置系内の水分を常に排出することにより、リン酸エステル化の逆反応であるリン酸エステル結合の加水分解反応を抑制できることに加えて、繊維中の糖鎖の酸加水分解を抑制することもできる。このため、軸比の高い第1のセルロース繊維を得ることが可能となる。 In addition, the heating device used for the heat treatment always removes the moisture retained by the slurry and the moisture generated due to the dehydration condensation (phosphorylation) reaction between the compound A and the hydroxyl groups contained in the cellulose etc. in the fiber raw material. It is preferable that the device can be discharged to the outside of the device system. As such a heating device, for example, an air-blowing oven can be used. By constantly draining the water in the device system, it is possible to suppress the hydrolysis reaction of the phosphate ester bond, which is the reverse reaction of phosphorylation, and to suppress the acid hydrolysis of the sugar chains in the fiber. can. Therefore, it is possible to obtain the first cellulose fibers having a high axial ratio.

加熱処理の時間は、たとえば繊維原料から実質的に水分が除かれてから1秒以上300分以下であることが好ましく、1秒以上1000秒以下であることがより好ましく、10秒以上800秒以下であることがさらに好ましい。本実施形態では、加熱温度と加熱時間を適切な範囲とすることにより、リン酸基の導入量を好ましい範囲内とすることができる。 The heat treatment time is, for example, preferably 1 second or more and 300 minutes or less, more preferably 1 second or more and 1000 seconds or less, and 10 seconds or more and 800 seconds or less, after water is substantially removed from the fiber raw material. is more preferable. In the present embodiment, the introduction amount of the phosphate group can be set within a preferable range by setting the heating temperature and the heating time within appropriate ranges.

リン酸基導入工程は、少なくとも1回行えば良いが、2回以上繰り返して行うこともできる。2回以上のリン酸基導入工程を行うことにより、繊維原料に対して多くのリン酸基を導入することができる。本実施形態においては、好ましい態様の一例として、リン酸基導入工程を2回行う場合が挙げられる。 The step of introducing a phosphate group may be performed at least once, but may be performed repeatedly two or more times. By performing the phosphate group-introducing step two or more times, many phosphate groups can be introduced into the fiber raw material. In the present embodiment, one example of a preferred aspect is the case where the phosphate group introduction step is performed twice.

<カルボキシル基導入工程>
第1のセルロース繊維がイオン性置換基としてカルボキシル基を有する場合、第1のセルロース繊維の製造工程は、カルボキシル基導入工程を含む。カルボキシル基導入工程は、セルロースを含む繊維原料に対し、オゾン酸化やフェントン法による酸化、TEMPO酸化処理などの酸化処理やカルボン酸由来の基を有する化合物もしくはその誘導体、またはカルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物もしくはその誘導体によって処理することにより行われる。
<Carboxyl Group Introduction Step>
When the first cellulose fiber has a carboxyl group as an ionic substituent, the manufacturing process of the first cellulose fiber includes a carboxyl group introduction step. In the step of introducing a carboxyl group, the fiber raw material containing cellulose is subjected to oxidation treatment such as ozone oxidation, oxidation by the Fenton method, TEMPO oxidation treatment, a compound having a carboxylic acid-derived group or a derivative thereof, or a carboxylic acid-derived group. This is done by treating the compound with an acid anhydride or a derivative thereof.

カルボン酸由来の基を有する化合物としては、特に限定されないが、たとえばマレイン酸、コハク酸、フタル酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、イタコン酸等のジカルボン酸化合物やクエン酸、アコニット酸等のトリカルボン酸化合物が挙げられる。また、カルボン酸由来の基を有する化合物の誘導体としては、特に限定されないが、たとえば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、たとえばマレイミド、コハク酸イミド、フタル酸イミド等のジカルボン酸化合物のイミド化物が挙げられる。 The compound having a carboxylic acid-derived group is not particularly limited. Examples include tricarboxylic acid compounds. Derivatives of compounds having a carboxylic acid-derived group are not particularly limited, but include, for example, imidized acid anhydrides of compounds having a carboxyl group and derivatives of acid anhydrides of compounds having a carboxyl group. Examples of imidized acid anhydrides of compounds having a carboxyl group include, but are not particularly limited to, imidized dicarboxylic acid compounds such as maleimide, succinimide and phthalimide.

カルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物としては、特に限定されないが、たとえば無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水イタコン酸等のジカルボン酸化合物の酸無水物が挙げられる。また、カルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物の誘導体としては、特に限定されないが、たと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、アルキル基、フェニル基等の置換基により置換されたものが挙げられる。 The acid anhydride of the compound having a group derived from carboxylic acid is not particularly limited. acid anhydrides; In addition, the acid anhydride derivative of the compound having a carboxylic acid-derived group is not particularly limited. Acid anhydrides in which at least some of the hydrogen atoms are substituted with substituents such as alkyl groups and phenyl groups can be mentioned.

カルボキシル基導入工程において、TEMPO酸化処理を行う場合には、たとえばその処理をpHが6以上8以下の条件で行うことが好ましい。このような処理は、中性TEMPO酸化処理ともいう。中性TEMPO酸化処理は、例えばリン酸ナトリウム緩衝液(pH=6.8)に、繊維原料としてパルプと、触媒としてTEMPO(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル)等のニトロキシラジカル、犠牲試薬として次亜塩素酸ナトリウムを添加することで行うことができる。さらに亜塩素酸ナトリウムを共存させることによって、酸化の過程で発生するアルデヒドを、効率的にカルボキシル基まで酸化することができる。 When the TEMPO oxidation treatment is performed in the carboxyl group introduction step, it is preferable to perform the treatment under the condition of pH 6 or more and 8 or less. Such treatment is also referred to as neutral TEMPO oxidation treatment. Neutral TEMPO oxidation treatment includes, for example, sodium phosphate buffer (pH=6.8), pulp as a fiber raw material, and TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl) as a catalyst. This can be done by adding sodium hypochlorite as a nitroxy radical, sacrificial reagent. Furthermore, coexistence of sodium chlorite enables efficient oxidation of aldehydes generated in the process of oxidation to carboxyl groups.

また、TEMPO酸化処理は、その処理をpHが10以上11以下の条件で行ってもよい。このような処理は、アルカリTEMPO酸化処理ともいう。アルカリTEMPO酸化処理は、たとえば繊維原料としてのパルプに対し、触媒としてTEMPO等のニトロキシラジカルと、共触媒として臭化ナトリウムと、酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムを添加することにより行うことができる。 Moreover, the TEMPO oxidation treatment may be performed under the condition that the pH is 10 or more and 11 or less. Such treatment is also called alkali TEMPO oxidation treatment. Alkaline TEMPO oxidation treatment can be performed, for example, by adding a nitroxy radical such as TEMPO as a catalyst, sodium bromide as a cocatalyst, and sodium hypochlorite as an oxidizing agent to pulp as a fiber raw material. .

<洗浄工程>
本実施形態における第1のセルロース繊維の製造方法においては、必要に応じてイオン性置換基導入繊維に対して洗浄工程を行うことができる。洗浄工程は、たとえば水や有機溶剤によりイオン性置換基導入繊維を洗浄することにより行われる。また、洗浄工程は後述する各工程の後に行われてもよく、各洗浄工程において実施される洗浄回数は、とくに限定されない。
<Washing process>
In the first method for producing cellulose fibers in the present embodiment, the ionic substituent-introduced fibers can be subjected to a washing step, if necessary. The washing step is performed by washing the ionic substituent-introduced fiber with, for example, water or an organic solvent. Moreover, the washing process may be performed after each process described later, and the number of times of washing performed in each washing process is not particularly limited.

<アルカリ処理工程>
本実施形態における第1のセルロース繊維の製造方法においては、必要に応じて洗浄後のイオン性置換基導入繊維に対して、アルカリ処理を行ってもよい。この場合、洗浄後のイオン性置換基導入繊維を10Lのイオン交換水で希釈した後、撹拌しながら1Nのアルカリ溶液を少しずつ添加することにより、pHが12以上13以下に調整することが好ましい。アルカリ溶液に含まれるアルカリ化合物は、特に限定されず、無機アルカリ化合物であってもよいし、有機アルカリ化合物であってもよい。本実施形態においては、汎用性が高いことから、たとえば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムをアルカリ化合物として用いることが好ましい。また、アルカリ溶液に含まれる溶媒は、水または有機溶剤のいずれであってもよい。中でも、アルカリ溶液に含まれる溶媒は、水、またはアルコールに例示される極性有機溶剤などを含む極性溶媒であることが好ましく、少なくとも水を含む水系溶媒であることがより好ましい。アルカリ溶液としては、汎用性が高いことから、たとえば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好ましい。
<Alkali treatment process>
In the first method for producing cellulose fibers in the present embodiment, alkali treatment may be performed on the ionic substituent-introduced fibers after washing, if necessary. In this case, it is preferable to adjust the pH to 12 or more and 13 or less by diluting the washed ionic substituent-introduced fiber with 10 L of ion-exchanged water, and then gradually adding a 1N alkaline solution while stirring. . The alkaline compound contained in the alkaline solution is not particularly limited, and may be an inorganic alkaline compound or an organic alkaline compound. In the present embodiment, it is preferable to use, for example, sodium hydroxide or potassium hydroxide as the alkaline compound because of its high versatility. Moreover, the solvent contained in the alkaline solution may be either water or an organic solvent. Among them, the solvent contained in the alkaline solution is preferably water or a polar solvent including a polar organic solvent exemplified by alcohol, and more preferably an aqueous solvent including at least water. As the alkaline solution, for example, an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous potassium hydroxide solution is preferable because of its high versatility.

アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液の温度は、特に限定されないが、たとえば5℃以上80℃以下であることが好ましく、10℃以上60℃以下であることがより好ましい。アルカリ処理工程におけるイオン性置換基導入繊維のアルカリ溶液への浸漬時間は、特に限定されないが、たとえば5分以上30分以下であることが好ましく、10分以上20分以下であることがより好ましい。アルカリ処理におけるアルカリ溶液の使用量は、特に限定されないが、たとえばイオン性置換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。
なお、アルカリ処理工程の後には、さらに上述した洗浄工程を設けてもよい。
Although the temperature of the alkaline solution in the alkaline treatment step is not particularly limited, it is preferably 5° C. or higher and 80° C. or lower, more preferably 10° C. or higher and 60° C. or lower. The immersion time of the ionic substituent-introduced fiber in the alkali solution in the alkali treatment step is not particularly limited, but is preferably 5 minutes or more and 30 minutes or less, more preferably 10 minutes or more and 20 minutes or less. The amount of the alkaline solution used in the alkaline treatment is not particularly limited, but for example, it is preferably 100% by mass or more and 100000% by mass or less, and 1000% by mass or more and 10000% by mass with respect to the absolute dry mass of the ionic substituent-introduced fiber. The following are more preferable.
In addition, after the alkali treatment step, the cleaning step described above may be further provided.

(第2のセルロース繊維)
本発明のシートは、繊維幅が1000nm以下の第2のセルロース繊維(微細繊維状セルロース)を含む。第2のセルロース繊維の繊維幅は、たとえば電子顕微鏡観察などにより測定することが可能である。なお、第2のセルロース繊維は、たとえば単繊維状のセルロースである。
(Second cellulose fiber)
The sheet of the present invention contains second cellulose fibers (fine fibrous cellulose) having a fiber width of 1000 nm or less. The fiber width of the second cellulose fibers can be measured, for example, by electron microscopic observation. The second cellulose fiber is, for example, monofilament-like cellulose.

