TWI838354B - 微細化疏水變性纖維素纖維之製造方法、樹脂組合物及樹脂成形體 - Google Patents

微細化疏水變性纖維素纖維之製造方法、樹脂組合物及樹脂成形體 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種微細化疏水變性纖維素纖維之製造方法，其包括如下步驟：於有機溶劑中，對在含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維上鍵結修飾基而成之平均纖維長度為1μm以上且1,000μm以下的疏水變性纖維素纖維進行微細化處理。藉由本發明之製造方法所獲得之微細化疏水變性纖維素纖維可適宜地用於日用雜貨品、家電零件、家電零件用包裝材料、汽車零件等各種工業用途之各種樹脂製品。

Description

微細化疏水變性纖維素纖維之製造方法、樹脂組合物及樹脂成形體
本發明係關於一種微細化疏水變性纖維素纖維之製造方法。
先前，多使用來自作為有限資源之石油之塑膠材料，近年來，對環境之負荷較少之技術越來越受到關注，於該技術背景下，使用作為天然且大量地存在之生質的纖維素纖維、其中尤其是微細纖維素纖維之材料因顯著提昇各種機械特性而受到關注。
通常，由於微細纖維素纖維表面為親水性，故而會於疏水溶劑或疏水性樹脂中凝集。因此，於在如上所述之系中使用時，必須對微細纖維素纖維進行疏水性改質。
對微細纖維素纖維進行疏水性改質之方法雖已研究出若干種，但大部分為將纖維素纖維暫時於水系中實施分散處理而微細化後，進行改質，其後再次於有機溶劑系中實施分散處理的方法。
於專利文獻1中揭示有凝膠狀組合物之製法，其包括如下步驟：於使具有纖維素I型結晶結構之纖維素分散至水中後，將該纖維素之羥基轉化為具有羧基之取代基；利用還原劑進行之上述纖維素之還原步驟；將作為上述纖維素之分散介質之水置換為有機溶劑；藉由利用特定之聚醚胺之中和反應使上述分散介質置換後之纖維素疏水化；及將上述疏水化後之纖維素進行奈米解纖，而獲得於有機溶劑中分散有纖維素奈米纖維 之凝膠狀組合物。
又，於非專利文獻1中揭示有龐大之四級銨相對離子會提高溶劑中之TEMPO氧化纖維素之奈米分散性。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利5944564號
非專利文獻
非專利文獻1：M. Shimizu, et al., Biomacromolecules, 15 2014
本發明係關於下述[1]~[7]。
[1]一種微細化疏水變性纖維素纖維之製造方法，其包括如下步驟：於有機溶劑中，對在含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維上鍵結修飾基而成之平均纖維長度為1μm以上且1,000μm以下的疏水變性纖維素纖維進行微細化處理。
[2]一種微細化疏水變性纖維素纖維分散體之製造方法，其包括如下步驟：於有機溶劑中，對在含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維上鍵結修飾基而成之平均纖維長度為1μm以上且1,000μm以下的疏水變性纖維素纖維進行微細化處理。
[3]一種疏水變性纖維素纖維之用途，其係將於含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維上鍵結修飾基而成之平均纖維長度為1μm以上且1,000μm以下的疏水變性纖維素纖維用於微細化疏水變性纖維素纖維之製造方法。
[4]一種樹脂組合物之製造方法，其包括如下步驟：將藉由如上述[1]所記載之製造方法所製造之微細化疏水變性纖維素纖維、或藉由如上述[2]所記載之製造方法所製造之微細化疏水變性纖維素纖維分散體與樹脂進行混合。
[5]一種樹脂成形體之製造方法，其係使藉由如上述[4]所記載之樹脂組合物之製造方法所製造之樹脂組合物成形。
[6]一種樹脂組合物，其係將藉由如上述[1]所記載之製造方法所製造之微細化疏水變性纖維素纖維、或藉由如上述[2]所記載之製造方法所製造之微細化疏水變性纖維素纖維分散體與樹脂進行混合而獲得。
[7]一種樹脂成形體，其係使如上述[6]所記載之樹脂組合物成形而成。
然而，於專利文獻1或非專利文獻1中，分別係將聚醚胺或四級銨相對離子作為手段之技術，改質基種受到限定。
本發明係關於一種謀求低成本化且步驟之簡化、具有優異之分散性之微細化疏水變性纖維素纖維之製造方法。
根據本發明之製造方法，實現低成本化且步驟之簡化，可製造具有優異之分散性之微細化疏水變性纖維素纖維。
本發明之製造方法包括如下步驟：將具有特定之平均纖維長度之疏水變性纖維素纖維於有機溶劑中進行微細化處理。尚無如下構想：藉由著眼於設定為如本發明之特定之平均纖維長度之範圍的製法，達成進一步之低成本化與步驟之簡化，且獲得分散性優異之發明。
本發明所使用之疏水變性纖維素纖維可不論順序，藉由進 行導入陰離子性基之步驟、導入修飾基之步驟、及短纖維化處理步驟而製造。例如可經由(1)對原料之纖維素纖維導入陰離子性基而獲得含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維之步驟、將含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維進行短纖維化處理之步驟、繼而對該纖維素纖維導入修飾基之步驟，(2)對原料之纖維素纖維導入陰離子性基而獲得含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維之步驟、對含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維導入修飾基之步驟、繼而進行短纖維化處理之步驟，及(3)對原料之纖維素纖維進行短纖維化處理之步驟、對該纖維素纖維導入陰離子性基而獲得含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維之步驟、繼而對該纖維素纖維導入修飾基之步驟之任一種而製造。進而，於對羥基導入修飾基之情形時，除上述(1)~(3)之製造方法以外，亦可經由(4)對原料之纖維素纖維之羥基導入修飾基之步驟、導入陰離子性基之步驟、繼而進行短纖維化處理之步驟，(5)對原料之纖維素纖維之羥基導入修飾基之步驟、進行短纖維化處理之步驟、繼而導入陰離子性基之步驟，及(6)對原料之纖維素纖維進行短纖維化處理之步驟、對纖維素纖維之羥基導入修飾基之步驟、繼而導入陰離子性基之步驟之任一種而製造。就表現本發明之效果之觀點而言，更佳為採用(1)之步驟。再者，於原料之纖維素纖維之纖維長度為1,000μm以下之情形時，可省略上述短纖維化處理之步驟。
[纖維素纖維]
作為原料之纖維素纖維，就環境負荷之觀點而言，較佳為使用天然纖維素纖維。作為天然纖維素纖維，例如可列舉：針葉樹系紙漿、闊葉樹系紙漿等木漿；棉短絨、皮棉之類之棉系紙漿；草類紙漿、甘蔗渣紙漿等非木材系紙漿；細菌纖維素等，可單獨使用該等之1種或組合2種以上使 用。
原料之纖維素纖維之平均纖維直徑並無特別限定，就操作性及成本之觀點而言，較佳為1μm以上，更佳為5μm以上，進而較佳為15μm以上，另一方面，較佳為300μm以下，更佳為100μm以下，進而較佳為60μm以下。
又，原料之纖維素纖維之平均纖維長度並無特別限定，就獲取性及成本之觀點而言，較佳為超過1,000μm，更佳為1,200μm以上，進而較佳為1,500μm以上，且較佳為10,000μm以下，更佳為5,000μm以下，進而較佳為3,000μm以下。原料之纖維素纖維之平均纖維直徑及平均纖維長度可依據下述實施例所記載之方法進行測定。
[含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維]
本發明所使用之含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維(亦簡稱為「陰離子變性纖維素纖維」)係以於纖維素纖維中含有陰離子性基之方式進行陰離子變性之纖維素纖維。
陰離子變性纖維素纖維之平均纖維直徑、平均纖維長度之適宜範圍取決於製造步驟之順序。例如於陰離子變性纖維素纖維未受到過短纖維化處理之情形時，陰離子變性纖維素纖維之平均纖維直徑、平均纖維長度之適宜範圍與原料之纖維素纖維同等。於陰離子變性纖維素纖維受到過短纖維化處理之情形時，陰離子變性纖維素纖維之平均纖維直徑、平均纖維長度之適宜範圍與下述短纖維化纖維素纖維同等。
關於陰離子變性纖維素纖維，就穩定之微細化及修飾基導入之觀點而言，陰離子性基之含量較佳為0.1mmol/g以上，更佳為0.5mmol/g以上，進而較佳為0.8mmol/g以上。其上限較佳為3mmol/g以 下，更佳為2mmol/g以下，進而較佳為1.8mmol/g以下。為了成為此種陰離子性基之含量之範圍，例如可藉由調整氧化處理等之處理條件、或進行還原處理而進行控制。所謂陰離子性基含量，意指構成含有陰離子性基之纖維素纖維的纖維素纖維中之陰離子性基之總量，藉由下述實施例所記載之方法進行測定。
又，就相同之觀點而言，陰離子變性纖維素纖維中之羥基之含量較佳為0.5mmol/g以上，更佳為1.0mmol/g以上，進而較佳為2.0mmol/g以上。其上限較佳為20mmol/g以下，更佳為19mmol/g以下，進而較佳為18mmol/g以下。陰離子變性纖維素纖維之羥基之含量係藉由下述實施例所記載之方法進行測定。
陰離子變性纖維素纖維中所含之陰離子性基例如可列舉羧基、磺酸基及磷酸基等，就對纖維素纖維之導入效率之觀點而言，較佳為羧基。
作為陰離子變性纖維素纖維中之成為陰離子性基對之離子(相對離子)，例如可列舉：於製造時之鹼存在下產生之鈉離子、鉀離子、鈣離子及鋁離子等金屬離子、或將該等金屬離子以酸置換而產生之質子等。
(導入陰離子性基之步驟)
本發明所使用之陰離子變性纖維素纖維可藉由對作為對象之纖維素纖維實施氧化處理或陰離子性基之加成處理，導入至少1個以上之陰離子性基而進行陰離子變性而獲得。
作為成為陰離子變性之對象之纖維素纖維，可列舉：(1)原料之纖維素纖維、及(2)將原料之纖維素纖維進行短纖維化處理所獲得之短纖維化纖維素纖維。就表現出本發明之效果之觀點而言，成為陰離子變性之對象 之纖維素纖維較佳為(1)之原料之纖維素纖維。
(i)對纖維素纖維導入羧基作為陰離子性基之情形
作為對纖維素纖維導入羧基作為陰離子性基之方法，例如可列舉：使纖維素之羥基氧化而轉化為羧基之方法；或使選自由具有羧基之化合物、具有羧基之化合物之酸酐及其等之衍生物所組成之群中之至少1種與纖維素之羥基進行反應之方法。
