JP7195732B2 - Block for producing cellulose nanofiber resin composite and method for producing block for producing cellulose nanofiber resin composite - Google Patents

Block for producing cellulose nanofiber resin composite and method for producing block for producing cellulose nanofiber resin composite Download PDF

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Description

本発明は、未変性セルロースナノファイバーと水溶性又は水分散性を有する合成樹脂との複合体組成物において、未変性セルロースナノファイバー樹脂複合体を比較的簡単な操作により作製できると共に、貯蔵、運搬などの流通コストを含む製造コストの低減が可能なナノファイバー樹脂複合体組成物の製造方法に関する。 The present invention provides a composite composition of unmodified cellulose nanofibers and a water-soluble or water-dispersible synthetic resin, in which an unmodified cellulose nanofiber resin composite can be produced by a relatively simple operation and stored and transported. It relates to a method for producing a nanofiber resin composite composition that can reduce production costs including distribution costs such as.

セルロースナノファイバーなどの、木質パルプやキチンなどの天然資源由来のナノファイバーは、通常は水系溶媒を媒体とした分散体で供給されている。ナノファイバーを水系媒体中に均一分散させた水系溶媒分散体を用いて塗工し、その塗膜を作製乾燥すると、ガスバリア性の高いフィルムが得られる。またナノファイバーを水溶性樹脂中に分散させたナノファイバー樹脂複合体組成物を用いて、塗工後に架橋処理を施すと、ナノファイバーの添加効果により収縮が小さく、強度、耐熱性、耐久性およびガスバリア性などの高い塗工膜や成形体が得られる。 Nanofibers derived from natural resources such as wood pulp and chitin, such as cellulose nanofibers, are usually supplied in the form of a dispersion using an aqueous solvent as a medium. A film with high gas barrier properties can be obtained by coating using an aqueous solvent dispersion in which nanofibers are uniformly dispersed in an aqueous medium, preparing the coating film, and drying it. In addition, when a nanofiber resin composite composition in which nanofibers are dispersed in a water-soluble resin is used and subjected to cross-linking treatment after coating, shrinkage is small due to the effect of adding nanofibers, and strength, heat resistance, durability and Coating films and moldings with high gas barrier properties can be obtained.

前記の塗工膜の強度、耐久性といった特性値は、水溶性樹脂へのナノファイバーの添加量に影響を受け、補強材であるナノファイバー添加量の高いほうがこれらの特性値は高くなることが一般的に知られている。 The characteristic values such as the strength and durability of the coating film are affected by the amount of nanofibers added to the water-soluble resin. commonly known.

特許文献1には、未変性のセルロースナノファイバーに対し陰イオン系分散剤を添加して機械的解繊処理によりセルロースナノファイバーと陰イオン系分散剤からなる水分散体を作製し、凍結乾燥により組成物製造用粉末状セルロースナノファイバーを得る製造法が開示されている。 In Patent Document 1, an anionic dispersant is added to unmodified cellulose nanofibers, an aqueous dispersion composed of cellulose nanofibers and an anionic dispersant is prepared by mechanical fibrillation, and freeze-dried. A manufacturing method for obtaining powdered cellulose nanofibers for manufacturing compositions is disclosed.

特許文献2には、微小セルロースナノファイバー分散水溶液を、金属製の有底筒状の金属製容器に貯留し、-20~0℃の雰囲気下に静置し、前記分散液を下方から上方に向けて凍結させた後に、10Paまで減圧して水を昇華せしめ、多孔質体を得る基本的な方法が開示されている。この場合、微小セルロース繊維の濃度を1.0重量%以下とすることで、空隙率が99%以上の高空隙率の多孔質体を得ることができる。 In Patent Document 2, a fine cellulose nanofiber-dispersed aqueous solution is stored in a metallic bottomed cylindrical metal container, left to stand in an atmosphere of -20 to 0 ° C., and the dispersion is poured from the bottom to the top. A basic method of obtaining a porous body is disclosed in which the pressure is reduced to 10 Pa to sublimate the water after freezing the material. In this case, by setting the concentration of the microcellulose fibers to 1.0% by weight or less, a porous body having a high porosity of 99% or more can be obtained.

特許文献3には、微小セルロース繊維の水スラリーを凍結乾燥し、多孔質体を製造する方法が開示されている。 Patent Document 3 discloses a method of freeze-drying an aqueous slurry of microcellulose fibers to produce a porous body.

特許第6189559号公報Japanese Patent No. 6189559 特許第5988121号公報Japanese Patent No. 5988121 特許第5691131号公報Japanese Patent No. 5691131

特許文献1では、未変性のセルロースナノファイバーに対し陰イオン系分散剤及び水系溶媒を添加した水系溶媒分散体を解繊処理し、凍結乾燥により製造した組成物製造用粉末状セルロースナノファイバーは、かさ密度が0.09~0.2g/cm範囲の粉体である。該粉体は、例えば、2軸混練押出機などの溶融混練装置を用いて、水溶性でない固相の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、またはゴムなどの樹脂と混合、混練する場合に、混合、混練工程での取り扱い性に優れ、且つ樹脂中で高分散させるのに有利な形態として、微粉末状の粉体としている。 In Patent Document 1, powdery cellulose nanofibers for manufacturing a composition are produced by fibrillating an aqueous solvent dispersion obtained by adding an anionic dispersant and an aqueous solvent to unmodified cellulose nanofibers, followed by freeze-drying. It is a powder with a bulk density in the range of 0.09 to 0.2 g/cm 3 . When the powder is mixed or kneaded with a non-water-soluble solid-phase thermoplastic resin, thermosetting resin, or resin such as rubber using a melt-kneading device such as a twin-screw kneading extruder, mixing A fine powder is used as a form advantageous for excellent handling in the kneading step and high dispersion in the resin.

しかしながら、未変性セルロースナノファイバーの微粉末状の粉体は、きわめて静電気を帯びやすく、このため容器などに付着しやすい。
このため、例えば二軸押出機をもちいて樹脂と混練する際に、樹脂ペレット又は樹脂粉体と、該粉体をミキサーを用いて予備混合すると、混合物が静電気を帯び、混合物のうち粉体のみがミキサーや押出機の壁面、及び粉体を回収する容器の壁面に付着しやすい。この現象は、二軸押出機の材料供給用ホッパにおいて顕著で、前記混合物を材料ホッパに投入すると、粉体の樹脂成分が先にスクリュ部に供給され、未変性セルロースナノファイバーの凍結乾燥体粉末の多くがホッパ壁面に付着し、残留しやすい。このため、混練で得られたセルロースナノファイバー樹脂組成物の組成が、ばらついたり、不正確になったりする問題があった。
However, fine powders of unmodified cellulose nanofibers are very likely to be charged with static electricity and therefore easily adhere to containers and the like.
For this reason, for example, when kneading with a resin using a twin-screw extruder, if resin pellets or resin powder and the powder are premixed using a mixer, the mixture is charged with static electricity, and only the powder in the mixture tends to adhere to the walls of mixers and extruders, and to the walls of containers for collecting powders. This phenomenon is remarkable in the material supply hopper of the twin-screw extruder. When the mixture is put into the material hopper, the powdered resin component is first supplied to the screw part, and the unmodified cellulose nanofiber freeze-dried powder is obtained. Most of it adheres to the hopper wall surface and tends to remain. Therefore, there has been a problem that the composition of the cellulose nanofiber resin composition obtained by kneading varies or becomes inaccurate.

さらに、かさ密度の低い粉体は、容器の移し変えなどの取り扱いにおいて、含まれる微紛成分が舞い上がりやすく、舞い上がった微粉体は作業現場の汚染につながり、又作業者の健康への悪影響が懸念され、製造工場に局所排気設備などの投資が必要となる。また、一旦舞い上がった微紛は回収が不可能で、生産原料としての損失の原因となりやすいばかりでなく、貯蔵や運搬などの工程において、空間効率が悪くなることから、生産原料としての物流コストの上昇を招きがちであるという問題がある。
また、該粉体を固体の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又はゴムと溶融混練する場合は、微粉末状のセルロースナノファイバーは、溶融樹脂への高分散が期待できるが、同時に該粉体を構成するセルロースナノファイバーは径が小さいうえ、アスペクト比が大きいことから、比表面積が大きく、溶融樹脂へのセルロースナノファイバーの添加量を高くすると、セルロースナノファイバのー溶融樹脂に対する濡れ性の限界から混練トルクが高くなり、そのためにセルロースナノファイバーの溶融樹脂への添加量は最大10重量%程度で、これより高くすることは困難であるという問題があった。
In addition, powders with low bulk density tend to float up the fine powder components contained in them when they are handled, such as when transferring containers, and the fine powders that float up lead to contamination of the work site and adverse effects on the health of workers. It is necessary to invest in equipment such as local exhaust ventilation at the manufacturing plant. In addition, once the fine powder rises up, it cannot be recovered, and not only is it likely to cause loss as a raw material for production, but also the space efficiency in the process of storage and transportation deteriorates, so the logistics cost as a raw material for production is reduced. The problem is that it tends to lead to an increase.
In addition, when the powder is melt-kneaded with a solid thermoplastic resin, thermosetting resin, or rubber, finely powdered cellulose nanofibers can be expected to be highly dispersed in the molten resin. The cellulose nanofibers that make up the are small in diameter and have a large aspect ratio, so the specific surface area is large. As a result, the kneading torque increases, and the maximum amount of cellulose nanofibers to be added to the molten resin is about 10% by weight, and it is difficult to increase the amount beyond this.