第2のセルロース繊維の繊維幅は、1000nm以下であればよく、500nm以下であることが好ましく、300nm以下であることがより好ましく、200nm以下であることがさらに好ましく、100nm以下であることが一層好ましく、50nm以下であることがより一層好ましく、10nm以下であることが特に好ましい。本発明のシートは、このように繊維幅が小さい微細繊維状セルロースを、イオン性置換基を有する第1のセルロース繊維(粗大セルロース繊維)と併用することで、シートの製造工程において、シートに撚れが発生することを抑制することができる。 The fiber width of the second cellulose fiber may be 1000 nm or less, preferably 500 nm or less, more preferably 300 nm or less, even more preferably 200 nm or less, and even more preferably 100 nm or less. It is preferably 50 nm or less, more preferably 10 nm or less. The sheet of the present invention can be obtained by using fine fibrous cellulose with a small fiber width in combination with the first cellulose fibers (coarse cellulose fibers) having an ionic substituent, thereby twisting the sheet into a sheet in the manufacturing process of the sheet. It is possible to suppress the occurrence of leakage.

第2のセルロース繊維の繊維幅は、たとえば電子顕微鏡を用いて以下のようにして測定される。まず、濃度0.05質量%以上0.1質量%以下の第2のセルロース繊維の水系懸濁液を調製し、この懸濁液を親水化処理したカーボン膜被覆グリッド上にキャストしてTEM観察用試料とする。幅の広い繊維を含む場合には、ガラス上にキャストした表面のSEM像を観察してもよい。次いで、観察対象となる繊維の幅に応じて1000倍、5000倍、10000倍あるいは50000倍のいずれかの倍率で電子顕微鏡画像による観察を行う。但し、試料、観察条件や倍率は下記の条件を満たすように調整する。
(1)観察画像内の任意箇所に一本の直線Xを引き、該直線Xに対し、20本以上の繊維が交差する。
(2)同じ画像内で該直線と垂直に交差する直線Yを引き、該直線Yに対し、20本以上の繊維が交差する。
上記条件を満足する観察画像に対し、直線X、直線Yと交差する繊維の幅を目視で読み取る。このようにして、少なくとも互いに重なっていない表面部分の観察画像を3組以上得る。次いで、各画像に対して、直線X、直線Yと交差する繊維の幅を読み取る。
The fiber width of the second cellulose fibers is measured using, for example, an electron microscope as follows. First, an aqueous suspension of the second cellulose fibers 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 and observed by TEM. Use as a sample. SEM images of surfaces cast on glass may be observed if they contain wide fibers. Then, an electron microscope image is observed at a magnification of 1,000, 5,000, 10,000, or 50,000 times depending on the width of the fiber to be observed. However, the sample, observation conditions and magnification are adjusted so as to satisfy the following conditions.
(1) A single straight line X is drawn at an arbitrary point in the observed image, and 20 or more fibers intersect the straight line X.
(2) Draw a straight line Y that intersects the straight line perpendicularly in the same image, and 20 or more fibers intersect the straight line Y.
Widths of fibers intersecting the straight lines X and Y are visually read from the observation image satisfying the above conditions. In this way, at least three sets of observed images of surface portions that do not overlap each other are obtained. Then, for each image, the width of the fiber that crosses straight line X and straight line Y is read.

第2のセルロース繊維の繊維長は、とくに限定されないが、たとえば0.1μm以上1000μm以下であることが好ましく、0.1μm以上800μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上600μm以下であることがさらに好ましい。繊維長を上記範囲内とすることにより、第2のセルロース繊維の結晶領域の破壊を抑制できる。また、第2のセルロース繊維のスラリー粘度を適切な範囲とすることも可能となる。なお、第2のセルロース繊維の繊維長は、たとえば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 second cellulose fiber is not particularly limited, but for example, it is preferably 0.1 μm or more and 1000 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 800 μm or less, and 0.1 μm or more and 600 μm or less. is more preferred. By setting the fiber length within the above range, it is possible to suppress breakage of the crystal regions of the second cellulose fibers. Also, it is possible to set the slurry viscosity of the second cellulose fibers within an appropriate range. The fiber length of the second cellulose fibers can be determined by image analysis using TEM, SEM, or AFM, for example.

第2のセルロース繊維はI型結晶構造を有していることが好ましい。ここで、第2のセルロース繊維がI型結晶構造を有することは、グラファイトで単色化したCuKα(λ=1.5418Å)を用いた広角X線回折写真より得られる回折プロファイルにおいて同定できる。具体的には、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークをもつことから同定することができる。 Preferably, the second cellulose fibers have a Type I crystal structure. Here, the fact that the second cellulose fibers have a type I crystal structure can be identified in a diffraction profile obtained from a wide-angle X-ray diffraction photograph using CuKα (λ=1.5418 Å) monochromated with graphite. Specifically, it can be identified by having typical peaks at two positions near 2θ=14° or more and 17° or less and 2θ=22° or more and 23° or less.

第2のセルロース繊維に占めるI型結晶構造の割合は、たとえば30%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましく、50%以上であることがさらに好ましい。これにより、耐熱性と低線熱膨張率発現の点でさらに優れた性能が期待できる。結晶化度については、X線回折プロファイルを測定し、そのパターンから常法により求められる(Seagalら、Textile Research Journal、29巻、786ページ、1959年)。 The proportion of the I-type crystal structure in the second cellulose fibers is, for example, preferably 30% or more, more preferably 40% or more, and even more preferably 50% or more. As a result, even better performance can be expected in terms of heat resistance and low coefficient of linear thermal expansion. The degree of crystallinity is determined by a conventional method from the pattern of X-ray diffraction profiles (Seagal et al., Textile Research Journal, vol. 29, p. 786, 1959).

第2のセルロース繊維の軸比(繊維長/繊維幅)は、とくに限定されないが、たとえば20以上10000以下であることが好ましく、50以上1000以下であることがより好ましい。軸比を上記下限値以上とすることにより、第2のセルロース繊維を含有するシートを形成しやすい。軸比を上記上限値以下とすることにより、たとえば第2のセルロース繊維を水分散液として扱う際に、希釈等のハンドリングがしやすくなる点で好ましい。 Although the axial ratio (fiber length/fiber width) of the second cellulose fibers is not particularly limited, it is preferably 20 or more and 10,000 or less, more preferably 50 or more and 1,000 or less. A sheet containing the second cellulose fibers can be easily formed by making the axial ratio equal to or higher than the above lower limit. By setting the axial ratio to be equal to or less than the above upper limit, for example, when the second cellulose fiber is treated as an aqueous dispersion, it is preferable in terms of ease of handling such as dilution.

本実施形態における第2のセルロース繊維は、たとえば結晶領域と非結晶領域をともに有している。とくに、結晶領域と非結晶領域をともに有し、かつ軸比が高い第2のセルロース繊維は、後述する微細繊維状セルロースの製造方法により実現されるものである。 The second cellulose fibers in this embodiment have, for example, both crystalline and amorphous regions. In particular, the second cellulose fibers having both a crystalline region and an amorphous region and having a high axial ratio are realized by the method for producing fine fibrous cellulose described later.

本実施形態における第2のセルロース繊維は、イオン性置換基を有することが好ましい。イオン性置換基としては、たとえばアニオン性基およびカチオン性基のいずれか一方または双方を含むことができる。アニオン性基としては、たとえばリン酸基また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)、カルボキシル基また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)、およびスルホン基また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、リン酸基およ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とくに好ましい。リン酸基は、第1のセルロース繊維が有し得るリン酸基と同様である。 The second cellulose fiber in this embodiment preferably has an ionic substituent. The ionic substituents can include, for example, either one or both of an anionic group and a cationic group. Examples of the anionic group include, for example, 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 a sulfone group or a substituent derived from a sulfone group (sometimes referred to simply as a sulfone group), and at least one selected from a phosphate group and a carboxyl group. More preferably, it is particularly preferably a phosphate group. The phosphate group is the same as the phosphate group that the first cellulose fiber may have.

第2のセルロース繊維に対するイオン性置換基の導入量は、たとえば第2のセルロース繊維1g(質量)あたり0.1mmol/g以上であることが好ましく、0.3mmol/g以上であることがより好ましく、0.5mmol/g以上であることがさらに好ましく、0.7mmol/g以上であることが一層好ましく、1.0mmol/g以上であることがとくに好ましい。また、第2のセルロース繊維のイオン性置換基の導入量は、セルロース繊維1g(質量)あたり3.65mmol/g以下であることが好ましく、3.5mmol/g以下であることがより好ましく、3.0mmol/g以下であることがさらに好ましい。ここで、単位mmol/gは、たとえばアニオン性基の対イオンが水素イオン(H+)であるときの第2のセルロース繊維の質量1gあたりの置換基量を示す。 The amount of the ionic substituent introduced into the second cellulose fibers is, for example, preferably 0.1 mmol/g or more, more preferably 0.3 mmol/g or more per 1 g (mass) of the second cellulose fibers. , is more preferably 0.5 mmol/g or more, still more preferably 0.7 mmol/g or more, and particularly preferably 1.0 mmol/g or more. In addition, the amount of the ionic substituent introduced into the second cellulose fiber is preferably 3.65 mmol/g or less, more preferably 3.5 mmol/g or less, per 1 g (mass) of cellulose fiber. It is more preferably .0 mmol/g or less. Here, the unit mmol/g indicates the amount of substituents per 1 g of mass of the second cellulose fiber when the counter ion of the anionic group is hydrogen ion (H + ), for example.

第2のセルロース繊維に対するアニオン性基の導入量は、たとえば伝導度滴定法により測定することができる。伝導度滴定法による測定では、得られた第2のセルロース繊維を含有するスラリーに、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリを加えながら伝導度の変化を求めることにより、導入量を測定する。 The amount of anionic groups introduced into the second cellulose fibers can be measured, for example, by conductivity titration. In the measurement by the conductivity titration method, the introduced amount is measured by determining the change in conductivity while adding an alkali such as an aqueous sodium hydroxide solution to the obtained slurry containing the second cellulose fibers.

図3は、リン酸基を有する第2のセルロース繊維に対するNaOH滴下量と電気伝導度の関係を示すグラフである。第2のセルロース繊維に対するリン酸基の導入量は、たとえば次のように測定される。まず、第2のセルロース繊維を含有するスラリーを強酸性イオン交換樹脂で処理する。なお、必要に応じて、強酸性イオン交換樹脂による処理の前に、後述の解繊処理工程と同様の解繊処理を測定対象に対して実施してもよい。次いで、水酸化ナトリウム水溶液を加えながら電気伝導度の変化を観察し、図3に示すような滴定曲線を得る。図3に示すように、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)。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。このように、滴定曲線には、3つの領域が現れる。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。このため、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。したがって、上記で得られた滴定曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して得られる値が、リン酸基導入量(mmol/g)となる。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH dripped onto the second cellulose fiber having a phosphate group and the electrical conductivity. The amount of phosphate groups introduced into the second cellulose fiber is measured, for example, as follows. First, the slurry containing the second cellulose fibers is treated with a strongly acidic ion exchange resin. In addition, before the treatment with the strongly acidic ion exchange resin, a defibration treatment similar to the fibrillation treatment step described below may be performed on the object to be measured, if necessary. Next, change in electrical conductivity is observed while adding sodium hydroxide aqueous solution, and a titration curve as shown in FIG. 3 is obtained. As shown in FIG. 3, the electrical conductivity drops sharply at first (hereinafter referred to as "first region"). After that, the conductivity starts to rise slightly (hereinafter referred to as "second region"). After that, the increment of conductivity increases (hereinafter referred to as "third region"). The boundary point between the second region and the third region is defined as the point where the second derivative of the conductivity, that is, the amount of change in the increment (slope) of the conductivity is maximized. Thus, three regions appear in the titration curve. 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 the amount of weak acid groups in the slurry used for titration. be equal. When the phosphate groups condense, the weakly acidic groups are apparently lost, and the amount of alkali required for the second region becomes smaller than the amount of alkali required for the first region. On the other hand, the amount of strongly acidic groups coincides with the amount of phosphorus atoms regardless of the presence or absence of condensation. Therefore, the amount of phosphate group introduced (or the amount of phosphate group) or the amount of substituent group introduced (or the amount of substituent group) means the amount of strongly acidic group. Therefore, the value obtained by dividing the alkali amount (mmol) required in the first region of the titration curve obtained above by the solid content (g) in the slurry to be titrated is the amount of phosphate group introduced (mmol/ g).

