JP7497658B2 - Fibrous cellulose, fibrous cellulose dispersion and method for producing fibrous cellulose - Google Patents

Fibrous cellulose, fibrous cellulose dispersion and method for producing fibrous cellulose Download PDF

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Description

本発明は、繊維状セルロース、繊維状セルロース分散液及び繊維状セルロースの製造方法に関する。 The present invention relates to fibrous cellulose, a fibrous cellulose dispersion, and a method for producing fibrous cellulose.

従来、セルロース繊維は、衣料や吸収性物品、紙製品等に幅広く利用されている。セルロース繊維としては、繊維径が10μm以上50μm以下の繊維状セルロースに加えて、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。 Traditionally, cellulose fibers have been widely used in clothing, absorbent articles, paper products, etc. As cellulose fibers, in addition to fibrous cellulose with a fiber diameter of 10 μm or more and 50 μm or less, fine fibrous cellulose with a fiber diameter of 1 μm or less is also known. Fine fibrous cellulose has attracted attention as a new material, and its applications are diverse.

微細繊維状セルロースは、例えば、塗料の添加剤として用いられる場合がある。この場合、微細繊維状セルロースは、塗料において粘性調整剤として機能し得る。例えば、特許文献1には、水、粘性調整剤(A)及び鱗片状光輝性顔料(B)を含有する光輝性顔料分散体が開示されている。また、特許文献2には、水、鱗片状アルミニウム顔料及びセルロース系粘性調整剤を含有する光輝性顔料分散体が開示されている。特許文献1及び2では、粘性調整剤としてセルロースナノファイバーを用いることが検討されている。 For example, fine fibrous cellulose may be used as an additive to paint. In this case, the fine fibrous cellulose may function as a viscosity modifier in the paint. For example, Patent Document 1 discloses a glittering pigment dispersion containing water, a viscosity modifier (A), and a scaly glittering pigment (B). Patent Document 2 discloses a glittering pigment dispersion containing water, a scaly aluminum pigment, and a cellulose-based viscosity modifier. Patent Documents 1 and 2 discuss the use of cellulose nanofibers as a viscosity modifier.

国際公開第2018/012014号公報International Publication No. 2018/012014 国際公開第2017/175468号公報International Publication No. WO 2017/175468

従来、セルロースナノファイバーは塗料において顔料等の分散性を高める目的で使用されている。しかし、このような塗料について、塗工前にシェアをかけることによる粘度変化(チキソトロピー性)に起因した塗工適性の低下については着目されておらず、塗工適性については、改善の余地があった。 Conventionally, cellulose nanofibers have been used in paints to improve the dispersibility of pigments, etc. However, no attention has been paid to the problem of reduced coatability of such paints due to viscosity changes (thixotropy) caused by applying shear before coating, and there has been room for improvement in terms of coatability.

そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、塗料に添加した際に、優れた塗工適性を発揮し得る微細繊維状セルロースを提供することを目的として検討を進めた。 Therefore, in order to solve these problems of the conventional technology, the inventors have carried out research with the aim of providing fine fibrous cellulose that can exhibit excellent coating suitability when added to paint.

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、微細繊維状セルロースを水に分散させて分散液とし、所定条件で撹拌した場合に、撹拌前後の粘度変化率(%)を所定の範囲内とし得る微細繊維状セルロースを得て、該微細繊維状セルロースを塗料に添加することにより、塗料の塗工適性を高め得ることを見出した。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have found that, when fine fibrous cellulose is dispersed in water to form a dispersion and stirred under specified conditions, fine fibrous cellulose can be obtained that can bring the viscosity change rate (%) before and after stirring within a specified range, and that by adding this fine fibrous cellulose to a paint, the coating suitability of the paint can be improved.
Specifically, the present invention has the following configuration.

[1] 繊維幅が1000nm以下であり、亜リン酸基又は亜リン酸基に由来する置換基を有する繊維状セルロースであって、
繊維状セルロースを水に分散させて、23℃における粘度が2500mPa・sの分散液とし、分散液を以下の撹拌条件で撹拌した場合、以下の式で算出される粘度変化率が±50%以内となる繊維状セルロース;
粘度変化率(%)=(撹拌後の粘度-撹拌前の粘度)/撹拌前の粘度×100
(撹拌条件)
23℃における粘度が2500mPa・sの分散液を、直径10cmの円筒状容器の5cmの高さまで入れ、長さ5cm、中心部の幅2cm、端部の幅1cmの楕円形の撹拌子を用いて、液面中心部が2cm凹む状態を維持して、23℃で24時間撹拌する。
[2] 繊維状セルロースの重合度が300以上500以下である[1]に記載の繊維状セルロース。
[3] 繊維状セルロースを0.4質量%となるように水に分散させて分散液とした場合、分散液の23℃における粘度が200mPa・s以上3000mPa・s以下となる[1]又は[2]に記載の繊維状セルロース。
[4] 塗料用である[1]~[3]のいずれかに記載の繊維状セルロース。
[5] [1]~[4]のいずれかに記載の繊維状セルロースを水に分散させてなる繊維状セルロース分散液。
[6] 亜リン酸基又は亜リン酸基に由来する置換基を有するセルロース繊維に解繊処理を施して繊維幅が1000nm以下であり、亜リン酸基又は亜リン酸基に由来する置換基を有する繊維状セルロースを得る工程と、
繊維状セルロースに低チキソ化処理を施す工程とを含む繊維状セルロースの製造方法。
[7] 低チキソ化処理を施す工程は、繊維状セルロースの重合度を300以上500以下にする工程である[6]に記載の繊維状セルロースの製造方法。
[8] 低チキソ化処理を施す工程は、オゾン処理工程である[6]又は[7]に記載の繊維状セルロースの製造方法。
[1] A fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and having a phosphorous acid group or a substituent derived from a phosphorous acid group,
Fibrous cellulose, which, when dispersed in water to give a dispersion having a viscosity of 2,500 mPa s at 23° C., exhibits a viscosity change rate calculated by the following formula within ±50% when the dispersion is stirred under the following stirring conditions:
Viscosity change rate (%)=(viscosity after stirring−viscosity before stirring)/viscosity before stirring×100
(Mixing conditions)
A dispersion liquid having a viscosity of 2,500 mPa s at 23°C is poured into a cylindrical container having a diameter of 10 cm to a height of 5 cm, and stirred at 23°C for 24 hours using an elliptical stirrer having a length of 5 cm, a width of 2 cm at the center and a width of 1 cm at the end, while maintaining a state in which the center of the liquid surface is recessed by 2 cm.
[2] The fibrous cellulose according to [1], wherein the degree of polymerization of the fibrous cellulose is 300 or more and 500 or less.
[3] The fibrous cellulose according to [1] or [2], in which, when the fibrous cellulose is dispersed in water to a concentration of 0.4% by mass to form a dispersion, the viscosity of the dispersion at 23° C. is 200 mPa·s or more and 3000 mPa·s or less.
[4] The fibrous cellulose according to any one of [1] to [3], which is for use in a paint.
[5] A fibrous cellulose dispersion obtained by dispersing the fibrous cellulose according to any one of [1] to [4] in water.
[6] A step of subjecting cellulose fibers having a phosphorous acid group or a substituent derived from a phosphorous acid group to a defibration treatment to obtain a fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and having a phosphorous acid group or a substituent derived from a phosphorous acid group;
and a step of subjecting the fibrous cellulose to a low thixotropy treatment.
[7] The method for producing fibrous cellulose according to [6], wherein the step of subjecting the fibrous cellulose to a low thixotropy treatment is a step of reducing the degree of polymerization of the fibrous cellulose to 300 or more and 500 or less.
[8] The method for producing fibrous cellulose according to [6] or [7], wherein the step of subjecting the thixotropic reduction treatment is an ozone treatment step.

本発明によれば、塗料に添加した際に、優れた塗工適性を発揮し得る微細繊維状セルロースを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain fine fibrous cellulose that exhibits excellent coating suitability when added to paint.

図1は、リンオキソ酸基を有する繊維状セルロース含有スラリーに対する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 NaOH dropped onto a slurry containing fibrous cellulose having phosphorus oxoacid groups and pH. 図2は、カルボキシ基を有する繊維状セルロース含有スラリーに対するNaOH滴下量とpHの関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH dropped onto a slurry containing fibrous cellulose having a carboxy group and the pH.

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. The components described below may be explained based on representative embodiments and specific examples, but the present invention is not limited to such embodiments.

(微細繊維状セルロース)
本発明は、繊維幅が1000nm以下であり、亜リン酸基又は亜リン酸基に由来する置換基を有する繊維状セルロースに関する。なお、本明細書においては、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを、微細繊維状セルロースともいう。ここで、本発明の繊維状セルロースを水に分散させて、23℃における粘度が2500mPa・sの分散液とし、該分散液を以下の撹拌条件で撹拌した場合、以下の式で算出される粘度変化率が±50%以内となる。
粘度変化率(%)=(撹拌後の粘度-撹拌前の粘度)/撹拌前の粘度×100
(撹拌条件)
23℃における粘度が2500mPa・sの分散液を、直径10cmの円筒状容器の5cmの高さまで入れ、長さ5cm、中心部の幅2cm、端部の幅1cmの楕円形の撹拌子を用いて、液面中心部が2cm凹む状態を維持して、23℃で24時間撹拌する。
(Fine fibrous cellulose)
The present invention relates to a fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and having a phosphorous acid group or a substituent derived from a phosphorous acid group. In this specification, the fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less is also referred to as fine fibrous cellulose. Here, when the fibrous cellulose of the present invention is dispersed in water to obtain a dispersion having a viscosity of 2500 mPa·s at 23°C, and the dispersion is stirred under the following stirring conditions, the viscosity change rate calculated by the following formula is within ±50%.
Viscosity change rate (%)=(viscosity after stirring−viscosity before stirring)/viscosity before stirring×100
(Mixing conditions)
A dispersion liquid having a viscosity of 2,500 mPa s at 23°C is poured into a cylindrical container having a diameter of 10 cm to a height of 5 cm, and stirred at 23°C for 24 hours using an elliptical stirrer having a length of 5 cm, a width of 2 cm at the center and a width of 1 cm at the end, while maintaining a state in which the center of the liquid surface is recessed by 2 cm.

本発明においては、微細繊維状セルロースを分散液とし、上記条件で撹拌を行った場合の粘度変化率を±50%以内とすることにより、塗料に添加した際に、優れた塗工適性を発揮し得る微細繊維状セルロースが得られる。本発明の微細繊維状セルロースを分散した分散液は、低チキソトロピー性を有しているため、優れた塗工適性を発揮することができる。例えば、本発明の微細繊維状セルロースを含む塗料を保管したり、輸送した場合であっても塗料の粘度変化が抑制されているため、塗工時の液ダレが抑制され、かつ顔料等の添加剤の沈降を抑制することができる。また、本発明の微細繊維状セルロースを含む塗料を長時間撹拌するなどして、塗料に比較的強いシェアをかけた場合であっても、塗料の粘度が低下することで生じる液ダレや、顔料等の添加剤の沈降を効果的に抑制することができる。 In the present invention, fine fibrous cellulose is used as a dispersion, and the viscosity change rate when stirred under the above conditions is within ±50%, so that fine fibrous cellulose that can exhibit excellent coating suitability when added to a paint can be obtained. The dispersion in which the fine fibrous cellulose of the present invention is dispersed has low thixotropy, so it can exhibit excellent coating suitability. For example, even when a paint containing the fine fibrous cellulose of the present invention is stored or transported, the viscosity change of the paint is suppressed, so dripping during coating is suppressed and sedimentation of additives such as pigments can be suppressed. In addition, even when a paint containing the fine fibrous cellulose of the present invention is stirred for a long time and a relatively strong shear is applied to the paint, dripping caused by a decrease in the viscosity of the paint and sedimentation of additives such as pigments can be effectively suppressed.

本発明の微細繊維状セルロースは、塗料用として用いられることが好ましく、上述したように塗料の塗工適性を高めることができる。また、本発明の微細繊維状セルロースを塗料の添加剤として用いた場合、塗工後の意匠性や強度を向上させることもできる。このため、塗料を塗工することで形成される塗工層は、優れた意匠性や耐傷性を発揮することができる。 The fine fibrous cellulose of the present invention is preferably used for paint, and as described above, can improve the coating suitability of the paint. In addition, when the fine fibrous cellulose of the present invention is used as an additive for paint, it can also improve the design and strength after coating. Therefore, the coating layer formed by applying the paint can exhibit excellent design and scratch resistance.

上記式で算出される分散液の粘度変化率は、±50%以内であればよく、±40%以内であることが好ましく、±30%以内であることがより好ましく、±25%以内であることがさらに好ましく、±20%以内であることが特に好ましい。なお、上記式で算出される分散液の粘度変化率は、0%であってもよい。通常、分散液にシェアをかけることで分散液の粘度は低下する場合が多いため、上記式で算出される粘度変化率はマイナスの値となることが多い。すなわち、分散液の粘度変化率は、-50%以上0%以下であることが好ましく、-40%以上0%以下であることがより好ましく、-30%以上0%以下であることがさらに好ましく、-25%以上0%以下であることが一層好ましく、-20%以上0%以下であることが特に好ましい。なお、上記式で算出される分散液の粘度変化率は、例えば、微細繊維状セルロースに対する処理の種類や条件、微細繊維状セルロースの重合度と亜リン酸基の導入量などをそれぞれ適切な範囲にコントロールすることで達成される。 The viscosity change rate of the dispersion calculated by the above formula may be within ±50%, preferably within ±40%, more preferably within ±30%, even more preferably within ±25%, and particularly preferably within ±20%. The viscosity change rate of the dispersion calculated by the above formula may be 0%. Usually, the viscosity of the dispersion is often reduced by applying shear to the dispersion, so the viscosity change rate calculated by the above formula is often a negative value. That is, the viscosity change rate of the dispersion is preferably -50% or more and 0% or less, more preferably -40% or more and 0% or less, even more preferably -30% or more and 0% or less, even more preferably -25% or more and 0% or less, and particularly preferably -20% or more and 0% or less. The viscosity change rate of the dispersion calculated by the above formula can be achieved by controlling, for example, the type and conditions of the treatment for the fine fibrous cellulose, the degree of polymerization of the fine fibrous cellulose, and the amount of phosphorous acid groups introduced, each within an appropriate range.

本明細書において、分散液の粘度変化率の算出に用いられる撹拌前後の粘度は、B型粘度計を用いて、23℃で、回転速度6rpmとし、測定開始から1分後の粘度値である。B型粘度計としては、例えば、BLOOKFIELD社製、アナログ粘度計T-LVTを用いることができる。撹拌前の粘度は、粘度が約2500mPa・sとなるように調整した分散液の粘度であるため、分散液の粘度の実測値は2500mPa・sとなることが好ましいが、±15%程度の誤差が生じていてもよい。すなわち、粘度変化率の算出式において、撹拌前の粘度とは、粘度が約2500mPa・sとなるように調整した分散液の実測粘度であり、B型粘度計を用いて、23℃で、回転速度6rpmとし、測定開始から1分後の実測粘度値である。但し、撹拌前の粘度を測定する際には、直径10cmの円筒状容器に微細繊維状セルロース分散液を5cmの高さまで入れ、ディスパーザーにて1500rpmで5分間撹拌し、撹拌終了時から1分後に測定を行う。また、撹拌前の分散液の粘度を約2500mPa・sに調整する際には、用いる微細繊維状セルロースの添加量を適宜調整する。例えば、分散液の全質量に対する微細繊維状セルロースの含有量を0.3~3.0質量%に調整することで、撹拌前の分散液の粘度を約2500mPa・sに調整することができる。 In this specification, the viscosity before and after stirring used to calculate the viscosity change rate of the dispersion is the viscosity value measured one minute after the start of measurement using a Brookfield viscometer at 23°C and a rotation speed of 6 rpm. As the Brookfield viscometer, for example, an analog viscometer T-LVT manufactured by BLOOKFIELD can be used. The viscosity before stirring is the viscosity of the dispersion adjusted to have a viscosity of about 2500 mPa·s, so the actual viscosity value of the dispersion is preferably 2500 mPa·s, but an error of about ±15% may occur. That is, in the calculation formula for the viscosity change rate, the viscosity before stirring is the actual viscosity of the dispersion adjusted to have a viscosity of about 2500 mPa·s, and is the actual viscosity value measured one minute after the start of measurement using a Brookfield viscometer at 23°C and a rotation speed of 6 rpm. However, when measuring the viscosity before stirring, the fine fibrous cellulose dispersion is poured into a cylindrical container with a diameter of 10 cm to a height of 5 cm, stirred with a disperser at 1500 rpm for 5 minutes, and the measurement is performed 1 minute after the end of stirring. In addition, when adjusting the viscosity of the dispersion before stirring to about 2500 mPa·s, the amount of fine fibrous cellulose used is appropriately adjusted. For example, the viscosity of the dispersion before stirring can be adjusted to about 2500 mPa·s by adjusting the content of fine fibrous cellulose to 0.3 to 3.0 mass% relative to the total mass of the dispersion.