作為對上述纖維素之羥基進行氧化處理之方法，並無特別限制，例如可應用如下方法：將2,2,6,6-四甲基-1-哌啶-N-氧自由基(TEMPO)作為觸媒，使次氯酸鈉等氧化劑及溴化鈉等溴化物進行反應而進行氧化處理。更詳細而言，可參照日本專利特開2011-140632號公報所記載之方法。
藉由將TEMPO作為觸媒進行纖維素纖維之氧化處理，纖維素結構單元之C6位之羥甲基(-CH2OH)被選擇性地轉化為羧基。尤其，該方法於成為原料之纖維素纖維表面之氧化對象的C6位之羥基之選擇性優異，且反應條件亦穩定之方面有利。因此，作為本發明之陰離子變性纖維素纖維之較佳態樣，可列舉纖維素結構單元之C6位為羧基之纖維素纖維。本說明書中，有將該纖維素纖維稱為「氧化纖維素纖維」之情形。
用於對纖維素纖維導入羧基之具有羧基之化合物並無特別限定，具體而言，可列舉鹵化乙酸。作為鹵化乙酸，可列舉氯乙酸等。
用於對纖維素纖維導入羧基之具有羧基之化合物之酸酐及其等之衍生物並無特別限定，可列舉：順丁烯二酸酐、琥珀酸酐、鄰苯二甲酸酐及己二酸酐等二羧酸化合物之酸酐或具有羧基之化合物之酸酐之醯亞胺化物、具有羧基之化合物之酸酐之衍生物。該等化合物可經疏水基取 代。
(ii)對纖維素纖維導入磺酸基或磷酸基作為陰離子性基之情形
作為對纖維素纖維導入磺酸基作為陰離子性基之方法，可列舉於纖維素纖維中添加硫酸並進行加熱之方法等。
作為對纖維素纖維導入磷酸基作為陰離子性基之方法，可列舉：於乾燥狀態或濕潤狀態之纖維素纖維中混合磷酸或磷酸衍生物之粉末或水溶液之方法、或於纖維素纖維之分散液中添加磷酸或磷酸衍生物之水溶液之方法等。於採用該等方法之情形時，一般而言，於混合或添加磷酸或磷酸衍生物之粉末或水溶液後進行脫水處理及加熱處理等。
[經短纖維化處理之纖維素纖維]
所謂經短纖維化處理之纖維素纖維(以下，亦稱為短纖維化纖維素纖維)係指纖維素纖維之平均纖維長度為1μm以上且1,000μm以下者。
就分散性之觀點而言，短纖維化纖維素纖維之平均纖維長度較佳為5μm以上，更佳為10μm以上，進而較佳為25μm以上，另一方面，就相同之觀點而言，較佳為800μm以下，更佳為500μm以下，進而較佳為400μm以下。短纖維化纖維素纖維之平均纖維直徑並無特別限定，其較佳範圍與原料之纖維素纖維之較佳範圍相同，即，較佳為1μm以上，更佳為5μm以上，進而較佳為15μm以上，另一方面，較佳為300μm以下，更佳為100μm以下，進而較佳為60μm以下。短纖維化纖維素纖維之平均纖維直徑及平均纖維長度可依照下述實施例所記載之方法進行測定。
(將纖維素纖維進行短纖維化處理之步驟)
本發明所使用之短纖維化纖維素纖維可藉由將對象之纖維素纖維進 行短纖維化處理而獲得。作為成為短纖維化處理之對象之纖維素纖維，可列舉：(1)經由對原料之纖維素纖維導入陰離子性基之步驟所獲得之陰離子變性纖維素纖維；(2)經由對原料之纖維素纖維導入陰離子性基之步驟、繼而導入修飾基之步驟所獲得之陰離子變性纖維素纖維；以及(3)原料之纖維素纖維。就表現出本發明之效果之觀點而言，成為短纖維化處理之對象之纖維素纖維較佳為(1)之陰離子變性纖維素纖維。
短纖維化處理可藉由對作為對象之纖維素纖維實施選自由鹼水解處理、酸水解處理、紫外線處理、電子束處理、熱水分解處理、機械處理及酵素處理所組成之群中之1種以上之處理方法而達成。推測：藉由短纖維化處理，纖維素纖維彼此之相互纏繞減少，獲得微細化疏水變性纖維素纖維時之分散性提高。
作為鹼水解處理之條件，例如可列舉如下條件：準備對象之纖維素纖維之固形物成分含量較佳為0.1質量%以上，較佳為10.0質量%以下，且pH值較佳為8.0以上，較佳為15.0以下的溶液或分散液，將該溶液或分散液於較佳為60℃以上，較佳為110℃以下之條件下加熱較佳為30分鐘以上，較佳為240分鐘以下。作為溶液或分散液之介質，較佳為水、乙醇。作為可用以調整pH值之鹼，較佳為氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鉀。溶液或分散液中亦可包含相對於含有陰離子性基之纖維素纖維100質量份，較佳為0.5質量份以上，較佳為2.5質量份以下之過氧化氫。
作為酸水解處理之條件，例如可列舉如下條件：準備對象之纖維素纖維之固形物成分含量較佳為0.1質量%以上，較佳為10.0質量%以下，且pH值較佳為0.1以上，較佳為4.0以下的溶液或分散液，將該溶液或分散液於較佳為80℃以上，較佳為120℃以下之條件下加熱較佳為5分 鐘以上，較佳為240分鐘以下。作為溶液或分散液之介質，較佳為水、乙醇。作為可用以調整pH值之酸，就獲取性及成本之觀點而言，較佳為鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸等無機酸，及乙酸、檸檬酸、蘋果酸等有機酸，更佳為鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、乙酸、檸檬酸，進而較佳為鹽酸。
[疏水變性纖維素纖維]
本發明中所謂疏水變性纖維素纖維係指於含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維上鍵結修飾基而成之纖維素纖維。作為修飾基與陰離子性基之具體鍵結樣式，就分散性之觀點而言，較佳可列舉：與胺鹽等之離子鍵結及/或醯胺鍵結、酯鍵結及胺基甲酸酯鍵結等共價鍵結。
關於疏水變性纖維素纖維之平均纖維長度，就分散性之觀點而言，為1μm以上，較佳為5μm以上，更佳為10μm以上，進而較佳為25μm以上，另一方面，就相同之觀點而言，為1,000μm以下，較佳為800μm以下，更佳為500μm以下，進而較佳為400μm以下。疏水變性纖維素纖維之平均纖維直徑並無特別限定，其較佳範圍與原料之纖維素纖維之較佳範圍相同，即，較佳為1μm以上，更佳為5μm以上，進而較佳為15μm以上，另一方面，較佳為300μm以下，更佳為100μm以下，進而較佳為60μm以下。疏水變性纖維素纖維之平均纖維直徑及平均纖維長度可依照下述實施例所記載之方法進行測定。
作為疏水變性纖維素纖維中之修飾基之總質量，就分散性之觀點而言，相對於纖維素纖維量100質量份，較佳為1質量份以上，更佳為10質量份以上，進而較佳為15質量份以上。另一方面，就表現出將該纖維應用於樹脂等之情形時之強度等補強性能之觀點而言，相對於纖維素纖維量100質量份，較佳為200質量份以下，更佳為150質量份以下，進 而較佳為100質量份以下。本說明書中，疏水變性纖維素纖維中之修飾基之總質量可藉由下述實施例所記載之方法而求出。
關於疏水變性纖維素纖維中之修飾基之平均鍵結量，就提高分散性之觀點而言，較佳為0.01mmol/g以上，更佳為0.05mmol/g以上，進而較佳為0.1mmol/g以上，進而較佳為0.3mmol/g以上，進而較佳為0.5mmol/g以上。又，就反應性之觀點而言，較佳為3mmol/g以下，更佳為2.5mmol/g以下，進而較佳為2mmol/g以下，進而較佳為1.8mmol/g以下，進而較佳為1.5mmol/g以下。於將任意2種以上之修飾基同時導入至纖維素纖維作為修飾基之情形時，修飾基之平均鍵結量較佳為所導入之修飾基之合計量為上述範圍內。
疏水變性纖維素纖維中之修飾基之導入率關於任一修飾基，就分散性之觀點而言，均較佳為5%以上，更佳為10%以上，進而較佳為15%以上，就反應性之觀點而言，均較佳為100%以下，更佳為60%以下，進而較佳為50%以下。
本說明書中，修飾基之平均鍵結量及導入率可藉由改質基種之添加量、改質基種之種類、反應溫度、反應時間、溶劑等進行調整。所謂修飾基之平均鍵結量(mmol/g)及導入率(%)係指修飾基導入至疏水變性纖維素纖維表面之陰離子性基或羥基之量及比率。疏水變性纖維素纖維之陰離子性基含量或羥基含量可藉由依照公知方法(例如滴定、IR(Infrared Radiation，紅外線輻射)測定等)進行測定而算出。修飾基之平均鍵結量及導入率例如係藉由實施例所記載之方法而算出。
於含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維上鍵結修飾基而成之平均纖維長度為1μm以上且1,000μm以下的疏水變性纖維素纖維 可適宜地用於微細化疏水變性纖維素纖維之製造方法。因此，本發明之較佳態樣之一係一種疏水變性纖維素纖維之用途，其係將於含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維上鍵結修飾基而成之平均纖維長度為1μm以上且1,000μm以下的疏水變性纖維素纖維用於微細化疏水變性纖維素纖維之製造方法。
(對纖維素纖維導入修飾基之步驟)
本發明所使用之疏水變性纖維素纖維可藉由於對象之纖維素纖維中導入特定之修飾基(亦稱為「進行改質」)而獲得。作為成為修飾基導入之對象之纖維素纖維，可列舉：(1)經由對原料之纖維素纖維導入陰離子性基之步驟、繼而進行短纖維化處理之步驟所獲得之陰離子變性纖維素纖維；(2)經由對原料之纖維素纖維導入陰離子性基之步驟所獲得之陰離子變性纖維素纖維；以及(3)經由對原料之纖維素纖維進行短纖維化處理之步驟、繼而導入陰離子性基之步驟所獲得之陰離子變性纖維素纖維。就表現出本發明之效果之觀點而言，成為修飾基導入之對象之纖維素纖維較佳為(1)之陰離子變性纖維素纖維。
就提高於疏水溶劑或疏水性樹脂中之分散性之觀點而言，於對象之纖維素纖維中導入修飾基。修飾基較佳為鍵結於選自對象之纖維素纖維中所含之陰離子性基及羥基之1種以上之基，更佳為具有修飾基之化合物經由離子鍵及/或共價鍵鍵結於陰離子性基。
為了使修飾基鍵結於陰離子性基及/或羥基，例如較佳為使用具有修飾基之化合物(亦稱為「改質基種」)。作為改質基種，只要對應於與陰離子性基或羥基之鍵結樣式選擇適當者即可。
於鍵結樣式為離子鍵結之情形時，可參照日本專利特開 2015-143336號公報導入修飾基。此處，作為改質基種，可列舉選自由下述通式(1)~(3)所表示之胺所組成之群中之1種以上之胺、或一級胺、二級胺、三級胺、鏻化合物等。
NH2-R1 (1)
NH-R2R2' (2)
N-R3R3'R3" (3)
[通式(1)中之R1為碳數6以上且30以下之直鏈或支鏈之飽和或不飽和烴基，通式(2)中之R2及R2'可分別相同或不同，且為R2及R2'之總碳數為8以上且40以下之直鏈或支鏈之飽和或不飽和烴基，通式(3)中之R3、R3'及R3"可分別相同或不同，且為R3、R3'及R3"之總碳數為9以上且50以下之直鏈或支鏈之飽和或不飽和烴基]
關於R1中之碳數，就分散性之觀點而言，較佳為8以上，更佳為10以上，進而較佳為12以上。另一方面，就相同之觀點而言，較佳為24以下，更佳為20以下，進而較佳為18以下。
關於R2及R2'之總碳數，就分散性之觀點而言，較佳為8以上，更佳為10以上，進而較佳為12以上。另一方面，就相同之觀點而言，較佳為36以下，更佳為30以下，進而較佳為24以下。
