JP6569482B2 - Underground layer treatment composition, underground layer treatment fluid, method for producing underground layer treatment fluid, and method for treating underground layer - Google Patents
Underground layer treatment composition, underground layer treatment fluid, method for producing underground layer treatment fluid, and method for treating underground layer Download PDFInfo
- Publication number
- JP6569482B2 JP6569482B2 JP2015218195A JP2015218195A JP6569482B2 JP 6569482 B2 JP6569482 B2 JP 6569482B2 JP 2015218195 A JP2015218195 A JP 2015218195A JP 2015218195 A JP2015218195 A JP 2015218195A JP 6569482 B2 JP6569482 B2 JP 6569482B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- underground layer
- fluid
- fine fibrous
- fibrous cellulose
- underground
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Description
本発明は、地下層処理用組成物、地下層処理用流体、地下層処理用流体の製造方法及び地下層の処理方法に関する。具体的には、本発明は、微細繊維状セルロースと非イオン性水溶性高分子を含む地下層処理用組成物、該地下層処理用組成物と流体を含む地下層処理用流体及び地下層処理用流体の製造方法に関する。該地下層処理用流体は地下層の処理方法に用いられる。 The present invention relates to a composition for treating an underground layer, a fluid for treating the underground layer, a method for producing the fluid for treating the underground layer, and a method for treating the underground layer. Specifically, the present invention relates to a composition for treating an underground layer containing fine fibrous cellulose and a nonionic water-soluble polymer, a fluid for treating an underground layer containing the composition for treating the underground layer and a fluid, and a method for treating the underground layer. The present invention relates to a method for producing a working fluid. The underground layer treatment fluid is used in a method for treating the underground layer.
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10μm以上50μm以下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。 In recent years, materials that use reproducible natural fibers have attracted attention due to the substitution of petroleum resources and the growing environmental awareness. Among natural fibers, fibrous cellulose having a fiber diameter of 10 μm or more and 50 μm or less, in particular, fibrous cellulose (pulp) derived from wood has been widely used mainly as a paper product so far.
繊維状セルロースとしては、繊維径が1μm以下の微細繊維状セルロースも知られている。微細繊維状セルロースを含有するシートや複合体は、繊維同士の接点が著しく増加することから、引張強度が大きく向上する。また、繊維幅が可視光の波長より短くなることで、透明度が大きく向上する。このような微細繊維状セルロースは、増粘剤などの用途へ使用できることも知られている。 As the fibrous cellulose, fine fibrous cellulose having a fiber diameter of 1 μm or less is also known. Sheets and composites containing fine fibrous cellulose significantly increase the tensile strength because the contact points between fibers are remarkably increased. Moreover, transparency is greatly improved because the fiber width is shorter than the wavelength of visible light. It is also known that such fine fibrous cellulose can be used for applications such as thickeners.
例えば特許文献1には、微細繊維状セルロースを含有する粘性水系組成物が開示されている。また、特許文献2及び3には、微細繊維状セルロースと他の増粘剤を組み合わせた粘性水系組成物が開示されている。特許文献2では微細繊維状セルロース以外の増粘剤として、カルボキシメチルセルロース、キサンタンガム、デキストリン等が挙げられている。特許文献3では、微細繊維状セルロース以外の増粘剤として、非イオン性の増粘多糖類が挙げられている。特許文献1〜3では、粘性水系組成物を化粧品や医薬品、食品等に添加することが検討されている。 For example, Patent Document 1 discloses a viscous aqueous composition containing fine fibrous cellulose. Patent Documents 2 and 3 disclose viscous aqueous compositions in which fine fibrous cellulose and other thickeners are combined. In Patent Document 2, carboxymethyl cellulose, xanthan gum, dextrin and the like are listed as thickeners other than fine fibrous cellulose. In patent document 3, nonionic thickening polysaccharide is mentioned as thickeners other than a fine fibrous cellulose. In Patent Documents 1 to 3, the addition of a viscous aqueous composition to cosmetics, pharmaceuticals, foods, and the like has been studied.
ところで、地下層や地下区域に存在しているガス、石油又は水のような天然資源は、通常は掘削孔中に掘削流体を循環させながら地下層まで掘削孔を掘ることで回収される。掘削流体としては、例えばフラクチャリング流体や、泥水、セメンチング流体等の地下層の処理のための流体が使用される。これらの流体の多くには増粘剤が含有されており、例えばキサンタンガムなどの天然多糖、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールなどの合成高分子が使用されている。 By the way, natural resources such as gas, oil or water existing in the underground layer or underground area are usually recovered by digging the drilling hole to the underground layer while circulating the drilling fluid in the drilling hole. As the drilling fluid, for example, a fracturing fluid, a fluid for processing an underground layer such as a muddy water, a cementing fluid, or the like is used. Many of these fluids contain a thickener, and for example, natural polysaccharides such as xanthan gum, cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose, and synthetic polymers such as polyacrylamide and polyvinyl alcohol are used.
上述したように微細繊維状セルロースを増粘剤として用いることが検討されている。また、微細繊維状セルロースと他の増粘剤を組み合わせて粘性水系組成物とすることも検討されている。しかしながら、特許文献1〜3では、このような粘性水系組成物を地下層処理用流体として用いることは検討されておらず、地下層処理用流体として必要な物性を備えているものであるか否かは未知であった。 As described above, the use of fine fibrous cellulose as a thickener has been studied. It has also been studied to combine a fine fibrous cellulose with another thickener to form a viscous aqueous composition. However, Patent Documents 1 to 3 do not examine the use of such a viscous aqueous composition as a fluid for underground layer treatment, and whether or not it has physical properties necessary as a fluid for underground layer treatment. It was unknown.
シェールガスやシェールオイルといった天然資源を回収するための地下層処理用流体には、適切な粘性を有することに加えて、適切な粘性を地下層においても維持できる耐熱性や、必要に応じて粘性を低下させ得る分解性、地下層処理後の回収性等が求められる。このように、地下層処理用流体には多様な特性が必要であり、これらの要求を満たすような地下層処理用流体の開発が求められていた。 In addition to having an appropriate viscosity, the underground layer treatment fluid for recovering natural resources such as shale gas and shale oil has not only an appropriate viscosity, but also heat resistance that can maintain an appropriate viscosity even in the underground layer, and viscosity as needed. Is required to be degradable and can be recovered after subsurface treatment. As described above, various properties are required for the underground formation fluid, and the development of an underground formation fluid that satisfies these requirements has been demanded.
そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、適切な粘性を有することに加えて、適切な粘性を地下層においても維持できる耐熱性、必要時に粘性が低下する分解性、及び良好な回収性を兼ね備えた地下層処理用流体となり得る地下層処理用組成物を提供することを目的として検討を進めた。 Therefore, in order to solve such problems of the prior art, the present inventors have heat resistance that can maintain an appropriate viscosity in the underground layer in addition to having an appropriate viscosity, and a decomposition that reduces the viscosity when necessary. In order to provide a composition for underground layer treatment that can be used as a fluid for underground layer treatment that has both a good property and good recoverability, studies have been conducted.
上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、地下層処理用組成物において、繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースと非イオン性水溶性高分子を組み合わせて用いることにより、適切な粘性、適切な粘性を地下層においても維持できる耐熱性、必要時に粘性が低下する分解性、及び良好な回収性を兼ね備えた地下層処理用流体が得られることを見出した。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors combined a non-ionic water-soluble polymer with a fine fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less in the underground layer treatment composition. It has been found that by using it, a fluid for treating the underground layer having an appropriate viscosity, heat resistance that can maintain the appropriate viscosity even in the underground layer, decomposability that lowers the viscosity when necessary, and good recoverability can be obtained. .
Specifically, the present invention has the following configuration.
[1] 繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースと、非イオン性水溶性高分子と、を含む地下層処理用組成物。
[2] 非イオン性水溶性高分子の含有量が、微細繊維状セルロース100質量部に対して1質量部以上100質量部以下含まれる[1]に記載の地下層処理用組成物。
[3] 非イオン性水溶性高分子はグアーガムである[1]又は[2]に記載の地下層処理用組成物。
[4] 微細繊維状セルロースはアニオン性置換基を有するものである[1]〜[3]のいずれかに記載の地下層処理用組成物。
[5] 微細繊維状セルロースはリン酸化セルロース又はマレイン酸化セルロースである[1]〜[4]のいずれかに記載の地下層処理用組成物。
[6] 微細繊維状セルロースは、微細繊維状セルロース1gあたりアニオン性置換基を0.1mmol/g以上3.5mmol/g以下有する[1]〜[5]のいずれかに記載の地下層処理用組成物。
[7] さらにイオン性水溶性高分子を含む[1]〜[6]のいずれかに記載の地下層処理用組成物。
[8] 微細繊維状セルロースの含有量は、地下層処理用組成物の全質量に対して3質量%以上である[1]〜[7]のいずれかに記載の地下層処理用組成物。
[9] 繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースと、非イオン性水溶性高分子と、流体と、を含む地下層処理用流体。
[10] さらに分解剤を含む[9]に記載の地下層処理用流体。
[11] 分解剤は、酸化剤である[9]又は[10]に記載の地下層処理用流体。
[12] さらに平均粒子径が0.1mm以上10mm以下の粒状物を含む[9]〜[11]のいずれかに記載の地下層処理用流体。
[13] 液温25℃においてB型粘度計を用いて測定される回転数3rpm、測定時間3分での粘度が3000mPa・s以上である[9]〜[12]のいずれかに記載の地下層処理用流体。
[14] 地下層処理用流体にペルオキソ二硫酸アンモニウムを0.06質量%となるように添加し、70℃で6時間静置した後の上澄み液の粘度であって、液温25℃においてB型粘度計を用いて測定される回転数3rpm、測定時間3分での粘度が800mPa・s以下である[9]〜[13]のいずれかに記載の地下層処理用流体。
[15] 繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースと、非イオン性水溶性高分子を混合し、地下層処理用組成物を得る工程と、地下層処理用組成物と流体を混合する工程と、を含む地下層処理用流体の製造方法。
[16] 地下層処理用組成物を得る工程の後に、分解剤を添加する工程をさらに含む[15]に記載の地下層処理用流体の製造方法。
[17]地下層処理用組成物を得る工程の後に、平均粒子径が0.1mm以上10mm以下の粒状物を添加する工程をさらに含む[15]又は[16]に記載の地下層処理用流体の製造方法。
[18] [9]〜[14]のいずれかに記載の地下層処理用流体を地下層に流入させる工程を含む地下層の処理方法。
[19] 地下層処理用流体を地下層に流入させる工程の後に、微細繊維状セルロースと、非イオン性水溶性高分子と、流体とを少なくとも含む処理後流体を回収する工程をさらに含む[18]に記載の地下層の処理方法。
[20] 地下層処理用流体を地下層に流入させる工程と、処理後流体を回収する工程の間には、平均粒子径が0.1mm以上10mm以下の粒状物を沈降させる工程を含む[18]又は[19]に記載の地下層の処理方法。
[1] A composition for treating an underground layer comprising fine fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a nonionic water-soluble polymer.
[2] The composition for underground layer treatment according to [1], wherein the content of the nonionic water-soluble polymer is 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the fine fibrous cellulose.
[3] The underground treatment composition according to [1] or [2], wherein the nonionic water-soluble polymer is guar gum.
[4] The composition for underground layer treatment according to any one of [1] to [3], wherein the fine fibrous cellulose has an anionic substituent.
[5] The composition for underground layer treatment according to any one of [1] to [4], wherein the fine fibrous cellulose is phosphorylated cellulose or maleated cellulose.
[6] The microfibrous cellulose has an anionic substituent of 0.1 mmol / g or more and 3.5 mmol / g or less per gram of the fine fibrous cellulose, for underground layer treatment according to any one of [1] to [5] Composition.
[7] The underground treatment composition according to any one of [1] to [6], further comprising an ionic water-soluble polymer.
[8] The composition for underground layer treatment according to any one of [1] to [7], wherein the content of the fine fibrous cellulose is 3% by mass or more based on the total mass of the composition for underground layer treatment.
[9] A fluid for treating an underground layer, comprising fine fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less, a nonionic water-soluble polymer, and a fluid.
[10] The underground layer treatment fluid according to [9], further including a decomposition agent.
[11] The underground layer treatment fluid according to [9] or [10], wherein the decomposing agent is an oxidizing agent.
[12] The underground layer treatment fluid according to any one of [9] to [11], further including a granular material having an average particle diameter of 0.1 mm to 10 mm.
[13] The underground according to any one of [9] to [12], wherein the viscosity at a liquid temperature of 25 ° C. measured with a B-type viscometer is 3 rpm and the viscosity at a measurement time of 3 minutes is 3000 mPa · s or more. Layer processing fluid.
[14] The viscosity of the supernatant liquid after adding ammonium peroxodisulfate to the underground layer treatment fluid to 0.06% by mass and allowing to stand at 70 ° C. for 6 hours. The fluid for underground layer treatment according to any one of [9] to [13], wherein the viscosity at a rotation speed of 3 rpm and a measurement time of 3 minutes measured using a viscometer is 800 mPa · s or less.
[15] A step of mixing fine fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a nonionic water-soluble polymer to obtain a composition for treating an underground layer, and a step of mixing a composition for treating an underground layer and a fluid, The manufacturing method of the fluid for underground layer processing containing this.
[16] The method for producing a fluid for underground formation treatment according to [15], further including a step of adding a decomposing agent after the step of obtaining the composition for underground formation treatment.
[17] The underground treatment fluid according to [15] or [16], further including a step of adding a granular material having an average particle diameter of 0.1 mm or more and 10 mm or less after the step of obtaining the composition for treatment of the underground formation. Manufacturing method.
[18] A method for treating an underground layer including a step of causing the underground layer processing fluid according to any one of [9] to [14] to flow into the underground layer.
[19] After the step of flowing the underground layer treatment fluid into the underground layer, the method further includes a step of recovering the treated fluid containing at least the fine fibrous cellulose, the nonionic water-soluble polymer, and the fluid [18] ] The processing method of the underground layer of description.
[20] Between the step of allowing the underground layer processing fluid to flow into the underground layer and the step of recovering the treated fluid, a step of sinking particulate matter having an average particle diameter of 0.1 mm to 10 mm is included [18. ] Or the underground layer processing method according to [19].
本発明によれば、適切な粘性、適切な粘性を地下層においても維持できる耐熱性、必要時に粘性が低下する分解性、及び良好な回収性を兼ね備えた地下層処理用流体となり得る地下層処理用組成物を得ることができる。本発明で得られる地下層処理用流体は上記の特性を備えているため、混合時にはプロパントに代表される地下層処理に用いられる粒状物の分散性(支持性)に優れているが、必要時に粒状物を容易に沈降させることができ、さらに、地下層処理後には粘性が低い状態で流体を回収することができる。 According to the present invention, an underground layer treatment that can be an underground layer treatment fluid that has appropriate viscosity, heat resistance that can maintain an appropriate viscosity even in the underground layer, decomposability that lowers viscosity when necessary, and good recoverability. The composition for use can be obtained. Since the underground layer treatment fluid obtained in the present invention has the above-mentioned characteristics, it is excellent in the dispersibility (supportability) of the granular material used for the underground layer treatment represented by proppant during mixing. The particulate matter can be easily settled, and the fluid can be recovered in a state of low viscosity after the underground layer treatment.
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The description of the constituent elements described below may be made based on representative embodiments and specific examples, but the present invention is not limited to such embodiments.
(地下層処理用組成物)
本発明は、繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースと、非イオン性水溶性高分子とを含む地下層処理用組成物に関する。本発明の地下層処理用組成物は、地下層の処理用途に応じた適切な粘性を有する組成物であるから、地下層処理用増粘剤として使用することもできる。
(Underground treatment composition)
The present invention relates to a composition for treating an underground layer comprising fine fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a nonionic water-soluble polymer. Since the underground treatment composition of the present invention is a composition having an appropriate viscosity according to the treatment use of the underground formation, it can also be used as a thickening agent for underground formation treatment.
本発明の地下層処理用組成物にさらに、水等の流体を混合することにより地下層処理用流体が作製される。このような地下層処理用流体は、適切な粘性を有する。このため、地下層処理用流体は、地下層に運搬されるプロパント等の粒状物を均一に分散し得る分散性(支持性)を有する。また、地下層領域はマグマ等の熱により高温であるが、本発明で得られる地下層処理用流体は、適切な粘性を地下層においても維持することができる。すなわち、地下層処理用流体は耐熱性を有している。さらに、本発明で得られる地下層処理用流体は、分解剤等により必要時に粘性が低下する性質を有する。地下層処理用流体の粘性が低下した場合は、運搬されたプロパント等の粒状物が沈降し、その場に留まることができる。そして、粘性が低下した処理後流体は回収が容易であるという利点を有する。本発明で得られる地下層処理用流体は処理後の粘性が低いことに加え、時間経過時であってもゲル化することが抑制されているため、良好な回収性を有している。以上のように、本発明の地下層処理用組成物から得られる地下層処理用流体は、適切な粘性、適切な粘性を地下層においても維持できる耐熱性、必要時に粘性が低下する分解性、及び良好な回収性を兼ね備えている。
従来の微細繊維状セルロースを含有する組成物においては増粘性が得られることが知られているが、地下層処理用組成物においては、増粘性のみでは地下層処理の目的を達成することができない。地下層処理用組成物は、処理前の増粘性(プロパント等の粒状物を均一に分散し得る分散性)に加えて、耐熱性、分解性及び回収性の全ての特性を有することによってはじめてその目的を達成し得るものである。本発明は、従来の組成物からは予測できない耐熱性、分解性及び回収性等の新たな特性を発見したものであり、地下層処理用の用途としては全く新規の組成物に関するものである。
The underground layer treatment fluid is prepared by further mixing a fluid such as water with the underground layer treatment composition of the present invention. Such underground layer treatment fluid has an appropriate viscosity. For this reason, the underground processing fluid has dispersibility (supportability) that can uniformly disperse granular materials such as proppant transported to the underground layer. Moreover, although an underground layer area | region is high temperature with the heat | fever of magma etc., the fluid for underground layer processing obtained by this invention can maintain appropriate viscosity also in an underground layer. That is, the underground layer processing fluid has heat resistance. Furthermore, the underground layer treatment fluid obtained by the present invention has a property that the viscosity is lowered when necessary by a decomposition agent or the like. When the viscosity of the underground layer treatment fluid decreases, the transported particulate matter such as proppant can settle and stay in place. And the post-processed fluid with reduced viscosity has the advantage that it can be easily recovered. In addition to having a low viscosity after treatment, the underground layer treatment fluid obtained in the present invention has good recoverability because gelation is suppressed even when time passes. As described above, the underground layer treatment fluid obtained from the underground layer treatment composition of the present invention has an appropriate viscosity, heat resistance that can maintain an appropriate viscosity even in the underground layer, and a degradability that reduces the viscosity when necessary. And good recoverability.
It is known that thickening can be obtained in a composition containing conventional fine fibrous cellulose, but in the composition for treating an underground layer, the purpose of treating the underground layer cannot be achieved only by increasing the viscosity. . In addition to thickening before treatment (dispersibility that can uniformly disperse particulates such as proppant), the composition for underground layer treatment is not the only one that has all the characteristics of heat resistance, decomposability and recoverability. The objective can be achieved. The present invention has discovered new properties such as heat resistance, decomposability, and recoverability that cannot be predicted from conventional compositions, and relates to a completely new composition for use in underground formation treatment.