粘度変化率の算出式において、撹拌後の粘度を測定する際には、まず、撹拌前の粘度測定に供された分散液を撹拌子によってさらに撹拌する。この際は、撹拌前分散液を直径10cmの円筒状容器に微細繊維状セルロース分散液を5cmの高さまで入れ、長さ5cm、中心部の幅2cm、端部の幅1cmの楕円形の撹拌子を用いて、液面中心部が2cm凹む状態を維持して24時間撹拌する。なお、撹拌時の液温は23℃を保つようにする。そして、撹拌終了時から1分後に、B型粘度計を用いて粘度を測定し、23℃で、回転速度6rpmとし、測定開始から1分後の粘度値を撹拌後の粘度とする。 When measuring the viscosity after stirring in the formula for calculating the rate of change in viscosity, first, the dispersion liquid used for the viscosity measurement before stirring is further stirred with a stirrer. In this case, the dispersion liquid before stirring is placed in a cylindrical container with a diameter of 10 cm to a height of 5 cm of fine fibrous cellulose dispersion, and stirred for 24 hours using an elliptical stirrer with a length of 5 cm, width of the center of 2 cm, and width of 1 cm at the end, while maintaining a state in which the center of the liquid surface is depressed by 2 cm. The liquid temperature during stirring is maintained at 23°C. Then, one minute after the end of stirring, the viscosity is measured using a B-type viscometer, and the viscosity value one minute after the start of measurement at 23°C and a rotation speed of 6 rpm is taken as the viscosity after stirring.

本発明の微細繊維状セルロースを0.4質量%となるように水に分散させて分散液とした場合、分散液の23℃における粘度は、200mPa・s以上であることが好ましく、300mPa・s以上であることがより好ましく、350mPa・s以上であることがさらに好ましく、400mPa・s以上であることが特に好ましい。また、分散液の23℃における粘度は、3000mPa・s以下であることが好ましく、2500mPa・s以下であることがより好ましい。微細繊維状セルロース濃度が0.4質量%の分散液の粘度は、B型粘度計(BLOOKFIELD社製、アナログ粘度計T-LVT)を用いて測定することができる。測定条件は23℃とし、回転速度3rpmとし、測定開始から3分後の粘度を測定する。 When the fine fibrous cellulose of the present invention is dispersed in water to a concentration of 0.4% by mass to form a dispersion, the viscosity of the dispersion at 23°C is preferably 200 mPa·s or more, more preferably 300 mPa·s or more, even more preferably 350 mPa·s or more, and particularly preferably 400 mPa·s or more. The viscosity of the dispersion at 23°C is preferably 3000 mPa·s or less, and more preferably 2500 mPa·s or less. The viscosity of a dispersion having a fine fibrous cellulose concentration of 0.4% by mass can be measured using a B-type viscometer (analog viscometer T-LVT manufactured by BLOOKFIELD). The measurement conditions are 23°C, a rotation speed of 3 rpm, and the viscosity is measured 3 minutes after the start of the measurement.

本発明の繊維状セルロースは、繊維幅が1000nm以下である微細繊維状セルロースである。繊維状セルロースの繊維幅は100nm以下であることがより好ましく、8nm以下であることがさらに好ましい。 The fibrous cellulose of the present invention is a fine fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less. The fiber width of the fibrous cellulose is more preferably 100 nm or less, and even more preferably 8 nm or less.

繊維状セルロースの繊維幅は、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。繊維状セルロースの平均繊維幅は、たとえば1000nm以下である。繊維状セルロースの平均繊維幅は、たとえば2nm以上1000nm以下であることが好ましく、2nm以上100nm以下であることがより好ましく、2nm以上50nm以下であることがさらに好ましく、2nm以上10nm以下であることがとくに好ましい。繊維状セルロースの平均繊維幅を2nm以上とすることにより、セルロース分子として水に溶解することを抑制し、繊維状セルロースによる強度や剛性、寸法安定性の向上という効果をより発現しやすくすることができる。なお、繊維状セルロースは、たとえば単繊維状のセルロースである。 The fiber width of fibrous cellulose can be measured, for example, by observation under an electron microscope. The average fiber width of fibrous cellulose is, for example, 1000 nm or less. The average fiber width of fibrous cellulose is, for example, preferably 2 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 2 nm or more and 100 nm or less, even more preferably 2 nm or more and 50 nm or less, and particularly preferably 2 nm or more and 10 nm or less. By making the average fiber width of fibrous cellulose 2 nm or more, it is possible to suppress dissolution of cellulose molecules in water, and to more easily realize the effect of improving strength, rigidity, and dimensional stability due to fibrous cellulose. The fibrous cellulose is, for example, monofilament cellulose.

繊維状セルロースの平均繊維幅は、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%以下の繊維状セルロースの水系懸濁液を調製し、この懸濁液を親水化処理したカーボン膜被覆グリッド上にキャストしてTEM観察用試料とする。幅の広い繊維を含む場合には、ガラス上にキャストした表面のSEM像を観察してもよい。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。 The average fiber width of fibrous cellulose is measured, for example, using an electron microscope as follows. First, an aqueous suspension of fibrous cellulose with a concentration of 0.05% by mass to 0.1% by mass is prepared, and this suspension is cast onto a hydrophilically treated carbon film-coated grid to prepare a sample for TEM observation. When wide fibers are included, an SEM image of the surface cast onto glass may be observed. Next, observation is performed using an electron microscope image at a magnification of 1000x, 5000x, 10000x, or 50000x depending on the width of the fiber to be observed. However, the sample, observation conditions, and magnification are adjusted to satisfy the following conditions.

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

上記条件を満足する観察画像に対し、直線X、直線Yと交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。これにより、少なくとも20本×2×3=120本の繊維幅を読み取る。そして、読み取った繊維幅の平均値を、繊維状セルロースの平均繊維幅とする。 For observation images that satisfy the above conditions, the width of the fibers that intersect with lines X and Y is visually read. In this way, three or more sets of observation images of at least the surface portions that do not overlap each other are obtained. Next, for each image, the width of the fibers that intersect with lines X and Y is read. In this way, the width of at least 20 fibers x 2 x 3 = 120 fibers is read. The average of the read fiber widths is then determined as the average fiber width of the fibrous cellulose.

繊維状セルロースの繊維長は、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、繊維状セルロースの結晶領域の破壊を抑制できる。また、繊維状セルロースのスラリー粘度を適切な範囲とすることも可能となる。なお、繊維状セルロースの繊維長は、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 fibrous cellulose is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more and 1000 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 800 μm or less, and even more preferably 0.1 μm or more and 600 μm or less. By setting the fiber length within the above range, destruction of the crystalline regions of the fibrous cellulose can be suppressed. It is also possible to set the slurry viscosity of the fibrous cellulose to an appropriate range. The fiber length of the fibrous cellulose can be determined, for example, by image analysis using a TEM, SEM, or AFM.

繊維状セルロースはI型結晶構造を有していることが好ましい。ここで、繊維状セルロースが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。微細繊維状セルロースに占める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)。 It is preferable that the fibrous cellulose has an I-type crystal structure. Here, the fact that the fibrous cellulose has an I-type crystal structure can be identified from the diffraction profile obtained from a wide-angle X-ray diffraction photograph using CuKα (λ = 1.5418 Å) monochromatized with graphite. Specifically, it can be identified from the presence of typical peaks at two positions, around 2θ = 14° to 17° and around 2θ = 22° to 23°. The proportion of I-type crystal structure in the fine fibrous cellulose is, for example, preferably 30% or more, more preferably 40% or more, and even more preferably 50% or more. This can be expected to provide even better performance in terms of heat resistance and low linear thermal expansion coefficient. The degree of crystallinity can be determined by measuring the X-ray diffraction profile and using the pattern in a conventional manner (Seagal et al., Textile Research Journal, Vol. 29, p. 786, 1959).

繊維状セルロースの軸比(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、微細繊維状セルロースを含有するシートを形成しやすい。また、溶媒分散体を作製した際に十分な増粘性が得られやすい。軸比を上記上限値以下とすることにより、たとえば繊維状セルロース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。 The axial ratio (fiber length/fiber width) of the fibrous cellulose is not particularly limited, but is preferably, for example, 20 to 10,000, and more preferably 50 to 1,000. By setting the axial ratio to the above lower limit or more, it is easy to form a sheet containing fine fibrous cellulose. In addition, sufficient thickening is easily obtained when a solvent dispersion is produced. By setting the axial ratio to the above upper limit or less, it is preferable in that, for example, when the fibrous cellulose is treated as an aqueous dispersion, handling such as dilution is easier.

本実施形態における繊維状セルロースは、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、かつ軸比が高い微細繊維状セルロースは、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 fibrous cellulose in this embodiment has, for example, both crystalline and non-crystalline regions. In particular, fine fibrous cellulose having both crystalline and non-crystalline regions and a high axial ratio can be realized by the method for producing fine fibrous cellulose described below.

本実施形態における繊維状セルロースは、亜リン酸基又は亜リン酸基に由来する置換基(単に亜リン酸基ともいう)を有する。分散媒中における繊維の分散性を向上させ、解繊処理における解繊効率を高める観点からは、繊維状セルロースが亜リン酸基又は亜リン酸基に由来する置換基を有することがより好ましい。また、亜リン酸基又は亜リン酸基に由来する置換基を有する微細繊維状セルロースは、塗料に添加した際に、より優れた塗工適性を発揮することができる。 In this embodiment, the fibrous cellulose has a phosphorous acid group or a substituent derived from a phosphorous acid group (also simply referred to as a phosphorous acid group). From the viewpoint of improving the dispersibility of the fibers in the dispersion medium and increasing the defibration efficiency in the defibration process, it is more preferable that the fibrous cellulose has a phosphorous acid group or a substituent derived from a phosphorous acid group. In addition, fine fibrous cellulose having a phosphorous acid group or a substituent derived from a phosphorous acid group can exhibit better coating suitability when added to a paint.

本発明では、亜リン酸基又は亜リン酸基に由来する置換基は、たとえば下記式(2)で表される置換基である。 In the present invention, the phosphite group or the substituent derived from the phosphite group is, for example, a substituent represented by the following formula (2).

Figure 0007497658000001
Figure 0007497658000001

式(2)中、bは自然数であり、mは任意の数であり、b×m=1である。αは、水素原子、飽和-直鎖状炭化水素基、飽和-分岐鎖状炭化水素基、飽和-環状炭化水素基、不飽和-直鎖状炭化水素基、不飽和-分岐鎖状炭化水素基、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。中でも、αは水素原子であることが特に好ましい。なお、式(2)におけるαには、セルロース分子鎖に由来する基は含まれない。 In formula (2), b is a natural number, m is an arbitrary number, and b×m=1. α 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, an unsaturated cyclic hydrocarbon group, an aromatic group, or a group derived from any of these. Of these, it is particularly preferable that α is a hydrogen atom. Note that α in formula (2) does not include groups derived from cellulose molecular chains.

式(2)のαで表される飽和-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 linear hydrocarbon group represented by α in formula (2) include, but are not limited to, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, or an n-butyl group. Examples of the saturated branched hydrocarbon group include, but are not limited to, an i-propyl group or a t-butyl group. Examples of the saturated cyclic hydrocarbon group include, but are not limited to, a cyclopentyl group or a cyclohexyl group. Examples of the unsaturated linear hydrocarbon group include, but are not limited to, a vinyl group or an allyl group. Examples of the unsaturated branched hydrocarbon group include, but are not limited to, an i-propenyl group or a 3-butenyl group. Examples of the unsaturated cyclic hydrocarbon group include, but are not limited to, a cyclopentenyl group or a cyclohexenyl group. Examples of the aromatic group include, but are not limited to, a phenyl group or a naphthyl group.

また、α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、カルボキシ基、ヒドロキシ基、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、亜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、微細セルロース繊維の収率を高めることもできる。 In addition, the derivative group in α may be, but is not limited to, a functional group in which at least one of functional groups such as a carboxy group, a hydroxy group, or an amino group is added to or substituted for the main chain or side chain of the various hydrocarbon groups described above. In addition, the number of carbon atoms constituting the main chain of R is not particularly limited, but is preferably 20 or less, and more preferably 10 or less. By setting the number of carbon atoms constituting the main chain of R within the above range, the molecular weight of the phosphorous group can be set to an appropriate range, which facilitates penetration into the fiber raw material and increases the yield of fine cellulose fibers.

式(2)における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。 In formula (2), β b+ is a monovalent or higher cation made of an organic or inorganic substance. Examples of the monovalent or higher cation made of an organic substance include aliphatic ammonium or aromatic ammonium, and examples of the monovalent or higher cation made of an inorganic substance include, but are not limited to, ions of alkali metals such as sodium, potassium, or lithium, cations of divalent metals such as calcium or magnesium, or hydrogen ions. These can be used alone or in combination of two or more. Examples of the monovalent or higher cation made of an organic or inorganic substance include, but are not limited to, sodium or potassium ions, which are less likely to yellow when a fiber raw material containing β is heated and are easy to use industrially.

なお、微細繊維状セルロースは、亜リン酸基又は亜リン酸基由来の置換基に加えて、さらにリン酸基又はリン酸基に由来する基を有していてもよい。リン酸基又はリン酸基に由来する基は、例えば、下記式(1)もしくは(3)で表される置換基であってもよい。なお、リン酸基又はリン酸基に由来する基は、下記式(3)で表されるような縮合リンオキソ酸基であってもよい。 In addition to the phosphorous acid group or a substituent derived from the phosphorous acid group, the fine fibrous cellulose may further have a phosphorous acid group or a group derived from the phosphorous acid group. The phosphorous acid group or a group derived from the phosphorous acid group may be, for example, a substituent represented by the following formula (1) or (3). In addition, the phosphorous acid group or a group derived from the phosphorous acid group may be a condensed phosphorus oxo acid group as represented by the following formula (3).

Figure 0007497658000002
Figure 0007497658000002

式(1)中、a及びbは自然数であり、mは任意の数である(ただし、a=b×mである)。α及びα’のうちa個がOであり、残りはORである。ここで、Rは、水素原子、飽和-直鎖状炭化水素基、飽和-分岐鎖状炭化水素基、飽和-環状炭化水素基、不飽和-直鎖状炭化水素基、不飽和-分岐鎖状炭化水素基、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。なお、式(1)におけるαは、セルロース分子鎖に由来する基であってもよい。 In formula (1), a and b are natural numbers, and m is an arbitrary number (wherein a=b×m). Of α and α', a are O- , and the rest are OR. Here, 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, an unsaturated cyclic hydrocarbon group, an aromatic group, or a group derived from these. In addition, α in formula (1) may be a group derived from a cellulose molecular chain.

Figure 0007497658000003
Figure 0007497658000003

式(3)中、a及びbは自然数であり、mは任意の数であり、nは2以上の自然数である(ただし、a=b×mである)。α,α,・・・,α及びα’のうちa個がOであり、残りはR又はORのいずれかである。ここで、Rは、水素原子、飽和-直鎖状炭化水素基、飽和-分岐鎖状炭化水素基、飽和-環状炭化水素基、不飽和-直鎖状炭化水素基、不飽和-分岐鎖状炭化水素基、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。なお、式(3)におけるαは、セルロース分子鎖に由来する基であってもよい。 In formula (3), a and b are natural numbers, m is an arbitrary number, and n is a natural number of 2 or more (wherein a=b×m). Of α 1 , α 2 , ..., α n and α', a number of them are O- , and the rest are either R or OR. Here, 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, an unsaturated cyclic hydrocarbon group, an aromatic group, or a group derived from these. In addition, α in formula (3) may be a group derived from a cellulose molecular chain.

式(1)及び(3)における各基の具体的例示は、式(2)における各基の具体的例示と同様である。また、式(1)及び(3)におけるβb+の具体的例示は、式(2)におけるβb+の具体的例示と同様である。 Specific examples of each group in formulas (1) and (3) are the same as the specific examples of each group in formula (2). Specific examples of β b+ in formulas (1) and (3) are the same as the specific examples of β b+ in formula (2).

