JP6504094B2 - Fine fibrous cellulose content - Google Patents
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Description
本発明は、微粒子の分散性に優れた微細繊維状セルロース含有物に関する。 The present invention relates to a fine fibrous cellulose-containing material excellent in fine particle dispersibility.
近年、石油資源の代替及び環境意識の高まりから、再生産可能な天然繊維を利用した材料が着目されている。天然繊維の中でも、繊維径が10〜50μmの繊維状セルロース、特に木材由来の繊維状セルロース(パルプ)は、主に紙製品としてこれまで幅広く使用されてきた。また、繊維状セルロースとしては、繊維径が1μm以下の微細繊維状セルロースも知られている。 BACKGROUND ART In recent years, materials using renewable natural fibers have attracted attention due to substitution of petroleum resources and heightened environmental awareness. Among natural fibers, fibrous cellulose with a fiber diameter of 10 to 50 μm, particularly fibrous cellulose (pulp) derived from wood, has been widely used mainly as a paper product. In addition, as fibrous cellulose, fine fibrous cellulose having a fiber diameter of 1 μm or less is also known.
繊維状セルロースの水性懸濁液又は分散液は、通常、繊維状セルロースに対して数倍〜数百倍の溶媒を含む。このような水性懸濁液又は分散液をそのままの状態で扱うことは、保存スペースの増大、保存及び輸送コストの増大という問題がある。そのため、セルロース濃縮物を調製することが試みられている。 The aqueous suspension or dispersion of fibrous cellulose usually contains several times to several hundreds times as much solvent as fibrous cellulose. Treating such an aqueous suspension or dispersion as it is has the problems of increased storage space and increased storage and transportation costs. Therefore, it has been attempted to prepare cellulose concentrates.
例えば、特許文献1には、ナノフィブリルセルロースの水性ゲルを、水と混和する有機溶媒を用いて水性ゲルから水を除去することによって処理する方法が記載されている。この方法は、水性ゲルが分離相として維持し、分離相内にナノフィブリルセルロースを含む物理エンティティを形成するように水性ゲルを有機溶媒に制御された方法で導入し、水を有機溶媒に交換し、物理エンティティを有機溶媒から分離する方法である。特許文献2には、未離解バクテリアセルロースを10重量%以上75重量%未満の範囲で含有することを特徴とするバクテリアセルロース濃縮物が記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a method of treating an aqueous gel of nanofibrillar cellulose by removing water from the aqueous gel using an organic solvent miscible with water. In this method, the aqueous gel is introduced in a controlled manner into an organic solvent so as to maintain the aqueous gel as a separate phase and to form a physical entity comprising nanofibrillar cellulose in the separate phase, exchanging water with the organic solvent , A method of separating physical entities from organic solvents. Patent Document 2 describes a bacterial cellulose concentrate characterized by containing undegraded bacterial cellulose in a range of 10% by weight or more and less than 75% by weight.
特許文献3には、 セルロース繊維、多価金属及び揮発性塩基を含有し、セルロース繊維が平均繊維径が200nm以下で、セルロースのカルボキシル基含有量が0.1〜2mmol/gであるセルロース繊維懸濁液が記載されている。特許文献4には、アニオン変性セルロースナノファイバーの水性懸濁液のpHを9〜11に調整した後に、脱水・乾燥させることを特徴とするアニオン変性セルロースナノファイバーの乾燥固形物の製造方法が記載されている。 Patent Document 3 discloses a cellulose fiber suspension comprising a cellulose fiber, a polyvalent metal and a volatile base, wherein the cellulose fiber has an average fiber diameter of 200 nm or less and the carboxyl group content of the cellulose is 0.1 to 2 mmol / g. A suspension has been described. Patent Document 4 describes a method for producing a dry solid of anion-modified cellulose nanofibers, which is characterized in that the pH of the aqueous suspension of anion-modified cellulose nanofibers is adjusted to 9 to 11, and then dehydration and drying are performed. It is done.
上記の通り、特許文献1から4には、セルロース濃縮物の調製について記載がある。しかし、特に微細繊維状セルロースの濃縮物を増粘剤として使用する場合、前記微細繊維状セルロースを含む水性媒体中における微粒子(酸化チタンなど)の分散性の低下が懸念されることに本発明者は注目した。微細繊維状セルロースの濃縮物に関する上記観点からの検討は、これまで十分に行われてはいなかった。 As mentioned above, Patent Documents 1 to 4 describe the preparation of a cellulose concentrate. However, when using a concentrate of fine fibrous cellulose, in particular, as a thickener, the inventors of the present invention have a concern that the dispersibility of fine particles (such as titanium oxide) in the aqueous medium containing the fine fibrous cellulose may be reduced. I paid attention. Studies from the above point of view regarding the concentration of fine fibrous cellulose have not been sufficiently conducted so far.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。本発明が解決しようとする課題は、微細繊維状セルロースを含む水性媒体中における微粒子の分散性が良好である微細繊維状セルロース含有物を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems. The problem to be solved by the present invention is to provide a fine fibrous cellulose-containing substance in which the dispersibility of the fine particles in the aqueous medium containing fine fibrous cellulose is good.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、微細繊維状セルロース含有物における有機溶媒含有量と水含有量との質量比率を所定の範囲内とすることによって、微細繊維状セルロースを含む水性媒体中における微粒子の分散性を向上させることができることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成したものである。 The present inventors diligently studied to solve the above problems. As a result, by setting the mass ratio of the organic solvent content to the water content in the fine fibrous cellulose-containing substance within a predetermined range, the dispersibility of the fine particles in the aqueous medium containing the fine fibrous cellulose is improved. I found that I could do it. The present invention has been completed based on these findings.
即ち、本発明によれば、以下の発明が提供される。
(1) 微細繊維状セルロースと有機溶媒と水とを含む微細繊維状セルロース含有物であって、前記微細繊維状セルロースの含有量が5質量%以上であり、前記有機溶媒の含有量C1と前記水の含有量C2との質量比率C1/C2が1以上100以下である、微細繊維状セルロース含有物。
(2) 有機溶媒がイソプロピルアルコールである、(1)に記載の微細繊維状セルロース含有物。
(3) 前記質量比率C1/C2が1以上20以下である、(1)又は(2)に記載の微細繊維状セルロース含有物。
(4) 微細繊維状セルロースの含有量が、5質量%以上98質量%以下である、(1)から(3)のいずれかに記載の微細繊維状セルロース含有物。
(5) 前記微細繊維状セルロースがイオン性置換基を有する、(1)から(4)のいずれかに記載の微細繊維状セルロース含有物。
(6) 前記微細繊維状セルロースがリン酸基を有する、(1)から(5)のいずれかに記載の微細繊維状セルロース含有物。
(7) 前記微細繊維状セルロースにおけるリン酸基の量が、0.5mmol/g以上である、(1)から(6)のいずれかに記載の微細繊維状セルロース含有物。
(8) 下記試料のヘーズ値が20%以下である、(1)から(7)のいずれかに記載の微細繊維状セルロース含有物:
但し、前記試料は、前記微細繊維状セルロース含有物を固形分濃度が0.4質量%となるように純水中に添加し、ディスパーザーにて1500rpm、5分の条件で撹拌した試料である。
(9) 粉粒状である、(1)から(8)のいずれかに記載の微細繊維状セルロース含有物。
That is, according to the present invention, the following inventions are provided.
(1) A fine fibrous cellulose-containing material comprising fine fibrous cellulose, an organic solvent and water, wherein the content of the fine fibrous cellulose is 5% by mass or more, and the content C1 of the organic solvent and the above The fine fibrous cellulose-containing material whose mass ratio C1 / C2 with the content C2 of water is 1 or more and 100 or less.
(2) The fine fibrous cellulose-containing material according to (1), wherein the organic solvent is isopropyl alcohol.
(3) The fine fibrous cellulose containing material as described in (1) or (2) whose said mass ratio C1 / C2 is 1 or more and 20 or less.
(4) The fine fibrous cellulose content thing in any one of (1) to (3) whose content of fine fibrous cellulose is 5 to 98 mass%.
(5) The fine fibrous cellulose-containing substance according to any one of (1) to (4), wherein the fine fibrous cellulose has an ionic substituent.
(6) The fine fibrous cellulose-containing substance according to any one of (1) to (5), wherein the fine fibrous cellulose has a phosphate group.
(7) The fine fibrous cellulose-containing substance according to any one of (1) to (6), wherein the amount of phosphoric acid groups in the fine fibrous cellulose is 0.5 mmol / g or more.
(8) The fine fibrous cellulose-containing material according to any one of (1) to (7), wherein the haze value of the following sample is 20% or less:
However, the said sample is a sample which added the said fine fibrous cellulose containing material in pure water so that solid content concentration might be 0.4 mass%, and was stirred on 1500 rpm and the conditions for 5 minutes by the disperser. .
(9) The fine fibrous cellulose-containing material according to any one of (1) to (8), which is in the form of powdery particles.
本発明の微細繊維状セルロース含有物は、前記微細繊維状セルロースを含む水性媒体中における微粒子の分散性が良好である。 The fine fibrous cellulose-containing substance of the present invention is excellent in the dispersibility of the fine particles in the aqueous medium containing the fine fibrous cellulose.
「部」および「%」は、特に記載した場合を除き、質量に基づく割合(質量部、質量%)を表す。セルロース等の繊維の質量に関する値は、特に記載した場合を除き、絶乾質量(固形分)に基づく。また数値範囲「X〜Y」は、特に記載した場合を除き、両端の値を含む。「Aまたは/およびB」は、特に記載した場合を除き、AとBの少なくとも一方であることを指し、Aのみであってもよく、Bのみであってもよく、AとBとの双方であってもよいことを意味する。 “Parts” and “%” represent proportions based on mass (parts by mass, mass%) unless otherwise specified. Values for the mass of fibers such as cellulose are based on bone dry mass (solids) unless otherwise stated. Also, the numerical range "X to Y" includes the values at both ends, unless otherwise specified. "A or / and B" refers to at least one of A and B unless otherwise specified, and may be A alone or B alone, or both A and B. It means that it may be.