地下層処理用組成物はそれ自体が一定量以上の水分を含むものであるから、地下層処理用組成物そのものを地下層処理用流体として用いることができる。この場合、地下層処理用流体の項目で規定した各物性は地下層処理用組成物の各物性となる。
但し、地下層処理用流体は大半が水分であるため、輸送のコスト等を勘案した場合、処理直前に処理現場において調製されることが好ましい。このため、地下層処理用組成物はある程度濃縮されたものであることが好ましく、地下層処理用流体は、濃縮された地下層処理用組成物と流体とを混合した流体であることが好ましい。具体的には、地下層処理用組成物中の微細繊維状セルロースの含有量は、地下層処理用組成物の全質量に対して3質量%以上であってもよく、5質量%以上であってもよい。
Since the underground layer treatment composition itself contains a certain amount or more of water, the underground layer treatment composition itself can be used as the underground layer treatment fluid. In this case, the physical properties specified in the item of the underground layer treatment fluid are the physical properties of the underground layer treatment composition.
However, since most of the underground layer processing fluid is moisture, it is preferable that the fluid is prepared at the processing site immediately before processing in consideration of transportation costs and the like. For this reason, the underground layer treatment composition is preferably concentrated to some extent, and the underground layer treatment fluid is preferably a fluid obtained by mixing the concentrated underground layer treatment composition and the fluid. Specifically, the content of the fine fibrous cellulose in the underground layer treatment composition may be 3% by mass or more with respect to the total mass of the underground layer treatment composition, and is 5% by mass or more. May be.
<非イオン性水溶性高分子>
本発明の地下層処理用組成物は非イオン性水溶性高分子を含む。非イオン性水溶性高分子は、地下層処理用組成物や地下層処理用流体において、膨潤作用による立体障害により、微細繊維状セルロースの凝集を防ぎ分散を安定化させていると考えられる。このような効果は、微細繊維状セルロースと非イオン性水溶性高分子を組み合わせて用いた場合に、相乗効果として現れるものと考えられる。また、非イオン性水溶性高分子は微細繊維状セルロースが分解された後に再凝集することも抑制することができ、このような再凝集抑制効果を長時間に亘って持続することができる。
<Nonionic water-soluble polymer>
The underground layer treatment composition of the present invention contains a nonionic water-soluble polymer. It is considered that the nonionic water-soluble polymer stabilizes the dispersion by preventing aggregation of fine fibrous cellulose due to the steric hindrance due to the swelling action in the composition for treating the underground layer and the fluid for treating the underground layer. Such an effect is considered to appear as a synergistic effect when a combination of fine fibrous cellulose and a nonionic water-soluble polymer is used. Moreover, the nonionic water-soluble polymer can also suppress reaggregation after the fine fibrous cellulose is decomposed, and can maintain such a reaggregation suppressing effect for a long time.
本発明の地下層処理用組成物における非イオン性水溶性高分子の含有量は、微細繊維状セルロース100質量部に対して1質量部以上100質量部以下であることが好ましい。非イオン性水溶性高分子の含有量は微細繊維状セルロース100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、3質量部以上であることがより好ましく、5質量部以上であることがさらに好ましい。また、非イオン性水溶性高分子の含有量は、100質量部以下であることが好ましく、80質量部以下であることがより好ましく、60質量部以下であることがさらに好ましく、50質量部以下であることがよりさらに好ましく、30質量部以下であることが特に好ましい。 The content of the nonionic water-soluble polymer in the underground layer treatment composition of the present invention is preferably 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the fine fibrous cellulose. The content of the nonionic water-soluble polymer is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the fine fibrous cellulose, and 5 parts by mass or more. Is more preferable. The content of the nonionic water-soluble polymer is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 80 parts by mass or less, further preferably 60 parts by mass or less, and 50 parts by mass or less. It is still more preferable that it is 30 mass parts or less.
非イオン性水溶性高分子としては、タマリンドガム、グルコマンナン、グアーガム、ローカストビーンガム、プルランなどの水溶性多糖類、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロースなどのセルロース誘導体、生デンプン、エーテル化デンプン、エステル化デンプン、アミロースなどのデンプン類、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリビニルピロリドン、ポリグリセリン等の合成高分子等が挙げられるが、これらに限定されない。中でも、非イオン性水溶性高分子は、タマリンドガム、グルコマンナン、グアーガム、ローカストビーンガム、プルランなどの水溶性多糖類から選択される少なくとも1種であることが好ましく、グアーガムであることがより好ましい。
なお、本願明細書において非イオン性とは、分子中にイオン的に解離するイオン性官能基を有しないことを意味する。
Nonionic water-soluble polymers include water-soluble polysaccharides such as tamarind gum, glucomannan, guar gum, locust bean gum, pullulan, cellulose derivatives such as alkyl cellulose and hydroxyalkyl cellulose, raw starch, etherified starch, esterification Examples thereof include, but are not limited to, starches such as starch and amylose, synthetic polymers such as polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyoxyalkylene alkyl ether, polyvinyl pyrrolidone, and polyglycerin. Among these, the nonionic water-soluble polymer is preferably at least one selected from water-soluble polysaccharides such as tamarind gum, glucomannan, guar gum, locust bean gum, pullulan, and more preferably guar gum. .
In the present specification, the term “nonionic” means that the molecule does not have an ionic functional group that is ionically dissociated.
<微細繊維状セルロース>
微細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、脱墨パルプを挙げることができる。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)、溶解パルプ(DP)、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)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の1種を単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。上記パルプの中で、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。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。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傾向がある。
<Fine fibrous cellulose>
Although it does not specifically limit as a fibrous cellulose raw material for obtaining a fine fibrous cellulose, It is preferable to use a pulp from the point of being easy to acquire and cheap. Examples of the pulp include wood pulp, non-wood pulp, and deinked pulp. Examples of wood pulp include hardwood kraft pulp (LBKP), softwood kraft pulp (NBKP), sulfite pulp (SP), dissolved pulp (DP), soda pulp (AP), unbleached kraft pulp (UKP), oxygen bleached craft Chemical pulps such as pulp (OKP) are listed. Moreover, semi-chemical pulps such as semi-chemical pulp (SCP) and chemi-ground wood pulp (CGP), mechanical pulps such as ground wood pulp (GP), thermomechanical pulp (TMP, BCTMP) and the like can be mentioned, but are not particularly limited. Non-wood pulp includes cotton pulp such as cotton linter and cotton lint, non-wood pulp such as hemp, straw and bagasse, cellulose isolated from sea squirts and seaweed, chitin, chitosan, etc., but is not particularly limited. . The deinking pulp includes deinking pulp made from waste paper, but is not particularly limited. The pulp of this embodiment may be used alone or in combination of two or more. Among the above pulps, wood pulp containing cellulose and deinked pulp are preferable in terms of availability. Among wood pulps, chemical pulp has a large cellulose ratio, so the yield of fine fibrous cellulose during fiber refinement (defibration) is high, and the degradation of cellulose in the pulp is small, and the fineness of long fibers with a large axial ratio is high. This is preferable in that fibrous cellulose is obtained. Of these, kraft pulp and sulfite pulp are most preferably selected. Sheets containing long fibrous fine fibrous cellulose having a large axial ratio tend to provide high strength.
微細繊維状セルロースの平均繊維幅は、電子顕微鏡で観察して、1000nm以下である。平均繊維幅は、好ましくは2nm以上1000nm以下、より好ましくは2nm以上100nm以下であり、より好ましくは2nm以上50nm以下であり、さらに好ましくは2nm以上10nm以下であるが、特に限定されない。微細繊維状セルロースの平均繊維幅が2nm未満であると、セルロース分子として水に溶解しているため、微細繊維状セルロースとしての物性(強度や剛性、寸法安定性)が発現しにくくなる傾向がある。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。 The average fiber width of the fine fibrous cellulose is 1000 nm or less as observed with an electron microscope. The average fiber width is preferably 2 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 2 nm or more and 100 nm or less, more preferably 2 nm or more and 50 nm or less, and further preferably 2 nm or more and 10 nm or less, but is not particularly limited. When the average fiber width of the fine fibrous cellulose is less than 2 nm, the physical properties (strength, rigidity, dimensional stability) as the fine fibrous cellulose tend to be difficult to be expressed because the cellulose molecules are dissolved in water. . The fine fibrous cellulose is monofilamentous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less, for example.
微細繊維状セルロースの電子顕微鏡観察による平均繊維幅の測定は以下のようにして行う。濃度0.05質量%以上0.1質量%以下の微細繊維状セルロースの水系懸濁液を調製し、この懸濁液を親水化処理したカーボン膜被覆グリッド上にキャストしてTEM観察用試料とする。幅の広い繊維を含む場合には、ガラス上にキャストした表面のSEM像を観察してもよい。構成する繊維の幅に応じて1000倍、5000倍、10000倍あるいは50000倍のいずれかの倍率で電子顕微鏡画像による観察を行う。但し、試料、観察条件や倍率は下記の条件を満たすように調整する。 Measurement of the average fiber width of the fine fibrous cellulose by observation with an electron microscope is performed as follows. An aqueous suspension of fine fibrous cellulose having a concentration of 0.05% by mass or more and 0.1% by mass or less is prepared, and the suspension is cast on a carbon film-coated grid subjected to a hydrophilic treatment to prepare a sample for TEM observation. To do. When a wide fiber is included, 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, or 50000 times depending on the width of the constituent fibers. However, the sample, observation conditions, and magnification are adjusted to satisfy the following conditions.
(1)観察画像内の任意箇所に一本の直線Xを引き、該直線Xに対し、20本以上の繊維が交差する。
(2)同じ画像内で該直線と垂直に交差する直線Yを引き、該直線Yに対し、20本以上の繊維が交差する。
(1) One straight line X is drawn at an arbitrary location in the observation image, and 20 or more fibers intersect the straight line X.
(2) A straight line Y perpendicular to the straight line is drawn in the same image, and 20 or more fibers intersect the straight line Y.
上記条件を満足する観察画像に対し、直線X、直線Yと交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。微細繊維状セルロースの平均繊維幅(単に、「繊維幅」ということもある。)はこのように読み取った繊維幅の平均値である。 The width of the fiber that intersects with the straight line X and the straight line Y is visually read from the observation image that satisfies the above conditions. In this way, at least three sets of images of the surface portion that do not overlap each other are observed, and the width of the fiber intersecting with the straight lines X and Y is read for each image. Thus, at least 20 × 2 × 3 = 120 fiber widths are read. The average fiber width (sometimes simply referred to as “fiber width”) of fine fibrous cellulose is an average value of the fiber widths read in this way.
微細繊維状セルロースの繊維長は特に限定されないが、0.1μm以上1000μm以下が好ましく、0.1μm以上800μm以下がさらに好ましく、0.1μm以上600μm以下が特に好ましい。繊維長を上記範囲内とすることにより、微細繊維状セルロースの結晶領域の破壊を抑制でき、また微細繊維状セルロースのスラリー粘度を適切な範囲とすることができる。なお、微細繊維状セルロースの繊維長は、TEM、SEM、AFMによる画像解析より求めることができる。 The fiber length of the fine fibrous cellulose is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more and 1000 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 800 μm or less, and particularly preferably 0.1 μm or more and 600 μm or less. By making the fiber length within the above range, the destruction of the crystalline region of the fine fibrous cellulose can be suppressed, and the slurry viscosity of the fine fibrous cellulose can be made an appropriate range. Note that the fiber length of the fine fibrous cellulose can be determined by image analysis using TEM, SEM, or AFM.
微細繊維状セルロースはI型結晶構造を有していることが好ましい。ここで、微細繊維状セルロースがI型結晶構造をとっていることは、グラファイトで単色化したCuKα(λ=1.5418Å)を用いた広角X線回折写真より得られる回折プロファイルにおいて同定できる。具体的には、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークをもつことから同定することができる。
微細繊維状セルロースに占めるI型結晶構造の割合は30%以上であることが好ましく、より好ましくは50%以上、さらに好ましくは70%以上である。
The fine fibrous cellulose preferably has an I-type crystal structure. Here, the fact that the fine fibrous cellulose has a type I crystal structure can be identified in a diffraction profile obtained from a wide-angle X-ray diffraction photograph using CuKα (λ = 1.5418Å) monochromatized with graphite. Specifically, it can be identified by having typical peaks at two positions of 2θ = 14 ° to 17 ° and 2θ = 22 ° to 23 °.
The proportion of the I-type crystal structure in the fine fibrous cellulose is preferably 30% or more, more preferably 50% or more, and further preferably 70% or more.
微細繊維状セルロースが含有する結晶部分の比率は、本発明においては特に限定されないが、X線回折法によって求められる結晶化度が60%以上であるセルロースを使用することが好ましい。結晶化度は、好ましくは65%以上であり、より好ましくは70%以上であり、この場合、耐熱性と低線熱膨張率発現の点でさらに優れた性能が期待できる。結晶化度については、X線回折プロファイルを測定し、そのパターンから常法により求められる(Seagalら、Textile Research Journal、29巻、786ページ、1959年)。 The ratio of the crystal part contained in the fine fibrous cellulose is not particularly limited in the present invention, but it is preferable to use cellulose having a crystallinity obtained by an X-ray diffraction method of 60% or more. The degree of crystallinity is preferably 65% or more, more preferably 70% or more. In this case, further excellent performance can be expected in terms of heat resistance and low linear thermal expansion. The degree of crystallinity is obtained by measuring an X-ray diffraction profile and determining the crystallinity by a conventional method (Seagal et al., Textile Research Journal, 29, 786, 1959).
<化学的処理>
微細繊維状セルロースは、セルロース原料を解繊処理することによって得られる。また、本発明では、解繊処理前にセルロース原料に化学的処理を施し微細繊維状セルロースに置換基を付加することが好ましい。微細繊維状セルロースに付加される置換基は、イオン性置換基であることが好ましく、アニオン性置換基であることがより好ましい。アニオン性置換基としては、リン酸基又はリン酸基に由来する置換基(単にリン酸基ということもある。)、カルボキシル基及びスルホン基から選択される少なくとも1種の置換基を挙げることができる。中でもアニオン性置換基は、リン酸基及びカルボキシル基から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
<Chemical treatment>
Fine fibrous cellulose can be obtained by defibrating a cellulose raw material. Moreover, in this invention, it is preferable to perform a chemical process to a cellulose raw material before a fibrillation process, and to add a substituent to a fine fibrous cellulose. The substituent added to the fine fibrous cellulose is preferably an ionic substituent, and more preferably an anionic substituent. Examples of the anionic substituent include a phosphate group or a substituent derived from a phosphate group (sometimes simply referred to as a phosphate group), at least one substituent selected from a carboxyl group and a sulfone group. it can. Among these, the anionic substituent is preferably at least one selected from a phosphate group and a carboxyl group.
本願明細書においては、リン酸基又はリン酸基に由来する置換基を有する微細繊維状セルロースをリン酸化セルロースと呼ぶことがある。また、カルボキシル基を有する微細繊維状セルロースをカルボン酸化セルロースと呼ぶことがある。さらに、セルロースと、ジカルボン酸の有する一方のカルボキシル基がエステル結合している微細繊維状セルロースをジカルボン酸エステル化セルロースと呼ぶことがある。すなわち、本発明で用いる微細繊維状セルロースは、リン酸化セルロース及びカルボン酸化セルロースから選択される少なくとも1種であることが好ましく、リン酸化セルロース及びジカルボン酸エステル化セルロースから選択される少なくとも1種であることがより好ましく、リン酸化セルロース及びマレイン酸化セルロースから選択される少なくとも1種であることがより好ましく、リン酸化セルロースであることがさらに好ましい。 In the present specification, fine fibrous cellulose having a phosphate group or a substituent derived from a phosphate group may be referred to as phosphorylated cellulose. Moreover, the fine fibrous cellulose which has a carboxyl group may be called carboxylated cellulose. Further, fine fibrous cellulose in which cellulose and one carboxyl group of dicarboxylic acid are ester-bonded may be referred to as dicarboxylic acid esterified cellulose. That is, the fine fibrous cellulose used in the present invention is preferably at least one selected from phosphorylated cellulose and carboxylated cellulose, and is at least one selected from phosphorylated cellulose and dicarboxylic esterified cellulose. More preferred is at least one selected from phosphorylated cellulose and maleated cellulose, and even more preferred is phosphorylated cellulose.
カルボン酸化セルロースにはTEMPOおよび次亜塩素酸ナトリウムなどの酸化剤等で酸化することによって調製されるTEMPO酸化セルロースが含まれる。また、カルボン酸化セルロースには、ジカルボン酸エステル化セルロースが含まれ、ジカルボン酸エステル化セルロースとしては、無水マレイン酸への付加によって調製されるマレイン酸化セルロースが挙げられる。具体的には、TEMPO酸化セルロースの単糖構造は下記の構造aとして例示され、マレイン酸化セルロースの単糖構造としては下記の構造bが例示される。
本発明では、カルボン酸化セルロースは、マレイン酸化セルロースといったジカルボン酸エステル化セルロースであることが好ましい。ジカルボン酸エステル化セルロースは、無水マレイン酸やジカルボン酸が有する一方のカルボキシル基がセルロースとエステル結合したものである。このようなエステル結合を有することにより、微細繊維状セルロースが分解された後に再凝集することをより効果的に抑制することができるものと考えられる。
なお、上記構造は、例えば、NMR測定やMSのフラグメント解析、UV解析などを用いて分析することができる。
In the present invention, the carboxylated cellulose is preferably a dicarboxylic acid esterified cellulose such as maleated cellulose. Dicarboxylic acid esterified cellulose is one in which one carboxyl group of maleic anhydride or dicarboxylic acid is ester-bonded to cellulose. By having such an ester bond, it is considered that re-aggregation after fine fibrous cellulose is decomposed can be more effectively suppressed.
The structure can be analyzed using, for example, NMR measurement, MS fragment analysis, UV analysis, or the like.
本発明で使用する微細繊維状セルロースは、微細繊維状セルロース1g(質量)あたりアニオン性置換基を0.1mmol/g以上3.5mmol/g以下有することが好ましい。上述したようなアニオン性置換基を上記割合で有する微細繊維状セルロースは、静電反発効果により超微細化することができる点で好ましい。また、イオン性置換基を有する微細繊維状セルロースは、静電反発効果により水中で凝集せず、増粘作用を安定的に発揮することができる。さらに、微細繊維状セルロースが分解された後に再凝集することを効果的に抑制することができる。 The fine fibrous cellulose used in the present invention preferably has an anionic substituent of 0.1 mmol / g to 3.5 mmol / g per 1 g (mass) of the fine fibrous cellulose. The fine fibrous cellulose having the above-mentioned anionic substituent in the above ratio is preferable in that it can be ultrafine due to the electrostatic repulsion effect. Moreover, the fine fibrous cellulose having an ionic substituent does not aggregate in water due to the electrostatic repulsion effect and can stably exhibit a thickening action. Furthermore, reaggregation after the fine fibrous cellulose is decomposed can be effectively suppressed.
<化学的処理一般>
セルロース原料の化学的処理の方法は、微細繊維を得ることができる方法である限り特に限定されない。化学的処理としては、例えば、酸処理、オゾン処理、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、酵素処理、セルロースまたは繊維原料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。なお、本発明で用いる微細繊維状セルロースはリン酸基又はカルボキシル基を有することが好ましい。このため、化学的処理の方法としては、リン酸基又はカルボキシル基を有する化合物及び/又はその塩による処理を行うことが好ましい。
<General chemical treatment>
The method of chemical treatment of the cellulose raw material is not particularly limited as long as it is a method capable of obtaining fine fibers. Examples of the chemical treatment include acid treatment, ozone treatment, TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl radical) oxidation treatment, enzyme treatment, and covalent bond with a functional group in cellulose or fiber raw material. Treatment with a compound capable of forming. In addition, it is preferable that the fine fibrous cellulose used by this invention has a phosphoric acid group or a carboxyl group. For this reason, as a chemical treatment method, treatment with a compound having a phosphate group or a carboxyl group and / or a salt thereof is preferably performed.