第2のセルロース繊維に対するカルボキシル基の導入量は、たとえば次のように測定される。まず、第2のセルロース繊維を含有するスラリーを強酸性イオン交換樹脂で処理する。なお、必要に応じて、強酸性イオン交換樹脂による処理の前に、後述の解繊処理工程と同様の解繊処理を測定対象に対して実施してもよい。次いで、水酸化ナトリウム水溶液を加えながら電気伝導度の変化を観察し、図2と同様の滴定曲線を得る。滴定曲線は電気伝導度が減少した後、伝導度の増分(傾き)がほぼ一定となるまでの第1領域と、その後に伝導度の増分(傾き)が増加する第2領域に区分される。なお、第1領域、第2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。そして、滴定曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象の第2のセルロース繊維含有スラリー中の固形分(g)で除して得られる値が、カルボキシル基の導入量(mmol/g)となる。 The amount of carboxyl groups introduced into the second cellulose fiber is measured, for example, as follows. First, the slurry containing the second cellulose fibers is treated with a strongly acidic ion exchange resin. In addition, before the treatment with the strongly acidic ion exchange resin, a defibration treatment similar to the fibrillation treatment step described below may be performed on the object to be measured, if necessary. Next, the change in electrical conductivity is observed while adding an aqueous sodium hydroxide solution to obtain a titration curve similar to that in FIG. The titration curve is divided into a first region in which the conductivity increment (slope) becomes almost constant after the electrical conductivity decreases, and a second region in which the conductivity increment (slope) increases thereafter. The boundary point between the first region and the second region is defined as the point where the second differential value of the conductivity, that is, the amount of change in the increment (slope) of the conductivity becomes maximum. Then, the value obtained by dividing the alkali amount (mmol) required in the first region of the titration curve by the solid content (g) in the second cellulose fiber-containing slurry to be titrated is the introduction amount of the carboxyl group. (mmol/g).

なお、上述のカルボキシル基導入量(mmol/g)は、カルボキシル基の対イオンが水素イオン(H+)であるときの第2のセルロース繊維の質量1gあたりの置換基量(以降、カルボキシル基量(酸型)と呼ぶ)を示している。一方で、カルボキシル基の対イオンが電荷当量となるように任意の陽イオンCに置換されている場合は、分母を当該陽イオンCが対イオンであるときの第2のセルロース繊維の質量に変換することで、陽イオンCが対イオンである第2のセルロース繊維が有するカルボキシル基量(以降、カルボキシル基量(C型))を求めることができる。
すなわち、下記計算式によってカルボキシル基導入量を算出する。
カルボキシル基導入量(C型)=カルボキシル基量(酸型)/[1+(W-1)×(カルボキシル基量(酸型))/1000]
W:陽イオンCの1価あたりの式量(例えば、Naは23、Alは9)
The amount of carboxyl groups introduced above (mmol/g) is the amount of substituents per 1 g of the mass of the second cellulose fiber when the counter ion of the carboxyl group is hydrogen ion (H + ) (hereinafter referred to as the amount of carboxyl group (acid form)). On the other hand, when the counterion of the carboxyl group is substituted with an arbitrary cation C so as to have a charge equivalent, the denominator is converted to the mass of the second cellulose fiber when the cation C is the counterion. By doing so, it is possible to determine the amount of carboxyl groups (hereinafter referred to as the amount of carboxyl groups (C-type)) possessed by the second cellulose fibers in which the cation C is the counterion.
That is, the amount of carboxyl group introduced is calculated by the following formula.
Amount of carboxyl groups introduced (type C) = amount of carboxyl groups (acid form) / [1 + (W-1) x (amount of carboxyl groups (acid form)) / 1000]
W: Formula weight per valence of cation C (for example, 23 for Na and 9 for Al)

第2のセルロース繊維の含有量は、シートに含まれるセルロース繊維の全質量に対して、1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、10質量%以上であることがさらに好ましく、15質量%以上であることが一層好ましく、30質量%以上であることが特に好ましい。また、第2のセルロース繊維の含有量は、シートに含まれるセルロース繊維の全質量に対して、90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることがさらに好ましい。 The content of the second cellulose fibers is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and 10% by mass or more, relative to the total mass of the cellulose fibers contained in the sheet. is more preferable, 15% by mass or more is even more preferable, and 30% by mass or more is particularly preferable. In addition, the content of the second cellulose fibers is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, and 70% by mass or less with respect to the total mass of the cellulose fibers contained in the sheet. is more preferable.

<微細繊維状セルロースの製造工程>
<繊維原料>
微細繊維状セルロースは、セルロースを含む繊維原料から製造される。セルロースを含む繊維原料としては、とくに限定されないが、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、たとえば木材パルプ、非木材パルプ、および脱墨パルプが挙げられる。木材パルプとしては、とくに限定されないが、たと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)および酸素漂白クラフトパルプ(OKP)等の化学パルプ、セミケミカルパルプ(SCP)およびケミグラウンドウッドパルプ(CGP)等の半化学パルプ、砕木パルプ(GP)およびサーモメカニカルパルプ(TMP、BCTMP)等の機械パルプ等が挙げられる。非木材パルプとしては、とくに限定されないが、たとえばコットンリンターおよびコットンリント等の綿系パルプ、麻、麦わらおよびバガス等の非木材系パルプが挙げられる。脱墨パルプとしては、とくに限定されないが、たとえば古紙を原料とする脱墨パルプが挙げられる。本実施態様のパルプは上記の1種を単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
上記パルプの中でも、入手のしやすさという観点からは、たとえば木材パルプおよび脱墨パルプが好ましい。また、木材パルプの中でも、セルロース比率が大きく解繊処理時の微細繊維状セルロースの収率が高い観点や、パルプ中のセルロースの分解が小さく軸比の大きい長繊維の微細繊維状セルロースが得られる観点から、たとえば化学パルプがより好ましく、クラフトパルプ、サルファイトパルプがさらに好ましい。
<Manufacturing process of fine fibrous cellulose>
<Textile raw material>
Microfibrous cellulose is produced from fibrous raw materials containing cellulose. The fibrous raw material containing cellulose is not particularly limited, but pulp is preferably used because it is readily available and inexpensive. Pulp includes, for example, wood pulp, non-wood pulp, and deinked pulp. Examples of wood pulp include, but are not limited to, hardwood kraft pulp (LBKP), softwood kraft pulp (NBKP), sulfite pulp (SP), dissolving pulp (DP), soda pulp (AP), and unbleached kraft pulp (UKP). ) and chemical pulp such as oxygen bleached kraft pulp (OKP), semi-chemical pulp such as semi-chemical pulp (SCP) and chemigroundwood pulp (CGP), groundwood pulp (GP) and thermomechanical pulp (TMP, BCTMP) A mechanical pulp etc. are mentioned. Non-wood pulps include, but are not limited to, cotton-based pulps such as cotton linters and cotton lints, and non-wood-based pulps such as hemp, straw, and bagasse. Examples of deinked pulp include, but are not limited to, deinked pulp made from waste paper. The pulp of this embodiment may be used alone or in combination of two or more.
Among the above pulps, wood pulp and deinked pulp are preferred, for example, from the viewpoint of availability. In addition, among wood pulps, the cellulose ratio is high and the yield of fine fibrous cellulose at the time of defibration is high, and the decomposition of cellulose in the pulp is small, and fine fibrous cellulose of long fibers with a large axial ratio can be obtained. From the point of view, for example, chemical pulp is more preferable, and kraft pulp and sulfite pulp are more preferable.

セルロースを含む繊維原料としては、たとえばホヤ類に含まれるセルロースや、酢酸菌が生成するバクテリアセルロースを利用することもできる。また、セルロースを含む繊維原料に代えて、キチン、キトサンなどの直鎖型の含窒素多糖高分子が形成する繊維を用いることもできる。 As the fiber raw material containing cellulose, for example, cellulose contained in sea squirts and bacterial cellulose produced by acetic acid bacteria can be used. Fibers formed by straight-chain nitrogen-containing polysaccharide polymers such as chitin and chitosan can also be used instead of fiber raw materials containing cellulose.

<リン酸基導入工程>
微細繊維状セルロースがリン酸基を有する場合、微細繊維状セルロースの製造工程は、リン酸基導入工程を含む。リン酸基導入工程は、第1のセルロース繊維の製造工程におけるリン酸基導入工程と同様の工程である。
<Phosphate group introduction step>
When the fine fibrous cellulose has a phosphate group, the process for producing the fine fibrous cellulose includes a phosphate group introduction step. The phosphate group-introducing step is the same as the phosphate group-introducing step in the first cellulose fiber production step.

<カルボキシル基導入工程>
微細繊維状セルロースがカルボキシル基を有する場合、微細繊維状セルロースの製造工程は、カルボキシル基導入工程を含む。カルボキシル基導入工程は、第1のセルロース繊維の製造工程におけるカルボキシル基導入工程と同様の工程である。
<Carboxyl Group Introduction Step>
When the fine fibrous cellulose has a carboxyl group, the production process of the fine fibrous cellulose includes a carboxyl group introduction step. The carboxyl group-introducing step is the same step as the carboxyl group-introducing step in the first cellulose fiber manufacturing process.

<洗浄工程>
本実施形態における微細繊維状セルロースの製造方法においては、必要に応じてリン酸基導入繊維に対して洗浄工程を行うことができる。洗浄工程は、第1のセルロース繊維の製造工程における洗浄工程と同様の工程である。
<Washing process>
In the method for producing fine fibrous cellulose according to the present embodiment, the phosphate group-introduced fibers can be washed if necessary. The washing step is the same step as the first washing step in the manufacturing process of the cellulose fibers.

<アルカリ処理工程>
微細繊維状セルロースを製造する場合、イオン性置換基導入工程と、後述する解繊処理工程との間に、繊維原料に対してアルカリ処理を行ってもよい。アルカリ処理の方法は、第1のセルロース繊維の製造工程におけるアルカリ処理の方法と同様である。
なお、アルカリ処理工程の後には、さらに上述した洗浄工程を設けてもよい。
<Alkali treatment process>
When producing fine fibrous cellulose, the fiber raw material may be subjected to alkali treatment between the ionic substituent introduction step and the fibrillation treatment step described later. The alkali treatment method is the same as the alkali treatment method in the first manufacturing process of the cellulose fibers.
In addition, after the alkali treatment step, the cleaning step described above may be further provided.