<繊維状セルロース原料>
繊維状セルロースを得るための繊維状セルロース原料としては特に限定されないが、入手しやすく安価である点から、パルプを用いることが好ましい。パルプとしては、木材パルプ、非木材パルプ、脱墨パルプから選ばれる。木材パルプとしては例えば、広葉樹クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹クラフトパルプ(NBKP)、サルファイトパルプ(SP)、ソーダパルプ(AP)、未晒しクラフトパルプ(UKP)、酸素漂白クラフトパルプ(OKP)、溶解パルプ(DP)等の化学パルプ等が挙げられる。また、セミケミカルパルプ(SCP)、ケミグラウンドウッドパルプ(CGP)等の半化学パルプ、砕木パルプ(GP)、サーモメカニカルパルプ(TMP、BCTMP)等の機械パルプ、等が挙げられるが、特に限定されない。非木材パルプとしてはコットンリンターやコットンリント等の綿系パルプ、麻、麦わら、バガス等の非木材系パルプ、ホヤや海草等から単離されるセルロース、キチン、キトサン等が挙げられるが、特に限定されない。脱墨パルプとしては古紙を原料とする脱墨パルプが挙げられるが、特に限定されない。本実施態様のパルプは上記1種を単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。上記パルプの中で、入手のしやすさという点で、セルロースを含む木材パルプ、脱墨パルプが好ましい。木材パルプの中でも化学パルプはセルロース比率が大きいため、繊維微細化(解繊)時の微細繊維状セルロースの収率が高く、またパルプ中のセルロースの分解が小さく、軸比の大きい長繊維の微細繊維状セルロースが得られる点で好ましいが、特に限定されない。中でもクラフトパルプ、サルファイトパルプが最も好ましく選択されるが、特に限定されない。この軸比の大きい長繊維の微細繊維状セルロースを含有するシートは高強度が得られる。
<Fiberous cellulose material>
The fibrous cellulose raw material for obtaining fibrous cellulose is not particularly limited, but it is preferable to use pulp in terms of availability and low cost. The pulp is selected from wood pulp, non-wood pulp and deinked pulp. Examples of wood pulp include hardwood kraft pulp (LBKP), softwood kraft pulp (NBKP), sulfite pulp (SP), soda pulp (AP), unbleached kraft pulp (UKP), oxygen bleached kraft pulp (OKP), and dissolving Chemical pulp, such as pulp (DP), etc. are mentioned. Also, semi-chemical pulp such as semi-chemical pulp (SCP), chemiground wood pulp (CGP), mechanical pulp such as ground pulp (GP), thermo-mechanical pulp (TMP, BCTMP), etc. may be mentioned, but not particularly limited. . Non-wood pulps include cotton-based pulps such as cotton linters and cotton lint, non-wood-based pulps such as hemp, wheat straw and bagasse, celluloses isolated from ascidians and seaweeds, chitin, chitosan and the like . Examples of the deinked pulp include, but not particularly limited to, deinked pulp made from waste paper. The pulp of this embodiment may be used singly or in combination of two or more. Among the above-mentioned pulps, wood pulps containing cellulose and deinked pulps are preferable in terms of availability. Among wood pulps, chemical pulp has a large cellulose ratio, so the yield of fine fibrous cellulose is high at the time of fiber refining (fibrillation), and decomposition of cellulose in the pulp is small, and fine fibers of long fibers having a large axial ratio Although it is preferable at the point from which fibrous cellulose is obtained, it does not specifically limit. Among them, kraft pulp and sulfite pulp are most preferably selected, but are not particularly limited. A sheet containing fine fibrous cellulose of long fibers having a large axial ratio can obtain high strength.
<イオン性置換基>
本発明で用いる微細繊維状セルロースは、イオン性置換基を有することが好ましいが、特にこれに限定されない。
イオン性置換基としては、アニオン性置換基又はカチオン性置換基のいずれでもよいが、好ましくはアニオン性置換基である。
<Ionic Substituent>
The fine fibrous cellulose used in the present invention preferably has an ionic substituent, but is not particularly limited thereto.
The ionic substituent may be either an anionic substituent or a cationic substituent, preferably an anionic substituent.
繊維状セルロースにアニオン性置換基を導入する方法は、特に限定されないが、例えば、酸化処理、又はセルロース中の官能基と共有結合を形成し得る化合物による処理などが挙げられる。 Although the method to introduce | transduce an anionic substituent into fibrous cellulose is not specifically limited, For example, the oxidation process or the process by the compound which can form a covalent bond with the functional group in cellulose, etc. are mentioned.
酸化処理とは、セルロース中のヒドロキシ基をアルデヒド基やカルボキシ基に変換する処理である。酸化処理としては、例えばTEMPO(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシルラジカル)酸化処理や各種酸化剤(亜塩素酸ナトリウム、オゾンなど)を用いた処理が挙げられる。酸化処理の一例としては、Biomacromolecules 8、2485−2491、2007(Saitoら)に記載されている方法を挙げることができるが、特に限定されない。 The oxidation treatment is a treatment to convert a hydroxy group in cellulose into an aldehyde group or a carboxy group. Examples of the oxidation treatment include TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl radical) oxidation treatment and treatment with various oxidizing agents (sodium chlorite, ozone and the like). Examples of the oxidation treatment include, but are not particularly limited to, the methods described in Biomacromolecules 8, 2485-2491, 2007 (Saito et al.).
化合物による処理は、乾燥状態または湿潤状態の繊維原料に、該繊維原料と反応するような化合物を混合することにより、繊維原料に上記置換基を導入することにより実施できる。導入時の反応を促進するため、加熱する方法が特に有効である。置換基の導入における加熱処理温度は特に限定されないが、該繊維原料の熱分解や加水分解等が起こりにくい温度帯であることが好ましい。例えば、セルロースの熱分解温度の観点から、250℃以下であることが好ましく、セルロースの加水分解を抑える観点から、100〜170℃で加熱処理することが好ましい。 The treatment with the compound can be carried out by introducing the above-described substituent into the fiber material by mixing the dry or wet fiber material with a compound that reacts with the fiber material. A heating method is particularly effective to promote the reaction upon introduction. Although the heat processing temperature in introduction of a substituent is not specifically limited, It is preferable that it is a temperature zone which thermal decomposition, hydrolysis, etc. of this fiber raw material do not occur easily. For example, from the viewpoint of the thermal decomposition temperature of cellulose, the temperature is preferably 250 ° C. or less, and from the viewpoint of suppressing the hydrolysis of cellulose, the heat treatment is preferably performed at 100 to 170 ° C.
繊維原料と反応する化合物としては、微細繊維を得ることができ、かつアニオン性置換基を導入するものである限り、特に限定されない。
アニオン性置換基を導入する場合、繊維原料と反応する化合物としては、例えば、リン酸由来の基を有する化合物、カルボン酸由来の基を有する化合物、硫酸由来の基を有する化合物、スルホン酸由来の基を有する化合物等が挙げられる。取扱いの容易さ、繊維との反応性から、リン酸由来の基、カルボン酸由来の基および硫酸由来の基からなる群より選択される少なくとも1種を有する化合物が好ましい。これらの化合物が繊維とエステルまたは/およびエーテルを形成することがより好ましいが、特に限定されない。
The compound that reacts with the fiber material is not particularly limited as long as fine fibers can be obtained and anionic substituents can be introduced.
When an anionic substituent is introduced, examples of the compound that reacts with the fiber material include a compound having a group derived from phosphoric acid, a compound having a group derived from carboxylic acid, a compound having a group derived from sulfuric acid, and a sulfonic acid-derived compound. The compound etc. which have group are mentioned. Preferred are compounds having at least one selected from the group consisting of a group derived from phosphoric acid, a group derived from carboxylic acid and a group derived from sulfuric acid from the viewpoint of ease of handling and reactivity with fibers. It is more preferable that these compounds form an ester or / and an ether with a fiber, but it is not particularly limited.
アニオン性置換基導入繊維における置換基の導入量(滴定法による)は特に限定されないが、繊維1g(質量)あたり0.005α〜0.11αが好ましく、0.01α〜0.08αがより好ましい。置換基の導入量が0.005α以上であれば、繊維原料の微細化(解繊)が容易になり、置換基の導入量が0.11α以下であれば、繊維の溶解が抑制できる。ただし、αは繊維材料と反応する化合物が反応しうる官能基、例えばヒドロキシル基やアミノ基が繊維材料1gあたりに含まれる量(単位:mmol/g)である。 Although the introduction amount (by titration method) of the substituent in the anionic substituent-introduced fiber is not particularly limited, 0.005α to 0.11α is preferable per 1 g (mass) of fiber, and 0.01α to 0.08α is more preferable. When the introduction amount of the substituent is 0.005α or more, the fiber material can be easily miniaturized (fibrillated), and when the introduction amount of the substituent is 0.11α or less, the dissolution of the fiber can be suppressed. Here, α is an amount (unit: mmol / g) in which a functional group to which a compound reactive with the fiber material can react, such as a hydroxyl group or an amino group, is contained per 1 g of the fiber material.
なお、繊維表面の置換基の導入量(滴定法)の測定は、特に記載した場合を除き、次の方法で行うことができる:
絶乾質量で0.04g程度の固形分を含む微細繊維含有スラリーを分取し、イオン交換水を用いて50g程度に希釈する。この溶液を撹拌しながら、0.01Nの水酸化ナトリウム水溶液を滴下した場合の電気伝導度の値の変化を測定し、その値が極小となる時の0.01N水酸化ナトリウム水溶液の滴下量を、滴定終点における滴下量とする。セルロース表面の置換基量XはX(mmol/g)=0.01(mol/l)×V(ml)/W(g)で表される。ここで、V:0.01N水酸化ナトリウム水溶液の滴下量(ml)、W:微細繊維状セルロース含有スラリーが含む固形分(g)である。
In addition, the measurement of the introduction amount (titration method) of the substituent on the fiber surface can be carried out by the following method, unless otherwise specified:
A fine fiber-containing slurry containing a solid content of about 0.04 g in bone dry mass is fractionated and diluted to about 50 g with ion exchanged water. While stirring this solution, measure the change of the value of electric conductivity when 0.01 N aqueous sodium hydroxide solution is added dropwise, and the amount of 0.01 N aqueous sodium hydroxide solution dropped when the value becomes minimum. , And the dropping amount at the titration end point. The amount of substituents X on the cellulose surface is represented by X (mmol / g) = 0.01 (mol / l) × V (ml) / W (g). Here, V: The dropping amount (ml) of a 0.01 N aqueous solution of sodium hydroxide, and W: solid content (g) contained in the fine fibrous cellulose-containing slurry.
伝導度滴定では、アルカリを加えていくと、図1に示した曲線を与える。最初は、急激に電気伝導度が低下する(以下、「第1領域」という)。その後、わずかに伝導度が上昇を始める(以下、「第2領域」という)。さらにその後、伝導度の増分が増加する(以下、「第3領域」という)。すなわち、3つの領域が現れる。このうち、第1領域で必要としたアルカリ量が、滴定に使用したスラリー中の強酸性基量と等しく、第2領域で必要としたアルカリ量が滴定に使用したスラリー中の弱酸性基量と等しくなる。リン酸基が縮合を起こす場合、見かけ上弱酸性基が失われ、第1領域に必要としたアルカリ量と比較して第2領域に必要としたアルカリ量が少なくなる。一方、強酸性基量は、縮合の有無に関わらずリン原子の量と一致することから、単にリン酸基導入量(またはリン酸基量)、または置換基導入量(または置換基量)と言った場合は、強酸性基量のことを表す。 In conductivity titration, the addition of alkali gives the curve shown in FIG. At the beginning, the electrical conductivity drops sharply (hereinafter referred to as "first region"). Thereafter, the conductivity starts to rise slightly (hereinafter referred to as "the second region"). After that, the increment of conductivity increases (hereinafter, referred to as "third region"). That is, three regions appear. Among them, the amount of alkali required in the first region is equal to the amount of strongly acidic groups in the slurry used for titration, and the amount of alkali required in the second region is the amount of weakly acidic groups in the slurry used for titration Become equal. When the phosphoric acid group causes condensation, the weakly acidic group is apparently lost, and the amount of alkali required for the second region is smaller than the amount of alkali required for the first region. On the other hand, since the amount of strongly acidic groups is the same as the amount of phosphorus atoms regardless of the presence or absence of condensation, the amount of introduction of phosphoric acid groups (or the amount of phosphoric acid groups) or the amount of introduction of substituents (or the amount of substitution groups) When said, it represents the amount of strongly acidic groups.
導入される置換基が、リン酸由来の基、カルボン酸由来の基および硫酸由来の基からなる群より選択される少なくとも1種である場合、置換基導入量は、特に限定されないが、0.001〜5.0mmol/gとすることができる。0.005〜4.0mmol/gとしてもよく、0.01〜2.0mmol/gとしてもよい。導入される置換基がリン酸基である場合、微細繊維状セルロースにおけるリン酸基の量は、0.5mmol/g以上であることが好ましく、0.5〜5.0mmol/gであることがより好ましく、0.5〜2.0mmol/gであることがさらに好ましい。 When the substituent to be introduced is at least one selected from the group consisting of a group derived from phosphoric acid, a group derived from carboxylic acid, and a group derived from sulfuric acid, the amount of introduced substituent is not particularly limited. It can be set to 001 to 5.0 mmol / g. It is good also as 0.005-4.0 mmol / g, and good also as 0.01-2.0 mmol / g. When the substituent introduced is a phosphate group, the amount of the phosphate group in the fine fibrous cellulose is preferably 0.5 mmol / g or more, and is 0.5 to 5.0 mmol / g. More preferably, 0.5 to 2.0 mmol / g is more preferable.