特許文献2では、微小セルロース繊維の分散水溶液を凍結乾燥させて多孔質体を得るための製造方法に関して開示されており、空隙率が99%以上多孔質体を製造するために、水分散液における微小セルロース繊維の濃度を1.0wt%以下とし、有底筒状の金属製容器に貯留した該分散液を、-20~0℃の氷点下雰囲気で下方から上方に向けて凍結させ、多孔質体を作製している。
また、該発明による多孔質体は空隙率が99%以上であるためにかさ密度が0.013~0.02g/cmと小さく、そのため脆弱な多孔質体でとなっており、取り扱い時に崩れやすいことから、産業用材料としては不利になるだけでなく、多孔質体の貯蔵コストや運搬コストは高いものとなる。
該多孔質体は空隙率が99%程度であり、吸着剤、断熱材あるいは吸音材料としての利用を目的としており、微小セルロース繊維と樹脂からなる複合体を作製しているわけではない。
Patent Document 2 discloses a production method for obtaining a porous body by freeze-drying an aqueous dispersion of microcellulose fibers. The concentration of the microcellulose fibers is set to 1.0 wt% or less, and the dispersion liquid stored in a bottomed cylindrical metal container is frozen from the bottom to the top in a below-freezing atmosphere of -20 to 0 ° C. to obtain a porous body. is being produced.
In addition, since the porous body according to the invention has a porosity of 99% or more, the bulk density is as small as 0.013 to 0.02 g/cm 3 , and therefore the porous body is fragile and collapses during handling. Since it is easy to use, it is not only disadvantageous as an industrial material, but also the storage cost and transportation cost of the porous body are high.
The porous body has a porosity of about 99% and is intended for use as an adsorbent, heat insulating material, or sound absorbing material, and is not a composite of microcellulose fibers and resin.

特許文献3で開示されている微小セルロース繊維からなる多孔質体は、見掛け密度(かさ密度と同義)が0.005~0.11g/cmであり、そのため前特許文献同様、多孔質体としては取り扱い時の脆弱性のほか、その貯蔵コストや運搬コストに問題を含んでいる。また、本文献での微小セルロース繊維を含む水スラリーを凍結乾燥し、多孔質体とした時点で、それぞれの微小セルロース繊維は、その表面に存在する水酸基に由来する水素結合により強固に結合しており、水性溶媒への再溶解は困難であるという問題がある。 The porous body composed of microcellulose fibers disclosed in Patent Document 3 has an apparent density (synonymous with bulk density) of 0.005 to 0.11 g/cm 3 . In addition to fragility during handling, there are problems with storage and transportation costs. In addition, when the aqueous slurry containing the microcellulose fibers in this document is freeze-dried to form a porous body, the respective microcellulose fibers are strongly bonded by hydrogen bonds derived from the hydroxyl groups present on their surfaces. There is a problem that it is difficult to re-dissolve in an aqueous solvent.

本発明の目的は、未変性セルロースナノファイバーと高分子分散剤を含む、セルロースナノファイバー樹脂複合体製造用ブロックを得ること、及びその製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to obtain a block for producing a cellulose nanofiber resin composite containing unmodified cellulose nanofibers and a polymer dispersant, and to provide a method for producing the same.

本発明は、下記の〔1〕~〔6〕のナノファイバー樹脂複合体組成物の製造方法及びナノファイバー樹脂複合体組成物を提供する。
〔1〕 セルロース由来の水酸基が変性されていない未変性セルロースナノファイバーと、高分子分散剤を含む、セルロースナノファイバー樹脂複合体製造用ブロック。
〔2〕 前記ブロックのかさ密度が、0.22g/cm以上である、〔1〕に記載のセルロースナノファイバー樹脂複合体製造用ブロック。
〔3〕 前記未変性セルロースナノファイバーと高分子分散剤を含む水系溶媒分散液が、未変性セルロースナノファイバーが固形分で100重量部に対し、高分子分散剤が0.01重量部~25重量部を含む、〔1〕、〔2〕に記載のセルロースナノファイバー樹脂複合体製造用ブロック。
〔4〕 前記未変性セルロースナノファイバーと高分子分散剤、及び溶媒を混合した後に、機械的解繊処理することにより未変性セルロースナノファイバー分散液を作製する第1工程と、前記未変性セルロースナノファイバー分散液から溶媒を除去する第2工程を含む、〔1〕~〔3〕に記載のセルロースナノファイバー樹脂複合体製造用ブロックの製造方法。
〔5〕 前記第2工程が、凍結乾燥である、〔4〕に記載のセルロースナノファイバー樹脂複合体製造用ブロックの製造方法。
〔6〕 前記第2工程が、前記未変性セルロースナノファイバーの溶媒分散液の液面を押圧しながら凍結乾燥するものである、〔4〕、〔5〕に記載のセルロースナノファイバー樹脂複合体製造用ブロックの製造方法。
The present invention provides a method for producing a nanofiber resin composite composition and a nanofiber resin composite composition of [1] to [6] below.
[1] A block for producing a cellulose nanofiber resin composite, containing unmodified cellulose nanofibers in which cellulose-derived hydroxyl groups have not been modified, and a polymer dispersant.
[2] The block for producing a cellulose nanofiber resin composite according to [1], wherein the block has a bulk density of 0.22 g/cm 3 or more.
[3] The aqueous solvent dispersion containing the unmodified cellulose nanofibers and the polymer dispersant contains 0.01 to 25 parts by weight of the polymer dispersant per 100 parts by weight of the solid content of the unmodified cellulose nanofibers. The block for producing a cellulose nanofiber resin composite according to [1] and [2], which contains a part.
[4] A first step of preparing an unmodified cellulose nanofiber dispersion by mixing the unmodified cellulose nanofibers, a polymer dispersant, and a solvent, followed by mechanical fibrillation; A method for producing a block for producing a cellulose nanofiber resin composite according to [1] to [3], including a second step of removing the solvent from the fiber dispersion.
[5] The method for producing a block for producing a cellulose nanofiber resin composite according to [4], wherein the second step is freeze-drying.
[6] The production of a cellulose nanofiber resin composite according to [4] and [5], wherein the second step is freeze-drying while pressing the liquid surface of the unmodified cellulose nanofiber solvent dispersion. method of manufacturing blocks for

本発明によれば、粉体成分の舞い上がりや、製造装置の壁面や回収容器の壁面への付着がなく、簡便にセルオースナノファイバー樹脂複合体を作製できる、セルロースナノファイバー樹脂複合体製造用ブロックを得ることができる。 According to the present invention, a block for producing a cellulose nanofiber resin composite that can easily produce a cellulose nanofiber resin composite without the powder components floating up or adhering to the wall surface of the production apparatus or the wall surface of the collection container. can be obtained.

本発明には、ナノファイバー、水溶性分散剤、及び水系溶媒を、機械的解繊処理下に一段で混合して得たナノファイバー分散液を凍結乾燥し、かさ密度を0.22g/cm以上としたナノファイバー乾燥体とすることで、セルロースナノファイバー水溶性樹脂複合体製造用ブロックを製造することができる。
該ブロックは、水溶性樹脂の水系溶媒溶液に添加し、攪拌・混合することで、未変性セルロースナノファイバーが水溶性樹脂の水系溶媒溶液中に、均一に高分散したセルロースナノファイバーの水溶性樹脂分散液を作製することができる。該分散液は未変性セルロースナノファイバーが、時間経過により未変性セルロースナノファイバーが沈降したり、凝集したりすることなく、安定的に均一分散している。
In the present invention, a nanofiber dispersion obtained by mixing nanofibers, a water-soluble dispersant, and an aqueous solvent in one step under mechanical fibrillation treatment is freeze-dried to obtain a bulk density of 0.22 g/cm 3 . A block for producing a cellulose nanofiber water-soluble resin composite can be produced by using the dried nanofibers as described above.
The block is added to an aqueous solvent solution of a water-soluble resin and stirred/mixed to obtain a water-soluble resin of cellulose nanofibers in which the unmodified cellulose nanofibers are uniformly and highly dispersed in the aqueous solvent solution of the water-soluble resin. A dispersion can be made. In the dispersion, the unmodified cellulose nanofibers are stably and uniformly dispersed without sedimentation or aggregation over time.

ここで、ブロックとは、肉眼で視認できる一定の立体形状を有する立体物である。例えば直方体、球体、板状物などが挙げられ、一定の立体形状を有する立体物であれば、特に制限はない。直方体の場合は、縦×横×高さがそれぞれ3~600mm×3~600mm×3~600mmである立体物であることが、成形性、取り扱いの容易さの点から好ましく、これには縦×横×高さがそれぞれ50mm×50mm×10mmであるような直方体を含む。 Here, a block is a three-dimensional object having a certain three-dimensional shape that can be visually recognized with the naked eye. Examples thereof include cuboids, spheres, and plate-like objects, and there are no particular limitations as long as they are three-dimensional objects having a certain three-dimensional shape. In the case of a rectangular parallelepiped, it is preferably a three-dimensional object whose length, width, and height are 3 to 600 mm, 3 to 600 mm, and 3 to 600 mm, respectively, from the viewpoint of moldability and ease of handling. It includes a rectangular parallelepiped whose width x height is 50 mm x 50 mm x 10 mm, respectively.