微細繊維状セルロースが亜リン酸基を置換基として有することは、微細繊維状セルロースを含有する分散液について赤外線吸収スペクトルの測定を行い、1210cm-1付近に亜リン酸基の互変異性体であるホスホン酸基のP=Oに基づく吸収を観察することで確認できる。また、繊維状セルロースがリン酸基を置換基として有することは、繊維状セルロースを含有する分散液について赤外線吸収スペクトルの測定を行い、1230cm-1付近にリン酸基のP=Oに基づく吸収を観察することで確認できる。また、繊維状セルロースが亜リン酸基やリン酸基を置換基として有することは、NMRを用いて化学シフトを確認する方法や、元素分析に滴定を組み合わせる方法などでも確認できる。 The fact that the fine fibrous cellulose has a phosphorous acid group as a substituent can be confirmed by measuring the infrared absorption spectrum of a dispersion containing the fine fibrous cellulose and observing the absorption due to P=O of a phosphonic acid group, which is a tautomer of a phosphorous acid group, at around 1210 cm -1 . The fact that the fibrous cellulose has a phosphorous acid group as a substituent can be confirmed by measuring the infrared absorption spectrum of a dispersion containing the fibrous cellulose and observing the absorption due to P=O of a phosphorous acid group at around 1230 cm -1 . The fact that the fibrous cellulose has a phosphorous acid group or a phosphorous acid group as a substituent can also be confirmed by a method of confirming a chemical shift using NMR or a method of combining titration with elemental analysis.

繊維状セルロースに対する亜リン酸基の導入量(亜リン酸基又は亜リン酸基に由来する置換基の量)は、たとえば繊維状セルロース1g(質量)あたり0.10mmol/g以上であることが好ましく、0.20mmol/g以上であることがより好ましく、0.40mmol/g以上であることがさらに好ましく、0.60mmol/g以上であることがとくに好ましい。また、繊維状セルロースに対する亜リン酸基の導入量は、たとえば繊維状セルロース1g(質量)あたり5.20mmol/g以下であることが好ましく、3.65mmol/g以下であることがより好ましく、3.00mmol/g以下であることがさらに好ましく、2.50mmol/g以下であることが一層好ましく、2.00mmol/g以下であることがより一層好ましく、1.50mmol/g以下であることがさらに一層好ましく、1.00mmol/g以下であることがとくに好ましい。ここで、単位mmol/gにおける分母は、亜リン酸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を示す。亜リン酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維原料の微細化を容易とすることができ、繊維状セルロースの安定性を高めることが可能となる。また、亜リン酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、微細繊維状セルロースを塗料に添加した際の塗料のチキソトロピー性を低下させることができ、これにより塗工適性をより効果的に高めることができる。 The amount of phosphorous acid group introduced into the fibrous cellulose (the amount of phosphorous acid group or the substituent derived from phosphorous acid group) is preferably 0.10 mmol/g or more per 1 g (mass) of fibrous cellulose, more preferably 0.20 mmol/g or more, even more preferably 0.40 mmol/g or more, and particularly preferably 0.60 mmol/g or more. The amount of phosphorous acid group introduced into the fibrous cellulose is preferably 5.20 mmol/g or less per 1 g (mass) of fibrous cellulose, more preferably 3.65 mmol/g or less, even more preferably 3.00 mmol/g or less, even more preferably 2.50 mmol/g or less, even more preferably 2.00 mmol/g or less, even more preferably 1.50 mmol/g or less, and particularly preferably 1.00 mmol/g or less. Here, the denominator in the unit mmol/g indicates the mass of the fibrous cellulose when the counter ion of the phosphorous acid group is a hydrogen ion (H + ). By controlling the amount of phosphorous acid group introduced within the above range, it is possible to easily micronize the fiber raw material and to increase the stability of the fibrous cellulose. Also, by controlling the amount of phosphorous acid group introduced within the above range, it is possible to reduce the thixotropy of the paint when the fine fibrous cellulose is added to the paint, thereby more effectively improving the coatability.

繊維状セルロースに対するリンオキソ酸基(亜リン酸基を含む)の導入量は、たとえば中和滴定法により測定することができる。中和滴定法による測定では、得られた繊維状セルロース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pHの変化を求めることにより、導入量を測定する。 The amount of phosphorus oxoacid groups (including phosphorous acid groups) introduced into fibrous cellulose can be measured, for example, by neutralization titration. In the measurement by neutralization titration, an alkali such as an aqueous sodium hydroxide solution is added to the obtained slurry containing fibrous cellulose, and the amount introduced is measured by determining the change in pH.

図1は、リンオキソ酸基を有する繊維状セルロース含有スラリーに対するNaOH滴下量とpHの関係を示すグラフである。繊維状セルロースに対するリンオキソ酸基の導入量は、たとえば次のように測定される。
まず、繊維状セルロース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pHの変化を観察し、図1の上側部に示すような滴定曲線を得る。図1の上側部に示した滴定曲線では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットしており、図1の下側部に示した滴定曲線では、アルカリを加えた量に対するpHの増分(微分値)(1/mmol)をプロットしている。この中和滴定では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットした曲線において、増分(pHのアルカリ滴下量に対する微分値)が極大となる点が二つ確認される。これらのうち、アルカリを加えはじめて先に得られる増分の極大点を第1終点と呼び、次に得られる増分の極大点を第2終点と呼ぶ。滴定開始から第1終点までに必要としたアルカリ量が、滴定に使用したスラリー中に含まれる繊維状セルロースの第1解離酸量と等しくなり、第1終点から第2終点までに必要としたアルカリ量が滴定に使用したスラリー中に含まれる繊維状セルロースの第2解離酸量と等しくなり、滴定開始から第2終点までに必要としたアルカリ量が滴定に使用したスラリー中に含まれる繊維状セルロースの総解離酸量と等しくなる。そして、滴定開始から第1終点までに必要としたアルカリ量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、リンオキソ酸基導入量(mmol/g)となる。なお、単にリンオキソ酸基導入量(またはリンオキソ酸基量)と言った場合は、第1解離酸量のことを表す。
なお、図1において、滴定開始から第1終点までの領域を第1領域と呼び、第1終点から第2終点までの領域を第2領域と呼ぶ。例えば、リンオキソ酸基がリン酸基の場合であって、このリン酸基が縮合を起こす場合、見かけ上、リンオキソ酸基における弱酸性基量(本明細書では第2解離酸量ともいう)が低下し、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、リンオキソ酸基における強酸性基量(本明細書では第1解離酸量ともいう)は、縮合の有無に関わらずリン原子の量と一致する。また、リンオキソ酸基が亜リン酸基の場合は、リンオキソ酸基に弱酸性基が存在しなくなるため、第2領域に必要としたアルカリ量が少なくなるか、第2領域に必要としたアルカリ量はゼロとなる場合もある。この場合、滴定曲線において、pHの増分が極大となる点は一つとなる。
1 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH dropped onto a slurry containing fibrous cellulose having phosphorus oxo acid groups and pH. The amount of phosphorus oxo acid groups introduced into the fibrous cellulose is measured, for example, as follows.
First, a slurry containing fibrous cellulose is treated with a strongly acidic ion exchange resin. If necessary, the measurement target may be subjected to a defibration treatment similar to the defibration treatment step described below prior to the treatment with the strongly acidic ion exchange resin.
Next, the change in pH is observed while adding the aqueous sodium hydroxide solution, and a titration curve as shown in the upper part of Figure 1 is obtained. In the titration curve shown in the upper part of Figure 1, the measured pH is plotted against the amount of alkali added, and in the titration curve shown in the lower part of Figure 1, the increment (differential value) (1/mmol) of pH against the amount of alkali added is plotted. In this neutralization titration, two points are confirmed in the curve plotting the measured pH against the amount of alkali added, where the increment (differential value of pH against the amount of alkali added) is maximum. Of these, the first maximum point of the increment obtained after starting to add the alkali is called the first endpoint, and the second maximum point of the increment obtained next is called the second endpoint. The amount of alkali required from the start of titration to the first end point is equal to the amount of the first dissociated acid of the fibrous cellulose contained in the slurry used for titration, the amount of alkali required from the first end point to the second end point is equal to the amount of the second dissociated acid of the fibrous cellulose contained in the slurry used for titration, and the amount of alkali required from the start of titration to the second end point is equal to the total amount of dissociated acid of the fibrous cellulose contained in the slurry used for titration. The value obtained by dividing the amount of alkali required from the start of titration to the first end point by the solid content (g) in the slurry to be titrated is the amount of phosphorus oxo acid group introduced (mmol/g). Note that when simply referring to the amount of phosphorus oxo acid group introduced (or the amount of phosphorus oxo acid group), it refers to the amount of the first dissociated acid.
In FIG. 1, the region from the start of titration to the first end point is called the first region, and the region from the first end point to the second end point is called the second region. For example, when the phosphorus oxoacid group is a phosphate group and this phosphate group undergoes condensation, the amount of weak acid groups in the phosphorus oxoacid group (also referred to as the second dissociated acid amount in this specification) appears to decrease, and the amount of alkali required in the second region becomes smaller than the amount of alkali required in the first region. On the other hand, the amount of strong acid groups in the phosphorus oxoacid group (also referred to as the first dissociated acid amount in this specification) is equal to the amount of phosphorus atoms regardless of the presence or absence of condensation. In addition, when the phosphorus oxoacid group is a phosphorous acid group, the weak acid groups are no longer present in the phosphorus oxoacid group, so the amount of alkali required in the second region becomes smaller, or the amount of alkali required in the second region may become zero. In this case, there is only one point in the titration curve where the pH increment is maximized.

なお、上述のリンオキソ酸基導入量(mmol/g)は、分母が酸型の繊維状セルロースの質量を示すことから、酸型の繊維状セルロースが有するリンオキソ酸基量(以降、リンオキソ酸基量(酸型)と呼ぶ)を示している。一方で、リンオキソ酸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繊維状セルロースの質量に変換することで、陽イオンCが対イオンである繊維状セルロースが有するリンオキソ酸基量(以降、リンオキソ酸基量(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算出する。
リンオキソ酸基量(C型)=リンオキソ酸基量(酸型)/{1+(W-1)×A/1000}
A[mmol/g]:繊維状セルロースが有するリンオキソ酸基由来の総アニオン量(リンオキソ酸基の総解離酸量)
W:陽イオンCの1価あたりの式量(たとえば、Naは23、Alは9)
The above-mentioned amount of phosphorus oxoacid groups introduced (mmol/g) indicates the amount of phosphorus oxoacid groups possessed by the acid-type fibrous cellulose (hereinafter referred to as the amount of phosphorus oxoacid groups (acid type)), since the denominator indicates the mass of the acid-type fibrous cellulose. On the other hand, when the counter ion of the phosphorus oxoacid group is replaced with an arbitrary cation C so as to be the charge equivalent, the amount of phosphorus oxoacid groups possessed by the fibrous cellulose in which the cation C is the counter ion (hereinafter referred to as the amount of phosphorus oxoacid groups (C type)) can be obtained by converting the denominator to the mass of the fibrous cellulose when the cation C is the counter ion.
That is, it is calculated according to the following formula.
Amount of phosphorus oxoacid group (C type)=Amount of phosphorus oxoacid group (acid type)/{1+(W-1)×A/1000}
A [mmol/g]: total amount of anions derived from phosphorus oxoacid groups in the fibrous cellulose (total amount of dissociated acids from phosphorus oxoacid groups)
W: Formula weight per valence of cation C (for example, Na is 23, Al is 9)

なお、滴定法によるリンオキソ酸基量の測定においては、水酸化ナトリウム水溶液1滴の滴下量が多すぎる場合や、滴定間隔が短すぎる場合、本来より低いリンオキソ酸基量となるなど正確な値が得られないことがある。適切な滴下量、滴定間隔としては、例えば、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を5~30秒に10~50μLずつ滴定するなどが望ましい。また、繊維状セルロース含有スラリーに溶解した二酸化炭素の影響を排除するため、例えば、滴定開始の15分前から滴定終了まで、窒素ガスなどの不活性ガスをスラリーに吹き込みながら測定するなどが望ましい。 When measuring the amount of phosphorus oxoacid groups by titration, if too much sodium hydroxide solution is added or if the titration interval is too short, the amount of phosphorus oxoacid groups may be lower than expected and an accurate value may not be obtained. For example, an appropriate amount of sodium hydroxide solution and titration interval may be 10 to 50 μL of 0.1 N sodium hydroxide solution added every 5 to 30 seconds. In addition, in order to eliminate the effects of carbon dioxide dissolved in the fibrous cellulose-containing slurry, it is desirable to measure while blowing an inert gas such as nitrogen gas into the slurry from 15 minutes before the start of titration until the end of titration.

また、亜リン酸基に加えて、リン酸基、縮合リン酸基のいずれかまたは両方を含む場合において検出されるリンオキソ酸が、亜リン酸、リン酸、縮合リン酸のどれに由来するのかを区別する方法としては、例えば、酸加水分解などの縮合構造を切断する処理を行ってから上述した滴定操作を行う方法や、酸化処理などの亜リン酸基をリン酸基へ変換する処理を行ってから上述した滴定操作を行う方法などが挙げられる。 In addition, in cases where a phosphorus oxoacid contains either a phosphorus group or a condensed phosphorus group or both in addition to a phosphorus acid group, methods for distinguishing whether the detected phosphorus oxoacid is derived from phosphorus acid, phosphorus, or condensed phosphorus include, for example, a method of performing a process to cleave the condensed structure, such as acid hydrolysis, followed by the titration operation described above, and a method of performing a process to convert the phosphorus acid group to a phosphate group, such as oxidation, followed by the titration operation described above.

微細繊維状セルロースの重合度は、300以上であることが好ましく、320以上であることがより好ましく、340以上であることがさらに好ましい。また、微細繊維状セルロースの重合度は、500以下であることが好ましく、490以下であることがより好ましく、460以下であることがさらに好ましい。微細繊維状セルロースの重合度を上記範囲内とすることにより、微細繊維状セルロースを塗料に添加した際の塗料のチキソトロピー性を低下(低チキソ化)させることができ、これにより塗工適性をより効果的に高めることができる。 The degree of polymerization of the fine fibrous cellulose is preferably 300 or more, more preferably 320 or more, and even more preferably 340 or more. The degree of polymerization of the fine fibrous cellulose is preferably 500 or less, more preferably 490 or less, and even more preferably 460 or less. By setting the degree of polymerization of the fine fibrous cellulose within the above range, the thixotropy of the paint when the fine fibrous cellulose is added to the paint can be reduced (reduced thixotropy), thereby more effectively improving the coating suitability.

微細繊維状セルロースの重合度は、Tappi T230に従い測定されたパルプ粘度から計算した値である。具体的には、測定対象の微細繊維状セルロースを、銅エチレンジアミン水溶液に分散させて測定した粘度(η1とする)、及び分散媒体のみで測定したブランク粘度(η0とする)を測定したのち、比粘度(ηsp)、固有粘度([η])を下記式に従って測定する。
ηsp=(η1/η0)-1
[η]=ηsp/(c(1+0.28×ηsp))
ここで、式中のcは、粘度測定時の微細繊維状セルロースの濃度を示す。
さらに、下記式から重合度(DP)を算出する。
DP=1.75×[η]
この重合度は粘度法によって測定された平均重合度であることから、「粘度平均重合度」と称されることもある。
The degree of polymerization of the fine fibrous cellulose is a value calculated from the pulp viscosity measured according to Tappi T 230. Specifically, the fine fibrous cellulose to be measured is dispersed in an aqueous copper ethylenediamine solution to measure the viscosity (referred to as η1), and the blank viscosity (referred to as η0) is measured using only the dispersion medium, and then the specific viscosity (ηsp) and intrinsic viscosity ([η]) are measured according to the following formulas.
ηsp = (η1/η0) -1
[η] = ηsp / (c(1 + 0.28 × ηsp))
Here, c in the formula represents the concentration of the fine fibrous cellulose at the time of viscosity measurement.
Furthermore, the degree of polymerization (DP) is calculated from the following formula.
DP = 1.75 × [η]
Since this degree of polymerization is an average degree of polymerization measured by a viscosity method, it is sometimes called the "viscosity average degree of polymerization."

本発明においては、特に、微細繊維状セルロースの重合度を300以上500以下とし、かつ微細繊維状セルロースにおける亜リン酸基又は亜リン酸基に由来する置換基の量を0.4mmol/g以上1.0mmol/g以下とすることにより、微細繊維状セルロースを塗料に添加した際の塗料のチキソトロピー性をより一層低下させることができ、これにより塗料の塗工適性をより効果的に高めることができる。微細繊維状セルロースの重合度と亜リン酸基又は亜リン酸基に由来する置換基の量を適切な範囲とすることが、微細繊維状セルロースを分散させた分散液が低チキソトロピー性を示すことに寄与し、これにより塗料の塗工適性が高まるものと考えられる。 In the present invention, in particular, by setting the degree of polymerization of the fine fibrous cellulose to 300 or more and 500 or less, and setting the amount of phosphorous acid groups or substituents derived from phosphorous acid groups in the fine fibrous cellulose to 0.4 mmol/g or more and 1.0 mmol/g or less, the thixotropy of the paint when the fine fibrous cellulose is added to the paint can be further reduced, and the coatability of the paint can be more effectively improved. Setting the degree of polymerization of the fine fibrous cellulose and the amount of phosphorous acid groups or substituents derived from phosphorous acid groups within an appropriate range contributes to the dispersion in which the fine fibrous cellulose is dispersed exhibiting low thixotropy, which is thought to improve the coatability of the paint.