繊維原料と反応するような化合物として、リン酸由来の基を有する化合物を用いる場合、特に限定されないが、リン酸、ポリリン酸、亜リン酸、ホスホン酸、ポリホスホン酸あるいはこれらの塩またはエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種である。これらの中でも、低コストであり、扱いやすく、また、繊維原料にリン酸基を導入して微細化(解繊)効率をより向上できることから、リン酸基を有する化合物が好ましいが、特に限定されない。 When a compound having a group derived from phosphoric acid is used as the compound that reacts with the fiber raw material, it is not particularly limited, but it is composed of phosphoric acid, polyphosphoric acid, phosphorous acid, phosphonic acid, polyphosphonic acid or salts or esters thereof It is at least one selected from the group. Among these, compounds having a phosphoric acid group are preferable because they are low in cost, easy to handle, and can further improve the refining (disintegration) efficiency by introducing a phosphoric acid group into the fiber raw material, but are not particularly limited. .
リン酸基を有する化合物としては特に限定されないが、リン酸、リン酸のリチウム塩であるリン酸二水素リチウム、リン酸水素二リチウム、リン酸三リチウム、ピロリン酸リチウム、ポリリン酸リチウムが挙げられる。更にリン酸のナトリウム塩であるリン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウムが挙げられる。更にリン酸のカリウム塩であるリン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸三カリウム、ピロリン酸カリウム、ポリリン酸カリウムが挙げられる。更にリン酸のアンモニウム塩であるリン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ピロリン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等が挙げられる。 The compound having a phosphoric acid group is not particularly limited, but includes phosphoric acid, lithium dihydrogen phosphate which is a lithium salt of phosphoric acid, dilithium hydrogen phosphate, trilithium phosphate, lithium pyrophosphate and lithium polyphosphate . Furthermore, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, sodium pyrophosphate and sodium polyphosphate which are sodium salts of phosphoric acid can be mentioned. Furthermore, potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, tripotassium phosphate, potassium pyrophosphate and potassium polyphosphate which are potassium salts of phosphoric acid can be mentioned. Furthermore, ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, triammonium phosphate, ammonium pyrophosphate, ammonium polyphosphate and the like which are ammonium salts of phosphoric acid can be mentioned.
これらのうち、リン酸基導入の効率が高く、工業的に適用しやすい観点から、リン酸、リン酸のナトリウム塩、リン酸のカリウム塩、リン酸のアンモニウム塩が好ましく、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウムがより好ましいが、特に限定されない。 Among these, phosphoric acid, a sodium salt of phosphoric acid, a potassium salt of phosphoric acid, and an ammonium salt of phosphoric acid are preferable from the viewpoint of high efficiency of phosphoric acid group introduction and industrially easy application, sodium dihydrogenphosphate And disodium hydrogen phosphate are more preferable, but not particularly limited.
また、反応の均一性およびリン酸由来の基の導入効率が高いことから化合物は水溶液として用いることが好ましいが、特に限定されない。化合物の水溶液のpHは特に限定されないが、リン酸基導入の効率が高いことから7以下であることが好ましい。繊維の加水分解を抑える観点からpH3〜7が特に好ましいが、特に限定されない。 Moreover, although it is preferable to use a compound as aqueous solution from the uniformity of reaction, and the introduction | transduction efficiency of group derived from phosphoric acid being high, it is not specifically limited. The pH of the aqueous solution of the compound is not particularly limited, but is preferably 7 or less because the efficiency of introducing a phosphoric acid group is high. Although the pH of 3 to 7 is particularly preferable from the viewpoint of suppressing the hydrolysis of fibers, it is not particularly limited.
繊維原料と反応するような化合物として、カルボン酸由来の基を有する化合物を用いる場合、特に限定されないが、カルボキシ基を有する化合物、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物およびそれらの誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種である。 When a compound having a group derived from a carboxylic acid is used as a compound which reacts with a fiber material, it is not particularly limited, but a compound having a carboxy group, an acid anhydride of a compound having a carboxy group and derivatives thereof It is at least one selected.
カルボキシ基を有する化合物としては特に限定されないが、マレイン酸、コハク酸、フタル酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、イタコン酸等のジカルボン酸化合物やクエン酸、アコニット酸等トリカルボン酸化合物が挙げられる。 The compound having a carboxy group is not particularly limited, and examples thereof include dicarboxylic acid compounds such as maleic acid, succinic acid, phthalic acid, fumaric acid, glutaric acid, adipic acid and itaconic acid, and tricarboxylic acid compounds such as citric acid and aconitic acid. .
カルボキシ基を有する化合物の酸無水物としては特に限定されないが、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水イタコン酸等のジカルボン酸化合物の酸無水物が挙げられる。 The acid anhydride of the compound having a carboxy group is not particularly limited, but examples thereof include acid anhydrides of dicarboxylic acid compounds such as maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride, glutaric anhydride, adipic anhydride, itaconic anhydride and the like. Be
カルボキシ基を有する化合物の誘導体としては特に限定されないが、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物のイミド化物、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物の誘導体が挙げられる。カルボキシ基を有する化合物の酸無水物のイミド化物としては特に限定されないが、マレイミド、コハク酸イミド、フタル酸イミド等のジカルボン酸化合物のイミド化物が挙げられる。 Although it does not specifically limit as a derivative of the compound which has a carboxy group, The imidate of the acid anhydride of the compound which has a carboxy group, The derivative of the acid anhydride of the compound which has a carboxy group is mentioned. Although it does not specifically limit as an imide of the acid anhydride of the compound which has a carboxy group, The imidate of dicarboxylic acid compounds, such as maleimide, a succinimide, and a phthalimide, is mentioned.
カルボキシ基を有する化合物の酸無水物の誘導体としては特に限定されない。例えば、ジメチルマレイン酸無水物、ジエチルマレイン酸無水物、ジフェニルマレイン酸無水物等の、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物の少なくとも一部の水素原子が置換基(例えば、アルキル基、フェニル基等)で置換されたものが挙げられる。 The acid anhydride derivative of the compound having a carboxy group is not particularly limited. For example, at least a part of hydrogen atoms of an acid anhydride of a compound having a carboxy group such as dimethylmaleic anhydride, diethylmaleic anhydride, diphenylmaleic anhydride and the like have a substituent (for example, an alkyl group, a phenyl group, etc. And the like.
上記カルボン酸由来の基を有する化合物のうち、工業的に適用しやすく、ガス化しやすいことから、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸が好ましいが、特に限定されない。 Among compounds having a group derived from a carboxylic acid, maleic anhydride, succinic anhydride and phthalic anhydride are preferable because they are industrially easily applied and gasified easily, but are not particularly limited.
繊維原料と反応するような化合物として、硫酸由来の基を有する化合物を用いる場合、特に限定されないが、無水硫酸、硫酸ならびにこれらの塩およびエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種である。これらの中でも、低コストであり、また、繊維原料に硫酸基を導入して微細化(解繊)効率をより向上できることから、硫酸が好ましいが、特に限定されない。 When a compound having a group derived from sulfuric acid is used as the compound that reacts with the fiber raw material, it is not particularly limited, but it is at least one selected from the group consisting of sulfuric anhydride, sulfuric acid and salts and esters thereof. Among these, sulfuric acid is preferable because it is low in cost and sulfuric acid is introduced into the fiber raw material to further improve the refining (disintegration) efficiency, although not particularly limited.
カチオン性置換基を導入する場合、繊維原料と反応する化合物としては、例えば、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩などのオニウム塩由来の基を有する化合物が挙げられる。具体的には一級アンモニウム塩、二級アンモニウム塩、三級アンモニウム塩、4級アンモニウム塩などのアンモニウム、ホスホニウム、スルホニウムを含む基を有する化合物が挙げられる。取扱いの容易さ、繊維との反応性から、4級アンモニウム塩由来の基、およびホスホニウム塩由来の基が挙げられる。カチオン性置換基の導入量の測定は、たとえば元素分析等を用いて行うことができる。 When a cationic substituent is introduced, examples of the compound that reacts with the fiber raw material include compounds having a group derived from an onium salt such as ammonium salt, phosphonium salt, sulfonium salt and the like. Specifically, compounds having a group containing ammonium such as primary ammonium salt, secondary ammonium salt, tertiary ammonium salt, quaternary ammonium salt and the like, phosphonium and sulfonium can be mentioned. Groups derived from quaternary ammonium salts and groups derived from phosphonium salts can be mentioned because of ease of handling and reactivity with fibers. The measurement of the introduction amount of the cationic substituent can be performed, for example, using elemental analysis or the like.
本実施形態においては、例えば繊維原料にカチオン化剤およびアルカリ化合物を添加して反応させることにより、繊維原料にカチオン性置換基を導入することができる。カチオン化剤としては、4級アンモニウム基と、セルロースのヒドロキシ基と反応する基とを有するものを用いることができる。セルロースのヒドロキシ基と反応する基としては、エポキシ基、ハロヒドリンの構造を有する官能基、ビニル基、ハロゲン基等が挙げられる。
カチオン化剤の具体例としては、グリシジルトリメチルアンモニウムクロリド、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリドなどのグリシジルトリアルキルアンモニウムハライド或いはそのハロヒドリン型の化合物が挙げられる。
In the present embodiment, a cationic substituent can be introduced into the fiber material, for example, by adding a cationizing agent and an alkali compound to the fiber material and causing a reaction. As the cationizing agent, one having a quaternary ammonium group and a group that reacts with the hydroxy group of cellulose can be used. Examples of the group that reacts with the hydroxy group of cellulose include an epoxy group, a functional group having a halohydrin structure, a vinyl group, a halogen group and the like.
Specific examples of the cationizing agent include glycidyl trialkyl ammonium halides such as glycidyl trimethyl ammonium chloride, 3-chloro-2-hydroxypropyl trimethyl ammonium chloride, and compounds of the halohydrin type thereof.
カチオン化工程に使用するアルカリ化合物は、カチオン化反応の促進に寄与するものである。アルカリ化合物は、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。 The alkali compound used in the cationization step contributes to the promotion of the cationization reaction. The alkali compound may be an inorganic alkali compound or an organic alkali compound.
無機アルカリ化合物としては、アルカリ金属の水酸化物またはアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩またはアルカリ土類金属の炭酸塩、アルカリ金属のリン酸塩またはアルカリ土類金属のリン酸塩が挙げられる。
アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが挙げられる。アルカリ土類金属の水酸化物としては、水酸化カルシウムが挙げられる。
アルカリ金属の炭酸塩としては炭酸リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムが挙げられる。アルカリ土類金属の炭酸塩としては、炭酸カルシウムなどが挙げられる。
アルカリ金属のリン酸塩としては、リン酸リチウム、リン酸カリウム、リン酸3ナトリウム、リン酸水素2ナトリウムなどが挙げられる。アルカリ土類金属のリン酸塩としては、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウムなどが挙げられる。
As an inorganic alkali compound, an alkali metal hydroxide or an alkaline earth metal hydroxide, an alkali metal carbonate or an alkaline earth metal carbonate, an alkali metal phosphate or an alkaline earth metal phosphate Salt is mentioned.
Examples of hydroxides of alkali metals include lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide. Calcium hydroxide is mentioned as a hydroxide of alkaline-earth metal.
Examples of carbonates of alkali metals include lithium carbonate, lithium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium carbonate and sodium hydrogen carbonate. Examples of carbonates of alkaline earth metals include calcium carbonate and the like.
Examples of the alkali metal phosphate include lithium phosphate, potassium phosphate, trisodium phosphate, and disodium hydrogen phosphate. Examples of the alkaline earth metal phosphate include calcium phosphate and calcium hydrogen phosphate.