本発明で用いるセルロースナノファイバーは、ファイバー表面に存在する水酸基が酸化又は変性されていない未変性セルロースナノファイバーを好適に使用できる。変性セルロースナノファイバーは通常は、分散媒に水を用いて、固形分が例えば10重量%程度の水分散体として市販されている。該分散体には、未変性セルロースナノファイバー表面の水酸基に由来する水素結合により、ナノファイバー同士の凝集体を含んでいる。 As the cellulose nanofibers used in the present invention, unmodified cellulose nanofibers in which the hydroxyl groups present on the fiber surface have not been oxidized or modified can be suitably used. Modified cellulose nanofibers are usually commercially available as aqueous dispersions using water as a dispersion medium and having a solid content of, for example, about 10% by weight. The dispersion contains aggregates of nanofibers due to hydrogen bonds originating from hydroxyl groups on the surfaces of unmodified cellulose nanofibers.

このような凝集体を含む未変性セルロースナノファイバーに、未変性セルロースナノファイバー固形分に対し、水溶性分散剤を例えば5重量%、及び水系溶媒として水を95重量%加え、後述するメディアレス分散機で処理することで、前記凝集体がほぐれ、分散剤が一様に未変性セルロースナノファイバー表面の水酸基にイオン結合している(A)ナノファイバー分散液を作製する。該分散液を押圧しながら凍結乾燥して、かさ密度が0.22g/cm以上であるセルロースナノファイバー水溶性樹脂複合体製造用ブロックを得る。 To the unmodified cellulose nanofibers containing such aggregates, for example, 5% by weight of a water-soluble dispersant and 95% by weight of water as an aqueous solvent are added to the solid content of the unmodified cellulose nanofibers, and the medialess dispersion described later is performed. By treating with a machine, the aggregates are loosened and the dispersant is uniformly ion-bonded to the hydroxyl groups on the surface of the unmodified cellulose nanofibers (A) to prepare a nanofiber dispersion. The dispersion is freeze-dried while being pressed to obtain a block for producing a cellulose nanofiber water-soluble resin composite having a bulk density of 0.22 g/cm 3 or more.

本発明によれば、ナノファイバーの濃度の高いナノファイバー樹脂複合体組成物が簡単な操作で調製することができる。本発明に用いるセルロースナノファイバー水溶性樹脂複合体製造用ブロックは、ナノファイバーと分散剤からなる水系媒体分散液を乾燥して作製し、該ブロックのかさ密度を0.22g/cm以上とすることで、未変性セルロースナノファイバーの結合が強くなって、微粉体成分が分離して舞い上がることなく、取り扱いが容易になる。さらに、ブロックがコンパクトとなり、貯蔵、運搬にかかる流通コストを抑えることができる。 According to the present invention, a nanofiber resin composite composition having a high concentration of nanofibers can be prepared by a simple operation. The block for producing a cellulose nanofiber water-soluble resin composite used in the present invention is prepared by drying an aqueous medium dispersion containing nanofibers and a dispersant, and the block has a bulk density of 0.22 g/cm 3 or more. As a result, the binding of the unmodified cellulose nanofibers becomes stronger, and the fine powder components do not separate and rise up, making handling easier. Furthermore, the block becomes compact, and distribution costs for storage and transportation can be suppressed.

<未変性セルロースナノファイバー>
未変性セルロースナノファイバーは、化学処理(化学的解繊とは異なる)を施さず、その分子鎖中及び/又は分子鎖末端のセルロース由来の水酸基が疎水変性されていない、又は水酸基以外の官能基でブロックされていないセルロースナノファイバーである。未変性セルロースナノファイバーは、本発明では、植物由来のパルプ等のセルロース原料を後述する機械的解繊により解きほぐすことにより得られる繊維状物質である。セルロース原料は、例えば、一のセルロースナノファイバー内にて表面の複数の水酸基が水素結合を形成することにより、また、一のセルロースナノファイバー表面の水酸基と他のセルロースナノファイバー表面の水酸基とが水素結合を形成することにより、凝集体を含んでいることがある。この凝集体は、機械的解繊処理等により、容易に解きほぐすことがてきる。
<Unmodified cellulose nanofiber>
Unmodified cellulose nanofibers are not chemically treated (different from chemical fibrillation), and the cellulose-derived hydroxyl groups in the molecular chains and/or at the ends of the molecular chains have not been hydrophobically modified, or functional groups other than hydroxyl groups have not been modified. cellulose nanofibers that are not blocked with In the present invention, the unmodified cellulose nanofiber is a fibrous substance obtained by disentangling a cellulose raw material such as plant-derived pulp by mechanical defibration described below. For the cellulose raw material, for example, a plurality of surface hydroxyl groups within one cellulose nanofiber form hydrogen bonds, and a hydroxyl group on the surface of one cellulose nanofiber and a hydroxyl group on the surface of another cellulose nanofiber form hydrogen. It may contain aggregates by forming bonds. This aggregate can be easily loosened by mechanical defibration treatment or the like.

未変性セルロースナノファイバーの繊維径、繊維長及びアスペクト比は特に限定されないが、繊維径が好ましくは500nm以下、より好ましくは300nm以下、さらに好ましくは250nm以下、であり、繊維長が好ましくは10~1000μm、より好ましくは100~500μmであり、アスペクト比(繊維長/繊維径)が1000~15000、好ましくは2000~10000程度である。ここでの繊維径及び繊維長は、電子顕微鏡観察により任意の個数(例えば20本)の未変性セルロースナノファイバーの繊維径及び繊維長を測定し、得られた測定値の算術平均値として求められる。 Although the fiber diameter, fiber length and aspect ratio of the unmodified cellulose nanofiber are not particularly limited, the fiber diameter is preferably 500 nm or less, more preferably 300 nm or less, and still more preferably 250 nm or less, and the fiber length is preferably 10 to 100 nm. It is 1,000 μm, more preferably 100 to 500 μm, and the aspect ratio (fiber length/fiber diameter) is 1,000 to 15,000, preferably 2,000 to 10,000. The fiber diameter and fiber length here are obtained by measuring the fiber diameter and fiber length of an arbitrary number (for example, 20) of unmodified cellulose nanofibers by electron microscopic observation, and calculating the arithmetic mean value of the obtained measured values. .

本発明の(A)ナノファイバー分散液のように、未変性セルロースナノファイバーと後述する分散剤とを水系で共存させた場合には、少なくとも一部の未変性セルロースナノファイバー表面の水酸基と少なくとも一部の分散剤とが反応し、これらのイオン結合体が形成されることがある。このようなイオン結合体は、例えば、未変性セルロースナノファイバーの分散安定性を長期間にわたって高水準に維持する機能を有していると考えられる。 As in the nanofiber dispersion (A) of the present invention, when the unmodified cellulose nanofibers and the dispersant described later are allowed to coexist in an aqueous system, at least part of the hydroxyl groups on the surface of the unmodified cellulose nanofibers and at least one Some dispersants may react with each other to form these ionic bonds. Such an ionic bond is considered to have the function of maintaining the dispersion stability of unmodified cellulose nanofibers at a high level over a long period of time, for example.

本発明では、未変性セルロースナノファイバーは、(C)ナノファイバー樹脂複合体組成物における未変性セルロースナノファイバーの分散性などの観点から、水分散液の形態で用いることが好ましい。水分散液における未変性セルロースナノファイバーの含有量は特に限定されないが、未変性セルロースナノファイバーの繊維径に依存し、好ましくは水分散液全量の0.01~30重量%であり、より好ましくは水分散液全量の1~25重量%である。 In the present invention, the unmodified cellulose nanofibers are preferably used in the form of an aqueous dispersion from the viewpoint of the dispersibility of the unmodified cellulose nanofibers in (C) the nanofiber resin composite composition. The content of the unmodified cellulose nanofibers in the aqueous dispersion is not particularly limited, but depends on the fiber diameter of the unmodified cellulose nanofibers, preferably 0.01 to 30% by weight of the total amount of the aqueous dispersion, more preferably It is 1 to 25% by weight of the total amount of the aqueous dispersion.

なお、伸びきり鎖結晶からなる未変性セルロースナノファイバーの弾性率、強度はそれぞれ140GPaおよび3GPaに達し、代表的な高強度繊維、アラミド繊維に等しく、ガラス繊維よりも高弾性である。しかも、線熱膨張係数は1.0×10-7/℃と石英ガラスに匹敵する小ささである。 The elastic modulus and strength of unmodified cellulose nanofibers composed of extended chain crystals reach 140 GPa and 3 GPa, respectively, which are equal to typical high-strength fibers and aramid fibers and higher than glass fibers. Moreover, the coefficient of linear thermal expansion is 1.0×10 −7 /° C., which is as small as quartz glass.

未変性セルロースナノファイバーの製造に使用するセルロース原料は、好ましくは水分散体として用いられる。セルロース原料の形状は、例えば、繊維状、粒状などの任意の形状である。セルロース原料としては、リグニンやヘミセルロースを除去したミクロフィブリル化セルロースが好ましい。また、市販のセルロースを使用してもよい。後述するメディアレス分散機でミクロフィブリル化セルロースを処理すると、ミクロフィブリル化セルロースが繊維の長さを保ったまま繊維表面に存在する水酸基に由来する水素結合がほどけて細くなる。 The cellulose raw material used for the production of unmodified cellulose nanofibers is preferably used as an aqueous dispersion. The shape of the cellulose raw material is, for example, any shape such as fibrous or granular. Microfibrillated cellulose from which lignin and hemicellulose are removed is preferable as the cellulose raw material. Alternatively, commercially available cellulose may be used. When the microfibrillated cellulose is treated with a medialess dispersing machine, which will be described later, the microfibrillated cellulose becomes thinner due to unraveling of hydrogen bonds derived from hydroxyl groups present on the fiber surface while maintaining the length of the fiber.