(微細繊維状セルロースの製造方法)
<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。なお、軸比の大きい長繊維の微細繊維状セルロースを用いると粘度が高くなる傾向がある。
(Method for producing fine fibrous cellulose)
<Fiber raw materials>
The fine fibrous cellulose is produced from a fiber raw material containing cellulose. The fiber raw material containing cellulose is not particularly limited, but it is preferable to use pulp because it is easily available and inexpensive. Examples of pulp include wood pulp, non-wood pulp, and deinked pulp. Examples of wood pulp include, but are not particularly limited to, chemical pulp such as hardwood kraft pulp (LBKP), softwood kraft pulp (NBKP), sulfite pulp (SP), dissolving pulp (DP), soda pulp (AP), unbleached kraft pulp (UKP) and oxygen bleached kraft pulp (OKP), semi-chemical pulp such as semi-chemical pulp (SCP) and chemi-ground wood pulp (CGP), mechanical pulp such as groundwood pulp (GP) and thermomechanical pulp (TMP, BCTMP), etc. Examples of non-wood pulp include, but are not particularly limited to, cotton-based pulp such as cotton linters and cotton lint, and non-wood-based pulp such as hemp, wheat straw, and bagasse. The deinked pulp is not particularly limited, but may be deinked pulp made from waste paper. The pulp of this embodiment may be one of the above, or may be a mixture of two or more. Among the above pulps, wood pulp and deinked pulp are preferable from the viewpoint of availability. Among wood pulps, chemical pulp is more preferable, and kraft pulp and sulfite pulp are even more preferable, from the viewpoint of a high cellulose ratio and a high yield of fine fibrous cellulose during defibration treatment, and of small decomposition of cellulose in the pulp and of obtaining long-fiber fine fibrous cellulose with a large axial ratio. The viscosity tends to be high when long-fiber fine fibrous cellulose with a large axial ratio is used.

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 fiber raw materials containing cellulose, for example, cellulose contained in sea squirts and bacterial cellulose produced by acetic acid bacteria can be used. Also, instead of fiber raw materials containing cellulose, fibers formed from linear nitrogen-containing polysaccharide polymers such as chitin and chitosan can be used.

<亜リン酸基導入工程>
微細繊維状セルロースが亜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、亜リン酸基導入工程を含む。亜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、亜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、亜リン酸基導入繊維が得られることとなる。
<Phosphite group introduction step>
When the fine fibrous cellulose has a phosphite group, the production process of the fine fibrous cellulose includes a phosphite group introduction step. The phosphite group introduction step is a step of reacting at least one compound (hereinafter also referred to as "compound A") selected from compounds capable of introducing a phosphite group by reacting with a hydroxyl group possessed by a cellulose-containing fiber raw material with the cellulose-containing fiber raw material. This step results in the production of a fiber having a phosphite group introduced therein.

本実施形態に係る亜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 phosphorous acid group introduction step according to this embodiment, the reaction of the cellulose-containing fiber raw material with compound A may be carried out in the presence of at least one selected from urea and its derivatives (hereinafter also referred to as "compound B"). On the other hand, the reaction of the cellulose-containing fiber raw material with compound A may be carried out in the absence of 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。 One example of a method for allowing compound A to act on a fiber raw material in the presence of compound B is to mix compound A and compound B with a fiber raw material in a dry, wet, or slurry state. Of these, it is preferable to use a fiber raw material in a dry or wet state, and it is particularly preferable to use a fiber raw material in a dry state, because the reaction is highly uniform. The form of the fiber raw material is not particularly limited, but it is preferable to use a cotton-like or thin sheet-like form. Compound A and compound B are each added to the fiber raw material in a powder form, a solution form dissolved in a solvent, or a melted state by heating to a melting point or higher. Of these, it is preferable to add them in a solution form dissolved in a solvent, especially in an aqueous solution form, because the reaction is highly uniform. Compound A and compound B may be added to the fiber raw material simultaneously, separately, or as a mixture. The method of adding compound A and compound B is not particularly limited, but when compound A and compound B are in a solution form, the fiber raw material may be immersed in the solution to absorb the liquid and then removed, or the solution may be dripped onto the fiber raw material. Alternatively, the required amounts of compound A and compound B may be added to the fiber raw material, or excess amounts of compound A and compound B may be added to the fiber raw material, and then the excess compound A and compound B may be removed by squeezing or filtration.

本実施態様で使用する化合物Aは、亜リン酸基を有する化合物及びその塩から選択される少なくとも1種である。亜リン酸基を有する化合物としては亜リン酸を挙げることができ、亜リン酸としては、たとえば99%亜リン酸(ホスホン酸)が挙げられる。亜リン酸基を有する化合物の塩としては、亜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、リンオキソ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、亜リン酸、亜リン酸のナトリウム塩、亜リン酸のカリウム塩、または、亜リン酸のアンモニウム塩が好ましく用いられる。 Compound A used in this embodiment is at least one selected from compounds having a phosphite group and salts thereof. Examples of compounds having a phosphite group include phosphorous acid, and examples of phosphorous acid include 99% phosphorous acid (phosphonic acid). Examples of salts of compounds having a phosphite group include lithium salts, sodium salts, potassium salts, and ammonium salts of phosphorous acid, which can be neutralized to various degrees. Among these, phosphorous acid, sodium salts of phosphorous acid, potassium salts of phosphorous acid, and ammonium salts of phosphorous acid are preferably used from the viewpoints of high efficiency of introduction of phosphorus oxoacid groups, easier improvement of defibration efficiency in the defibration process described below, low cost, and ease of industrial application.

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、微細繊維状セルロースの収率をより向上させることができる。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, but for example, when the amount of compound A added is converted to the amount of phosphorus atoms, the amount of phosphorus atoms added to the fiber raw material (bone dry mass) is preferably 0.5% by mass or more and 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 fine fibrous cellulose can be further improved. On the other hand, by setting the amount of phosphorus atoms added to the fiber raw material to the above upper limit or less, a balance can be achieved between the effect of improving the yield and costs.

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。
As described above, the compound B used in this embodiment is at least one selected from urea and its derivatives. Examples of the compound B include urea, biuret, 1-phenylurea, 1-benzylurea, 1-methylurea, and 1-ethylurea.
From the viewpoint of improving the uniformity of the reaction, it is preferable to use an aqueous solution of compound B. Also, 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 relative to the fiber raw material (bone dry mass) is not particularly limited, but is preferably, for example, 1% by mass or more and 500% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 400% by mass or less, and even more preferably 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 of a fiber raw material containing cellulose with 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, and dimethylacetamide. Examples of amines include methylamine, ethylamine, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, pyridine, ethylenediamine, and hexamethylenediamine. Among these, triethylamine in particular is known to act as a good reaction catalyst.

亜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、亜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、たとえば撹拌乾燥装置、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、高周波乾燥装置を用いることができる。 In the phosphorous acid group introduction step, it is preferable to add or mix compound A or the like to the fiber raw material, and then heat-treat the fiber raw material. It is preferable to select a temperature for the heat treatment that can efficiently introduce the phosphorous acid group while suppressing thermal decomposition and hydrolysis of the fiber. The heat treatment temperature is preferably, for example, 50°C to 300°C, more preferably 100°C to 250°C, and even more preferably 130°C to 200°C. In addition, various devices having heat media can be used for the heat treatment, such as a stirring dryer, a rotary dryer, a disk dryer, a roll-type heater, a plate-type heater, a fluidized bed dryer, an airflow dryer, a reduced pressure dryer, an infrared heater, a far-infrared heater, a microwave heater, and a high-frequency dryer.

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を混練又は撹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亜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 this embodiment, for example, a method of adding compound A to a thin sheet-like fiber raw material by a method such as impregnation and then heating the material, or a method of heating the fiber raw material and compound A while kneading or stirring the fiber raw material with a kneader or the like can be adopted. This makes it possible to suppress unevenness in the concentration of compound A in the fiber raw material and introduce phosphorous acid groups more uniformly onto the surface of the cellulose fibers contained in the fiber raw material. This is thought to be due to the fact that when water molecules move to the surface of the fiber raw material as it dries, the dissolved compound A can be prevented from being attracted to the water molecules by surface tension and moving to the surface of the fiber raw material in the same way (i.e., causing unevenness in the concentration of compound A).

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、軸比の高い微細繊維状セルロースを得ることが可能となる。 The heating device used for the heat treatment is preferably one that can constantly discharge, to the outside of the system, moisture held by the slurry and moisture generated in the dehydration condensation (phosphate esterification) reaction between compound A and hydroxyl groups contained in cellulose or the like in the fiber raw material. An example of such a heating device is an oven that uses a blowing air system. By constantly discharging moisture from within the system, the hydrolysis reaction of phosphate ester bonds, which is the reverse reaction of phosphate esterification, can be suppressed, and acid hydrolysis of the sugar chains in the fibers can also be suppressed. This makes it possible to obtain fine fibrous cellulose with 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、亜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 preferably from 1 second to 300 minutes after the moisture has been substantially removed from the fiber raw material, more preferably from 1 second to 1000 seconds, and even more preferably from 10 seconds to 800 seconds. In this embodiment, the amount of phosphorous groups introduced can be within a preferred range by setting the heating temperature and heating time within an appropriate range.

亜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回以上の亜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亜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、亜リン酸基導入工程を2回行う場合が挙げられる。 The phosphite group introduction step needs to be carried out at least once, but can also be repeated two or more times. By carrying out the phosphite group introduction step two or more times, a large number of phosphite groups can be introduced into the fiber raw material. In this embodiment, one preferred embodiment is where the phosphite group introduction step is carried out two times.

繊維状セルロースに対する亜リン酸基の導入量は、たとえば微細繊維状セルロース1g(質量)あたり0.10mmol/g以上であることが好ましく、0.20mmol/g以上であることがより好ましく、0.40mmol/g以上であることがさらに好ましく、0.60mmol/g以上であることがとくに好ましい。また、繊維状セルロースに対する亜リン酸基の導入量は、たとえば微細繊維状セルロース1g(質量)あたり5.20mmol/g以下であることが好ましく、3.65mmol/g以下であることがより好ましく、3.00mmol/g以下であることがさらに好ましく、2.50mmol/g以下であることが一層好ましく、2.00mmol/g以下であることがより一層好ましく、1.50mmol/g以下であることがさらに一層好ましく、1.00mmol/g以下であることがとくに好ましい。亜リン酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維原料の微細化を容易にし、微細繊維状セルロースの安定性を高めることができる。また、亜リン酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、微細繊維状セルロースを塗料に添加した際の塗料のチキソトロピー性を低下させることができ、これにより塗工適性をより効果的に高めることができる。 The amount of phosphorous acid groups introduced into the fibrous cellulose is preferably 0.10 mmol/g or more per 1 g (mass) of fine fibrous cellulose, more preferably 0.20 mmol/g or more, even more preferably 0.40 mmol/g or more, and particularly preferably 0.60 mmol/g or more. The amount of phosphorous acid groups introduced into the fibrous cellulose is preferably 5.20 mmol/g or less per 1 g (mass) of fine fibrous cellulose, more preferably 3.65 mmol/g or less, even more preferably 3.00 mmol/g or less, even more preferably 2.50 mmol/g or less, even more preferably 2.00 mmol/g or less, even more preferably 1.50 mmol/g or less, and particularly preferably 1.00 mmol/g or less. By setting the amount of phosphorous acid groups introduced within the above range, it is possible to easily refine the fiber raw material and increase the stability of the fine fibrous cellulose. Furthermore, by introducing an amount of phosphorous acid group within the above range, the thixotropy of the paint when fine fibrous cellulose is added to the paint can be reduced, thereby more effectively improving the coating suitability.

<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、必要に応じて亜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、たとえば水や有機溶媒により亜リン酸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。
<Cleaning process>
In the method for producing fine fibrous cellulose in this embodiment, a washing step can be carried out on the phosphite group-introduced fiber as necessary. The washing step is carried out, for example, by washing the phosphite group-introduced fiber with water or an organic solvent. The washing step may be carried out after each step described below, and the number of washing steps carried out in each washing step is not particularly limited.

<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、亜リン酸基導入工程と、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としては、特に限定されないが、例えばアルカリ溶液中に、亜リン酸基導入繊維を浸漬する方法が挙げられる。
<Alkaline treatment step>
When producing fine fibrous cellulose, the fiber raw material may be subjected to an alkali treatment between the phosphorous acid group introduction step and the defibration step described below. The method of the alkali treatment is not particularly limited, but may be, for example, a method of immersing the phosphorous acid group-introduced fiber in an alkali solution.

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、水または有機溶媒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媒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。 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 this embodiment, it is preferable to use, for example, sodium hydroxide or potassium hydroxide as the alkaline compound because of its high versatility. 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 a polar solvent including water or a polar organic solvent such as 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亜リン酸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、たとえば亜リン酸基導入繊維の絶対乾燥質量に対して100質量%以上100000質量%以下であることが好ましく、1000質量%以上10000質量%以下であることがより好ましい。 The temperature of the alkaline solution in the alkaline treatment step is not particularly limited, but is preferably 5°C to 80°C, and more preferably 10°C to 60°C. The immersion time of the phosphite-group-introduced fiber in the alkaline solution in the alkaline treatment step is not particularly limited, but is preferably 5 minutes to 30 minutes, and more preferably 10 minutes to 20 minutes. The amount of the alkaline solution used in the alkaline treatment is not particularly limited, but is preferably 100% by mass to 100,000% by mass, and more preferably 1000% by mass to 10,000% by mass, based on the absolute dry mass of the phosphite-group-introduced fiber.

アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液の使用量を減らすために、亜リン酸基導入工程の後であってアルカリ処理工程の前に、亜リン酸基導入繊維を水や有機溶媒により洗浄してもよい。アルカリ処理工程の後であって解繊処理工程の前には、取り扱い性を向上させる観点から、アルカリ処理を行った亜リン酸基導入繊維を水や有機溶媒により洗浄することが好ましい。 In order to reduce the amount of alkaline solution used in the alkaline treatment step, the phosphite-group-introduced fiber may be washed with water or an organic solvent after the phosphite-group-introducing step and before the alkaline treatment step. From the viewpoint of improving handleability, it is preferable to wash the phosphite-group-introduced fiber that has been subjected to the alkaline treatment with water or an organic solvent after the alkaline treatment step and before the defibration treatment step.

<酸処理工程>
微細繊維状セルロースを製造する場合、亜リン酸基を導入する工程と、後述する解繊処理工程の間に、繊維原料に対して酸処理を行ってもよい。例えば、亜リン酸基導入工程、酸処理、アルカリ処理及び解繊処理をこの順で行ってもよい。
<Acid treatment step>
When producing fine fibrous cellulose, the fiber raw material may be subjected to an acid treatment between the step of introducing a phosphite group and the defibration treatment step described later. For example, the step of introducing a phosphite group, the acid treatment, the alkali treatment, and the defibration treatment may be performed in this order.

酸処理の方法としては、特に限定されないが、たとえば酸を含有する酸性液中に繊維原料を浸漬する方法が挙げられる。使用する酸性液の濃度は、特に限定されないが、たとえば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、使用する酸性液のpHは、特に限定されないが、たとえば0以上4以下であることが好ましく、1以上3以下であることがより好ましい。酸性液に含まれる酸としては、たとえば無機酸、スルホン酸、カルボン酸等を用いることができる。無機酸としては、たとえば硫酸、硝酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸、過塩素酸、リン酸、ホウ酸等が挙げられる。スルホン酸としては、たとえばメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等が挙げられる。カルボン酸としては、たとえばギ酸、酢酸、クエン酸、グルコン酸、乳酸、シュウ酸、酒石酸等が挙げられる。これらの中でも、塩酸または硫酸を用いることがとくに好ましい。 The method of acid treatment is not particularly limited, but for example, a method of immersing the fiber raw material in an acidic solution containing an acid can be mentioned. The concentration of the acidic solution used is not particularly limited, but for example, it is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less. The pH of the acidic solution used is not particularly limited, but for example, it is preferably 0 to 4, more preferably 1 to 3. The acid contained in the acidic solution can be, for example, an inorganic acid, a sulfonic acid, a carboxylic acid, etc. Examples of inorganic acids include sulfuric acid, nitric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, hypochlorous acid, chlorous acid, chloric acid, perchloric acid, phosphoric acid, boric acid, etc. Examples of sulfonic acids include methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, etc. Examples of carboxylic acids include formic acid, acetic acid, citric acid, gluconic acid, lactic acid, oxalic acid, tartaric acid, etc. Among these, it is particularly preferable to use hydrochloric acid or sulfuric acid.