酸処理の一例としては、Otto van den Berg; Jeffrey R. Capadona; Christoph Weder;Biomacromolecules 2007, 8, 1353-1357.に記載されている方法を挙げることができる。具体的には、硫酸や塩酸等により微細繊維状セルロースを加水分解処理する。高濃度の酸処理により製造されるものは、非結晶領域がほとんど分解されており、繊維の短いもの(セルロースナノクリスタルとも呼ばれる)になるが、これらも微細繊維状セルロースに含まれる。 As an example of the acid treatment, the method described in Otto van den Berg; Jeffrey R. Capadona; Christoph Weder; Biomacromolecules 2007, 8, 1353-1357. Specifically, the fine fibrous cellulose is hydrolyzed with sulfuric acid, hydrochloric acid, or the like. Those produced by high-concentration acid treatment are almost decomposed in non-crystalline regions and have short fibers (also called cellulose nanocrystals), which are also included in fine fibrous cellulose.
オゾン処理の一例としては、特開2010−254726号公報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。具体的には、繊維をオゾン処理した後、水に分散し、得られた繊維の水系懸濁液を粉砕処理する。 As an example of the ozone treatment, a method described in JP 2010-254726 A can be exemplified, but it is not particularly limited. Specifically, after the fiber is treated with ozone, it is dispersed in water, and the resulting aqueous suspension of the fiber is pulverized.
TEMPO酸化の一例としては、Saito T & al. Homogeneous suspensions of individualized microfibrils from TEMPO-catalyzed oxidation of native cellulose. Biomacromolecules 2006, 7 (6), 1687-91に記載されている方法を挙げることができる。具体的には、繊維をTEMPO酸化処理した後、水に分散し、得られた繊維の水系懸濁液を粉砕処理する。 An example of TEMPO oxidation includes the method described in Saito T & al. Homogeneous suspensions of individualized microfibrils from TEMPO-catalyzed oxidation of native cellulose. Biomacromolecules 2006, 7 (6), 1687-91. Specifically, after the fiber is subjected to TEMPO oxidation treatment, it is dispersed in water, and the aqueous suspension of the obtained fiber is pulverized.
酵素処理の一例としては、WO2013/176033号公報(WO2013/176033号公報に記載の内容は全て本願明細書中に引用されるものとする)に記載の方法を挙げることができるが、特に限定されない。具体的には、繊維原料を、少なくとも酵素のEG活性とCBHI活性の比が0.06以上の条件下で、酵素で処理する方法である。 As an example of the enzyme treatment, the method described in WO2013 / 176033 (all contents described in WO2013 / 176033 shall be cited in the present specification) can be mentioned, but is not particularly limited. . Specifically, the fiber raw material is treated with an enzyme at least under a condition where the ratio of the enzyme EG activity to the CBHI activity is 0.06 or more.
セルロースまたは繊維原料中の官能基と共有結合を形成し得る化合物による処理としては、国際公開WO2013/073652(PCT/JP2012/079743)に記載されている「構造中にリン原子を含有するオキソ酸、ポリオキソ酸またはそれらの塩から選ばれる少なくとも1種の化合物」を使用する方法を挙げることができる。 The treatment with a compound capable of forming a covalent bond with a functional group in cellulose or a fiber raw material is described in International Publication WO2013 / 073652 (PCT / JP2012 / 079743) “an oxo acid containing a phosphorus atom in its structure, And a method using at least one compound selected from polyoxoacids or salts thereof.
<アニオン性置換基導入>
微細繊維状セルロースはアニオン性置換基を有することが好ましい。中でも、アニオン基は、リン酸基、カルボキシル基及びスルホン基から選択される少なくとも1種であることが好ましく、リン酸基で及びカルボキシル基から選択される少なくとも1種であることがより好ましく、リン酸基であることが特に好ましい。
<Introduction of anionic substituent>
The fine fibrous cellulose preferably has an anionic substituent. Among these, the anionic group is preferably at least one selected from a phosphate group, a carboxyl group, and a sulfone group, more preferably at least one selected from a phosphate group and a carboxyl group, Particularly preferred is an acid group.
<置換基の導入量>
アニオン性置換基の導入量は特に限定されないが、微細繊維状セルロース1g(質量)あたり0.1mmol/g以上であることが好ましく、0.2mmol/g以上であることがより好ましく、0.3mmol/g以上であることがさらに好ましく、0.5mmol/g以上であることが特に好ましい。また、アニオン性置換基の導入量は3.5mmol/g以下であることが好ましく、3.0mmol/g以下であることがより好ましく、2.5mmol/g以下であることがさらに好ましく、2.0mmol/g以下であることが特に好ましい。アニオン性置換基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維原料の微細化を容易にすることができ、微細繊維状セルロースの安定性を高めることができる。また、イオン性置換基を有する微細繊維状セルロースは、静電反発効果により水中で凝集せず、増粘作用を安定的に発揮することができる。さらに、微細繊維状セルロースが分解された後に再凝集することを効果的に抑制することができる。
<Introduced amount of substituent>
The amount of the anionic substituent introduced is not particularly limited, but is preferably 0.1 mmol / g or more, more preferably 0.2 mmol / g or more, per 1 g (mass) of fine fibrous cellulose. / G or more is more preferable, and 0.5 mmol / g or more is particularly preferable. The amount of anionic substituent introduced is preferably 3.5 mmol / g or less, more preferably 3.0 mmol / g or less, further preferably 2.5 mmol / g or less. Particularly preferred is 0 mmol / g or less. By making the introduction amount of the anionic substituent within the above range, the fiber raw material can be easily miniaturized, and the stability of the fine fibrous cellulose can be enhanced. Moreover, the fine fibrous cellulose having an ionic substituent does not aggregate in water due to the electrostatic repulsion effect and can stably exhibit a thickening action. Furthermore, reaggregation after the fine fibrous cellulose is decomposed can be effectively suppressed.
<リン酸基の導入>
本発明においては、微細繊維状セルロースはリン酸基又はリン酸基に由来する置換基を有していることが好ましい。
<Introduction of phosphate group>
In the present invention, the fine fibrous cellulose preferably has a phosphate group or a substituent derived from the phosphate group.
<リン酸基導入工程>
リン酸基導入工程は、セルロースを含む繊維原料に対し、リン酸基を有する化合物及びその塩から選択される少なくとも1種(以下、「化合物A」という。)を反応させることにより行うことができる。このような化合物Aは、乾燥状態または湿潤状態の繊維原料に粉末や水溶液の状態で混合してもよい。また別の例としては、繊維原料のスラリーに化合物Aの粉末や水溶液を添加してもよい。
<Phosphate group introduction process>
The phosphoric acid group introduction step can be performed by reacting a fiber raw material containing cellulose with at least one selected from a compound having a phosphate group and a salt thereof (hereinafter referred to as “compound A”). . Such a compound A may be mixed in a powder or aqueous solution with a dry or wet fiber raw material. As another example, a powder of compound A or an aqueous solution may be added to the fiber raw material slurry.
リン酸基導入工程は、セルロースを含む繊維原料に対し、リン酸基を有する化合物及びその塩から選択される少なくとも1種(化合物A)を反応させることにより行うことができる。なお、この反応は、尿素及びその誘導体から選択される少なくとも1種(以下、「化合物B」という)の存在下で行ってもよい。 The phosphoric acid group introducing step can be performed by reacting at least one (compound A) selected from a compound having a phosphoric acid group and a salt thereof with a fiber raw material containing cellulose. This reaction may be carried out in the presence of at least one selected from urea and derivatives thereof (hereinafter referred to as “compound B”).
化合物Aを化合物Bの共存下で繊維原料に作用させる方法の一例としては、乾燥状態または湿潤状態の繊維原料に化合物Aおよび化合物Bの粉末や水溶液を混合する方法が挙げられる。また別の例としては、繊維原料のスラリーに化合物Aおよび化合物Bの粉末や水溶液を添加する方法が挙げられる。これらのうち、反応の均一性が高いことから、乾燥状態の繊維原料に化合物Aおよび化合物Bの水溶液を添加する方法、または湿潤状態の繊維原料に化合物Aおよび化合物Bの粉末や水溶液を添加する方法が好ましい。また、化合物Aと化合物Bは同時に添加してもよいし、別々に添加してもよい。また、初めに反応に供試する化合物Aと化合物Bを水溶液として添加して、圧搾により余剰の薬液を除いてもよい。繊維原料の形態は綿状や薄いシート状であることが好ましいが、特に限定されない。 As an example of a method for causing compound A to act on a fiber raw material in the presence of compound B, a method of mixing powder or an aqueous solution of compound A and compound B with a dry or wet fiber raw material can be mentioned. Another example is a method in which powders and aqueous solutions of Compound A and Compound B are added to the fiber raw material slurry. Among these, since the uniformity of the reaction is high, a method of adding an aqueous solution of Compound A and Compound B to a dry fiber material, or a powder or an aqueous solution of Compound A and Compound B to a wet fiber material The method is preferred. Moreover, the compound A and the compound B may be added simultaneously, or may be added separately. Moreover, you may add the compound A and the compound B first used for reaction as aqueous solution, and remove an excess chemical | medical solution by pressing. The form of the fiber raw material is preferably cotton or thin sheet, but is not particularly limited.
本実施態様で使用する化合物Aは、リン酸基を有する化合物及びその塩から選択される少なくとも1種である。
リン酸基を有する化合物としては、リン酸、リン酸のリチウム塩、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などが挙げられるが、特に限定されない。リン酸のリチウム塩としては、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、またはポリリン酸リチウムなどが挙げられる。リン酸のナトリウム塩としては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、またはポリリン酸ナトリウムなどが挙げられる。リン酸のカリウム塩としては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、またはポリリン酸カリウムなどが挙げられる。リン酸のアンモニウム塩としては、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などが挙げられる。
Compound A used in this embodiment is at least one selected from a compound having a phosphate group and a salt thereof.
Examples of the compound having a phosphate group include, but are not limited to, phosphoric acid, lithium salt of phosphoric acid, sodium salt of phosphoric acid, potassium salt of phosphoric acid, ammonium salt of phosphoric acid, and the like. Examples of the lithium salt of phosphoric acid include lithium dihydrogen phosphate, dilithium hydrogen phosphate, trilithium phosphate, lithium pyrophosphate, and lithium polyphosphate. Examples of the sodium salt of phosphoric acid include sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, sodium pyrophosphate, and sodium polyphosphate. Examples of the potassium salt of phosphoric acid include potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, tripotassium phosphate, potassium pyrophosphate, and potassium polyphosphate. Examples of the ammonium salt of phosphoric acid include ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, triammonium phosphate, ammonium pyrophosphate, and ammonium polyphosphate.
これらのうち、リン酸基導入の効率が高く、後述する解繊工程で解繊効率がより向上しやすく、低コストであり、かつ工業的に適用しやすい観点から、リン酸、リン酸のナトリウム塩、またはリン酸のカリウム塩、リン酸のアンモニウム塩が好ましい。リン酸二水素ナトリウム、またはリン酸水素二ナトリウムがより好ましい。 Among these, phosphoric acid, sodium phosphate, from the viewpoint of high phosphate group introduction efficiency, easy defibration efficiency in the defibration process described later, low cost, and easy industrial application. A salt, or a potassium salt of phosphoric acid or an ammonium salt of phosphoric acid is preferable. Sodium dihydrogen phosphate or disodium hydrogen phosphate is more preferable.
また、反応の均一性が高まり、かつリン酸基導入の効率が高くなることから化合物Aは水溶液として用いることが好ましい。化合物A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くなることから7以下であることが好ましく、パルプ繊維の加水分解を抑える観点からpH3以上7以下がさらに好ましい。化合物Aの水溶液のpHは例えば、リン酸基を有する化合物のうち、酸性を示すものとアルカリ性を示すものを併用し、その量比を変えて調整してもよい。化合物Aの水溶液のpHは、リン酸基を有する化合物のうち、酸性を示すものに無機アルカリまたは有機アルカリを添加すること等により調整してもよい。 In addition, compound A is preferably used as an aqueous solution because the uniformity of the reaction is increased and the efficiency of introduction of phosphate groups is increased. The pH of the aqueous solution of Compound A is not particularly limited, but is preferably 7 or less because the efficiency of introduction of phosphate groups is increased, and more preferably 3 or more and 7 or less from the viewpoint of suppressing hydrolysis of pulp fibers. The pH of the aqueous solution of Compound A may be adjusted by, for example, using a phosphoric acid group-containing compound that exhibits acidity and an alkalinity, and changing the amount ratio thereof. You may adjust pH of the aqueous solution of the compound A by adding an inorganic alkali or an organic alkali to the thing which shows acidity among the compounds which have a phosphoric acid group.
繊維原料に対する化合物Aの添加量は特に限定されないが、化合物Aの添加量をリン原子量に換算した場合、繊維原料に対するリン原子の添加量は0.5質量%以上100質量%以下が好ましく、1質量%以上50質量%以下がより好ましく、2質量%以上30質量%以下が最も好ましい。繊維原料に対するリン原子の添加量が上記範囲内であれば、微細繊維状セルロースの収率をより向上させることができる。繊維原料に対するリン原子の添加量が100質量%を超えると、収率向上の効果は頭打ちとなり、使用する化合物Aのコストが上昇する。一方、繊維原料に対するリン原子の添加量を下記下限値以上とすることにより、収率を高めることができる。 The amount of compound A added to the fiber raw material is not particularly limited, but when the amount of compound A added is converted to phosphorus atomic weight, the amount of phosphorus atom added to the fiber raw material is preferably 0.5% by mass or more and 100% by mass or less. More preferably, they are more than 50 mass% and most preferably 2 mass% or more and 30 mass% or less. If the amount of phosphorus atoms added to the fiber raw material is within the above range, the yield of fine fibrous cellulose can be further improved. When the addition amount of phosphorus atoms with respect to the fiber raw material exceeds 100% by mass, the effect of improving the yield reaches a peak and the cost of the compound A to be used increases. On the other hand, a yield can be raised by making the addition amount of the phosphorus atom with respect to a fiber raw material more than the following lower limit.
本実施態様で使用する化合物Bとしては、尿素、チオ尿素、ビウレット、フェニル尿素、ベンジル尿素、ジメチル尿素、ジエチル尿素、テトラメチル尿素、ベンゾレイン尿素、ヒダントインなどが挙げられる。この中でも低コストで扱いやすく、ヒドロキシル基を有する繊維原料と水素結合を作りやすいことから尿素が好ましい。 Examples of the compound B used in this embodiment include urea, thiourea, biuret, phenylurea, benzylurea, dimethylurea, diethylurea, tetramethylurea, benzoleinurea, and hydantoin. Among these, urea is preferable because it is easy to handle at low cost and easily forms a hydrogen bond with a fiber raw material having a hydroxyl group.
化合物Bは化合物A同様に水溶液として用いることが好ましい。また、反応の均一性が高まることから化合物Aと化合物Bの両方が溶解した水溶液を用いることが好ましい。繊維原料に対する化合物Bの添加量は1質量%以上300質量%以下であることが好ましい。 Compound B is preferably used as an aqueous solution in the same manner as Compound A. Moreover, since the uniformity of reaction increases, it is preferable to use the aqueous solution in which both compound A and compound B are dissolved. The amount of compound B added to the fiber raw material is preferably 1% by mass or more and 300% by mass or less.
化合物Aと化合物Bの他に、アミド類またはアミン類を反応系に含んでもよい。アミド類としては、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセトアミド、ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。アミン類としては、メチルアミン、エチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ピリジン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどが挙げられる。これらの中でも、特にトリエチルアミンは良好な反応触媒として働くことが知られている。 In addition to Compound A and Compound B, amides or amines may be included in the reaction system. Examples of amides include formamide, dimethylformamide, acetamide, dimethylacetamide and the like. Examples of amines include methylamine, ethylamine, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, pyridine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, and the like. Among these, triethylamine is known to work as a good reaction catalyst.
リン酸基導入工程においては加熱処理を施すことが好ましい。加熱処理温度は、繊維の熱分解や加水分解反応を抑えながら、リン酸基を効率的に導入できる温度を選択することが好ましい。具体的には50℃以上300℃以下であることが好ましく、100℃以上250℃以下であることがより好ましく、150℃以上200℃以下であることがさらに好ましい。また、加熱には減圧乾燥機、赤外線加熱装置、マイクロ波加熱装置を用いてもよい。 In the phosphoric acid group introduction step, it is preferable to perform a heat treatment. As the heat treatment temperature, it is preferable to select a temperature at which a phosphate group can be efficiently introduced while suppressing thermal decomposition and hydrolysis reaction of the fiber. Specifically, it is preferably 50 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, and further preferably 150 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. Moreover, you may use a vacuum dryer, an infrared heating apparatus, and a microwave heating apparatus for a heating.
加熱処理の際、化合物Aを添加した繊維原料スラリーに水が含まれている間において、繊維原料を静置する時間が長くなると、乾燥に伴い水分子と溶存する化合物Aが繊維原料表面に移動する。そのため、繊維原料中の化合物Aの濃度にムラが生じる可能性があり、繊維表面へのリン酸基の導入が均一に進行しない恐れがある。乾燥による繊維原料中の化合物Aの濃度ムラ発生を抑制するためには、ごく薄いシート状の繊維原料を用いるか、ニーダー等で繊維原料と化合物Aを混練又は攪拌しながら加熱乾燥又は減圧乾燥させる方法を採ればよい。 During the heat treatment, while water is contained in the fiber raw material slurry to which compound A is added, if the time for allowing the fiber raw material to stand still becomes long, the compound A dissolved with water molecules moves to the fiber raw material surface with drying. To do. Therefore, the concentration of the compound A in the fiber raw material may be uneven, and the introduction of phosphate groups on the fiber surface may not proceed uniformly. In order to suppress the occurrence of unevenness in concentration of Compound A in the fiber material due to drying, a very thin sheet-like fiber material is used, or the fiber material and Compound A are kneaded or stirred with a kneader or the like and dried by heating or reduced pressure. The method should be taken.
加熱処理に用いる加熱装置としては、スラリーが保持する水分及びリン酸基などの繊維の水酸基への付加反応で生じる水分を常に装置系外に排出できる装置であることが好ましく、例えば送風方式のオーブン等が好ましい。装置系内の水分を常に排出すれば、リン酸エステル化の逆反応であるリン酸エステル結合の加水分解反応を抑制できることに加えて、繊維中の糖鎖の酸加水分解を抑制することもでき、軸比の高い微細繊維を得ることができる。 The heating device used for the heat treatment is preferably a device that can always discharge the moisture retained by the slurry and the moisture generated by the addition reaction of the fibers such as phosphate groups to the hydroxyl group of the fiber, such as a blower oven. Etc. are preferred. If water in the system is always discharged, the hydrolysis reaction of the phosphate ester bond, which is the reverse reaction of the esterification, can be suppressed, and the acid hydrolysis of the sugar chain in the fiber can also be suppressed. A fine fiber having a high axial ratio can be obtained.