有機アルカリ化合物としては、アンモニア、脂肪族アミン、芳香族アミン、脂肪族アンモニウム、芳香族アンモニウム、複素環式化合物およびその水酸化物、炭酸塩、リン酸塩等が挙げられ、例えば、以下のものが挙げられる。
アンモニア、ヒドラジン、メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジアミノエタン、ジアミノプロパン、ジアミノブタン、ジアミノペンタン、ジアミノヘキサン;
シクロヘキシルアミン、アニリン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド;
ピリジン、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン;
炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、リン酸水素2アンモニウム等。
上記アルカリ化合物は1種単独でもよいし、2種以上を組み合わせてもよい。
Examples of the organic alkali compound include ammonia, aliphatic amines, aromatic amines, aliphatic ammonium, aromatic ammonium, heterocyclic compounds and their hydroxides, carbonates and phosphates, and the like. Can be mentioned.
Ammonia, hydrazine, methylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, butylamine, diaminoethane, diaminopropane, diaminobutane, diaminopentane, diaminohexane;
Cyclohexylamine, aniline, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxide;
Pyridine, N, N-dimethyl-4-aminopyridine;
Ammonium carbonate, ammonium hydrogencarbonate, diammonium hydrogen phosphate etc.
The above-mentioned alkali compounds may be used alone or in combination of two or more.
上記アルカリ化合物の中でも、カチオン化反応がより起こりやすくなり、且つ、低コストであることから、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましい。アルカリ化合物の量はアルカリ化合物の種類に応じて異なるが、例えば、パルプ絶乾質量に対して1〜10質量%の範囲内とされる。 Among the above-mentioned alkali compounds, sodium hydroxide and potassium hydroxide are preferable because the cationization reaction is more likely to occur and the cost is low. The amount of the alkali compound varies depending on the type of the alkali compound, but is, for example, in the range of 1 to 10% by mass with respect to the dry-pulp mass.
カチオン化剤およびアルカリ化合物は、パルプに容易に添加できることから、溶液化することが好ましい。溶液化する場合に使用する溶媒としては水または有機溶媒のいずれであってもよいが、極性溶媒(水、アルコール等の極性有機溶媒)が好ましく、少なくとも水を含む水系溶媒がより好ましい。 The cationizing agent and the alkali compound are preferably made into a solution because they can be easily added to the pulp. The solvent to be used for solution may be either water or an organic solvent, but a polar solvent (a polar organic solvent such as water or alcohol) is preferable, and an aqueous solvent containing at least water is more preferable.
本製造方法では、カチオン化反応開始時のパルプ絶乾質量1gあたりの溶媒物質量を5〜150mmolにすることが好ましい。該溶媒の物質量は、5〜80mmolにすることがより好ましく、5〜60mmolにすることがさらに好ましい。カチオン化反応時のパルプの含有量を前記範囲にするためには、例えば、含有量が高い(すなわち、水分が少ない)パルプを用いればよい。また、カチオン化剤およびアルカリ化合物の溶液に含まれる溶媒量を少なくすることが好ましい。 In the present production method, it is preferable to set the amount of solvent per 1 g of pulp absolute dry weight at the start of the cationization reaction to 5 to 150 mmol. The amount of substance of the solvent is more preferably 5 to 80 mmol, further preferably 5 to 60 mmol. In order to make the content of the pulp at the time of cationization reaction into the above-mentioned range, for example, a pulp having a high content (that is, a small amount of water) may be used. In addition, it is preferable to reduce the amount of solvent contained in the solution of the cationizing agent and the alkali compound.
カチオン化工程における反応温度は、20〜200℃の範囲内であることが好ましく、40〜100℃の範囲内であることがより好ましい。反応温度が前記下限値以上であれば、充分な反応性が得られ、前記上限値以下であれば、反応を容易に制御できる。また、反応後のパルプの着色を抑える効果もある。カチオン化反応の時間は、パルプやカチオン化剤の種類、パルプ含有量、反応温度等によって異なるが、通常、0.5〜3時間の範囲内である。 The reaction temperature in the cationization step is preferably in the range of 20 to 200 ° C., and more preferably in the range of 40 to 100 ° C. If the reaction temperature is above the lower limit value, sufficient reactivity can be obtained, and if it is below the upper limit value, the reaction can be easily controlled. It also has the effect of suppressing the coloration of the pulp after reaction. The time of the cationization reaction varies depending on the type of pulp and cationizing agent, the pulp content, the reaction temperature and the like, but is usually in the range of 0.5 to 3 hours.
カチオン化反応は密閉系で行ってもよいし、開放系で行っても構わない。また、反応中に溶媒を蒸散させ、反応終了時のパルプ絶乾質量1gあたりの溶媒物質量が反応開始時に比べて低くなっても構わない。 The cationization reaction may be carried out in a closed system or in an open system. In addition, the solvent may be evaporated during the reaction, and the amount of the solvent per 1 g of pulp absolute dry weight at the end of the reaction may be lower than that at the start of the reaction.
繊維原料にイオン性置換基を導入することにより溶液中における繊維の分散性が向上し、解繊効率を高めることができる。 By introducing an ionic substituent into the fiber material, the dispersibility of the fiber in the solution can be improved, and the disaggregation efficiency can be enhanced.
<繊維状セルロースの微細化処理>
微細繊維状セルローススラリーは、繊維状セルロースを微細化(解繊)処理に供することによって製造することができる。
<Fine treatment of fibrous cellulose>
A fine fibrous cellulose slurry can be produced by subjecting fibrous cellulose to a refining (fibrillation) treatment.
微細化処理に際し、繊維状セルロースは溶媒に分散される。
溶媒の具体例としては、水、有機溶媒単独、並びに水と有機溶媒との混合物を挙げることができる。有機溶媒としては、意図した比誘電率を確保できる限り特に限定されない。例えば、アルコール類、多価アルコール類、ケトン類、エーテル類、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)等が挙げられる。アルコール類としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t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、エチレングリコール、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等が挙げられる。エーテル類としては、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、エチレングリコールモノt−ブチルエーテル等が挙げられる。有機溶媒は、1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。上記の中でも好ましくは、溶媒は水である。
During the micronization treatment, fibrous cellulose is dispersed in a solvent.
Specific examples of the solvent include water, an organic solvent alone, and a mixture of water and an organic solvent. The organic solvent is not particularly limited as long as the intended relative dielectric constant can be secured. For example, alcohols, polyhydric alcohols, ketones, ethers, dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc) and the like can be mentioned. Examples of alcohols include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, t-butyl alcohol and the like. Examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol and glycerin. Examples of ketones include acetone and methyl ethyl ketone. As ethers, diethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono n-butyl ether, ethylene glycol mono t-butyl ether, etc. may be mentioned. The organic solvent may be used alone or in combination of two or more. Among the above, preferably, the solvent is water.
溶媒中の繊維状セルロースの分散濃度は、0.1〜20質量%であることが好ましく、0.5〜10質量%であることがより好ましい。分散濃度が0.1質量%以上であれば、解繊処理の効率が向上し、20質量%以下であれば、解繊処理装置内での閉塞を防止できるからである。 The dispersion concentration of fibrous cellulose in the solvent is preferably 0.1 to 20% by mass, and more preferably 0.5 to 10% by mass. If the dispersion concentration is 0.1% by mass or more, the efficiency of the defibration treatment is improved, and if it is 20% by mass or less, clogging in the defibration treatment apparatus can be prevented.
解繊処理装置としては特に限定されない。例えば、高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザーや超高圧ホモジナイザー、クレアミックス、高圧衝突型粉砕機、ボールミル、ビーズミル、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナーが挙げられる。また、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、ビーター等、湿式粉砕する装置等を適宜使用することができる。 The defibration treatment apparatus is not particularly limited. For example, high-speed fibrillation machines, grinders (miller mills), high-pressure homogenizers and ultra-high pressure homogenizers, Creamix, high-pressure collision mills, ball mills, bead mills, disc refiners, conical refiners, etc. may be mentioned. In addition, a twin-screw kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic dispersion machine, a beater, an apparatus for wet grinding, and the like can be appropriately used.
微細化処理により、微細繊維状セルローススラリーが得られる。得られる微細繊維状セルロースの平均繊維幅は特に限定されないが、例えば1〜1000nmとすることができ、好ましくは2〜1000nm、より好ましくは2〜500nm、さらに好ましくは3〜100nmである。微細繊維の平均繊維幅が1nm以上であると、分子の水への溶解が抑えられるため、微細繊維としての物性(強度や剛性、寸法安定性)が十分に発現される。一方、平均繊維幅が1000nm以下であれば、微細繊維としての特長(高透明、高弾性率、低線膨張係数、フレキシブル性)が発揮されやすくなる。なお、得られた微細繊維状セルロース分散液は、繊維幅が1000nmを超える繊維状セルロースを含んでいてもよいが、繊維幅が1000nmを超える繊維状セルロースを含まないほうが好ましい。なお、微細繊維状セルロースは、たとえば繊維幅が1000nm以下である単繊維状のセルロースである。 By the refining treatment, a fine fibrous cellulose slurry is obtained. The average fiber width of the obtained fine fibrous cellulose is not particularly limited, but may be, for example, 1 to 1000 nm, preferably 2 to 1000 nm, more preferably 2 to 500 nm, and still more preferably 3 to 100 nm. When the average fiber width of the fine fiber is 1 nm or more, the dissolution of molecules in water is suppressed, so that the physical properties (strength, rigidity, and dimensional stability) as the fine fiber are sufficiently expressed. On the other hand, when the average fiber width is 1000 nm or less, the characteristics (high transparency, high elastic modulus, low linear expansion coefficient, flexibility) as fine fibers are easily exhibited. In addition, although the obtained fine fibrous cellulose dispersion liquid may contain fibrous cellulose whose fiber width | variety exceeds 1000 nm, it is more preferable not to contain fibrous cellulose whose fiber width | variety exceeds 1000 nm. The fine fibrous cellulose is, for example, monofibrillar cellulose having a fiber width of 1000 nm or less.
微細繊維に透明性が求められる用途においては、平均繊維幅が30nm以下であれば、可視光の波長の1/10に近づき、マトリクス材料と複合した場合には界面で可視光の屈折および散乱が生じにくく、透明性が高いものが得られる傾向がある。そのため、平均繊維幅は特に限定されないが、2nm〜30nmが好ましく、2〜20nmがより好ましい。前記のような微細繊維から得られる複合体は、一般的に緻密な構造体となるために強度が高く、可視光の散乱が少ないため高い透明性も得られる。 In applications where transparency is required for fine fibers, if the average fiber width is 30 nm or less, it approaches 1/10 of the wavelength of visible light, and when combined with a matrix material, refraction and scattering of visible light occur at the interface. There is a tendency to be hard to produce and to obtain a highly transparent one. Therefore, the average fiber width is not particularly limited, but 2 nm to 30 nm is preferable, and 2 to 20 nm is more preferable. Composites obtained from such fine fibers as described above generally have high strength because they form a compact structure, and high transparency can also be obtained because there is little scattering of visible light.