關於R3、R3'及R3"之總碳數，就分散性之觀點而言，較佳為9以上，更佳為10以上，進而較佳為12以上。另一方面，就相同之觀點而言，較佳為42以下，更佳為36以下，進而較佳為24以下。
於該等化合物中，可導入作為修飾基之各種烴基、例如鏈式飽和烴基、鏈式不飽和烴基、環式飽和烴基、及芳香族烴基等烴基、或共聚部位等。該等基或部位可單獨導入或組合2種以上導入。關於該等各 種烴基之碳數，就分散性之觀點而言，較佳為6以上，就相同之觀點而言，較佳為30以下，更佳為24以下，較佳為18以下。
作為一級~三級胺，就分散性之觀點而言，碳數較佳為2以上，更佳為6以上，就相同之觀點而言，碳數較佳為30以下，更佳為24以下，進而較佳為18以下。作為一級胺~三級胺之具體例，例如可列舉：丙基胺、二丙基胺、丁基胺、二丁基胺、己基胺、2-乙基己基胺、二己基胺、三己基胺、辛基胺、二辛基胺、三辛基胺、十二烷基胺、二(十二烷基)胺、硬脂基胺、二硬脂基胺、油基胺、苯胺、十八烷基胺、二甲基山崳基胺。於該等中，就分散性之觀點而言，較佳為己基胺、2-乙基己基胺、二己基胺、三己基胺、十二烷基胺、油基胺、硬脂基胺、二己基胺、三己基胺。
於使用鏻化合物作為改質基種之情形時，作為其陰離子成分，就反應性之觀點而言，較佳可列舉氯化物離子及溴化物離子等鹵化物離子、硫酸氫根離子、過氯酸根離子、四氟硼酸根離子、六氟磷酸根離子、三氟甲磺酸根離子及羥基離子，更佳可列舉羥基離子。
於鍵結樣式為共價鍵結之情形時，對應於將陰離子性基進行修飾、抑或將羥基進行修飾而使用適當之改質基種。於將陰離子性基進行修飾之情形時，例如於經由醯胺鍵進行修飾之情形時，可參照日本專利特開2015-143337號公報導入修飾基。此處，作為改質基種，例如較佳為使用選自由通式(1)所表示之胺、通式(2)所表示之胺、一級胺及二級胺所組成之群中之1種以上。於經由酯鍵進行修飾之情形時，較佳為使用例如丁醇、辛醇及十二烷醇等醇作為改質基種。於經由胺基甲酸酯鍵進行修飾之情形時，較佳為使用例如異氰酸酯化合物作為改質基種。於該等化合物 中，可導入作為修飾基之各種烴基、例如鏈式飽和烴基、鏈式不飽和烴基、環式飽和烴基、及芳香族烴基等烴基、或共聚部位等。該等基或部位可單獨導入或組合2種以上導入。
於將羥基進行修飾之情形時，例如於經由酯鍵進行修飾之情形時，較佳為使用例如酸酐(例如乙酸酐、丙酸酐)、或醯鹵(例如辛醯氯、月桂醯氯及硬脂醯氯)作為改質基種。於經由醚鍵進行修飾之情形時，較佳為使用例如環氧化合物(例如環氧烷及烷基縮水甘油醚)、烷基鹵化物以及其衍生物(例如氯代甲烷、氯代乙烷及氯代十八烷)作為改質基種。於經由胺基甲酸酯鍵進行修飾之情形時，較佳為使用例如異氰酸酯化合物作為改質基種。於該等化合物中，可導入作為修飾基之各種烴基、例如鏈式飽和烴基、鏈式不飽和烴基、環式飽和烴基、及芳香族烴基等烴基、或共聚部位等。該等基或部位可單獨導入或組合2種以上導入。
於改質基種具有上述鏈式飽和烴基作為修飾基之情形時，該鏈式飽和烴基可為直鏈狀或支鏈狀。關於鏈式飽和烴基之碳數，就提高分散性之觀點而言，1個修飾基中之碳數較佳為3以上，更佳為4以上，進而較佳為6以上，就相同之觀點而言，較佳為30以下，更佳為24以下，進而較佳為18以下。具體而言，可列舉：己基、2-乙基己基、十二烷基、二己基、三己基等。
於改質基種具有上述鏈式不飽和烴基作為修飾基之情形時，該鏈式不飽和烴基可為直鏈狀或支鏈狀。關於鏈式不飽和烴基之碳數，就提高分散性之觀點而言，1個修飾基中之碳數較佳為3以上，更佳為4以上，進而較佳為6以上，就相同之觀點而言，較佳為30以下，更佳為24以下，進而較佳為18以下。具體而言，可列舉油基等。
於改質基種具有上述環式飽和烴基作為修飾基之情形時，關於該環式飽和烴基之碳數，就提高分散性之觀點而言，1個修飾基之碳數較佳為3以上，更佳為4以上，進而較佳為6以上，就相同之觀點而言，較佳為30以下，更佳為24以下，進而較佳為18以下。
於改質基種具有上述芳香族烴基作為修飾基之情形時，作為該芳香族烴基，就提高分散性之觀點而言，1個修飾基之碳數為6以上，就相同之觀點而言，較佳為30以下，更佳為24以下，進而較佳為18以下，進而較佳為14以下，進而較佳為10以下。
於修飾基為烴基，且該烴基具有取代基之情形時，以修飾基之碳數滿足上述範圍作為條件，作為取代基，例如亦可使用：碳數1~6之直鏈或支鏈之烷氧基；烷氧基之碳數為1~6之直鏈或支鏈之烷氧基羰基；溴原子、碘原子等鹵素原子；碳數1~6之醯基；芳烷基；芳烷氧基；碳數1~6之烷基胺基；烷基之碳數為1~6之二烷基胺基、或羥基、醚、醯胺等。再者，上述各種烴基本身亦可作為取代基鍵結於其他烴基。
可提供上述各種修飾基之一級胺、二級胺、三級胺、鏻化合物、酸酐及異氰酸酯化合物可使用市售品，又，可依照公知方法進行製備。
關於本發明之微細化疏水變性纖維素纖維，其修飾基可含有共聚部位。作為此種共聚部位，例如可使用環氧乙烷/環氧丙烷(EO/PO)共聚部位等。所謂EO/PO共聚部位意指環氧乙烷(EO)與環氧丙烷(PO)無規地或以嵌段狀聚合而成之結構。
關於EO/PO共聚部位中之PO之含有率(莫耳%)，就提高分散性之觀點而言，較佳為1莫耳%以上，更佳為5莫耳%以上，進而較佳為 7莫耳%以上，進而較佳為10莫耳%以上。就相同之觀點而言，較佳為100莫耳%以下，更佳為90莫耳%以下，進而較佳為85莫耳%以下，進而較佳為75莫耳%以下，進而較佳為60莫耳%以下，進而較佳為50莫耳%以下，進而較佳為40莫耳%以下，進而較佳為30莫耳%以下。
關於EO/PO共聚部位之分子量，就提高分散性之觀點而言，較佳為500以上，更佳為1,000以上，進而較佳為1,500以上。就相同之觀點而言，較佳為10,000以下，更佳為7,000以下，進而較佳為5,000以下，進而較佳為4,000以下，進而較佳為3,500以下，進而較佳為2,500以下。
於改質基種為具有EO/PO共聚部位與胺基之胺之情形時，EO/PO共聚部位與胺基可直接鍵結，或者亦可經由連結基進行鍵結。作為連結基，例如較佳為烴基，尤其是使用碳數較佳為1以上且6以下、更佳為1以上且3以下之伸烷基。作為伸烷基，例如較佳為伸乙基及伸丙基。
作為具有EO/PO共聚部位之胺(亦稱為「EOPO胺」)，例如可列舉下述式(i)所表示之化合物。
Figure 107146934-A0305-02-0018-1
[式中，R1表示氫原子、碳數1~6之直鏈或支鏈之烷基，EO及PO無規地或以嵌段狀存在，a為表示EO之平均加成莫耳數之正數，b為表示PO之平均加成莫耳數之正數]
式(i)中之a表示EO之平均加成莫耳數，就進一步提高分散性之觀點而言，較佳為11以上，更佳為15以上，進而較佳為20以上，進 而較佳為25以上，進而較佳為30以上。就相同之觀點而言，較佳為100以下，更佳為70以下，進而較佳為60以下，進而較佳為50以下。
式(i)中之b表示PO之平均加成莫耳數，就進一步提高分散性之觀點而言，較佳為1以上，更佳為3以上，進而較佳為5以上。就相同之觀點而言，較佳為50以下，更佳為40以下，進而較佳為30以下，進而較佳為25以下，進而較佳為20以下，進而較佳為15以下，進而較佳為10以下。
於胺以式(i)表示之情形時，EO/PO共聚部位中之PO之含有率(莫耳%)可基於上述a與b進行計算，具體而言可根據b×100/(a+b)求出。PO之含有率之較佳範圍如上所述。
就提高分散性之觀點而言，式(i)中之R1較佳為氫原子。於R1為碳數1~6之直鏈或支鏈之烷基之情形時，該烷基較佳為甲基、乙基、正丙基及第二丙基。
關於式(i)所表示之EOPO胺之詳細情況記載於例如日本專利第6105139號公報中。
[微細化疏水變性纖維素纖維]
所謂微細化疏水變性纖維素纖維係指平均纖維直徑及平均纖維長度處於以下所示之範圍內之疏水變性纖維素纖維。
作為微細化疏水變性纖維素纖維之平均纖維直徑，就分散性之觀點而言，較佳為0.1nm以上，更佳為0.5nm以上，進而較佳為1nm以上，進而較佳為2nm以上。又，就相同之觀點而言，較佳為200nm以下，更佳為100nm以下，進而較佳為50nm以下，進而較佳為20nm以下。
作為微細化疏水變性纖維素纖維之平均纖維長度，就分散 性之觀點而言，較佳為50nm以上，更佳為80nm以上，進而較佳為100nm以上。又，就相同之觀點而言，較佳為1,000nm以下，更佳為500nm以下，進而較佳為300nm以下。微細化疏水變性纖維素纖維之平均纖維直徑及平均纖維長度係藉由下述實施例所記載之方法進行測定。
微細化疏水變性纖維素纖維中之修飾基之平均鍵結量之適宜範圍及修飾基之導入率之適宜範圍與上述短纖維化纖維素纖維同等。
(製備微細化疏水變性纖維素纖維之步驟)
本步驟係將具有特定之平均纖維長度之疏水變性纖維素纖維於有機溶劑中進行微細化處理之步驟，藉由微細化處理獲得微細化疏水變性纖維素纖維。於微細化處理步驟中，較佳為對以上述方式獲得之疏水變性纖維素纖維分散於有機溶劑中之狀態者、或使去除有機溶劑者重新分散於溶劑中所獲得者進行微細化處理。例如可參照日本專利特開2013-151661號之微細化步驟之說明而實施。
(分散機)
作為可用於微細化處理之裝置，可列舉公知之分散機作為適宜者。例如可使用具備攪拌葉之攪拌機、離解機、打漿機、低壓均質機、高壓均質機、研磨機、切碎機、球磨機、噴射磨機、輥磨機、短軸混練機、雙軸機混練機、短軸擠出機、雙軸擠出機、超音波攪拌機、家庭用榨汁混合機等。裝置之運轉條件只要參照隨附之操作說明書適當設定即可。
(有機溶劑)
作為進行微細化處理時可使用之有機溶劑，就分散性之觀點而言，較佳為含有選自由N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、四氫呋喃(THF)、琥珀酸與三乙二醇單甲醚之二 酯、二氯甲烷、氯仿、甲苯、乙酸、甲醇、乙醇、苄醇、正丙醇、2-丙醇、乙二醇、丙二醇、第三丁醇、環己酮、乙腈、聚矽氧油、1,3-二氧戊環、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮及甲基乙基酮所組成之群中之1種以上之有機溶劑者，更佳為含有選自由N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、甲醇、乙醇、苄醇、正丙醇、乙酸乙酯及乙二醇所組成之群中之1種以上之有機溶劑者，進而較佳為含有選自由N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、N,N-二甲基乙醯胺、及N-甲基吡咯啶酮所組成之群中之1種以上之有機溶劑者。