<解繊処理>
繊維を解繊処理工程で解繊処理することにより、微細繊維状セルロースが得られる。解繊処理工程においては、たとえば解繊処理装置を用いることができる。解繊処理装置は、特に限定されないが、たとえば高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザーや超高圧ホモジナイザー、高圧衝突型粉砕機、ボールミル、ビーズミル、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナー、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、またはビーターなどを使用することができる。上記解繊処理装置の中でも、粉砕メディアの影響が少なく、コンタミネーションのおそれが少ない高速解繊機、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザーを用いるのがより好ましい。
<Fibrillation treatment>
Fine fibrous cellulose is obtained by defibrating the fibers in the fibrillation treatment step. In the defibration treatment process, for example, a fibrillation treatment device can be used. The fibrillation treatment device is not particularly limited, but includes, for example, a high-speed fibrillator, a grinder (stone mill mill), a high-pressure homogenizer, an ultra-high-pressure homogenizer, a high-pressure collision-type pulverizer, a ball mill, a bead mill, a disk-type refiner, a conical refiner, and a biaxial refiner. A kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, a beater, or the like can be used. Among the above defibration equipment, it is more preferable to use a high-speed fibrillation machine, a high-pressure homogenizer, and an ultrahigh-pressure homogenizer, which are less affected by the grinding media and less likely to cause contamination.

解繊処理工程においては、繊維を分散媒により希釈してスラリー状にすることが好ましい。分散媒としては、水、および極性有機溶剤などの有機溶剤から選択される1種または2種以上を使用することができる。極性有機溶剤としては、とくに限定されないが、たとえばアルコール類、多価アルコール類、ケトン類、エーテル類、エステル類、非プロトン極性溶媒等が好ましい。アルコール類としては、たとえばメタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブチルアルコール等が挙げられる。多価アルコール類としては、たとえばエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどが挙げられる。ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)等が挙げられる。エーテル類としては、たとえばジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノn-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。エステル類としては、たとえば酢酸エチル、酢酸ブチル等が挙げられる。非プロトン性極性溶媒としてはジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、N-メチル-2-ピロリジノン(NMP)等が挙げられる。 In the fibrillation treatment step, the fibers are preferably diluted with a dispersion medium to form a slurry. As the dispersion medium, one or more selected from organic solvents such as water and polar organic solvents can be used. The polar organic solvent is not particularly limited, but alcohols, polyhydric alcohols, ketones, ethers, esters, aprotic polar solvents and the like are preferable. Examples of alcohols include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutyl alcohol and the like. Examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol, propylene glycol and glycerin. Ketones include acetone, methyl ethyl ketone (MEK), and the like. Examples of ethers include diethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether and the like. Examples of esters include ethyl acetate and butyl acetate. Aprotic polar solvents include dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) and the like.

解繊処理時の微細繊維状セルロースの固形分濃度は適宜設定できる。また、繊維を分散媒に分散させて得たスラリー中には、例えば水素結合性のある尿素などのリン酸基導入繊維以外の固形分が含まれていてもよい。 The solid content concentration of the fine fibrous cellulose at the defibration treatment can be appropriately set. In addition, the slurry obtained by dispersing the fibers in the dispersion medium may contain solids other than the phosphate group-introduced fibers, such as urea having hydrogen bonding properties.

(比率)
第1のセルロース繊維と第2のセルロース繊維の質量比率(第1のセルロース繊維:第2のセルロース繊維)は、30:70~90:10であることが好ましく、40:60~90:10であることがより好ましい。ここで、シート中の第1のセルロース繊維は、たとえば走査電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、S-3600N)にて観察することが可能である。また、第2のセルロース繊維は、たとえば高分解能電界放出型走査電子顕微鏡(日立製作所製、S-5200)にて観察することが可能である。このような観察により、各繊維の体積比率から質量比率を算出してもよい。但し、後述するようなシートの製造工程における、各セルロース繊維の混合比は、シートにおける第1のセルロース繊維と第2のセルロース繊維の比率と同等である。
(ratio)
The mass ratio of the first cellulose fiber to the second cellulose fiber (first cellulose fiber: second cellulose fiber) is preferably 30:70 to 90:10, and 40:60 to 90:10. It is more preferable to have Here, the first cellulose fibers in the sheet can be observed, for example, with a scanning electron microscope (S-3600N, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). Also, the second cellulose fibers can be observed, for example, with a high-resolution field emission scanning electron microscope (S-5200, manufactured by Hitachi, Ltd.). Based on such observation, the mass ratio may be calculated from the volume ratio of each fiber. However, the mixing ratio of each cellulose fiber in the sheet manufacturing process, which will be described later, is the same as the ratio of the first cellulose fiber and the second cellulose fiber in the sheet.

(その他の繊維)
本発明のシートは第1のセルロース繊維と第2のセルロース繊維以外に、その他のセルロース繊維を含んでいてもよい。その他のセルロース繊維としては、たとえば第1のセルロース繊維を叩解して繊維幅を1μmより大きく10μm未満とした、高叩解パルプを挙げることができる。ここで、その他の繊維の繊維幅とは、セルロース繊維の幹繊維における繊維幅である。たとえば、その他の繊維がフィブリル化セルロース繊維である場合には、フィブリル化して分枝化した繊維の繊維幅ではなく、幹繊維の繊維幅をその他の繊維の繊維幅という。
(other fibers)
The sheet of the present invention may contain other cellulose fibers in addition to the first cellulose fibers and the second cellulose fibers. Other cellulose fibers include, for example, highly beaten pulp obtained by beating the first cellulose fibers to a fiber width of more than 1 μm and less than 10 μm. Here, the fiber width of other fibers is the fiber width of trunk fibers of cellulose fibers. For example, when the other fibers are fibrillated cellulose fibers, the fiber width of the other fibers is not the fiber width of the fibrillated and branched fibers but the fiber width of the stem fibers.

その他のセルロース繊維の叩解は、たとえば解繊処理装置を用いて行うことができる。解繊処理装置としては特に限定されない。例えば、高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザーや超高圧ホモジナイザー、クレアミックス、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が挙げられる。また、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、ビーター等、湿式粉砕する装置等を適宜使用することができる。 Beating of other cellulose fibers can be performed, for example, using a defibration treatment apparatus. The fibrillation treatment device is not particularly limited. Examples thereof include high-speed defibrators, grinders (stone mill-type grinders), high-pressure homogenizers, ultra-high-pressure homogenizers, CLEARMIX, high-pressure collision-type grinders, ball mills, bead mills, disk-type refiners, and conical refiners. In addition, a twin-screw kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, a beater, or a wet pulverizing device can be used as appropriate.

(水溶性高分子)
本発明のシートは、水溶性高分子をさらに含んでいてもよい。水溶性高分子としては、たとえばカルボキシビニルポリマー、ポリビニルアルコール、メタクリル酸アルキル・アクリル酸コポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、イソプレングリコール、ヘキシレングリコール、1,3-ブチレングリコール、およびポリアクリルアミドなどに例示される合成水溶性高分子;キサンタンガム、グアーガム、タマリンドガム、カラギーナン、ローカストビーンガム、クインスシード、アルギン酸、プルラン、カラギーナン、およびペクチンなどに例示される増粘多糖類;カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、およびヒロドキシエチルセルロースなどに例示されるセルロース誘導体;カチオン化デンプン、生デンプン、酸化デンプン、エーテル化デンプン、エステル化デンプン、およびアミロースなどに例示されるデンプン類;グリセリン、ジグリセリン、およびポリグリセリンなどに例示されるグリセリン類;ヒアルロン酸、ヒアルロン酸の金属塩等を挙げることができる。
(water-soluble polymer)
The sheet of the present invention may further contain a water-soluble polymer. Examples of water-soluble polymers include carboxyvinyl polymer, polyvinyl alcohol, alkyl methacrylate/acrylic acid copolymer, polyvinylpyrrolidone, sodium polyacrylate, polyethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene oxide, propylene glycol, dipropylene glycol, Synthetic water-soluble polymers exemplified by polypropylene glycol, isoprene glycol, hexylene glycol, 1,3-butylene glycol, and polyacrylamide; xanthan gum, guar gum, tamarind gum, carrageenan, locust bean gum, quince seed, alginic acid, pullulan , carrageenan, and pectin; cellulose derivatives, such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, and hydroxyethylcellulose; cationized starch, raw starch, oxidized starch, etherified starch, esterified starch , and starches exemplified by amylose; glycerins exemplified by glycerin, diglycerin, and polyglycerin; hyaluronic acid, metal salts of hyaluronic acid, and the like.

(紙力増強剤)
本発明のシートは、紙力増強剤をさらに含むものであることが好ましい。これにより、シートの強度をさらに向上させることが可能となる。紙力増強剤としては、乾燥紙力剤及び湿潤紙力剤を挙げることができる。乾燥紙力剤としては、例えば、カチオン化澱粉、ポリアクリルアミド(PAM)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、アクリル樹脂等を挙げることができる。湿潤紙力剤としては、ポリアミドエピハロヒドリン、尿素、メラミン、熱架橋性ポリアクリルアミド等を挙げることができる。中でも、本発明のシートは、ポリアミンポリアミドエピハロヒドリンを含有することが好ましい。
(paper strength agent)
The sheet of the present invention preferably further contains a paper strength agent. This makes it possible to further improve the strength of the sheet. Paper strength agents include dry strength agents and wet strength agents. Examples of dry paper strength agents include cationized starch, polyacrylamide (PAM), carboxymethyl cellulose (CMC), and acrylic resins. Examples of wet paper strength agents include polyamide epihalohydrin, urea, melamine, and thermally crosslinkable polyacrylamide. Among others, the sheet of the present invention preferably contains polyamine polyamide epihalohydrin.

ポリアミンポリアミドエピハロヒドリンは、脂肪族二塩基性カルボン酸又はその誘導体と、ポリアルキレンポリアミンを加熱縮合させてポリアミドポリアミンを合成し、次いで該ポリアミドポリアミンとエピハロヒドリンを反応させることで得られるカチオン性熱硬化性樹脂である。なお、ポリアミンポリアミドエピハロヒドリンは水性樹脂であるから、シート形成用スラリーにはポリアミンポリアミドエピハロヒドリンを水溶液として添加することもできる。 Polyamine polyamide epihalohydrin is a cationic thermosetting resin obtained by subjecting an aliphatic dibasic carboxylic acid or a derivative thereof and a polyalkylene polyamine to thermal condensation to synthesize a polyamide polyamine, and then reacting the polyamide polyamine with epihalohydrin. is. Since the polyamine polyamide epihalohydrin is an aqueous resin, the polyamine polyamide epihalohydrin can be added as an aqueous solution to the sheet-forming slurry.

ポリアミンポリアミドエピハロヒドリンとしては、例えば、ポリアミンポリアミドエピクロロヒドリン、ポリアミンポリアミドエピブロモヒドリン、ポリアミンポリアミドエピヨードヒドリン等を挙げることができる。 Examples of polyamine polyamide epihalohydrin include polyamine polyamide epichlorohydrin, polyamine polyamide epibromohydrin, and polyamine polyamide epiiodohydrin.

シート中における紙力増強剤の含有量は、セルロース繊維100質量部に対して、0.05質量部以上であることが好ましく、0.1質量部以上であることがより好ましく、0.5質量部以上であることがさらに好ましい。また、紙力増強剤の含有量は、セルロース繊維100質量部に対して、100質量部以下であることが好ましく、50質量部以下であることがより好ましく、30質量部以下であることがさらに好ましい。紙力増強剤の含有量を上述の範囲とすることにより、シートの強度をより効果的に向上させることができる。 The content of the paper strength agent in the sheet is preferably 0.05 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, and 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cellulose fibers. More preferably, it is at least 1 part. In addition, the content of the paper strength agent is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, and further preferably 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the cellulose fiber. preferable. By setting the content of the paper strength agent within the above range, the strength of the sheet can be improved more effectively.