平均繊維幅の測定は以下のようにして行う。濃度0.05〜0.1質量%の微細繊維含有スラリーを調製し、該スラリー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。幅広の繊維を含む場合には、ガラス上にキャストした表面のSEM像を観察してもよい。構成する繊維の幅に応じて1000倍、5000倍、10000倍、20000倍あるいは50000倍のいずれかの倍率で電子顕微鏡画像による観察を行う。但し、試料、観察条件や倍率は下記の条件を満たすように調整する。
(1)観察画像内の任意箇所に一本の直線Xを引き、該直線Xに対し、20本以上の繊維が交差する。
(2)同じ画像内で該直線と垂直に交差する直線Yを引き、該直線Yに対し、20本以上の繊維が交差する。
上記条件を満足する観察画像に対し、直線X、直線Yと交錯する繊維の幅を目視で読み取る。こうして少なくとも重なっていない表面部分の画像を3組以上観察し、各々の画像に対して、直線X、直線Yと交錯する繊維の幅を読み取る。このように少なくとも20本×2×3=120本の繊維幅を読み取る。平均繊維幅とはこのように読み取った繊維幅の平均値である。
The average fiber width is measured as follows. A fine fiber-containing slurry having a concentration of 0.05 to 0.1% by mass is prepared, and the slurry is cast on a hydrophilized carbon film-coated grid to obtain a sample for TEM observation. In the case of containing wide fibers, an SEM image of the surface cast on glass may be observed. Observation with an electron microscope image is performed at a magnification of 1000 times, 5000 times, 10000 times, 20000 times or 50000 times depending on the width of the fiber to be constructed. However, the sample, observation conditions and magnification are adjusted to satisfy the following conditions.
(1) One straight line X is drawn at an arbitrary position in the observation image, and 20 or more fibers cross the straight line X.
(2) Draw a straight line Y intersecting perpendicularly with the straight line in the same image, and 20 or more fibers cross the straight line Y.
With respect to the observation image satisfying the above conditions, the width of the fiber intersecting with the straight line X and the straight line Y is visually read. Thus, three or more sets of images of at least non-overlapping surface portions are observed, and for each image, the width of the fiber intersecting the straight line X and the straight line Y is read. Thus, a fiber width of at least 20 x 2 x 3 = 120 is read. The average fiber width is the average value of the fiber widths read in this manner.
繊維長は特に限定されないが、0.1μm以上が好ましい。繊維長が0.1μm以上であれば、後述のシートを製造した際、シートの引裂強度が十分である点で好ましい。繊維長は、TEMやSEM、AFMの画像解析より求めることができる。上記繊維長は、微細繊維の30質量%以上を占める繊維長である。 The fiber length is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more. If the fiber length is 0.1 μm or more, it is preferable in that the tear strength of the sheet is sufficient when the sheet described later is manufactured. The fiber length can be determined from image analysis of TEM, SEM, AFM. The said fiber length is a fiber length which occupies 30 mass% or more of a fine fiber.
繊維の軸比(繊維長/繊維幅)は特に限定されないが、20〜10000の範囲であることが好ましい。軸比が20以上であれば微細繊維含有シートを形成しやすい点で好ましい。軸比が10000以下であればスラリー粘度が低くなる点で好ましい。 The axial ratio of fibers (fiber length / fiber width) is not particularly limited, but is preferably in the range of 20 to 10,000. An axial ratio of 20 or more is preferable in that the fine fiber-containing sheet is easily formed. If the axial ratio is 10000 or less, it is preferable in that the slurry viscosity is lowered.
微細化処理により、微細繊維状セルローススラリーが得られる。ここでの微細繊維状セルロースの濃度は、例えば0.1〜20質量%であり、0.2〜10質量%でもよく、0.5〜10質量%でもよい。 By the refining treatment, a fine fibrous cellulose slurry is obtained. The concentration of the fine fibrous cellulose here is, for example, 0.1 to 20% by mass, and may be 0.2 to 10% by mass, or may be 0.5 to 10% by mass.
<脱水>
上記で得られた微細繊維状セルローススラリーを、脱水処理に供することにより、本発明による微細繊維状セルロースの含有量が5質量%以上である微細繊維状セルロース含有物を調製することができる。即ち、本発明によれば、微細繊維状セルロースを含む希釈液をゲル化させる工程、上記で得られたゲル化物から微細繊維状セルロースを含む濃縮物を得る工程を含む、本発明の微細繊維状セルロース含有物の製造方法も提供される。所望により、ゲル化物から微細繊維状セルロースを含む濃縮物を得る工程の後に、上記濃縮物を加熱する工程を設けてもよい。
<Dehydration>
By subjecting the fine fibrous cellulose slurry obtained above to dehydration treatment, it is possible to prepare a fine fibrous cellulose-containing substance having a content of fine fibrous cellulose of 5% by mass or more according to the present invention. That is, according to the present invention, the step of gelling a diluent containing fine fibrous cellulose, and the step of obtaining a concentrate containing fine fibrous cellulose from the gelled product obtained above, the fine fibrous form of the present invention Also provided is a method of producing a cellulose content. If desired, the step of heating the concentrate may be provided after the step of obtaining the concentrate containing fine fibrous cellulose from the gelled product.
上記のゲル化の工程は、微細繊維状セルロースを含む希釈液に、有機溶媒を添加することにより行うことができるが特に限定されない。ここで使用する有機溶媒の具体例は後記する。ゲル化物から微細繊維状セルロースを含む濃縮物を得る工程は、ゲル化物をろ過後、圧搾することにより行うことができるが、特に限定されない。濃縮物を加熱する工程は、オーブン等で加熱することにより行うことができるが、特に限定されない。 The above-mentioned gelation step can be performed by adding an organic solvent to the diluted solution containing fine fibrous cellulose, but is not particularly limited. Specific examples of the organic solvent used here will be described later. The step of obtaining a concentrate containing fine fibrous cellulose from the gelled product can be carried out by squeezing after filtering the gelled product, but it is not particularly limited. Although the process of heating a concentrate can be performed by heating by oven etc., it is not specifically limited.
本発明においては、微細繊維状セルロースを含む希釈液に、溶媒を添加してゲル化した後に、濾過処理を行うことが好ましいが、特に限定されない。また、濾過処理工程の後に、圧縮工程を行なうことが好ましいが、特に限定されない。圧縮工程を設けることにより、濃縮物中の水分の含有量を好ましい範囲に調節することができる。 In the present invention, it is preferable to carry out a filtration treatment after gelation by adding a solvent to the diluted solution containing fine fibrous cellulose, but it is not particularly limited. Moreover, although it is preferable to perform a compression process after a filtration process process, it is not specifically limited. By providing the compression step, the water content in the concentrate can be adjusted to a preferable range.
圧搾する装置としては、ベルトプレス、スクリュープレス、フィルタープレスなど一般的なプレス装置を用いることができ、装置は特に限定されない。
使用する濾材は特に限定されないが、ステンレス製、ろ紙、ポリプロピレン製、ナイロン製、ポリエチレン製、ポリエステル製などが使用できる。酸を使用することもあるため、ポリプロピレン製が好ましい。
ろ材の通気度は低いほど歩留りが高まるため、30cm3/cm2・sec以下、より好ましくは10cm3/cm2・sec以下、さらに好ましくは1cm3/cm2・sec以下である。
圧搾工程に供する原料の濃度が低いと、脱水ろ液の増加や脱水工程の長時間化が起こるため、0.5%以上、よりこのましくは1%以上、さらに好ましくは2%以上である。
圧搾時の圧力は0.2MPa以上、より好ましくは0.4MPa以上である。
As a device for squeezing, a general press device such as a belt press, a screw press, a filter press can be used, and the device is not particularly limited.
The filter medium to be used is not particularly limited, but stainless steel, filter paper, polypropylene, nylon, polyethylene, polyester or the like can be used. It is preferably made of polypropylene because an acid may be used.
The lower the air permeability of the filter medium, the higher the yield. Therefore, it is 30 cm 3 / cm 2 · sec or less, more preferably 10 cm 3 / cm 2 · sec or less, still more preferably 1 cm 3 / cm 2 · sec or less.
If the concentration of the raw material to be subjected to the squeezing step is low, the dehydration filtrate increases and the dehydrating step takes longer, so that it is 0.5% or more, preferably 1% or more, more preferably 2% or more. .
The pressure at the time of pressing is 0.2 MPa or more, more preferably 0.4 MPa or more.
本発明では、さらに乾燥工程を設けてもよい。乾燥工程は、オーブン乾燥工程であることが好ましく、例えば、30〜70℃に設定をしたオーブンで、1〜60分間乾燥を行うことが好ましい。 In the present invention, a drying step may be further provided. The drying step is preferably an oven drying step, and for example, drying is preferably performed in an oven set at 30 to 70 ° C. for 1 to 60 minutes.
<微細繊維状セルロース含有物>
本発明の微細繊維状セルロース含有物は、微細繊維状セルロースと有機溶媒と水とを含む微細繊維状セルロース含有物であって、前記微細繊維状セルロースの含有量が5質量%以上であり、前記有機溶媒の含有量C1と前記水の含有量C2との質量比率C1/C2が1以上100以下である。
<Fine fibrous cellulose content>
The fine fibrous cellulose-containing material of the present invention is a fine fibrous cellulose-containing material comprising fine fibrous cellulose, an organic solvent and water, wherein the content of the fine fibrous cellulose is 5% by mass or more, The mass ratio C1 / C2 of the content C1 of the organic solvent and the content C2 of the water is 1 or more and 100 or less.
上記の質量比率C1/C2は、好ましくは1以上50以下であり、より好ましくは1以上30以下であり、さらに好ましくは1以上20以下である。
上記の質量比率C1/C2は、たとえば微細繊維状セルロースの濃縮方法などを適切に調整することによって制御することが可能である。本実施形態においては、たとえば脱水工程において添加する有機溶媒の量を調節することなどによって上記質量比率を調節することができるが、特に限定されない。
The above mass ratio C1 / C2 is preferably 1 or more and 50 or less, more preferably 1 or more and 30 or less, and still more preferably 1 or more and 20 or less.
The above mass ratio C1 / C2 can be controlled, for example, by appropriately adjusting the method of concentrating fine fibrous cellulose. In the present embodiment, the above mass ratio can be adjusted, for example, by adjusting the amount of the organic solvent added in the dehydration step, but is not particularly limited.
微細繊維状セルロースを水中に含む希釈液に対して有機溶媒を添加してゲル化を行う際における水の量と有機溶媒の量の比率が、本発明の微細繊維状セルロース含有物における有機溶媒の含有量C1と水の含有量C2との質量比率C1/C2に対応する。
微細繊維状セルロース含有物の質量比率は測定方法は特に限定されないが、例えば、下記の方法を用いることができる。微細繊維状セルロース含有物を乾燥させ、絶乾重量を測定し水と有機溶媒の総量Aを求める。次に微細繊維状セルロース含有物を水に分散させた後、塩化ナトリウムを加え、85℃の水浴中で窒素ガスをバブリングさせた気相を、冷媒にドライアイスを加え冷却したトラップ装置中のギ酸メチル溶液に吸収させ、その吸収液をGC/MS-SIM により有機溶媒量C1を定量する。A−C1より水分量C2を算出する。
The ratio of the amount of water to the amount of organic solvent in gelation by adding an organic solvent to a diluted solution containing fine fibrous cellulose in water is the ratio of the organic solvent in the fine fibrous cellulose-containing material of the present invention It corresponds to the mass ratio C1 / C2 of the content C1 and the content C2 of water.
The mass ratio of the fine fibrous cellulose-containing substance is not particularly limited, and for example, the following method can be used. The fine fibrous cellulose content is dried, and the bone dry weight is measured to determine the total amount A of water and organic solvent. Next, the fine fibrous cellulose-containing substance is dispersed in water, then sodium chloride is added, and a gas phase obtained by bubbling nitrogen gas in a water bath at 85 ° C. The methyl solution is absorbed, and the absorption liquid is subjected to GC / MS-SIM to quantify the amount of organic solvent C1. The water content C2 is calculated from A-C1.
