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JP6921597B2 - Gel membrane - Google Patents
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Description

本発明はゲル膜に関する。 The present invention relates to gel membranes.

近年、天然に多量に存在するバイオマスであるセルロース繊維を使った材料が注目されている。例えば、特許文献1では、セルロースナノファイバーを用いた高弾性で高い耐熱性を有するゲル状体が開示されている。かかるゲル状体は膜状に加工することができるため、化粧料や食品等の包装容器等の分野における使用が期待されている。 In recent years, a material using cellulose fiber, which is a biomass that exists in a large amount in nature, has attracted attention. For example, Patent Document 1 discloses a gel-like body using cellulose nanofibers, which has high elasticity and high heat resistance. Since such a gel-like body can be processed into a film shape, it is expected to be used in the field of packaging containers for cosmetics and foods.

特開2013−082796号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-082796

包装容器等の分野で使用される膜としては、汚れの付着を防止したり、あるいは付着した汚れを容易に除去できる膜(防汚性膜)の高いニーズがある。 As a membrane used in the field of packaging containers and the like, there is a high need for a membrane (antifouling membrane) that can prevent the adhesion of stains or easily remove the adhered stains.

本発明は、汚れに対して優れた防汚効果を発揮するゲル膜に関する。更に本発明は、ゲル膜用分散体に関する。 The present invention relates to a gel film that exhibits an excellent antifouling effect against stains. Furthermore, the present invention relates to a dispersion for a gel film.

本発明は、下記〔1〕〜〔2〕に関する。
〔1〕 カルボキシ基含有量が0.1mmol/g以上であるセルロース繊維のカルボキシ基に修飾基が結合されてなるセルロース繊維複合体と有機媒体とを有するゲル膜。
〔2〕 カルボキシ基含有量が0.1mmol/g以上であるセルロース繊維のカルボキシ基に修飾基が結合されてなるセルロース繊維複合体と有機媒体とを有するゲル膜用分散体。
The present invention relates to the following [1] to [2].
[1] A gel film having a cellulose fiber composite in which a modifying group is bonded to a carboxy group of a cellulose fiber having a carboxy group content of 0.1 mmol / g or more and an organic medium.
[2] A dispersion for a gel membrane having a cellulose fiber composite in which a modifying group is bonded to a carboxy group of a cellulose fiber having a carboxy group content of 0.1 mmol / g or more and an organic medium.

本発明のゲル膜は汚れに対して優れた防汚効果を発揮することができる。 The gel film of the present invention can exert an excellent antifouling effect against dirt.

[ゲル膜]
本発明のゲル膜は、特定の構造を有するセルロース繊維複合体と有機媒体とを有するものである。ここでゲル膜とは、室温で流動せずに形状を保持する膜をいう。ゲル膜としては、例えば、微小硬度計で測定した場合、下記式により算出されるマルテンス硬さ(HM)が0.1(N/mm)以上の膜が好ましい。具体的には、後述の実施例に記載の方法によりゲル膜のマルテンス硬さが測定される。
HM=F/(26.43×hmax
F:試験力(N)
hmax:押し込み深さの最大値(mm)
[Gel film]
The gel membrane of the present invention has a cellulose fiber complex having a specific structure and an organic medium. Here, the gel film means a film that retains its shape without flowing at room temperature. As the gel film, for example, a film having a Martens hardness (HM) of 0.1 (N / mm 2 ) or more calculated by the following formula when measured with a micro hardness tester is preferable. Specifically, the Martens hardness of the gel film is measured by the method described in Examples described later.
HM = F / (26.43 x hmax 2 )
F: Test force (N)
hmax: Maximum push-in depth (mm)

本発明のゲル膜が、汚れに対する優れた防汚性を発揮するというメカニズムは定かではないが、以下のように推定される。本発明におけるセルロース繊維複合体は、好ましくはアミノ基を有する炭化水素化合物及び/又はアミノ変性シリコーンに由来する炭化水素基及び/又はシリコーン基といった疎水性の強い修飾基がセルロース繊維のカルボキシ基に結合されてなる構造という独特の構造を有するため、かかる修飾基と有機媒体との親和性が強くなるので、有機媒体がセルロース繊維複合体から容易に離れにくくなり、その結果、防汚性を発揮するセルロース繊維複合体の構造が強固に維持できるものと推定される。 The mechanism by which the gel film of the present invention exhibits excellent antifouling property against dirt is not clear, but it is presumed as follows. In the cellulose fiber composite of the present invention, a highly hydrophobic modifying group such as a hydrocarbon compound having an amino group and / or a hydrocarbon group derived from an amino-modified silicone and / or a silicone group is bonded to the carboxy group of the cellulose fiber. Since it has a unique structure of a hydrocarbon, the affinity between the modifying group and the organic medium is enhanced, so that the organic medium is not easily separated from the cellulose fiber composite, and as a result, antifouling property is exhibited. It is presumed that the structure of the cellulose fiber composite can be maintained firmly.

本発明のゲル膜における、セルロース繊維複合体中のセルロース繊維と有機媒体の割合(セルロース繊維:有機媒体)は、防汚性の観点から、質量比として好ましくは1:0.1以上、より好ましくは1:1以上、更に好ましくは1:3以上であり、耐久性の観点から好ましくは1:100以下、より好ましくは1:80以下、更に好ましくは1:50以下、更に好ましくは1:25以下である。 The ratio of the cellulose fibers to the organic medium (cellulose fibers: organic medium) in the cellulose fiber composite in the gel film of the present invention is preferably 1: 0.1 or more as a mass ratio from the viewpoint of antifouling property, more preferably. Is 1: 1 or more, more preferably 1: 3 or more, preferably 1: 100 or less, more preferably 1:80 or less, still more preferably 1:50 or less, still more preferably 1:25 from the viewpoint of durability. It is as follows.

本発明のゲル膜の算術平均粗さは特に制限はなく、防汚性の観点から、ゲル膜の厚みとしては、好ましくは1μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは5μm以上であり、経済性の観点から、好ましくは2000μm以下、より好ましくは1200μm以下、更に好ましくは500μm以下、更に好ましくは100μm以下である。 The arithmetic mean roughness of the gel film of the present invention is not particularly limited, and from the viewpoint of antifouling property, the thickness of the gel film is preferably 1 μm or more, more preferably 3 μm or more, still more preferably 5 μm or more, and is economical. From the viewpoint of properties, it is preferably 2000 μm or less, more preferably 1200 μm or less, still more preferably 500 μm or less, still more preferably 100 μm or less.

本発明のゲル膜の用途としては、例えば、化粧料や食品等の包装容器、輸送用パイプ、船底、電線等の防汚用の膜としての用途が挙げられる。 Applications of the gel film of the present invention include, for example, an antifouling film for packaging containers for cosmetics and foods, transportation pipes, ship bottoms, electric wires, and the like.

<セルロース繊維複合体>
本発明におけるセルロース繊維複合体とは、セルロース繊維のカルボキシ基に修飾基が結合されてなるものであり、有機媒体に分散性を示すものであればよい。有機媒体に対して分散性を有するとは、例えば、油と対象のセルロース繊維複合体との混合液の粘度をE型粘度計(25℃、1rpm、1分後、標準コーンロータ、ロータコード:01)を用いて測定した場合、増粘が観測されることをいう。例えば、本発明におけるセルロース繊維複合体としては、有機媒体の代表例としてスクアラン中にセルロース繊維の濃度を0.5質量%になるように調製した液の微細化処理後の分散液粘度が50mPa・s以上になるものが好ましい。なお、微細化処理は、後述の方法により行うことができる。
<Cellulose fiber complex>
The cellulose fiber complex in the present invention is formed by bonding a modifying group to the carboxy group of the cellulose fiber, and may be any one that exhibits dispersibility in an organic medium. Dispersibility in an organic medium means, for example, that the viscosity of a mixture of oil and a target cellulose fiber composite is measured with an E-type viscometer (25 ° C, 1 rpm, 1 minute later, standard cone rotor, rotor cord: When measured using 01), it means that thickening is observed. For example, as the cellulose fiber composite in the present invention, as a typical example of an organic medium, a liquid prepared so that the concentration of cellulose fibers in squalane is 0.5% by mass has a viscosity of 50 mPa. Those having s or more are preferable. The miniaturization process can be performed by the method described later.

本発明のゲル膜におけるセルロース繊維複合体の含有量は、防汚性及び膜の耐久性の観点から、好ましくは2質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは4質量%以上である。また、同様の観点から、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、更に好ましくは5質量%以下である。 The content of the cellulose fiber composite in the gel film of the present invention is preferably 2% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, still more preferably 4% by mass or more, from the viewpoint of antifouling property and film durability. be. From the same viewpoint, it is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and further preferably 5% by mass or less.

(セルロース繊維)
セルロース繊維複合体の原料のセルロース繊維としては、環境面から好ましくは天然セルロース繊維であり、例えば、針葉樹系パルプ、広葉樹系パルプ等の木材パルプ;コットンリンター、コットンリントのような綿系パルプ;麦わらパルプ、バガスパルプ等の非木材系パルプ;バクテリアセルロース等が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、セルロース繊維としては、防汚性の観点から、好ましくは、カルボキシ基を有するセルロース繊維(以下、酸化セルロース繊維ともいう。)であり、セルロース繊維を酸化することにより得ることができる。
(Cellulose fiber)
The cellulose fiber as the raw material of the cellulosic fiber composite is preferably a natural cellulose fiber from the environmental point of view. For example, wood pulp such as coniferous pulp and broadleaf pulp; cotton pulp such as cotton linter and cotton lint; straw. Non-wood pulp such as pulp and bagas pulp; bacterial cellulose and the like can be mentioned, and one of these can be used alone or in combination of two or more.
Further, the cellulose fiber is preferably a cellulose fiber having a carboxy group (hereinafter, also referred to as an oxidized cellulose fiber) from the viewpoint of antifouling property, and can be obtained by oxidizing the cellulose fiber.

(酸化セルロース繊維)
酸化セルロース繊維は、例えば、触媒として2,2,6,6,−テトラメチル−1−ピペリジン−N−オキシル(TEMPO)を使用し、更に次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤、臭化ナトリウム等の臭化物を併用して酸化する方法が適用できる。より詳細には、特開2011−140632号公報に記載の方法を参照することができ、更に、追酸化処理又は還元処理を行なうことで、アルデヒドを除去した酸化セルロース繊維として調製することができる。
(Oxidized cellulose fiber)
As the cellulose oxide fiber, for example, 2,2,6,6, -tetramethyl-1-piperidin-N-oxyl (TEMPO) is used as a catalyst, and an oxidizing agent such as sodium hypochlorite, sodium bromide and the like are further used. A method of oxidizing in combination with the bromide of is applicable. More specifically, the method described in JP-A-2011-140632 can be referred to, and further, it can be prepared as an oxidized cellulose fiber from which aldehyde has been removed by performing an additional oxidation treatment or a reduction treatment.

TEMPOを触媒としてセルロース繊維の酸化を行うことにより、セルロース構成単位のC6位の基(−CHOH)が選択的にカルボキシ基に変換される。従って、本発明における酸化セルロース繊維の好ましい態様として、セルロース構成単位のC6位にカルボキシ基を有するセルロース繊維が挙げられる。 By oxidizing the cellulose fiber using TEMPO as a catalyst, the group at the C6 position (-CH 2 OH) of the cellulose constituent unit is selectively converted into a carboxy group. Therefore, a preferred embodiment of the oxidized cellulose fiber in the present invention is a cellulose fiber having a carboxy group at the C6 position of the cellulose constituent unit.

(カルボキシ基含有量)
本発明で用いられるセルロース繊維複合体を構成するセルロース繊維は、カルボキシ基含有量が、修飾基導入の観点から、0.1mmol/g以上、好ましくは0.4mmol/g以上、より好ましくは0.6mmol/g以上、更に好ましくは0.8mmol/g以上である。また、取り扱い性を向上させる観点から、好ましくは3mmol/g以下、より好ましくは2mmol/g以下、更に好ましくは1.8mmol/g以下である。なお、「カルボキシ基含有量」とは、セルロース繊維を構成するセルロース中のカルボキシ基の総量を意味し、具体的には後述の実施例に記載の方法により測定される。
(Carboxy group content)
The cellulose fibers constituting the cellulose fiber composite used in the present invention have a carboxy group content of 0.1 mmol / g or more, preferably 0.4 mmol / g or more, more preferably 0. It is 6 mmol / g or more, more preferably 0.8 mmol / g or more. Further, from the viewpoint of improving handleability, it is preferably 3 mmol / g or less, more preferably 2 mmol / g or less, and further preferably 1.8 mmol / g or less. The "carboxy group content" means the total amount of carboxy groups in the cellulose constituting the cellulose fiber, and is specifically measured by the method described in Examples described later.

また、セルロース繊維の平均繊維径、平均繊維長及び平均アスペクト比の好適な範囲は、後述のセルロース繊維複合体と同様であり、また、後述のセルロース繊維複合体と同様の測定方法により求めることができる。 Further, the preferable ranges of the average fiber diameter, the average fiber length and the average aspect ratio of the cellulose fibers are the same as those of the cellulose fiber composite described later, and can be determined by the same measuring method as the cellulose fiber composite described later. can.