(任意成分)
本発明のシートには、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、防腐剤、消泡剤、潤滑剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、安定剤、界面活性剤、サイズ剤、凝結剤、歩留まり向上剤、嵩高剤、濾水性向上剤、pH調整剤、蛍光増白剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤、消泡剤、保水剤、分散剤等を挙げることができる。
(Optional component)
The sheet of the present invention may contain optional components other than the components described above. Optional components include, for example, preservatives, antifoaming agents, lubricants, UV absorbers, dyes, pigments, stabilizers, surfactants, sizing agents, coagulants, retention improvers, bulking agents, drainage improvers, pH adjusters, fluorescent whitening agents, pitch control agents, slime control agents, antifoaming agents, water retention agents, dispersing agents and the like can be mentioned.

シート中に含まれる上記任意成分の含有量は、シートの全質量に対して、50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることがさらに好ましい。 The content of the optional component contained in the sheet is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and 30% by mass or less, relative to the total mass of the sheet. More preferred.

(シートの製造方法)
本発明のシートの製造方法は、繊維幅が10μm以上の第1のセルロース繊維と、繊維幅が1000nm以下の第2のセルロース繊維と、を含むスラリーからシートを形成する工程を含む。ここで、第1のセルロース繊維の保水度は220%以上である。また、第2のセルロース繊維は、イオン性置換基を有するセルロース繊維であることが好ましい。
(Manufacturing method of sheet)
The sheet manufacturing method of the present invention includes a step of forming a sheet from a slurry containing first cellulose fibers having a fiber width of 10 μm or more and second cellulose fibers having a fiber width of 1000 nm or less. Here, the water retention of the first cellulose fibers is 220% or more. Also, the second cellulose fiber is preferably a cellulose fiber having an ionic substituent.

スラリーを作製する際には、第1のセルロース繊維と第2のセルロース繊維を分散させた分散液を必要に応じて希釈する。この際、希釈後のスラリー中に含まれる固形分濃度は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。また、希釈後のスラリー中に含まれる固形分濃度は、0.01質量%以上であることが好ましい。本発明のシートの製造工程では、保水度が220%以上の第1のセルロース繊維を用いることにより、繊維が均一に分散したスラリーを得ることができる。また、保水度が220%以上の第1のセルロース繊維を用いることにより、セルロース繊維濃度が高いスラリーにおいても、セルロース繊維が凝集することを抑制できる。 When preparing the slurry, the dispersion in which the first cellulose fibers and the second cellulose fibers are dispersed is diluted as necessary. At this time, the concentration of solids contained in the diluted slurry is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less. Moreover, the solid content concentration contained in the slurry after dilution is preferably 0.01% by mass or more. In the sheet manufacturing process of the present invention, by using the first cellulose fibers having a water retention of 220% or more, a slurry in which the fibers are uniformly dispersed can be obtained. Moreover, by using the first cellulose fibers having a water retention of 220% or more, it is possible to suppress aggregation of the cellulose fibers even in a slurry having a high cellulose fiber concentration.

第1のセルロース繊維の保水度は、220%以上であることが好ましく、230%以上であることがより好ましく、240%以上であることがさらに好ましい。また、第1のセルロース繊維の保水度は、600%以下であることが好ましい。なお、第1のセルロース繊維の保水度は、J.TAPPI-26に準拠して測定した値である。 The water retention of the first cellulose fibers is preferably 220% or more, more preferably 230% or more, and even more preferably 240% or more. Also, the water retention of the first cellulose fibers is preferably 600% or less. Note that the water retention of the first cellulose fiber is described in J. Am. It is a value measured according to TAPPI-26.

スラリーからシートを形成する工程は、該スラリーを基材上に塗工する塗工工程、または該スラリーを抄紙する抄紙工程を含む。なお、本発明のシートの製造方法は、塗工工程もしくは抄紙工程の後工程としてカレンダー処理工程を含まないことが好ましい。 The step of forming a sheet from slurry includes a coating step of coating the slurry onto a substrate or a papermaking step of papermaking the slurry. In addition, it is preferable that the method for producing a sheet of the present invention does not include a calendering process as a process after the coating process or the papermaking process.

<塗工工程>
塗工工程では、たとえば繊維状セルロースを含むスラリー(塗工液)を基材上に塗工し、これを乾燥して形成されたシートを基材から剥離することによりシートを得ることができる。また、塗工装置と長尺の基材を用いることで、シートを連続的に生産することができる。
<Coating process>
In the coating step, for example, a slurry (coating liquid) containing fibrous cellulose is applied onto a substrate, dried, and the formed sheet is peeled off from the substrate to obtain a sheet. In addition, sheets can be continuously produced by using a coating device and a long base material.

塗工工程で用いる基材の材質は、とくに限定されないが、スラリーに対する濡れ性が高いものの方が乾燥時のシートの収縮等を抑制することができて良いが、乾燥後に形成されたシートが容易に剥離できるものを選択することが好ましい。中でも樹脂製のフィルムや板または金属製のフィルムや板が好ましいが、とくに限定されない。たとえばポリプロピレン、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、ポリカーボネート、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 with high wettability to the slurry can suppress the shrinkage of the sheet during drying, but the sheet formed after drying is easy. It is preferable to select a material that can be easily peeled off. Among them, a resin film or plate or a metal film or plate is preferable, but is not particularly limited. For example, resin films and plates such as polypropylene, acrylic, polyethylene terephthalate, vinyl chloride, polystyrene, polycarbonate, and polyvinylidene chloride, metal films and plates such as aluminum, zinc, copper, and iron plates, and those whose surfaces have been oxidized. , a stainless steel film or plate, a brass film or plate, or the like 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には、所定の厚みおよび坪量のシートを得るため、基材上に堰止用の枠を固定して使用してもよい。堰止用の枠としては、とくに限定されないが、たとえば乾燥後に付着するシートの端部が容易に剥離できるものを選択することが好ましい。このような観点から、樹脂板または金属板を成形したものがより好ましい。本実施形態においては、たとえばポリプロピレン板、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、ポリカーボネート板、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、およびこれらの表面を酸化処理したもの、ステンレス板、真ちゅう板等を成形したものを用いることができる。
スラリーを基材に塗工する塗工機としては、とくに限定されないが、たとえばロールコーター、グラビアコーター、ダイコーター、カーテンコーター、エアドクターコーター等を使用することができる。シートの厚みをより均一にできることから、ダイコーター、カーテンコーター、スプレーコーターがとくに好ましい。
In the coating process, when the viscosity of the slurry is low and it spreads on the base material, a dam frame is fixed on the base material in order to obtain a sheet with a predetermined thickness and basis weight. may The frame for damming is not particularly limited, but it is preferable to select, for example, one that allows easy peeling of the edge of the sheet that adheres after drying. From such a point of view, a molded resin plate or metal plate is more preferable. In the present embodiment, for example, resin plates such as polypropylene plates, acrylic plates, polyethylene terephthalate plates, vinyl chloride plates, polystyrene plates, polycarbonate plates, and polyvinylidene chloride plates, and metal plates such as aluminum plates, zinc plates, copper plates, iron plates, etc. , and those whose surfaces have been oxidized, and those obtained by molding a stainless steel plate, a brass plate, or the like can be used.
The coating machine for coating the slurry on the base material is not particularly limited, but for example, a roll coater, gravure coater, die coater, curtain coater, air doctor coater, etc. can be used. A die coater, a curtain coater, and a spray coater are particularly preferred because they can make the thickness of the sheet more uniform.

スラリーを基材へ塗工する際のスラリー温度および雰囲気温度は、とくに限定されないが、たとえば5℃以上80℃以下であることが好ましく、10℃以上60℃以下であることがより好ましく、15℃以上50℃以下であることがさらに好ましく、20℃以上40℃以下であることがとくに好ましい。塗工温度が上記下限値以上であれば、スラリーをより容易に塗工できる。塗工温度が上記上限値以下であれば、塗工中の分散媒の揮発を抑制できる。 The slurry temperature and the ambient temperature when the slurry is applied to the substrate are not particularly limited, but are preferably 5° C. or higher and 80° C. or lower, more preferably 10° C. or higher and 60° C. or lower, and 15° C. It is more preferably 50° C. or higher, and particularly preferably 20° C. or higher and 40° C. or lower. If the coating temperature is at least the above lower limit, the slurry can be more easily coated. When the coating temperature is equal to or lower than the above upper limit, volatilization of the dispersion medium during coating can be suppressed.

塗工工程においては、シートの仕上がり坪量が好ましくは5g/m2以上100g/m2以下となるように、より好ましくは10g/m2以上60g/m2以下となるように、スラリーを基材に塗工することが好ましい。坪量が上記範囲内となるように塗工することで、撚れの発生がなく、均一なシートが得られるため、シートの薄膜化も可能となる。 In the coating step, the slurry is applied so that the finished basis weight of the sheet is preferably 5 g/m 2 or more and 100 g/m 2 or less, more preferably 10 g/m 2 or more and 60 g/m 2 or less. It is preferable to apply it to the material. By coating so that the basis weight is within the above range, a uniform sheet can be obtained without twisting, so that the sheet can be made thinner.

塗工工程は、上述のとおり、基材上に塗工したスラリーを乾燥させる工程を含む。スラリーを乾燥させる工程は、とくに限定されないが、たとえば非接触の乾燥方法、もしくはシートを拘束しながら乾燥する方法、またはこれらの組み合わせにより行われる。 The coating step includes the step of drying the slurry applied onto the substrate, as described above. The step of drying the slurry is not particularly limited, but may be performed by, for example, a non-contact drying method, a method of drying while restraining the sheet, or a combination thereof.

非接触の乾燥方法としては、とくに限定されないが、たとえば熱風、赤外線、遠赤外線もしくは近赤外線により加熱して乾燥する方法(加熱乾燥法)、または真空にして乾燥する方法(真空乾燥法)を適用することができる。加熱乾燥法と真空乾燥法を組み合わせてもよいが、通常は、加熱乾燥法が適用される。赤外線、遠赤外線または近赤外線による乾燥は、とくに限定されないが、たとえば赤外線装置、遠赤外線装置または近赤外線装置を用いて行うことができる。 The non-contact drying method is not particularly limited, but for example, a method of drying by heating with hot air, infrared rays, far infrared rays, or near infrared rays (heat drying method), or a method of drying in a vacuum (vacuum drying method) is applied. can do. Although the heat drying method and the vacuum drying method may be combined, the heat drying method is usually applied. Drying with infrared rays, far-infrared rays, or near-infrared rays is not particularly limited.

加熱乾燥法における加熱温度は、とくに限定されないが、たとえば20℃以上150℃以下とすることが好ましく、25℃以上105℃以下とすることがより好ましい。加熱温度を上記下限値以上とすれば、分散媒を速やかに揮発させることができる。また、加熱温度を上記上限値以下であれば、加熱に要するコストの抑制およびセルロース繊維の熱による変色の抑制を実現できる。 The heating temperature in the heat drying method is not particularly limited, but is preferably 20° C. or higher and 150° C. or lower, more preferably 25° C. or higher and 105° C. or lower. If the heating temperature is equal to or higher than the above lower limit, the dispersion medium can be rapidly volatilized. Further, if the heating temperature is equal to or lower than the above upper limit, it is possible to suppress the cost required for heating and suppress discoloration of the cellulose fibers due to heat.