本発明では、微細繊維状セルロース含有物について、有機溶媒の含有量C1と水の含有量C2との質量比率C1/C2が1以上100以下とすることにより、微細繊維状セルロースを含む水性媒体中における微粒子の分散性を向上させることに成功した。 In the present invention, by setting the mass ratio C1 / C2 of the content C1 of the organic solvent to the content C2 of the water with respect to the fine fibrous cellulose-containing substance to 1 or more and 100 or less, in the aqueous medium containing the fine fibrous cellulose Succeeded in improving the dispersibility of fine particles in
本発明においては、微細繊維状セルロースの含有量は5質量%以上である。微細繊維状セルロースの含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは、微細繊維状セルロースの含有量は99質量%以下であり、より好ましくは98質量%以下である。微細繊維状セルロースの含有量は90質量%以下でもよく、80質量%以下でもよく、70質量%以下でもよく、60質量%以下でもよく、50質量%以下でもよく、40質量%以下でもよい。微細繊維状セルロースの含有量は10質量%以上でもよく、15質量%以上でもよく、20質量%以上でもよい。 In the present invention, the content of the fine fibrous cellulose is 5% by mass or more. The upper limit of the content of the fine fibrous cellulose is not particularly limited, but the content of the fine fibrous cellulose is preferably 99% by mass or less, more preferably 98% by mass or less. The content of the fine fibrous cellulose may be 90% by mass or less, 80% by mass or less, 70% by mass or less, 60% by mass or less, 50% by mass or less, or 40% by mass or less. The content of the fine fibrous cellulose may be 10% by mass or more, 15% by mass or more, or 20% by mass or more.
本発明の微細繊維状セルロース含有物は、脱水処理において有機溶媒、又は有機溶媒と水との混合物を使用することにより、当該有機溶媒を含むことになる。上記有機溶媒としては、例えば、アルコール類、多価アルコール類、ケトン類、エーテル類、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)等が挙げられるが特に限定されない。アルコール類としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−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、エチレングリコール、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等が挙げられる。エーテル類としては、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、エチレングリコールモノt−ブチルエーテル等が挙げられる。有機溶媒は、1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。上記の中でも、溶媒は、好ましくは、アルコール類、又はアルコール類と水との混合物である。溶媒はさらに好ましくは、イソプロピルアルコールである。 The fine fibrous cellulose-containing substance of the present invention contains the organic solvent by using the organic solvent or the mixture of the organic solvent and water in the dehydration treatment. Examples of the organic solvent include, but are not particularly limited to, alcohols, polyhydric alcohols, ketones, ethers, dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc) and the like. As alcohols, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, t-butyl alcohol etc. are mentioned. Examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol and glycerin. Examples of ketones include acetone and methyl ethyl ketone. As ethers, diethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono n-butyl ether, ethylene glycol mono t-butyl ether, etc. may be mentioned. The organic solvent may be used alone or in combination of two or more. Among the above, the solvent is preferably an alcohol or a mixture of an alcohol and water. The solvent is more preferably isopropyl alcohol.
本発明の微細繊維状セルロース含有物を固形分濃度が0.4質量%となるように純水中に添加し、ディスパーザーにて1500rpm、5分の条件で撹拌した試料のヘーズ値は20%以下であることが好ましいが。特に限定されない。上記ヘーズ値の下限は特に限定されないが、好ましくは0.1%以上であり、より好ましくは0.2%以上であり、さらに好ましくは0.5%以上である。
ディスパーザーとしては、一般的な分散機であれば特に限定されないが、ホモミキサーやスリーワンモータなどの攪拌機を使用する。
The fine fibrous cellulose-containing material of the present invention is added to pure water so that the solid concentration becomes 0.4 mass%, and the haze value of a sample stirred at 1500 rpm for 5 minutes with a disperser is 20% It is preferable that it is the following. It is not particularly limited. The lower limit of the haze value is not particularly limited, but is preferably 0.1% or more, more preferably 0.2% or more, and still more preferably 0.5% or more.
The disperser is not particularly limited as long as it is a common disperser, and a stirrer such as a homomixer or a three-one motor is used.
本発明の微細繊維状セルロース含有物の形態は、特に限定されないが、好ましくは粉粒状である。粉粒状とは、粉状物質及び/又は粒状物質からなるものをいう。粉状物質は、粒状物質よりも小さいものをいう。一般的には、粉状物質は粒子径が1nm以上0.1mm未満の微粒子をいい、粒状物質は、粒子径が0.1〜10mmの粒子をいうが、特に限定されない。なお、粉粒状とは必ずしも球状ではない。本願明細書における粉粒物の粒子径はレーザー回折散乱式粒子径分布測定装置(Microtrac3300EXII、日機装株式会社)を用いて測定した値とする。 The form of the fine fibrous cellulose-containing substance of the present invention is not particularly limited, but is preferably in the form of powder. Particulate refers to what consists of a powdery substance and / or a granular substance. Powdered substances are those smaller than particulate substances. Generally, the powdery substance refers to fine particles having a particle size of 1 nm or more and less than 0.1 mm, and the particulate substance refers to particles having a particle size of 0.1 to 10 mm, but is not particularly limited. In addition, powdery particles are not necessarily spherical. The particle diameter of the powdery particles in the present specification is a value measured using a laser diffraction scattering particle size distribution measuring device (Microtrac 3300 EXII, Nikkiso Co., Ltd.).
本発明の細繊維状セルロース含有物は、好ましくは、下記試料のpHが7以上11以下であり、より好ましくは、下記試料のpHが8以上10.5以下であるが、特には限定されない。前記試料は、前記微細繊維状セルロース含有物を固形分濃度が0.4質量%となるように純水中に添加し、ディスパーザーにて1500rpm、5分の条件で撹拌した試料である。
上記試料のpHが7以上であることにより、微細繊維状セルロースの官能基の対イオンがナトリウムイオンとなり、微細繊維状セルロース同士が静電反発し、溶媒中で容易に分散する。
上記試料のpHが11以下とすることにより、系内のアルカリ濃度を抑え、微細繊維状セルロースの静電反発力による溶媒中での分散性を向上させることができる。
In the fibrillar cellulose-containing product of the present invention, the pH of the following sample is preferably 7 or more and 11 or less, more preferably the pH of the following sample is 8 or more and 10.5 or less, but it is not particularly limited. The said sample is a sample which added the said fine fibrous cellulose containing substance in pure water so that solid content concentration might be 0.4 mass%, and was stirred on 1500 rpm and the conditions for 5 minutes by the disperser.
When the pH of the sample is 7 or more, the counter ion of the functional group of the fine fibrous cellulose becomes a sodium ion, and the fine fibrous celluloses electrostatically repel each other to be easily dispersed in the solvent.
By setting the pH of the sample to 11 or less, the alkali concentration in the system can be suppressed, and the dispersibility of the fine fibrous cellulose in the solvent due to electrostatic repulsion can be improved.
<微細繊維状セルロース含有物の再分散物>
本発明の微細繊維状セルロース含有物を、溶媒に再懸濁させることによって微細繊維状セルロース再分散物を得ることができる。
<Redispersion of fine fibrous cellulose content>
A fine fibrous cellulose redispersion can be obtained by resuspending the fine fibrous cellulose content of the present invention in a solvent.
微細繊維状セルロース含有物を得るために使用する溶媒の種類は、特に限定されない。溶媒の具体例としては、水、有機溶媒単独、並びに水と有機溶媒との混合物を挙げることができる。有機溶媒としては、例えば、アルコール類、多価アルコール類、ケトン類、エーテル類、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)等が挙げられる。アルコール類としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−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、エチレングリコール、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等が挙げられる。エーテル類としては、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、エチレングリコールモノt−ブチルエーテル等が挙げられる。有機溶媒は、1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。上記の中でも、溶媒は、好ましくは、アルコール類と水との混合物、エーテル類と水との混合物、又はDMSOと水との混合物である。 The type of solvent used to obtain the fine fibrous cellulose inclusion is not particularly limited. Specific examples of the solvent include water, an organic solvent alone, and a mixture of water and an organic solvent. Examples of the organic solvent include alcohols, polyhydric alcohols, ketones, ethers, dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc) and the like. As alcohols, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, t-butyl alcohol etc. are mentioned. Examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol and glycerin. Examples of ketones include acetone and methyl ethyl ketone. As ethers, diethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono n-butyl ether, ethylene glycol mono t-butyl ether, etc. may be mentioned. The organic solvent may be used alone or in combination of two or more. Among the above, the solvent is preferably a mixture of alcohols and water, a mixture of ethers and water, or a mixture of DMSO and water.
微細繊維状セルロースの再分散は常法により行うことができる。例えば、本発明の微細繊維状セルロース含有物に、上記した溶媒を添加して微細繊維状セルロースを含有する液を調製する工程と、この微細繊維状セルロースを含有する液中の微細繊維状セルロースを分散させる工程により、再分散を行うことができる。 Redispersion of the fine fibrous cellulose can be carried out by a conventional method. For example, the above-described solvent is added to the fine fibrous cellulose-containing substance of the present invention to prepare a solution containing fine fibrous cellulose, and the fine fibrous cellulose in the solution containing the fine fibrous cellulose Redispersion can be performed by the dispersing step.
本発明の微細繊維状セルロース含有物に溶媒を添加して微細繊維状セルロースを含有する液を調製する際、微細繊維状セルロースの含有量を液全体に対して0.1質量%〜10質量%にすることが好ましい。微細繊維状セルロース含有量を微細繊維状セルロース含有液に対して0.2質量%〜3質量%にすることがより好ましい。含有量が0.1質量%以上であれば、微細繊維状セルロースの分散安定性が高くなり、含有量が10質量%以下であれば、微細繊維状セルロースの粘性が高くなりすぎず、ハンドリングが比較的容易になる。微細繊維状セルロース含有量は、溶媒の添加量によって調整でき、溶媒の添加量を多くする程、微細繊維状セルロース含有量が低くなる。 When adding a solvent to the fine fibrous cellulose-containing substance of the present invention to prepare a solution containing fine fibrous cellulose, the content of the fine fibrous cellulose is 0.1% by mass to 10% by mass with respect to the whole solution It is preferable to More preferably, the content of the fine fibrous cellulose is 0.2% by mass to 3% by mass with respect to the fine fibrous cellulose-containing liquid. If the content is 0.1% by mass or more, the dispersion stability of the fine fibrous cellulose will be high, and if the content is 10% by mass or less, the viscosity of the fine fibrous cellulose will not be too high, and the handling will be It becomes relatively easy. The fine fibrous cellulose content can be adjusted by the addition amount of the solvent, and the fine fibrous cellulose content decreases as the addition amount of the solvent increases.
微細繊維状セルロースを分散させる工程に用いる分散装置としては、上記の<繊維状セルロースの微細化処理>において記載した解繊処理装置と同様のものを使用することができる。 As a dispersion apparatus used for the process to which fine fibrous cellulose is disperse | distributed, the thing similar to the disintegration processing apparatus described in said <fine-ization processing of fibrous cellulose> can be used.
上記により得られた微細繊維状セルロース再分散物は、微細繊維状セルロースの濃度は、好ましくは0.1質量%以上であり、より好ましくは0.5質量%以上であり、より好ましくは1質量%以上であり、さらに好ましくは3質量%以上である。微細繊維状セルロースの濃度の上限は特に限定されないが、一般的には、10質量%以下である。微細繊維状セルロースの濃度を上記の範囲内にすることにより、塗工の際の取り扱いが良好になり、分散安定性に優れる。分散性は、ホモディスパー等による分散処理を施し、その直後の液を目視で観察して、沈殿が認められるか否かで評価することができる。 The fine fibrous cellulose redispersion obtained as described above preferably has a fine fibrous cellulose concentration of 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 1% by mass. % Or more, more preferably 3% by mass or more. Although the upper limit of the concentration of fine fibrous cellulose is not particularly limited, it is generally 10% by mass or less. When the concentration of the fine fibrous cellulose is in the above range, the handling at the time of coating becomes good, and the dispersion stability is excellent. The dispersibility can be evaluated by performing dispersion treatment with a homodisper or the like, visually observing the liquid immediately after that, and judging whether or not precipitation is observed.