酸処理における酸溶液の温度は、特に限定されないが、たとえば5℃以上100℃以下が好ましく、20℃以上90℃以下がより好ましい。酸処理における酸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120分以下が好ましく、10分以上60分以下がより好ましい。酸処理における酸溶液の使用量は、特に限定されないが、たとえば繊維原料の絶対乾燥質量に対して100質量%以上100000質量%以下であることが好ましく、1000質量%以上10000質量%以下であることがより好ましい。 The temperature of the acid solution in the acid treatment is not particularly limited, but is preferably from 5°C to 100°C, and more preferably from 20°C to 90°C. The immersion time in the acid solution in the acid treatment is not particularly limited, but is preferably from 5 minutes to 120 minutes, and more preferably from 10 minutes to 60 minutes. The amount of the acid solution used in the acid treatment is not particularly limited, but is preferably from 100% to 100,000% by mass, and more preferably from 1,000% to 10,000% by mass, based on the absolute dry mass of the fiber raw material.

<解繊処理>
亜リン酸基導入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。
<Defibrillation treatment>
The phosphorous group-introduced fibers are defibrated in a defibration process to obtain fine fibrous cellulose. In the defibration process, for example, a defibration treatment device can be used. The defibration treatment device is not particularly limited, but for example, a high-speed defibrator, a grinder (stone mill type grinder), a high-pressure homogenizer, an ultra-high-pressure homogenizer, a high-pressure collision type grinder, a ball mill, a bead mill, a disk type refiner, a conical refiner, a biaxial kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, or a beater can be used. Among the above defibration treatment devices, it is more preferable to use a high-speed defibrator, a high-pressure homogenizer, or an ultra-high-pressure homogenizer, which are less affected by the grinding media and have less risk of contamination.

解繊処理工程においては、たとえば亜リン酸基導入繊維を、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、および極性有機溶媒などの有機溶媒から選択される1種または2種以上を使用することができる。極性有機溶媒としては、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、非プロトン性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 fiber defibration process, for example, the phosphorous group-introduced fiber is preferably diluted with a dispersion medium to form a slurry. As the dispersion medium, one or more types selected from water and organic solvents such as polar organic solvents can be used. The polar organic solvent is not particularly limited, but is preferably, for example, alcohols, polyhydric alcohols, ketones, ethers, esters, aprotic polar solvents, etc. Examples of alcohols include, for example, methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutyl alcohol, etc. Examples of polyhydric alcohols include, for example, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, etc. Examples of ketones include, for example, acetone, methyl ethyl ketone (MEK), etc. Examples of ethers include, for example, diethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, etc. Examples of esters include, for example, ethyl acetate, butyl acetate, etc. Aprotic polar solvents include dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP), etc.

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、亜リン酸基導入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亜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 solids concentration of the fine fibrous cellulose during the defibration process can be set as appropriate. In addition, the slurry obtained by dispersing the phosphorous-group-introduced fibers in a dispersion medium may contain solids other than the phosphorous-group-introduced fibers, such as urea with hydrogen bonding properties.

<低チキソ化処理>
本発明の微細繊維状セルロースの製造方法は、上述したような工程に加えて、さらに低チキソ化処理を施す工程を含むことが好ましい。具体的には、上述したように、適宜処理を施したセルロース繊維に解繊処理を施して繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを得る工程と、繊維状セルロースに低チキソ化処理を施す工程とを含むことが好ましい。すなわち、本発明の微細繊維状セルロースの製造方法は、例えば、セルロース繊維に解繊処理を施した後に、低チキソ化処理を施す工程を含むことが好ましい。なお、解繊処理工程の前には、上述したように、セルロース繊維に亜リン酸基を導入する工程をさらに含むことが好ましく、亜リン酸基を導入する工程の他に、洗浄工程やアルカリ処理工程をさらに含むことも好ましい。
<Low thixotropy treatment>
The method for producing fine fibrous cellulose of the present invention preferably includes a step of performing a thixotropy reduction treatment in addition to the steps described above. Specifically, as described above, it preferably includes a step of performing a defibration treatment on appropriately treated cellulose fibers to obtain fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less, and a step of performing a thixotropy reduction treatment on the fibrous cellulose. That is, the method for producing fine fibrous cellulose of the present invention preferably includes, for example, a step of performing a thixotropy reduction treatment after performing a defibration treatment on cellulose fibers. Note that, as described above, it is preferable to further include a step of introducing a phosphite group into the cellulose fibers before the defibration treatment step, and it is also preferable to further include a washing step or an alkali treatment step in addition to the step of introducing a phosphite group.

本明細書において、低チキソ化処理を施す工程は、微細繊維状セルロースを含む分散液のチキソトロピー性を低下させるための処理を施す工程である。具体的には、低チキソ化処理を施す工程は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースの重合度を300以上500以下にする工程であることが好ましい。なお、低チキソ化処理を施す工程で得られる微細繊維状セルロースの重合度は、320以上であることがより好ましく、340以上であることがさらに好ましい。また、低チキソ化処理を施す工程で得られる微細繊維状セルロースの重合度は、490以下であることがより好ましく、460以下であることがさらに好ましい。 In this specification, the step of performing the low thixotropy treatment is a step of performing a treatment to reduce the thixotropy of a dispersion liquid containing fine fibrous cellulose. Specifically, the step of performing the low thixotropy treatment is preferably a step of reducing the degree of polymerization of fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less to 300 or more and 500 or less. The degree of polymerization of the fine fibrous cellulose obtained in the step of performing the low thixotropy treatment is more preferably 320 or more, and even more preferably 340 or more. The degree of polymerization of the fine fibrous cellulose obtained in the step of performing the low thixotropy treatment is more preferably 490 or less, and even more preferably 460 or less.

低チキソ化処理を施す工程としては、例えば、オゾン処理工程、酵素処理工程、次亜塩素酸処理工程、亜臨界水処理工程等を挙げることができる。低チキソ化処理を施す工程は、オゾン処理工程、酵素処理工程、次亜塩素酸処理工程及び亜臨界水処理工程から選択される少なくとも1種であることが好ましく、オゾン処理工程であることが特に好ましい。 Examples of the process for carrying out the low thixotropy treatment include an ozone treatment process, an enzyme treatment process, a hypochlorous acid treatment process, and a subcritical water treatment process. The process for carrying out the low thixotropy treatment is preferably at least one selected from an ozone treatment process, an enzyme treatment process, a hypochlorous acid treatment process, and a subcritical water treatment process, and is particularly preferably an ozone treatment process.

オゾン処理工程では、微細繊維状セルロース分散液(スラリー)にオゾンを添加する。オゾンを添加する際には、例えば、オゾン/酸素混合気体として添加することが好ましい。この際、微細繊維状セルロース分散液(スラリー)中に含まれる微細繊維状セルロース1gに対するオゾン添加率は、1.0×10-4g以上とすることが好ましく、1.0×10-3g以上とすることがより好ましく、1.0×10-2g以上とすることがさらに好ましい。なお、微細繊維状セルロース1gに対するオゾン添加率は、1.0×10g以下とすることが好ましい。微細繊維状セルロース分散液(スラリー)にオゾンを添加した後には、10℃以上50℃以下の条件下で10秒以上10分以下撹拌を行い、その後、1分以上100分以下静置することが好ましい。 In the ozone treatment step, ozone is added to the fine fibrous cellulose dispersion (slurry). When adding ozone, it is preferable to add it as an ozone/oxygen mixed gas, for example. In this case, the ozone addition rate per 1 g of fine fibrous cellulose contained in the fine fibrous cellulose dispersion (slurry) is preferably 1.0×10 −4 g or more, more preferably 1.0×10 −3 g or more, and even more preferably 1.0×10 −2 g or more. It is preferable that the ozone addition rate per 1 g of fine fibrous cellulose is 1.0×10 1 g or less. After adding ozone to the fine fibrous cellulose dispersion (slurry), stirring is performed under conditions of 10° C. to 50° C. for 10 seconds to 10 minutes, and then it is preferable to leave it to stand for 1 minute to 100 minutes.

酵素処理工程では、微細繊維状セルロース分散液(スラリー)に酵素を添加する。この際に用いる酵素は、セルラーゼ系酵素であることが好ましい。セルラーゼ系酵素は、セルロースの加水分解反応機能を有する触媒ドメインの高次構造に基づく糖質加水分解酵素ファミリーに分類される。セルラーゼ系酵素はセルロース分解特性によってエンド型グルカナーゼ(endo-glucanase)とセロビオヒドロラーゼ(cellobiohydrolase)に大別される。エンド型グルカナーゼはセルロースの非晶部分や可溶性セロオリゴ糖、又はカルボキシメチルセルロースのようなセルロース誘導体に対する加水分解性が高く、それらの分子鎖を内側からランダムに切断し、重合度を低下させる。これに対して、セロビオヒドロラーゼはセルロースの結晶部分を分解し、セロビオースを与える。また、セロビオヒドロラーゼはセルロース分子の末端から加水分解し、エキソ型或いはプロセッシブ酵素とも呼ばれる。酵素処理工程において使用する酵素は特に限定されるものではないが、エンド型グルカナーゼを使用することが好ましい。 In the enzyme treatment process, an enzyme is added to the fine fibrous cellulose dispersion (slurry). The enzyme used in this process is preferably a cellulase enzyme. Cellulase enzymes are classified into the carbohydrate hydrolase family based on the higher-order structure of the catalytic domain that has the function of hydrolyzing cellulose. Cellulase enzymes are broadly classified into endo-glucanases and cellobiohydrolases based on their cellulose decomposition properties. Endo-glucanases have high hydrolysis properties for the amorphous part of cellulose, soluble cellooligosaccharides, and cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose, and randomly cut the molecular chains from the inside to reduce the degree of polymerization. In contrast, cellobiohydrolases decompose the crystalline part of cellulose to give cellobiose. Cellobiohydrolases also hydrolyze the ends of cellulose molecules and are also called exo- or processive enzymes. The enzyme used in the enzyme treatment step is not particularly limited, but it is preferable to use an endo-glucanase.

酵素処理工程では、酵素の添加率は微細繊維状セルロース1gに対して1.0×10-7g以上であることが好ましく、1.0×10-6g以上であることがより好ましく、1.0×10-5g以上であることがさらに好ましい。また、酵素の添加率は微細繊維状セルロース1gに対して1.0×10-2g以下であることが好ましい。微細繊維状セルロース分散液(スラリー)に酵素を添加した後には、30℃以上70℃以下の条件下で1分以上10時間以下撹拌を行い、その後、90℃以上の条件下に置くなどして酵素を失活させることが好ましい。 In the enzyme treatment step, the enzyme addition rate is preferably 1.0×10 −7 g or more per 1 g of fine fibrous cellulose, more preferably 1.0×10 −6 g or more, and even more preferably 1.0×10 −5 g or more. The enzyme addition rate is preferably 1.0×10 −2 g or less per 1 g of fine fibrous cellulose. After adding the enzyme to the fine fibrous cellulose dispersion (slurry), it is preferable to stir the mixture at 30° C. or more and 70° C. or less for 1 minute to 10 hours, and then to inactivate the enzyme by placing the mixture at 90° C. or more.

次亜塩素酸処理工程では、微細繊維状セルロース分散液(スラリー)に次亜塩素酸ナトリウムを添加する。次亜塩素酸ナトリウムの添加率は微細繊維状セルロース1gに対して1.0×10-4g以上であることが好ましく、1.0×10-3g以上であることがより好ましく、1.0×10-2g以上であることがさらに好ましく、1.0×10-1g以上であることが特に好ましい。また、次亜塩素酸ナトリウム添加率は微細繊維状セルロース1gに対して1.0×10g以下であることが好ましい。微細繊維状セルロース分散液(スラリー)に次亜塩素酸ナトリウムを添加した後には、10℃以上50℃以下の条件下で1分以上10時間以下撹拌を行うことが好ましい。 In the hypochlorite treatment step, sodium hypochlorite is added to the fine fibrous cellulose dispersion (slurry). The sodium hypochlorite addition rate is preferably 1.0×10 −4 g or more per 1 g of fine fibrous cellulose, more preferably 1.0×10 −3 g or more, even more preferably 1.0×10 −2 g or more, and particularly preferably 1.0×10 −1 g or more. The sodium hypochlorite addition rate is preferably 1.0×10 2 g or less per 1 g of fine fibrous cellulose. After adding sodium hypochlorite to the fine fibrous cellulose dispersion (slurry), it is preferable to stir the mixture for 1 minute to 10 hours under conditions of 10° C. to 50° C.

亜臨界水処理工程では、微細繊維状セルロース分散液(スラリー)に高温高圧処理を施し、亜臨界状態とする。微細繊維状セルロースは亜臨界状態において加水分解される。具体的には、微細繊維状セルロース分散液(スラリー)を反応容器に入れた後、150℃以上500℃以下、好ましくは150℃以上350℃以下となるまで昇温し、反応容器内の圧力を10MPa以上80MPa以下、好ましくは10MPa以上20MPa以下に加圧する。この際の加熱加圧時間は0.1秒以上100秒以下であることが好ましく、3秒以上50秒以下であることがより好ましい。 In the subcritical water treatment process, a fine fibrous cellulose dispersion (slurry) is subjected to high-temperature and high-pressure treatment to bring it into a subcritical state. The fine fibrous cellulose is hydrolyzed in the subcritical state. Specifically, after the fine fibrous cellulose dispersion (slurry) is placed in a reaction vessel, the temperature is raised to 150°C to 500°C, preferably 150°C to 350°C, and the pressure inside the reaction vessel is increased to 10 MPa to 80 MPa, preferably 10 MPa to 20 MPa. The heating and pressurizing time in this case is preferably 0.1 seconds to 100 seconds, more preferably 3 seconds to 50 seconds.

(繊維状セルロース分散液)
本発明は、上述した微細繊維状セルロースを水に分散させてなる繊維状セルロース分散液(微細繊維状セルロース含有スラリーもしくはスラリーともいう)に関するものでもある。繊維状セルロース分散液は、例えば、塗料に添加するために用いられる塗料用分散液であってもよい。
(Fibrous Cellulose Dispersion)
The present invention also relates to a fibrous cellulose dispersion (also called a fine fibrous cellulose-containing slurry or slurry) obtained by dispersing the above-mentioned fine fibrous cellulose in water. The fibrous cellulose dispersion may be, for example, a paint dispersion used for adding to paint.

繊維状セルロース分散液中における微細繊維状セルロースの含有量は、繊維状セルロース分散液の全質量に対して、0.1質量%以上であることが好ましく、0.3質量%以上であることがより好ましく、0.5質量%以上であることがさらに好ましい。また、微細繊維状セルロースの含有量は、繊維状セルロース分散液の全質量に対して、8.0質量%以下であることが好ましく、7.0質量%以下であることがより好ましく、6.0質量%以下であることがさらに好ましい。 The content of fine fibrous cellulose in the fibrous cellulose dispersion is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and even more preferably 0.5% by mass or more, based on the total mass of the fibrous cellulose dispersion. The content of fine fibrous cellulose is preferably 8.0% by mass or less, more preferably 7.0% by mass or less, and even more preferably 6.0% by mass or less, based on the total mass of the fibrous cellulose dispersion.

繊維状セルロース分散液を、微細繊維状セルロース濃度が0.4質量%の繊維状セルロース分散液とした場合、該分散液の23℃における粘度は、200mPa・s以上であることが好ましく、300mPa・s以上であることがより好ましく、350mPa・s以上であることがさらに好ましく、400mPa・s以上であることが特に好ましい。また、分散液の23℃における粘度は、3000mPa・s以下であることが好ましく、2500mPa・s以下であることがより好ましい。微細繊維状セルロース濃度が0.4質量%の分散液の粘度は、B型粘度計(BLOOKFIELD社製、アナログ粘度計T-LVT)を用いて測定することができる。測定条件は23℃とし、回転速度3rpmとし、測定開始から3分後の粘度を測定する。 When the fibrous cellulose dispersion is a fibrous cellulose dispersion having a fine fibrous cellulose concentration of 0.4% by mass, the viscosity of the dispersion at 23°C is preferably 200 mPa·s or more, more preferably 300 mPa·s or more, even more preferably 350 mPa·s or more, and particularly preferably 400 mPa·s or more. The viscosity of the dispersion at 23°C is preferably 3000 mPa·s or less, and more preferably 2500 mPa·s or less. The viscosity of a dispersion having a fine fibrous cellulose concentration of 0.4% by mass can be measured using a B-type viscometer (analog viscometer T-LVT manufactured by BLOOKFIELD). The measurement conditions are 23°C, a rotation speed of 3 rpm, and the viscosity is measured 3 minutes after the start of the measurement.