<抄紙工程>
抄紙工程は、抄紙機によりスラリーを抄紙することにより行われる。抄紙工程で用いられる抄紙機としては、とくに限定されないが、たとえば長網式、円網式、傾斜式等の連続抄紙機、またはこれらを組み合わせた多層抄き合わせ抄紙機等が挙げられる。抄紙工程では、手抄き等の公知の抄紙方法を採用してもよい。
<Papermaking process>
The papermaking process is performed by papermaking the slurry using a papermaking machine. The paper machine used in the papermaking process is not particularly limited, but examples thereof include continuous paper machines such as fourdrinier, cylinder, and inclined paper machines, and multi-layer paper machines combining these. In the paper-making process, a known paper-making method such as hand-making may be adopted.

抄紙工程は、スラリーをワイヤーにより濾過、脱水して湿紙状態のシートを得た後、このシートをプレス、乾燥することにより行われる。スラリーを濾過、脱水する際に用いられる濾布としては、とくに限定されないが、たとえば繊維状セルロースは通過せず、かつ濾過速度が遅くなりすぎないものであることがより好ましい。このような濾布としては、とくに限定されないが、たとえば有機ポリマーからなるシート、織物、多孔膜が好ましい。有機ポリマーとしてはとくに限定されないが、たとえばポリエチレンテレフタレートやポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のような非セルロース系の有機ポリマーが好ましい。本実施形態においては、たとえば孔径0.1μm以上20μm以下であるポリテトラフルオロエチレンの多孔膜や、孔径0.1μm以上20μm以下であるポリエチレンテレフタレートやポリエチレンの織物等が挙げられる。 The papermaking process is carried out by filtering the slurry with a wire and dehydrating it to obtain a wet paper sheet, which is then pressed and dried. The filter cloth used for filtering and dewatering the slurry is not particularly limited, but it is more preferable that, for example, fibrous cellulose does not pass through and the filtration rate does not become too slow. Although such filter cloth is not particularly limited, for example, sheets, fabrics, and porous membranes made of organic polymers are preferable. Although the organic polymer is not particularly limited, non-cellulose organic polymers such as polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, and polytetrafluoroethylene (PTFE) are preferred. In this embodiment, for example, a polytetrafluoroethylene porous film having a pore size of 0.1 μm or more and 20 μm or less, or a polyethylene terephthalate or polyethylene fabric having a pore size of 0.1 μm or more and 20 μm or less can be used.

シート化工程において、スラリーからシートを製造する方法は、たとえばセルロース繊維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シートを生成する乾燥セクションとを備える製造装置を用いて行うことができる。搾水セクションから乾燥セクションにかけて無端ベルトが配設され、搾水セクションで生成されたウェブが無端ベルトに載置されたまま乾燥セクションに搬送される。 In the sheeting process, a method for producing a sheet from a slurry includes, for example, a water squeezing section for discharging a slurry containing cellulose fibers onto the upper surface of an endless belt and squeezing a dispersion medium from the discharged slurry to form a web; A drying section that dries the web to form a sheet. An endless belt is provided from the water squeezing section to the drying section, and the web produced in the water squeezing section is conveyed to the drying section while being placed on the endless belt.

抄紙工程において用いられる脱水方法としては、とくに限定されないが、たとえば紙の製造で通常に使用している脱水方法が挙げられる。これらの中でも、長網、円網、傾斜ワイヤーなどで脱水した後、さらにロールプレスで脱水する方法が好ましい。また、抄紙工程において用いられる乾燥方法としては、とくに限定されないが、たとえば紙の製造で用いられている方法が挙げられる。これらの中でも、シリンダードライヤー、ヤンキードライヤー、熱風乾燥、近赤外線ヒーター、赤外線ヒーターなどを用いた乾燥方法がより好ましい。 The dehydration method used in the papermaking process is not particularly limited, but includes, for example, dehydration methods commonly used in the manufacture of paper. Among these, the method of dehydrating with a fourdrinier, a circular net, an inclined wire, or the like and then further dehydrating with a roll press is preferable. The drying method used in the papermaking process is not particularly limited, but includes, for example, methods used in the manufacture of paper. Among these, a drying method using a cylinder dryer, Yankee dryer, hot air drying, near-infrared heater, infrared heater, or the like is more preferable.

(用途)
本発明のシートの用途は特に限定されない。例えば、シートは、包装紙、トレーシングペーパー、クッキングシート、薬包紙、電池用セパレータ、フィルター、全熱交換用ライナー、振動板、プレス成形用部材、フレキシブル基板、樹脂複合材、強化繊維プラスチック積層体、等の用途に適している。
(Application)
The use of the sheet of the present invention is not particularly limited. For example, sheets include wrapping paper, tracing paper, cooking sheet, medicine packaging paper, battery separator, filter, liner for total heat exchange, diaphragm, press molding member, flexible substrate, resin composite, reinforced fiber plastic laminate, Suitable for applications such as

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。なお、以下において、実施例13は、参考例13と読み替えるものとする。 EXAMPLES The characteristics of the present invention will be described more specifically below with reference to examples and comparative examples. The materials, amounts used, proportions, treatment details, treatment procedures, etc. shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed to be limited by the specific examples shown below. In the following, Example 13 shall be read as Reference Example 13.

(実施例1)
<第1のセルロース繊維(1)の作製>
[リン酸化パルプの作製]
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 first cellulose fiber (1)>
[Preparation of phosphorylated pulp]
As raw material pulp, softwood kraft pulp manufactured by Oji Paper Co., Ltd. (solid content 93% by mass, basis weight 208 g / m 2 sheet, defiberized and Canadian standard freeness (CSF) measured according to JIS P 8121 700 ml) It was used. The raw material pulp was subjected to a phosphorylation treatment as follows. First, a mixed aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate and urea is added to 100 parts by mass (absolute dry mass) of the raw material pulp to obtain 45 parts by mass of ammonium dihydrogen phosphate, 120 parts by mass of urea, and 150 parts by mass of water. A chemical-impregnated pulp was obtained by adjusting as follows. Next, the resulting chemical solution-impregnated pulp was heated in a hot air dryer at 165° C. for 200 seconds to introduce phosphoric acid groups into cellulose in the pulp to obtain phosphorylated pulp.

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

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

[洗浄処理]
次いで、中和処理後のリン酸化パルプに対して、上記洗浄処理を行った。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、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。また、後述する測定方法で測定される繊維幅は29μmであった。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、1.2mmol/gだった。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%の第1のセルロース繊維(1)を含む、第1のセルロース繊維分散液(1)を得た。
[Washing process]
Next, the washing treatment was performed on the phosphorylated pulp after the neutralization treatment. The phosphorylated pulp thus obtained was subjected to infrared absorption spectrum measurement using FT-IR. As a result, absorption due to phosphate groups was observed near 1230 cm -1 , confirming that phosphate groups were added to the pulp. In addition, when the obtained phosphorylated pulp was tested and analyzed with an X-ray diffraction device, it was found that the A typical peak was confirmed, confirming that it had cellulose type I crystals. Moreover, the fiber width measured by the measuring method described later was 29 μm. The amount of phosphate groups (strongly acidic group amount) measured by the method described later was 1.2 mmol/g. Ion-exchanged water was added to the obtained phosphorylated pulp to obtain a first cellulose fiber dispersion (1) containing first cellulose fibers (1) having a solid content concentration of 2% by mass.

<第2のセルロース繊維(1)の作製>
[微細化]
上記方法にて得られた第1のセルロース繊維分散液(1)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2回処理し、第2のセルロース繊維(1)を含む、第2のセルロース繊維分散液(1)を得た。X線回折により、この第2のセルロース繊維(1)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、後述する測定方法で測定される繊維幅は3~5nmであった。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、1.2mmol/gだった。
<Preparation of second cellulose fiber (1)>
[Miniaturization]
The first cellulose fiber dispersion (1) obtained by the above method is treated twice with a wet atomization device (Starburst, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) at a pressure of 200 MPa to obtain a second cellulose fiber (1 ) to obtain a second cellulose fiber dispersion (1). X-ray diffraction confirmed that the second cellulose fibers (1) maintained cellulose type I crystals. Further, the fiber width measured by the measuring method described later was 3 to 5 nm. The amount of phosphate groups (strongly acidic group amount) measured by the method described later was 1.2 mmol/g.

<第1のセルロース繊維のリン酸基量の測定>
第1のセルロース繊維のリン酸基量は、中和滴定法により測定した。まず、第1のセルロース繊維をイオン交換水で希釈し、攪拌しながら、1N塩酸を添加し、その後、濾過脱水により第1のセルロース繊維を回収した。この操作を、繰り返し、第1のセルロース繊維が有するリン酸基を完全に酸型へ変換した。次いで、得られた第1のセルロース繊維をイオン交換水で希釈した後、濾過脱水して脱水シートを得る操作を繰り返すことにより、余剰の塩酸を十分に洗い流した。その後、得られた第1のセルロース繊維(酸型)をイオン交換水で希釈した懸濁液に、水酸化ナトリウム水溶液を加えながらpHの変化を観察し、図1に示すような滴定曲線を得た。得られた滴定曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を滴定対象の第1のセルロース繊維懸濁液中の固形分(g)で除して、リン酸基導入量(mmol/g)とした。
<Measurement of phosphate group content of first cellulose fiber>
The phosphate group content of the first cellulose fiber was measured by a neutralization titration method. First, the first cellulose fibers were diluted with ion-exchanged water, 1N hydrochloric acid was added while stirring, and then the first cellulose fibers were collected by filtration and dehydration. This operation was repeated to completely convert the phosphoric acid groups of the first cellulose fibers to the acid form. After diluting the obtained first cellulose fibers with ion-exchanged water, excess hydrochloric acid was sufficiently washed away by repeating the operation of obtaining a dehydrated sheet by filtration and dehydration. After that, to a suspension obtained by diluting the first cellulose fiber (acid form) with ion-exchanged water, the change in pH was observed while adding an aqueous sodium hydroxide solution to obtain a titration curve as shown in FIG. rice field. The amount of alkali (mmol) required in the first region of the obtained titration curve is divided by the solid content (g) in the first cellulose fiber suspension to be titrated to obtain the amount of phosphate group introduced (mmol/ g).

<第2のセルロース繊維のリン酸基量の測定>
第2のセルロース繊維のリン酸基量は、伝導度滴定法により測定した。まず、対象となる微細繊維状セルロースを含む第2のセルロース繊維分散液(1)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製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3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 content of second cellulose fiber>
The amount of phosphate groups in the second cellulose fiber was measured by conductivity titration. First, to a fibrous cellulose-containing slurry prepared by diluting a second cellulose fiber dispersion liquid (1) containing target fine fibrous cellulose with ion-exchanged water so that the content becomes 0.2% by mass, , after treatment with an ion-exchange resin, was measured by titration with an alkali.
The ion-exchange resin treatment is carried out by adding 1/10 by volume of a strongly acidic ion-exchange resin (Amberjet 1024; Organo Co., Ltd., conditioned) to the fibrous cellulose-containing slurry and shaking for 1 hour. , by pouring it onto a mesh with an opening of 90 μm to separate the resin and the slurry.
In addition, titration with an alkali is carried out by adding a 0.1 N sodium hydroxide aqueous solution to the fibrous cellulose-containing slurry after treatment with an ion exchange resin, and adding 50 μL each time once every 30 seconds. This was done by measuring the change in the value of The amount of phosphate group (mmol/g) is obtained by dividing the alkali amount (mmol) required in the region corresponding to the first region shown in FIG. 3 among the measurement results by the solid content (g) in the slurry to be titrated. calculated by

<第1のセルロース繊維の繊維幅の測定>
第1のセルロース繊維の繊維幅は、カヤーニオートメーション社のカヤーニ繊維長測定器(FS-200形)を用いて測定することにより求めた。
<Measurement of Fiber Width of First Cellulose Fiber>
The fiber width of the first cellulose fiber was obtained by measurement using a Kajaani fiber length measuring instrument (FS-200 type) manufactured by Kajaani Automation.