加熱処理の時間は、加熱温度にも影響されるが繊維原料スラリーから実質的に水分が除かれてから1秒以上300分以下であることが好ましく、1秒以上1000秒以下であることがより好ましく、10秒以上800秒以下であることがさらに好ましい。本発明では、加熱温度と加熱時間を適切な範囲とすることにより、リン酸基の導入量を好ましい範囲内とすることができる。 The heat treatment time is also affected by the heating temperature, but it is preferably 1 second or more and 300 minutes or less, preferably 1 second or more and 1000 seconds or less after moisture is substantially removed from the fiber raw material slurry. Preferably, it is 10 seconds or more and 800 seconds or less. In the present invention, the amount of phosphate groups introduced can be within a preferred range by setting the heating temperature and the heating time to appropriate ranges.
<リン酸基の導入量>
リン酸基の導入量は、微細繊維状セルロース1g(質量)あたり0.1mmol/g以上であることが好ましく、0.2mmol/g以上であることがより好ましく、0.3mmol/g以上であることがさらに好ましく、0.5mmol/g以上であることが特に好ましい。また、リン酸基の導入量は3.5mmol/g以下であることが好ましく、3.0mmol/g以下であることがより好ましく、2.5mmol/g以下であることがさらに好ましく、2.0mmol/g以下であることが特に好ましい。リン酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維原料の微細化を容易にすることができ、微細繊維状セルロースの安定性を高めることができる。また、リン酸基を有する微細繊維状セルロースは、静電反発効果により水中で凝集せず、増粘作用を安定的に発揮することができる。さらに、微細繊維状セルロースが分解された後に再凝集することを効果的に抑制することができる。
<Introduction amount of phosphate group>
The amount of phosphate group introduced is preferably 0.1 mmol / g or more, more preferably 0.2 mmol / g or more, and 0.3 mmol / g or more per 1 g (mass) of fine fibrous cellulose. More preferably, it is particularly preferably 0.5 mmol / g or more. The amount of phosphate group introduced is preferably 3.5 mmol / g or less, more preferably 3.0 mmol / g or less, further preferably 2.5 mmol / g or less, and 2.0 mmol / G or less is particularly preferable. By making the introduction amount of the phosphate group within the above range, the fiber raw material can be easily refined, and the stability of the fine fibrous cellulose can be enhanced. Moreover, the fine fibrous cellulose which has a phosphate group does not aggregate in water by an electrostatic repulsion effect, and can exhibit a thickening effect stably. Furthermore, reaggregation after the fine fibrous cellulose is decomposed can be effectively suppressed.
リン酸基の繊維原料への導入量は、伝導度滴定法により測定することができる。具体的には、解繊処理工程により微細化を行い、得られた微細繊維状セルロース含有スラリーをイオン交換樹脂で処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えながら電気伝導度の変化を求めることにより、導入量を測定することができる。 The amount of phosphate group introduced into the fiber material can be measured by a conductivity titration method. Specifically, by performing the defibration process step, after treating the resulting fine fibrous cellulose-containing slurry with an ion exchange resin, by determining the change in electrical conductivity while adding an aqueous sodium hydroxide solution, The amount introduced can be measured.
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。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)とする。 In conductivity titration, when alkali is added, the curve shown in FIG. 1 is given. Initially, the electrical conductivity rapidly decreases (hereinafter referred to as “first region”). Thereafter, the conductivity starts to increase slightly (hereinafter referred to as “second region”). Thereafter, the conductivity increment increases (hereinafter referred to as “third region”). That is, three areas appear. Among these, 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. Will be equal. When the phosphoric acid group undergoes condensation, apparently weakly acidic groups are lost, and the amount of alkali required in the second region is reduced compared to the amount of alkali required in the first region. On the other hand, the amount of strongly acidic groups coincides with the amount of phosphorus atoms regardless of the presence or absence of condensation, so that the amount of phosphate groups introduced (or the amount of phosphate groups) or the amount of substituent introduced (or the amount of substituents) is simply When said, it represents the amount of strongly acidic group. That is, the alkali amount (mmol) required in the first region of the curve shown in FIG. 1 is divided by the solid content (g) in the titration target slurry to obtain the substituent introduction amount (mmol / g).
リン酸基導入工程は、少なくとも1回行えば良いが、複数回繰り返すこともできる。この場合、より多くのリン酸基が導入されるので好ましい。 The phosphate group introduction step may be performed at least once, but may be repeated a plurality of times. In this case, more phosphoric acid groups are introduced, which is preferable.
<カルボキシル基の導入>
本発明においては、微細繊維状セルロースがカルボキシル基を有するものである場合、上述した<リン酸基導入工程>において、カルボン酸由来の基を有する化合物を用いることで、カルボキシル基を導入することができる。
<Introduction of carboxyl group>
In the present invention, when the fine fibrous cellulose has a carboxyl group, it is possible to introduce a carboxyl group by using a compound having a group derived from a carboxylic acid in the above-described <phosphate group introduction step>. it can.
カルボキシル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。中でも、カルボキシル基を有する化合物としてマレイン酸を用いることが好ましい。 The compound having a carboxyl 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. . Of these, maleic acid is preferably used as the compound having a carboxyl group.
カルボキシル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。中でも、無水マレイン酸を用いることが好ましい。 The acid anhydride of the compound having a carboxyl 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, and itaconic anhydride. It is done. Of these, maleic anhydride is preferably used.
カルボキシル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、カルボキシル基を有する化合物の酸無水物のイミド化物、カルボキシル基を有する化合物の酸無水物の誘導体が挙げられる。カルボキシル基を有する化合物の酸無水物のイミド化物としては特に限定されないが、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 carboxyl group, The derivative of the acid anhydride of the compound which has a carboxyl group and the acid anhydride imidation of a compound which has a carboxyl group are mentioned. Although it does not specifically limit as an acid anhydride imidation thing of a compound which has a carboxyl group, Imidation thing of dicarboxylic acid compounds, such as maleimide, succinic acid imide, and phthalic acid imide, is mentioned.
カルボキシル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、カルボキシル基を有する化合物の酸無水物の少なくとも一部の水素原子が置換基(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 carboxyl group is not particularly limited. For example, at least some of the hydrogen atoms of the acid anhydride of the compound having a carboxyl group, such as dimethylmaleic anhydride, diethylmaleic anhydride, diphenylmaleic anhydride, etc. are substituted (for example, alkyl group, phenyl group, etc. ) Are substituted.
<カルボキシル基の導入量>
カルボキシル基の導入量は、微細繊維状セルロース1g(質量)あたり0.1mmol/g以上であることが好ましく、0.2mmol/g以上であることがより好ましく、0.3mmol/g以上であることがさらに好ましく、0.5mmol/g以上であることが特に好ましい。また、カルボキシル基の導入量は3.5mmol/g以下であることが好ましく、3.0mmol/g以下であることがより好ましく、2.5mmol/g以下であることがさらに好ましく、2.0mmol/g以下であることが特に好ましい。カルボキシル基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維原料の微細化を容易にすることができ、微細繊維状セルロースの安定性を高めることができる。また、カルボキシル基を有する微細繊維状セルロースは、静電反発効果により水中で凝集せず、増粘作用を安定的に発揮することができる。さらに、微細繊維状セルロースが分解された後に再凝集することを効果的に抑制することができる。
<Introduction amount of carboxyl group>
The amount of carboxyl groups introduced is preferably 0.1 mmol / g or more, more preferably 0.2 mmol / g or more, and 0.3 mmol / g or more per 1 g (mass) of fine fibrous cellulose. Is more preferably 0.5 mmol / g or more. The amount of carboxyl group introduced is preferably 3.5 mmol / g or less, more preferably 3.0 mmol / g or less, further preferably 2.5 mmol / g or less, and 2.0 mmol / g. It is particularly preferred that it is g or less. By making the introduction amount of the carboxyl group within the above range, the fiber raw material can be easily refined, and the stability of the fine fibrous cellulose can be enhanced. Moreover, the fine fibrous cellulose which has a carboxyl group does not aggregate in water by an electrostatic repulsion effect, and can exhibit a thickening effect stably. Furthermore, reaggregation after the fine fibrous cellulose is decomposed can be effectively suppressed.
カルボキシル基の繊維原料への導入量は、伝導度滴定法により測定することができる。具体的には、解繊処理工程により微細化を行い、得られた微細繊維状セルロース含有スラリーをイオン交換樹脂で処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えながら電気伝導度の変化を求めることにより、導入量を測定することができる。
伝導度滴定では、アルカリを加えていくと、図2に示した曲線を与える。図2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)とする。
The amount of carboxyl group introduced into the fiber material can be measured by a conductivity titration method. Specifically, by performing the defibration process step, after treating the resulting fine fibrous cellulose-containing slurry with an ion exchange resin, by determining the change in electrical conductivity while adding an aqueous sodium hydroxide solution, The amount introduced can be measured.
In conductivity titration, when an alkali is added, the curve shown in FIG. 2 is given. The alkali amount (mmol) required in the first region of the curve shown in FIG. 2 is divided by the solid content (g) in the slurry to be titrated to obtain the substituent introduction amount (mmol / g).
<カチオン性置換基導入>
本実施形態においては、イオン性置換基としてカチオン性置換基が微細繊維状セルロースに導入されていてもよい。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級アンモニウム基を有し、かつセルロースのヒドロキシル基と反応する基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ル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。
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、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などの無機アルカリ化合物であってもよいし、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、リン酸塩等の有機アルカリ化合物であってもよい。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。
<Cationic substituent introduction>
In this embodiment, a cationic substituent may be introduced into the fine fibrous cellulose as an ionic substituent. For example, a cationic substituent can be introduced into the fiber raw material by adding a cationizing agent and an alkali compound to the fiber raw material and causing the fiber raw material to react.
As the cationizing agent, one having a quaternary ammonium group and a group that reacts with a hydroxyl group of cellulose can be used. Examples of the group that reacts with the hydroxyl group of cellulose include an epoxy group, a functional group having a halohydrin structure, a vinyl group, and a halogen group. Specific examples of the cationizing agent include glycidyltrialkylammonium halides such as glycidyltrimethylammonium chloride and 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride or halohydrin type compounds thereof.
The alkali compound contributes to the promotion of the cationization reaction. Alkali compounds include alkali metal hydroxides or alkaline earth metal hydroxides, alkali metal carbonates or alkaline earth metal carbonates, alkali metal phosphates or alkaline earth metal phosphates, etc. Organic alkali compounds such as ammonia, aliphatic amines, aromatic amines, aliphatic ammoniums, aromatic ammoniums, heterocyclic compounds and their hydroxides, carbonates, phosphates, etc. It may be. The introduction amount of the cationic substituent can be measured using, for example, elemental analysis.
<アルカリ処理>
微細繊維状セルロースを製造する場合、置換基導入工程と、後述する解繊処理工程の間にアルカリ処理を行うことができる。アルカリ処理の方法としては、特に限定されないが、例えば、アルカリ溶液中に、リン酸基導入繊維を浸漬する方法が挙げられる。
アルカリ溶液に含まれるアルカリ化合物は、特に限定されないが、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。アルカリ溶液におけ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。溶媒は、極性溶媒(水、または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。
また、アルカリ溶液のうちでは、汎用性が高いことから、水酸化ナトリウム水溶液、または水酸化カリウム水溶液が特に好ましい。
<Alkali treatment>
In the case of producing fine fibrous cellulose, alkali treatment can be performed between the substituent introduction step and the defibration treatment step described later. Although it does not specifically limit as a method of an alkali treatment, For example, the method of immersing a phosphate group introduction | transduction fiber in an alkaline solution is mentioned.
The alkali compound contained in the alkali solution is not particularly limited, but may be an inorganic alkali compound or an organic alkali compound. The solvent in the alkaline solution may be either water or an organic solvent. The solvent is preferably a polar solvent (polar organic solvent such as water or alcohol), and more preferably an aqueous solvent containing at least water.
Of the alkaline solutions, a sodium hydroxide aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution is particularly preferred because of its high versatility.
アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液の温度は特に限定されないが、5℃以上80℃以下が好ましく、10℃以上60℃以下がより好ましい。
アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液への浸漬時間は特に限定されないが、5分以上30分以下が好ましく、10分以上20分以下がより好ましい。
アルカリ処理におけるアルカリ溶液の使用量は特に限定されないが、リン酸基導入繊維の絶対乾燥質量に対して100質量%以上100000質量%以下であることが好ましく、1000質量%以上10000質量%以下であることがより好ましい。
Although the temperature of the alkali solution in an alkali treatment process is not specifically limited, 5 to 80 degreeC is preferable and 10 to 60 degreeC is more preferable.
The immersion time in the alkaline solution in the alkali treatment step is not particularly limited, but is preferably 5 minutes or longer and 30 minutes or shorter, and more preferably 10 minutes or longer and 20 minutes or shorter.
Although the usage-amount of the alkaline solution in an alkali treatment is not specifically limited, It is preferable that it is 100 mass% or more and 100,000 mass% or less with respect to the absolute dry mass of a phosphate group introduction | transduction fiber, and is 1000 mass% or more and 10000 mass% or less. It is more preferable.
アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液使用量を減らすために、アルカリ処理工程の前に、リン酸基導入繊維を水や有機溶媒により洗浄しても構わない。アルカリ処理後には、取り扱い性を向上させるために、解繊処理工程の前に、アルカリ処理済みリン酸基導入繊維を水や有機溶媒により洗浄することが好ましい。 In order to reduce the amount of alkaline solution used in the alkali treatment step, the phosphate group-introduced fiber may be washed with water or an organic solvent before the alkali treatment step. After the alkali treatment, in order to improve the handleability, it is preferable to wash the alkali-treated phosphate group-introduced fiber with water or an organic solvent before the defibrating treatment step.
<解繊処理>
イオン性置換基導入繊維は、解繊処理工程で解繊処理される。解繊処理工程では、通常、解繊処理装置を用いて、繊維を解繊処理して、微細繊維状セルロース含有スラリーを得るが、処理装置、処理方法は、特に限定されない。
解繊処理装置としては、高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザーや超高圧ホモジナイザー、高圧衝突型粉砕機、ボールミル、ビーズミルなどを使用できる。あるいは、解繊処理装置としては、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナー、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、またはビーターなど、湿式粉砕する装置等を使用することもできる。解繊処理装置は、上記に限定されるものではない。好ましい解繊処理方法としては、粉砕メディアの影響が少なく、コンタミの心配が少ない高速解繊機、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザーが挙げられる。
<Defibration processing>
The ionic substituent-introduced fiber is defibrated in the defibrating process. In the defibrating process, the fiber is usually defibrated using a defibrating apparatus to obtain a fine fibrous cellulose-containing slurry, but the processing apparatus and the processing method are not particularly limited.
As the defibrating apparatus, a high-speed defibrator, a grinder (stone mill type pulverizer), a high-pressure homogenizer, an ultra-high pressure homogenizer, a high-pressure collision type pulverizer, a ball mill, a bead mill, or the like can be used. Alternatively, as a defibrating apparatus, a device for wet grinding such as a disk type refiner, a conical refiner, a twin-screw kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, or a beater should be used. You can also. The defibrating apparatus is not limited to the above. Preferable defibrating treatment methods include a high-speed defibrator, a high-pressure homogenizer, and an ultra-high pressure homogenizer that are less affected by the grinding media and less worried about contamination.
解繊処理の際には、繊維原料を水と有機溶媒を単独または組み合わせて希釈してスラリー状にすることが好ましいが、特に限定されない。分散媒としては、水の他に、極性有機溶媒を使用することができる。好ましい極性有機溶媒としては、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)、または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、またはt−ブチルアルコール等が挙げられる。ケトン類としては、アセトンまたはメチルエチルケトン(MEK)等が挙げられる。エーテル類としては、ジエチルエーテルまたはテトラヒドロフラン(THF)等が挙げられる。分散媒は1種であってもよいし、2種以上でもよい。また、分散媒中に繊維原料以外の固形分、例えば水素結合性のある尿素などを含んでも構わない。 In the defibrating process, it is preferable to dilute the fiber raw material with water and an organic solvent alone or in combination to form a slurry, but there is no particular limitation. As the dispersion medium, a polar organic solvent can be used in addition to water. Preferable polar organic solvents include alcohols, ketones, ethers, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc) and the like, but are not particularly limited. Examples of alcohols include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, and t-butyl alcohol. Examples of ketones include acetone and methyl ethyl ketone (MEK). Examples of ethers include diethyl ether and tetrahydrofuran (THF). The dispersion medium may be one type or two or more types. Further, the dispersion medium may contain a solid content other than the fiber raw material, such as urea having hydrogen bonding property.
本発明では、微細繊維状セルロースを濃縮、乾燥させた後に解繊処理を行ってもよい。この場合、濃縮、乾燥の方法は特に限定されないが、例えば、微細繊維状セルロースを含有するスラリーに濃縮剤を添加する方法、一般に用いられる脱水機、プレス、乾燥機を用いる方法等が挙げられる。また、公知の方法、例えばWO2014/024876、WO2012/107642、およびWO2013/121086に記載された方法を用いることができる。また、濃縮した微細繊維状セルロースをシート化してもよい。該シートを粉砕して解繊処理を行うこともできる。 In the present invention, the fibrillation treatment may be performed after the fine fibrous cellulose is concentrated and dried. In this case, the concentration and drying methods are not particularly limited, and examples thereof include a method of adding a concentrating agent to a slurry containing fine fibrous cellulose, a generally used dehydrator, a press, and a method using a dryer. Moreover, a well-known method, for example, the method described in WO2014 / 024876, WO2012 / 107642, and WO2013 / 121086 can be used. Further, the concentrated fine fibrous cellulose may be formed into a sheet. The sheet can be pulverized to perform a defibrating process.
微細繊維状セルロースを粉砕する際に粉砕に用いる装置としては、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、超高圧ホモジナイザー、高圧衝突型粉砕機、ボールミル、ビーズミル、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナー、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、ビーターなど、湿式粉砕する装置等を使用することもできるが特に限定されない。 The equipment used for pulverization of fine fibrous cellulose includes high-speed fibrillators, grinders (stone mill type pulverizers), high-pressure homogenizers, ultra-high pressure homogenizers, high-pressure collision type pulverizers, ball mills, bead mills, disk type refiners, and conicals. An apparatus for wet pulverization such as a refiner, a twin-screw kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, a beater, and the like can be used, but is not particularly limited.
上述した方法で得られたリン酸基を有する微細繊維状セルロースは、微細繊維状セルロース含有スラリーであり、所望の濃度となるように、水で希釈して用いてもよい。 The fine fibrous cellulose having a phosphate group obtained by the above-described method is a fine fibrous cellulose-containing slurry, and may be diluted with water so as to have a desired concentration.
<イオン性水溶性高分子>
本発明の地下層処理用組成物は、さらにイオン性水溶性高分子を含んでもよく、イオン性水溶性高分子と、非イオン性水溶性高分子と、をともに地下層処理用組成物中に含む場合を好ましい態様の一例としてあげることができる。イオン性水溶性高分子を含む地下層処理用組成物は、より優れた耐塩性を発揮することができる。このため、地下層処理用流体を調製するために塩水を用いることができ、処理を行う環境下において塩水が得られやすい場合は、塩水を活用することができる。
<Ionic water-soluble polymer>
The underground layer treatment composition of the present invention may further contain an ionic water-soluble polymer, and both the ionic water-soluble polymer and the nonionic water-soluble polymer are contained in the underground layer treatment composition. The case where it contains can be mention | raise | lifted as an example of a preferable aspect. A composition for treating an underground layer containing an ionic water-soluble polymer can exhibit more excellent salt resistance. For this reason, salt water can be used in order to prepare the fluid for underground processing, and salt water can be utilized when salt water is easy to be obtained in the environment where processing is performed.