(修飾基)
本明細書において、セルロース繊維複合体における修飾基の結合とは、セルロース繊維表面のカルボキシ基に、修飾基がイオン結合及び/又は共有結合している状態のことを意味する。カルボキシ基への結合様式としては、イオン結合、共有結合が挙げられる。ここでの共有結合としては、例えば、アミド結合、エステル結合、ウレタン結合が挙げられ、なかでも、防汚性の観点から、好ましくはアミド結合である。防汚性の観点から、本発明におけるセルロース繊維複合体としては、セルロース繊維表面に既に存在するカルボキシ基に、修飾基を導入するための化合物をイオン結合及び/又はアミド結合させることにより得られるものが好ましい。
(Modifying group)
As used herein, the binding of the modifying group in the cellulose fiber composite means a state in which the modifying group is ionic and / or covalently bonded to the carboxy group on the surface of the cellulose fiber. Examples of the bonding mode to the carboxy group include an ionic bond and a covalent bond. Examples of the covalent bond here include an amide bond, an ester bond, and a urethane bond, and among them, an amide bond is preferable from the viewpoint of antifouling property. From the viewpoint of antifouling property, the cellulose fiber composite in the present invention is obtained by ionic bonding and / or amide bonding a compound for introducing a modifying group to a carboxy group already existing on the surface of the cellulose fiber. Is preferable.

(修飾基を導入するための化合物)
修飾基を導入するための化合物としては、後述の修飾基を導入可能なものであればよく、結合様式によって、例えば、以下のものを用いることができる。イオン結合の場合は、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン、第4級アンモニウム化合物、ホスホニウム化合物のいずれでもよい。これらの中では、分散性の観点から、好ましくは、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン、第4級アンモニウム化合物である。また、前記のアンモニウム化合物やホスホニウム化合物の陰イオン成分としては、反応性の観点から、好ましくは、塩素イオンや臭素イオンなどのハロゲンイオン、硫酸水素イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロボレートイオン、ヘキサフルオロフォスフェイトイオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、ヒドロキシイオンが挙げられ、より好ましくは、ヒドロキシイオンが挙げられる。共有結合の場合は置換される官能基によって以下のものを用いることができる。
(Compound for introducing a modifying group)
As the compound for introducing the modifying group, any compound into which the modifying group described later can be introduced may be used, and for example, the following compounds can be used depending on the bonding mode. In the case of an ionic bond, any of a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine, a quaternary ammonium compound, and a phosphonium compound may be used. Among these, from the viewpoint of dispersibility, a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine, and a quaternary ammonium compound are preferable. Further, as the anion component of the ammonium compound or the phosphonium compound, from the viewpoint of reactivity, halogen ions such as chlorine ion and bromine ion, hydrogen sulfate ion, perchlorate ion, tetrafluoroborate ion and hexa are preferable. Fluorophosphate ion, trifluoromethanesulfonic acid ion, hydroxy ion can be mentioned, and more preferably, hydroxy ion can be mentioned. In the case of covalent bonds, the following can be used depending on the functional group to be substituted.

カルボキシ基への修飾においては、アミド結合の場合は、第1級アミン、第2級アミン等のアミノ基を有する炭化水素化合物及びアミノ変性シリコーン化合物からなる群より選択される1種以上が好ましい。エステル結合の場合は、アルコールがよく、例えば、ブタノール、オクタノール、ドデカノールが例示される。ウレタン結合の場合は、イソシアネート化合物がよい。 In the modification to the carboxy group, in the case of an amide bond, one or more selected from the group consisting of a hydrocarbon compound having an amino group such as a primary amine and a secondary amine and an amino-modified silicone compound is preferable. In the case of ester bonds, alcohols are good, and examples include butanol, octanol, and dodecanol. In the case of urethane bond, an isocyanate compound is preferable.

アミノ基を有する炭化水素化合物、アミノ変性シリコーン、ホスホニウム化合物、酸無水物、イソシアネート化合物は、市販品を用いるか、公知の方法に従って調製することができる。 Hydrocarbon compounds having an amino group, amino-modified silicones, phosphonium compounds, acid anhydrides, and isocyanate compounds can be prepared by using commercially available products or by a known method.

具体例としては、第1〜3級アミンとしては、例えば、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、ジブチルアミン、ヘキシルアミン、ジヘキシルアミン、オクチルアミン、ジオクチルアミン、トリオクチルアミン、ドデシルアミン、ジドデシルアミン、ステアリルアミン、ジステアリルアミン、オレイルアミン、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、アニリン、ベンジルアミンが挙げられる。第4級アンモニウム化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド(TEAH)、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド(TPAH)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)、テトラブチルアンモニウムクロライド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドが挙げられる。これらの中では、分散性および耐熱性の観点から、好ましくは、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、ヘキシルアミン、ジヘキシルアミン、オクチルアミン、ジオクチルアミン、トリオクチルアミン、ドデシルアミン、ジドデシルアミン、ジステアリルアミン、オレイルアミン、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド(TEAH)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド(TPAH)、アニリン、より好ましくはプロピルアミン、ドデシルアミン、オレイルアミン、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)、アニリンである。 As a specific example, examples of the primary to tertiary amines include ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, butylamine, dibutylamine, hexylamine, dihexylamine, octylamine, dioctylamine, trioctylamine, and the like. Examples thereof include dodecylamine, didodecylamine, stearylamine, distearylamine, oleylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, aniline and benzylamine. Examples of the quaternary ammonium compound include tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetraethylammonium hydroxide (TEAH), tetraethylammonium chloride, tetrapropylammonium hydroxide (TPAH), tetrabutylammonium hydroxide (TBAH), and tetra. Examples thereof include butylammonium chloride, lauryltrimethylammonium chloride, dilauryldimethylchloride, stearyltrimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride, and alkylbenzyldimethylammonium chloride. Among these, from the viewpoint of dispersibility and heat resistance, propylamine, dipropylamine, butylamine, dibutylamine, hexylamine, dihexylamine, octylamine, dioctylamine, trioctylamine, dodecylamine, and didodecyl are preferable. Amines, distearylamines, oleylamines, tetraethylammonium hydroxides (TEAH), tetrabutylammonium hydroxides (TBAH), tetrapropylammonium hydroxides (TPAH), aniline, more preferably propylamines, dodecylamines, oleylamines, tetrabutylammines. Hydroxide (TBAH), aniline.

(アミノ変性シリコーン化合物)
アミノ変性シリコーン化合物としては、25℃での動粘度が10〜20,000mm/s、アミノ当量400〜8,000g/molのアミノ変性シリコーン化合物が好ましいものとして挙げられる。
(Amino-modified silicone compound)
As the amino-modified silicone compound, an amino-modified silicone compound having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 10 to 20,000 mm 2 / s and an amino equivalent of 400 to 8,000 g / mol is preferable.

25℃での動粘度はオストワルト型粘度計で求めることができ、防汚性の観点から、より好ましくは200〜10,000mm/s、更に好ましくは500〜5,000mm/sである。 The kinematic viscosity at 25 ° C. can be determined by an Ostwald type viscometer, and from the viewpoint of antifouling property, it is more preferably 200 to 10,000 mm 2 / s, and further preferably 500 to 5,000 mm 2 / s.

また、アミノ当量は、防汚性の観点から、好ましくは400〜8,000g/mol、より好ましくは600〜5,000g/mol、更に好ましくは800〜3,000g/molである。なお、アミノ当量は、窒素原子1個当りの分子量であり、アミノ当量(g/mol)=質量平均分子量/1分子あたりの窒素原子数で求められる。ここで質量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィーでポリスチレンを標準物質として求めた値であり、窒素原子数は元素分析法により求めることができる。 The amino equivalent is preferably 400 to 8,000 g / mol, more preferably 600 to 5,000 g / mol, and even more preferably 800 to 3,000 g / mol from the viewpoint of antifouling property. The amino equivalent is the molecular weight per nitrogen atom, and is calculated by amino equivalent (g / mol) = mass average molecular weight / number of nitrogen atoms per molecule. Here, the mass average molecular weight is a value obtained by gel permeation chromatography using polystyrene as a standard substance, and the number of nitrogen atoms can be obtained by an elemental analysis method.

アミノ変性シリコーン化合物の具体例として、一般式(a1)で表される化合物が挙げられる。 Specific examples of the amino-modified silicone compound include a compound represented by the general formula (a1).

Figure 0006921597
Figure 0006921597

〔式中、R1aは炭素数1〜3のアルキル基、ヒドロキシ基、炭素数1〜3のアルコキシ基又は水素原子から選ばれる基を示し、防汚性の観点から、好ましくはメチル基又はヒドロキシ基である。R2aは炭素数1〜3のアルキル基、ヒドロキシ基又は水素原子から選ばれる基であり、防汚性の観点から、好ましくはメチル基又はヒドロキシ基である。Bは少なくとも一つのアミノ基を有する側鎖を示し、R3aは炭素数1〜3のアルキル基又は水素原子を示す。x及びyはそれぞれ平均重合度を示し、該化合物の25℃の動粘度及びアミノ当量が上記範囲になるように選ばれる。尚、R1a、R2a、R3aはそれぞれ同一でも異なっていても良く、また複数個のR2aは同一でも異なっていても良い。〕 [In the formula, R 1a represents a group selected from an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a hydrogen atom, and is preferably a methyl group or a hydroxy group from the viewpoint of antifouling property. It is a group. R 2a is a group selected from an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a hydroxy group or a hydrogen atom, and is preferably a methyl group or a hydroxy group from the viewpoint of antifouling property. B represents a side chain having at least one amino group, and R 3a represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a hydrogen atom. x and y indicate the average degree of polymerization, respectively, and are selected so that the kinematic viscosity and amino equivalent of the compound at 25 ° C. are within the above ranges. R 1a , R 2a , and R 3a may be the same or different, and a plurality of R 2a may be the same or different. ]

一般式(a1)の化合物において、防汚性の観点から、xは好ましくは10〜10,000の数、より好ましくは20〜5,000の数、更に好ましくは30〜3,000の数である。yは好ましくは1〜1,000の数、より好ましくは1〜500の数、更に好ましくは1〜200の数である。一般式(a1)の化合物の質量平均分子量は、好ましくは2,000〜1,000,000、より好ましくは5,000〜100,000、更に好ましくは8,000〜50,000である。 In the compound of the general formula (a1), from the viewpoint of antifouling property, x is preferably a number of 10 to 10,000, more preferably a number of 20 to 5,000, and further preferably a number of 30 to 3,000. be. y is preferably a number of 1 to 1,000, more preferably a number of 1 to 500, and even more preferably a number of 1 to 200. The mass average molecular weight of the compound of the general formula (a1) is preferably 2,000 to 1,000,000, more preferably 5,000 to 100,000, and even more preferably 8,000 to 50,000.

一般式(a1)において、アミノ基を有する側鎖Bとしては、下記のものを挙げることができる。
−C−NH
−C−NH−C−NH
−C−NH−[C−NH]−C−NH
−C−NH(CH
−C−NH−C−NH(CH
−C−NH−[C−NH]−C−NH(CH
−C−N(CH
−C−N(CH)−C−N(CH
−C−N(CH)−[C−N(CH)]−C−N(CH
−C−NH−cyclo-C11
(ここで、e、f、gは、それぞれ1〜30の数である。)
In the general formula (a1), examples of the side chain B having an amino group include the following.
-C 3 H 6 -NH 2
-C 3 H 6 -NH-C 2 H 4- NH 2
-C 3 H 6 -NH- [C 2 H 4- NH] e- C 2 H 4- NH 2
-C 3 H 6 -NH (CH 3 )
-C 3 H 6 -NH-C 2 H 4- NH (CH 3 )
−C 3 H 6 −NH − [C 2 H 4 −NH] f − C 2 H 4 −NH (CH 3 )
−C 3 H 6 −N (CH 3 ) 2
-C 3 H 6- N (CH 3 ) -C 2 H 4- N (CH 3 ) 2
−C 3 H 6 −N (CH 3 ) − [C 2 H 4 −N (CH 3 )] g −C 2 H 4 −N (CH 3 ) 2
-C 3 H 6 -NH-cyclo-C 5 H 11
(Here, e, f, and g are numbers 1 to 30, respectively.)