<他の成分>
本発明の微細繊維状セルロース含有物には、界面活性剤が含まれてもよい。界面活性剤を含めることにより、表面張力が低下して、工程基材に対する濡れ性を高めることができ、微細繊維状セルロース含有シートをより容易に形成できる。
<Other ingredients>
The fine fibrous cellulose-containing substance of the present invention may contain a surfactant. By including the surfactant, the surface tension can be reduced to improve the wettability to the process substrate, and the fine fibrous cellulose-containing sheet can be formed more easily.
界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤を使用することができる。セルロースがアニオン性である場合、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤が好ましく、セルロースがカチオン性である場合、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤が好ましい。 As surfactant, nonionic surfactant, anionic surfactant, and cationic surfactant can be used. When cellulose is anionic, nonionic surfactants and anionic surfactants are preferable, and when cellulose is cationic, nonionic surfactants and cationic surfactants are preferable.
本発明の微細繊維状セルロース含有物は、微細繊維状セルロース以外の繊維(以下、「追加繊維」という)を少なくとも1種以上混合して調製することもできる。追加繊維としては、例えば、無機繊維、有機繊維、合成繊維等、半合成繊維、再生繊維が挙げられるが、特に限定されない。無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、岩石繊維、金属繊維等が挙げられるがこれらに限定されない。有機繊維としては、例えば、セルロース、炭素繊維、パルプ、キチン、キトサン等の天然物由来の繊維等が挙げられるがこれらに限定されない。合成繊維としては、例えば、ナイロン、ビニロン、ビニリデン、ポリエステル、ポリオレフィン(例えばポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリウレタン、アクリル、ポリ塩化ビニル、アラミド等が挙げられるがこれらに限定されない。半合成繊維としては、アセテート、トリアセテート、プロミックス等が挙げられるがこれらに限定されない。再生繊維としては、例えば、レーヨン、キュプラ、ポリノジックレーヨン、リヨセル、テンセル等が挙げられるがこれらに限定されない。前記追加繊維は、必要に応じて化学的処理、解繊処理等の処理を施すことができる。追加繊維に化学的処理、解繊処理等の処理を施す場合、微細繊維と混合してから化学的処理、解繊処理等の処理を施すこともできるし、追加繊維に化学的処理、解繊処理等の処理を施してから微細繊維と混合することもできる。追加繊維を混合する場合、微細繊維と追加繊維の合計量における追加繊維の添加量は特に限定されないが、好ましくは50質量%以下であり、より好ましくは40質量%以下であり、さらに好ましくは30質量%以下である。特に好ましくは20質量%以下である。 The fine fibrous cellulose-containing material of the present invention can also be prepared by mixing at least one or more types of fibers other than fine fibrous cellulose (hereinafter referred to as "additional fibers"). Examples of the additional fibers include, but are not particularly limited to, inorganic fibers, organic fibers, synthetic fibers and the like, semi-synthetic fibers, and regenerated fibers. Examples of inorganic fibers include, but are not limited to, glass fibers, rock fibers, metal fibers and the like. Examples of organic fibers include, but are not limited to, fibers derived from natural products such as cellulose, carbon fibers, pulp, chitin, chitosan and the like. Examples of synthetic fibers include, but are not limited to, nylon, vinylon, vinylidene, polyester, polyolefin (eg, polyethylene, polypropylene etc.), polyurethane, acrylic, polyvinyl chloride, aramid etc. Semi-synthetic fibers include, but are not limited to, acetate, triacetate, promix, and the like. Examples of the regenerated fiber include, but not limited to, rayon, cupra, polynozic rayon, lyocell, tencel and the like. The additional fibers can be subjected to treatments such as chemical treatment and defibration treatment as required. When the additional fiber is treated with chemical treatment or defibration treatment, it may be mixed with the fine fiber and then treated with chemical treatment, defibration treatment or the like, or the additional fiber may be chemically treated with disintegration treatment. It can be mixed with the fine fiber after being subjected to a treatment such as treatment. When the additional fiber is mixed, the addition amount of the additional fiber in the total amount of the fine fiber and the additional fiber is not particularly limited, but is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, further preferably 30 It is less than mass%. Particularly preferably, it is at most 20% by mass.
本発明の微細繊維状セルロース含有物には、親水性高分子を添加してもよい。親水性高分子としては、特に限定されない。例えば、ポリエチレングリコール、セルロース誘導体(ヒドロキシエチルセルロース,カルボキシエチルセルロース,カルボキシメチルセルロース等)、カゼイン、デキストリン、澱粉、変性澱粉等が挙げられる。また、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)が挙げられる。さらにポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸塩類、ポリアクリルアミド、アクリル酸アルキルエステル共重合体、ウレタン系共重合体等が挙げられる。 A hydrophilic polymer may be added to the fine fibrous cellulose-containing substance of the present invention. The hydrophilic polymer is not particularly limited. For example, polyethylene glycol, cellulose derivatives (hydroxyethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose etc.), casein, dextrin, starch, modified starch etc. may be mentioned. In addition, polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol (acetoacetylated polyvinyl alcohol and the like) can be mentioned. Furthermore, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl methyl ether, polyacrylates, polyacrylamide, alkyl acrylate copolymer, urethane copolymer and the like can be mentioned.
また親水性高分子の代わりに親水性の低分子化合物を用いることもできる。親水性の低分子化合物としては、特に限定されない。例えば、グリセリン、エリトリトール、キシリトール、ソルビトール、ガラクチトール、マンニトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール等が挙げられる。親水性高分子、または親水性の低分子化合物を添加する場合の添加量は、特に限定されない。例えば、微細繊維の固形分100質量部に対し、1〜200質量部、好ましくは1〜150質量部、より好ましくは2〜120質量部、さらに好ましくは3〜100質量部である。 Also, instead of hydrophilic polymers, hydrophilic low molecular weight compounds can also be used. The hydrophilic low molecular weight compound is not particularly limited. For example, glycerin, erythritol, xylitol, sorbitol, galactitol, mannitol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol and the like can be mentioned. The addition amount in the case of adding a hydrophilic polymer or a hydrophilic low molecular weight compound is not particularly limited. For example, the amount is 1 to 200 parts by mass, preferably 1 to 150 parts by mass, more preferably 2 to 120 parts by mass, and still more preferably 3 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the fine fiber.
<用途>
本発明による微細繊維状セルロース含有物の用途は特に限定されない。一例としては、微細繊維状セルロース再分散スラリーを用いて製膜し、各種フィルムとして使用することができる。別の例としては、微細繊維状セルロース再分散スラリーは、増粘剤として各種用途(例えば、食品、化粧品、セメント、塗料、インクなどへの添加物など)に使用することができる。さらに、樹脂やエマルションと混合し補強材としての用途にしようすることもできる。
<Use>
The use of the fine fibrous cellulose-containing material according to the present invention is not particularly limited. As an example, it can be formed into a film using a fine fibrous cellulose redispersion slurry, and can be used as various films. As another example, the fine fibrous cellulose redispersion slurry can be used as a thickener for various applications (eg, additives to food, cosmetics, cement, paint, ink, etc.). Furthermore, it can be used as a reinforcing material by mixing with a resin or an emulsion.
以下の実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲は以下の実施例により限定されるものではない。 The present invention will be more specifically described by the following examples, but the scope of the present invention is not limited by the following examples.
製造例1:微細繊維状セルロース(CNF)の製造
尿素100g、リン酸二水素ナトリウム二水和物55.3g、リン酸水素二ナトリウム41.3gを109gの水に溶解させてリン酸化試薬を調製した。
乾燥した針葉樹晒クラフトパルプの抄上げシートをカッターミルおよびピンミルで処理し、綿状の繊維にした。この綿状の繊維を絶乾質量で100g取り、リン酸化試薬をスプレーでまんべんなく吹きかけた後、手で練り合わせ、薬液含浸パルプを得た。
Production Example 1: Production of fine fibrous cellulose (CNF) A phosphorylation reagent is prepared by dissolving 100 g of urea, 55.3 g of sodium dihydrogen phosphate dihydrate, and 41.3 g of disodium hydrogen phosphate in 109 g of water. did.
The dried softwood bleached kraft pulp pickup sheet was treated with a cutter mill and a pin mill to give flocculent fibers. 100 g of this cotton-like fiber was taken at bone dry mass, and a phosphation reagent was evenly sprayed with a spray, and then it was mixed by hand to obtain a drug-impregnated pulp.
得られた薬液含浸パルプを140℃に加熱したダンパー付きの送風乾燥機にて、160分間加熱処理し、リン酸化パルプを得た。
得られたリン酸化パルプをパルプ質量で100g分取し、10Lのイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた後、濾過脱水して、脱水シートを得る工程を2回繰り返した。ここで得られた脱水シートを脱水シートAと称する。
The resulting chemical-impregnated pulp was heated for 160 minutes with a damper-equipped air drier heated to 140 ° C. to obtain a phosphorylated pulp.
100 g of the resulting phosphorylated pulp is taken, and 10 L of ion exchanged water is poured, stirred and uniformly dispersed, and then filtered and dewatered to obtain a dewatered sheet, which is repeated twice. The dewatering sheet obtained here is referred to as dewatering sheet A.
次いで、上記で得られた脱水シートを10Lのイオン交換水で希釈し、攪拌しながら、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ添加し、pHが12〜13のパルプスラリーを得た。 Next, the dehydrated sheet obtained above was diluted with 10 L of ion exchanged water, and while stirring, a 1N aqueous solution of sodium hydroxide was added little by little to obtain a pulp slurry having a pH of 12 to 13.
その後、このパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、10Lのイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた後、濾過脱水して、脱水シートを得る工程を2回繰り返した。
濃度が0.5質量%になるようイオン交換水で希釈した後、解繊処理装置(エムテクニック社製、クレアミックス−2.2S)を用いて、21500回転/分の条件で30分間解繊処理して、微細繊維状セルースであるCNF1を得た。
Thereafter, the pulp slurry is dewatered to obtain a dewatered sheet, and then 10 L of ion-exchanged water is poured, and after stirring and uniformly dispersing, the step of dewatering by filtration is repeated twice to obtain the dewatered sheet.
After diluting with ion exchange water to a concentration of 0.5% by mass, disaggregation is carried out for 30 minutes under conditions of 21500 rotations / min using a disintegration processor (Clarix-2.2S manufactured by Emtechnics Co., Ltd.) It was processed to obtain CNF1, a fine fibrous cellulose.
・導入された置換基量
上記の脱水シートAについて、次に示す滴定法でリン酸基の導入量を測定した。
[置換基導入量(リン酸基導入量)の測定]
置換基導入量は、繊維原料へのリン酸基の導入量であり、この値が大きいほど、多くのリン酸基が導入されている。置換基導入量は、対象となる微細繊維状セルロースをイオン交換水で含有量が0.2質量%となるように希釈した後、イオン交換樹脂による処理、アルカリを用いた滴定によって測定した。イオン交換樹脂による処理では、0.2質量%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。その後、目開き90μmのメッシュ上に注ぎ、樹脂とスラリーを分離した。アルカリを用いた滴定では、イオン交換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加えながら、スラリーが示す電気伝導度の値の変化を計測した。すなわち、図1に示した曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して、置換基導入量(mmol/g)とした。
リン酸基導入量は1.54mmol/gであった。
-Amount of introduced substituent The introduced amount of phosphoric acid group was measured for the above-mentioned dehydrated sheet A by the following titration method.