繊維状セルロース分散液を、微細繊維状セルロース濃度が0.2質量%の繊維状セルロース分散液とした場合、該分散液のヘーズは、20%以下であることが好ましく、15%以下であることがより好ましく、10%以下であることがさらに好ましい。分散液のヘーズが上記範囲であることは、繊維状セルロース分散液の透明度が高く、微細繊維状セルロースの微細化が良好であることを意味する。このような繊維状セルロース分散液を塗料に添加した場合、塗料は優れた塗工適性を発揮することができる。ここで、繊維状セルロース分散液(微細繊維状セルロース濃度0.2質量%)のヘーズは、光路長1cmの液体用ガラスセル(藤原製作所製、MG-40、逆光路)に繊維状セルロース分散液を入れ、JIS K 7136に準拠し、ヘーズメーター(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。なお、ゼロ点測定は、同ガラスセルに入れたイオン交換水で行う。 When the fibrous cellulose dispersion is a fibrous cellulose dispersion having a fine fibrous cellulose concentration of 0.2% by mass, the haze of the dispersion is preferably 20% or less, more preferably 15% or less, and even more preferably 10% or less. The haze of the dispersion in the above range means that the transparency of the fibrous cellulose dispersion is high and the fine fibrous cellulose is well refined. When such a fibrous cellulose dispersion is added to a paint, the paint can exhibit excellent coating suitability. Here, the haze of the fibrous cellulose dispersion (fine fibrous cellulose concentration 0.2% by mass) is a value measured by putting the fibrous cellulose dispersion in a liquid glass cell (manufactured by Fujiwara Seisakusho, MG-40, reverse light path) with an optical path length of 1 cm and using a haze meter (manufactured by Murakami Color Research Laboratory, HM-150) in accordance with JIS K 7136. The zero point measurement is performed with ion-exchanged water placed in the same glass cell.

繊維状セルロース分散液は、水と、微細繊維状セルロースに加えて他の添加剤を含有していてもよい。他の添加剤としては、例えば、消泡剤、潤滑剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、安定剤、界面活性剤、防腐剤(例えば、フェノキシエタノール)等を挙げることができる。また、繊維状セルロース分散液は、任意成分としては、親水性高分子や有機イオン等を含有していてもよい。 The fibrous cellulose dispersion may contain other additives in addition to water and fine fibrous cellulose. Examples of other additives include defoamers, lubricants, UV absorbers, dyes, pigments, stabilizers, surfactants, and preservatives (e.g., phenoxyethanol). The fibrous cellulose dispersion may also contain optional components such as hydrophilic polymers and organic ions.

親水性高分子は、親水性の含酸素有機化合物(但し、上記セルロース繊維は除く)であることが好ましく、含酸素有機化合物としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、カゼイン、デキストリン、澱粉、変性澱粉、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール(アセトアセチル化ポリビニルアルコール等)、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸塩類、アクリル酸アルキルエステル共重合体、ウレタン系共重合体、セルロース誘導体(ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等)等の親水性高分子;グリセリン、ソルビトール、エチレングリコール等の親水性低分子が挙げられる。 The hydrophilic polymer is preferably a hydrophilic oxygen-containing organic compound (excluding the above-mentioned cellulose fibers), and examples of the oxygen-containing organic compound include hydrophilic polymers such as polyethylene glycol, polyethylene oxide, casein, dextrin, starch, modified starch, polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol (acetoacetylated polyvinyl alcohol, etc.), polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl methyl ether, polyacrylates, acrylic acid alkyl ester copolymers, urethane copolymers, cellulose derivatives (hydroxyethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, etc.); and hydrophilic low-molecular-weight compounds such as glycerin, sorbitol, and ethylene glycol.

有機イオンとしては、テトラアルキルアンモニウムイオンやテトラアルキルホスホニウムイオンを挙げることができる。テトラアルキルアンモニウムイオンとしては、例えば、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラプロピルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオン、テトラヘキシルアンモニウムイオン、テトラヘプチルアンモニウムイオン、トリブチルメチルアンモニウムイオン、ラウリルトリメチルアンモニウムイオン、セチルトリメチルアンモニウムイオン、ステアリルトリメチルアンモニウムイオン、オクチルジメチルエチルアンモニウムイオン、ラウリルジメチルエチルアンモニウムイオン、ジデシルジメチルアンモニウムイオン、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムイオン、トリブチルベンジルアンモニウムイオンが挙げられる。テトラアルキルホスホニウムイオンとしては、例えばテトラメチルホスホニウムイオン、テトラエチルホスホニウムイオン、テトラプロピルホスホニウムイオン、テトラブチルホスホニウムイオン、およびラウリルトリメチルホスホニウムイオンが挙げられる。また、テトラプロピルオニウムイオン、テトラブチルオニウムイオンとして、それぞれテトラn-プロピルオニウムイオン、テトラn-ブチルオニウムイオンなども挙げることができる。 Examples of organic ions include tetraalkylammonium ions and tetraalkylphosphonium ions. Examples of tetraalkylammonium ions include tetramethylammonium ion, tetraethylammonium ion, tetrapropylammonium ion, tetrabutylammonium ion, tetrapentylammonium ion, tetrahexylammonium ion, tetraheptylammonium ion, tributylmethylammonium ion, lauryltrimethylammonium ion, cetyltrimethylammonium ion, stearyltrimethylammonium ion, octyldimethylethylammonium ion, lauryldimethylethylammonium ion, didecyldimethylammonium ion, lauryldimethylbenzylammonium ion, and tributylbenzylammonium ion. Examples of tetraalkylphosphonium ions include tetramethylphosphonium ion, tetraethylphosphonium ion, tetrapropylphosphonium ion, tetrabutylphosphonium ion, and lauryltrimethylphosphonium ion. Examples of tetrapropylonium ion and tetrabutylonium ion include tetra-n-propylonium ion and tetra-n-butylonium ion, respectively.

(用途)
本発明の微細繊維状セルロースは、増粘剤として各種用途に用いられることが好ましい。例えば、本発明の微細繊維状セルロースは、食品、化粧品、セメント、塗料(自動車、船舶、航空機等の乗り物塗装用、建材用、日用品用など)、インク、医薬品などへの添加物として用いることができる。また、本発明の微細繊維状セルロースは、樹脂系材料やゴム系材料に添加したりすることで、日用品への応用も可能である。中でも、本発明の微細繊維状セルロースは、塗料用微細繊維状セルロースであることが特に好ましい。
(Application)
The fine fibrous cellulose of the present invention is preferably used as a thickener for various applications. For example, the fine fibrous cellulose of the present invention can be used as an additive to food, cosmetics, cement, paint (for painting vehicles such as automobiles, ships, and aircraft, for building materials, for daily necessities, etc.), ink, medicines, etc. In addition, the fine fibrous cellulose of the present invention can be added to resin-based materials or rubber-based materials, and can also be applied to daily necessities. Among them, the fine fibrous cellulose of the present invention is particularly preferably fine fibrous cellulose for paints.

以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。 The features of the present invention are explained in more detail below with reference to examples and comparative examples. The materials, amounts used, ratios, processing contents, processing procedures, etc. shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the specific examples shown below.

<製造例1>
〔亜リン酸化微細繊維状セルロース分散液の製造〕
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245g/m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。
<Production Example 1>
[Production of Phosphorous Fine Fibrous Cellulose Dispersion]
As the raw material pulp, softwood kraft pulp manufactured by Oji Paper Co., Ltd. (solid content 93% by mass, basis weight 245 g/ m2 sheet form, Canadian standard freeness (CSF) measured according to JIS P 8121 after disintegration is 700 ml) was used.

この原料パルプに対してリンオキソ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、亜リン酸(ホスホン酸)と尿素の混合水溶液を添加して、亜リン酸(ホスホン酸)33質量部、尿素120質量部、水150質量部となるように調製し、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150秒加熱し、パルプ中のセルロースに亜リン酸基を導入し、亜リン酸化パルプを得た。 This raw pulp was subjected to phosphorus oxo-oxidation treatment as follows. First, a mixed aqueous solution of phosphorous acid (phosphonic acid) and urea was added to 100 parts by mass (bone dry mass) of the raw pulp to prepare 33 parts by mass of phosphorous acid (phosphonic acid), 120 parts by mass of urea, and 150 parts by mass of water, to obtain chemical-impregnated pulp. Next, the obtained chemical-impregnated pulp was heated for 150 seconds in a hot air dryer at 165°C to introduce phosphorous groups into the cellulose in the pulp, and a phosphorous-oxidized pulp was obtained.

次いで、得られた亜リン酸化パルプに対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、亜リン酸化パルプ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。 The resulting phosphorus-substituted pulp was then subjected to a washing process. The washing process was carried out by repeatedly pouring 10 L of ion-exchanged water per 100 g (bone dry weight) of phosphorus-substituted pulp to obtain a pulp dispersion, stirring the resulting solution so that the pulp was uniformly dispersed, and then filtering and dehydrating the resulting solution. The washing was completed when the electrical conductivity of the filtrate reached 100 μS/cm or less.

次いで、洗浄後の亜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、洗浄後の亜リン酸化パルプを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以下の亜リン酸化パルプスラリーを得た。次いで、当該亜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亜リン酸化パルプを得た。次いで、中和処理後の亜リン酸化パルプに対して、上記洗浄処理を行った。 Next, the washed phosphitized pulp was subjected to a neutralization treatment as follows. First, the washed phosphitized pulp was diluted with 10 L of ion exchange water, and then a 1N aqueous solution of sodium hydroxide was added little by little while stirring to obtain a phosphitized pulp slurry with a pH of 12 to 13. Next, the phosphitized pulp slurry was dehydrated to obtain a neutralized phosphitized pulp. Next, the neutralized phosphitized pulp was subjected to the above-mentioned washing treatment.

これにより得られた亜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、1210cm-1付近に亜リン酸基の互変異性体であるホスホン酸基のP=Oに基づく吸収が観察され、パルプに亜リン酸基(ホスホン酸基)が付加されていることが確認された。また、得られた亜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。なお、得られた亜リン酸化パルプについて、後述する〔リンオキソ酸基量の測定〕に記載の測定方法で測定される亜リン酸基量(第1解離酸量)は0.74mmol/gだった。なお、総解離酸量は、0.78mmol/gであった。 The infrared absorption spectrum of the phosphorous pulp thus obtained was measured using FT-IR. As a result, absorption based on P=O of the phosphonic acid group, which is a tautomer of the phosphorous group, was observed near 1210 cm -1 , and it was confirmed that a phosphorous group (phosphonic acid group) was added to the pulp. In addition, when the obtained phosphorous pulp was tested and analyzed with an X-ray diffractometer, typical peaks were confirmed at two positions, near 2θ=14° to 17° and near 2θ=22° to 23°, and it was confirmed that the cellulose had type I crystals. The phosphorous pulp thus obtained had a phosphorous group amount (amount of first dissociated acid) of 0.74 mmol/g measured by the measurement method described in [Measurement of phosphorous oxo acid group amount] described later. The total dissociated acid amount was 0.78 mmol/g.

得られた亜リン酸化パルプにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、湿式微粒化装置(スギノマシン社製、スターバースト)で200MPaの圧力にて6回処理し、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。 Ion-exchanged water was added to the obtained hypophosphite pulp to prepare a slurry with a solids concentration of 2% by mass. This slurry was treated six times at a pressure of 200 MPa in a wet pulverizer (Starburst, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) to obtain a fine fibrous cellulose dispersion liquid containing fine fibrous cellulose.

X線回折により、この微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、微細繊維状セルロースの繊維幅を透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3~5nmであった。なお、後述する測定方法で測定される亜リン酸基量(第1解離酸量)は、0.74mmol/gだった。 X-ray diffraction confirmed that this fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystals. Furthermore, the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope and found to be 3-5 nm. The amount of phosphorous acid groups (amount of first dissociated acid) measured by the measurement method described below was 0.74 mmol/g.

<製造例2>
亜リン酸化時の薬液含浸パルプの加熱時間を250秒間とした以外は製造例1と同様にして、微細繊維状セルロース分散液を得た。なお、後述する測定方法で測定される亜リン酸基量(第1解離酸量)は、1.51mmol/gだった。
<Production Example 2>
A fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the heating time of the chemical-impregnated pulp during the phosphorous oxidation was changed to 250 seconds. The amount of phosphorous groups (amount of first dissociated acid) measured by the measurement method described below was 1.51 mmol/g.

<製造例3>
亜リン酸化時の薬液含浸パルプの加熱時間を400秒間とした以外は製造例1と同様にして、微細繊維状セルロース分散液をえた。なお、後述する測定方法で測定される亜リン酸基量(第1解離酸量)は、1.86mmol/gだった。
<Production Example 3>
A fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the heating time of the chemical-impregnated pulp during the phosphorous oxidation was changed to 400 seconds. The amount of phosphorous groups (amount of first dissociated acid) measured by the measurement method described below was 1.86 mmol/g.

<製造例4>
〔TEMPO酸化微細繊維状セルロース分散液の製造〕
原料パルプとして、王子製紙製の針葉樹クラフトパルプ(未乾燥)を使用した。この原料パルプに対してアルカリTEMPO酸化処理を次のようにして行った。まず、乾燥質量100質量部相当の上記原料パルプと、TEMPO(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル)1.6質量部と、臭化ナトリウム10質量部を、水10000質量部に分散させた。次いで、13質量%の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を、1.0gのパルプに対して1.3mmolになるように加えて反応を開始した。反応中は0.5Mの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHを10以上10.5以下に保ち、pHに変化が見られなくなった時点で反応終了と見なした。
<Production Example 4>
[Preparation of TEMPO-oxidized fine fibrous cellulose dispersion]
As the raw material pulp, softwood kraft pulp (undried) manufactured by Oji Paper Co., Ltd. was used. This raw material pulp was subjected to an alkaline TEMPO oxidation treatment as follows. First, the raw material pulp equivalent to 100 parts by mass of dry mass, 1.6 parts by mass of TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl), and 10 parts by mass of sodium bromide were dispersed in 10,000 parts by mass of water. Next, a 13% by mass aqueous solution of sodium hypochlorite was added to 1.3 mmol per 1.0 g of pulp to start the reaction. During the reaction, a 0.5 M aqueous solution of sodium hydroxide was added dropwise to keep the pH at 10 to 10.5, and the reaction was deemed to have ended when no change in pH was observed.

次いで、得られたTEMPO酸化パルプに対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、TEMPO酸化後のパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、5000質量部のイオン交換水を注ぎ、撹拌して均一に分散させた後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。 The TEMPO oxidized pulp obtained was then subjected to a washing process. The washing process was carried out by dehydrating the pulp slurry after TEMPO oxidation to obtain a dehydrated sheet, pouring in 5,000 parts by mass of ion-exchanged water, stirring to disperse uniformly, and then repeatedly filtering and dehydrating the sheet. The washing was completed when the electrical conductivity of the filtrate reached 100 μS/cm or less.

この脱水シートに対して、残存するアルデヒド基の追酸化処理を次のようにして行った。乾燥質量100質量部相当の上記脱水シートを、0.1mol/L酢酸緩衝液(pH4.8)10000質量部に分散させた。次いで80%亜塩素酸ナトリウム113質量部を加え、直ちに密閉した後、マグネチックスターラーを用いて500rpmで撹拌しながら室温で48時間反応させ、パルプスラリーを得た。 The remaining aldehyde groups in this dehydrated sheet were further oxidized as follows: 100 parts of the above dehydrated sheet, equivalent to the dry mass, was dispersed in 10,000 parts of 0.1 mol/L acetate buffer (pH 4.8). 113 parts of 80% sodium chlorite were then added, the container was immediately sealed, and the mixture was allowed to react at room temperature for 48 hours while stirring at 500 rpm using a magnetic stirrer to obtain a pulp slurry.

次いで、得られた追酸化済みTEMPO酸化パルプに対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、追酸化後のパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、5000質量部のイオン交換水を注ぎ、撹拌して均一に分散させた後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。 Then, the obtained TEMPO oxidized pulp after additional oxidation was subjected to a washing process. The washing process was carried out by dehydrating the pulp slurry after additional oxidation to obtain a dehydrated sheet, pouring in 5,000 parts by mass of ion-exchanged water, stirring to disperse uniformly, and then repeatedly filtering and dehydrating the sheet. The washing was completed when the electrical conductivity of the filtrate reached 100 μS/cm or less.

また、得られたTEMPO酸化パルプを供試して、X線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。 The obtained TEMPO oxidized pulp was also analyzed using an X-ray diffraction device, and typical peaks were confirmed at two positions, near 2θ = 14° to 17° and near 2θ = 22° to 23°, confirming that it contains cellulose type I crystals.

得られたTEMPO酸化パルプにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、湿式微粒化装置(スギノマシン社製、スターバースト)で200MPaの圧力にて6回処理し、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。 Ion-exchanged water was added to the obtained TEMPO oxidized pulp to prepare a slurry with a solid content of 2% by mass. This slurry was treated six times at a pressure of 200 MPa in a wet pulverizer (Starburst, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) to obtain a fine fibrous cellulose dispersion liquid containing fine fibrous cellulose.

X線回折により、この微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、微細繊維状セルロースの繊維幅を透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3~5nmであった。なお、後述する測定方法で測定されるカルボキシ基量は、0.70mmol/gだった。 X-ray diffraction confirmed that this fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystals. Furthermore, the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm. The amount of carboxy groups measured using the method described below was 0.70 mmol/g.