本発明で用いるアミノ変性シリコーン化合物は、例えば、一般式(a2)で表されるオルガノアルコキシシランを過剰の水で加水分解して得られた加水分解物と、ジメチルシクロポリシロキサンとを水酸化ナトリウムのような塩基性触媒を用いて、80〜110℃に加熱して平衡反応させ、反応混合物が所望の粘度に達した時点で酸を用いて塩基性触媒を中和することにより製造することができる(特開昭53−98499号参照)。
N(CHNH(CHSi(CH)(OCH (a2)
The amino-modified silicone compound used in the present invention is, for example, sodium hydroxide obtained by hydrolyzing an organoalkoxysilane represented by the general formula (a2) with excess water and dimethylcyclopolysiloxane. It can be produced by heating to 80 to 110 ° C. for an equilibrium reaction using a basic catalyst such as, and neutralizing the basic catalyst with an acid when the reaction mixture reaches a desired viscosity. It can be done (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-98499).
H 2 N (CH 2 ) 2 NH (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2 (a2)

また、アミノ変性シリコーン化合物としては、防汚性の観点から、好ましくは側鎖Bの1個の中にアミノ基が1個有するモノアミノ変性シリコーン及び側鎖Bの1個の中にアミノ基が2個有するジアミノ変性シリコーンからなる群から選ばれる1種以上であり、より好ましくはアミノ基を有する側鎖Bが−C−NHで表される化合物〔以下、(a1−1)成分という〕及びアミノ基を有する側鎖Bが−C−NH−C−NHで表される化合物〔以下、(a1−2)成分という〕からなる群から選ばれる1種以上である。 The amino-modified silicone compound is preferably a monoamino-modified silicone having one amino group in one side chain B and two amino groups in one side chain B from the viewpoint of antifouling property. at least one element selected from the group consisting of diamino-modified silicone having pieces and more preferably a compound in which the side chain B is represented by -C 3 H 6 -NH 2 with an amino group [hereinafter, (a1-1) component ] And a compound whose side chain B having an amino group is represented by -C 3 H 6- NH-C 2 H 4- NH 2 [hereinafter referred to as (a1-2) component]. That is all.

本発明におけるアミノ変性シリコーン化合物としては、性能の点から、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製のTSF4703(動粘度:1000、アミノ当量:1600)、TSF4708(動粘度:1000、アミノ当量:2800)、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製のSS−3551(動粘度:1000、アミノ当量:1600)、SF8457C(動粘度:1200、アミノ当量:1800)、SF8417(動粘度:1200、アミノ当量:1700)、BY16−209(動粘度:500、アミノ当量:1800)、BY16−892(動粘度:1500、アミノ当量:2000)、BY16−898(動粘度:2000、アミノ当量:2900)、FZ−3760(動粘度:220、アミノ当量:1600)、信越化学工業(株)製のKF8002(動粘度:1100、アミノ当量:1700)、KF867(動粘度:1300、アミノ当量:1700)、KF−864(動粘度:1700、アミノ当量:3800)、BY16−213(動粘度:55、アミノ当量:2700)、BY16−853U(動粘度:14、アミノ当量:450)が好ましい。( )内において、動粘度は25℃での測定値(単位:mm/s)を示し、アミノ当量の単位はg/molである。 As the amino-modified silicone compound in the present invention, from the viewpoint of performance, TSF4703 (kinematic viscosity: 1000, amino equivalent: 1600), TSF4708 (kinematic viscosity: 1000, amino equivalent: 2800) manufactured by Momentive Performance Materials Co., Ltd., SS-3551 (kinematic viscosity: 1000, amino equivalent: 1600), SF8457C (kinematic viscosity: 1200, amino equivalent: 1800), SF8417 (kinematic viscosity: 1200, amino equivalent: 1700) manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd. ), BY16-209 (kinematic viscosity: 500, amino equivalent: 1800), BY16-892 (kinematic viscosity: 1500, amino equivalent: 2000), BY16-898 (kinematic viscosity: 2000, amino equivalent: 2900), FZ-3760. (Dynamic Viscosity: 220, Amino Equivalent: 1600), KF8002 (Dynamic Viscosity: 1100, Amino Equivalent: 1700), KF867 (Dynamic Viscosity: 1300, Amino Equivalent: 1700), KF-864 (Dynamic Viscosity: 1300, Amino Equivalent: 1700) The kinematic viscosity: 1700, amino equivalent: 3800), BY16-213 (kinematic viscosity: 55, amino equivalent: 2700), BY16-853U (kinematic viscosity: 14, amino equivalent: 450) are preferable. In (), the kinematic viscosity shows a measured value (unit: mm 2 / s) at 25 ° C., and the unit of amino equivalent is g / mol.

(a1−1)成分としては、BY16−213(動粘度:55、アミノ当量:2700)、BY16−853U(動粘度:14、アミノ当量:450)がより好ましい。
(a1−2)成分としては、SF8417(動粘度:1200、アミノ当量:1700)、BY16−209(動粘度:500、アミノ当量:1800)、FZ−3760(動粘度:220、アミノ当量:1600)がより好ましい。
As the component (a1-1), BY16-213 (kinematic viscosity: 55, amino equivalent: 2700) and BY16-853U (kinematic viscosity: 14, amino equivalent: 450) are more preferable.
The components (a1-2) include SF8417 (kinematic viscosity: 1200, amino equivalent: 1700), BY16-209 (kinematic viscosity: 500, amino equivalent: 1800), FZ-3760 (kinematic viscosity: 220, amino equivalent: 1600). ) Is more preferable.

セルロース繊維複合体における修飾基、好ましくは、炭化水素基及びシリコーン基からなる群より選択される1種以上の基の平均結合量は、得られるゲル膜の機械的強度の観点から、好ましくは0.01mmol/g以上、より好ましくは0.05mmol/g以上、更に好ましくは0.1mmol/g以上、更に好ましくは0.3mmol/g以上、更に好ましくは0.5mmol/g以上である。また、反応性の観点から、好ましくは3mmol/g以下、より好ましくは2.5mmol/g以下、更に好ましくは2mmol/g以下、更に好ましくは1.8mmol/g以下、更に好ましくは1.5mmol/g以下である。ここで、炭化水素基とシリコーン基とが同時に導入されている場合であっても、個々の平均結合量は前記範囲内であることが好ましい。 The average bond amount of one or more groups selected from the group consisting of modifying groups, preferably hydrocarbon groups and silicone groups in the cellulose fiber composite is preferably 0 from the viewpoint of the mechanical strength of the obtained gel film. It is 0.01 mmol / g or more, more preferably 0.05 mmol / g or more, still more preferably 0.1 mmol / g or more, still more preferably 0.3 mmol / g or more, still more preferably 0.5 mmol / g or more. From the viewpoint of reactivity, it is preferably 3 mmol / g or less, more preferably 2.5 mmol / g or less, still more preferably 2 mmol / g or less, still more preferably 1.8 mmol / g or less, still more preferably 1.5 mmol / g. It is less than or equal to g. Here, even when the hydrocarbon group and the silicone group are introduced at the same time, it is preferable that the individual average bond amount is within the above range.

また、炭化水素基又はシリコーン基の導入率は、いずれの修飾基についても、得られるゲル膜の機械的強度の観点から、好ましくは10%以上、より好ましくは30%以上、更に好ましくは50%以上、更に好ましくは60%以上、更に好ましくは70%以上であり、反応性の観点から、好ましくは99%以下、より好ましくは97%以下、更に好ましくは95%以下、更に好ましくは90%以下である。ここで、炭化水素基とシリコーン基とが同時に導入されている場合には、導入率の合計が上限の100%を超えない範囲において、前記範囲内となることが好ましい。 The introduction rate of the hydrocarbon group or the silicone group is preferably 10% or more, more preferably 30% or more, still more preferably 50%, for any of the modifying groups, from the viewpoint of the mechanical strength of the obtained gel film. Above, more preferably 60% or more, further preferably 70% or more, and from the viewpoint of reactivity, preferably 99% or less, more preferably 97% or less, still more preferably 95% or less, still more preferably 90% or less. Is. Here, when the hydrocarbon group and the silicone group are introduced at the same time, it is preferable that the total introduction rate is within the above range within a range not exceeding 100% of the upper limit.

なお、前記修飾基は置換基を有するものであってもよく、例えば、炭化水素基の場合、置換基を含めた修飾基全体の総炭素数が前記範囲内となるものが好ましい。置換基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、イソブトキシカルボニル基、sec−ブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基、イソペンチルオキシカルボニル基等のアルコキシ基の炭素数が1〜6のアルコキシ−カルボニル基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;アセチル基、プロピオニル基等の炭素数1〜6のアシル基;アラルキル基;アラルキルオキシ基;炭素数1〜6のアルキルアミノ基;アルキル基の炭素数が1〜6のジアルキルアミノ基が挙げられる。なお、前記した炭化水素基そのものが置換基として結合していてもよい。 The modifying group may have a substituent. For example, in the case of a hydrocarbon group, it is preferable that the total number of carbon atoms of the entire modifying group including the substituent is within the above range. Examples of the substituent include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, a pentyloxy group, an isopentyloxy group, a hexyloxy group and the like. An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms; a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a propoxycarbonyl group, an isopropoxycarbonyl group, a butoxycarbonyl group, an isobutoxycarbonyl group, a sec-butoxycarbonyl group, a tert-butoxycarbonyl group, a pentyloxycarbonyl group. An alkoxy-carbonyl group having 1 to 6 carbon atoms in an alkoxy group such as a group or isopentyloxycarbonyl group; a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom; a 1 carbon atom such as an acetyl group or a propionyl group. Examples thereof include an acyl group of ~ 6; an aralkyl group; an aralkyloxy group; an alkylamino group having 1 to 6 carbon atoms; and a dialkylamino group having 1 to 6 carbon atoms in the alkyl group. The above-mentioned hydrocarbon group itself may be bonded as a substituent.

なお、本明細書において、修飾基の平均結合量は、修飾基を導入するための化合物の添加量、修飾基を導入するための化合物の種類、反応温度、反応時間、溶媒などによって調整することができる。また、セルロース繊維複合体における修飾基の平均結合量(mmol/g)及び導入率(%)とは、セルロース繊維表面のカルボキシ基に修飾基が導入された量及び割合のことであり、セルロース繊維のカルボキシ基含有量を公知の方法(例えば、滴定、IR測定等)に従って測定することで算出することができる。 In the present specification, the average bond amount of the modifying group shall be adjusted according to the amount of the compound added for introducing the modifying group, the type of the compound for introducing the modifying group, the reaction temperature, the reaction time, the solvent and the like. Can be done. The average bond amount (mmol / g) and introduction rate (%) of the modifying group in the cellulose fiber composite are the amount and the ratio of the modifying group introduced into the carboxy group on the surface of the cellulose fiber, and are the cellulose fibers. The carboxy group content of the above can be calculated by measuring according to a known method (for example, titration, IR measurement, etc.).

[セルロース繊維複合体の製造方法]
本発明で用いられるセルロース繊維は、前記したセルロース繊維に修飾基を導入できるのであれば、特に限定なく公知の方法に従って製造することができる。なお、ここでいうセルロース繊維は、公知の方法、例えば、特開2011−140632号公報に記載の方法を参照にし、更に、必要に応じて前述の追酸化処理又は還元処理を行なうことで、アルデヒドを除去した酸化セルロース繊維として調製することができる。
[Manufacturing method of cellulose fiber complex]
The cellulose fiber used in the present invention can be produced according to a known method without particular limitation as long as a modifying group can be introduced into the above-mentioned cellulose fiber. The cellulose fiber referred to here is an aldehyde by referring to a known method, for example, the method described in JP2011-140632A, and further performing the above-mentioned additional oxidation treatment or reduction treatment as necessary. Can be prepared as an oxidized cellulose fiber from which

具体的な製造方法としては、修飾基のセルロース繊維への導入態様によって、以下の2態様が挙げられる。即ち、修飾基をイオン結合によってセルロース繊維に結合させる態様(態様A)、修飾基を共有結合によってセルロース繊維に結合させる態様(態様B)が挙げられる。なお、共有結合として、アミド結合の場合を以下に示す。
〔態様A〕
工程(1):天然セルロース繊維をN−オキシル化合物存在下で酸化して、酸化セルロース繊維を得る工程
工程(2A):工程(1)で得られた酸化セルロース繊維と、修飾基を導入するための化合物とを混合する工程
〔態様B〕
工程(1):天然セルロース繊維をN−オキシル化合物存在下で酸化して、酸化セルロース繊維を得る工程
工程(2B):工程(1)で得られた酸化セルロース繊維と、修飾基を導入するための化合物とをアミド化反応させる工程
Specific production methods include the following two modes depending on the mode in which the modifying group is introduced into the cellulose fiber. That is, an embodiment in which the modifying group is bound to the cellulose fiber by an ionic bond (aspect A) and an embodiment in which the modifying group is bound to the cellulose fiber by a covalent bond (aspect B) can be mentioned. The case of an amide bond as a covalent bond is shown below.
[Aspect A]
Step (1): Natural cellulose fiber is oxidized in the presence of an N-oxyl compound to obtain an oxidized cellulose fiber Step (2A): To introduce the oxidized cellulose fiber obtained in the step (1) and a modifying group. Step of mixing with the compound of [Aspect B]
Step (1): Natural cellulose fiber is oxidized in the presence of an N-oxyl compound to obtain an oxidized cellulose fiber Step (2B): To introduce the oxidized cellulose fiber obtained in the step (1) and a modifying group. Step of amidating with the compound of

修飾基の導入方法は、例えば、態様Aは特開2015−143336号公報に記載の方法を、態様Bは特開2015−143337号公報に記載の方法を参照して行うことができる。また、本発明においては、工程(1)の後に後述する微細化工程を行い、微細セルロース繊維とした後に工程(2A又は2B)を行う方法(第1の製造形態)、及び、工程(1)から順に工程(2A又は2B)を行い、その後に微細化工程を行って微細セルロース繊維を得る方法(第2の製造形態)を行ってもよい。なお、微細化処理後のセルロース繊維を、特に、「微細セルロース繊維」という場合がある。 As the method for introducing the modifying group, for example, Aspect A can be carried out by referring to the method described in JP-A-2015-143336, and Aspect B can be carried out by referring to the method described in JP-A-2015-143337. Further, in the present invention, a method (first production form) in which a micronization step described later is performed after the step (1) to obtain fine cellulose fibers and then a step (2A or 2B) is performed, and a step (1). A method (second production form) may be carried out in which the steps (2A or 2B) are carried out in order from the first, and then the micronization step is carried out to obtain fine cellulose fibers. The cellulose fiber after the micronization treatment may be particularly referred to as "fine cellulose fiber".