<第2のセルロース繊維の繊維幅の測定>
第2のセルロース繊維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 of Second Cellulose Fiber>
The fiber width of the second cellulose fibers was measured by the following method. The supernatant liquid of the above-mentioned fine fibrous cellulose dispersion obtained by treatment with a wet atomization device is diluted with water so that the concentration of fine fibrous cellulose is 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less. It was diluted and added dropwise to a hydrophilized carbon grid film. After drying, it was stained with uranyl acetate and observed with a transmission electron microscope (JEOL-2000EX, manufactured by JEOL Ltd.).

<シート化>
第1のセルロース繊維(1)が50質量部、第2のセルロース繊維(1)が50質量部、ポリビニルアルコールが10質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリンが5質量部となるように、第1のセルロース繊維分散液(1)と、第2のセルロース繊維分散液(1)と、ポリビニルアルコール溶液(日本合成化学工業製、ゴーセネックス Z-200)と、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリン溶液(荒川化学工業製、アラフィックス 255)を混合して塗工液1を得た。塗工液1の固形分濃度は0.5質量%に調製した。
次いで、得られるシート(上記塗工液の固形分から構成される層)の坪量が10g/m2になるように塗工液1を計量して、市販のアクリル板に塗工し、50℃の恒温乾燥機にて乾燥した。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、高さ5cmの金枠)を配置した。次いで、上記アクリル板から乾燥後のシートを剥離し、第1のセルロース繊維と第2のセルロース繊維を含有するシートを得た。
<Sheeting>
The first cellulose fiber (1) is 50 parts by mass, the second cellulose fiber (1) is 50 parts by mass, the polyvinyl alcohol is 10 parts by mass, and the polyamine polyamide/epichlorohydrin is 5 parts by mass. Cellulose fiber dispersion (1) of 1, second cellulose fiber dispersion (1), polyvinyl alcohol solution (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry, Gohsenex Z-200), and polyamine polyamide/epichlorohydrin solution (Arakawa Arafix 255) manufactured by Kagaku Kogyo Co., Ltd. was mixed to obtain a coating liquid 1. The solid content concentration of Coating Liquid 1 was adjusted to 0.5% by mass.
Next, the coating liquid 1 was weighed so that the basis weight of the obtained sheet (layer composed of the solid content of the coating liquid) was 10 g/m 2 , coated on a commercially available acrylic plate, and heated at 50°C. was dried in a constant temperature dryer. A metal frame for damming (a metal frame with an inner dimension of 180 mm×180 mm and a height of 5 cm) was arranged on the acrylic plate so as to obtain a predetermined basis weight. Next, the dried sheet was separated from the acrylic plate to obtain a sheet containing the first cellulose fibers and the second cellulose fibers.

(実施例2)
シート化工程において、シートの坪量が15g/m2になるように塗工液1を計量した以外は、実施例1と同様にしてシートを得た。
(Example 2)
A sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that the coating liquid 1 was measured so that the basis weight of the sheet was 15 g/m 2 in the sheet forming step.

(実施例3)
シート化工程において、シートの坪量が25g/m2になるように塗工液1を計量した以外は、実施例1と同様にしてシートを得た。
(Example 3)
A sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that the coating liquid 1 was measured so that the basis weight of the sheet was 25 g/m 2 in the sheet forming step.

(実施例4)
シート化工程において、シートの坪量が30g/m2になるように塗工液1を計量した以外は、実施例1と同様にしてシートを得た。
(Example 4)
A sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that the coating liquid 1 was measured so that the basis weight of the sheet was 30 g/m 2 in the sheet forming step.

(実施例5)
第1のセルロース繊維(1)が75質量部、第2のセルロース繊維(1)が25質量部、ポリビニルアルコールが10質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリンが5質量部となるように各液を混合して、塗工液2を得た。シート化工程で用いられる塗工液1を塗工液2とした以外は、実施例1と同様にしてシートを得た。
(Example 5)
75 parts by mass of the first cellulose fiber (1), 25 parts by mass of the second cellulose fiber (1), 10 parts by mass of polyvinyl alcohol, and 5 parts by mass of polyamine polyamide/epichlorohydrin. were mixed to obtain a coating liquid 2. A sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that Coating Liquid 2 was used instead of Coating Liquid 1 used in the sheet forming step.

(実施例6)
シート化工程において、シートの坪量が25g/m2になるように塗工液2を計量した以外は、実施例5と同様にしてシートを得た。
(Example 6)
A sheet was obtained in the same manner as in Example 5, except that the coating liquid 2 was measured so that the basis weight of the sheet was 25 g/m 2 in the sheet forming step.

(実施例7)
第1のセルロース繊維(1)が90質量部、第2のセルロース繊維(1)が10質量部、ポリビニルアルコールが10質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリンが5質量部となるように各液を混合して、塗工液3を得た。シート化工程で用いられる塗工液1を塗工液3とした以外は、実施例1と同様にしてシートを得た。
(Example 7)
90 parts by mass of the first cellulose fibers (1), 10 parts by mass of the second cellulose fibers (1), 10 parts by mass of polyvinyl alcohol, and 5 parts by mass of polyamine polyamide/epichlorohydrin. were mixed to obtain a coating liquid 3. A sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that Coating Liquid 3 was used instead of Coating Liquid 1 used in the sheet forming step.

(実施例8)
シート化工程において、シートの坪量が25g/m2になるように塗工液3を計量した以外は、実施例7と同様にしてシートを得た。
(Example 8)
A sheet was obtained in the same manner as in Example 7, except that the coating liquid 3 was measured so that the basis weight of the sheet was 25 g/m 2 in the sheet forming step.

(実施例9)
<第1のセルロース繊維(2)の作製>
実施例1の[リン酸化パルプの作製]において、薬液含浸パルプを熱風乾燥機で150秒加熱し、リン酸化パルプを得た以外は、第1のセルロース繊維(1)と同様にして第1のセルロース繊維(2)を得た。得られた第1のセルロース繊維(2)の繊維幅は29μmであり、リン酸基量(強酸性基量)は、0.7mmol/gだった。
(Example 9)
<Production of first cellulose fiber (2)>
In [Preparation of phosphorylated pulp] of Example 1, the first cellulose fiber (1) was prepared in the same manner as the first cellulose fiber (1), except that the chemical-impregnated pulp was heated with a hot air dryer for 150 seconds to obtain a phosphorylated pulp. A cellulose fiber (2) was obtained. The obtained first cellulose fibers (2) had a fiber width of 29 μm and a phosphate group content (strong acid group content) of 0.7 mmol/g.

<第2のセルロース繊維(2)の作製>
[微細化]
実施例1の[微細化]において、第1のセルロース繊維(2)を用いた以外は、同様の方法で第2のセルロース繊維(2)を得た。得られた第2のセルロース繊維(2)の繊維幅は3~5nmであり、リン酸基量(強酸性基量)は、0.7mmol/gだった。
<Preparation of second cellulose fiber (2)>
[Miniaturization]
Second cellulose fibers (2) were obtained in the same manner as in [Refining] of Example 1, except that the first cellulose fibers (2) were used. The obtained second cellulose fibers (2) had a fiber width of 3 to 5 nm and a phosphate group content (strong acid group content) of 0.7 mmol/g.

[シート化]
シート化工程において、上記で得られた第1のセルロース繊維(2)と第2のセルロース繊維(2)を使用した以外は、実施例4と同様にしてシートを得た。
[Sheet]
A sheet was obtained in the same manner as in Example 4, except that the first cellulose fibers (2) and the second cellulose fibers (2) obtained above were used in the sheet forming step.

(実施例10)
第1のセルロース繊維(2)が80質量部、第2のセルロース繊維(2)が20質量部、ポリビニルアルコールが10質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリンが5質量部となるように各液を混合して、塗工液4を得た。シート化工程で用いられる塗工液を塗工液4とし、シートの坪量が25g/m2になるように塗工液4を計量した以外は、実施例9と同様にしてシートを得た。
(Example 10)
80 parts by mass of the first cellulose fiber (2), 20 parts by mass of the second cellulose fiber (2), 10 parts by mass of polyvinyl alcohol, and 5 parts by mass of polyamine polyamide/epichlorohydrin. were mixed to obtain a coating liquid 4. A sheet was obtained in the same manner as in Example 9, except that the coating liquid used in the sheet forming step was used as coating liquid 4, and the coating liquid 4 was measured so that the basis weight of the sheet was 25 g/m 2 . .

(実施例11)
<第1のセルロース繊維(3)の作製>
リン酸化パルプの作製において、薬液含浸パルプを熱風乾燥機で125秒加熱し、リン酸化パルプを得た以外は、第1のセルロース繊維(1)と同様にして第1のセルロース繊維(3)を得た。得られた第1のセルロース繊維(3)の繊維幅は29μmであり、リン酸基量(強酸性基量)は、0.5mol/gだった。
(Example 11)
<Preparation of first cellulose fiber (3)>
In the preparation of the phosphorylated pulp, the first cellulose fiber (3) was prepared in the same manner as the first cellulose fiber (1), except that the chemical-impregnated pulp was heated in a hot air dryer for 125 seconds to obtain a phosphorylated pulp. Obtained. The obtained first cellulose fibers (3) had a fiber width of 29 μm and a phosphate group content (strong acid group content) of 0.5 mol/g.

<第2のセルロース繊維(3)の作製>
[微細化]
実施例1の[微細化]において、第1のセルロース繊維(3)を用いた以外は、同様の方法で第2のセルロース繊維(3)を得た。得られた第2のセルロース繊維(3)の繊維幅は3~5nmであり、リン酸基量(強酸性基量)は、0.5mmol/gだった。
<Preparation of second cellulose fiber (3)>
[Miniaturization]
Second cellulose fibers (3) were obtained in the same manner as in [Refining] of Example 1, except that the first cellulose fibers (3) were used. The obtained second cellulose fibers (3) had a fiber width of 3 to 5 nm and a phosphate group content (strong acid group content) of 0.5 mmol/g.

[シート化]
シート化工程において、上記で得られた第1のセルロース繊維(3)と第2のセルロース繊維(3)を使用し、坪量が30g/m2になるように塗工液を計量した以外は、実施例4と同様にしてシートを得た。
[Sheet]
In the sheeting step, the first cellulose fibers (3) and the second cellulose fibers (3) obtained above were used, except that the coating liquid was measured so that the basis weight was 30 g/m 2 . A sheet was obtained in the same manner as in Example 4.

(実施例12)
第1のセルロース繊維(3)が80質量部、第2のセルロース繊維(3)が20質量部、ポリビニルアルコールが10質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリンが5質量部となるように各液を混合して、塗工液5を得た。シート化工程で用いられる塗工液を塗工液5とし、シートの坪量が25g/m2になるように塗工液5を計量した以外は、実施例11と同様にしてシートを得た。
(Example 12)
80 parts by mass of the first cellulose fibers (3), 20 parts by mass of the second cellulose fibers (3), 10 parts by mass of polyvinyl alcohol, and 5 parts by mass of polyamine polyamide/epichlorohydrin. were mixed to obtain a coating liquid 5. A sheet was obtained in the same manner as in Example 11 except that the coating liquid used in the sheet forming step was Coating Liquid 5, and the Coating Liquid 5 was measured so that the basis weight of the sheet was 25 g/m 2 . .