イオン性水溶性高分子としては、例えば、キサンタンガム、アルギン酸等の天然水溶性高分子誘導体類、カルボキシメチルセルロース等の水溶性セルロース類、カチオン化デンプン、酸化デンプン等のデンプン類が挙げられるが、これらに限定されない。中でも、イオン性水溶性高分子としてキサンタンガムを用いることが好ましい。 Examples of the ionic water-soluble polymer include natural water-soluble polymer derivatives such as xanthan gum and alginic acid, water-soluble celluloses such as carboxymethyl cellulose, starches such as cationized starch and oxidized starch. It is not limited. Among these, xanthan gum is preferably used as the ionic water-soluble polymer.
地下層処理用組成物におけるイオン性水溶性高分子の含有量は、微細繊維状セルロース100質量部に対して1質量部以上300質量部以下であることが好ましい。イオン性水溶性高分子の含有量は微細繊維状セルロース100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、3質量部以上であることがより好ましく、5質量部以上であることがさらに好ましい。また、イオン性水溶性高分子の含有量は、300質量部以下であることが好ましく、200質量部以下であることがより好ましく、150質量部以下であることがさらに好ましい。 The content of the ionic water-soluble polymer in the underground layer treatment composition is preferably 1 part by mass or more and 300 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the fine fibrous cellulose. The content of the ionic water-soluble polymer is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, and more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the fine fibrous cellulose. Further preferred. Further, the content of the ionic water-soluble polymer is preferably 300 parts by mass or less, more preferably 200 parts by mass or less, and further preferably 150 parts by mass or less.
(地下層処理用組成物の製造方法)
本発明の地下層処理用組成物の製造工程は、微細繊維状セルロースを得る工程と、微細繊維状セルロースと非イオン性水溶性高分子を混合する工程を含むことが好ましい。微細繊維状セルロースはスラリーであることが好ましく、水中で非イオン性水溶性高分子と混合されることが好ましい。
(Production method of composition for underground layer treatment)
It is preferable that the manufacturing process of the composition for underground layer treatment of this invention includes the process of obtaining a fine fibrous cellulose, and the process of mixing a fine fibrous cellulose and a nonionic water-soluble polymer. The fine fibrous cellulose is preferably a slurry, and is preferably mixed with a nonionic water-soluble polymer in water.
微細繊維状セルロースと非イオン性水溶性高分子を混合する方法としては特に限定されず、公知の攪拌方法を採用することができる。 The method for mixing the fine fibrous cellulose and the nonionic water-soluble polymer is not particularly limited, and a known stirring method can be employed.
地下層処理用組成物は、固形物、スラリー、乾燥物、濃縮物等の種々の形態とすることができる。使用される際には水系の分散媒に分散されることから、分散が容易なように、加工されていてもよい。運搬や作業現場でのハンドリング性の観点から、濃縮物、乾燥物の形態で提供されることが望ましい。 The composition for underground layer treatment can be in various forms such as a solid, a slurry, a dried product, and a concentrate. Since it is dispersed in an aqueous dispersion medium when used, it may be processed to facilitate dispersion. From the viewpoint of transportability and handling at the work site, it is desirable to be provided in the form of a concentrate or a dried product.
濃縮や乾燥する際、その方法は特に限定されないが、例えば、微細繊維を含有する液に濃縮剤を添加する方法、一般に用いられる乾燥機を用いる方法等が挙げられる。また、公知の方法、例えばWO2014/024876、WO2012/107642、およびWO2013/121086に記載された方法を用いることができる。 When concentrating or drying, the method is not particularly limited, and examples thereof include a method of adding a concentrating agent to a liquid containing fine fibers, a method using a commonly used dryer, and the like. Moreover, a well-known method, for example, the method described in WO2014 / 024876, WO2012 / 107642, and WO2013 / 121086 can be used.
濃縮剤としては、酸、アルカリ、多価金属の塩、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性高分子凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、有機溶媒などが挙げられる。より詳しくは、硫酸アルミニウム(硫酸バンド)、ポリ塩化アルミニウム、塩化カルシウム、塩化アルミニウム、塩化マグネシウム、塩化カリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸カリウム、リン酸リチウム、リン酸カリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、 無機酸(硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等)、有機酸(ギ酸、酢酸、クエン酸、リンゴ酸、乳酸、アジピン酸、セバシン酸、ステアリン酸、マレイン酸、コハク酸、酒石酸、フマル酸、グルコン酸等)、カチオン性界面活性剤(アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、アシルアミノエチルジエチルアンモニウム塩、アシルアミノエチルジエチルアミン塩、アルキルアミドプロピルジメチルベンジルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、アルキルピリジニウム硫酸塩、ステアラミドメチルピリジニウム塩、アルキルキノリニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、脂肪酸ポリエチレンポリアミド、アシルアミノエチルピリジニウム塩、アシルコラミノホルミルメチルピリジニウム塩などの第4級アンモニウム塩、ステアロオキシメチルピリジニウム塩、脂肪酸トリエタノールアミン、脂肪酸トリエタノールアミンギ酸塩、トリオキシエチレン脂肪酸トリエタノールアミン、セチルオキシメチルピリジニウム塩、p−イソオクチルフェノキシエトキシエチルジメチルベンジルアンモニウム塩などのエステル結合アミンやエーテル結合第4級アンモニウム塩、アルキルイミダゾリン、1−ヒドロキシエチル−2−アルキルイミダゾリン、1−アセチルアミノエチル−2−アルキルイミダゾリン、2−アルキル−4−メチル−4−ヒドロキシメチルオキサゾリンなどの複素還アミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、N−アルキルプロピレンジアミン、N−アルキルポリエチレンポリアミン、N−アルキルポリエチレンポリアミンジメチル硫酸塩、アルキルビグアニド、長鎖アミンオキシドなどのアミン誘導体等)、カチオン性高分子凝集剤(アクリルアミドとジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドまたはこれらの塩または四級化物等のカチオン性単量体との共重合物あるいはこれらカチオン性単量体の単独重合物または共重合物等)、アルカリ(水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、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、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、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−アミノピリジン等)、アニオン性界面活性剤(オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、ラウリル酸ナトリウム、トデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンジアルキル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテルリン酸エステル等)、アニオン性高分子凝集剤(ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、(メタ)アクリル酸またはそれらのアルカリ金属塩と(メタ)アクリルアミドとの共重合体、ポリ(メタ)アクリルアミドの加水分解物、アクリロイルアミノ−2−メチルプロピルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸またはそれらの塩等のビニルスルホン酸類と(メタ)アクリル酸またはそれらのアルカリ金属塩と(メタ)アクリルアミドとの共重合体、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルスタ−チ、アルギン酸ナトリウム等)等が挙げられる。 Examples of the concentrating agent include acids, alkalis, polyvalent metal salts, cationic surfactants, anionic surfactants, cationic polymer flocculants, anionic polymer flocculants, and organic solvents. More specifically, aluminum sulfate (sulfate band), polyaluminum chloride, calcium chloride, aluminum chloride, magnesium chloride, potassium chloride, calcium sulfate, magnesium sulfate, potassium sulfate, lithium phosphate, potassium phosphate, trisodium phosphate, phosphorus Disodium oxyhydrogen, inorganic acids (sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, etc.), organic acids (formic acid, acetic acid, citric acid, malic acid, lactic acid, adipic acid, sebacic acid, stearic acid, maleic acid, succinic acid, tartaric acid , Fumaric acid, gluconic acid, etc.), cationic surfactant (alkyltrimethylammonium salt, dialkyldimethylammonium salt, alkyldimethylbenzylammonium salt, acylaminoethyldiethylammonium salt, acylaminoethyldiethylamine salt, alkylamidopropiate Dimethylbenzylammonium salt, alkylpyridinium salt, alkylpyridinium sulfate, stearamide methylpyridinium salt, alkylquinolinium salt, alkylisoquinolinium salt, fatty acid polyethylene polyamide, acylaminoethylpyridinium salt, acylcoraminoformylmethylpyridinium salt Quaternary ammonium salts such as stearooxymethylpyridinium salt, fatty acid triethanolamine, fatty acid triethanolamine formate, trioxyethylene fatty acid triethanolamine, cetyloxymethylpyridinium salt, p-isooctylphenoxyethoxyethyldimethylbenzyl Ester bond amine such as ammonium salt, ether bond quaternary ammonium salt, alkylimidazoline, 1-hydroxyethyl-2-alkyl Complex amines such as loumidazoline, 1-acetylaminoethyl-2-alkylimidazoline, 2-alkyl-4-methyl-4-hydroxymethyloxazoline, polyoxyethylene alkylamine, N-alkylpropylenediamine, N-alkylpolyethylenepolyamine , N-alkyl polyethylene polyamine dimethyl sulfate, amine derivatives such as alkyl biguanides, long chain amine oxides), cationic polymer flocculants (acrylamide and dialkylaminoalkyl (meth) acrylates, dialkylaminoalkyl (meth) acrylamides or these) Copolymers with cationic monomers such as salts or quaternized compounds, or homopolymers or copolymers of these cationic monomers), alkalis (lithium hydroxide, sodium hydroxide, hydroxide) Lithium, calcium hydroxide, lithium carbonate, lithium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, sodium carbonate, sodium bicarbonate, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, ammonia, hydrazine, methylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, Propylamine, dipropylamine, butylamine, diaminoethane, diaminopropane, diaminobutane, diaminopentane, diaminohexane, cyclohexylamine, aniline, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxy , Benzyltrimethylammonium hydroxide, pyridine, N, N-dimethyl-4- Minopyridine, etc.), anionic surfactant (sodium oleate, potassium oleate, sodium laurate, sodium todecylbenzenesulfonate, sodium alkylnaphthalenesulfonate, sodium dialkylsulfosuccinate, sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate, polyoxy Sodium ethylene alkyl allyl ether sulfate, sodium polyoxyethylene dialkyl sulfate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, polyoxyethylene alkyl allyl ether phosphate, etc.), anionic polymer flocculants (polyacrylic acid, sodium polyacrylate) , Copolymers of (meth) acrylic acid or alkali metal salts thereof and (meth) acrylamide, hydrolysates of poly (meth) acrylamide A copolymer of vinyl sulfonic acids such as acryloylamino-2-methylpropyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, vinyl sulfonic acid or a salt thereof and (meth) acrylic acid or an alkali metal salt thereof and (meth) acrylamide, Carboxymethyl cellulose, carboxymethyl starch, sodium alginate and the like).
また有機溶媒の例としては、特に限定されないが、水と混和性を有するものが好ましく、さらに極性を有するものが好ましい。極性を有する有機溶媒の好ましい例としては、アルコール類、ジオキサン類(1,2−ジオキサン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン)、テトラヒドロフラン(THF)等が挙げられるが、特に限定されない。アルコール類の具体例は、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、またはt−ブチルアルコール等である。それら以外の極性を有する有機溶媒の好ましい例としては、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)、またはジメチルアセトアミド(DMAc)等が挙げられる。ケトン類としては、アセトンまたはメチルエチルケトン(MEK)等が挙げられる。エーテル類としては、ジエチルエーテルまたはテトラヒドロフラン(THF)等が挙げられる。有機溶媒を選択する際、溶解パラメータ値(SP値)を考慮してもよい。2つの成分のSP値の差が小さいほど溶解度が大となることが経験的に知られているため、水との混和性がよいとの観点からは、水に近いSP値を有する有機溶媒を選択することができる。これらの濃縮剤は1種類でも良いし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the organic solvent are not particularly limited, but those having miscibility with water are preferable, and those having polarity are more preferable. Preferable examples of the organic solvent having polarity include alcohols, dioxanes (1,2-dioxane, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane), tetrahydrofuran (THF) and the like, but are not particularly limited. Specific examples of alcohols are methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, t-butyl alcohol, and the like. Preferable examples of organic solvents having other polarities include ketones, ethers, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), and the like. Examples of ketones include acetone and methyl ethyl ketone (MEK). Examples of ethers include diethyl ether and tetrahydrofuran (THF). When selecting an organic solvent, a solubility parameter value (SP value) may be considered. Since it is empirically known that the smaller the difference between the SP values of the two components, the greater the solubility, so from the viewpoint of good miscibility with water, an organic solvent having an SP value close to water is used. You can choose. One type of these thickeners may be used, or two or more types may be used in combination.
(地下層処理用流体)
本発明は、繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースと、非イオン性水溶性高分子と、流体と、を含む地下層処理用流体に関するものでもある。本発明の地下層処理用流体は、上述した地下層処理用組成物と流体を含有するものである。なお、地下層処理用流体に含まれる流体は、地下層処理用組成物とは別に添加されたものであってもよいし、地下層処理用組成物に含まれる流体であってもよい。本発明の地下層処理用流体における流体は、地下層処理用組成物に含まれる流体、及び新たに添加した流体から選択される少なくとも一方である。
(Underground fluid)
The present invention also relates to an underground layer treatment fluid containing fine fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less, a nonionic water-soluble polymer, and a fluid. The underground layer processing fluid of the present invention contains the above-described underground layer processing composition and fluid. The fluid contained in the underground layer treatment fluid may be added separately from the underground layer treatment composition, or may be a fluid contained in the underground layer treatment composition. The fluid in the underground treatment fluid of the present invention is at least one selected from the fluid contained in the underground treatment composition and the newly added fluid.
地下層処理用流体に含まれる流体としては、例えば、水が挙げられる。水には、純粋の他に、海水等に代表される塩水が含まれる。また、流体としては有機溶媒や水と有機溶媒との混合物も用いることもできる。有機溶媒としては、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)、または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、またはt−ブチルアルコール等が挙げられる。ケトン類としては、アセトンまたはメチルエチルケトン(MEK)等が挙げられる。エーテル類としては、ジエチルエーテルまたはテトラヒドロフラン(THF)等が挙げられる。流体としては、水または塩水を用いることが好ましく、水を用いることがより好ましい。 An example of the fluid contained in the underground layer treatment fluid is water. In addition to pure, the water includes salt water represented by seawater. As the fluid, an organic solvent or a mixture of water and an organic solvent can also be used. Examples of the organic solvent include alcohols, ketones, ethers, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), and dimethylacetamide (DMAc), but are not particularly limited. Examples of alcohols include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, and t-butyl alcohol. Examples of ketones include acetone and methyl ethyl ketone (MEK). Examples of ethers include diethyl ether and tetrahydrofuran (THF). As the fluid, water or salt water is preferably used, and water is more preferably used.
地下層処理用流体における微細繊維状セルロースの含有量は、地下層処理用流体の全質量に対して、0.05質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましく、0.15質量%以上であることがさらに好ましい。また、微細繊維状セルロースの含有量は、1.0質量%以下であることが好ましく、0.6質量%以下であることがより好ましく、0.4質量%以下であることがさらに好ましい。なお、地下層処理用流体における微細繊維状セルロースの含有量は、地下層処理用流体に含まれる非イオン性水溶性高分子の含有量等に応じて適宜調整することができる。 The content of fine fibrous cellulose in the underground layer processing fluid is preferably 0.05% by mass or more and more preferably 0.1% by mass or more with respect to the total mass of the underground layer processing fluid. Preferably, it is 0.15 mass% or more. The content of fine fibrous cellulose is preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.6% by mass or less, and further preferably 0.4% by mass or less. The content of fine fibrous cellulose in the underground layer treatment fluid can be appropriately adjusted according to the content of the nonionic water-soluble polymer contained in the underground layer treatment fluid.
地下層処理用流体における非イオン性水溶性高分子の含有量は、地下層処理用流体の全質量に対して、0.001質量%以上であることが好ましく、0.005質量%以上であることがより好ましく、0.01質量%以上であることがさらに好ましい。また、非イオン性水溶性高分子の含有量は、0.5質量%以下であることが好ましく、0.4質量%以下であることがより好ましく、0.3質量%以下であることがさらに好ましい。なお、地下層処理用流体における微細繊維状セルロースの含有量は、地下層処理用流体に含まれる微細繊維状セルロースの含有量等に応じて適宜調整することができる。 The content of the nonionic water-soluble polymer in the underground layer processing fluid is preferably 0.001% by mass or more and 0.005% by mass or more with respect to the total mass of the underground layer processing fluid. It is more preferable that the content is 0.01% by mass or more. The content of the nonionic water-soluble polymer is preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.4% by mass or less, and further preferably 0.3% by mass or less. preferable. In addition, content of the fine fibrous cellulose in the underground layer processing fluid can be appropriately adjusted according to the content of the fine fibrous cellulose contained in the underground layer processing fluid.
地下層処理用流体は、さらに分解剤を含むことが好ましい。ここで分解剤とは、微細繊維状セルロースを分解する性質を有するものである。分解剤は、微細繊維状セルロースのセルロース鎖を切断し得るものであることが好ましく、分解剤としては、例えば酸化剤、酵素、酸等を挙げることができる。中でも、分解剤は酸化剤であることが好ましく、酸化剤としては、例えば、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸カリウム、臭素酸ナトリウム等を挙げることができる。 The underground layer treatment fluid preferably further contains a decomposition agent. Here, the decomposing agent has a property of decomposing fine fibrous cellulose. The decomposing agent is preferably one capable of cleaving the cellulose chain of fine fibrous cellulose, and examples of the decomposing agent include an oxidizing agent, an enzyme, and an acid. Among these, the decomposing agent is preferably an oxidizing agent, and examples of the oxidizing agent include ammonium peroxodisulfate, potassium peroxodisulfate, and sodium bromate.
分解剤は、地下層処理用流体を調製した段階では、まだその分解能を発揮せず、地下層に流入させた後にその分解能を発揮することが好ましい。このように分解能を発揮することで、地下層処理用流体を地下層に流入させる前段階では、地下層処理用流体は十分に高い粘性を有している。しかし、地下層処理用流体が地下層に流入した後に微細繊維状セルロースが分解されることによって、地下層処理用流体の粘性が低下する。このような分解剤による粘性の挙動は、後述する粒状物を地下層の目的とする場所で沈降させるために重要な役割を担う。 It is preferable that the decomposing agent does not exhibit its resolution yet at the stage of preparing the underground layer treatment fluid, but exhibits its resolution after flowing into the underground layer. By exhibiting the resolution in this way, the underground layer processing fluid has a sufficiently high viscosity before the underground layer processing fluid flows into the underground layer. However, the viscosity of the underground layer processing fluid is lowered by the decomposition of the fine fibrous cellulose after the underground layer processing fluid flows into the underground layer. The behavior of the viscosity by such a decomposing agent plays an important role in order to cause the granular material described later to settle at the intended location of the underground layer.
分解剤の分解能を制御するためには、例えば分解剤をカプセル等に封入し、一定時間の経過後や、一定温度条件においてカプセルが溶解するような設計とすることで、分解剤が所定の場所で放出されるような態様としてもよい。また地下層処理用流体を地下層に流入させた後に、チューブ等を通して、所定場所に分解剤を注入することとしてもよい。 In order to control the resolution of the decomposing agent, for example, the decomposing agent is sealed in a capsule or the like and designed so that the capsule dissolves at a certain temperature or after a certain period of time. It is good also as an aspect discharged | emitted by. Alternatively, after the underground layer treatment fluid is allowed to flow into the underground layer, the decomposition agent may be injected into a predetermined place through a tube or the like.
分解剤の含有量は、使用する分散剤の種類や含有される微細繊維状セルロースの含有量によって変動するものであるが、例えば、地下層処理用流体の全質量に対して、0.01質量%以上1質量%以下含まれることが好ましい。分解剤の含有量を上記範囲内とすることにより、必要時に微細繊維状セルロースを分解することができ、地下層処理用流体の粘性を低下させることができる。 The content of the decomposing agent varies depending on the type of the dispersant used and the content of the fine fibrous cellulose contained. For example, 0.01 mass with respect to the total mass of the underground layer treatment fluid % To 1% by mass is preferable. By setting the content of the decomposing agent within the above range, the fine fibrous cellulose can be decomposed when necessary, and the viscosity of the underground layer treatment fluid can be reduced.