以下、態様Aの第1の製造形態に基づいて、微細セルロース繊維の製造方法を説明する。 Hereinafter, a method for producing fine cellulose fibers will be described based on the first production form of Aspect A.

〔工程(1)〕
工程(1)は、天然セルロース繊維をN−オキシル化合物存在下で酸化して、酸化セルロース繊維を得る工程である。具体的には、天然セルロース繊維に対して、特開2015−143336号又は特開2015−143337号に記載の、酸化処理工程(例えば、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル(TEMPO)を用いた酸化処理)及び精製工程(必要により)を行なうことで、カルボキシ基含有量が0.1mmol/g以上、好ましくは0.4mmol/g以上、より好ましくは0.6mmol/g以上、更に好ましくは0.8mmol/g以上、好ましくは3mmol/g以下、より好ましくは2mmol/g以下、更に好ましくは1.8mmol/g以下の酸化セルロース繊維が得られる。なお、酸化セルロース繊維のカルボキシ基含有量は、後述のセルロース繊維複合体と同様の測定方法により求めることができる。
[Step (1)]
Step (1) is a step of oxidizing natural cellulose fibers in the presence of an N-oxyl compound to obtain oxidized cellulose fibers. Specifically, the oxidation treatment step (for example, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl) described in JP-A-2015-143336 or JP-A-2015-143337 for natural cellulose fibers. (Oxidation treatment using (TEMPO)) and purification step (if necessary), the carboxy group content is 0.1 mmol / g or more, preferably 0.4 mmol / g or more, more preferably 0.6 mmol / g. As described above, an oxidized cellulose fiber of 0.8 mmol / g or more, preferably 3 mmol / g or less, more preferably 2 mmol / g or less, still more preferably 1.8 mmol / g or less can be obtained. The carboxy group content of the oxidized cellulose fiber can be determined by the same measuring method as that of the cellulose fiber complex described later.

(微細化工程)
次に、(必要により行われてもよい)精製工程後に工程(1)で得られた酸化セルロース繊維を微細化する工程を行って、微細な酸化セルロース繊維を得る。微細化工程では、精製工程を経た酸化セルロース繊維を溶媒中に分散させ、微細化処理を行うことが好ましい。
(Miniaturization process)
Next, after the purification step (which may be performed if necessary), a step of refining the cellulose oxide fiber obtained in the step (1) is performed to obtain fine cellulose oxide fibers. In the miniaturization step, it is preferable to disperse the oxidized cellulose fibers that have undergone the purification step in a solvent and perform the miniaturization treatment.

分散媒としての溶媒は、水の他、メタノール、エタノール、プロパノール等の炭素数1〜6、好ましくは炭素数1〜3のアルコール;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の炭素数3〜6のケトン;直鎖又は分岐状の炭素数1〜6の飽和炭化水素又は不飽和炭化水素;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素;炭素数2〜5の低級アルキルエーテル;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、コハク酸とトリエチレングリコールモノメチルエーテルとのジエステル等の極性溶媒等が例示される。これらは、単独で又は2種以上を混合して用いることができるが、微細化処理の操作性の観点から、水、炭素数1〜6のアルコール、炭素数3〜6のケトン、炭素数2〜5の低級アルキルエーテル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、コハク酸メチルトリグリコールジエステル等の極性溶媒が好ましく、環境負荷低減の観点から、水がより好ましい。溶媒の使用量は、酸化セルロース繊維を分散できる有効量であればよく、特に制限はないが、酸化セルロース繊維に対して、好ましくは1〜500質量倍、より好ましくは2〜200質量倍使用することがより好ましい。 In addition to water, the solvent as the dispersion medium is an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms such as methanol, ethanol and propanol; and a ketone having 3 to 6 carbon atoms such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone. Linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbons with 1 to 6 carbon atoms; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chloroform; lower grades with 2 to 5 carbon atoms Alkyl ethers; polar solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, diesters of succinic acid and triethylene glycol monomethyl ether, and the like are exemplified. These can be used alone or in combination of two or more, but from the viewpoint of operability of the micronization treatment, water, an alcohol having 1 to 6 carbon atoms, a ketone having 3 to 6 carbon atoms, and 2 carbon atoms. Polar solvents such as lower alkyl ethers of ~ 5, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, methyl triglycoldiester succinate and the like are preferable, and water is more preferable from the viewpoint of reducing the environmental load. The amount of the solvent used may be an effective amount capable of dispersing the oxidized cellulose fibers and is not particularly limited, but is preferably 1 to 500 times by mass, more preferably 2 to 200 times by mass with respect to the oxidized cellulose fibers. Is more preferable.

微細化処理で使用する装置としては公知の分散機が好適に使用される。例えば、離解機、叩解機、低圧ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、グラインダー、カッターミル、ボールミル、ジェットミル、短軸押出機、2軸押出機、超音波攪拌機、家庭用ジューサーミキサー等を用いることができる。また、微細化処理における反応物繊維の固形分濃度は50質量%以下が好ましい。 A known disperser is preferably used as an apparatus used in the miniaturization process. For example, a breaker, a beater, a low-pressure homogenizer, a high-pressure homogenizer, a grinder, a cutter mill, a ball mill, a jet mill, a short-screw extruder, a twin-screw extruder, an ultrasonic stirrer, a household juicer mixer and the like can be used. Further, the solid content concentration of the reactant fibers in the micronization treatment is preferably 50% by mass or less.

かくして、セルロース繊維構成単位のC6位の水酸基がアルデヒド基を経由してカルボキシ基へと選択的に酸化され、カルボキシ基含有量が0.1mmol/g以上のセルロースからなるセルロース繊維を得ることができる。 Thus, the hydroxyl group at the C6 position of the cellulose fiber constituent unit is selectively oxidized to a carboxy group via an aldehyde group, and a cellulose fiber composed of cellulose having a carboxy group content of 0.1 mmol / g or more can be obtained. ..

〔工程(2A)〕
第1の製造形態において、工程(2A)は、前記工程を経て得られた酸化セルロース繊維と、修飾基を導入するための化合物とを混合して、セルロース繊維を得る工程である。具体的には、酸化セルロース繊維と、修飾基を導入するための化合物とを溶媒中で混合すればよく、例えば、特開2015−143336号に記載の方法に従って製造することができる。
[Step (2A)]
In the first production form, the step (2A) is a step of mixing the oxidized cellulose fiber obtained through the above step with a compound for introducing a modifying group to obtain a cellulose fiber. Specifically, the oxidized cellulose fiber and the compound for introducing a modifying group may be mixed in a solvent, and can be produced, for example, according to the method described in JP-A-2015-143336.

工程(2A)で用いられる、修飾基を導入するための化合物としては、前述のものが挙げられる。 Examples of the compound for introducing a modifying group used in the step (2A) include the above-mentioned compounds.

前記化合物の使用量は、セルロース繊維における修飾基の所望結合量により決めることができるが、反応性の観点から、酸化セルロース繊維に含有されるカルボキシ基1molに対して、アミン基が、好ましくは0.01mol以上、より好ましくは0.1mol以上であり、製品純度の観点から、好ましくは50mol以下、より好ましくは20mol以下、更に好ましくは10mol以下となる量用いる。なお、前記範囲に含まれる量の化合物を一度に反応に供しても、分割して反応に供してもよい。化合物が、モノアミンの場合は、上記のアミン基とアミンとは同じである。 The amount of the compound used can be determined by the desired amount of the modifying group bonded to the cellulose fiber, but from the viewpoint of reactivity, the amine group is preferably 0 with respect to 1 mol of the carboxy group contained in the oxidized cellulose fiber. It is 0.01 mol or more, more preferably 0.1 mol or more, and from the viewpoint of product purity, it is preferably 50 mol or less, more preferably 20 mol or less, still more preferably 10 mol or less. The amount of the compound included in the above range may be subjected to the reaction at one time, or may be divided and subjected to the reaction. When the compound is a monoamine, the above amine groups and amines are the same.

溶媒としては、用いる化合物が溶解する溶媒を選択することが好ましく、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール(IPA)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N−ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン(THF)、コハク酸とトリエチレングリコールモノメチルエーテルとのジエステル、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、アセトニトリル、ジクロロメタン、クロロホルム、トルエン、酢酸、水等が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの極性溶媒の中でも、コハク酸とトリエチレングリコールモノメチルエーテルとのジエステル、エタノール、DMF、水が好ましい。 As the solvent, it is preferable to select a solvent in which the compound to be used dissolves, for example, methanol, ethanol, isopropyl alcohol (IPA), N, N-dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethyl. Acetamide, tetrahydrofuran (THF), diester of succinic acid and triethylene glycol monomethyl ether, acetone, methyl ethyl ketone (MEK), acetonitrile, dichloromethane, chloroform, toluene, acetic acid, water and the like, and one of them alone or Two or more types can be used in combination. Among these polar solvents, a diester of succinic acid and triethylene glycol monomethyl ether, ethanol, DMF, and water are preferable.

混合時の温度は、化合物の反応性の観点から、好ましくは0℃以上、より好ましくは5℃以上、更に好ましくは10℃以上である。また、着色等の製品品質の観点から、好ましくは50℃以下、より好ましくは40℃以下、更に好ましくは30℃以下である。混合時間は、用いる化合物及び溶媒の種類に応じて適宜設定することができるが、化合物の反応性の観点から、好ましくは0.01時間以上、より好ましくは0.1時間以上、更に好ましくは1時間以上であり、生産性の観点から、好ましくは48時間以下、より好ましくは24時間以下である。 The temperature at the time of mixing is preferably 0 ° C. or higher, more preferably 5 ° C. or higher, still more preferably 10 ° C. or higher, from the viewpoint of compound reactivity. Further, from the viewpoint of product quality such as coloring, it is preferably 50 ° C. or lower, more preferably 40 ° C. or lower, and further preferably 30 ° C. or lower. The mixing time can be appropriately set according to the type of compound and solvent used, but from the viewpoint of compound reactivity, it is preferably 0.01 hours or more, more preferably 0.1 hours or more, still more preferably 1 It is more than an hour, preferably 48 hours or less, and more preferably 24 hours or less from the viewpoint of productivity.

前記塩形成後、未反応の化合物等を除去するために、適宜後処理を行ってもよい。該後処理の方法としては、例えば、ろ過、遠心分離、透析等を用いることができる。 After the salt formation, post-treatment may be appropriately performed in order to remove unreacted compounds and the like. As the post-treatment method, for example, filtration, centrifugation, dialysis and the like can be used.

また、態様Bの製造方法については、工程(1)は態様Aと同様に行うことができるので、以下に第1の製造形態における工程(2B)について記載する。また、例えば、特開2013−151661号公報に記載の方法により製造することができる。 Further, regarding the manufacturing method of the first aspect B, since the step (1) can be performed in the same manner as the aspect A, the step (2B) in the first manufacturing embodiment will be described below. Further, for example, it can be produced by the method described in JP2013-151661A.

〔工程(2B)〕
第1の製造形態において、工程(2B)は、前記工程を経て得られた酸化セルロース繊維と、修飾基を導入するための化合物とをアミド化反応させて、セルロース繊維を得る工程である。前記混合方法としては、原料が反応する程度のものであれば特に問題なく、具体的には、前記原料を縮合剤の存在下で混合し、酸化セルロース繊維に含有されるカルボキシ基と、修飾基を導入するための化合物のアミノ基とを縮合反応させてアミド結合を形成する。
[Step (2B)]
In the first production form, the step (2B) is a step of amidating the oxidized cellulose fiber obtained through the above step with a compound for introducing a modifying group to obtain a cellulose fiber. As the mixing method, there is no particular problem as long as the raw materials react with each other. Specifically, the raw materials are mixed in the presence of a condensing agent, and the carboxy group contained in the cellulose oxide fiber and the modifying group are used. Is condensed with the amino group of the compound for introducing the amide bond to form an amide bond.

工程(2B)で用いられる、修飾基を導入するための化合物としては、前述のものが挙げられる。 Examples of the compound for introducing a modifying group used in the step (2B) include the above-mentioned compounds.

工程(2B)では、酸化セルロース繊維と、修飾基を導入するための化合物とを縮合剤の存在下でアミド化させる。 In step (2B), the cellulose oxide fibers and the compound for introducing a modifying group are amidated in the presence of a condensing agent.