<製造例5>
酸化反応時の次亜塩素酸ナトリウム溶液の量を1.0gのパルプに対して3.8mmolとした以外は製造例4と同様にして、微細繊維状セルロース分散液を得た。なお、後述する測定方法で測定されるカルボキシ基量は、1.30mmol/gだった。
<Production Example 5>
A fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Production Example 4, except that the amount of sodium hypochlorite solution during the oxidation reaction was 3.8 mmol per 1.0 g of pulp. The amount of carboxyl groups measured by the measurement method described below was 1.30 mmol/g.

<製造例6>
酸化反応時の次亜塩素酸ナトリウム溶液の量を1.0gのパルプに対して10mmolとした以外は製造例4と同様にして、微細繊維状セルロース分散液を得た。なお、後述する測定方法で測定されるカルボキシ基量は、1.80mmol/gだった。
<Production Example 6>
A fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Production Example 4, except that the amount of sodium hypochlorite solution during the oxidation reaction was 10 mmol per 1.0 g of pulp. The amount of carboxyl groups measured by the measurement method described below was 1.80 mmol/g.

<実施例1>
(オゾン処理による低チキソ化)
製造例1で得られた微細繊維状セルロース分散液1000g(固形分濃度2質量%、固形分20g)に対して、オゾン濃度200g/mのオゾン/酸素混合気体を1L加え、密閉容器内において25℃で2分間撹拌したのち、30分間静置した。この時のオゾン添加率は微細繊維状セルロース1gに対して1.0×10-2gであった。次いで、容器を開放して5時間撹拌し、分散液中に残存するオゾンを揮散させた。このようにして、微細繊維状セルロースの低チキソ化を行い、得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
Example 1
(Reduced thixotropy through ozone treatment)
To 1000 g of the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 1 (solid content concentration 2% by mass, solid content 20 g), 1 L of ozone/oxygen mixed gas with an ozone concentration of 200 g/m 3 was added, and the mixture was stirred for 2 minutes at 25°C in a sealed container, and then allowed to stand for 30 minutes. The ozone addition rate at this time was 1.0 × 10 -2 g per 1 g of fine fibrous cellulose. Next, the container was opened and stirred for 5 hours to volatilize the ozone remaining in the dispersion. In this way, the fine fibrous cellulose was made low in thixotropy, and the viscosity, polymerization degree, and viscosity change rate of the obtained low thixotropy fine fibrous cellulose dispersion were measured by the method described below.

<実施例2>
製造例2で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例1と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
Example 2
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 2. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例3>
製造例3で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例1と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
Example 3
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 3. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例4>
オゾン濃度40g/mのオゾン/酸素混合気体を用いたこと以外は実施例1と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。この時のオゾン添加率は微細繊維状セルロース1gに対して2.0×10-3gであった。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
Example 4
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that an ozone/oxygen mixed gas with an ozone concentration of 40 g/ m3 was used. The ozone addition rate at this time was 2.0× 10-3 g per 1 g of fine fibrous cellulose. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例5>
製造例2で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例4と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
Example 5
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 4, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 2. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例6>
製造例3で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例4と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
Example 6
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 4, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 3. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例7>
(酵素処理による低チキソ化)
製造例1で得られた微細繊維状セルロース分散液1000g(固形分濃度2質量%、固形分20g)に対して、酵素含有液(AB Enzymes社製、ECOPULP R、酵素含有量は約5質量%)を1000倍希釈したものを20g添加し、温度50℃で1時間撹拌した。この時の酵素添加率は微細繊維状セルロース1gに対して約5.0×10-5gであった。次いで、温度100℃で1時間撹拌し、酵素を失活させた。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
Example 7
(Reducing thixotropy through enzyme treatment)
To 1000 g of the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 1 (solid content concentration 2% by mass, solid content 20 g), 20 g of an enzyme-containing liquid (manufactured by AB Enzymes, ECOPULP R, enzyme content about 5% by mass) diluted 1000 times was added and stirred at a temperature of 50° C. for 1 hour. The enzyme addition rate at this time was about 5.0×10 −5 g per 1 g of fine fibrous cellulose. Next, the mixture was stirred at a temperature of 100° C. for 1 hour to inactivate the enzyme. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例8>
製造例2で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例7と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
Example 8
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 7, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 2. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例9>
製造例3で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例7と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Example 9>
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 7, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 3. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例10>
微細繊維状セルロース分散液1000g(固形分濃度2質量%、固形分20g)に対して、酵素含有液(AB Enzymes社製、ECOPULP R、酵素含有量は約5質量%)を1000倍希釈して4g添加したこと以外は実施例7と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。この時の酵素添加率は微細繊維状セルロース1gに対して約1.0×10-5gであった。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
Example 10
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 7, except that an enzyme-containing liquid (ECOPULP R, manufactured by AB Enzymes, enzyme content: approximately 5% by mass) was diluted 1000 times and 4 g was added to 1000 g of a fine fibrous cellulose dispersion (solid content concentration 2% by mass, solid content 20 g). The enzyme addition rate at this time was approximately 1.0×10 -5 g per 1 g of fine fibrous cellulose. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例11>
製造例2で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例10と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
Example 11
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 10, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 2. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例12>
製造例3で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例10と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
Example 12
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 10, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 3. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例13>
(次亜塩素酸ナトリウム処理による低チキソ化)
製造例1で得られた微細繊維状セルロース分散液1000g(固形分濃度2質量%、固形分20g)に対して、次亜塩素酸ナトリウム溶液(有効塩素濃度12質量%)を170g添加し、室温で1時間撹拌した。この時の次亜塩素酸ナトリウム添加率は微細繊維状セルロース1gに対して1.02gであった。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
Example 13
(Reduced thixotropy by sodium hypochlorite treatment)
170g of sodium hypochlorite solution (effective chlorine concentration 12% by mass) was added to 1000g of the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 1 (solid content concentration 2% by mass, solid content 20g), and stirred at room temperature for 1 hour. The sodium hypochlorite addition rate at this time was 1.02g per 1g of fine fibrous cellulose. The viscosity, polymerization degree and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the method described below.

<実施例14>
製造例2で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例13と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Example 14>
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 13, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 2. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例15>
製造例3で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例13と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
Example 15
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 13, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 3. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例16>
微細繊維状セルロース分散液1000g(固形分濃度2質量%、固形分20g)に対して、次亜塩素酸ナトリウム溶液(有効塩素濃度12質量%)を1.70g添加したこと以外は実施例13と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。この時の次亜塩素酸ナトリウム添加率は微細繊維状セルロース1質量部に対して1.02×10-2質量部である。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Example 16>
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 13, except that 1.70 g of sodium hypochlorite solution (effective chlorine concentration 12% by mass) was added to 1000 g of fine fibrous cellulose dispersion (solid content concentration 2% by mass, solid content 20 g). The sodium hypochlorite addition rate at this time was 1.02×10 −2 parts by mass per part by mass of fine fibrous cellulose. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例17>
製造例2で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例16と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Example 17>
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 16, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 2. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例18>
製造例3で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例16と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Example 18>
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 16, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 3. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例19>
(亜臨界水処理による低チキソ化)
製造例1で得られた微細繊維状セルロース分散液を反応器内に入れ、200℃に昇温し、10秒間加熱した。このときの反応器内の圧力は20MPaであった。加熱終了後、反応器を水冷した後、反応器内の低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を回収した。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Example 19>
(Reducing thixotropy through subcritical water treatment)
The fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 1 was placed in a reactor, heated to 200°C, and heated for 10 seconds. The pressure in the reactor at this time was 20 MPa. After heating, the reactor was cooled with water, and the low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion in the reactor was recovered. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例20>
製造例2で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例19と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Example 20>
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 19, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 2. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例21>
製造例3で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例19と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Example 21>
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 19, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 3. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例22>
加熱時間を1秒間としたこと以外は実施例19と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Example 22>
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 19, except that the heating time was set to 1 second. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例23>
製造例2で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例22と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Example 23>
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 22, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 2. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<実施例24>
製造例3で得られた微細繊維状セルロース分散液を用いたこと以外は実施例22と同様にして、低チキソ化微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた低チキソ化微細繊維状セルロース分散液について、粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Example 24>
A low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion was obtained in the same manner as in Example 22, except for using the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 3. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained low thixotropic fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

なお、実施例1~24、比較例1~3の低粘度化処理を経て得られる微細繊維状セルロースを脱水、乾燥して得られたシートをFT-IRで分析したところ、1210cm-1付近に亜リン酸基の互変異性体であるホスホン酸基のP=Oに基づく吸収が観察された。 In addition, when the sheets obtained by dehydrating and drying the fine fibrous cellulose obtained through the viscosity reduction treatment in Examples 1 to 24 and Comparative Examples 1 to 3 were analyzed by FT-IR, absorption due to P=O of a phosphonic acid group, which is a tautomer of a phosphorous acid group, was observed around 1,210 cm -1 .

<比較例1>
製造例1において得られた亜リン酸化パルプ100g(固形分濃度20質量%、固形分20g)に対して、オゾン濃度200g/mのオゾン/酸素混合気体を1L加え、密閉容器内において25℃で2分間撹拌したのち、30分間静置した。この時のオゾン添加率は微細繊維状セルロース1gに対して1.0×10-2gであった。その後、亜リン酸化パルプを洗浄し、残存するオゾンを除去した。次いで、得られたパルプを用いて固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、湿式微粒化装置(スギノマシン社製、スターバースト)で200MPaの圧力にて6回処理し、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた微細繊維状セルロース分散液をそのまま用いて粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Comparative Example 1>
To 100 g of the hypophosphite pulp obtained in Production Example 1 (solid content concentration 20% by mass, solid content 20 g), 1 L of an ozone/oxygen mixed gas with an ozone concentration of 200 g/m 3 was added, and the mixture was stirred in a sealed container at 25° C. for 2 minutes and then allowed to stand for 30 minutes. The ozone addition rate at this time was 1.0×10 −2 g per 1 g of fine fibrous cellulose. The hypophosphite pulp was then washed to remove the remaining ozone. Next, a slurry with a solid content concentration of 2% by mass was prepared using the obtained pulp. This slurry was treated six times with a wet atomizer (Starburst, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) at a pressure of 200 MPa to obtain a fine fibrous cellulose dispersion containing fine fibrous cellulose. The obtained fine fibrous cellulose dispersion was used as it was to measure the viscosity, polymerization degree, and viscosity change rate by the method described below.

<比較例2>
製造例2において得られた亜リン酸化パルプを用いたこと以外は比較例1と同様にして、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた微細繊維状セルロース分散液をそのまま用いて粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Comparative Example 2>
A fine fibrous cellulose dispersion containing fine fibrous cellulose was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except for using the phosphorous pulp obtained in Production Example 2. The viscosity, degree of polymerization, and rate of viscosity change of the obtained fine fibrous cellulose dispersion were measured by the methods described below.

<比較例3>
製造例3において得られた亜リン酸化パルプを用いたこと以外は比較例1と同様にして、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。得られた微細繊維状セルロース分散液をそのまま用いて粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Comparative Example 3>
A fine fibrous cellulose dispersion containing fine fibrous cellulose was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except for using the phosphorous pulp obtained in Production Example 3. The viscosity, degree of polymerization, and viscosity change rate of the obtained fine fibrous cellulose dispersion were measured as they were by the methods described below.

<比較例4>
製造例1で得られた微細繊維状セルロース分散液をそのまま用いて粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Comparative Example 4>
The fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 1 was used as it was to measure the viscosity, degree of polymerization and rate of change in viscosity by the methods described later.

<比較例5>
製造例2で得られた微細繊維状セルロース分散液をそのまま用いて粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Comparative Example 5>
The fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 2 was used as it was to measure the viscosity, degree of polymerization and rate of change in viscosity by the methods described later.

<比較例6>
製造例3で得られた微細繊維状セルロース分散液をそのまま用いて粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Comparative Example 6>
The fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 3 was used as it was to measure the viscosity, degree of polymerization and rate of change in viscosity by the methods described later.

<比較例7>
製造例4で得られた微細繊維状セルロース分散液をそのまま用いて粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Comparative Example 7>
The fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 4 was used as it was to measure the viscosity, degree of polymerization and rate of change in viscosity by the methods described later.

<比較例8>
製造例5で得られた微細繊維状セルロース分散液をそのまま用いて粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Comparative Example 8>
The fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 5 was used as it was to measure the viscosity, degree of polymerization and rate of change in viscosity by the methods described later.

<比較例9>
製造例6で得られた微細繊維状セルロース分散液をそのまま用いて粘度、重合度及び粘度変化率を後述した方法により測定した。
<Comparative Example 9>
The fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 6 was used as it was to measure the viscosity, degree of polymerization and rate of change in viscosity by the methods described later.

<測定>
〔リンオキソ酸基量の測定〕
微細繊維状セルロースの亜リン酸基量は、対象となる微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液をイオン交換水で含有量が0.2質量%となるように希釈して作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5秒に10μLずつ加えながら、スラリーが示すpHの値の変化を計測することにより行った。なお、滴定開始の15分前から窒素ガスをスラリーに吹き込みながら滴定を行った。この中和滴定では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットした曲線において、増分(pHのアルカリ滴下量に対する微分値)が極大となる点が二つ観測される。これらのうち、アルカリを加えはじめて先に得られる増分の極大点を第1終点と呼び、次に得られる増分の極大点を第2終点と呼ぶ(図1)。滴定開始から第1終点までに必要としたアルカリ量が、滴定に使用したスラリー中の第1解離酸量と等しくなる。また、滴定開始から第2終点までに必要としたアルカリ量が滴定に使用したスラリー中の総解離酸量と等しくなる。なお、滴定開始から第1終点までに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)で除した値を亜リン酸基量(mmol/g)とした。
<Measurement>
[Measurement of phosphorus oxoacid group content]
The amount of phosphorous groups in the fine fibrous cellulose was measured by diluting a fine fibrous cellulose dispersion containing the target fine fibrous cellulose with ion exchange water to give a fibrous cellulose-containing slurry of 0.2 mass%. The slurry was then treated with an ion exchange resin and titrated with an alkali.
Treatment with ion exchange resin was carried out by adding 1/10 by volume of a strongly acidic ion exchange resin (Amberjet 1024; Organo Corporation, conditioned) to the above fibrous cellulose-containing slurry, shaking for 1 hour, and then pouring onto a mesh with 90 μm openings to separate the resin and the slurry.
In addition, the titration using alkali was performed by measuring the change in the pH value of the slurry while adding 10 μL of 0.1N sodium hydroxide aqueous solution to the fibrous cellulose-containing slurry after the treatment with the ion exchange resin every 5 seconds. The titration was performed while blowing nitrogen gas into the slurry 15 minutes before the start of the titration. In this neutralization titration, two points are observed in which the increment (differential value of pH with respect to the amount of alkali added) is maximum in the curve plotting the measured pH against the amount of alkali added. Of these, the maximum point of the increment obtained first after the addition of alkali is called the first end point, and the maximum point of the increment obtained next is called the second end point (FIG. 1). The amount of alkali required from the start of the titration to the first end point is equal to the amount of first dissociated acid in the slurry used for the titration. In addition, the amount of alkali required from the start of the titration to the second end point is equal to the total amount of dissociated acid in the slurry used for the titration. The amount of alkali (mmol) required from the start of titration to the first end point was divided by the solid content (g) in the slurry to be titrated, and the value was defined as the amount of phosphite groups (mmol/g).