地下層処理用流体は、さらに平均粒子径が0.1mm以上10mm以下の粒状物を含んでもよい。このような粒状物としては、例えばプロパントを挙げることができる。プロパントは、平均粒子径が0.5mm程度の固形物である。プロパントは、主に、シェールガスやシェールオイルといった天然資源の回収を行う際に、地下のシェール層(採取層)の亀裂に充填されるものである。シェール層の亀裂からは天然資源が流出するため、プロパントは天然資源のチャンネル(オイル・ガスの通り道)を形成する。プロパントとしては、例えば、砂、ガラスビーズ、セラミック粒子、樹脂被覆した砂等からなる粒状物を挙げることができる。 The underground layer treatment fluid may further include a granular material having an average particle diameter of 0.1 mm or more and 10 mm or less. An example of such a granular material is proppant. Propant is a solid having an average particle size of about 0.5 mm. Propant is mainly filled in cracks in the underground shale layer (collecting layer) when recovering natural resources such as shale gas and shale oil. Propant forms a natural resource channel (oil and gas passage) because natural resources flow out of the cracks in the shale layer. Examples of proppants include granular materials made of sand, glass beads, ceramic particles, resin-coated sand, and the like.
なお、上記粒状物の平均粒子径は、顕微鏡観察等により拡大をした後の測定してもよいし、目視により測定をしてもよい。粒状物が球状ではない場合は、粒状物と同体積の球状であると仮定してその平均粒子径を算出する。 In addition, the average particle diameter of the said granular material may be measured after enlarging by microscope observation etc., and may be measured visually. When the granular material is not spherical, the average particle diameter is calculated on the assumption that the granular material is spherical with the same volume as the granular material.
粒状物の含有量は、処理対象である地下層の状態によっても異なるが、例えば、地下層処理用流体の全質量に対して、1質量%以上20質量%以下含まれることが好ましい。粒状物の含有量を上記範囲内とすることにより、地下のシェール層(採取層)の亀裂に適切に充填される。 Although content of a granular material changes also with the state of the underground layer which is a process target, it is preferable that 1 mass% or more and 20 mass% or less are contained with respect to the total mass of the fluid for underground formation processes, for example. By setting the content of the granular material within the above range, the underground shale layer (collecting layer) is appropriately filled with cracks.
地下層処理用流体は、さらにイオン性水溶性高分子を含有してもよい。また、加重材、粘度調整剤、分散剤、凝集剤、逸泥防止剤、脱水調節剤、pH制御剤、摩擦低減剤、水和膨張制御剤、乳化剤、界面活性剤、殺生物剤、消泡剤、スケール防止剤、腐食防止剤、温度安定剤、樹脂コート剤、塩等を挙げることができる。添加される成分は、一種のみならず、二種以上であってもよい。 The underground layer treatment fluid may further contain an ionic water-soluble polymer. Also, weighting materials, viscosity modifiers, dispersants, flocculants, anti-mudging agents, dehydration regulators, pH control agents, friction reducers, hydration expansion control agents, emulsifiers, surfactants, biocides, antifoaming Agents, scale inhibitors, corrosion inhibitors, temperature stabilizers, resin coating agents, salts and the like. The component to be added is not limited to one type but may be two or more types.
地下層処理用流体の粘度は3000mPa・s以上であることが好ましく、3500mPa・s以上であることがより好ましく、4000mPa・s以上であることがさらに好ましい。ここで、地下層処理用流体の粘度は、液温25℃においてB型粘度計を用いて測定される回転数3rpm、測定時間3分での値である。なお、地下層処理用流体の粘度を測定する際には、355μmのメッシュを通過させ粗大固形物を除去した後に上記測定を行う。 The viscosity of the underground layer treatment fluid is preferably 3000 mPa · s or more, more preferably 3500 mPa · s or more, and further preferably 4000 mPa · s or more. Here, the viscosity of the underground layer treatment fluid is a value measured at a rotational temperature of 3 rpm and a measurement time of 3 minutes at a liquid temperature of 25 ° C. using a B-type viscometer. When measuring the viscosity of the underground layer processing fluid, the measurement is performed after passing a 355 μm mesh and removing coarse solids.
また、地下層処理用流体にペルオキソ二硫酸アンモニウムを0.06質量%(2.63mmol/L)となるように添加し、70℃で6時間静置した後の上澄み液の粘度は、800mPa・s以下であることが好ましく、700mPa・s以下であることがより好ましく、650mPa・s以下であることがさらに好ましい。上澄み液の粘度は、液温25℃においてB型粘度計を用いて測定される回転数3rpm、測定時間3分での値である。 Further, ammonium peroxodisulfate was added to the underground layer treatment fluid so as to be 0.06% by mass (2.63 mmol / L), and after standing at 70 ° C. for 6 hours, the viscosity of the supernatant liquid was 800 mPa · s. Is preferably 700 mPa · s or less, and more preferably 650 mPa · s or less. The viscosity of the supernatant is a value measured at a liquid temperature of 25 ° C. using a B-type viscometer at a rotation speed of 3 rpm and a measurement time of 3 minutes.
本発明では、地下層処理用流体には、非イオン性水溶性高分子が含まれているため、ペルオキソ二硫酸アンモニウム等の分解剤を添加し、微細繊維状セルロースを細分化した後の地下層処理用流体の粘性は低い状態のまま長時間に亘って保持される。すなわち、非イオン性水溶性高分子は、分解剤によって分解された微細繊維状セルロースが凝集することによって、ゲル状の凝集物となることを抑制している。このため、地下層処理用流体は処理後には低粘度な状態が維持されており、回収がし易い。 In the present invention, since the underground layer treatment fluid contains a nonionic water-soluble polymer, the underground layer treatment after adding a decomposing agent such as ammonium peroxodisulfate and subdividing the fine fibrous cellulose. The viscosity of the working fluid is maintained for a long time with a low state. That is, the nonionic water-soluble polymer suppresses the formation of a gel-like aggregate by aggregation of fine fibrous cellulose decomposed by the decomposing agent. For this reason, the underground layer processing fluid is maintained in a low-viscosity state after processing, and is easy to recover.
本発明の地下層処理用流体は、地下層を処理するために用いられる。ここで、地下層処理とは、例えば、セメンチング、坑井調査、検層作業、天然資源の回収、坑井刺激、水系泥水、油系泥水、ケミカル・フルイドまたはブラインを用いた坑井仕上げ、浸透率の低いタイトな地下層に通り道(割れ目、フラクチャ)を作るための高圧のフラクチャリング流体を使用したフラクチャリング、坑井改修、廃坑処理等が挙げられる。地下層処理用流体には、フラクチャリング流体、泥水、セメンチング流体、ウェルコントロール流体(well control fluid)、ウェルキル流体(well kill fluid)、酸フラクチャリング流体(acid fracturing fluid)、酸分流流体(acid diverting fluid)、刺激流体(stimulation fluid)、サンドコントロール流体(sand control fluid)、仕上げ流体(completion fluid)、ウェルボーン石化流体(wellbore consolidation fluid)、レメディエーション処理流体(remediation treatment fluid)、スペーサー流体(spacer fluid)、掘削流体(drilling fluid)、フラクチャリングパッキング流体(frac-packing fluid)、水適合流体(water conformance fluid)、砂利パッキング流体(gravel packing fluid)等が含まれる。 The underground layer processing fluid of the present invention is used for processing the underground layer. Here, the underground layer treatment is, for example, cementing, well survey, logging work, recovery of natural resources, well stimulation, water mud, oil mud, well finishing using chemical fluid or brine, infiltration Fracturing using high-pressure fracturing fluid to make a passage (break, fracture) in a tight underground layer with low rate, well repair, waste mine treatment, etc. Subsurface treatment fluids include fracturing fluid, mud, cementing fluid, well control fluid, well kill fluid, acid fracturing fluid, acid diverting fluid fluid, stimulation fluid, sand control fluid, completion fluid, wellbore consolidation fluid, remediation treatment fluid, spacer fluid fluid, drilling fluid, frac-packing fluid, water conformance fluid, gravel packing fluid, and the like.
中でも、本発明の地下層処理用流体はフラクチャリング流体であることが好ましく、特に、天然資源の回収を目的とした地下層処理に用いられるフラクチャリング流体であることが好ましい。ここで、天然資源は、地下に存在する、固体、液体、気体のすべての鉱物性炭化水素を指す。具体的には、天然資源としては、一般的な区分である液体の石油(オイル)と気体の天然ガスがある。また天然資源には、在来型の石油、天然ガスのほか、タイトサンドガス、シェールオイル、タイトオイル、重質油、超重質油、シェールガス、炭層ガス、ビチュメン、ヘビーオイル、オイルサンド、オイルシェール、メタンハイドレートが含まれる。本発明の地下層処理用流体は、特に、シェールオイルやシェールガスの回収を目的とした地下層処理に用いられるフラクチャリング流体であることが好ましい。 Among them, the underground layer processing fluid of the present invention is preferably a fracturing fluid, and particularly preferably a fracturing fluid used for underground layer processing for the purpose of recovering natural resources. Here, natural resources refer to all mineral hydrocarbons in the solid, solid, liquid and gaseous. Specifically, natural resources include liquid petroleum (oil) and gaseous natural gas, which are general categories. Natural resources include conventional oil and natural gas, as well as tight sand gas, shale oil, tight oil, heavy oil, super heavy oil, shale gas, coal seam gas, bitumen, heavy oil, oil sand, oil Includes shale and methane hydrate. The underground layer treatment fluid of the present invention is particularly preferably a fracturing fluid used for underground layer treatment for the purpose of recovering shale oil or shale gas.
(地下層処理用流体の製造方法)
本発明の地下層処理用流体の製造工程は、繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースと、非イオン性水溶性高分子を混合し、地下層処理用組成物を得る工程と、地下層処理用組成物と流体を混合する工程を含む。本発明の地下層処理用流体の製造工程においては、地下層処理用組成物を得る工程の後に、分解剤を添加する工程をさらに含むことが好ましい。また、地下層処理用組成物を得る工程の後に、平均粒子径が0.1mm以上10mm以下の粒状物を添加する工程をさらに含むことが好ましい。
(Manufacturing method of fluid for underground layer treatment)
The production process of the underground layer treatment fluid of the present invention includes a step of mixing a fine fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a nonionic water-soluble polymer to obtain a composition for underground layer treatment, and a underground layer treatment. Mixing the composition with the fluid. In the manufacturing process of the underground layer treatment fluid of the present invention, it is preferable to further include a step of adding a decomposition agent after the step of obtaining the underground layer processing composition. Moreover, it is preferable to further include the process of adding the granular material whose average particle diameter is 0.1 mm or more and 10 mm or less after the process of obtaining the composition for underground layer treatment.
分解剤を添加する工程は、地下層を処理する直前に設けられることが好ましい。これは、分解剤は、地下層処理用流体を調製した段階では、まだその分解能を発揮せず、地下層に流入させた後にその分解能を発揮することが好ましいからである。このように分解能を発揮することで、地下層処理用流体を地下層に流入させる前段階では、地下層処理用流体は十分に高い粘性を有している。しかし、地下層処理用流体が地下層に流入した後に微細繊維状セルロースが分解されることによって、地下層処理用流体の粘性が低下する。 The step of adding a decomposing agent is preferably provided immediately before processing the underground layer. This is because it is preferable that the decomposing agent does not yet exhibit its resolution at the stage where the underground layer treatment fluid is prepared, but exhibits its resolution after flowing into the underground layer. By exhibiting the resolution in this way, the underground layer processing fluid has a sufficiently high viscosity before the underground layer processing fluid flows into the underground layer. However, the viscosity of the underground layer processing fluid is lowered by the decomposition of the fine fibrous cellulose after the underground layer processing fluid flows into the underground layer.
分解剤を添加する工程や平均粒子径が0.1mm以上10mm以下の粒状物を添加する工程は、地下層処理用組成物と流体を混合する工程の後に設けられることが好ましいが、地下層処理用組成物と流体を混合する工程と同時に設けられてもよい。また、地下層処理用組成物と流体を混合し、地下層に流入させた後に、分解剤と粒状物を添加することとしてもよい。すなわち、本発明の地下層処理用流体は、分解剤と粒状物を添加するための流体であってもよい。 The step of adding a decomposing agent and the step of adding a granular material having an average particle diameter of 0.1 mm or more and 10 mm or less are preferably provided after the step of mixing the underground treatment composition and the fluid. It may be provided simultaneously with the step of mixing the composition for use and the fluid. Moreover, it is good also as adding a decomposition agent and a granular material, after mixing the composition for underground layer processing, and making it flow into an underground layer. That is, the underground processing fluid of the present invention may be a fluid for adding a decomposition agent and particulate matter.
(地下層の処理方法)
本発明は、上述した地下層処理用流体を地下層に流入させる工程を含む地下層の処理方法に関するものでもある。本発明の地下層の処理方法は、地下層処理用流体を地下層に流入させる工程の後に、微細繊維状セルロースと、非イオン性水溶性高分子と、流体とを少なくとも含む処理後流体を回収する工程をさらに含むことが好ましい。さらに、本発明の地下層の処理方法は、地下層処理用流体を地下層に流入させる工程と、処理後流体を回収する工程の間に平均粒子径が0.1mm以上10mm以下の粒状物を沈降させる工程を含むことが好ましい。
(Underground treatment method)
The present invention also relates to a method for treating an underground layer including a step of causing the above-described underground layer processing fluid to flow into the underground layer. The method for treating an underground layer of the present invention recovers a treated fluid containing at least fine fibrous cellulose, a nonionic water-soluble polymer, and a fluid after the step of flowing the underground layer treatment fluid into the underground layer. Preferably, the method further includes the step of: Furthermore, in the underground layer processing method of the present invention, the granular material having an average particle size of 0.1 mm or more and 10 mm or less is provided between the step of flowing the underground processing fluid into the underground layer and the step of recovering the processed fluid. It is preferable to include a step of settling.
地下層処理用流体を地下層に流入させる工程では、地下層に設けられた坑井内に、高圧ポンプ等によって地下層処理用流体を流し込む。その後、平均粒子径が0.1mm以上10mm以下の粒状物を沈降させる工程を設けることが好ましい。粒状物を沈降させる工程では、坑井内に高い圧力を加えて採取層に亀裂(フラクチャ)を作り、その中に平均粒子径が0.1mm以上10mm以下の粒状物などの支持材を充填する。粒状物は亀裂の閉塞を防ぎ、採取層内に非常に浸透性の高いチャンネル(オイル・ガスの通り道)を形成する。 In the step of flowing the underground layer processing fluid into the underground layer, the underground layer processing fluid is poured into a well provided in the underground layer by a high-pressure pump or the like. Then, it is preferable to provide the process of settling the granular material whose average particle diameter is 0.1 mm or more and 10 mm or less. In the step of settling the particulate matter, a high pressure is applied to the well to create a crack in the sampling layer, and a support material such as a particulate matter having an average particle size of 0.1 mm to 10 mm is filled therein. The particulates prevent crack plugging and form a very permeable channel (oil gas path) in the collection layer.
地下層処理用流体を地下層に流入させる工程においては、地下層処理用流体中に酸化剤や粒状物が均一に分散していることが好ましい。これにより、地下層処理用流体に含まれる微細繊維状セルロースの分解を均一に促進させることができ、さらに採取層内の亀裂に均一に粒状物を充填することができる。
平均粒子径が0.1mm以上10mm以下の粒状物を沈降させる工程は、地下層処理用流体に含まれる微細繊維状セルロースを分解する工程を含むことが好ましい。例えば、分解剤を作用させて、微細繊維状セルロースのセルロース鎖を切断する工程を含むことが好ましい。すなわち、平均粒子径が0.1mm以上10mm以下の粒状物を沈降させる工程では、地下層処理用流体の粘性を低下させることが好ましく、これにより、地下層処理用流体中に均一に分散していた粒状物が沈降することとなり、粒状物が採取層内の亀裂に充填される。
In the step of allowing the underground layer processing fluid to flow into the underground layer, it is preferable that the oxidizing agent and the particulate matter are uniformly dispersed in the underground layer processing fluid. Thereby, decomposition | disassembly of the fine fibrous cellulose contained in the fluid for underground layer processing can be accelerated | stimulated uniformly, and also a granular material can be uniformly filled into the crack in a collection layer.
It is preferable that the step of settling the granular material having an average particle size of 0.1 mm or more and 10 mm or less includes a step of decomposing fine fibrous cellulose contained in the underground layer treatment fluid. For example, it is preferable to include a step of cleaving a cellulose chain of fine fibrous cellulose by acting a decomposing agent. That is, in the step of settling the granular material having an average particle size of 0.1 mm or more and 10 mm or less, it is preferable to reduce the viscosity of the underground layer processing fluid, and thereby, it is uniformly dispersed in the underground layer processing fluid. The granular material settles and the granular material fills the cracks in the collection layer.
粒状物が沈降した後には、処理後流体を回収する工程が設けられることが好ましい。処理後流体には、微細繊維状セルロースと、非イオン性水溶性高分子と、流体が少なくとも含まれる。なお、処理後流体には、沈降せずに残留した粒状物や、未反応の酸化剤等が含まれていてもよい。処理後流体を回収する工程では、粘性が低下した処理後流体はポンプ等の吸引力等を利用して回収される。本発明では、地下層処理用流体には、非イオン性水溶性高分子が含まれているため、微細繊維状セルロースを分解することで粘性が低下した処理後流体の粘性は低い状態のまま保持される。また、非イオン性水溶性高分子は、分解後の微細繊維状セルロースが再凝集することによって、ゲル状の凝集物となることも抑制している。このため、処理後流体の回収をスムーズに行うことができる。 After the granular material settles, it is preferable to provide a step of collecting the treated fluid. The post-treatment fluid includes at least a fine fibrous cellulose, a nonionic water-soluble polymer, and a fluid. In addition, the post-treatment fluid may contain particulate matter remaining without settling, unreacted oxidizing agent, and the like. In the step of recovering the processed fluid, the processed fluid with reduced viscosity is recovered using a suction force of a pump or the like. In the present invention, since the underground layer treatment fluid contains a nonionic water-soluble polymer, the viscosity of the treated fluid whose viscosity has been reduced by decomposing fine fibrous cellulose remains low. Is done. In addition, the nonionic water-soluble polymer also suppresses the formation of a gel-like aggregate by re-aggregation of the fine fibrous cellulose after decomposition. For this reason, recovery of the fluid after processing can be performed smoothly.
処理後流体を回収した後には、亀裂から天然資源が流出する。処理後流体を回収した後の坑井内には亀裂から流出した天然資源が存在するため、それを回収することで地下層処理の目的は達成される。 After recovering the treated fluid, natural resources flow out of the crack. Since the natural resources that have flowed out from the crack exist in the well after the treated fluid is collected, the purpose of the underground layer treatment is achieved by collecting it.
(その他の態様)
本発明は、上述した地下層処理用組成物と、分解剤と、平均粒子径が0.1mm以上10mm以下の粒状物を有する地下層処理用キットであってもよい。このような地下層処理用キットにおいては、地下層処理用組成物と、分解剤と、粒状物は各々分別された状態で含まれており、必要時にこれらを混合して地下層処理に用いることができる。
(Other aspects)
The present invention may be an underground layer processing kit having the above-described underground layer processing composition, a decomposing agent, and a granular material having an average particle diameter of 0.1 mm to 10 mm. In such an underground layer treatment kit, the underground layer treatment composition, the decomposing agent, and the granular material are contained in a separated state, and these may be mixed and used for underground layer treatment when necessary. Can do.