前記修飾基を導入するための化合物の使用量は、反応性の観点から、酸化セルロース繊維に含有されるカルボキシ基1molに対して、アミン基が、好ましくは0.1mol以上、より好ましくは0.5mol以上であり、製品純度の観点から、好ましくは50mol以下、より好ましくは20mol以下、更に好ましくは10mol以下となる量用いる。なお、前記範囲に含まれる量の化合物を一度に反応に供しても、分割して反応に供してもよい。 From the viewpoint of reactivity, the amount of the compound used for introducing the modifying group is such that the amine group is preferably 0.1 mol or more, more preferably 0. Mol, with respect to 1 mol of the carboxy group contained in the oxidized cellulose fiber. The amount is 5 mol or more, preferably 50 mol or less, more preferably 20 mol or less, still more preferably 10 mol or less from the viewpoint of product purity. The amount of the compound included in the above range may be subjected to the reaction at one time, or may be divided and subjected to the reaction.

縮合剤としては、特には限定されないが、合成化学シリーズ ペプチド合成(丸善社)P116記載、又はTetrahedron,57,1551(2001)記載の縮合剤などが挙げられ、例えば、4−(4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリニウムクロライド(以下、「DMT−MM」と称する場合がある。)等が挙げられる。 The condensing agent is not particularly limited, and examples thereof include the condensing agent described in Synthetic Chemistry Series Peptide Synthesis (Maruzen Co., Ltd.) P116 or Tetrahedron, 57,1551 (2001). Dimethoxy-1,3,5-triazine-2-yl) -4-methylmorpholinium chloride (hereinafter, may be referred to as "DMT-MM") and the like can be mentioned.

上記アミド化反応においては、前記微細化工程における溶媒が挙げられ、用いる化合物が溶解する溶媒を選択することが好ましい。 In the amidation reaction, the solvent in the miniaturization step can be mentioned, and it is preferable to select a solvent in which the compound to be used dissolves.

前記アミド化反応における反応時間及び反応温度は、用いる化合物及び溶媒の種類等に応じて適宜選択することができるが、反応率の観点から、好ましくは1〜24時間、より好ましくは10〜20時間である。また、反応温度は、反応性の観点から、好ましくは0℃以上、より好ましくは5℃以上、更に好ましくは10℃以上である。また、着色等の製品品質の観点から、好ましくは200℃以下、より好ましくは80℃以下、更に好ましくは30℃以下である。 The reaction time and reaction temperature in the amidation reaction can be appropriately selected depending on the type of compound and solvent used, but are preferably 1 to 24 hours, more preferably 10 to 20 hours from the viewpoint of reaction rate. Is. The reaction temperature is preferably 0 ° C. or higher, more preferably 5 ° C. or higher, and even more preferably 10 ° C. or higher from the viewpoint of reactivity. Further, from the viewpoint of product quality such as coloring, it is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower, and further preferably 30 ° C. or lower.

前記反応後、未反応の化合物や縮合剤等を除去するために、適宜後処理を行ってもよい。該後処理の方法としては、例えば、ろ過、遠心分離、透析等を用いることができる。 After the reaction, post-treatment may be appropriately performed in order to remove unreacted compounds, condensing agents and the like. As the post-treatment method, for example, filtration, centrifugation, dialysis and the like can be used.

なお、態様A及び態様Bのいずれにおいても、第2の製造形態では、前記した各工程を、工程(1)、工程(2A)又は工程(2B)、微細化工程の順で行うこと以外は、第1の製造形態と同様の方法で行うことができる。 In any of the aspects A and B, in the second manufacturing mode, except that each of the above-mentioned steps is performed in the order of step (1), step (2A) or step (2B), and miniaturization step. , Can be carried out in the same manner as in the first production form.

また、態様A及び態様Bを組み合せて得られるセルロース繊維複合体であってもよく、即ち、イオン結合を介して連結した修飾基とアミド結合を介して連結した修飾基を有するセルロース繊維複合体であってもよい。この場合、工程(2A)と工程(2B)のいずれを先に行ってもよい。 Further, it may be a cellulose fiber complex obtained by combining aspects A and B, that is, a cellulose fiber complex having a modifying group linked via an ionic bond and a modifying group linked via an amide bond. There may be. In this case, either step (2A) or step (2B) may be performed first.

かくして、セルロース繊維に修飾基がイオン結合及び/又は共有結合を介して連結した、セルロース繊維複合体を得ることができる。 Thus, it is possible to obtain a cellulose fiber composite in which a modifying group is linked to the cellulose fiber via an ionic bond and / or a covalent bond.

得られたセルロース繊維複合体は、上記後処理を行った後の分散液の状態で使用することもできるし、あるいは乾燥処理等により該分散液から溶媒を除去して、乾燥した粉末状のセルロース繊維複合体を得て、これを使用することもできる。ここで「粉末状」とは、セルロース繊維複合体が凝集した粉末状であり、セルロース粒子を意味するものではない。 The obtained cellulose fiber composite can be used in the state of the dispersion liquid after the above-mentioned post-treatment, or the solvent is removed from the dispersion liquid by a drying treatment or the like, and the dried powdered cellulose is used. It is also possible to obtain a fiber composite and use it. Here, the “powder” is a powder in which the cellulose fiber composite is aggregated, and does not mean the cellulose particles.

粉末状のセルロース繊維複合体としては、例えば、前記セルロース繊維複合体の分散液をそのまま乾燥させた乾燥物;該乾燥物を機械処理で粉末化したもの;前記セルロース繊維複合体の分散液を公知のスプレードライ法により粉末化したもの;前記セルロース繊維複合体の分散液を公知のフリーズドライ法により粉末化したもの等が挙げられる。前記スプレードライ法は、前記セルロース繊維複合体の分散液を大気中で噴霧し、乾燥させる方法である。 Examples of the powdered cellulose fiber composite include a dried product obtained by drying the dispersion liquid of the cellulose fiber composite as it is; a powder obtained by mechanically treating the dried product; a dispersion liquid of the cellulose fiber composite is known. Powdered by the spray-drying method; Examples thereof include powdered dispersion of the cellulose fiber composite by a known freeze-drying method. The spray-drying method is a method in which a dispersion of the cellulose fiber complex is sprayed in the air and dried.

得られたセルロース繊維複合体の平均繊維径は、防汚性の観点から、好ましくは0.1nm以上、より好ましくは0.5nm以上、更に好ましくは1nm以上、更に好ましくは2nm以上、より更に好ましくは3nm以上である。また、同様の観点から、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下、更に好ましくは20nm以下、更に好ましくは10nm以下、更に好ましくは6nm以下、より更に好ましくは5nm以下である。 From the viewpoint of antifouling property, the average fiber diameter of the obtained cellulose fiber complex is preferably 0.1 nm or more, more preferably 0.5 nm or more, still more preferably 1 nm or more, still more preferably 2 nm or more, still more preferably. Is 3 nm or more. From the same viewpoint, it is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, still more preferably 20 nm or less, still more preferably 10 nm or less, still more preferably 6 nm or less, still more preferably 5 nm or less.

得られたセルロース繊維の長さ(平均繊維長)としては、防汚性の観点から、好ましくは150nm以上、より好ましくは200nm以上である。また、同様の観点から、好ましくは1000nm以下、より好ましくは750nm以下、更に好ましくは500nm以下、更に好ましくは400nm以下である。 The length (average fiber length) of the obtained cellulose fibers is preferably 150 nm or more, more preferably 200 nm or more, from the viewpoint of antifouling property. From the same viewpoint, it is preferably 1000 nm or less, more preferably 750 nm or less, still more preferably 500 nm or less, still more preferably 400 nm or less.

なお、本発明において、セルロース繊維の平均繊維径及び平均繊維長は、前記の範囲に限定されるものではなく、例えばマイクロメーターのオーダーのものであっても使用することができる。 In the present invention, the average fiber diameter and the average fiber length of the cellulose fibers are not limited to the above ranges, and can be used even if they are on the order of a micrometer, for example.

また、得られたセルロース繊維の平均アスペクト比(繊維長/繊維径)は、防汚性の観点から、好ましくは1以上、より好ましくは10以上、更に好ましくは20以上、更に好ましくは40以上、更に好ましくは50以上であり、同様の観点から、好ましくは150以下、より好ましくは140以下、更に好ましくは130以下、更に好ましくは100以下、更に好ましくは95以下、更に好ましくは90以下である。また、平均アスペクト比が上記範囲内にある場合、アスペクト比の標準偏差としては、防汚性の観点から、好ましくは60以下、より好ましくは50以下、更に好ましくは45以下であり、下限は特に設定されないが、経済性の観点から、好ましくは4以上である。前記低アスペクト比のセルロース繊維は、耐熱性に優れるだけでなく、樹脂組成物中での分散性に優れ、機械的強度が高く、脆性破壊し難い樹脂組成物が得られる。 The average aspect ratio (fiber length / fiber diameter) of the obtained cellulose fibers is preferably 1 or more, more preferably 10 or more, still more preferably 20 or more, still more preferably 40 or more, from the viewpoint of antifouling property. It is more preferably 50 or more, and from the same viewpoint, it is preferably 150 or less, more preferably 140 or less, still more preferably 130 or less, still more preferably 100 or less, still more preferably 95 or less, still more preferably 90 or less. When the average aspect ratio is within the above range, the standard deviation of the aspect ratio is preferably 60 or less, more preferably 50 or less, still more preferably 45 or less, and the lower limit is particularly low, from the viewpoint of antifouling property. Although it is not set, it is preferably 4 or more from the viewpoint of economy. The cellulose fiber having a low aspect ratio not only has excellent heat resistance, but also has excellent dispersibility in the resin composition, has high mechanical strength, and can obtain a resin composition that is brittle and difficult to break.

<有機媒体>
本発明で用いる有機媒体は、親水性でも疎水性でも良いが、防汚性の観点から、好ましくはSP値が5以上、25以下の有機媒体である。
<Organic medium>
The organic medium used in the present invention may be hydrophilic or hydrophobic, but from the viewpoint of antifouling property, it is preferably an organic medium having an SP value of 5 or more and 25 or less.

本明細書におけるSP値とは、Fedors法で計算される溶解度パラメーター(単位:(cal/cm1/2)を示し、例えば、参考文献「SP値基礎・応用と計算方法」(情報機構社、2005年)、Polymer handbook Third edition(A Wiley-Interscience publication, 1989)等に記載されている。 The SP value in the present specification indicates a solubility parameter (unit: (cal / cm 3 ) 1/2 ) calculated by the Fedors method, and for example, the reference "SP value basics / applications and calculation method" (Information Mechanism). , 2005), Polymer handbook Calculation (A Wiley-Interscience publication, 1989) and the like.

本発明で使用されるSP値が5以上、25以下の有機媒体の質量平均分子量には特に制限はないが、好ましくは50以上、より好ましくは100以上であり、また、好ましくは100,000以下、より好ましくは50,000以下、更に好ましくは20,000以下である。 The mass average molecular weight of the organic medium having an SP value of 5 or more and 25 or less used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 50 or more, more preferably 100 or more, and preferably 100,000 or less. , More preferably 50,000 or less, still more preferably 20,000 or less.

本発明で使用される疎水性の有機媒体としては、SP値が5以上、10未満の有機媒体が挙げられ、例えば、オレイン酸(SP値:9.2)、D−リモネン(SP値:9.4)、ポリエチレングリコール類(PEG400(SP値:9.4)等)、コハク酸ジメチル(SP値:9.9)、ジカプリン酸ネオペンチルグリコール(SP値:8.9)、ラウリン酸ヘキシル(SP値:8.6)、ラウリン酸イソプロピル(SP値8.5)、ミリスチン酸イソプロピル(SP値8.5)、パルミチン酸イソプロピル(SP値8.5)、オレイン酸イソプロピル(SP値:8.6)、ヘキサデカン(SP値:8.0)、オリーブ油(SP値:9.3)、ホホバ油(SP値:8.6)、スクアラン(SP値:7.9)、流動パラフィン(SP値:7.9)、フルオロカーボン類(フロリナートFC−40(3M社製、SP値:6.1)、フロリナートFC−43(3M社製、SP値:6.1)、フロリナートFC−72(3M社製、SP値:6.1)、フロリナートFC−770(3M社製、SP値:6.1)等)、シリコーンオイル類(KF−96−1cs(信越化学社製、SP値:7.3)、KF−96−10cs(信越化学社製、SP値:7.3)、KF−96−50cs(信越化学社製、SP値:7.3)、KF−96−100cs(信越化学社製、SP値:7.3)、KF−96−1000cs(信越化学社製、SP値:7.3)等)等が挙げられる。これらの中では、防汚性の観点から、有機媒体のSP値は、好ましくは9.5以下であり、好ましくは5以上、より好ましくは6以上であり、例えば、スクアラン、前記のポリエチレングリコール類、前記のシリコーンオイル類等が挙げられる。 Examples of the hydrophobic organic medium used in the present invention include organic media having an SP value of 5 or more and less than 10, such as oleic acid (SP value: 9.2) and D-lymonen (SP value: 9). .4), Polyethylene glycols (PEG400 (SP value: 9.4), etc.), Dimethyl succinate (SP value: 9.9), Neopentyl glycol dicaprate (SP value: 8.9), Hexyl laurate (SP value: 8.9) SP value: 8.6), isopropyl laurate (SP value 8.5), isopropyl myristate (SP value 8.5), isopropyl palmitate (SP value 8.5), isopropyl oleate (SP value: 8. 6), Hexadecane (SP value: 8.0), Olive oil (SP value: 9.3), Johova oil (SP value: 8.6), Squalane (SP value: 7.9), Liquid paraffin (SP value: 9.9) 7.9), Fluorocarbons (Florinate FC-40 (3M, SP value: 6.1), Florinate FC-43 (3M, SP value: 6.1), Florinate FC-72 (3M) , SP value: 6.1), Florinate FC-770 (3M, SP value: 6.1), etc.), Silicone oils (KF-96-1cs (Shin-Etsu Chemical, SP value: 7.3)) , KF-96-10cs (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., SP value: 7.3), KF-96-50cs (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., SP value: 7.3), KF-96-100cs (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., SP value: 7.3) SP value: 7.3), KF-96-1000cs (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., SP value: 7.3), etc.) and the like can be mentioned. Among these, from the viewpoint of antifouling property, the SP value of the organic medium is preferably 9.5 or less, preferably 5 or more, more preferably 6 or more, for example, squalane, the above-mentioned polyethylene glycols. , The above-mentioned silicone oils and the like.