又，作為上述以外之有機溶劑，亦可使用具有反應性官能基之有機溶劑。作為具有反應性官能基之有機溶劑，例如可列舉：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、苯基縮水甘油醚丙烯酸酯等丙烯酸酯類；六亞甲基二異氰酸酯胺基甲酸酯預聚物、苯基縮水甘油醚丙烯酸酯甲苯二異氰酸酯胺基甲酸酯預聚物等胺基甲酸酯預聚物類；正丁基縮水甘油醚、2-乙基己基縮水甘油醚、硬脂酸縮水甘油醚、苯環氧乙烷、苯基縮水甘油醚、壬基苯基縮水甘油醚、丁基苯基縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、二乙二醇二縮水甘油醚等縮水甘油醚類；氯苯乙烯、甲氧基苯乙烯、丁氧基苯乙烯、乙烯基苯甲酸等。
由於推測此種有機溶劑與疏水變性纖維素纖維之親和性較高，故而藉由在進行疏水變性纖維素纖維之製備或微細化處理時使用該有機溶劑，纖維素纖維之分散性變得更高，其結果為，推測微細化疏水變性纖維素纖維亦發揮較高之分散性。
關於本發明所使用之有機溶劑，就更良好地發揮本發明之效果之觀點而言，於25℃下之介電常數較佳為75以下，更佳為55以下，進而較佳為45以下，另一方面，較佳為1以上，更佳為2以上，進而較佳為3以上。再者，有機溶劑之介電常數可使用液體用介電常數計Model 871(Nihon rufuto公司製造)，於25℃下進行測定。
作為微細化處理中之有機溶劑之使用量，只要為可維持疏水變性纖維素纖維之分散狀態之程度即可，並無特別限制，例如作為懸濁液等處理對象中之固形物成分含量，較佳為成為0.01質量%以上之量，較佳為成為50質量%以下之量。
如此，可獲得在疏水變性纖維素纖維上鍵結修飾基而成之微細化疏水變性纖維素纖維。微細化疏水變性纖維素纖維可於下述分散體之狀態下使用，或者亦可藉由乾燥處理等自分散體去除有機溶劑，而以乾燥之粉末狀體使用。
藉由本發明之製造方法所製造之微細化疏水變性纖維素纖維係分散性優異者，藉由著眼於鍵結有修飾基之疏水變性纖維素變異之平均纖維長度，進而將該平均纖維長度縮短至特定之範圍，而可達成製造方法之進一步低成本化與步驟之簡化的本發明無法由先前已知之發明想出。
[微細化疏水變性纖維素纖維分散體]
本發明中所謂微細化疏水變性纖維素纖維分散體係指微細化疏水變性纖維素纖維分散於介質中之狀態者。
(微細化疏水變性纖維素纖維)
作為微細化疏水變性纖維素纖維，可列舉上述「微細化疏水變性纖維素纖維之製造方法」中所說明者。
關於分散體中之微細化疏水變性纖維素纖維之含量，就提高應用於材料時之材料之機械特性之觀點而言，較佳為0.01質量%以上，更佳為0.05質量%以上，進而較佳為0.1質量%以上。另一方面，就操作之觀點而言，較佳為5質量%以下，更佳為3質量%以下，進而較佳為2質量%以下。
(介質)
作為介質，較佳為有機性之介質，就分散性之觀點而言，更佳為上述有機溶劑。而且，進而較佳為分散體中之介質與進行微細化處理時使用之有機溶劑為相同者。
關於分散體中之介質之含量，只要可使微細化疏水變性纖維素纖維分散於介質中，則並無特別限定，較佳為95質量%以上，更佳為97質量%以上，進而較佳為98質量%以上。另一方面，較佳為99.99質量%以下，更佳為99.95質量%以下，進而較佳為99.92質量%以下。於介質為2種以上之情形時，此處所謂含量係指各介質之合計量。
於上述分散體中，亦可含有無損本發明之效果之任意成分。分散體中之該等任意成分之含量相對於分散體100質量份，較佳為0.1質量份以上，更佳為0.2質量份以上，進而較佳為0.5質量份以上，且較佳為20質量份以下，更佳為15質量份以下，進而較佳為10質量份以下。於任意成分為2種以上之情形時，任意成分之量為各任意成分之合計量。
[微細化疏水變性纖維素纖維分散體之製造方法]
本發明之微細化疏水變性纖維素纖維分散體之製造方法包括如下步驟：於有機溶劑中，對在含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維上鍵結修飾基而成之平均纖維長度為1μm以上且1,000μm以下的疏水變性纖維 素纖維進行微細化處理。疏水變性纖維素纖維、或有機溶劑、介質、將疏水變性纖維素纖維於有機溶劑中進行微細化處理之步驟如上所述。
於分散體中之介質與進行微細化處理時使用之有機溶劑為相同者之情形時，微細化處理後之分散液成為微細化疏水變性纖維素纖維分散體。或者，亦可視需要變更微細化處理後之分散液之介質。
<樹脂組合物及其製造方法>
本發明之樹脂組合物係藉由將利用上述製造方法所製造之微細化疏水變性纖維素纖維與樹脂進行混合、或藉由將利用上述製造方法所製造之微細化疏水變性纖維素纖維分散體與樹脂進行混合而獲得者，該微細化疏水變性纖維素纖維係藉由上述本發明之製造方法所製造者。可使用該樹脂組合物，藉由公知之成形方法製造成形體。
(樹脂)
可使用之樹脂並無特別限定，例如可使用熱塑性樹脂、硬化性樹脂、纖維素系樹脂、橡膠系樹脂。該熱塑性樹脂、硬化性樹脂、纖維素系樹脂及橡膠系樹脂可僅使用1種作為樹脂，亦可組合2種以上使用。
(熱塑性樹脂)
作為熱塑性樹脂，可列舉：聚乳酸樹脂等飽和聚酯樹脂；聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂等烯烴樹脂；氯乙烯樹脂、偏二氯乙烯樹脂、苯乙烯樹脂、乙烯醚樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚乙烯醇縮醛樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂等乙烯基樹脂；(甲基)丙烯酸系樹脂；乙烯醚樹脂；聚乙烯醇樹脂；聚乙烯醇縮醛樹脂；聚乙酸乙烯酯樹脂；聚醯胺樹脂；聚碳酸酯樹脂；聚碸樹脂；聚胺基甲酸酯樹脂等。該等熱塑性樹脂可單獨使用，亦可以2種以上 之混合樹脂之形式使用。於該等中，就獲得分散性優異之樹脂組合物之方面而言，較佳為烯烴樹脂、聚碳酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、氯乙烯樹脂及聚胺基甲酸酯樹脂。再者，本說明書中，所謂(甲基)丙烯酸系樹脂，意指包含甲基丙烯酸系樹脂及丙烯酸系樹脂之概念。
作為(甲基)丙烯酸系樹脂，以構成該樹脂之全部聚合物之單體單元之合計作為基準，較佳為含有50重量%以上之(甲基)丙烯酸甲酯作為單體單元者，更佳為甲基丙烯酸系樹脂。
甲基丙烯酸系樹脂可藉由使甲基丙烯酸甲酯及能夠與其進行共聚之其他單體共聚而進行製造。聚合方法並無特別限定，例如可列舉：塊狀聚合法、溶液聚合法、懸濁聚合法、鑄塑聚合法(例如槽模鑄塑聚合法)等。
(硬化性樹脂)
作為硬化性樹脂，較佳為光硬化性樹脂及/或熱硬化性樹脂。
光硬化性樹脂係藉由利用紫外線或電子束等活性能量射線照射，使用產生自由基或陽離子之光聚合起始劑而進行聚合反應。
作為上述光聚合起始劑，例如可列舉：苯乙酮類、二苯甲酮類、縮酮類、蒽醌類、9-氧硫
Figure 107146934-A0305-02-0025-5
類、偶氮化合物、過氧化物、2,3-二烷基二酮類化合物類、二硫醚化合物、秋蘭姆化合物類、氟胺化合物等。更具體而言，可列舉日本專利特開2018-024967號公報之段落0113所記載之化合物。
可利用光聚合起始劑，使例如單體(單官能單體、多官能單體)、具有反應性不飽和基之低聚物或樹脂等聚合。
作為單官能單體，例如可列舉：(甲基)丙烯酸酯等(甲基) 丙烯酸系單體、乙烯基吡咯啶酮等乙烯基系單體、(甲基)丙烯酸異
Figure 107146934-A0305-02-0026-6
酯、(甲基)丙烯酸金剛烷基酯等具有交聯環式烴基之(甲基)丙烯酸酯等。多官能單體包含具有2~8個左右之聚合性基之多官能單體，作為二官能單體，例如可列舉：乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等具有交聯環式烴基之二(甲基)丙烯酸酯等。作為三~八官能單體，例如可列舉甘油三(甲基)丙烯酸酯
作為具有反應性不飽和基之低聚物或樹脂，可例示：雙酚A-環氧烷加成體之(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯(雙酚A型環氧(甲基)丙烯酸酯、酚醛清漆型環氧(甲基)丙烯酸酯等)、聚酯(甲基)丙烯酸酯(例如脂肪族聚酯型(甲基)丙烯酸酯、芳香族聚酯型(甲基)丙烯酸酯等)、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯(聚酯型(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、聚醚型(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯等)、聚矽氧(甲基)丙烯酸酯等。該等低聚物或樹脂亦可與上述單體一起使用。
就可獲得凝集物較少、透明性優異之樹脂組合物或成形體之觀點而言，較佳為光硬化性樹脂。
作為熱硬化性樹脂，例如可列舉：環氧樹脂、苯氧基樹脂、酚樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、矽樹脂及聚醯亞胺樹脂等。熱硬化性樹脂可單獨使用1種或組合2種以上使用。該等中，就可獲得分散性優異之分散液之方面而言，較佳為環氧樹脂、苯氧基樹脂、酚樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂，更佳為環氧樹脂、酚樹脂、苯氧基樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂。
於使用上述樹脂成分之情形時，較佳為使用硬化劑。藉由 調配硬化劑，可使由樹脂組合物獲得之成形體牢固地成形，可提高機械強度。再者，硬化劑之調配量只要根據樹脂之種類及/或所使用之硬化劑之種類適當設定即可。
(纖維素系樹脂)
作為纖維素系樹脂，可列舉：乙酸纖維素(cellulose acetate)、乙酸丙酸纖維素等混合醯化纖維素等有機酸酯；硝酸纖維素、磷酸纖維素等無機酸酯；硝酸乙酸纖維素等有機酸無機酸混酸酯；乙醯化羥丙基纖維素等纖維素醚酯等。上述乙酸纖維素包含三乙酸纖維素(乙醯基取代度2.6~3)、二乙酸纖維素(乙醯基取代度2以上且未達2.6)、單乙酸纖維素。纖維素系樹脂可單獨使用，亦可組合2種以上使用。
(橡膠系樹脂)
又，本發明中，可使用橡膠系樹脂作為樹脂。為了提高強度，橡膠系樹脂廣泛使用作為補強材之碳黑或二氧化矽等無機填料調配品，但認為其補強效果亦有限。然而，由於在藉由於分散體中調配橡膠系樹脂所獲得之樹脂組合物中之分散性優異，故而認為可提供機械強度及耐熱性優異之分散液或成形體(橡膠)。
作為橡膠系樹脂，較佳為二烯系橡膠、非二烯系橡膠。