<高分子分散剤>
分散剤は水溶性分散剤であり、好ましくは未変性セルロースナノファイバーが表面に有する水酸基などの官能基とイオン結合可能な水溶性分散剤であり、より好ましくは未変性セルロースナノファイバーが表面に有する水酸基などの官能基とイオン結合可能であり、かつ静電反発力等により本発明の樹脂複合体組成物中での未変性セルロースナノファイバーの分散性及び分散安定性を高め得るような分散剤である。該分散剤としては、前述のように水溶性であれば特に限定されないが、陰イオン性分散剤を好ましく使用できる。陰イオン性分散剤としては、例えば、リン酸基、-COOH基、-SOH基、これらの金属エステル基、及びイミダゾリン基から選ばれた少なくとも1種の官能基を有する化合物、アクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(共)重合体などが挙げられる。このうち、アクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(共)重合体は、生体適合性を有することから、本発明における分散剤として好ましく使用できる。水溶性分散剤は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
<Polymer dispersant>
The dispersant is a water-soluble dispersant, preferably a water-soluble dispersant capable of ion bonding with functional groups such as hydroxyl groups possessed on the surface of unmodified cellulose nanofibers, and more preferably a water-soluble dispersant possessed on the surface of unmodified cellulose nanofibers. A dispersant capable of forming an ionic bond with a functional group such as a hydroxyl group and capable of enhancing the dispersibility and dispersion stability of the unmodified cellulose nanofibers in the resin composite composition of the present invention by means of electrostatic repulsion or the like. be. The dispersant is not particularly limited as long as it is water-soluble as described above, but an anionic dispersant can be preferably used. Examples of anionic dispersants include compounds having at least one functional group selected from phosphoric acid groups, —COOH groups, —SO 3 H groups, their metal ester groups, and imidazoline groups, acryloyloxyethyl and phosphorylcholine (co)polymers. Among these, acryloyloxyethylphosphorylcholine (co)polymers are biocompatible and can be preferably used as the dispersant in the present invention. A water-soluble dispersant can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

また、本発明に用いられる陰イオン性分散剤として、生体適合性を示すリン脂質類似構造からなるホスホリルコリン基を有する、(メタ)アクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(共)重合体を用いてもよい。(メタ)アクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(共)重合体は、本発明により得られるナノファイバー樹脂複合体中の各成分の分散安定性、特にナノファイバーの分散安定性を高め得るとともに、例えば、生体適合性を有し、本発明のナノセルロース複合体を医療用途、食品用途などに用いる場合の分散剤として好適に使用できる。ここで、(メタ)アクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとは、メタアクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、及びアクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを包含する。これらは、常法に従って製造される。例えば、2-ブロモエチルホスホリルジクロリドと2-ヒドロキシエチルホスホリルジクロリドと2-ヒドロキシエチルメタクリレートとを反応させて2-メタクリロイルオキシエチル-2′-ブロモエチルリン酸を得、更にこれをトリメチルアミンとメタノール溶液中で反応させて得ることができる。 As the anionic dispersant used in the present invention, a (meth)acryloyloxyethylphosphorylcholine (co)polymer having a phosphorylcholine group having a biocompatible phospholipid-like structure may be used. The (meth)acryloyloxyethylphosphorylcholine (co)polymer can increase the dispersion stability of each component in the nanofiber resin composite obtained by the present invention, particularly the dispersion stability of the nanofibers, and is biocompatible, for example. and can be suitably used as a dispersant when the nanocellulose composite of the present invention is used for medical applications, food applications, and the like. Here, (meth)acryloyloxyethylphosphorylcholine includes methacryloyloxyethylphosphorylcholine and acryloyloxyethylphosphorylcholine. These are manufactured according to a conventional method. For example, 2-bromoethylphosphoryl dichloride, 2-hydroxyethylphosphoryl dichloride and 2-hydroxyethyl methacrylate are reacted to give 2-methacryloyloxyethyl-2'-bromoethyl phosphate, which is further treated with trimethylamine in methanol solution. can be obtained by reacting with

本発明では(メタ)アクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(共)重合体の市販品を用いてもよく、市販品の具体例としては、例えば、リピジュアHM、リピジュアBL(いずれも商品名、ポリメタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン)、リピジュアPMB(商品名、メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン・メタクリル酸ブチルコポリマー)、リピジュアNR(商品名、メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン・メタクリル酸ステアリルコポリマー)などが挙げられる。これらはいずれも日油(株)製である。 In the present invention, a commercially available (meth)acryloyloxyethylphosphorylcholine (co)polymer may be used. Specific examples of commercially available products include Lipidure HM and Lipidure BL (both trade names, polymethacryloyloxyethylphosphorylcholine). ), Lipidure PMB (trade name, methacryloyloxyethylphosphorylcholine/butyl methacrylate copolymer), Lipidure NR (trade name, methacryloyloxyethylphosphorylcholine/stearyl methacrylate copolymer), and the like. All of these are manufactured by NOF Corporation.

<水系溶媒>
ここで、水系溶媒としては、水のほか、例えば、1価又は多価のアルコール類(一価アルコールには例えば炭素数1~4の低級アルコールがある)、アミド類、ケトン類、ケトアルコール類、環状エーテル類、グリコール類、多価アルコールの低級アルキルエーテル類、ポリアルキレングリコール類、グリセリン、N-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、グリセリン、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、テトラエチレングリコール、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、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のポリオール類、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類,エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類および多価アルコールアラルキルエーテル類、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、ε-カプロラクタム等のラクタム類、1,3-ジメチルイミダゾリジノンアセトン、N-メチルー2-ピロリドン、m-ブチロラクトン、グリセリンのポリオキシアルキレン付加物、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチルスルホキシド、ジアセトンアルコール、ジメチルホルムアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどである。水溶性溶媒は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
<Aqueous solvent>
Examples of aqueous solvents include water, monohydric or polyhydric alcohols (monohydric alcohols include, for example, lower alcohols having 1 to 4 carbon atoms), amides, ketones, and ketoalcohols. , cyclic ethers, glycols, lower alkyl ethers of polyhydric alcohols, polyalkylene glycols, glycerin, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, glycerin, Ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol , 1,2,6-hexanetriol, trimethylolpropane, pentaerythritol and other polyols, diethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether and other polyhydric alcohol alkyl ethers, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether polyhydric alcohol aryl ethers and polyhydric alcohol aralkyl ethers such as 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, lactams such as ε-caprolactam, 1,3-dimethylimidazolidinone acetone, N-methyl-2 -pyrrolidone, m-butyrolactone, polyoxyalkylene adduct of glycerin, propylene glycol monomethyl ether acetate, dimethyl sulfoxide, diacetone alcohol, dimethylformamide, propylene glycol monomethyl ether and the like. A water-soluble solvent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

また水としては、水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、または超純水を用いることができる。また、紫外線照射、または過酸化水素添加などにより滅菌した水を用いることにより、長期保存におけるカビまたはバクテリアの発生を防止することができるので好適である。 As water, pure water such as ion-exchanged water, ultrafiltrated water, reverse osmosis water, distilled water, or ultrapure water can be used. In addition, it is preferable to use water sterilized by ultraviolet irradiation or addition of hydrogen peroxide, since the generation of mold or bacteria during long-term storage can be prevented.

<メディアレス分散機>
本発明の未変性セルロースナノファイバー水系溶媒分散液は、セルロースナノファイバー原料、分散剤、および分散媒を機械的解繊手段に供給して、機械的解繊により、セルロースナノファイバー原料の水酸基に由来する水素結合による凝集を解し、ナノファイバー化を促進するとともに、分散剤と結合させることで、分散剤の持つイオン反発力の作用で分散性を長期的に安定化することができる。
この操作により、該分散液を凍結乾燥した固体状態であっても、未変性セルロースナノファイバーの凝集がほぐれた構造を保持することができる。
<Medialess Disperser>
The unmodified cellulose nanofiber aqueous solvent dispersion of the present invention is obtained by supplying a cellulose nanofiber raw material, a dispersant, and a dispersion medium to a mechanical defibration means, and mechanically fibrillating the cellulose nanofiber raw material. Aggregation due to hydrogen bonding is broken down to promote formation of nanofibers, and by bonding with a dispersant, the ion repulsive force of the dispersant can stabilize dispersibility for a long period of time.
By this operation, even when the dispersion is in a freeze-dried solid state, the unmodified cellulose nanofiber structure can be maintained in which the aggregates are loosened.

機械的解繊手段としては、グラインダー、混練機、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、水中カウンターコリージョン、高速回転分散機、ビーズレス分散機、高速撹拌型のメディアレス分散機などが挙げられるが、好ましくは高速撹拌型のメディアレス分散機が最も好ましい。
高速攪拌型のメディアレス分散機とは、分散メディア(例えば、ビーズ、サンド(砂)、ボール、等)を実質的に用いず、せん断力を利用して分散処理を行う分散機を意味する。
Examples of mechanical defibration means include grinders, kneaders, bead mills, high-pressure homogenizers, underwater counter-collisions, high-speed rotary dispersers, beadless dispersers, and high-speed stirring medialess dispersers. Agitation type medialess dispersers are most preferred.
A high-speed agitating medialess dispersing machine means a dispersing machine that does not substantially use dispersing media (for example, beads, sand (sand), balls, etc.) but utilizes shearing force for dispersing treatment.