また、本発明で使用される親水性の有機媒体としては、SP値が10以上、25以下の有機媒体が挙げられ、例えば、エチレングリコール(SP値:14.6)、プロピレングリコール(SP値:12.6)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値:10.1)、ジエチレングリコール(SP値:12.1)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(SP値:10.2)、ジメチルスルホキシド(SP値:14.5)、ジメチルホルムアミド(SP値:12.1)、ジメチルアセトアミド(SP値:10.8)、エチレンカーボネート(SP値:14.7)、プロピレン−1,2−カーボネート(SP値:13.3)、ヘプタノール(SP値:10.6)、2−ブタノール(SP値:10.8)、1,4−ブタンジオール(SP値:12.1)、アセトニトリル(SP値:11.9)、ブタン酸(SP値:10.5)、クレゾール(SP値:10.2)、アセトフェノン(SP値:10.6)、ベンジルアルコール(SP値:12.1)、グリセリン(SP値:16.5)等が挙げられる。これらの中では、防汚性の観点から、有機媒体のSP値は、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは17以下であり、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、グリセリンが挙げられる。 Further, examples of the hydrophilic organic medium used in the present invention include organic media having an SP value of 10 or more and 25 or less, and examples thereof include ethylene glycol (SP value: 14.6) and propylene glycol (SP value:). 12.6), propylene glycol monomethyl ether (SP value: 10.1), diethylene glycol (SP value: 12.1), diethylene glycol monobutyl ether (SP value: 10.2), dimethylsulfoxide (SP value: 14.5) , Dimethylformamide (SP value: 12.1), dimethylacetamide (SP value: 10.8), ethylene carbonate (SP value: 14.7), propylene-1,2-carbonate (SP value: 13.3), Heptanol (SP value: 10.6), 2-butanol (SP value: 10.8), 1,4-butanediol (SP value: 12.1), acetonitrile (SP value: 11.9), butanoic acid (SP value: 11.9) SP value: 10.5), cresol (SP value: 10.2), acetphenone (SP value: 10.6), benzyl alcohol (SP value: 12.1), glycerin (SP value: 16.5), etc. Can be mentioned. Among these, from the viewpoint of antifouling property, the SP value of the organic medium is preferably 20 or less, more preferably 18 or less, still more preferably 17 or less, and for example, ethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether. , Diethylene glycol, diethylene glycol monobutyl ether, glycerin and the like.

本発明のゲル膜における有機媒体の含有量は、防汚性及び膜の耐久性の観点から、好ましくは90質量%以上、より好ましくは92質量%以上、更に好ましくは95質量%以上である。また、同様の観点から、好ましくは98質量%以下、より好ましくは97質量%以下、更に好ましくは96質量%以下である。 The content of the organic medium in the gel film of the present invention is preferably 90% by mass or more, more preferably 92% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, from the viewpoint of antifouling property and film durability. From the same viewpoint, it is preferably 98% by mass or less, more preferably 97% by mass or less, and further preferably 96% by mass or less.

[成形体へのゲル膜の形成方法]
本発明の成形体へのゲル膜の形成方法とは、セルロース繊維複合体と有機媒体とを含有する分散体を調製する工程1、及び工程1で調製された分散体を成形体に塗布する工程2を有するものである。
[Method of forming a gel film on a molded product]
The method for forming a gel film on a molded product of the present invention is a step 1 of preparing a dispersion containing a cellulose fiber composite and an organic medium, and a step of applying the dispersion prepared in step 1 to the molded product. It has 2.

<工程1>
セルロース繊維複合体と有機媒体とを含有する分散体は、これらの成分と溶媒とを混合することにより調製することができる。
<Step 1>
A dispersion containing a cellulose fiber complex and an organic medium can be prepared by mixing these components with a solvent.

溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール、エタノール、メチルエチルケトン等が挙げられる。 Examples of the solvent include isopropyl alcohol, ethanol, methyl ethyl ketone and the like.

これらの成分の混合条件としては、例えば、好ましくは15〜35℃である。更に、混合時間としては、好ましくは10〜60分間である。 The mixing conditions of these components are, for example, preferably 15 to 35 ° C. Further, the mixing time is preferably 10 to 60 minutes.

<工程2>
工程1で得られた分散体を、ガラス、樹脂等の固体表面を有する成形体に塗布する。塗布の方法としては、例えば、アプリケーター、バーコーター、スピンコーター等を使用して塗布する方法が挙げられる。塗膜の厚みとしては、防汚性の観点から、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、更に好ましくは30μmであり、塗布性の観点から、好ましくは2000μm以下、より好ましくは1500μm以下、更に好ましくは1200μm以下である。
<Process 2>
The dispersion obtained in step 1 is applied to a molded product having a solid surface such as glass or resin. Examples of the coating method include a method of coating using an applicator, a bar coater, a spin coater, or the like. The thickness of the coating film is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, still more preferably 30 μm from the viewpoint of antifouling property, and preferably 2000 μm or less, more preferably 1500 μm or less, further from the viewpoint of coatability. It is preferably 1200 μm or less.

次いで、塗膜を乾燥させる。乾燥条件としては、減圧下でも常圧下でもよく、温度範囲としては15〜75℃が好ましい。また、乾燥のための時間としては、1〜24時間が好ましい。 The coating is then dried. The drying conditions may be under reduced pressure or normal pressure, and the temperature range is preferably 15 to 75 ° C. The time for drying is preferably 1 to 24 hours.

このようにして、ゲル膜が形成され、ゲル膜を有する成形体が得られる。 In this way, a gel film is formed, and a molded product having the gel film is obtained.

[成形体]
ゲル膜を有する成形体は前述のようにして製造することができ、前述のゲル膜を有する成形体は、本発明に包含される。
[Molded product]
A molded product having a gel film can be produced as described above, and the molded product having the gel film described above is included in the present invention.

本発明のゲル膜を前述のように固体表面に適用することにより、固体表面を防汚性表面に改質することができる。従って本発明は、固体表面を防汚性表面に改質するための前述のゲル膜を包含するものである。 By applying the gel film of the present invention to a solid surface as described above, the solid surface can be modified into an antifouling surface. Therefore, the present invention includes the above-mentioned gel film for modifying a solid surface into an antifouling surface.

本発明のゲル膜は、汚れの付着防止効果が高いだけでなく、その効果を長期間維持できることから、防汚性膜として好適に使用することができる。ここで、防汚性膜とは、汚れが付着しにくく、また付着した後に容易に洗浄することが可能な膜を意味する。防汚性膜としては、各種用途、例えば、日用品、化粧品、家電製品などの包装材として、ブリスターパックやトレイ、お弁当の蓋等の包装容器、食品容器、工業部品の輸送や保護に用いる工業用トレイ等に好適に用いることができる。 The gel film of the present invention not only has a high effect of preventing the adhesion of stains, but also can maintain the effect for a long period of time, so that it can be suitably used as an antifouling film. Here, the antifouling film means a film that does not easily adhere to dirt and can be easily washed after it has adhered. The antifouling film is used for various purposes, for example, as a packaging material for daily necessities, cosmetics, home appliances, etc., and is used for transporting and protecting blister packs, trays, packaging containers such as lunch lids, food containers, and industrial parts. It can be suitably used for a tray or the like.

[ゲル膜用分散体]
本発明の一態様として、セルロース繊維のカルボキシ基に修飾基が結合されてなるセルロース繊維複合体と有機媒体とを有するゲル膜用分散体が提供される。かかるゲル膜用分散体は、ゲル膜を形成させるための塗工液として提供され得る。かかる膜用分散体は、必要に応じて、前記[成形体へのゲル膜の形成方法]に列挙された溶媒やその他の成分を含有していてもよい。
[Dispersion for gel film]
As one aspect of the present invention, there is provided a dispersion for a gel film having a cellulose fiber composite in which a modifying group is bonded to a carboxy group of a cellulose fiber and an organic medium. Such a dispersion for a gel film can be provided as a coating liquid for forming a gel film. If necessary, such a dispersion for a film may contain the solvent and other components listed in the above-mentioned [Method for forming a gel film on a molded product].

ゲル膜用分散体における本発明のセルロース繊維複合体の含有量は、防汚性の観点から、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、更に好ましくは0.4質量%以上である。また、同様の観点から、好ましくは2.0質量%以下、より好ましくは1.5質量%以下、更に好ましくは1.0質量%以下である。 From the viewpoint of antifouling property, the content of the cellulose fiber composite of the present invention in the dispersion for gel film is preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, still more preferably 0.4. It is mass% or more. From the same viewpoint, it is preferably 2.0% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or less, and further preferably 1.0% by mass or less.

ゲル膜用分散体における有機媒体の含有量は、防汚性の観点から、好ましくは7.0質量%以上、より好ましくは8.0質量%以上、更に好ましくは9.0質量%以上である。また、同様の観点から、好ましくは12.0質量%以下、より好ましくは11.0質量%以下、更に好ましくは10.0質量%以下である。 From the viewpoint of antifouling property, the content of the organic medium in the gel film dispersion is preferably 7.0% by mass or more, more preferably 8.0% by mass or more, still more preferably 9.0% by mass or more. .. From the same viewpoint, it is preferably 12.0% by mass or less, more preferably 11.0% by mass or less, and further preferably 10.0% by mass or less.

ゲル膜用分散体における溶媒の含有量は、セルロース繊維複合体等を十分に分散させる観点から、好ましくは80.0質量%以上、より好ましくは85.0質量%以上、更に好ましくは88.0質量%以上である。また、膜形成時間の短縮化の観点から、好ましくは92.8質量%以下、より好ましくは91.7質量%以下、更に好ましくは90.6質量%以下である。 The content of the solvent in the dispersion for gel film is preferably 80.0% by mass or more, more preferably 85.0% by mass or more, still more preferably 88.0, from the viewpoint of sufficiently dispersing the cellulose fiber composite or the like. It is mass% or more. Further, from the viewpoint of shortening the film formation time, it is preferably 92.8% by mass or less, more preferably 91.7% by mass or less, and further preferably 90.6% by mass or less.

以下、実施例を示して本発明を具体的に説明する。なお、この実施例は、単なる本発明の例示であり、何ら限定を意味するものではない。例中の部は、特記しない限り質量部である。なお、「常圧」とは101.3kPaを、「室温」とは25℃を示す。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples. It should be noted that this embodiment is merely an example of the present invention and does not mean any limitation. The part in the example is a mass part unless otherwise specified. The "normal pressure" indicates 101.3 kPa, and the "room temperature" indicates 25 ° C.

〔セルロース繊維複合体の平均繊維径、平均繊維長、平均アスペクト比〕
セルロース繊維複合体に水を加えて、その濃度が0.0001質量%の分散液を調製し、該分散液をマイカ(雲母)上に滴下して乾燥したものを観察試料として、原子間力顕微鏡(AFM、Nanoscope III Tapping mode AFM、Digital instrument社製、プローブはナノセンサーズ社製Point Probe (NCH)を使用)を用いて、該観察試料中のセルロース繊維複合体の繊維高さを測定する。その際、該セルロース繊維が確認できる顕微鏡画像において、セルロース繊維を5本以上抽出し、それらの繊維高さから平均繊維径を算出する。平均アスペクト比は平均繊維長/平均繊維径より算出し、標準偏差も算出する。
[Average fiber diameter, average fiber length, average aspect ratio of cellulose fiber composite]
Atomic force microscope is used as an observation sample after adding water to the cellulose fiber composite to prepare a dispersion having a concentration of 0.0001% by mass, dropping the dispersion onto mica (mica) and drying the mixture. (AFM, Nanoscape III Tapping mode AFM, manufactured by Digital instrument, probe uses Point Probe (NCH) manufactured by Nanosensors) is used to measure the fiber height of the cellulose fiber composite in the observation sample. At that time, in a microscope image in which the cellulose fibers can be confirmed, five or more cellulose fibers are extracted, and the average fiber diameter is calculated from the fiber heights thereof. The average aspect ratio is calculated from the average fiber length / average fiber diameter, and the standard deviation is also calculated.