作為二烯系橡膠，可列舉：天然橡膠、聚異戊二烯橡膠、聚丁二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠、丁基橡膠、丁二烯-丙烯腈共聚物橡膠、氯丁二烯橡膠及變性天然橡膠等。作為變性天然橡膠，可列舉：環氧化天然橡膠、氫化天然橡膠等。作為非二烯系橡膠，可列舉：丁基橡膠、乙烯-丙烯橡膠、乙烯-丙烯-二烯橡膠、胺基甲酸酯橡膠、聚矽氧橡膠、氟橡膠、丙烯酸系橡膠、多硫化橡膠、表氯醇橡膠等。該等可單獨使用或 組合2種以上使用。
綜上，作為樹脂組合物中所含有之樹脂，較佳為選自由烯烴樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、苯氧基樹脂、乙烯基樹脂及橡膠系樹脂所組成之群中之1種以上。
本發明之樹脂組合物中之樹脂量根據成形體所需之物性或成形法而定，無法一概而論，就發揮樹脂本來之性能之觀點而言，以調配量進行換算，較佳為10質量%以上，更佳為20質量%以上，更佳為30質量%以上，進而較佳為40質量%以上，另一方面，就發揮微細化疏水變性纖維素纖維之添加效果之觀點而言，較佳為99.9質量%以下，更佳為99質量%以下，更佳為90質量%以下，進而較佳為80質量%以下。
本發明之樹脂組合物中之微細化疏水變性纖維素纖維之量根據樹脂組合物所需之物性或成形法而定，無法一概而論，就發揮微細化疏水變性纖維素纖維之添加效果之觀點而言，以調配量進行換算，相對於樹脂100質量份，較佳為0.1質量份以上，更佳為0.3質量份以上，進而較佳為0.5質量份以上，進而較佳為1質量份以上，另一方面，較佳為100質量份以下，更佳為50質量份以下，進而較佳為30質量份以下，進而較佳為10質量份以下。
(其他成分)
本發明之樹脂組合物除上述成分以外，可於無損本發明之效果之範圍內含有：塑化劑、結晶成核劑、填充劑(無機填充劑、有機填充劑)、水解抑制劑、阻燃劑、抗氧化劑、烴系蠟類或作為陰離子型界面活性劑之潤滑劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、防霧劑、光穩定劑、顏料、防黴劑、抗 菌劑、發泡劑、界面活性劑；澱粉類、海藻酸等多糖類；明膠、動物膠、酪蛋白等天然蛋白質；單甯、沸石、陶瓷、金屬粉末等無機化合物；香料；流動調整劑；調平劑；導電劑；紫外線分散劑；消臭劑等。又，同樣地，亦可於無損本發明之效果之範圍內添加其他高分子材料或其他樹脂組合物。
作為塑化劑，並無特別限定，可列舉：自先前以來作為塑化劑之苯二甲酸酯或琥珀酸酯、己二酸酯之類的多元羧酸酯、甘油等脂肪族多元醇之脂肪酸酯等。具體而言，可例示：日本專利特開2008-174718號公報及日本專利特開2008-115372號公報所記載之塑化劑。
又，於本發明之樹脂組合物含有橡膠系樹脂之情形時，作為上述以外之成分，可於無損本發明之目的之範圍內，視需要以先前之一般量調配橡膠工業界通常使用之碳黑或二氧化矽等補強用填充劑、各種化學品、例如硫化劑、硫化促進劑、抗老化劑、抗焦化劑、鋅白、硬脂酸、加工處理油、植物油脂、塑化劑等輪胎用途、其他普通橡膠用途中調配之各種添加劑。
(樹脂組合物之製造方法)
本發明之樹脂組合物可藉由利用高壓均質機將上述分散體與樹脂進行混合，或者藉由利用高壓均質機將各成分、即微細化疏水變性纖維素纖維、介質及樹脂進行混合而進行製造。或者，亦可藉由將該等各成分利用亨舍爾混合機、自轉公轉式攪拌機等進行攪拌，或使用密閉式捏合機、單軸或雙軸之擠出機、開口滾筒型混練機等公知之混練機進行熔融混練而進行製備。
<成形體>
成形體可藉由適當使用利用樹脂組合物之擠出成形、射出成形、加壓成形、鑄塑成形或溶劑澆鑄法等公知之成形方法而進行製備。本發明之樹脂組合物由於微細化疏水變性纖維素纖維之分散性優異，故而作為成形體之各種樹脂製品之機械強度較先前品提高。因此，可將成形體適宜地用於各種用途。
樹脂組合物或成形體可使用之用途並無特別限定，例如可用於透明樹脂材料、三維造形材料、緩衝材、維護材、接著劑、黏著劑、密封材、隔熱材、吸音材、人工皮革材料、塗料、電子材、包裝材料、輪胎、汽車零件、纖維複合材料。於該等中，就可獲得透明性優異之成形體之觀點而言，尤佳為透明樹脂材料、接著劑、黏著劑、人工皮革材料、塗料、電子材、纖維複合材料用途，就表現強度之觀點而言，較佳為三維造形材料、緩衝材、維護材、密封材、隔熱材、吸音材、輪胎、汽車零件用途。
關於上述實施形態，本發明進而揭示以下之微細化疏水變性纖維素纖維、微細化疏水變性纖維素纖維分散體、樹脂組合物或樹脂成形體之製造方法、平均纖維長度為1μm以上且1,000μm以下之疏水變性纖維素纖維之用途、樹脂組合物及樹脂成形體。
<1>一種微細化疏水變性纖維素纖維之製造方法，其包括如下步驟：於有機溶劑中，對在含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維上鍵結修飾基而成之平均纖維長度為1μm以上且1,000μm以下的疏水變性纖維素纖維進行微細化處理。
<2>如上述<1>所記載之製造方法，其中疏水變性纖 維素纖維較佳為不論順序，藉由進行導入陰離子性基之步驟、導入修飾基之步驟、及短纖維化處理步驟所製造者，更佳為經由(1)對原料之纖維素纖維導入陰離子性基而獲得含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維之步驟、將含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維進行短纖維化處理之步驟、繼而對該纖維素纖維導入修飾基之步驟，(2)對原料之纖維素纖維導入陰離子性基而獲得含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維之步驟、對含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維導入修飾基之步驟、繼而進行短纖維化處理之步驟，(3)將原料之纖維素纖維進行短纖維化處理之步驟、對該纖維素纖維導入陰離子性基而獲得含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維之步驟、繼而對該纖維素纖維導入修飾基之步驟，(4)對原料之纖維素纖維之羥基導入修飾基之步驟、導入陰離子性基之步驟、繼而進行短纖維化處理之步驟，(5)對原料之纖維素纖維之羥基導入修飾基之步驟、進行短纖維化處理之步驟、繼而導入陰離子性基之步驟，以及(6)將原料之纖維素纖維進行短纖維化處理之步驟、對纖維素纖維之羥基導入修飾基之步驟、繼而導入陰離子性基之步驟之任一種所製造者，進而較佳為經由(1)之步驟所製造者。
<3>如上述<1>或<2>所記載之製造方法，其中陰離子變性纖維素纖維中之陰離子性基之含量較佳為0.1mmol/g以上，更佳為0.5mmol/g以上，進而較佳為0.8mmol/g以上，且較佳為3mmol/g以下，更佳為2mmol/g以下，進而較佳為1.8mmol/g以下。
<4>如上述<1>至<3>中任一項所記載之製造方法，其中陰離子變性纖維素纖維中之陰離子性基之含量為0.1mmol/g以上。
<5>如上述<1>至<4>中任一項所記載之製造方法，其中陰 離子變性纖維素纖維中之陰離子性基之含量為0.5mmol/g以上。
<6>如上述<1>至<5>中任一項所記載之製造方法，其中陰離子變性纖維素纖維中之陰離子性基之含量為0.8mmol/g以上。
<7>如上述<1>至<6>中任一項所記載之製造方法，其中陰離子變性纖維素纖維中之陰離子性基之含量為3mmol/g以下。
<8>如上述<1>至<7>中任一項所記載之製造方法，其中陰離子變性纖維素纖維中之陰離子性基之含量為2mmol/g以下。
<9>如上述<1>至<8>中任一項所記載之製造方法，其中陰離子變性纖維素纖維中之陰離子性基之含量為1.8mmol/g以下。
<10>如上述<1>至<9>中任一項所記載之製造方法，其中陰離子變性纖維素纖維中之羥基之含量較佳為0.5mmol/g以上，更佳為1.0mmol/g以上，進而較佳為2.0mmol/g以上，且較佳為20mmol/g以下，更佳為19mmol/g以下，進而較佳為18mmol/g以下。
<11>如上述<1>至<10>中任一項所記載之製造方法，其中陰離子性基較佳為含有選自由羧基、磺酸基及磷酸基所組成之群中之1種以上之基者，更佳為陰離子性基為羧基。
<12>如上述<1>至<11>中任一項所記載之製造方法，其中陰離子性基為羧基。
<13>如上述<1>至<12>中任一項所記載之製造方法，其中對纖維素纖維導入羧基作為陰離子性基之方法較佳為將2,2,6,6-四甲基-1-哌啶-N-氧自由基作為觸媒，使次氯酸鈉等氧化劑及溴化鈉等溴化物進行反應而進行氧化處理之方法。
<14>如上述<1>至<13>中任一項所記載之製造方法，其中疏 水變性纖維素纖維之平均纖維長度較佳為5μm以上，更佳為10μm以上，進而較佳為25μm以上，且較佳為800μm以下，更佳為500μm以下，進而較佳為400μm以下。
<15>如上述<1>至<14>中任一項所記載之製造方法，其中疏水變性纖維素纖維之平均纖維長度為1μm以上且500μm以下。
<16>如上述<1>至<15>中任一項所記載之製造方法，其中疏水變性纖維素纖維之平均纖維長度為5μm以上。
<17>如上述<1>至<16>中任一項所記載之製造方法，其中疏水變性纖維素纖維之平均纖維長度為10μm以上。
<18>如上述<1>至<17>中任一項所記載之製造方法，其中疏水變性纖維素纖維之平均纖維長度為25μm以上。
<19>如上述<1>至<18>中任一項所記載之製造方法，其中疏水變性纖維素纖維之平均纖維長度為800μm以下。
<20>如上述<1>至<19>中任一項所記載之製造方法，其中疏水變性纖維素纖維之平均纖維長度為500μm以下。
<21>如上述<1>至<20>中任一項所記載之製造方法，其中疏水變性纖維素纖維之平均纖維長度為400μm以下。
<22>如上述<1>至<21>中任一項所記載之製造方法，其中成為短纖維化處理之對象之纖維素纖維較佳為(1)經由對原料之纖維素纖維導入陰離子性基之步驟所獲得之陰離子變性纖維素纖維，(2)經由對原料之纖維素纖維導入陰離子性基之步驟、繼而導入修飾基之步驟所獲得之陰離子變性纖維素纖維，以及(3)原料之纖維素纖維，更佳為(1)之陰離子變性纖維素纖維。
<23>如上述<1>至<22>中任一項所記載之製造方法，其中短纖維化處理係藉由將對象之纖維素纖維實施選自由鹼水解處理、酸水解處理、紫外線處理、電子束處理、熱水分解處理、機械處理及酵素處理所組成之群中之1種以上之處理方法而達成。
<24>如上述<1>至<23>中任一項所記載之製造方法，其中疏水變性纖維素纖維較佳為具有修飾基之化合物經由離子鍵及/或共價鍵鍵結於陰離子性基而成者。