(実施例13)
<第2のセルロース繊維(4)の作製>
針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)をダブルディスクリファイナーにて変則フリーネスが100mlになるまで叩解し、固形分濃度が2質量%のパルプ分散液を得た。パルプ分散液を固形分濃度が0.2質量%になるようにイオン交換水で希釈し、NiroSoavi社製高圧ホモジナイザー「Panda Plus2000」により処理圧力120MPaで3回の微細化処理を行い、第2のセルロース繊維(4)を含む、第2のセルロース繊維分散液(4)を得た。得られた第2のセルロース繊維(4)の繊維幅は130nmであり、リン酸基量(強酸性基量)は、0.03mmol/gだった。
(Example 13)
<Preparation of second cellulose fiber (4)>
Softwood bleached kraft pulp (NBKP) was beaten with a double disc refiner until the irregular freeness reached 100 ml to obtain a pulp dispersion with a solid content concentration of 2% by mass. The pulp dispersion is diluted with ion-exchanged water so that the solid content concentration is 0.2% by mass, and the high-pressure homogenizer "Panda Plus 2000" manufactured by NiroSoavi Co. performs three times of refining treatment at a treatment pressure of 120 MPa. A second cellulose fiber dispersion (4) containing cellulose fibers (4) was obtained. The obtained second cellulose fibers (4) had a fiber width of 130 nm and a phosphate group content (strong acid group content) of 0.03 mmol/g.

[シート化]
シート化工程において、第2のセルロース繊維として第2のセルロース繊維(4)を使用した以外は、実施例3と同様にしてシートを得た。
[Sheet]
A sheet was obtained in the same manner as in Example 3, except that the second cellulose fibers (4) were used as the second cellulose fibers in the sheet forming step.

(実施例14)
第1のセルロース繊維(1)が50質量部、第2のセルロース繊維(1)が50質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリンが5質量部となるように各液を混合して、塗工液6を得た。シート化工程で用いられる塗工液1を塗工液6とした以外は、実施例3と同様にしてシートを得た。
(Example 14)
50 parts by mass of the first cellulose fiber (1), 50 parts by mass of the second cellulose fiber (1), and 5 parts by mass of polyamine polyamide/epichlorohydrin are mixed and coated. A liquid 6 was obtained. A sheet was obtained in the same manner as in Example 3, except that coating liquid 6 was used instead of coating liquid 1 used in the sheet forming step.

(比較例1)
第1のセルロース繊維として、何らの化学変性処理も行っていない未変性のパルプである針葉樹晒クラフトパルプを使用した。第1のセルロース繊維(4)の繊維幅は29μmであった。
シート化工程において、第1のセルロース繊維として第1のセルロース繊維(4)を使用した以外は、実施例3と同様にしてシートを得た。
(Comparative example 1)
As the first cellulose fiber, bleached softwood kraft pulp, which is an unmodified pulp that has not undergone any chemical modification treatment, was used. The fiber width of the first cellulose fibers (4) was 29 µm.
A sheet was obtained in the same manner as in Example 3, except that the first cellulose fibers (4) were used as the first cellulose fibers in the sheet forming step.

(比較例2)
シート化工程において、第1のセルロース繊維として上記で得られた第1のセルロース繊維(4)を使用した以外は、実施例6と同様にしてシートを得た。
(Comparative example 2)
A sheet was obtained in the same manner as in Example 6, except that the first cellulose fibers (4) obtained above were used as the first cellulose fibers in the sheet forming step.

(比較例3)
<第1のセルロース繊維(5)の作製>
固形分濃度が4.0質量%になるように針葉樹晒クラフトパルプに水を加えて、分散した後、ダブルディスクリファイナーで1回処理をし、第1のセルロース繊維(5)を得た。第1のセルロース繊維(5)の繊維幅は16μmであった。
シート化工程において、第1のセルロース繊維として第1のセルロース繊維(5)を使用した以外は、実施例2と同様にしてシートを得た。
(Comparative Example 3)
<Preparation of first cellulose fiber (5)>
Water was added to the softwood bleached kraft pulp so that the solid content concentration was 4.0% by mass, and after dispersion, the mixture was treated once with a double disc refiner to obtain first cellulose fibers (5). The fiber width of the first cellulose fibers (5) was 16 µm.
A sheet was obtained in the same manner as in Example 2, except that the first cellulose fibers (5) were used as the first cellulose fibers in the sheet forming step.

(比較例4)
シート化工程において、第1のセルロース繊維として第1のセルロース繊維(5)を使用した以外は、実施例3と同様にしてシートを得た。
(Comparative Example 4)
A sheet was obtained in the same manner as in Example 3, except that the first cellulose fibers (5) were used as the first cellulose fibers in the sheet forming step.

(比較例5)
シート化工程において、第1のセルロース繊維として第1のセルロース繊維(5)を使用した以外は、実施例5と同様にしてシートを得た。
(Comparative Example 5)
A sheet was obtained in the same manner as in Example 5, except that the first cellulose fibers (5) were used as the first cellulose fibers in the sheet forming step.

(比較例6)
シート化工程において、第1のセルロース繊維として第1のセルロース繊維(5)を使用した以外は、実施例6と同様にしてシートを得た。
(Comparative Example 6)
A sheet was obtained in the same manner as in Example 6, except that the first cellulose fibers (5) were used as the first cellulose fibers in the sheet forming step.

(評価及び分析)
(坪量)
JIS P 8124に準拠して坪量を測定した。
(Evaluation and analysis)
(basis weight)
Basis weight was measured according to JIS P 8124.

(紙厚)
JIS P 8118に準拠してシートの厚みを測定した。
(paper thickness)
The thickness of the sheet was measured according to JIS P8118.

(密度)
JIS P 8124に準拠して坪量を測定し、JIS P 8118に準拠してシートの厚みを測定し、これらの値から密度を算出した。
(density)
The basis weight was measured according to JIS P 8124, the thickness of the sheet was measured according to JIS P 8118, and the density was calculated from these values.

(透気度)
J.TAPPI-5の王研式透気度法に準拠して透気度を測定した。
(air permeability)
J. The air permeability was measured according to the Oken air permeability method of TAPPI-5.

(ヘーズ及び全光線透過率)
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。また、JIS K 7361に準拠し、ヘーズメータ(村上色彩技術研究所社製、HM-150)を用いて全光線透過率を測定した。
(Haze and total light transmittance)
The haze was measured using a haze meter (HM-150, manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.) in accordance with JIS K 7136. Further, the total light transmittance was measured using a haze meter (HM-150, manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.) in accordance with JIS K 7361.

(シート外観)
作製したシート(サイズ縦18cm、横18cm)20枚(総面積0.648m2分)、における撚れ個数を目視にて確認した。1m2あたりの撚れの個数に換算し、以下の基準で評価した。なお、「撚れ」とは、図4の点線枠内に示されるようなシート表面に確認される白い塊部分のことをいう。
◎:撚れなし(0個/m2
○:撚れ個数 1個/m2以上、2個/m2未満
△:撚れ個数 2個/m2以上、10個/m2未満
×:撚れ個数 10個/m2以上
(seat appearance)
The number of twists in 20 prepared sheets (size: 18 cm long, 18 cm wide) (total area: 0.648 m 2 ) was confirmed visually. It was converted into the number of twists per 1 m 2 and evaluated according to the following criteria. "Twisting" refers to white lumps observed on the surface of the sheet as shown in the dotted line frame in FIG.
◎: No twist (0/m 2 )
○: Number of twists 1/ m2 or more and less than 2 /m2 △: Number of twists 2 or more/m2 and less than 10/ m2 ×: Number of twists 10/ m2 or more

(シート中の繊維の観察)
シート中の第1のセルロース繊維は、走査電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、S-3600N)にて確認した。また、シート中の第2のセルロース繊維は、高分解能電界放出型走査電子顕微鏡(日立製作所製、S-5200)にて確認した。
(Observation of fibers in sheet)
The first cellulose fibers in the sheet were confirmed with a scanning electron microscope (S-3600N, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The second cellulose fibers in the sheet were confirmed with a high-resolution field emission scanning electron microscope (S-5200, manufactured by Hitachi, Ltd.).

(保水度)
J.TAPPI-26に準拠して保水度を測定した。
(water retention)
J. Water retention was measured according to TAPPI-26.

Figure 0007119609000002
Figure 0007119609000002

Figure 0007119609000003
Figure 0007119609000003

Figure 0007119609000004
Figure 0007119609000004

実施例で得られたシートにおいては撚れの発生が抑制されていた。一方、比較例で得られたシートにおいては撚れが多数発生していた。 In the sheets obtained in Examples, the occurrence of twisting was suppressed. On the other hand, many twists occurred in the sheet obtained in the comparative example.

Claims (9)

リン酸基又はリン酸基に由来する置換基を有し、かつ繊維幅が10μm以上の第1のセルロース繊維と、リン酸基又はリン酸基に由来する置換基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の第2のセルロース繊維と、を含むシート。 A first cellulose fiber having a phosphate group or a substituent derived from a phosphate group and having a fiber width of 10 μm or more, and a phosphate group or a substituent derived from a phosphate group and having a fiber width and second cellulose fibers of 1000 nm or less. 前記第1のセルロース繊維の含有量が、セルロース繊維の全質量に対して10質量%以上である請求項に記載のシート。 2. The sheet according to claim 1 , wherein the content of the first cellulose fibers is 10% by mass or more relative to the total mass of the cellulose fibers. ヘーズが20%以上である請求項1又は2に記載のシート。 3. The sheet according to claim 1, which has a haze of 20% or more. 全光線透過率が80%以上である請求項1~のいずれか1項に記載のシート。 The sheet according to any one of claims 1 to 3 , which has a total light transmittance of 80% or more. 坪量が40g/m以下である請求項1~のいずれか1項に記載のシート。 The sheet according to any one of claims 1 to 4 , which has a basis weight of 40 g/m 2 or less. 透気度が10000秒以上である請求項1~のいずれか1項に記載のシート。 The sheet according to any one of claims 1 to 5 , which has an air permeability of 10000 seconds or more. 前記第1のセルロース繊維のリン酸基又はリン酸基に由来する置換基の導入量は0.3mmol/g以上である請求項1~のいずれか1項に記載のシート。 The sheet according to any one of claims 1 to 6 , wherein the introduction amount of the phosphate groups of the first cellulose fibers or the substituents derived from the phosphate groups is 0.3 mmol/g or more. 前記第1のセルロース繊維の保水度が220%以上である請求項1~のいずれか1項に記載のシート。 The sheet according to any one of claims 1 to 7 , wherein the first cellulose fibers have a water retention rate of 220% or more. 保水度が220%以上であり、リン酸基又はリン酸基に由来する置換基を有し、かつ繊維幅が10μm以上の第1のセルロース繊維と、
リン酸基又はリン酸基に由来する置換基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の第2のセルロース繊維と、を含むスラリーからシートを形成する工程を含むシートの製造方法。
a first cellulose fiber having a water retention of 220% or more, having a phosphate group or a substituent derived from a phosphate group, and having a fiber width of 10 μm or more;
A method for producing a sheet, comprising a step of forming a sheet from a slurry containing a second cellulose fiber having a phosphoric acid group or a substituent derived from a phosphoric acid group and having a fiber width of 1000 nm or less.
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