〔セルロース繊維及びセルロース繊維複合体のカルボキシ基含有量〕
乾燥質量0.5gのセルロース繊維又はセルロース繊維複合体を100mLビーカーにとり、イオン交換水もしくはメタノール:水=2:1の混合溶媒を加えて全体で55mLとし、そこに0.01M塩化ナトリウム水溶液5mLを加えて分散液を調製し、セルロース繊維又はセルロース繊維複合体が十分に分散するまで該分散液を攪拌する。この分散液に0.1M塩酸を加えてpHを2.5〜3に調整し、自動滴定装置(東亜ディーケーケー社製、商品名「AUT−50」)を用い、0.05M水酸化ナトリウム水溶液を待ち時間60秒の条件で該分散液に滴下し、1分ごとの電導度及びpHの値を測定し、pH11程度になるまで測定を続け、電導度曲線を得る。この電導度曲線から、水酸化ナトリウム滴定量を求め、式1により、セルロース繊維又はセルロース繊維複合体のカルボキシ基含有量を算出する。
[Carboxy group content of cellulose fiber and cellulose fiber complex]
Put the cellulose fiber or cellulose fiber composite having a dry mass of 0.5 g in a 100 mL beaker, add ion-exchanged water or a mixed solvent of methanol: water = 2: 1 to make a total of 55 mL, and add 5 mL of a 0.01 M sodium chloride aqueous solution to the total. In addition, a dispersion is prepared and the dispersion is stirred until the cellulose fibers or cellulose fiber composites are sufficiently dispersed. Add 0.1 M hydrochloric acid to this dispersion to adjust the pH to 2.5 to 3, and use an automatic titrator (manufactured by Toa DKK, trade name "AUT-50") to prepare a 0.05 M aqueous sodium hydroxide solution. It is added dropwise to the dispersion under the condition of a waiting time of 60 seconds, the conductivity and pH values are measured every minute, and the measurement is continued until the pH reaches about 11, to obtain an conductivity curve. From this conductivity curve, the amount of sodium hydroxide droplets is determined, and the carboxy group content of the cellulose fiber or the cellulose fiber composite is calculated by the formula 1.

カルボキシ基含有量(mmol/g)=水酸化ナトリウム滴定量×水酸化ナトリウム水溶液濃度(0.05M)/セルロース繊維の質量(0.5g)・・・式1 Carboxy group content (mmol / g) = quantification of sodium hydroxide droplets x concentration of aqueous sodium hydroxide solution (0.05M) / mass of cellulose fibers (0.5 g) ... Equation 1

〔酸化セルロース繊維及びセルロース繊維複合体のアルデヒド基含有量〕
ビーカーに、酸化セルロース繊維又はセルロース繊維複合体100.0g(固形分濃度1.0質量%)、酢酸緩衝液(pH4.8)、2−メチル−2−ブテン0.33g、亜塩素酸ナトリウム0.45gを加え室温で16時間撹拌して、アルデヒド基の酸化処理を行う。反応終了後、イオン交換水にて洗浄を行い、アルデヒド基を酸化処理した酸化セルロース繊維又はセルロース繊維複合体を得る。反応液を凍結乾燥処理し、得られた乾燥品である酸化セルロース繊維又はセルロース繊維複合体のカルボキシ基含有量を上記に記載の方法で測定し、アルデヒド基を酸化処理した酸化セルロース繊維又はセルロース繊維複合体のカルボキシ基含有量を算出する。続いて、式2にて酸化セルロース繊維又はセルロース繊維複合体のアルデヒド基含有量を算出する。
[Aldehyde group content of cellulose oxide fiber and cellulose fiber complex]
In a beaker, 100.0 g of oxidized cellulose fiber or cellulose fiber composite (solid content concentration 1.0% by mass), acetate buffer (pH 4.8), 2-methyl-2-butene 0.33 g, sodium chlorite 0 Add .45 g and stir at room temperature for 16 hours to oxidize the aldehyde group. After completion of the reaction, the reaction is carried out with ion-exchanged water to obtain an oxidized cellulose fiber or a cellulose fiber composite obtained by oxidizing an aldehyde group. The reaction solution was freeze-dried, and the carboxy group content of the obtained dried product, the oxidized cellulose fiber or the cellulose fiber composite, was measured by the method described above, and the aldehyde group was oxidized to the oxidized cellulose fiber or the cellulose fiber. Calculate the carboxy group content of the complex. Subsequently, the aldehyde group content of the oxidized cellulose fiber or the cellulose fiber complex is calculated by the formula 2.

アルデヒド基含有量(mmol/g)=(アルデヒド基を酸化処理した酸化セルロース繊維又はセルロース繊維複合体のカルボキシ基含有量)−(酸化セルロース繊維又はセルロース繊維複合体のカルボキシ基含有量)・・・式2 Aldehyde group content (mmol / g) = (carboxy group content of aldehyde group oxidized cellulose oxide fiber or cellulose fiber composite)-(carboxy group content of cellulose oxide fiber or cellulose fiber composite) ... Equation 2

〔分散液中の固形分濃度〕
ハロゲン水分計MOC−120H(島津製作所社製)を用いて行う。サンプル1gに対して150℃恒温で30秒ごとの測定を行い、質量減少が0.1%以下となった値を固形分濃度とする。
[Concentration of solid content in dispersion]
This is performed using a halogen moisture meter MOC-120H (manufactured by Shimadzu Corporation). Measurement is performed every 30 seconds at a constant temperature of 150 ° C. for 1 g of a sample, and the value at which the mass loss is 0.1% or less is defined as the solid content concentration.

〔セルロース繊維複合体の修飾基の平均結合量及び導入率(イオン結合)〕
修飾基の結合量を次のIR測定方法により求め、下記式によりその平均結合量及び導入率を算出する。IR測定は、具体的には、乾燥させたセルロース繊維又はセルロース繊維複合体を赤外吸収分光装置(IR)Nicolet 6700(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)を用いATR法にて測定し、次式により、修飾基の平均結合量及び導入率を算出する。
修飾基の結合量(mmol/g)=[セルロース繊維のカルボキシ基含有量(mmol/g)]×[(セルロース繊維の1720cm−1のピーク強度 − 修飾基導入後のセルロース繊維複合体の1720cm−1のピーク強度)÷セルロース繊維の1720cm−1のピーク強度]
1720cm−1のピーク強度:カルボン酸のカルボニル基に由来するピーク強度
修飾基の導入率(%)={修飾基の結合量(mmol/g)/導入前のセルロース繊維中のカルボキシ基含有量(mmol/g)}×100
[Average bond amount and introduction rate of modifying groups of cellulose fiber composite (ionic bond)]
The binding amount of the modifying group is determined by the following IR measurement method, and the average binding amount and introduction rate are calculated by the following formula. Specifically, the IR measurement is performed by measuring the dried cellulose fiber or the cellulose fiber composite by the ATR method using an infrared absorption spectroscope (IR) Nicolet 6700 (manufactured by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd.), and the following formula is used. The average bond amount and introduction rate of the modifying group are calculated.
Bonding amount of modifying group (mmol / g) = [Carboxy group content of cellulose fiber (mmol / g)] × [( Peak strength of 1720cm -1 of cellulose fiber − 1720cm of cellulose fiber composite after introduction of modifying group − 1 peak intensity) ÷ 1720 cm -1 peak intensity of cellulose fiber]
Peak intensity of 1720 cm -1 : Peak intensity derived from carbonyl group of carboxylic acid Introduction rate of modifying group (%) = {Amount of modified group bonded (mmol / g) / carboxy group content in cellulose fiber before introduction ( mmol / g)} × 100

〔セルロース繊維複合体の修飾基の平均結合量及び導入率(アミド結合)〕
修飾基の平均結合量を下記式により算出する。
修飾基の結合量(mmol/g)=修飾基導入前のセルロース繊維中のカルボキシ基含有量(mmol/g)−修飾基導入後のセルロース繊維複合体中のカルボキシ基含有量(mmol/g)
修飾基の導入率(%)={修飾基の結合量(mmol/g)/導入前のセルロース繊維中のカルボキシ基含有量(mmol/g)}×100
[Average bond amount and introduction rate of modifying groups of cellulose fiber complex (amide bond)]
The average bond amount of the modifying group is calculated by the following formula.
Bonding amount of modifying group (mmol / g) = carboxy group content in cellulose fiber before introduction of modifying group (mmol / g) -carboxy group content in cellulose fiber composite after introduction of modifying group (mmol / g)
Introductory rate of modifying group (%) = {bonding amount of modifying group (mmol / g) / carboxy group content in cellulose fiber before introduction (mmol / g)} x 100

〔ゲル膜のマルデンス硬さ〕
測定対象のゲル膜を微小硬度計(島津製作所製 DUH−211)を用いて行う。試験力を0.1mNとし、室温で測定を実施する。同一サンプルで10回測定し、その平均値をマルデンス硬さ(N/mm)とする。
[Maldence hardness of gel film]
The gel film to be measured is measured using a microhardness tester (DUH-211 manufactured by Shimadzu Corporation). The test force is 0.1 mN, and the measurement is carried out at room temperature. The same sample is measured 10 times, and the average value is defined as Maldens hardness (N / mm 2 ).

〔微細セルロース繊維分散液の作製〕
セルロース繊維の調製例1(天然セルロース繊維にN−オキシル化合物を作用させて得られるカルボキシ基含有微細セルロース繊維の分散液)
針葉樹の漂白クラフトパルプ(フレッチャー チャレンジ カナダ社製、商品名「Machenzie」、CSF650ml)を天然セルロース繊維として用いた。TEMPOとしては、市販品(ALDRICH社製、Free radical、98質量%)を用いた。次亜塩素酸ナトリウムとしては、市販品(和光純薬工業社製)を用いた。臭化ナトリウムとしては、市販品(和光純薬工業社製)を用いた。
[Preparation of fine cellulose fiber dispersion]
Cellulose Fiber Preparation Example 1 (Dispersion of carboxy group-containing fine cellulose fiber obtained by reacting a natural cellulose fiber with an N-oxyl compound)
Bleached kraft pulp of softwood (Fletcher Challenge Canada, trade name "Mackenzie", CSF 650 ml) was used as a natural cellulose fiber. As the TEMPO, a commercially available product (manufactured by ALDRICH, Free radical, 98% by mass) was used. As the sodium hypochlorite, a commercially available product (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used. As the sodium bromide, a commercially available product (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used.

まず、針葉樹の漂白クラフトパルプ繊維100gを9900gのイオン交換水で十分に攪拌した後、該パルプ質量100gに対し、TEMPO1.25質量%、臭化ナトリウム12.5質量%、次亜塩素酸ナトリウム28.4質量%をこの順で添加した。pHスタッドを用い、0.5M水酸化ナトリウムを滴下してpHを10.5に保持した。反応を120分(20℃)行った後、水酸化ナトリウムの滴下を停止し、酸化パルプを得た。得られた酸化パルプをイオン交換水で十分に洗浄し、次いで脱水処理を行った。その後、酸化パルプ3.9gとイオン交換水296.1gを高圧ホモジナイザー(スギノマシン社製、スターバーストラボ HJP−2 5005)を用いて245MPaで微細化処理を2回行い、カルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液(固形分濃度1.3質量%)を得た。この微細セルロース繊維の平均繊維径は3.3nm、カルボキシ基含有量は1.62mmol/gであった。 First, 100 g of softwood bleached kraft pulp fiber is sufficiently stirred with 9900 g of ion-exchanged water, and then TEMPO 1.25 mass%, sodium bromide 12.5 mass%, and sodium hypochlorite 28 are based on the pulp mass 100 g. .4% by mass was added in this order. Using a pH stud, 0.5 M sodium hydroxide was added dropwise to keep the pH at 10.5. After the reaction was carried out for 120 minutes (20 ° C.), the dropping of sodium hydroxide was stopped to obtain oxidized pulp. The obtained oxidized pulp was thoroughly washed with ion-exchanged water, and then dehydrated. Then, 3.9 g of oxidized pulp and 296.1 g of ion-exchanged water were refined twice at 245 MPa using a high-pressure homogenizer (Sugino Machine Limited, Starburst Lab HJP-2 5005), and carboxy group-containing fine cellulose fibers were subjected to two times. A dispersion liquid (solid content concentration 1.3% by mass) was obtained. The average fiber diameter of the fine cellulose fibers was 3.3 nm, and the carboxy group content was 1.62 mmol / g.

微細セルロース繊維の調製例2(アルデヒド基を還元処理したカルボキシ基含有微細セルロース繊維の分散液)
ビーカーに調製例1で得られたカルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液3846.15g(固形分濃度1.3質量%)を投入し、ここに1M水酸化ナトリウム水溶液を加えpH10程度にした後、水素化ホウ素ナトリウムを2.63g仕込み、室温下3時間反応させアルデヒド還元処理を行った。反応終了後、1M塩酸水溶液を405g、イオン交換水を4286g加え0.7質量%の水溶液とし、室温下1時間反応させプロトン化を行い、反応終了後イオン交換水にて洗浄し塩酸及び塩を除去した。最後にイソプロピルアルコールで溶媒置換し、アルデヒド基を還元処理したカルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液を得た。得られたアルデヒド基を還元処理したカルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液(固形分濃度2.0質量%)の平均繊維径は3.3nm、カルボキシ基含有量は1.62mmol/gであった。
Preparation Example 2 of Fine Cellulose Fiber (Dispersion of carboxy Group-Containing Fine Cellulose Fiber in which Aldehyde Group is Reduced)
3846.15 g (solid content concentration: 1.3% by mass) of the carboxy group-containing fine cellulose fiber dispersion obtained in Preparation Example 1 was put into a beaker, and a 1M aqueous sodium hydroxide solution was added thereto to adjust the pH to about 10, and then hydrogen was added. 2.63 g of sodium borohydride was charged and reacted at room temperature for 3 hours for aldehyde reduction treatment. After completion of the reaction, 405 g of 1 M hydrochloric acid aqueous solution and 4286 g of ion-exchanged water were added to make a 0.7 mass% aqueous solution, which was reacted at room temperature for 1 hour for protonation. After the reaction was completed, it was washed with ion-exchanged water to remove hydrochloric acid and salt. Removed. Finally, the solvent was replaced with isopropyl alcohol to obtain a carboxy group-containing fine cellulose fiber dispersion in which the aldehyde group was reduced. The obtained carboxy group-containing fine cellulose fiber dispersion (solid content concentration: 2.0% by mass) obtained by reducing the aldehyde group had an average fiber diameter of 3.3 nm and a carboxy group content of 1.62 mmol / g.