<25>如上述<1>至<24>中任一項所記載之製造方法，其中成為修飾基導入對象之纖維素纖維較佳為(1)經由對原料之纖維素纖維導入陰離子性基之步驟、繼而進行短纖維化處理之步驟所獲得之陰離子變性纖維素纖維，(2)經由對原料之纖維素纖維導入陰離子性基之步驟所獲得之陰離子變性纖維素纖維、以及(3)經由將原料之纖維素纖維進行短纖維化處理之步驟、繼而導入陰離子性基之步驟所獲得之陰離子變性纖維素纖維，更佳為(1)之陰離子變性纖維素纖維。
<26>如上述<1>至<25>中任一項所記載之製造方法，其中鍵結樣式較佳為離子鍵結，改質基種較佳為選自由一級胺、二級胺、三級胺、鏻化合物及EOPO胺所組成之群中之1種以上。
<27>如上述<1>至<26>中任一項所記載之製造方法，其中一級胺、二級胺及三級胺之碳數較佳為2以上，更佳為6以上，且碳數較佳為30以下，更佳為24以下，進而較佳為18以下。
<28>如上述<1>至<27>中任一項所記載之製造方法，其中一級胺、二級胺及三級胺較佳為丙基胺、二丙基胺、丁基胺、二丁基胺、己基胺、2-乙基己基胺、二己基胺、三己基胺、辛基胺、二辛基胺、三辛基 胺、十二烷基胺、雙十二烷基胺、二硬脂基胺、油基胺、苯胺、十八烷基胺及二甲基山崳基胺。
<29>如上述<1>至<28>中任一項所記載之製造方法，其中EOPO胺較佳為上述式(i)所表示之化合物，EOPO胺中之EO/PO共聚部位之分子量較佳為500以上，更佳為1,000以上，進而較佳為1,500以上，且較佳為10,000以下，更佳為7,000以下，進而較佳為5,000以下，進而較佳為4,000以下，進而較佳為3,500以下，進而較佳為2,500以下。
<30>如上述<1>至<29>中任一項所記載之製造方法，其中微細化疏水變性纖維素纖維之平均纖維直徑較佳為0.1nm以上，更佳為0.5nm以上，進而較佳為1nm以上，進而較佳為2nm以上，且較佳為200nm以下，更佳為100nm以下，進而較佳為50nm以下，進而較佳為20nm以下。
<31>如上述<1>至<30>中任一項所記載之製造方法，其中微細化疏水變性纖維素纖維之平均纖維長度較佳為50nm以上，更佳為80nm以上，進而較佳為100nm以上，較佳為1,000nm以下，更佳為500nm以下，進而較佳為300nm以下。
<32>如上述<1>至<31>中任一項所記載之製造方法，其中製備微細化疏水變性纖維素纖維之步驟係較佳為使用分散機將具有特定之平均纖維長度之疏水變性纖維素纖維於有機溶劑中進行微細化處理之步驟。
<33>如上述<1>至<32>中任一項所記載之製造方法，其中較佳之分散機為離解機、打漿機、低壓均質機、高壓均質機、研磨機、切碎機、球磨機、噴射磨機、短軸擠出機、雙軸擠出機、超音波攪拌機及家庭用榨汁混合機。
<34>如上述<1>至<33>中任一項所記載之製造方法，其中有機溶劑較佳為含有選自由甲醇、乙醇、苄醇、N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、正丙醇、乙二醇所組成之群中之1種以上之有機溶劑者。
<35>一種微細化疏水變性纖維素纖維分散體之製造方法，其包括如下步驟：於有機溶劑中，對在含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維上鍵結修飾基而成之平均纖維長度為1μm以上且1,000μm以下的疏水變性纖維素纖維進行微細化處理。
<36>一種疏水變性纖維素纖維之用途，其係將於含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維上鍵結修飾基而成之平均纖維長度為1μm以上且1,000μm以下的疏水變性纖維素纖維用於微細化疏水變性纖維素纖維之製造方法。
<37>如上述<35>所記載之製造方法或如上述<36>所記載之用途，其中疏水變性纖維素纖維之平均纖維長度較佳為5μm以上，更佳為10μm以上，進而較佳為25μm以上，且較佳為800μm以下，更佳為500μm以下，進而較佳為400μm以下。
<38>如上述<35>所記載之製造方法或如上述<36>所記載之用途，其中疏水變性纖維素纖維之平均纖維直徑較佳為5μm以上，更佳為7μm以上，且較佳為500μm以下，更佳為300μm以下。
<39>如上述<1>至<34>中任一項所記載之製造方法，其中具有修飾基之化合物為選自由下述通式(1)~(3)所表示之胺所組成之群中之1種以上之胺。
NH2-R1 (1)
NH-R2R2' (2)
N-R3R3'R3" (3)
[通式(1)中之R1為碳數6以上且30以下之直鏈或支鏈之飽和或不飽和烴基，通式(2)中之R2及R2'可分別相同或不同，且為R2及R2'之總碳數為8以上且40以下之直鏈或支鏈之飽和或不飽和烴基，通式(3)中之R3、R3'及R3"可分別相同或不同，且為R3、R3'及R3"之總碳數為9以上且50以下之直鏈或支鏈之飽和或不飽和烴基]
<40>如上述<1>至<34>及<39>中任一項所記載之製造方法，其中具有修飾基之化合物為選自由一級胺、二級胺及三級胺所組成之群中之1種以上之胺。
<41>如上述<1>至<34>、<39>及<40>中任一項所記載之製造方法，其中疏水變性纖維素纖維中之修飾基之總質量相對於纖維素纖維量100質量份為1質量份以上且200質量份以下。
<42>如上述<1>至<34>及<39>至<41>中任一項所記載之製造方法，其中有機溶劑為含有選自由N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、四氫呋喃(THF)、琥珀酸與三乙二醇單甲醚之二酯、二氯甲烷、氯仿、甲苯、乙酸、甲醇、乙醇、苄醇、正丙醇、2-丙醇、乙二醇、丙二醇、第三丁醇、環己酮、乙腈、聚矽氧油、1,3-二氧戊環、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮及甲基乙基酮所組成之群中之1種以上之有機溶劑者。
<43>如上述<1>至<34>及<39>至<42>中任一項所記載之製造方法，其中有機溶劑為含有選自由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸正 己酯、甲基丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、苯基縮水甘油醚丙烯酸酯等丙烯酸酯類；六亞甲基二異氰酸酯胺基甲酸酯預聚物、苯基縮水甘油醚丙烯酸酯甲苯二異氰酸酯胺基甲酸酯預聚物等胺基甲酸酯預聚物類；正丁基縮水甘油醚、2-乙基己基縮水甘油醚、硬脂酸縮水甘油醚、苯環氧乙烷、苯基縮水甘油醚、壬基苯基縮水甘油醚、丁基苯基縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、二乙二醇二縮水甘油醚等縮水甘油醚類；氯苯乙烯、甲氧基苯乙烯、丁氧基苯乙烯以及乙烯基苯甲酸所組成之群中之1種以上之有機溶劑者。
<44>如上述<1>至<34>及<39>至<43>中任一項所記載之製造方法，其中有機溶劑於25℃下之介電常數較佳為75以下，更佳為55以下，進而較佳為45以下，另一方面，較佳為1以上，更佳為2以上，進而較佳為3以上。
<45>一種樹脂組合物之製造方法，其包括如下步驟：將藉由如上述<1>至<34>及<39>至<44>中任一項所記載之製造方法所製造之微細化疏水變性纖維素纖維、或藉由如上述<35>所記載之製造方法所製造之微細化疏水變性纖維素纖維分散體與樹脂進行混合。
<46>如上述<45>所記載之樹脂組合物之製造方法，其中樹脂為選自由烯烴樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、苯氧基樹脂、乙烯基樹脂及橡膠系樹脂所組成之群中之1種以上。
<47>一種樹脂成形體之製造方法，其係使藉由如上述<45>或<46>所記載之樹脂組合物之製造方法所製造之樹脂組合物成形。
<48>一種樹脂組合物，其係將藉由如上述<1>至<34>及<39 >至<44>中任一項所記載之製造方法所製造之微細化疏水變性纖維素纖維、或藉由如上述<35>所記載之製造方法所製造之微細化疏水變性纖維素纖維分散體與樹脂進行混合而獲得。
<49>如上述<48>所記載之樹脂組合物，其中樹脂為選自由烯烴樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、苯氧基樹脂、乙烯基樹脂及橡膠系樹脂所組成之群中之1種以上。
<50>一種樹脂成形體，其係使如上述<48>或<49>所記載之樹脂組合物成形而成。
<51>如上述<48>或<49>所記載之樹脂組合物，其中樹脂組合物中之樹脂之量以調配量進行換算，較佳為10質量%以上，更佳為20質量%以上，更佳為30質量%以上，進而較佳為40質量%以上，另一方面，較佳為99.9質量%以下，更佳為99質量%以下，更佳為90質量%以下，進而較佳為80質量%以下。
<52>如上述<48>、<49>及<51>中任一項所記載之樹脂組合物，其中樹脂組合物中之微細化疏水變性纖維素纖維之量以調配量進行換算，相對於樹脂100質量份，較佳為0.1質量份以上，更佳為0.3質量份以上，進而較佳為0.5質量份以上，進而較佳為1質量份以上，另一方面，較佳為100質量份以下，更佳為50質量份以下，進而較佳為30質量份以下，進而較佳為10質量份以下。
實施例
以下，揭示實施例對本發明進行具體說明。再者，該實施例僅為本發明之例示，並非意味著任何限定。例中之份若無特別記載，則 為質量份。再者，所謂「常壓」表示101.3kPa，所謂「室溫」表示25℃。
[纖維素纖維、含有陰離子性基之纖維素纖維、短纖維化纖維素纖維及疏水變性纖維素纖維之平均纖維直徑及平均纖維長度]
於測定對象之纖維素纖維中添加離子交換水，製備其含量為0.01質量%之分散液。對於該分散液，使用濕式分散型圖像解析粒度分佈計(JASCO International公司製造，商品名：IF-3200)，於前透鏡：2倍、遠心透鏡：1倍、圖像分辨率：0.835μm/像素、注射器內徑：6515μm、間隔件厚度：500μm、圖像識別模式：重像、閾值：8、分析樣品量：1mL、取樣：15%之條件下進行測定。測定100根以上之纖維素纖維，算出其等之平均ISO纖維直徑作為平均纖維直徑，算出平均ISO纖維長度作為平均纖維長度。
[微細化疏水變性纖維素纖維之平均纖維直徑及平均纖維長度]