高速攪拌型メディアレス分散機は、ビーズやグラインダーのディスク摩耗粉などの不純物の混入が少なく、純度の高いナノファイバー分散体が得られる。 The high-speed agitating medialess disperser produces a highly pure nanofiber dispersion with less impurities such as beads and grinder disk abrasion dust.

メディアレス分散機としては、特に限定はされないが、例えば、DR-PILOT2000、ULTRA-TURRAXシリーズ、Dispax―Reactorシリーズ(いずれも商品名、IKA社製)、T.K.ホモミクサー、T.K.パイプラインホモミクサー(いずれも商品名、プライミクス(株)製)、ハイ・シアー・ミキサー(商品名、シルバーソン社製)、マイルダー、キャビトロン(いずれも商品名、大平洋機工(株)製)、クレアミックス(商品名、エムテクニック(株)製)、ホモミキサー、パイプラインミキサー(商品名、みずほ工業(株)製)、ジェットペースタ(商品名、日本スピンドル製造(株)製)、アペックスディスパーザー ZERO(商品名、(株)広島メタル&マシナリー製)が挙げられる。 Examples of the medialess dispersing machine include, but are not limited to, DR-PILOT2000, ULTRA-TURRAX series, Dispax-Reactor series (all trade names, manufactured by IKA), T.I. K. Homomixer, T. K. Pipeline Homomixer (both trade names, manufactured by Primix Co., Ltd.), High Shear Mixer (both trade names, manufactured by Silverson), Milder, Cavitron (both trade names, manufactured by Pacific Machinery Co., Ltd.), Clearmix (trade name, manufactured by M Technic Co., Ltd.), Homomixer, Pipeline Mixer (trade name, manufactured by Mizuho Kogyo Co., Ltd.), Jet Paster (trade name, manufactured by Nihon Spindle Mfg. Co., Ltd.), Apex Disper ZERO (trade name, manufactured by Hiroshima Metal & Machinery Co., Ltd.).

これらの中でも、メディアレス分散機としては、ロータとステータとを備える分散機が好ましく、そのような高速攪拌型のメディアレス分散機の例として、(株)広島メタル&マシナリー製のアペックスディスパーサーZEROが挙げられる。この分散機は、ステータと、前記ステータの内部で回転するロータとを備え、ステータとロータの間には、隙間が形成されている。ロータを回転させて、ステータとロータの間に混合液を通過させることで、せん断力を与えることができる。ステータとロータの距離を、せん断部クリアランスとする。 Among these, as the medialess disperser, a disperser equipped with a rotor and a stator is preferable. As an example of such a high-speed stirring medialess disperser, Apex Disperser ZERO manufactured by Hiroshima Metal & Machinery Co., Ltd. is mentioned. This disperser includes a stator and a rotor that rotates inside the stator, and a gap is formed between the stator and the rotor. By rotating the rotor and passing the liquid mixture between the stator and rotor, shear force can be applied. The distance between the stator and rotor is the shear clearance.

また、分散機は、上記のものに限定されず、例えばステータ及びロータが多段階に設置されているような分散機を用いてもよい。 Further, the disperser is not limited to the one described above, and for example, a disperser in which a stator and a rotor are installed in multiple stages may be used.

本発明のメディアレス分散機としては、処理を均一に行う観点から、該分散機の中を混合液が循環するインライン循環式のものを用いることが好ましい。 As the medialess dispersing machine of the present invention, it is preferable to use an in-line circulation type one in which the mixed liquid circulates in the dispersing machine from the viewpoint of uniform treatment.

メディアレス分散機におけるせん断速度は、900,000[1/sec]を超える。せん断速度が900,000[1/sec]以下である場合には、セルロースが解繊されない。 The shear rate in the medialess disperser exceeds 900,000 [1/sec]. When the shear rate is 900,000 [1/sec] or less, cellulose is not defibrated.

せん断速度は、2,000,000[1/sec]以下が好ましく、1,500,000[1/sec]以下が好ましく、1,200,000[1/sec]以下がより好ましい。 The shear rate is preferably 2,000,000 [1/sec] or less, preferably 1,500,000 [1/sec] or less, and more preferably 1,200,000 [1/sec] or less.

せん断部クリアランスは、せん断速度、上記各成分の混合液の粘度などに応じて適宜設定されるが、未変性セルロースナノファイバーを最大限細径化し、また、未変性セルロースナノファイバーの架橋性樹脂中への分散性の一層の向上を図る観点から、100μm以上が好ましく、150μm以上がより好ましく、200μm以上が更に好ましい。また、上記各成分の混合液の粘度が高くても、分散機の回転数を適正範囲に保持しつつ高分散性を確保する観点から、クリアランスは、5mm以下が好ましく、4mm以下がより好ましく、3mm以下がさらに好ましい。 The shear clearance is appropriately set according to the shear rate, the viscosity of the mixture of the above components, and the like. From the viewpoint of further improving dispersibility in water, it is preferably 100 µm or more, more preferably 150 µm or more, and even more preferably 200 µm or more. In addition, even if the viscosity of the mixed liquid of the above components is high, the clearance is preferably 5 mm or less, more preferably 4 mm or less, from the viewpoint of ensuring high dispersibility while maintaining the rotation speed of the disperser within an appropriate range. 3 mm or less is more preferable.

さらに、メディアレス分散機の回転周速は、上記せん断速度に応じて適宜設定されるが、最適なセルロースナノファイバーを得る観点から、18m/s以上が好ましく、20m/s以上がより好ましく、23m/s以上がより好ましい。また、最適なセルロースナノファイバー径を得る観点から、当該回転周速は、50m/sが以下が好ましく、40m/s以下がより好ましく、35m/s以下がより更に好ましい。回転周速は、ロータの最先端部分の周速である。 Furthermore, the rotational peripheral speed of the medialess dispersing machine is appropriately set according to the above shear rate. /s or more is more preferable. In addition, from the viewpoint of obtaining the optimum cellulose nanofiber diameter, the rotational peripheral speed is preferably 50 m/s or less, more preferably 40 m/s or less, and even more preferably 35 m/s or less. The rotating peripheral speed is the peripheral speed of the tip portion of the rotor.

このように、本発明の未変性セルロースナノファイバーの分散体は、セルロースと分散剤を含む分散体を1回~複数回、上記のような高速撹拌型のメディアレス分散機を用いて処理することにより製造することができる。 Thus, the dispersion of unmodified cellulose nanofibers of the present invention can be obtained by treating a dispersion containing cellulose and a dispersing agent one to several times using a high-speed stirring medialess dispersing machine as described above. can be manufactured by

本発明の方法により処理されて得られた未変性セルロースナノファイバーの平均繊維径は10~300nm程度、好ましくは10~200nm程度、最も好ましくは10~150nm程度である。本発明の未変性セルロースナノファイバーは、繊維長/繊維幅(アスペクト比)が大きくて分散状態が良好であるため、強度を保ちつつ不織布のように該ナノファイバーが絡み合った塗膜を得ることが容易であり、各種のコーティング材料として好適に使用できる。 The unmodified cellulose nanofibers obtained by the method of the present invention have an average fiber diameter of about 10 to 300 nm, preferably about 10 to 200 nm, most preferably about 10 to 150 nm. Since the unmodified cellulose nanofibers of the present invention have a large fiber length/fiber width (aspect ratio) and a good dispersion state, it is possible to obtain a coating film in which the nanofibers are entangled like a nonwoven fabric while maintaining strength. It is easy and can be suitably used as various coating materials.

<凍結乾燥>
前記の未変性セルロースナノファイバー分散液から分散媒を除去する手段は、分散媒の種類に応じて適切なものが選択され、加熱乾燥、真空乾燥(減圧乾燥)、凍結乾燥、噴霧乾燥等の公知の乾燥方法が挙げられる。噴霧乾燥は、前記分散体をノズルから噴出させて微細な液滴となし、次いで対流空気中で該液滴を加熱乾燥することによりなされる。特に、自然乾燥や加熱乾燥を用いる場合には、前記混合物をキャスト(流延)する等して膜状あるいはシート状に成形してからその成形体を乾燥させることが、乾燥効率の点から好ましい。
<Freeze-drying>
An appropriate means for removing the dispersion medium from the unmodified cellulose nanofiber dispersion is selected according to the type of the dispersion medium. drying method. Spray-drying is carried out by ejecting the dispersion from a nozzle to form fine droplets and then heating and drying the droplets in convection air. In particular, when natural drying or heat drying is used, it is preferable from the viewpoint of drying efficiency to mold the mixture into a film or sheet by casting (casting) or the like, and then dry the molded product. .

さらに、乾燥手段としては、得られる乾燥品体の品質の劣化が少なく、また乾燥体が、かさ密度の低い固体形態となり、その後の水溶性樹脂への溶解工程等での取扱いが簡便、容易である点から、凍結乾燥が好ましい Furthermore, as a drying means, the quality of the dried product obtained is less deteriorated, and the dried product becomes a solid form with a low bulk density, and is easy and simple to handle in the subsequent dissolution step in a water-soluble resin. For some reasons, freeze-drying is preferred.