〔セルロース繊維複合体の作製〕
製造例1
マグネティックスターラー、攪拌子を備えたビーカーに、調製例2で得られたカルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液300g(固形分濃度2.0質量%)を仕込んだ。続いて、アミノ変性シリコーン(BY16−209、東レ・ダウコーニング株式会社製、「シリコーン1」と略記する。)を、セルロース繊維のカルボキシ基1molに対してアミノ基0.5molに相当する量を仕込み、イソプロピルアルコール100gを添加し、これらの混合物を室温(25℃)で14時間反応させた。反応終了後ろ過し、イソプロピルアルコールにて洗浄後、超音波ホモジナイザー(US−300E、日本精機製作所社製)にて2分間攪拌し、高圧ホモジナイザー(スギノマシン社製、スターバーストラボ HJP−2 5005)にて100MPaで1パス、150MPaで9パス微細処理させることで、還元処理した微細セルロース繊維に、アミノ変性シリコーンがイオン結合を介して連結したセルロース繊維複合体を得た。修飾基の導入率は微細セルロース繊維のカルボキシ基の40%であった。
[Preparation of cellulose fiber complex]
Manufacturing example 1
A beaker equipped with a magnetic stirrer and a stirrer was charged with 300 g (solid content concentration: 2.0% by mass) of the carboxy group-containing fine cellulose fiber dispersion obtained in Preparation Example 2. Subsequently, amino-modified silicone (BY16-209, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., abbreviated as "silicone 1") is charged in an amount corresponding to 0.5 mol of amino groups with respect to 1 mol of carboxy groups of cellulose fibers. , 100 g of isopropyl alcohol was added and the mixture was reacted at room temperature (25 ° C.) for 14 hours. After completion of the reaction, the mixture is filtered, washed with isopropyl alcohol, stirred with an ultrasonic homogenizer (US-300E, manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) for 2 minutes, and then stirred with a high-pressure homogenizer (manufactured by Sugino Machine Limited, Starburst Lab HJP-2 5005). By finely treating the fine cellulose fibers at 100 MPa for 1 pass and 150 MPa for 9 passes, a cellulose fiber composite in which the amino-modified silicone was linked via an ionic bond to the reduced fine cellulose fibers was obtained. The introduction rate of the modifying group was 40% of the carboxy group of the fine cellulose fiber.

製造例2〜3
修飾基を導入するための化合物を表1に示す通りに変更した点以外は製造例1と同様の方法で、セルロース繊維複合体を得た。
Production Examples 2-3
A cellulose fiber complex was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the compound for introducing the modifying group was changed as shown in Table 1.

製造例4
マグネティックスターラー、攪拌子を備えたビーカーに、調製例2で得られたカルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液300g(固形分濃度2.0質量%)を仕込んだ。続いて、ドデシルアミンを、セルロース繊維のカルボキシ基1molに対してアミノ基1.0molに相当する量を仕込み、イソプロピルアルコール100gを添加し、これらの混合物を室温(25℃)で14時間反応させた。反応終了後ろ過し、イソプロピルアルコールにて洗浄後、超音波ホモジナイザー(US−300E、日本精機製作所社製)にて2分間攪拌し、高圧ホモジナイザー(スギノマシン社製、スターバーストラボ HJP−2 5005)にて100MPaで1パス、150MPaで9パス微細処理させることで、還元処理した微細セルロース繊維に、ドデシルアミン基がイオン結合を介して連結したセルロース繊維複合体を得た。修飾基の導入率は微細セルロース繊維のカルボキシ基の90%であった。
Manufacturing example 4
A beaker equipped with a magnetic stirrer and a stirrer was charged with 300 g (solid content concentration: 2.0% by mass) of the carboxy group-containing fine cellulose fiber dispersion obtained in Preparation Example 2. Subsequently, dodecylamine was charged in an amount corresponding to 1.0 mol of an amino group with respect to 1 mol of the carboxy group of the cellulose fiber, 100 g of isopropyl alcohol was added, and the mixture thereof was reacted at room temperature (25 ° C.) for 14 hours. .. After completion of the reaction, the mixture is filtered, washed with isopropyl alcohol, stirred with an ultrasonic homogenizer (US-300E, manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) for 2 minutes, and then stirred with a high-pressure homogenizer (manufactured by Sugino Machine Limited, Starburst Lab HJP-2 5005). By finely treating the fine cellulose fibers at 100 MPa for 1 pass and 150 MPa for 9 passes, a cellulose fiber composite in which dodecylamine groups were linked via ionic bonds to the reduced fine cellulose fibers was obtained. The introduction rate of the modifying group was 90% of the carboxy group of the fine cellulose fiber.

製造例5
修飾基を導入するための化合物を表1に示す通りに変更した点以外は製造例4と同様の方法で、セルロース繊維複合体を得た。
Production example 5
A cellulose fiber complex was obtained in the same manner as in Production Example 4 except that the compound for introducing the modifying group was changed as shown in Table 1.

なお、表1中の修飾基を導入するための化合物の詳細は次の通りである。
シリコーン2:東レ・ダウコーニング株式会社製、SF8417
シリコーン3:東レ・ダウコーニング株式会社製、FZ−3760
ドデシルアミン:和光純薬製
オレイルアミン:和光純薬製
表1中、仕込み量とはカルボキシ基1molに対するアミノ基の量(mol)である。
The details of the compound for introducing the modifying group in Table 1 are as follows.
Silicone 2: Toray Dow Corning Co., Ltd., SF8417
Silicone 3: Toray Dow Corning Co., Ltd., FZ-3760
Dodecylamine: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Oleylamine: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. In Table 1, the amount charged is the amount of amino groups (mol) with respect to 1 mol of carboxy groups.

Figure 0006921597
Figure 0006921597

〔有機媒体を有するゲル膜の作製〕
実施例1
製造例1で得られたセルロース繊維複合体を用いて、次のようにして、ゲル膜を作製した。セルロース繊維複合体中のセルロース繊維:グリセリン(有機媒体)が1:20の質量比になるように、また、溶媒が分散体全体の90質量%になるように、セルロース繊維複合体、グリセリン及び溶媒(イソプロピルアルコール)を配合し、スクリュー管中、室温で30分撹拌した。その後、自動公転式攪拌機 あわとり練太郎(シンキー社製)を用いて2200rpmで2分撹拌して脱泡し、塗膜用の分散体を得た。得られた塗膜用分散体をガラス基板(Micro Slide Glass S2112、MATSUNAMI社製)上にアプリケーター(テスター産業株式会社製)を用いて厚みが100μmになるように塗膜し、50℃真空下で12時間乾燥することにより全体の90%を占めるイソプロピルアルコールを揮発させ、膜厚が10μmのゲル膜を得た。
[Preparation of gel film with organic medium]
Example 1
Using the cellulose fiber complex obtained in Production Example 1, a gel film was prepared as follows. Cellulose fiber composite, glycerin and solvent so that the mass ratio of cellulose fibers: glycerin (organic medium) in the cellulose fiber composite is 1:20 and the solvent is 90% by mass of the entire dispersion. (Isopropyl alcohol) was added, and the mixture was stirred in a screw tube at room temperature for 30 minutes. Then, using an automatic revolution type stirrer, Awatori Rentaro (manufactured by Shinky Co., Ltd.), the mixture was stirred at 2200 rpm for 2 minutes to defoam, and a dispersion for a coating film was obtained. The obtained dispersion for coating film was coated on a glass substrate (Micro Slide Glass S2112, manufactured by MATSUNAMI) using an applicator (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) so as to have a thickness of 100 μm, and under vacuum at 50 ° C. By drying for 12 hours, isopropyl alcohol, which accounts for 90% of the total, was volatilized to obtain a gel film having a thickness of 10 μm.

実施例2〜11及び比較例1〜2
有機媒体の種類及び/又はセルロース繊維複合体の種類を表2に示すように変更した点以外は実施例1と同様の方法で、ゲル膜を作製した。結果を表2に示す。なお、実施例3において得られたゲル膜のマルデンス硬さを前記のようにして測定したところ、2.6(N/mm)であった。
Examples 2-11 and Comparative Examples 1-2
A gel film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the type of the organic medium and / or the type of the cellulose fiber complex was changed as shown in Table 2. The results are shown in Table 2. The muldens hardness of the gel film obtained in Example 3 was measured as described above and found to be 2.6 (N / mm 2 ).

〔洗浄試験〕
ガラス基板上に作製された各種膜に、水温70℃のウォーターバスで温め流動化させた豚脂(SIGMA−ALDRICH社製)を、膜の面積10cmあたり0.3g塗布し、室温で2時間放置した。その後、水温25℃、5L/minの流量の水道水に基板を5秒間晒して洗浄した。洗浄後、基板を室温で一晩乾燥させ、以下に示す式から洗浄率(%)を算出した。
[Cleaning test]
To various membranes formed on a glass substrate, 0.3 g of lard (manufactured by SIGMA-ALDRICH), which was warmed and fluidized in a water bath at a water temperature of 70 ° C., was applied per 10 cm 2 of the membrane area, and at room temperature for 2 hours. I left it. Then, the substrate was washed by exposing it to tap water having a water temperature of 25 ° C. and a flow rate of 5 L / min for 5 seconds. After cleaning, the substrate was dried overnight at room temperature, and the cleaning rate (%) was calculated from the formula shown below.

Figure 0006921597
Figure 0006921597

なお、表2中、質量比とは、セルロース繊維複合体中のセルロース繊維と有機媒体との質量比(セルロース繊維:有機媒体)のことである。

Figure 0006921597
In Table 2, the mass ratio is the mass ratio of the cellulose fibers in the cellulose fiber composite to the organic medium (cellulose fiber: organic medium).
Figure 0006921597

なお、前記で使用したPEG400とは、ポリエチレングリコール(和光純薬工業社製、PEG400)である。 The PEG400 used above is polyethylene glycol (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., PEG400).

上記の表から以下のことが分かった。実施例の膜は、いずれも洗浄率が高く、ゲル膜、とりわけ防汚性膜として優れていることが分かった。一方、比較例1及び2の膜は、いずれも洗浄率が低く、防汚性膜として使用できないことが分かった。 From the above table, we found the following. It was found that all the membranes of the examples had a high cleaning rate and were excellent as gel membranes, especially antifouling membranes. On the other hand, it was found that the films of Comparative Examples 1 and 2 had a low cleaning rate and could not be used as an antifouling film.

本発明のゲル膜は、化粧料や食品の包装容器の分野に利用することができる。とりわけ、本発明のゲル膜を防汚性膜として、かかる分野に好適に利用することができる。 The gel film of the present invention can be used in the field of cosmetics and food packaging containers. In particular, the gel film of the present invention can be suitably used in such fields as an antifouling film.

Claims (5)

カルボキシ基含有量が0.1mmol/g以上であるセルロース繊維のカルボキシ基に修飾基が結合されてなるセルロース繊維複合体と有機媒体とを有する、防汚用ゲル膜。 An antifouling gel film having a cellulose fiber composite in which a modifying group is bonded to a carboxy group of a cellulose fiber having a carboxy group content of 0.1 mmol / g or more and an organic medium. 修飾基が、炭化水素基及びシリコーン基からなる群より選択される1種以上である、請求項1に記載の防汚用ゲル膜。 The antifouling gel film according to claim 1, wherein the modifying group is at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon group and a silicone group. セルロース繊維複合体中のセルロース繊維と有機媒体との質量比(セルロース繊維:有機媒体)が1:1〜1:50である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の防汚用ゲル膜。 The antifouling gel according to any one of claims 1 to 3, wherein the mass ratio of the cellulose fibers to the organic medium (cellulose fiber: organic medium) in the cellulose fiber composite is 1: 1 to 1:50. film. 包装容器用である請求項1〜3のいずれか1項に記載の防汚用ゲル膜。 The antifouling gel film according to any one of claims 1 to 3, which is for a packaging container. カルボキシ基含有量が0.1mmol/g以上であるセルロース繊維のカルボキシ基に修飾基が結合されてなるセルロース繊維複合体と有機媒体とを有する防汚用ゲル膜用分散体。 A dispersion for an antifouling gel membrane having a cellulose fiber composite in which a modifying group is bonded to a carboxy group of a cellulose fiber having a carboxy group content of 0.1 mmol / g or more and an organic medium.
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