於微細化疏水變性纖維素纖維中添加離子交換水或甲醇/水=2/1之混合溶劑，製備其含量為0.0001質量%之分散液。將該分散液滴加至雲母(mica)上加以乾燥，將所獲得者作為觀察試樣，使用原子力顯微鏡(AFM，Nanoscope III Tapping mode AFM，Digital instrument公司製造，探針使用Nanosensors公司製造之Point Probe(NCH))，測定該觀察試樣中之纖維素纖維之纖維高度。此時，於可確認到該纖維素纖維之顯微鏡圖像中，抽取100根以上之纖維素纖維，由其等之纖維高度算出平均纖維直徑。由纖維方向之距離算出平均纖維長度。
[含有陰離子性基之纖維素纖維、短纖維化纖維素纖維、疏 水變性纖維素纖維之陰離子性基含量]
取乾燥質量0.5g之測定對象之纖維素纖維置於100mL燒杯中，添加離子交換水或甲醇/水=2/1之混合溶劑，整體設為55mL，於其中添加0.01M氯化鈉水溶液5mL，而製備分散液。攪拌該分散液直至纖維素纖維充分地分散。於該分散液中添加0.1M鹽酸而將pH值調整為2.5~3，使用自動滴定裝置(東亞DKK公司製造，商品名：AUT-710)，將0.05M氫氧化鈉水溶液於等待時間60秒之條件下滴加至該分散液中，測定每1分鐘之導電度及pH值。持續測定至pH值成為11左右，獲得導電度曲線。由該導電度曲線求出氫氧化鈉滴定量，根據下式，算出測定對象之纖維素纖維之陰離子性基含量。
陰離子性基含量(mmol/g)=氫氧化鈉滴定量×氫氧化鈉水溶液濃度(0.05M)/測定對象之纖維素纖維之質量(0.5g)
[含有陰離子性基之纖維素纖維之羥基之含量]
含有陰離子性基之纖維素纖維之羥基之含量係藉由以下方法進行測定。即，將陰離子變性處理前之纖維素纖維於100℃下減壓乾燥1小時，測定其質量(未處理質量W0)。其次，將經陰離子變性處理後之纖維素纖維於100℃下減壓乾燥1小時，測定其質量(處理後質量W1)。由所獲得之未處理質量W0及處理後質量W1，根據下述式，算出含有陰離子性基之纖維素纖維之羥基之量。
含有陰離子性基之纖維素纖維之羥基(mmol/g)=1000×((W1-W0)/(導入之陰離子性基之分子量-1.008))/W0
[分散體或分散液中之固形物成分含量]
使用鹵素水分計(島津製作所公司製造，商品名：MOC-120H)進行。 針對樣品1g，於150℃恆溫下每30秒進行測定，將質量減少成為0.1%以下之值設為固形物成分含量。
[疏水變性纖維素纖維之修飾基之平均鍵結量及導入率(離子鍵)]
藉由如下IR測定方法求出修飾基之鍵結量，根據下述式算出其平均鍵結量及導入率。具體而言，IR測定係使用紅外吸收分光裝置(IR)(Thermo Fisher Scientific公司製造，商品名：Nicolet 6700)，藉由ATR(Attenuated Total Reflectance，減弱全反射)法對經乾燥之疏水變性纖維素纖維進行測定，根據下式，算出修飾基之平均鍵結量及導入率。以下表示陰離子性基為羧基之情形。以下之「1720cm-1之波峰強度」係源自羰基之波峰強度。再者，於羧基以外之陰離子性基之情形時，只要適當變更波峰強度之值，算出修飾基之平均鍵結量及導入率即可。
修飾基之平均鍵結量(mmol/g)=[修飾基導入前之纖維素纖維之羧基含量(mmol/g)]×[(修飾基導入前之纖維素纖維之1720cm-1之波峰強度-疏水變性纖維素纖維之1720cm-1之波峰強度)÷修飾基導入前之纖維素纖維之1720cm-1之波峰強度]
1720cm-1之波峰強度：源自羧酸之羰基之波峰強度
修飾基之導入率(%)={修飾基之平均鍵結量(mmol/g)/修飾基導入前之纖維素纖維中之羧基含量(mmol/g)}×100
[疏水變性纖維素纖維之修飾基之平均鍵結量及導入率(醯胺鍵結)]
根據下述式算出修飾基之平均鍵結量。以下表示陰離子性基為羧基之情形。再者，於羧基以外之陰離子性基之情形時，只要將羧基替換為該 陰離子性基，算出修飾基之平均鍵結量及導入率即可。
修飾基之平均鍵結量(mmol/g)=修飾基導入前之纖維素纖維中之羧基含量(mmol/g)-修飾基導入後之纖維素纖維中之羧基含量(mmol/g)
修飾基之導入率(%)={修飾基之平均鍵結量(mmol/g)/修飾基導入前之纖維素纖維中之羧基含量(mmol/g)}×100
[疏水變性纖維素纖維中之相對於纖維素原料100質量份的修飾基之總質量份]
修飾基之質量係由上述「疏水變性纖維素纖維之修飾基之平均鍵結量」與具有修飾基之化合物之分子量算出，纖維素原料之質量係以下述「纖維素纖維(換算量)」之形式藉由如下方式算出。
[疏水變性纖維素纖維中之纖維素纖維(換算量)]
疏水變性纖維素纖維中之纖維素纖維(換算量)係藉由以下方法進行測定。
(1)所添加之具有修飾基之化合物為1種之情形
根據下述式A算出纖維素纖維量(換算量)。
<式A>纖維素纖維量(換算量)(g)=疏水變性纖維素纖維之質量(g)/[1+具有修飾基之化合物之分子量(g/mol)×修飾基之鍵結量(mmol/g)×0.001]
(2)所添加之具有修飾基之化合物為2種以上之情形
考慮各具有修飾基之化合物之莫耳比率(即，將所添加之具有修飾基之化合物之合計莫耳量設為1時之莫耳比率)，算出纖維素纖維量(換算量)。
再者，於纖維素纖維與具有修飾基之化合物之鍵結樣式為 離子鍵結之情形時，於上述式A中，所謂「具有修飾基之化合物之分子量」係指於具有修飾基之化合物為一級胺、二級胺或三級胺之情形時「包含共聚部在內之具有修飾基之化合物整體之分子量」。
另一方面，於纖維素纖維與具有修飾基之化合物之鍵結樣式為醯胺鍵結之情形時，於上述式A中，所謂「具有修飾基之化合物之分子量」係指於具有修飾基之化合物為一級胺或二級胺之情形時「(包含共聚部在內之具有修飾基之化合物整體之分子量)-18」。
[含有陰離子性基之纖維素纖維之製備]
製備例1(針葉樹之氧化紙漿)
使用針葉樹之漂白牛皮紙漿(Fletcher Challenge Canada公司製造，商品名「Machenzie」，CSF 650ml)作為天然纖維素纖維。作為TEMPO，使用市售品(ALDRICH公司製造，Free radical，98質量%)。作為次氯酸鈉，使用市售品(和光純藥工業公司製造)。作為溴化鈉，使用市售品(和光純藥工業公司製造)。
首先，將針葉樹之漂白牛皮紙漿纖維100g於9900g之離子交換水中充分地攪拌後，相對於該紙漿質量100g，依序添加TEMPO 1.6g、溴化鈉10g、次氯酸鈉28.4g。於自動滴定裝置(東亞DKK公司製造，商品名：AUT-701)中使用pH值恆穩器(pH-stat)滴定，於充分攪拌下，滴加0.5M氫氧化鈉而將pH值保持為10.5。於進行120分鐘(20℃)反應後，停止氫氧化鈉之滴加，獲得氧化纖維素纖維。將所獲得之氧化纖維素纖維利用離子交換水充分地洗淨直至於利用緊湊型導電率儀(堀場製作所製造，LAQUAtwin EC-33B)進行之濾液導電度測定中成為200μs/cm以下，繼而進行脫水處理，獲得固形物成分34.6%之氧化纖維素纖維。該氧 化纖維素纖維之平均纖維直徑為40μm，平均纖維長度為2022μm，羧基含量為1.56mmol/g。
製備例2(闊葉樹之氧化紙漿)
變更為源自按樹之闊葉樹漂白牛皮紙漿(CENIBRA公司製造)，除此以外，藉由與製備例1相同之方法製造氧化纖維素纖維。該氧化纖維素纖維之固形物成分為25.7%，平均纖維直徑為39μm，平均纖維長度為1285μm，羧基含量為1.00mmol/g。
[短纖維化纖維素纖維之製備]
製備例3(利用鹼水解之短纖維化處理)
將製備例1中所獲得之脫水處理後之氧化纖維素纖維144.5g利用1000g之離子交換水進行稀釋，於其中添加35%過氧化氫水1.4g(相對於原料纖維素纖維之絕對乾燥質量100質量份為過氧化氫1質量份)，利用1M氫氧化鈉調整為pH值12。繼而，於80℃下進行2小時鹼水解處理(氧化纖維素纖維之固形物成分含量4.3質量%)。將所獲得之氧化纖維素纖維充分地洗淨，獲得固形物成分28.6%之短纖維化纖維素纖維。該短纖維化纖維素纖維之平均纖維直徑為39μm，平均纖維長度為387μm，羧基含量為1.29mmol/g。
製備例4(利用酸水解進行之短纖維化處理)
將製備例1中所獲得之脫水處理後之氧化纖維素纖維92.54g利用1000g之離子交換水進行稀釋，添加濃鹽酸346g(相對於原料纖維素纖維之絕對乾燥質量100質量份為389質量份)，製備成氧化纖維素纖維之固形 物成分含量2.34質量%、鹽酸濃度2.5M之分散液(pH值1以下)，於105℃下回流10分鐘而進行酸水解處理。將所獲得之氧化纖維素纖維充分地洗淨，獲得固形物成分47.9%之短纖維化纖維素纖維。該短纖維化纖維素纖維之平均纖維直徑為24μm，平均纖維長度為53μm，羧基含量為1.00mmol/g。
[改質基種]
己基胺、2-乙基己基胺、十二烷基胺、油基胺、二己基胺及三己基胺：均為市售之試劑
EOPO胺：藉由下述所示之製造例1所獲得之胺
製造例1(EOPO胺之製造)
將丙二醇三級丁醚132g(1莫耳)加入至1L之高壓釜中，加熱至75℃，添加薄片狀之氫氧化鉀1.2g，攪拌至溶解。繼而，使環氧乙烷(EO)1541g與環氧丙烷(PO)35g於110℃下、於0.34MPa下進行反應後，投入矽酸鎂(Dallas group公司製造，商品名：Magnesol 30/40)7.14g，於95℃下進行中和，對所獲得之產物添加二第三丁基對甲酚0.16g並加以混合後，進行過濾，而獲得作為EO/PO共聚物之聚醚。
另一方面，於填充有氧化鎳/氧化銅/氧化鉻(莫耳比：75/23/2)(和光純藥工業公司)之觸媒的1.250mL之管狀反應容器中，分別供給上述所獲得之聚醚(8.4mL/min)、氨(12.6mL/min)及氫(0.8mL/min)。將容器之溫度維持為190℃，將壓力維持為14MPa。然後，將自容器之粗流出液於70℃及3.5mmHg下以30分鐘餾去。將所獲得之胺基化聚醚200g及15%鹽酸水溶液93.6g加入至燒瓶中，將反應混合物於100 ℃下加熱3.75小時，利用酸使三級丁醚裂解。然後，利用15%之氫氧化鉀水溶液144g對產物進行中和。其次，將經中和之產物於112℃下進行一小時減壓餾去，進行過濾，獲得具有式(i)所表示之EO/PO共聚部之單胺。再者，所獲得之單胺係EO/PO共聚部與胺直接鍵結，式(i)中之R1為氫原子。
Figure 107146934-A0305-02-0047-2
再者，胺共聚部之分子量係將1541[EO分子量(44)×EO加成莫耳數(35)]+464[PO分子量(58)×PO加成莫耳數(8.0)]+58[起始原料中之PO部分分子量(丙二醇)]=2063
進行四捨五入而算出為2000。
實施例1
[疏水變性纖維素纖維之製備]
於具備磁力攪拌器、攪拌子之燒杯中，以絕對乾燥質量計加入0.15g之製備例3中所獲得之短纖維化纖維素纖維。繼而，以相當於相對於短纖維化纖維素纖維之羧基1mol為胺基0.3mol之量加入製造例1中製備之EOPO胺，利用甲基乙基酮(MEK)30g使之溶解。使反應液於室溫(25℃)下進行1小時反應，藉此獲得於短纖維化纖維素纖維上鍵結有胺基之疏水變性纖維素纖維之MEK懸濁液(固形物成分含量0.5質量%)。該疏水變性纖維素纖維之平均纖維直徑為39μm，平均纖維長度為387μm。