ここで、凍結乾燥とは、上記分散体を凍結し、その後減圧して分散媒を昇華させることによって乾燥する手法である。凍結乾燥における分散体の凍結方法は特に限定されないが、例えば、分散体を冷媒の中に入れて凍結させる方法、分散体を低温雰囲気下に置いて凍結させる方法、分散体を減圧下に置いて凍結させる方法などがある。好ましくは、分散体を冷媒に入れて凍結させる方法である。分散体の凍結温度は、分散体中の分散媒の凝固点以下としなければならず、-50℃以下であることが好ましく、-80℃以下であることがより好ましい。 Here, freeze-drying is a method of drying by freezing the dispersion and then reducing the pressure to sublimate the dispersion medium. The method of freezing the dispersion in freeze-drying is not particularly limited. There are other methods of freezing. A preferred method is to freeze the dispersion by placing it in a refrigerant. The freezing temperature of the dispersion must be lower than the freezing point of the dispersion medium in the dispersion, preferably -50°C or lower, more preferably -80°C or lower.

凍結乾燥では、凍結した分散体中の分散媒を減圧下で昇華させなければならない。減圧時の圧力は、100Pa以下であることが好ましく、10Pa以下であることがより好ましい。圧力が100Paを超えると凍結した分散体中の分散媒が融解してしまう可能性がある。減圧雰囲気の温度には特に制限はないが、昇華速度と分散体の分解防止のバランスから、20℃程度が好ましい。 Freeze-drying requires sublimation of the dispersion medium in the frozen dispersion under reduced pressure. The pressure during decompression is preferably 100 Pa or less, more preferably 10 Pa or less. If the pressure exceeds 100 Pa, the dispersion medium in the frozen dispersion may melt. Although the temperature of the reduced-pressure atmosphere is not particularly limited, it is preferably about 20° C. from the viewpoint of the balance between the sublimation rate and the prevention of decomposition of the dispersion.

本発明における凍結乾燥は、例えば以下の手順で行なうことが好ましい。
凍結乾燥において、前記未変性セルロースナノファイバー分散液を貯留する容器は、熱伝導率の低い非金属製が望ましい。貯留容器が熱伝導率の低い非金属製を用いることにより、未変性セルロースナノファイバー分散液が容器壁面に接触している領域の局部的な急冷を避けるとともに、凍結速度を抑えることができるので、該分散液凍結体の密度のばらつきや高次構造の均一化を図ることができる。
前記非金属製容器は、特に制限はなく、ポリテトラフルオロエチレン等のプラスチック、ガラス、ゴム、木材などが挙げられる。中でも、熱伝導率が1.0w/m・k以下であれば、ナノファイバー分散液の急冷が避けられ好ましい。中でも耐水性および軽量性に優れるプラスチック、ガラスなどが好適に使用できる。
未変性セルロースナノファイバー乾燥体内部に密度などのばらつきを生じると、得られるセルロースナノファイバー水溶性樹脂複合体製造用ブロックに、局所的な密度差を生じ、該ブロックを使ってセルロースナノファイバー水溶性樹脂複合体を製造する際に、組成がばらつく原因となる。
Freeze-drying in the present invention is preferably performed, for example, by the following procedure.
In freeze-drying, the container for storing the unmodified cellulose nanofiber dispersion is desirably made of non-metallic material with low thermal conductivity. By using a non-metallic storage container with low thermal conductivity, local rapid cooling of the region where the undenatured cellulose nanofiber dispersion is in contact with the container wall surface can be avoided and the freezing rate can be suppressed. It is possible to uniformize the dispersion of the density and the higher-order structure of the frozen dispersion.
The nonmetallic container is not particularly limited, and examples thereof include plastics such as polytetrafluoroethylene, glass, rubber, and wood. Above all, if the thermal conductivity is 1.0 w/m·k or less, rapid cooling of the nanofiber dispersion can be avoided, which is preferable. Among them, plastics, glass, and the like, which are excellent in water resistance and lightness, can be preferably used.
If variations in density occur inside the dried unmodified cellulose nanofibers, a local difference in density occurs in the resulting block for producing a cellulose nanofiber water-soluble resin composite, and the block is used to improve the water-solubility of cellulose nanofibers. It causes variation in composition when producing a resin composite.

前記非金属製容器に貯留するナノファイバー分散液の液面には、該容器の開口部よりやや小さな寸法の押圧部材を設置するのが好ましい。該押圧部材は、ナノファイバー分散液の液面下方に沈み込まず、液面上に保持されている状態を保つことができるように、適度な密度(目安として1.5g/cm程度)を有することが好ましい。押圧部材の材質には特に制限はないが、例えばフェノール樹脂等のプラスチック、木材などが好適に使用できる。なかでも、フェノール樹脂を含浸した綿帆布積層体(密度1.4g/cm)といった硬質プラスチックが好ましい。また、押圧部材は、容器開口部に収まる形状であれば特に制限はないが、例えば、円形平板形状、方形平板形状、円柱形状、直方体等が用いられる。この中で、特に円形又は方形の平板形状が、扱いやすさと重量の調整のしやすさの点から優れており、望ましい。 It is preferable to install a pressing member having a size slightly smaller than the opening of the container on the liquid surface of the nanofiber dispersion stored in the nonmetallic container. The pressing member has an appropriate density (approximately 1.5 g/cm 3 as a guideline) so that it does not sink below the liquid surface of the nanofiber dispersion and can be maintained above the liquid surface. It is preferable to have The material of the pressing member is not particularly limited, but plastics such as phenolic resin, wood, and the like can be suitably used, for example. Among them, a hard plastic such as a cotton canvas laminate (density: 1.4 g/cm 3 ) impregnated with phenol resin is preferable. Further, the pressing member is not particularly limited as long as it has a shape that can be accommodated in the opening of the container. Among these, a circular or rectangular flat plate shape is particularly preferable in terms of ease of handling and ease of weight adjustment.

該押圧部材には、上下面を貫通する直径1mm以下の貫通孔を多数設置しても良い。該貫通孔により、凍結乾燥時の水系溶媒の昇華の効率をたかくすることができる。
該押圧部材がナノファイバー分散液の液面に保持されることにより、乾燥につれて該分散液の液面が下がった場合でも、液面の高さ変化に追従して液面上に押圧部材が保持されているので、凍結乾燥後に生成するナノファイバー乾燥体のかさ密度が小さくなりすぎることを防止でき、セルロースナノファイバー水溶性樹脂複合体製造用ブロックをコンパクト化することができる。得られるセルロースナノファイバー水溶性樹脂複合体製造用ブロックのかさ密度は、0.22g/cm以上であることが好ましい。
The pressing member may be provided with a large number of through holes having a diameter of 1 mm or less penetrating the upper and lower surfaces. The through-holes can increase the efficiency of sublimation of the aqueous solvent during freeze-drying.
Since the pressing member is held on the liquid surface of the nanofiber dispersion, even when the liquid surface of the dispersion drops as it dries, the pressing member is held above the liquid surface following changes in the height of the liquid surface. Therefore, it is possible to prevent the bulk density of the dried nanofibers produced after freeze-drying from becoming too small, and to make the block for producing a cellulose nanofiber water-soluble resin composite compact. The resulting block for producing a cellulose nanofiber water-soluble resin composite preferably has a bulk density of 0.22 g/cm 3 or more.

ナノファイバー分散液を貯留する非金属製容器の形状は、特に制限はなく、有底の円柱状、角柱状など任意の形状が選択できる。該容器の底面から開口部にいたる方向の高さは、後述する凍結乾燥装置の内部に納まる寸法であることが望ましい。さらに、該容器の内側側面は、貯留する分散液の液面に垂直であることが、押圧部材の前記分散液の液面変化に追従の妨げにならない点から好ましい。 The shape of the non-metallic container for storing the nanofiber dispersion is not particularly limited, and any shape such as bottomed columnar shape or prismatic shape can be selected. The height in the direction from the bottom surface of the container to the opening is desirably a dimension that allows the container to be accommodated inside a freeze-drying apparatus to be described later. Furthermore, it is preferable that the inner side surface of the container is perpendicular to the liquid surface of the stored dispersion liquid, in order not to hinder the pressing member from following changes in the liquid surface of the dispersion liquid.