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。なお、以下において、実施例5は、参考例5と読み替えるものとする。 The features of the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below. In the following, Example 5 is to be read as Reference Example 5.
<製造例1>
乾燥質量100質量部の針葉樹クラフトパルプに、リン酸二水素アンモニウムと尿素の混合水溶液を含浸し、リン酸二水素アンモニウムが49質量部、尿素が130質量部となるように圧搾し、薬液含浸パルプを得た。得られた薬液含浸パルプを105℃の乾燥機で乾燥し、水分を蒸発させてプレ乾燥させた。その後、140℃に設定した送風乾燥機で、10分間加熱し、パルプ中のセルロースにリン酸基を導入し、リン酸化パルプを得た。
<Production Example 1>
A softwood kraft pulp with a dry mass of 100 parts by mass is impregnated with a mixed aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate and urea, and compressed to 49 parts by mass of ammonium dihydrogen phosphate and 130 parts by mass of urea. Got. The obtained chemical solution-impregnated pulp was dried with a dryer at 105 ° C. to evaporate the moisture and pre-dried. Then, it heated for 10 minutes with the ventilation dryer set to 140 degreeC, the phosphate group was introduce | transduced into the cellulose in a pulp, and the phosphorylated pulp was obtained.
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、撹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。次いで、得られた脱水シートを10Lのイオン交換水で希釈し、撹拌しながら、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ添加し、pHが12以上13以下のパルプスラリーを得た。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のイオン交換水を添加した。撹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。 The obtained phosphorylated pulp was fractionated by 100 g, and 10 L of ion-exchanged water was poured, stirred and dispersed uniformly, and then subjected to filtration and dehydration to obtain a dehydrated sheet, which was repeated twice. Next, the obtained dehydrated sheet was diluted with 10 L of ion-exchanged water, and a 1N sodium hydroxide aqueous solution was added little by little while stirring to obtain a pulp slurry having a pH of 12 or more and 13 or less. Thereafter, the pulp slurry was dehydrated to obtain a dehydrated sheet, and then 10 L of ion exchange water was added. The step of stirring and dispersing uniformly, followed by filtration and dehydration to obtain a dehydrated sheet was repeated twice.
得られた脱水シートに対し、先と同様にして、リン酸基を導入する工程、濾過脱水する工程を繰り返し、2回リン酸化セルロースの脱水シートを得た。得られた脱水シートをFT−IRで赤外線吸収スペクトルを測定した。その結果、1230cm-1以上1290cm-1以下にリン酸基に基づく吸収が観察され、リン酸基の付加が確認された。従って、得られた脱水シート(2回リン酸化セルロース)は、セルロースのヒドロキシル基の一部が下記構造式(1)の官能基で置換されたものであった。 In the same manner as described above, the step of introducing a phosphate group and the step of filtration and dehydration were repeated for the obtained dehydrated sheet to obtain a dehydrated sheet of phosphorylated cellulose twice. An infrared absorption spectrum of the obtained dehydrated sheet was measured by FT-IR. As a result, absorption based on phosphate groups was observed at 1230 cm −1 or more and 1290 cm −1 or less, and addition of phosphate groups was confirmed. Therefore, the obtained dehydrated sheet (double-phosphorylated cellulose) was obtained by substituting some of the hydroxyl groups of cellulose with the functional group of the following structural formula (1).
式中、a,b,m及びnはそれぞれ独立に自然数を表す(ただし、a=b×mである。)。α1,α2,・・・,αnおよびα’はそれぞれ独立にR又はORを表す。Rは、水素原子、飽和−直鎖状炭化水素基、飽和−分岐鎖状炭化水素基、飽和−環状炭化水素基、不飽和−直鎖状炭化水素基、不飽和−分岐鎖状炭化水素基、芳香族基、およびこれらの誘導基のいずれかである。βは有機物または無機物からなる1価以上の陽イオンである。 In the formula, a, b, m and n each independently represent a natural number (where a = b × m). α 1 , α 2 ,..., α n and α ′ each independently represent R or OR. R represents a hydrogen atom, a saturated-linear hydrocarbon group, a saturated-branched hydrocarbon group, a saturated-cyclic hydrocarbon group, an unsaturated-linear hydrocarbon group, an unsaturated-branched hydrocarbon group. , Aromatic groups, and any of these derived groups. β is a monovalent or higher cation composed of an organic substance or an inorganic substance.
得られた2回リン酸化セルロースにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、さらに湿式微粒化装置(スギノマシン社製、アルティマイザー)で245MPaの圧力にて3回処理し、微細繊維状セルロース1を得た。X線回折により、この微細繊維状セルロースはセルロースI型結晶を維持していた。 Ion exchange water was added to the obtained twice phosphorylated cellulose to prepare a slurry having a solid content concentration of 2% by mass. This slurry was further treated three times at a pressure of 245 MPa with a wet atomization apparatus (manufactured by Sugino Machine Co., Ltd., an optimizer) to obtain fine fibrous cellulose 1. By X-ray diffraction, the fine fibrous cellulose maintained cellulose I type crystals.
<製造例2>
リン酸化、洗浄工程を3回行った以外は、製造例1と同様にして、微細繊維状セルロース2を得た。X線回折により、この微細繊維状セルロースはセルロースI型結晶を維持していた。
<Production Example 2>
A fine fibrous cellulose 2 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the phosphorylation and washing steps were performed three times. By X-ray diffraction, the fine fibrous cellulose maintained cellulose I type crystals.
<製造例3>
乾燥質量100質量部相当の未乾燥の針葉樹晒クラフトパルプと、TEMPO(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン 1−オキシル)1.25質量部と、臭化ナトリウム12.5質量部とを水10000質量部に分散させた。次いで、13質量%の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を、パルプ1.0gに対して次亜塩素酸ナトリウムの量が8.0mmolになるように加えて反応を開始した。反応中は0.5Mの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHを10以上11以下に保ち、pHに変化が見られなくなった時点で反応終了と見なした。
<Production Example 3>
Undried softwood bleached kraft pulp equivalent to 100 parts by mass of dry mass, 1.25 parts by mass of TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl), and 12.5 parts by mass of sodium bromide It was dispersed in 10,000 parts by weight of water. Subsequently, 13 mass% sodium hypochlorite aqueous solution was added so that the quantity of sodium hypochlorite might be 8.0 mmol with respect to 1.0 g of pulp, and reaction was started. During the reaction, a 0.5 M aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise to maintain the pH at 10 or more and 11 or less, and the reaction was regarded as complete when no change in pH was observed.
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、5000質量部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。得られた脱水シートをFT−IRで赤外線吸収スペクトルを測定した。その結果、1730cm-1にカルボキシル基に基づく吸収が観察され、カルボキシル基の付加が確認された。この脱水シート(TEMPO酸化セルロース)を用いて、微細繊維状セルロースを調製した。 Thereafter, this pulp slurry is dehydrated to obtain a dehydrated sheet, and then the process of pouring 5000 parts by mass of ion exchange water, stirring and uniformly dispersing, and dehydrating by filtration to obtain a dehydrated sheet is repeated twice. It was. An infrared absorption spectrum of the obtained dehydrated sheet was measured by FT-IR. As a result, absorption based on a carboxyl group was observed at 1730 cm −1 , confirming the addition of a carboxyl group. Using this dehydrated sheet (TEMPO oxidized cellulose), fine fibrous cellulose was prepared.
得られたTEMPO酸化セルロースにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、さらに湿式微粒化装置(スギノマシン社製、アルティマイザー)で245MPaの圧力にて3回処理し、微細繊維状セルロース3を得た。X線回折により、この微細繊維状セルロースはセルロースI型結晶を維持していた。 Ion exchange water was added to the obtained TEMPO oxidized cellulose to prepare a slurry having a solid content concentration of 2% by mass. This slurry was further processed three times at a pressure of 245 MPa with a wet atomization apparatus (manufactured by Sugino Machine Co., Ltd., an optimizer) to obtain fine fibrous cellulose 3. By X-ray diffraction, the fine fibrous cellulose maintained cellulose I type crystals.
<製造例4>
乾燥質量100質量部の乾燥針葉樹晒クラフトパルプと無水マレイン酸50質量部を混合した後、オートクレーブに充填し、150℃で2時間処理した。次いで、無水マレイン酸で処理されたパルプを500mLの水で3回洗浄した後、イオン交換水を添加して490mLのスラリーを調製した。 次いで、スラリーを攪拌しながら、4Nの水酸化ナトリウム水溶液10mLを少しずつ添加し、スラリーのpHを12以上13以下として、パルプをアルカリ処理した。その後、pHが8以下になるまで、アルカリ処理後のパルプを水で洗浄した。
<Production Example 4>
After mixing 100 parts by weight of dried softwood bleached kraft pulp and 50 parts by weight of maleic anhydride, the mixture was filled in an autoclave and treated at 150 ° C. for 2 hours. Next, the pulp treated with maleic anhydride was washed with 500 mL of water three times, and then ion-exchanged water was added to prepare 490 mL of slurry. Next, while stirring the slurry, 10 mL of 4N aqueous sodium hydroxide solution was added little by little to adjust the pH of the slurry to 12 or more and 13 or less, and the pulp was alkali-treated. Thereafter, the pulp after alkali treatment was washed with water until the pH became 8 or less.
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、5000質量部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。得られた脱水シートをFT−IRで赤外線吸収スペクトルを測定した。その結果、1580cm-1以上1720cm-1以下にカルボキシル基に基づく吸収が観察され、マレイン酸の付加が確認された。この脱水シート(マレイン酸化セルロース)を用いて、微細繊維状セルロースを調製した。 Thereafter, this pulp slurry is dehydrated to obtain a dehydrated sheet, and then the process of pouring 5000 parts by mass of ion exchange water, stirring and uniformly dispersing, and dehydrating by filtration to obtain a dehydrated sheet is repeated twice. It was. An infrared absorption spectrum of the obtained dehydrated sheet was measured by FT-IR. As a result, absorption based on a carboxyl group was observed between 1580 cm −1 and 1720 cm −1 , confirming the addition of maleic acid. Using this dehydrated sheet (maleic oxidized cellulose), fine fibrous cellulose was prepared.
得られたマレイン酸化セルロースにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、さらに湿式微粒化装置(スギノマシン社製、アルティマイザー)で245MPaの圧力にて3回処理し、微細繊維状セルロース4を得た。X線回折により、この微細繊維状セルロースはセルロースI型結晶を維持していた。 Ion exchange water was added to the resulting maleated cellulose to prepare a slurry having a solid content concentration of 2% by mass. This slurry was further treated three times at a pressure of 245 MPa with a wet atomization apparatus (manufactured by Sugino Machine, Optimizer) to obtain fine fibrous cellulose 4. By X-ray diffraction, the fine fibrous cellulose maintained cellulose I type crystals.
(置換基量の測定)
置換基量(置換基導入量)は、繊維原料へのリン酸基もしくはカルボキシル基の導入量であり、この値が大きいほど、多くのリン酸基もしくはカルボキシル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固形分濃度が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及び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、固形分濃度が0.2質量%の繊維状セルロース含有スラリーに、体積で1/10量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(リン酸基)及び図2(カルボキシル基)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。算出した結果は以下の表1に示した。
(Measurement of substituent amount)
The amount of substituents (substituent introduction amount) is the amount of phosphate groups or carboxyl groups introduced into the fiber material. The larger the value, the more phosphate groups or carboxyl groups are introduced. The amount of introduced substituents was measured by diluting the target fine fibrous cellulose with ion-exchanged water so that the solid content concentration was 0.2% by mass, and then treating with ion-exchange resin and titration with alkali. In the treatment with an ion exchange resin, a 1/10 amount of strongly acidic ion exchange resin (Amberjet 1024; Organo Corporation, conditioned) is added to a fibrous cellulose-containing slurry having a solid content concentration of 0.2% by mass. In addition, it was shaken for 1 hour. Thereafter, the mixture was poured onto a mesh having an opening of 90 μm to separate the resin and the slurry. In titration using an alkali, a change in the value of electrical conductivity exhibited by the slurry was measured while adding a 0.1N sodium hydroxide aqueous solution to the fibrous cellulose-containing slurry after ion exchange. That is, the alkali amount (mmol) required in the first region of the curves shown in FIG. 1 (phosphate group) and FIG. 2 (carboxyl group) is divided by the solid content (g) in the titration target slurry, The amount of substituent introduced (mmol / g). The calculated results are shown in Table 1 below.
なお、各微細繊維状セルロースの繊維幅は下記の方法で測定した。
繊維状セルロース含有スラリーの上澄み液を濃度0.01質量%以上0.1質量%以下に水で希釈し、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。微細繊維状セルロース1〜4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。
In addition, the fiber width of each fine fibrous cellulose was measured by the following method.
The supernatant of the fibrous cellulose-containing slurry was diluted with water to a concentration of 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less and dropped onto a hydrophilic carbon grid membrane. 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 the fine fibrous celluloses 1 to 4 were fine fibrous cellulose having a width of about 4 nm.
<実施例1>
微細繊維状セルロース1の固形分濃度が0.2質量%、グアーガムの最終濃度が0.02質量%になるようにイオン交換水に添加した。ディスパーザーを用いて1500rpmで5分間攪拌し、分散液120gを作製した。
<Example 1>
The fine fibrous cellulose 1 was added to ion-exchanged water so that the solid content concentration was 0.2% by mass and the final concentration of guar gum was 0.02% by mass. Using a disperser, the mixture was stirred at 1500 rpm for 5 minutes to prepare 120 g of a dispersion.
<実施例2>
実施例1において、微細繊維状セルロース1の固形分濃度が0.3質量%、グアーガムの最終濃度が0.015質量%になるようにサンプルを調製した以外は全て実施例1と同様の方法で分散液120gを得た。
<Example 2>
In Example 1, except that the sample was prepared so that the solid content concentration of the fine fibrous cellulose 1 was 0.3% by mass and the final concentration of guar gum was 0.015% by mass, all the same methods as in Example 1 were used. 120 g of a dispersion was obtained.
<実施例3>
実施例1において、微細繊維状セルロース1の代わりに微細繊維状セルロース2を用いた。それ以外は全て実施例1と同様の方法で分散液120gを得た。
<Example 3>
In Example 1, fine fibrous cellulose 2 was used instead of fine fibrous cellulose 1. Except that, 120 g of a dispersion was obtained in the same manner as in Example 1.
<実施例4>
実施例2において、微細繊維状セルロース1の代わりに微細繊維状セルロース2を用いた。それ以外は全て実施例2と同様の方法で分散液120gを得た。
<Example 4>
In Example 2, fine fibrous cellulose 2 was used instead of fine fibrous cellulose 1. Except that, 120 g of a dispersion was obtained in the same manner as in Example 2.
<実施例5>
実施例1において、微細繊維状セルロース1の代わりに微細繊維状セルロース3を用いた。それ以外は全て実施例1と同様の方法で分散液120gを得た。
<Example 5>
In Example 1, fine fibrous cellulose 3 was used instead of fine fibrous cellulose 1. Except that, 120 g of a dispersion was obtained in the same manner as in Example 1.
<実施例6>
実施例1において、微細繊維状セルロース1の代わりに微細繊維状セルロース4を用いた。それ以外は全て実施例1と同様の方法で分散液120gを得た。
<Example 6>
In Example 1, fine fibrous cellulose 4 was used in place of the fine fibrous cellulose 1. Except that, 120 g of a dispersion was obtained in the same manner as in Example 1.
<実施例7>
実施例1において、さらにキサンタンガムを0.2質量%になるように添加し、分散媒をイオン交換樹脂から2質量%の塩化カリウム水溶液に変更した以外は全て実施例1と同様の方法で分散液120gを得た。
<Example 7>
In Example 1, xanthan gum was further added so as to be 0.2% by mass, and the dispersion was made in the same manner as in Example 1 except that the dispersion medium was changed from an ion exchange resin to a 2% by mass potassium chloride aqueous solution. 120 g was obtained.
<実施例8>
実施例1において、グアーガムの最終濃度が0.1質量%になるようにサンプルを調製した以外は全て実施例1と同様の方法で分散液120gを得た。
<Example 8>
In Example 1, 120 g of a dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the sample was prepared so that the final concentration of guar gum was 0.1% by mass.
<実施例9>
実施例1において、微細繊維状セルロース1の濃度が0.35質量%、グアーガムの最終濃度が0.0175質量%になるようにサンプルを調製した以外は全て実施例1と同様の方法で分散液120gを得た。
<Example 9>
In Example 1, a dispersion was prepared in the same manner as in Example 1 except that the sample was prepared so that the concentration of fine fibrous cellulose 1 was 0.35% by mass and the final concentration of guar gum was 0.0175% by mass. 120 g was obtained.
<実施例10>
実施例1において、微細繊維状セルロース1の濃度が0.1質量%、グアーガムの最終濃度が0.3質量%になるようにサンプルを調製した以外は全て実施例1と同様の方法で分散液120gを得た。
<Example 10>
In Example 1, a dispersion was prepared in the same manner as in Example 1 except that the sample was prepared so that the concentration of fine fibrous cellulose 1 was 0.1% by mass and the final concentration of guar gum was 0.3% by mass. 120 g was obtained.
<実施例11>
微細繊維状セルロース1の固形分濃度が0.4質量%、グアーガムの最終濃度が0.04質量%になるようにイオン交換水に添加した。このセルロース懸濁液60gにイソプロピルアルコール120gを加えて1000rpmで攪拌し、ろ過・圧縮によって1.2gまで濃縮した。これにより得られた濃縮物は、微細繊維状セルロースを20質量%含むものであった。この濃縮物をミキサーで粉砕して粉状とした。この粉状の粉砕物に、イオン交換水を添加し、全量を120gとし、ディスパーザーを用いて8000rpmで3分攪拌し、分散液120gを得た。
<Example 11>
The fine fibrous cellulose 1 was added to ion-exchanged water so that the solid content concentration was 0.4 mass% and the final concentration of guar gum was 0.04 mass%. To 60 g of this cellulose suspension, 120 g of isopropyl alcohol was added, stirred at 1000 rpm, and concentrated to 1.2 g by filtration and compression. The concentrate thus obtained contained 20% by mass of fine fibrous cellulose. This concentrate was pulverized with a mixer to form a powder. Ion exchange water was added to the powdered pulverized product to make the total amount 120 g, and the mixture was stirred at 8000 rpm for 3 minutes using a disperser to obtain 120 g of a dispersion.
<実施例12>
微細繊維状セルロース1の固形分濃度が0.4質量%、グアーガムの最終濃度が0.04質量%、キサンタンガムの最終濃度が0.4質量%になるようにイオン交換水に添加した。このセルロース懸濁液60gにイソプロピルアルコール120gを加えて1000rpmで攪拌し、ろ過・圧縮によって1.2gまで濃縮した。これにより得られた濃縮物は、微細繊維状セルロースを20質量%含むものであった。この濃縮物をミキサーで粉砕して粉状とした。この粉状の粉砕物に、2質量%の塩化カリウム水溶液を添加し、全量を120gとし、ディスパーザーを用いて8000rpmで3分攪拌し、分散液120gを得た。
<Example 12>
The fine fibrous cellulose 1 was added to ion-exchanged water so that the solid content concentration was 0.4 mass%, the final concentration of guar gum was 0.04 mass%, and the final concentration of xanthan gum was 0.4 mass%. To 60 g of this cellulose suspension, 120 g of isopropyl alcohol was added, stirred at 1000 rpm, and concentrated to 1.2 g by filtration and compression. The concentrate thus obtained contained 20% by mass of fine fibrous cellulose. This concentrate was pulverized with a mixer to form a powder. A 2% by mass potassium chloride aqueous solution was added to the powdered pulverized product to make the total amount 120 g, and the mixture was stirred at 8000 rpm for 3 minutes using a disperser to obtain 120 g of a dispersion.