[微細化處理]
其次，進行所獲得之懸濁液之微細化處理。即，利用均質機(Primix公司製造，商品名：T.K.Robomix)將所獲得之懸濁液以5000rpm攪拌5分鐘後，利用高壓均質機(吉田機械公司製造，商品名：NanoVater L-ES)於100MPa下進行10行程處理。藉由該處理，獲得微細化疏水變性纖維素纖維分散於MEK中而成之分散體(固形物成分含量0.5質量%)。
實施例2
使用製備例4中所獲得者作為短纖維化纖維素纖維，除此以外，進行與實施例1相同之處理，藉此獲得疏水變性纖維素纖維之懸濁液及微細化疏水變性纖維素纖維分散於MEK中而成之分散體(固形物成分含量0.5質量%)。
實施例3~4
使用N,N-二甲基甲醯胺(DMF)或異丙醇(IPA)代替MEK，除此以外，藉由與實施例1相同之方法，獲得疏水變性纖維素纖維之懸濁液及微細化疏水變性纖維素纖維分散於DMF中而成之分散體(實施例3)、以及疏水變性纖維素纖維之懸濁液及微細化疏水變性纖維素纖維分散於IPA中而成之分散體(實施例4)(分散體之固形物成分含量分別為0.5質量%)。
實施例5~6
將用於溶解之MEK之量變更為150g或15g，除此以外，藉由與實施例1相同之方法，獲得疏水變性纖維素纖維之懸濁液及微細化疏水變性纖維素纖維分散於MEK中而成之分散體(實施例5、固形物成分含量0.1質量 %)以及微細化疏水變性纖維素纖維分散於MEK中而成之分散體(實施例6、固形物成分含量1.0質量%)。
實施例7~12
使用表1~2所示之各化合物代替EOPO胺作為改質基種，除此以外，藉由與實施例1相同之方法，獲得疏水變性纖維素纖維之懸濁液及微細化疏水變性纖維素纖維分散於MEK中而成之分散體(固形物成分含量0.5質量%)。再者，改質基種之添加量係相當於相對於短纖維化纖維素纖維之羧基1mol為胺基1mol之量。
實施例13
使用DMF代替MEK，除此以外，藉由與實施例12相同之方法，獲得疏水變性纖維素纖維之懸濁液及微細化疏水變性纖維素纖維分散於DMF中而成之分散體(分散體之固形物成分含量為0.5質量%)。該微細化疏水變性纖維素纖維之平均纖維直徑為2.7nm，平均纖維長度為231nm。
實施例14
使用乙酸乙酯代替MEK，除此以外，藉由與實施例2相同之方法，獲得疏水變性纖維素纖維之懸濁液及微細化疏水變性纖維素纖維分散於乙酸乙酯中而成之分散體(分散體之固形物成分含量為0.5質量%)。
比較例1~2
使用製備例1或製備例2中所獲得之氧化纖維素纖維代替製備例3中所獲得之短纖維化纖維素纖維，除此以外，藉由與實施例1相同之方法，獲 得疏水變性纖維素纖維之MEK懸濁液(固形物成分含量0.5質量%)。
依照下述試驗例1、2之方法，對所獲得之微細化疏水變性纖維素纖維或比較例之疏水變性纖維素纖維之特性進行評價。將結果示於表1~2。
試驗例1(分散穩定性試驗)
將所獲得之纖維素纖維之分散體於室溫下靜置1天，目視確認透明性或沈澱物之有無，基於以下之評價基準進行評價。
評價S：透明性較高，且亦無沈澱物
評價A：雖然略微白濁，但未產生沈澱物
評價B：確認到一部分沈澱物
評價C：完全分離，全量沈澱
分散穩定性以S>A>B>C之序列進行評價，分散穩定性S表示具有尤其優異之奈米分散性，分散穩定性A表示具有優異之分散穩定性，分散穩定性B表示具有不妨礙實際使用之程度之分散穩定性。
試驗例2(奈米分散性評價試驗)
將所獲得之纖維素纖維之分散體轉移至玻璃容器，於介隔偏光板之觀察中，確認奈米分散液特有之雙折射性之有無，基於以下之評價基準進行評價。
有：可確認到雙折射性。
無：無法確認到雙折射性。
可確認到雙折射性意指纖維素纖維保持奈米級尺寸，於不發生凝集之情況下形成自組織化結構。
Figure 107146934-A0305-02-0051-3
Figure 107146934-A0305-02-0052-4
由表1及表2可知，根據本發明，藉由選擇平均纖維長度為1000μm以下者作為微細化處理對象之纖維素纖維，可不依存於改質基種或溶劑之種類，而製備出分散性優異之微細化疏水變性纖維素纖維。
另一方面，如比較例1及比較例2所示，由於選擇平均纖維長度超過1000μm者作為微細化處理對象之纖維素纖維，故而所製備之疏水變性纖維素纖維之分散穩定性或奈米分散性較低。
[產業上之可利用性]
藉由本發明之製造方法所獲得之微細化疏水變性纖維素纖維係對於有機溶劑具有較高之分散性者，因此可將含有該微細化疏水變性纖維素纖維之分散體適宜地用於日用雜貨品、家電零件、家電零件用包裝材料、汽車零件等各種工業用途，更具體而言為透明樹脂材料、三維造形材料、緩衝材、維護材、接著劑、密封材、隔熱材、吸音材、人工皮革材料、塗料、電子材、包裝材料、輪胎、汽車零件、纖維複合材料等各種樹脂製品。

Claims (16)

  1. 一種微細化疏水變性纖維素纖維之製造方法，其依序包括如下步驟：藉由導入陰離子性基之步驟、短纖維化處理步驟、繼而導入修飾基之步驟而製造在含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維上鍵結修飾基而成之疏水變性纖維素纖維之步驟；以及於有機溶劑中，對該疏水變性纖維素纖維進行微細化處理之步驟，其中該疏水變性纖維素纖維之平均纖維長度為10μm以上且1,000μm以下，並且該短纖維化處理為選自由於60℃以上進行之鹼水解、於80℃以上進行之酸水解及熱水分解處理所組成之群中之1種以上之處理。
  2. 如請求項1之製造方法，其中陰離子性基包含選自由羧基、磺酸基及磷酸基所組成之群中之1種以上之基。
  3. 如請求項1或2之製造方法，其中陰離子性基為羧基。
  4. 如請求項1或2之製造方法，其中疏水變性纖維素纖維係具有修飾基之化合物經由離子鍵及/或共價鍵鍵結於陰離子性基而成者。
  5. 如請求項4之製造方法，其中具有修飾基之化合物為選自由下述通式 (1)~(3)所表示之胺所組成之群中之1種以上之胺，NH2-R1 (1) NH-R2R2' (2) N-R3R3'R3" (3)[通式(1)中之R1為碳數6以上且30以下之直鏈或支鏈之飽和或不飽和烴基，通式(2)中之R2及R2'可分別相同或不同，且為R2及R2'之總碳數為8以上且40以下之直鏈或支鏈之飽和或不飽和烴基，通式(3)中之R3、R3'及R3"可分別相同或不同，且為R3、R3'及R3"之總碳數為9以上且50以下之直鏈或支鏈之飽和或不飽和烴基]。
  6. 如請求項4之製造方法，其中具有修飾基之化合物為選自由一級胺、二級胺及三級胺所組成之群中之1種以上之胺。
  7. 如請求項1或2之製造方法，其中疏水變性纖維素纖維中之修飾基之總質量相對於纖維素纖維量100質量份為1質量份以上且200質量份以下。
  8. 如請求項1或2之製造方法，其中有機溶劑為含有選自由N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、四氫呋喃(THF)、琥珀酸與三乙二醇單甲醚之二酯、二氯甲烷、氯仿、甲苯、乙酸、甲醇、乙醇、苄醇、正丙醇、2-丙醇、乙二醇、丙二醇、第三丁醇、環己酮、乙腈、聚矽氧油、1,3-二氧戊環、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮及甲基乙基酮所組成之群中之1種以上之有機溶劑者。
  9. 一種微細化疏水變性纖維素纖維分散體之製造方法，其依序包括如下步驟：藉由導入陰離子性基之步驟、短纖維化處理步驟、繼而導入修飾基之步驟而製造在含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維上鍵結修飾基而成之疏水變性纖維素纖維之步驟；以及於有機溶劑中，對該疏水變性纖維素纖維進行微細化處理之步驟，其中該疏水變性纖維素纖維之平均纖維長度為10μm以上且1,000μm以下，並且該短纖維化處理為選自由於60℃以上進行之鹼水解、於80℃以上進行之酸水解及熱水分解處理所組成之群中之1種以上之處理。
  10. 一種疏水變性纖維素纖維之用途，其係將於含有陰離子性基之陰離子變性纖維素纖維上鍵結修飾基而成之疏水變性纖維素纖維用於微細化疏水變性纖維素纖維之製造方法，其中該疏水變性纖維素纖維藉由導入陰離子性基之步驟、短纖維化處理步驟、繼而導入修飾基之步驟而製造，該疏水變性纖維素纖維之平均纖維長度為10μm以上且1,000μm以下，並且該短纖維化處理為選自由於60℃以上進行之鹼水解、於80℃以上進行之酸水解及熱水分解處理所組成之群中之1種以上之處理。
  11. 一種樹脂組合物之製造方法，其包括如下步驟：將藉由如請求項1至 8中任一項之製造方法所製造之微細化疏水變性纖維素纖維、或藉由如請求項9之製造方法所製造之微細化疏水變性纖維素纖維分散體與樹脂進行混合。
  12. 如請求項11之樹脂組合物之製造方法，其中樹脂為選自由烯烴樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、苯氧基樹脂、氯乙烯樹脂、偏二氯乙烯樹脂、苯乙烯樹脂、乙烯醚樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚乙烯醇縮醛樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂及橡膠系樹脂所組成之群中之1種以上。
  13. 一種樹脂成形體之製造方法，其係使藉由如請求項11或12之樹脂組合物之製造方法所製造之樹脂組合物成形。
  14. 一種樹脂組合物，其係將藉由如請求項1至8中任一項之製造方法所製造之微細化疏水變性纖維素纖維、或藉由如請求項9之製造方法所製造之微細化疏水變性纖維素纖維分散體與樹脂進行混合而獲得。
  15. 如請求項14之樹脂組合物，其中樹脂為選自由烯烴樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、苯氧基樹脂、氯乙烯樹脂、偏二氯乙烯樹脂、苯乙烯樹脂、乙烯醚樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚乙烯醇縮醛樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂及橡膠系樹脂所組成之群中之1種以上。
  16. 一種樹脂成形體，其係使如請求項14或15之樹脂組合物成形而成。
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