〔カルボキシ基量の測定〕
微細繊維状セルロースのカルボキシ基量は、対象となる微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース含有スラリーにイオン交換水を添加して、含有量を0.2質量%とし、イオン交換樹脂による処理を行った後、アルカリを用いた滴定を行うことにより測定した。
イオン交換樹脂による処理は、0.2質量%の微細繊維状セルロース含有スラリーに体積で1/10の強酸性イオン交換樹脂(アンバージェット1024;オルガノ株式会社製、コンディショング済)を加え、1時間振とう処理を行った後、目開き90μmのメッシュ上に注いで樹脂とスラリーを分離することにより行った。
また、アルカリを用いた滴定は、イオン交換樹脂による処理後の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5秒に10μLずつ加えながら、スラリーが示すpHの値の変化を計測することにより行った。水酸化ナトリウム水溶液を加えながらpHの変化を観察すると、図2に示されるような滴定曲線が得られる。図2に示されるように、この中和滴定では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットした曲線において、増分(pHのアルカリ滴下量に対する微分値)が極大となる点が一つ観測される。この増分の極大点を第1終点と呼ぶ。ここで、図2における滴定開始から第1終点までの領域を第1領域と呼ぶ。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カルボキシ基量と等しくなる。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、滴定対象の微細繊維状セルロース含有スラリー中の固形分(g)で除すことで、カルボキシ基の導入量(mmol/g)を算出した。
なお、上述のカルボキシ基導入量(mmol/g)は、カルボキシ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(以降、カルボキシ基量(酸型)と呼ぶ)を示している。
[Measurement of Carboxy Group Amount]
The amount of carboxy groups in the fine fibrous cellulose was measured by adding ion exchange water to a fine fibrous cellulose-containing slurry containing the target fine fibrous cellulose to adjust the content to 0.2 mass%, treating the slurry with ion exchange resin, and then titrating the slurry with an alkali.
The treatment with ion exchange resin was carried out by adding 1/10 by volume of a strongly acidic ion exchange resin (Amberjet 1024; manufactured by Organo Corporation, conditioned) to a 0.2% by mass slurry containing fine fibrous cellulose, shaking for 1 hour, and then pouring onto a mesh with 90 μm openings to separate the resin and the slurry.
In addition, the titration using an alkali was performed by measuring the change in the pH value of the slurry while adding 10 μL of 0.1N aqueous sodium hydroxide solution to the fibrous cellulose-containing slurry after the treatment with the ion exchange resin. When the change in pH is observed while adding the aqueous sodium hydroxide solution, a titration curve as shown in FIG. 2 is obtained. As shown in FIG. 2, in this neutralization titration, a point is observed in which the increment (differential value of pH with respect to the amount of alkali added) is maximum in the curve plotting the measured pH against the amount of alkali added. This maximum point of the increment is called the first end point. Here, the region from the start of the titration to the first end point in FIG. 2 is called the first region. The amount of alkali required in the first region is equal to the amount of carboxyl groups in the slurry used for titration. The amount of alkali required in the first region of the titration curve (mmol) was divided by the solid content (g) in the fine fibrous cellulose-containing slurry to be titrated to calculate the amount of carboxyl groups introduced (mmol/g).
The above-mentioned amount of carboxyl groups introduced (mmol/g) indicates the amount of substituents per 1 g of fibrous cellulose mass when the counter ion of the carboxyl group is a hydrogen ion (H + ) (hereinafter referred to as the amount of carboxyl groups (acid type)).

〔微細繊維状セルロース分散液の粘度の測定〕
微細繊維状セルロース分散液の粘度は、次のように測定した。まず、微細繊維状セルロース分散液を固形分濃度が0.4質量%となるようにイオン交換水により希釈した後に、ディスパーザーにて1500rpmで5分間撹拌した。次いで、これにより得られた分散液の粘度をB型粘度計(BLOOKFIELD社製、アナログ粘度計T-LVT)を用いて測定した。測定条件は、回転速度3rpmとし、測定開始から3分後の粘度値を当該分散液の粘度とした。また、測定対象の分散液は測定前に23℃、相対湿度50%の環境下に24時間静置した。測定時の分散液の液温は23℃であった。
[Measurement of Viscosity of Fine Fibrous Cellulose Dispersion]
The viscosity of the fine fibrous cellulose dispersion was measured as follows. First, the fine fibrous cellulose dispersion was diluted with ion-exchanged water so that the solid content concentration was 0.4% by mass, and then stirred in a disperser at 1500 rpm for 5 minutes. Next, the viscosity of the dispersion thus obtained was measured using a B-type viscometer (manufactured by BLOOKFIELD, analog viscometer T-LVT). The measurement conditions were a rotation speed of 3 rpm, and the viscosity value 3 minutes after the start of the measurement was taken as the viscosity of the dispersion. In addition, the dispersion to be measured was left to stand for 24 hours in an environment of 23 ° C. and relative humidity 50% before the measurement. The liquid temperature of the dispersion during the measurement was 23 ° C.

〔微細繊維状セルロースの比粘度および重合度の測定〕
微細繊維状セルロースの比粘度および重合度は、Tappi T230に従い測定した。測定対象のセルロース繊維を分散媒に分散させて測定した粘度(η1とする)、および分散媒体のみで測定したブランク粘度(η0とする)を測定したのち、比粘度(ηsp)、固有粘度([η])を下記式に従って測定した。
ηsp=(η1/η0)-1
[η]=ηsp/(c(1+0.28×ηsp))
ここで、式中のcは、粘度測定時の微細繊維状セルロースの濃度を示す。
さらに、下記式から微細繊維状セルロースの重合度(DP)を算出した。
DP=1.75×[η]
この重合度は粘度法によって測定された平均重合度であることから、「粘度平均重合度」と称されることもある。
[Measurement of specific viscosity and degree of polymerization of fine fibrous cellulose]
The specific viscosity and degree of polymerization of the fine fibrous cellulose were measured according to Tappi T 230. The cellulose fiber to be measured was dispersed in a dispersion medium to measure the viscosity (referred to as η1), and the blank viscosity (referred to as η0) was measured using only the dispersion medium, and then the specific viscosity (ηsp) and intrinsic viscosity ([η]) were measured according to the following formulas.
ηsp = (η1/η0) -1
[η] = ηsp / (c(1 + 0.28 × ηsp))
Here, c in the formula represents the concentration of the fine fibrous cellulose at the time of viscosity measurement.
Furthermore, the degree of polymerization (DP) of the fine fibrous cellulose was calculated from the following formula.
DP = 1.75 × [η]
Since this degree of polymerization is an average degree of polymerization measured by a viscosity method, it is sometimes called the "viscosity average degree of polymerization."

〔微細繊維状セルロース分散液の粘度変化率の測定〕
微細繊維状セルロース分散液の粘度変化率は、次のように測定した。
(撹拌前粘度の測定)
まず、後述する方法で測定した場合の粘度が約2500mPa・sとなるように、微細繊維状セルロース分散液をイオン交換水で希釈し、直径10cmの円筒状容器に微細繊維状セルロース分散液を5cmの高さまで入れ、ディスパーザーにて1500rpmで5分間撹拌した。撹拌終了時から1分後に、得られた微細繊維状セルロース分散液の粘度をB型粘度計(BLOOKFIELD社製、アナログ粘度計T-LVT)を用いて測定した。測定条件は、回転速度6rpmとし、測定開始から1分後の粘度値を当該分散液の粘度とした。また、測定時の分散液の液温は23℃であった。
(撹拌子による撹拌)
次いで、得られた粘度約2500mPa・sの微細繊維状セルロース分散液を直径10cmの円筒状容器に微細繊維状セルロース分散液を5cmの高さまで入れ、長さ5cm、中心部の幅2cm、端部の幅1cmの楕円形の撹拌子を用いて、液面中心部が2cm凹む状態を維持して24時間撹拌した。撹拌中の分散液の液温は23℃であった。
(撹拌後粘度の測定)
撹拌子による撹拌終了時から1分後に、微細繊維状セルロース分散液の粘度をB型粘度計(BLOOKFIELD社製、アナログ粘度計T-LVT)を用いて直ちに測定した。測定条件は、回転速度6rpmとし、測定開始から1分後の粘度値を当該分散液の粘度とした。また、測定時の分散液の液温は23℃であった。
(粘度変化率の計算)
以下の式で撹拌子による撹拌前後の粘度変化率を算出した。
粘度変化率(%)=(撹拌後粘度-撹拌前粘度)/撹拌前粘度×100
[Measurement of Viscosity Change Rate of Fine Fibrous Cellulose Dispersion]
The viscosity change rate of the fine fibrous cellulose dispersion was measured as follows.
(Measurement of viscosity before stirring)
First, the fine fibrous cellulose dispersion was diluted with ion-exchanged water so that the viscosity measured by the method described below was about 2500 mPa·s, and the fine fibrous cellulose dispersion was placed in a cylindrical container with a diameter of 10 cm to a height of 5 cm, and stirred with a disperser at 1500 rpm for 5 minutes. One minute after the end of stirring, the viscosity of the obtained fine fibrous cellulose dispersion was measured using a B-type viscometer (manufactured by BLOOKFIELD, analog viscometer T-LVT). The measurement conditions were a rotation speed of 6 rpm, and the viscosity value one minute after the start of measurement was taken as the viscosity of the dispersion. The liquid temperature of the dispersion during measurement was 23°C.
(Stirring with a stirrer)
The resulting fine fibrous cellulose dispersion having a viscosity of about 2500 mPa s was then poured into a cylindrical container having a diameter of 10 cm to a height of 5 cm, and stirred for 24 hours using an elliptical stirrer having a length of 5 cm, a width of 2 cm at the center, and a width of 1 cm at the end, while maintaining a 2 cm depression in the center of the liquid surface. The temperature of the dispersion during stirring was 23°C.
(Measurement of viscosity after stirring)
One minute after the end of stirring with the stirrer, the viscosity of the fine fibrous cellulose dispersion was immediately measured using a Brookfield viscometer (analog viscometer T-LVT, manufactured by BLOOKFIELD). The measurement conditions were a rotation speed of 6 rpm, and the viscosity value one minute after the start of measurement was taken as the viscosity of the dispersion. The temperature of the dispersion during the measurement was 23°C.
(Calculation of viscosity change rate)
The rate of change in viscosity before and after stirring with a stirrer was calculated using the following formula.
Viscosity change rate (%)=(viscosity after stirring−viscosity before stirring)/viscosity before stirring×100

<評価>
〔塗料の塗工適性の評価〕
本発明により得られた微細繊維状セルロース分散液を用いた塗料の塗工適性を、次のように評価した。
(微細繊維状セルロース含有塗料の調製)
上記と同様の方法で得られた粘度約2500mPa・sの微細繊維状セルロース分散液100質量部に対して、光輝材(アルミニウムペースト WXM7640、東洋アルミ社製、アルミニウム濃度58~61質量%)1質量部を加え、ディスパーザーにて1500rpmで5分間撹拌し、微細繊維状セルロース含有塗料を得た。
(塗料の循環及びスプレー塗工)
次いで、得られた微細繊維状セルロース含有塗料をポンプ式循環装置により配管内を24時間循環させた。循環終了後、直ちに微細セルロース含有塗料をスプレーガンで壁面に塗工し、液ダレの有無を確認した。また、塗工の際に微細セルロース含有塗料中の光輝材の沈降の有無を目視で確認した。塗料の液ダレ及び光輝材の沈降の結果から、微細繊維状セルロース含有塗料の塗工適性を4段階で評価した。
A:塗料循環後の塗工時に液ダレおよび光輝材の沈降がみられず、塗工適性が非常によい。
B:塗料循環後の塗工時に液ダレもしくは光輝材の沈降のいずれかがみられるが軽微であり、塗工適性がよい。
C:塗料循環後の塗工時に液ダレおよび光輝材の沈降がみられ、塗工適性がやや悪いが、実用上は問題ない。
D:塗料循環後の塗工時に液ダレおよび光輝材の沈降が多くみられ、塗工適性が悪く、実用上問題がある。























<Evaluation>
[Evaluation of paint application suitability]
The coating suitability of the coating material using the fine fibrous cellulose dispersion obtained according to the present invention was evaluated as follows.
(Preparation of Fine Fibrous Cellulose-Containing Paint)
To 100 parts by mass of a fine fibrous cellulose dispersion having a viscosity of approximately 2500 mPa·s obtained by the same method as above, 1 part by mass of a lustrous material (aluminum paste WXM7640, manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd., aluminum concentration 58 to 61% by mass) was added, and the mixture was stirred in a disperser at 1500 rpm for 5 minutes to obtain a coating material containing fine fibrous cellulose.
(Paint circulation and spray coating)
Then, the obtained fine fibrous cellulose-containing paint is circulated in the pipe for 24 hours by a pump-type circulation device. Immediately after the end of circulation, the fine cellulose-containing paint is applied to the wall surface with a spray gun, and the presence or absence of dripping is confirmed. In addition, the presence or absence of precipitation of the glittering material in the fine cellulose-containing paint during coating is visually confirmed. Based on the results of dripping of the paint and the precipitation of the glittering material, the coating suitability of the fine fibrous cellulose-containing paint is evaluated in four stages.
A: No dripping or settling of the luster material was observed during coating after the paint was circulated, and the coating suitability was very good.
B: Either dripping or settling of the luster material was observed during coating after the paint was circulated, but it was minor and the coating suitability was good.
C: Dripping and settling of the luster material were observed during coating after the paint was circulated, and the coating suitability was somewhat poor, but no problem was encountered in practical use.
D: There was a lot of dripping and settling of the luster material during coating after the paint was circulated, and the coating suitability was poor, making it problematic for practical use.























Figure 0007497658000004
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Figure 0007497658000005
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Figure 0007497658000006
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実施例で得られた微細繊維状セルロースを用いた塗料では優れた塗工適性が発揮されていた。 The paint using the fine fibrous cellulose obtained in the examples demonstrated excellent coating suitability.

Claims (5)

繊維幅が1000nm以下であり、亜リン酸基又は亜リン酸基に由来する置換基を有する繊維状セルロースであって、
前記亜リン酸基又は亜リン酸基に由来する置換基が、下記式(2)で表され、

(式(2)中、bは自然数であり、mは任意の数であり、b×m=1である。αは、水素原子、飽和-直鎖状炭化水素基、飽和-分岐鎖状炭化水素基、飽和-環状炭化水素基、不飽和-直鎖状炭化水素基、不飽和-分岐鎖状炭化水素基、不飽和-環状炭化水素基、芳香族基、またはこれらの炭化水素基の主鎖若しくは側鎖に対し、カルボキシ基、ヒドロキシ基、およびアミノ基よりなる群から選択される、少なくとも1種類の官能基が付加又は置換した状態の誘導基である。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。)
前記繊維状セルロースに対する亜リン酸基又は亜リン酸基に由来する置換基の導入量が、0.40mmol/g以上1.00mmol/g以下であり、
前記繊維状セルロースの重合度が320以上500以下であり、
前記繊維状セルロースを0.4質量%となるように水に分散させて分散液とした場合、前記分散液の23℃における粘度が200mPa・s以上3000mPa・s以下であり、
前記繊維状セルロースを水に分散させて、23℃における粘度が2500mPa・sの分散液とし、前記分散液を以下の撹拌条件で撹拌した場合、以下の式で算出される粘度変化率が±30%以内となる繊維状セルロース;
粘度変化率(%)=(撹拌後の粘度-撹拌前の粘度)/撹拌前の粘度×100
(撹拌条件)
23℃における粘度が2500mPa・sの分散液を、直径10cmの円筒状容器の5cmの高さまで入れ、長さ5cm、中心部の幅2cm、端部の幅1cmの楕円形の撹拌子を用いて、液面中心部が2cm凹む状態を維持して、23℃で24時間撹拌する。
A fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and having a phosphorous acid group or a substituent derived from a phosphorous acid group,
The phosphite group or a substituent derived from a phosphite group is represented by the following formula (2):

(In formula (2), b is a natural number, m is an arbitrary number, and b×m=1. α 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, an unsaturated cyclic hydrocarbon group, an aromatic group, or a derivative group in which at least one functional group selected from the group consisting of a carboxy group, a hydroxy group, and an amino group is added to or substituted on the main chain or side chain of these hydrocarbon groups. β b+ is a monovalent or higher cation consisting of an organic or inorganic substance.)
an introduction amount of a phosphorous acid group or a substituent derived from a phosphorous acid group into the fibrous cellulose is 0.40 mmol/g or more and 1.00 mmol/g or less;
The degree of polymerization of the fibrous cellulose is 320 or more and 500 or less,
When the fibrous cellulose is dispersed in water to a concentration of 0.4% by mass to prepare a dispersion, the viscosity of the dispersion at 23° C. is 200 mPa·s or more and 3000 mPa·s or less,
A fibrous cellulose in which, when the fibrous cellulose is dispersed in water to give a dispersion having a viscosity of 2,500 mPa s at 23° C. and the dispersion is stirred under the following stirring conditions, a viscosity change rate calculated by the following formula is within ±30%;
Viscosity change rate (%)=(viscosity after stirring−viscosity before stirring)/viscosity before stirring×100
(Mixing conditions)
A dispersion liquid having a viscosity of 2,500 mPa s at 23°C is poured into a cylindrical container having a diameter of 10 cm to a height of 5 cm, and stirred at 23°C for 24 hours using an elliptical stirrer having a length of 5 cm, a width of 2 cm at the center and a width of 1 cm at the end, while maintaining a state in which the center of the liquid surface is recessed by 2 cm.
前記粘度変化率が-30%以上0%以下である請求項1に記載の繊維状セルロース。 The fibrous cellulose according to claim 1, wherein the viscosity change rate is between -30% and 0%. 前記繊維状セルロースの重合度が340以上500以下である請求項1または2に記載の繊維状セルロース。 The fibrous cellulose according to claim 1 or 2, wherein the degree of polymerization of the fibrous cellulose is 340 or more and 500 or less. 塗料用である請求項1~のいずれか1項に記載の繊維状セルロース。 The fibrous cellulose according to any one of claims 1 to 3 , which is for use in paints. 請求項1~のいずれか1項に記載の繊維状セルロースを水に分散させてなる繊維状セルロース分散液。 A fibrous cellulose dispersion obtained by dispersing the fibrous cellulose according to any one of claims 1 to 4 in water.
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