本発明の凍結乾燥は、以下の手段によることが好ましい。
まず非金属製容器にナノファイバー分散液を流延、貯留し、該分散液の液面に押圧部材を設置する。該非金属性容器を凍結乾燥装置内部に設置して、室温のまま100Pa以下で減圧乾燥により、分散液の液面が元の高さの約2分の1程度に下げるまで乾燥させる。この後、一旦凍結乾燥装置の乾燥チャンバーを常圧に戻してから、-80℃以下で凍結させ、その後10Pa以下で減圧乾燥することで、前記のかさ密度を有するセルロースナノファイバー水溶性樹脂複合体製造用ブロックを得る。
セルロースナノファイバー水溶性樹脂複合体製造用ブロックには、セルロースナノファイバー原料に含まれる、セルロースナノファイバーの水酸基に由来する水素結合による凝集体が、前記メディアレス分散機による処理により、ナノファイバー繊維径が10~200nmにまで解繊されナノファイバー表面の水酸基の少なくとも一部が分散剤とイオン結合している。
Freeze-drying in the present invention is preferably carried out by the following means.
First, a nanofiber dispersion is cast and stored in a nonmetallic container, and a pressing member is placed on the liquid surface of the dispersion. The non-metallic container is placed inside a freeze-drying apparatus and dried under reduced pressure of 100 Pa or less at room temperature until the liquid surface of the dispersion liquid is lowered to about one-half of its original height. After that, the drying chamber of the freeze-drying device is once returned to normal pressure, frozen at −80° C. or less, and then dried under reduced pressure at 10 Pa or less to obtain the cellulose nanofiber water-soluble resin composite having the bulk density. Obtain a crafting block.
In the block for producing a cellulose nanofiber water-soluble resin composite, aggregates due to hydrogen bonding derived from the hydroxyl groups of cellulose nanofibers contained in the raw material for cellulose nanofibers are treated with the medialess disperser to reduce the diameter of the nanofibers. is fibrillated to 10 to 200 nm, and at least part of the hydroxyl groups on the surface of the nanofibers are ionically bonded to the dispersant.

そのため、セルロースナノファイバー水溶性樹脂複合体製造用ブロックは、水溶性樹脂の水系溶媒溶液又は水系溶媒に添加すると、メディアレス分散機を用いなくても、例えば卓上のプロペラ式攪拌装置などを用いて攪拌、混合することで容易に水溶性樹脂の水系溶媒溶液に再分散した、ナノファイバー樹脂複合体組成物が得られる。さらに、水系溶媒の代わりに、水溶性樹脂の水系溶媒溶液に対しても、ナノファイバー乾燥体を同様に再分散させることができる。 Therefore, when the block for producing a cellulose nanofiber water-soluble resin composite is added to an aqueous solvent solution of a water-soluble resin or an aqueous solvent, it can be added without using a medialess dispersing machine, for example, using a tabletop propeller stirring device. By stirring and mixing, a nanofiber resin composite composition that is easily redispersed in an aqueous solvent solution of a water-soluble resin can be obtained. Furthermore, the dried nanofibers can be similarly redispersed in an aqueous solvent solution of a water-soluble resin instead of an aqueous solvent.

<他の添加剤>
また、本発明では、得られる(C)ナノファイバー樹脂複合体組成物の好ましい特性を損なわない範囲で、ヒンダードフェノール、リン酸エステルや亜リン酸エステルなどの酸化防止剤、耐熱安定剤、トリアジン系化合物などの耐候性付与剤、耐候性付与剤などの安定剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉末、シリカ、タルクやマイカなどの無機層状化合物等その他の無機、有機充填材、顔料、染料などの着色剤、滑剤、揆水剤、アンチブロッキング剤、柔軟性改良材、レベリング剤、消泡剤、金属石鹸、有機シラン、有機金属化合物などを配合することができる。これらの添加剤は、上記した(A)ナノファイバー分散液の製造時に混合してもよく、また、得られた下記の(C)ナノファイバー樹脂複合体組成物を作製する段階で添加、混合してもよい。
<Other additives>
In addition, in the present invention, antioxidants such as hindered phenols, phosphate esters and phosphites, heat stabilizers, and triazines are added to the extent that the desired properties of the resulting (C) nanofiber resin composite composition are not impaired. weather resistance-imparting agents such as chemical compounds, stabilizers such as weather resistance-imparting agents, plasticizers, antistatic agents, flame retardants, glass fibers, glass beads, metal powders, silica, inorganic layered compounds such as talc and mica, etc. Inorganic or organic fillers, pigments, coloring agents such as dyes, lubricants, water repellents, anti-blocking agents, flexibility improving agents, leveling agents, antifoaming agents, metal soaps, organic silanes, organic metal compounds, etc. can be done. These additives may be mixed during the production of the nanofiber dispersion (A) described above, and may be added and mixed at the stage of producing the nanofiber resin composite composition (C) obtained below. may

これらの添加剤の中でも、酸化防止剤及び防腐剤が好ましい。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤などが挙げられる。これらの中でも、フェノール系酸化防止剤が特に好ましい。酸化防止剤の配合量は、ナノファイバー及び架橋性樹脂の合計固形分量又はナノファイバー、架橋性樹脂及び分散剤の合計固形分量に対し、通常0.1~10重量%。好ましくは0.2~5重量%である。
また、防腐剤としては、フェノール、ナトリウムオマジン、安息香酸ナトリウム、ベンズイミダゾール系化合物などが好ましく挙げられる。
Among these additives, antioxidants and preservatives are preferred. Examples of antioxidants include phenol antioxidants, sulfur antioxidants, amine antioxidants, and the like. Among these, phenolic antioxidants are particularly preferred. The blending amount of the antioxidant is usually 0.1 to 10% by weight based on the total solid content of the nanofibers and the crosslinkable resin or the total solid content of the nanofibers, the crosslinkable resin and the dispersant. It is preferably 0.2 to 5% by weight.
Preferable examples of antiseptics include phenol, sodium omadine, sodium benzoate, and benzimidazole compounds.

本発明のセルロースナノファイバー水溶性樹脂複合体製造用ブロックは、簡単な操作で容易に水溶性樹脂の水系溶媒溶液に、混合、攪拌して、セルロースナノファイバー水溶性樹脂複合体を製造することができる。該セルロースナノファイバー水溶性樹脂複合体は、ガスバリア性コーティング、耐衝撃性コーティング、接着性コーティング、振動吸収性コーティングなどの各種コーティング、又は成形体などに好適に用いることができる。 The block for producing a cellulose nanofiber water-soluble resin composite of the present invention can be easily mixed and stirred with an aqueous solvent solution of a water-soluble resin by a simple operation to produce a cellulose nanofiber water-soluble resin composite. can. The cellulose nanofiber water-soluble resin composite can be suitably used for various coatings such as gas barrier coatings, impact-resistant coatings, adhesive coatings, vibration-absorbing coatings, molded articles, and the like.

また、本発明のセルロースナノファイバー水溶性樹脂複合体製造用ブロックは、腫瘍性樹脂を用いた推計での攪拌、混合だけでなく、水溶性でない固体の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂との溶融混練にも公的に使用することができる。 In addition, the block for producing a cellulose nanofiber water-soluble resin composite of the present invention can be used not only by stirring and mixing in an estimated manner using a tumorous resin, but also by melting with a non-water-soluble solid thermoplastic resin or thermosetting resin. It can also be used publicly for kneading.

以下に、実施例、比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。なお、実施例中で用いた各成分、装置などの詳細は下記のとおりである。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. The details of each component, apparatus, etc. used in the examples are as follows.

[セルロースナノファイバー]
セルロースナノファイバーとして、未変性セルロースナノファイバー(商品名:セリッシュ KY100S、ダイセルファインケム(株)製、平均繊維径180nm、固形分25%の水分散体)を用いた。(以下、未変性CNFと呼ぶことがある。)
[分散剤]
水溶性の高分子分散剤として、生体適合性を有するポリメタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(商品名:リピジュアBL、日油(株)製)を使用した。
[高速撹拌型メディアレス分散機]
アペックスディスパーザーZERO(商品名、(株)広島メタル&マシナリー製)を用いた。
[Cellulose nanofiber]
As cellulose nanofibers, unmodified cellulose nanofibers (trade name: Celish KY100S, manufactured by Daicel Finechem Co., Ltd., average fiber diameter 180 nm, solid content 25% aqueous dispersion) were used. (Hereinafter, it may be referred to as unmodified CNF.)
[Dispersant]
A biocompatible polymethacryloyloxyethylphosphorylcholine (trade name: Lipidure BL, manufactured by NOF Corporation) was used as a water-soluble polymer dispersant.
[High-speed stirring type medialess disperser]
Apex Disperser ZERO (trade name, manufactured by Hiroshima Metal & Machinery Co., Ltd.) was used.

(実施例1)
以下、水溶液又は水分散液の形態で用いた成分の配合量を固形分量で示すが、これらはもちろん水を含んでいる。
未変性セルロースナノファイバー水分散体(セリッシュ、KY100S)を固形分で200g、高分子分散剤(リピジュアBL、CNF固形分に対し5重量%)を10g、精製水を200gを、高速型メディアレス分散機(アペックスディスパーザーZERO)に同時に投入し、せん断部クリアランス1mm、ローターの回転周速45m/secに設定し、10分間の解繊処理を5回行い、体積が約1000mlであり、固形分が20重量%の白濁液状の本発明のナノファイバー分散液を得た。(A)ナノファイバー分散液(ア)中の未変性セルロースナノファイバーの平均径をFE-SEMにて観察したところ、1~200nmの範囲であった。
(Example 1)
The amounts of the components used in the form of aqueous solutions or aqueous dispersions are shown below in terms of solid content, which of course contain water.
200 g of unmodified cellulose nanofiber aqueous dispersion (Celish, KY100S) in terms of solid content, 10 g of polymer dispersant (Lipidure BL, 5% by weight based on CNF solid content), 200 g of purified water, and high-speed medialess dispersion machine (Apex Disperser ZERO) at the same time, set the clearance of the shearing part to 1 mm, the rotation peripheral speed of the rotor to 45 m / sec, perform fibrillation treatment for 10 minutes five times, the volume is about 1000 ml, and the solid content is A 20% by weight cloudy liquid nanofiber dispersion of the present invention was obtained. (A) When the average diameter of the unmodified cellulose nanofibers in the nanofiber dispersion (A) was observed by FE-SEM, it was in the range of 1 to 200 nm.

その後、ナノファイバー分散液をポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製ビーカー(内径φ100mm、高さ80mmの有底円筒形、熱伝導率:0.23W/m・k))に移し、該ビーカーの内径と略同形状で直径が約5mm小さいフェノール樹脂の綿帆布積層体製の押圧部材(厚さ5mm、直径φ1mmの貫通孔が均等に多数空けられている)を、ナノファイバー分散液の液面に設置した。該容器を凍結乾燥機(FD-1、東京理科器械(株)製)のチャンバに設置し、室温で90Paで減圧し、液面がもとの高さの約2分の1以下程度に下がるまで減圧乾燥した。ナノファイバー分散液の当初液面は、底面から130mmであり、前記減圧乾燥後の液面は底面から62mmであった。
その後一旦該チャンバを常圧に戻し、-80℃以下で該分散液を凍結させ、その後常温、10Pa以下で24時間減圧乾燥することで、直径約98mm、高さ約25mmの円柱形状のナノファイバー乾燥体を得た。このナノファイバー樹脂複合体を1辺が約20mmの立方体形状に、事務用カッターナイフを用いて5個に切り分け、それぞれのかさ密度を求めた。かさ密度の範囲は0.23~0.27g/cmであった。なお、かさ密度は、ナノファイバー乾燥体の重量を外形寸法で除することにより求めた。
前記の切り分けた乾燥体を、傾斜角45度に設置したPTFE製平板およびステンレス鋼製平板(共に300×300×2mm)の上を自重で滑らせ、それぞれの平板表面へのセルロースナノファイバー乾燥体の付着を目視で観察した。結果を表1に示す。
After that, the nanofiber dispersion is transferred to a polytetrafluoroethylene (PTFE) beaker (cylindrical shape with an inner diameter of φ100 mm and a height of 80 mm with a bottom, thermal conductivity: 0.23 W/m·k). A pressure member made of a cotton canvas laminate of phenolic resin having approximately the same shape and a diameter about 5 mm smaller (thickness 5 mm, many evenly pierced holes with a diameter of φ 1 mm) is placed on the liquid surface of the nanofiber dispersion. did. The container is placed in the chamber of a freeze dryer (FD-1, manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.), and the pressure is reduced to 90 Pa at room temperature, and the liquid level drops to about half or less of the original height. dried under reduced pressure. The initial liquid level of the nanofiber dispersion was 130 mm from the bottom, and the liquid level after drying under reduced pressure was 62 mm from the bottom.
After that, the chamber is once returned to normal pressure, the dispersion is frozen at −80° C. or less, and then dried under reduced pressure at normal temperature and 10 Pa or less for 24 hours to obtain cylindrical nanofibers having a diameter of about 98 mm and a height of about 25 mm. A dry product was obtained. This nanofiber resin composite was cut into 5 cubes having a side of about 20 mm using a utility knife, and the bulk density of each was determined. The bulk density ranged from 0.23 to 0.27 g/cm 3 . The bulk density was determined by dividing the weight of the dried nanofibers by the external dimensions.
The dried cellulose nanofibers cut above are slid under their own weight on a flat plate made of PTFE and a flat plate made of stainless steel (both 300 × 300 × 2 mm) set at an inclination angle of 45 degrees, and the dried cellulose nanofibers are applied to the surface of each flat plate. was observed visually. Table 1 shows the results.

(実施例2)
実施例1において、凍結乾燥に用いる容器をPTFE製からステンレス(SUS304)製に変えた以外は、実施例1と同様に操作して、円柱形状のセルロースナノファイバー乾燥体を作製し、同様の評価を行なった。この場合の乾燥固体のかさ密度は0.22~0.25g/cmであった。結果を表1に示す。
(Example 2)
In Example 1, except that the container used for freeze-drying was changed from PTFE to stainless steel (SUS304), the same operation as in Example 1 was performed to prepare a cylindrical cellulose nanofiber dried body, and the same evaluation was performed. did The dry solid bulk density in this case was between 0.22 and 0.25 g/cm 3 . Table 1 shows the results.

(比較例1)
実施例1において、押圧部材を設置せずに凍結乾燥を行なった以外は実施例1と同様に操作して、円柱形状のセルロースナノファイバー乾燥体を作製し、同様の評価を行なった。この場合の乾燥固体のかさ密度は0.14~0.20g/cmであった。結果を表1に示す。
(Comparative example 1)
A columnar dried cellulose nanofiber was produced in the same manner as in Example 1, except that freeze-drying was performed without installing a pressing member, and the same evaluation was performed. The dry solid bulk density in this case was between 0.14 and 0.20 g/cm 3 . Table 1 shows the results.

(比較例2)
実施例1において、凍結乾燥に用いる容器をPTFE製からステンレス(SUS304)製に変え、さらに押圧部材を設置せずに凍結乾燥を行なった。得られた乾燥個体は疎な形態のほぼ円柱形状ではあるが、外力により容易に崩れやすい脆弱なものであった。該乾燥体のかさ密度は0.11~0.17g/cmの範囲であった。実施例1と同様の評価を行なった結果を表1に示す。
(Comparative example 2)
In Example 1, the container used for freeze-drying was changed from PTFE to stainless steel (SUS304), and freeze-drying was performed without installing a pressing member. The obtained dried solid had a sparse, almost columnar shape, but was fragile and easily crumbled by external force. The bulk density of the dry matter was in the range of 0.11-0.17 g/cm 3 . Table 1 shows the results of the same evaluation as in Example 1.

Figure 0007195732000001
Figure 0007195732000001

<実施例の効果>
表1に示すように、本発明によれば、かさ比重が0.22g/cm以上の、崩れにくく粉体成分の少ないセルロースナノファイバー乾燥体を製造することができる。
凍結乾燥に用いるセルロースナノファイバーの貯留容器は、熱伝導率の高いステンレス製は、乾燥体のかさ比重のばらつきがやや大きくなったが、セルロースナノファイバー樹脂複合体製造用ブロックとしては使用可能な範囲であった。該容器がPTFE製であれば乾燥体のかさ密度のばらつきが小さくなり、好ましい。
<Effect of Example>
As shown in Table 1, according to the present invention, it is possible to produce a dried cellulose nanofiber having a bulk specific gravity of 0.22 g/cm 3 or more, which is resistant to crumbling and contains little powder component.
The cellulose nanofiber storage container used for freeze-drying was made of stainless steel, which has high thermal conductivity. Met. If the container is made of PTFE, variation in bulk density of the dried product is reduced, which is preferable.

Claims (4)

セルロース由来の水酸基が変性されていない未変性セルロースナノファイバーと、高分子分散剤を含む、セルロースナノファイバー樹脂複合体製造用ブロックであって、前記ブロックのかさ密度が、0.22g/cm以上である、セルロースナノファイバー樹脂複合体製造用ブロック。 A block for producing a cellulose nanofiber resin composite, comprising an unmodified cellulose nanofiber in which cellulose-derived hydroxyl groups are not modified, and a polymer dispersant, wherein the block has a bulk density of 0.22 g/cm 3 or more. A block for producing a cellulose nanofiber resin composite. 前記高分子分散剤が、リン酸基、-COOH基、-SO H基、これらの金属エステル基、及びイミダゾリン基から選ばれた少なくとも1種の官能基を有する化合物、アクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(共)重合体から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載のセルロースナノファイバー樹脂複合体製造用ブロック。The polymeric dispersant is a compound having at least one functional group selected from a phosphoric acid group, a —COOH group, a —SO 3 H group, a metal ester group thereof, and an imidazoline group, acryloyloxyethylphosphorylcholine (co- ) The block for producing a cellulose nanofiber resin composite according to claim 1, which is at least one selected from polymers. 前記未変性セルロースナノファイバーと前記高分子分散剤を含む水系溶媒分散液の組成が、未変性セルロースナノファイバーが固形分で100重量部に対し、高分子分散剤が0.01重量部~25重量部である、請求項1又は2に記載のセルロースナノファイバー樹脂複合体製造用ブロック。 The composition of the aqueous solvent dispersion containing the unmodified cellulose nanofibers and the polymer dispersant is such that the solid content of the unmodified cellulose nanofibers is 100 parts by weight, and the polymer dispersant is 0.01 to 25 parts by weight. The block for producing a cellulose nanofiber resin composite according to claim 1 or 2, which is a part. 前記未変性セルロースナノファイバーと高分子分散剤、及び溶媒を混合した後に、機械的解繊処理することにより未変性セルロースナノファイバー分散液を作製する第1工程と、前記未変性セルロースナノファイバー分散液から溶媒を除去する第2工程を含み、
前記第2工程が、前記未変性セルロースナノファイバーの溶媒分散液の液面を押圧しながら凍結乾燥するものである、請求項1~3いずれか1項に記載のセルロースナノファイバー樹脂複合体製造用ブロックの製造方法。


A first step of preparing an unmodified cellulose nanofiber dispersion by mixing the unmodified cellulose nanofibers, a polymer dispersant, and a solvent, followed by mechanical fibrillation, and the unmodified cellulose nanofiber dispersion. a second step of removing the solvent from
The method for producing a cellulose nanofiber resin composite according to any one of claims 1 to 3, wherein the second step is freeze-drying while pressing the liquid surface of the unmodified cellulose nanofiber solvent dispersion. Block manufacturing method.


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