[Measurement of amount of introduced substituent (amount of introduced phosphoric acid group)]
The substituent introduction amount is the introduction amount of the phosphate group to the fiber material, and the larger the value, the more phosphate groups are introduced. The amount of introduced substituent was measured by diluting the target fine fibrous cellulose with ion exchange water so that the content would be 0.2% by mass, and then treating with an ion exchange resin and titration using an alkali. In the treatment with ion exchange resin, 1/10 strongly acidic ion exchange resin (Amberjet 1024; Organo Corporation, conditioned) is added to a 0.2% by mass fibrous cellulose-containing slurry and shaken for 1 hour Did. Then, it poured on the mesh of 90 micrometers of openings, and the resin and the slurry were isolate | separated. In the titration using an alkali, the change in the value of electric conductivity exhibited by the slurry was measured while adding a 0.1 N aqueous solution of sodium hydroxide to the fibrous cellulose-containing slurry after ion exchange. That is, the amount of alkali (mmol) required in the first region of the curve shown in FIG. 1 was divided by the solid content (g) in the slurry to be titrated to obtain a substituent introduction amount (mmol / g).
The phosphoric acid group introduction amount was 1.54 mmol / g.
<繊維幅の測定>
CNF1の繊維幅を下記の方法で測定した。
解繊パルプスラリーの上澄み液を濃度0.01〜0.1質量%に水で希釈し、親水化処理したカーボングリッド膜に滴下した。乾燥後、酢酸ウラニルで染色し、透過型電子顕微鏡(日本電子社製、JEOL−2000EX)により観察した。CNF1は、幅4nm程度の微細繊維状セルロースになっていることを確認した。
<Measurement of fiber width>
The fiber width of CNF1 was measured by the following method.
The supernatant liquid of the fibrillated pulp slurry was diluted with water to a concentration of 0.01 to 0.1% by mass and dropped onto a hydrophilized carbon grid film. After drying, it was stained with uranyl acetate and observed with a transmission electron microscope (JEOL-2000EX, manufactured by JEOL Ltd.). It was confirmed that CNF1 was a fine fibrous cellulose having a width of about 4 nm.
実施例1:
CNF1を0.4質量%に希釈した。希釈液100mLに対し、200mLのイソプロパノール(IPA)を添加し、CNF1をゲル化させ、濾別し、ろ紙にて2分間圧搾し、濃縮物を得た。得られた濃縮物をミキサー(BM−RE08−HA、象印製)で1分間処理し粉砕した。
Example 1:
CNF1 was diluted to 0.4% by mass. To 100 mL of the diluted solution, 200 mL of isopropanol (IPA) was added to gel CNF1, filtered off, and squeezed with filter paper for 2 minutes to obtain a concentrate. The obtained concentrate was treated and milled for 1 minute with a mixer (BM-RE08-HA, manufactured by ZOJI).
実施例2:
CNF1を0.4質量%に希釈した。希釈液100mLに対し、100mLのイソプロパノールを添加し、CNF1をゲル化させ、濾別し、ろ紙にて2分間圧搾し、濃縮物を得た。得られた濃縮物をミキサー(BM−RE08−HA、象印製)で1分間処理し粉砕した。
Example 2:
CNF1 was diluted to 0.4% by mass. To 100 mL of the diluted solution, 100 mL of isopropanol was added to gel CNF1, filtered off, and squeezed with filter paper for 2 minutes to obtain a concentrate. The obtained concentrate was treated and milled for 1 minute with a mixer (BM-RE08-HA, manufactured by ZOJI).
実施例3:
2000mLのイソプロパノールを添加する以外は、実施例1と同様にして濃縮物を得て、粉砕した。
Example 3:
A concentrate was obtained and milled as in Example 1 except that 2000 mL of isopropanol was added.
実施例4:
5000mLのイソプロパノールを添加する以外は、実施例1と同様にして濃縮物を得て、粉砕した。
Example 4:
A concentrate was obtained and milled as in Example 1 except that 5000 mL of isopropanol was added.
実施例5:
10000mLのイソプロパノールを添加する以外は、実施例1と同様にして濃縮物を得て、粉砕した。
Example 5:
A concentrate was obtained and milled as in Example 1 except that 10000 mL of isopropanol was added.
実施例6:
CNF1を0.4質量%に希釈した。希釈液100mLに対し、200mLのイソプロパノール(IPA)を添加し、CNF1をゲル化させ、濾別し濃縮物を得た。得られた濃縮物をミキサー(BM−RE08−HA、象印製)で1分間処理し粉砕した。
Example 6:
CNF1 was diluted to 0.4% by mass. To 100 mL of the diluted solution, 200 mL of isopropanol (IPA) was added to gel the CNF 1 and filtered off to obtain a concentrate. The obtained concentrate was treated and milled for 1 minute with a mixer (BM-RE08-HA, manufactured by ZOJI).
実施例7:
圧搾時間を1分間とした以外は実施例1と同様にして濃縮物を得て、粉砕した。
Example 7:
A concentrate was obtained and crushed in the same manner as in Example 1 except that the pressing time was 1 minute.
実施例8:
CNF1を0.4質量%に希釈した。希釈液100mLに対し、200mLのイソプロパノールを添加し、CNF1をゲル化させ、ろ紙により濾別した。濾別したゲルを60℃にて20分乾燥させ、高固形分のCNFを得た。得られた濃縮物をミキサー(BM−RE08−HA、象印製)で1分間処理し粉砕した。
Example 8:
CNF1 was diluted to 0.4% by mass. To 100 mL of the diluted solution, 200 mL of isopropanol was added to gel the CNF 1 and filtered off with filter paper. The filtered gel was dried at 60 ° C. for 20 minutes to obtain high solids CNF. The obtained concentrate was treated and milled for 1 minute with a mixer (BM-RE08-HA, manufactured by ZOJI).
実施例9:
CNF1を0.4質量%に希釈した。希釈液100mLに対し、200mLのイソプロパノールを添加し、CNF1をゲル化させ、ろ紙により濾別した。濾別したゲルを60℃にて30分乾燥させ、高固形分のCNF1を得た。得られた濃縮物をミキサー(BM−RE08−HA、象印製)で1分間処理し粉砕した。
Example 9:
CNF1 was diluted to 0.4% by mass. To 100 mL of the diluted solution, 200 mL of isopropanol was added to gel the CNF 1 and filtered off with filter paper. The filtered gel was dried at 60 ° C. for 30 minutes to obtain CNF1 of high solid content. The obtained concentrate was treated and milled for 1 minute with a mixer (BM-RE08-HA, manufactured by ZOJI).
実施例10:
CNF1を0.4質量%に希釈した。希釈液100mLに対し、200mLのイソプロパノールを添加し、CNFをゲル化させ、ろ紙により濾別した。濾別したゲルを60℃にて60分乾燥させ、高固形分のCNF1を得た。得られた濃縮物をミキサー(BM−RE08−HA、象印製)で1分間処理し粉砕した。
Example 10:
CNF1 was diluted to 0.4% by mass. To 100 mL of the diluted solution, 200 mL of isopropanol was added to gel the CNF, and filtered off with filter paper. The filtered gel was dried at 60 ° C. for 60 minutes to obtain high solids CNF1. The obtained concentrate was treated and milled for 1 minute with a mixer (BM-RE08-HA, manufactured by ZOJI).
実施例11:
CNF1を0.4質量%に希釈した。希釈液100mLに対し、5000mLのイソプロパノールを添加し、CNF1をゲル化させ、ろ紙により濾別した。濾別したゲルを60℃にて60分乾燥させ、高固形分のCNFを得た。得られた濃縮物をミキサー(BM−RE08−HA、象印製)で1分間処理し粉砕した。
Example 11:
CNF1 was diluted to 0.4% by mass. To 100 mL of the diluted solution, 5000 mL of isopropanol was added to gelate CNF 1 and filtered off with filter paper. The filtered gel was dried at 60 ° C. for 60 minutes to obtain high solids CNF. The obtained concentrate was treated and milled for 1 minute with a mixer (BM-RE08-HA, manufactured by ZOJI).
比較例1:
CNF1を0.4質量%に希釈した。希釈液100mLに対し、80mLのイソプロパノールを添加した後、60℃にて60分乾燥させ、22.2%のCNF1を得た。得られた濃縮物をミキサー(BM−RE08−HA、象印製)で1分間処理し粉砕した。
Comparative Example 1:
CNF1 was diluted to 0.4% by mass. After adding 80 mL of isopropanol to 100 mL of the diluted solution, the mixture was dried at 60 ° C. for 60 minutes to obtain 22.2% of CNF1. The obtained concentrate was treated and milled for 1 minute with a mixer (BM-RE08-HA, manufactured by ZOJI).
比較例2:
CNF1を0.4質量%に希釈した。希釈液100mLに対し、20000mLのイソプロパノールを添加し、CNF1をゲル化させ、ろ紙により濾別し、ろ紙にて2分間圧搾し、濃縮物を得た。得られた濃縮物をミキサー(BM−RE08−HA、象印製)で1分間処理し粉砕した。
Comparative example 2:
CNF1 was diluted to 0.4% by mass. To 100 mL of the diluted solution, 20000 mL of isopropanol was added, CNF1 was gelled, filtered through filter paper, and squeezed with filter paper for 2 minutes to obtain a concentrate. The obtained concentrate was treated and milled for 1 minute with a mixer (BM-RE08-HA, manufactured by ZOJI).
各実施例及び各比較例で調製した濃縮物について以下の測定及び評価を行った結果を
下記表に示す。
The results obtained by performing the following measurements and evaluations on the concentrates prepared in the examples and the comparative examples are shown in the following table.
(ヘーズ値の測定)
イオン交換水100mLに対して各実施例及び各比較例で調製した濃縮物を添加し、ディスパーサー(撹拌TKロボミクス、特殊機化工業製)にて1500rpmで5分攪拌し、0.4質量%水溶液(再分散液とも言う)を調製した。
上記0.4質量%水溶液について、JIS規格K7136に準拠し、ヘーズメータ(村上色彩技術研究所社製「HM−150」)を用いてヘーズを測定した。
(Measurement of haze value)
The concentrate prepared in each Example and each Comparative Example is added to 100 mL of ion-exchanged water, and stirred at 1500 rpm for 5 minutes with Disparser (stirred TK Robotics, manufactured by Tokushu Kika Kogyo), 0.4 mass% An aqueous solution (also called redispersion) was prepared.
The haze of the 0.4% by mass aqueous solution was measured using a haze meter ("HM-150" manufactured by Murakami Color Research Laboratory, Inc.) according to JIS Standard K7136.
(分散性評価)
イオン交換水100mLに対して各実施例及び各比較例で調製した濃縮物を添加し、1500rpmで5分攪拌し、0.4質量%水溶液(再分散液とも言う)を調製した。
上記0.4質量%水溶液100mLに疎水化酸化チタン(STV−455、チタン工業株式会社製)を1.0質量%添加した後、ホモミキサーを用いて回転数4,000rpmで5分間攪拌した。30分間静置し、疎水化酸化チタンが水層と分離するか観察した。
◎:全く疎水化酸化チタンが分離せず、均一性を維持している。
○:やや分離した疎水化酸化チタンが存在しているが、全体としては均一性を維持している。
×:疎水化酸化チタン粒子が沈殿もしくは水面に存在し、水層と分離している。
(Dispersibility evaluation)
The concentrate prepared in each Example and each Comparative Example was added to 100 mL of ion-exchanged water, and stirred at 1500 rpm for 5 minutes to prepare a 0.4% by mass aqueous solution (also referred to as a redispersion liquid).
After adding 1.0 mass% of hydrophobized titanium oxide (STV-455, manufactured by Titanium Kogyo Co., Ltd.) to 100 mL of the 0.4 mass% aqueous solution, stirring was performed for 5 minutes at a rotation number of 4,000 rpm using a homomixer. The mixture was allowed to stand for 30 minutes to observe whether the hydrophobized titanium oxide separated from the aqueous layer.
◎: The hydrophobized titanium oxide is not separated at all, maintaining uniformity.
:: A slightly separated hydrophobized titanium oxide is present, but the uniformity is maintained as a whole.
×: hydrophobized titanium oxide particles are present in the precipitate or water surface and separated from the water layer.
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