<比較例1>
実施例1において、グアーガムを添加しなかった以外は全て実施例1と同様の方法で分散液120gを得た。
<Comparative Example 1>
In Example 1, 120 g of a dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that no guar gum was added.
<比較例2>
実施例2において、グアーガムを添加しなかった以外は全て実施例2と同様の方法で分散液120gを得た。
<Comparative example 2>
In Example 2, 120 g of a dispersion was obtained in the same manner as in Example 2 except that no guar gum was added.
<比較例3>
比較例1において、微細繊維状セルロース1の濃度が0.4質量%になるようにサンプルを調製した以外は全て比較例1と同様の方法で分散液120gを得た。
<Comparative Example 3>
In Comparative Example 1, 120 g of a dispersion was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the sample was prepared so that the concentration of fine fibrous cellulose 1 was 0.4 mass%.
<比較例4>
比較例1において、微細繊維状セルロース1の代わりに微細繊維状セルロース2を用いた以外は全て比較例1と同様の方法で分散液120gを得た。
<Comparative Example 4>
In Comparative Example 1, 120 g of a dispersion was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that fine fibrous cellulose 2 was used instead of fine fibrous cellulose 1.
<比較例5>
比較例2において、微細繊維状セルロース1の代わりに微細繊維状セルロース2を用いた以外は全て比較例2と同様の方法で分散液120gを得た。
<Comparative Example 5>
In Comparative Example 2, 120 g of a dispersion was obtained in the same manner as in Comparative Example 2, except that fine fibrous cellulose 2 was used instead of fine fibrous cellulose 1.
<比較例6>
比較例3において、微細繊維状セルロース1の代わりに微細繊維状セルロース2を用いた以外は全て比較例3と同様の方法で分散液120gを得た。
<Comparative Example 6>
In Comparative Example 3, 120 g of a dispersion was obtained in the same manner as in Comparative Example 3 except that fine fibrous cellulose 2 was used instead of fine fibrous cellulose 1.
<比較例7>
実施例1において、グアーガムの代わりにキサンタンガムを用いた以外は全て実施例1と同様の方法で分散液120gを得た。
<Comparative Example 7>
In Example 1, 120 g of a dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that xanthan gum was used instead of guar gum.
<比較例8>
実施例2において、グアーガムの代わりにキサンタンガムを用いた以外は全て実施例2と同様の方法で分散液120gを得た。
<Comparative Example 8>
In Example 2, 120 g of a dispersion was obtained in the same manner as in Example 2 except that xanthan gum was used instead of guar gum.
(評価)
実施例及び比較例で得られた分散液を60gずつ二つに分け、それぞれにプロパント6g(SINTEX社製、ボーキサイト20/40)を添加し、よく撹拌し分散液Aを得た。一方の分散液に、分解剤としてペルオキソ二硫酸アンモニウム0.036gを添加し、よく撹拌し分散液Bを得た。各評価については以下の通りに行った。
(Evaluation)
The dispersions obtained in Examples and Comparative Examples were divided into two portions of 60 g, and 6 g of proppant (manufactured by SINTEX, bauxite 20/40) was added to each and stirred well to obtain dispersion A. To one of the dispersions, 0.036 g of ammonium peroxodisulfate as a decomposition agent was added and stirred well to obtain dispersion B. Each evaluation was performed as follows.
<プロパント支持性の評価>
分散液Aを容器に入れた後1時間静置し、プロパント最上部が位置する高さと、分散液Aの高さの比でプロパント支持性を下記の評価基準で評価した。この値が大きいほどプロパント支持性が優れていると言える。
○:プロパント最上部が位置する高さ/分散液Aの高さの値が0.8以上
△:プロパント最上部が位置する高さ/分散液Aの高さの値が0.5以上0.8未満
×:プロパント最上部が位置する高さ/分散液Aの高さの値が0.5未満
<Evaluation of proppant support>
Dispersion A was placed in a container and allowed to stand for 1 hour, and proppant support was evaluated according to the following evaluation criteria based on the ratio of the height at which the uppermost portion of proppant is located to the height of dispersion A. It can be said that the larger this value, the better the proppant supportability.
◯: The height of the top of the proppant / the height of the dispersion A is 0.8 or more. Δ: The height of the top of the proppant / the height of the dispersion A is 0.5 or more. Less than 8 ×: The height at which the top of the proppant is located / the height of the dispersion A is less than 0.5
<耐熱性の評価>
分散液Aを透明な耐圧容器(アズワン製耐圧ボトル)に入れ、密閉して70℃の乾燥機に入れ、6時間加熱した。加熱後、15時間放冷した。その後、プロパント最上部が位置する高さと、分散液の高さの比で耐熱性を下記の評価基準で評価した。この値が大きいほど耐熱性が優れていると言える。
○:プロパント最上部が位置する高さ/分散液Aの高さの値が0.8以上
△:プロパント最上部が位置する高さ/分散液Aの高さの値が0.5以上0.8未満
×:プロパント最上部が位置する高さ/分散液Aの高さの値が0.5未満
<Evaluation of heat resistance>
Dispersion A was placed in a transparent pressure vessel (Aswan pressure bottle), sealed, placed in a 70 ° C. dryer, and heated for 6 hours. After heating, it was allowed to cool for 15 hours. Thereafter, the heat resistance was evaluated according to the following evaluation criteria based on the ratio of the height at which the uppermost part of the proppant is located to the height of the dispersion. It can be said that heat resistance is excellent, so that this value is large.
◯: The height of the top of the proppant / the height of the dispersion A is 0.8 or more. Δ: The height of the top of the proppant / the height of the dispersion A is 0.5 or more. Less than 8 ×: The height at which the top of the proppant is located / the height of the dispersion A is less than 0.5
<分解性の評価>
分散液Bを透明な耐圧容器(アズワン製耐圧ボトル)に入れ、密閉して70℃の乾燥機に入れ、6時間加熱した。加熱後、15時間放冷した。その後、プロパントの最上部が位置する高さと、分散液の高さの比で分解性を下記の評価基準で評価した。この値が小さいほど分解性が優れていると言える。
○:プロパント最上部が位置する高さ/分散液Aの高さの値が0.4未満
△:プロパント最上部が位置する高さ/分散液Aの高さの値が0.4以上0.7未満
×:プロパント最上部が位置する高さ/分散液Aの高さの値が0.7以上
<Evaluation of degradability>
Dispersion B was placed in a transparent pressure vessel (Aswan pressure bottle), sealed, placed in a 70 ° C. dryer, and heated for 6 hours. After heating, it was allowed to cool for 15 hours. Thereafter, the degradability was evaluated according to the following evaluation criteria based on the ratio of the height at which the uppermost portion of the proppant is located to the height of the dispersion. It can be said that the smaller the value, the better the decomposability.
○: Height of the top of the proppant / height of the dispersion A is less than 0.4 Δ: Height of the top of the proppant / the height of the dispersion A is 0.4 or more. Less than 7 x: The height of the top of the proppant / the height of the dispersion A is 0.7 or more
<回収性の評価>
分解性の評価を行った後のサンプル中の、ゲル状の凝集物の有無を目視で確認し、下記の評価基準で評価した。
○:分解性Bの体積の100分の1未満がゲル状の凝集物になっている、もしくはゲル状の凝集物が全く確認されない
△:分解性Bの体積の100分の1以上10分の1未満がゲル状の凝集物になっている
×:分解性Bの体積の10分の1以上がゲル状の凝集物になっている
<Evaluation of recoverability>
The presence or absence of gel-like aggregates in the sample after the evaluation of degradability was visually confirmed, and evaluated according to the following evaluation criteria.
○: Less than 1/100 of the volume of degradable B is a gel-like aggregate, or no gel-like aggregate is confirmed Δ: 1/100 to 10 minutes of the volume of degradable B Less than 1 is a gel-like aggregate x: One-tenth or more of the volume of degradable B is a gel-like aggregate
<粘度の測定>
分散液A及び分解性の評価を行った後の分散液Bから、プロパント等の粗大固形物を除去した後、粘度をB型粘度計(BLOOKFIELD社製、アナログ粘度計T−LVT)を用いて測定した。具体的には、上記分散液を、355μmのメッシュを通過させた後に得られた濾液の粘度の測定を行った。分散液Aの粘度は分解前の粘度とし、分散液Bの粘度は分解後の粘度とした。なお、分散液Aの粘度は、プロパント支持性に関連する粘度であり、分散液Bの粘度は、分解性に関連する粘度である。
粘度の測定は、液温25℃においてロータ回転数3rpmで3分間回転させ測定した。なお、分散液Bにおいて回収性の評価が×の評価のものは分解後の粘度測定を行わなかった。
<Measurement of viscosity>
After removing coarse solids such as proppant from dispersion A and dispersion B after evaluation of degradability, the viscosity was measured using a B-type viscometer (analog viscometer T-LVT manufactured by BLOOKFIELD). It was measured. Specifically, the viscosity of the filtrate obtained after passing the dispersion through a 355 μm mesh was measured. The viscosity of dispersion A was the viscosity before decomposition, and the viscosity of dispersion B was the viscosity after decomposition. The viscosity of the dispersion A is a viscosity related to proppant support, and the viscosity of the dispersion B is a viscosity related to decomposability.
The viscosity was measured by rotating at a rotor temperature of 3 rpm for 3 minutes at a liquid temperature of 25 ° C. In addition, in the dispersion B, those having a recoverability evaluation of x were not subjected to viscosity measurement after decomposition.
実施例に示すように、微細繊維状セルロースと非イオン性水溶性高分子を含む地下層処理用組成物は、掘削流体に用いられる地下層処理用流体として不可欠な種々の特性を有していた。具体的には実施例で得られた地下層処理用流体は、プロパントを運搬するために必要であるプロパント支持性、高温条件下でもその特性を失わない耐熱性、かつ分解剤の添加によって流動する分解性、流体回収が再凝集したゲルによって妨げられない回収性の四つの特性を有していた。
実施例1〜4、6および8〜9は、微細繊維状リン酸化セルロースもしくは微細繊維状マレイン酸化セルロースとグアーガムの組合せであり、以上の四つの特性に特に優れていた。なお、実施例5は微細繊維状TEMPO酸化セルロースとグアーガムの組合せであり、概ね良好な特性を有しており、やや回収性が劣る傾向が見られたものの実用上問題のないレベルであった。実施例10は、非イオン性水溶性高分子の含有量が多いため、やや耐熱性に劣る傾向が見られたものの実用上問題のないレベルであった。また、実施例11及び12のように、地下層処理用組成物を濃縮した後に、流体と混合して地下層処理用流体としたものであっても、他の実施例と同様の特性が得られていた。
実施例7及び12は、キサンタンガムを添加したものであり、塩水中で分散させたにも関わらず、良好な結果を示しており、塩水中でも本発明が有効であることが示された。
比較例1〜6は、水溶性高分子を含まないものであり、微細繊維状セルロースが低濃度であればプロパント支持性が十分ではなく、微細繊維状セルロースが高濃度であれば分解後に再凝集し、回収性に劣っていた。
比較例7および8は、イオン性水溶性高分子のキサンタンガムを添加したものであるが、非イオン性水溶性高分子のグアーガムとは異なり、プロパント支持性に劣っていた。
As shown in the examples, the underground treatment composition containing fine fibrous cellulose and a nonionic water-soluble polymer had various characteristics indispensable as an underground treatment fluid used as a drilling fluid. . Specifically, the underground treatment fluid obtained in the examples flows through proppant support necessary for transporting proppant, heat resistance that does not lose its characteristics even under high temperature conditions, and addition of a decomposition agent. It had four characteristics of degradability and recoverability where fluid recovery was not hindered by the re-agglomerated gel.
Examples 1-4, 6 and 8-9 were a combination of fine fibrous phosphorylated cellulose or fine fibrous maleated cellulose and guar gum, and were particularly excellent in the above four characteristics. In addition, Example 5 is a combination of fine fibrous TEMPO-oxidized cellulose and guar gum, and generally has good characteristics, and although there was a tendency to be somewhat inferior in recoverability, it was at a level causing no practical problem. In Example 10, since the content of the nonionic water-soluble polymer was large, a tendency to be slightly inferior in heat resistance was observed, but the level was not problematic in practice. In addition, as in Examples 11 and 12, even if the composition for treating the underground layer is concentrated and then mixed with the fluid to obtain the fluid for treating the underground layer, the same characteristics as in the other examples are obtained. It was done.
Examples 7 and 12 were obtained by adding xanthan gum and showed good results despite being dispersed in salt water, indicating that the present invention is effective even in salt water.
Comparative Examples 1 to 6 do not contain a water-soluble polymer. Propant support is not sufficient if the fine fibrous cellulose is at a low concentration, and reaggregation after decomposition if the fine fibrous cellulose is at a high concentration. However, the recoverability was poor.
Comparative Examples 7 and 8 were obtained by adding xanthan gum, which was an ionic water-soluble polymer, but were poor in proppant support, unlike guar gum, which was a nonionic water-soluble polymer.
Claims (19)
前記微細繊維状セルロースはリン酸化セルロース又はマレイン酸化セルロースである、地下層処理用組成物。 And following fine fibrous cellulose 1000nm fiber width is a non-ionic water-soluble polymer, only including,
The composition for underground layer treatment , wherein the fine fibrous cellulose is phosphorylated cellulose or maleated cellulose .
前記微細繊維状セルロースはリン酸化セルロース又はマレイン酸化セルロースである、地下層処理用流体。 And following fine fibrous cellulose 1000nm fiber width is a non-ionic water-soluble polymer, and a fluid, only including,
The fluid for underground layer treatment , wherein the fine fibrous cellulose is phosphorylated cellulose or maleated cellulose .
前記地下層処理用組成物と流体を混合する工程と、を含む地下層処理用流体の製造方法であって、
前記微細繊維状セルロースはリン酸化セルロース又はマレイン酸化セルロースである、地下層処理用流体の製造方法。 A step of mixing a fine fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a nonionic water-soluble polymer to obtain a composition for treating an underground layer;
A method of producing a fluid for treating an underground layer comprising the step of mixing the composition for treating an underground layer and a fluid ,
The method for producing a fluid for treating an underground layer, wherein the fine fibrous cellulose is phosphorylated cellulose or maleated cellulose.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015218195A JP6569482B2 (en) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | Underground layer treatment composition, underground layer treatment fluid, method for producing underground layer treatment fluid, and method for treating underground layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015218195A JP6569482B2 (en) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | Underground layer treatment composition, underground layer treatment fluid, method for producing underground layer treatment fluid, and method for treating underground layer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017088693A JP2017088693A (en) | 2017-05-25 |
| JP6569482B2 true JP6569482B2 (en) | 2019-09-04 |
Family
ID=58767916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015218195A Active JP6569482B2 (en) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | Underground layer treatment composition, underground layer treatment fluid, method for producing underground layer treatment fluid, and method for treating underground layer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6569482B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3438132B1 (en) | 2016-03-31 | 2021-12-15 | Oji Holdings Corporation | Method for producing fibrous cellulose, and fibrous cellulose |
| JP6893649B2 (en) * | 2017-01-11 | 2021-06-23 | 日立Astemo株式会社 | Method for producing gel-like body and gel-like body, and method for producing composite material and composite material |
| WO2019059079A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | 日本製紙株式会社 | Method for producing anionically modified cellulose nanofibers |
| JP7227605B2 (en) * | 2019-03-25 | 2023-02-22 | 国立大学法人室蘭工業大学 | Coal underground gasification method |
| WO2020245881A1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | 関東天然瓦斯開発株式会社 | Pit drilling method |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0171962B1 (en) * | 1984-08-13 | 1991-04-17 | American Colloid Company | Water-swellable clay composition |
| US4610795A (en) * | 1985-08-07 | 1986-09-09 | Fmc Corporation | Peroxygen breaker systems for well completion fluids |
| JP5502712B2 (en) * | 2010-12-14 | 2014-05-28 | 第一工業製薬株式会社 | Viscous aqueous composition |
| JP2013177540A (en) * | 2012-02-08 | 2013-09-09 | Mitsubishi Chemicals Corp | Rubber modifying material, rubber latex-dispersed solution and rubber composition |
| US20130274149A1 (en) * | 2012-04-13 | 2013-10-17 | Schlumberger Technology Corporation | Fluids and methods including nanocellulose |
| JP6370089B2 (en) * | 2013-04-26 | 2018-08-08 | ソマール株式会社 | Fracturing fluid |
| RU2016105773A (en) * | 2013-08-30 | 2017-10-05 | Дай-Ити Когио Сейяку Ко., Лтд. | RAW OIL RECOVERY ADDITIVE |
| CA2921219C (en) * | 2013-08-30 | 2021-09-07 | Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. | Additive for drilling mud comprising i-type crystal structure cellulose fibers with specified number average fiber diameters and aspect ratios |
-
2015
- 2015-11-06 JP JP2015218195A patent/JP6569482B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017088693A (en) | 2017-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7302712B2 (en) | Composition containing fine cellulose fibers | |
| JP6477702B2 (en) | Composition containing fine cellulose fiber | |
| JP6361836B1 (en) | Fibrous cellulose-containing material and method for producing fibrous cellulose-containing material | |
| JP7095595B2 (en) | Method for producing fibrous cellulose-containing material and fibrous cellulose-containing material | |
| JP6569482B2 (en) | Underground layer treatment composition, underground layer treatment fluid, method for producing underground layer treatment fluid, and method for treating underground layer | |
| CN108137864B (en) | Composition, fine fibrous cellulose-containing material, and method for producing fine fibrous cellulose-containing material | |
| KR20210046834A (en) | Product containing microfibrous cellulose | |
| JP6531604B2 (en) | Composition comprising wood fiber | |
| JP6507962B2 (en) | Fine fibrous cellulose-containing composition | |
| TWI803758B (en) | Mixture | |
| JPWO2020085479A1 (en) | Fine fibrous cellulose-containing composition and method for producing the same | |
| JP7183627B2 (en) | Fine fibrous cellulose-containing composition and method for producing the same | |
| WO2020145104A1 (en) | Method for producing hydrophobized anion-modified cellulose nanofiber dispersion, and hydrophobized anion-modified cellulose dry solid | |
| JP7432390B2 (en) | Hydrophobized anion-modified cellulose nanofiber dispersion and method for producing the same, and dry solid of hydrophobized anion-modified cellulose and method for producing the same | |
| JP7199229B2 (en) | Method for producing hydrophobized anion-modified cellulose nanofiber dispersion and dry solid of hydrophobized anion-modified cellulose | |
| JP7127005B2 (en) | Fine fibrous cellulose inclusions | |
| JP6780728B2 (en) | Fine fibrous cellulose-containing composition and method for producing the same | |
| JP7424756B2 (en) | Dry solid of hydrophobized anion-modified cellulose pulverized product and method for producing the same, and method for producing hydrophobized anion-modified cellulose nanofiber dispersion | |
| JP7239294B2 (en) | Method for producing anion-modified cellulose nanofiber | |
| JP7098467B2 (en) | Manufacturing method of cellulose nanofibers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160304 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171220 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181030 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181031 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20181225 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190226 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190709 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190722 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6569482 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |