JP7180118B2 - Carboxymethylated cellulose nanofiber hydrophobe and method for producing the same - Google Patents
Carboxymethylated cellulose nanofiber hydrophobe and method for producing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP7180118B2 JP7180118B2 JP2018101276A JP2018101276A JP7180118B2 JP 7180118 B2 JP7180118 B2 JP 7180118B2 JP 2018101276 A JP2018101276 A JP 2018101276A JP 2018101276 A JP2018101276 A JP 2018101276A JP 7180118 B2 JP7180118 B2 JP 7180118B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cellulose
- carboxymethylated cellulose
- water
- mass
- carboxymethylated
- 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
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims description 226
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims description 224
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 title claims description 110
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 40
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 75
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 51
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 claims description 40
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 39
- 238000005517 mercerization Methods 0.000 claims description 33
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 33
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 31
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 19
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 15
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 13
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 6
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 219
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 70
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 56
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 description 44
- -1 generally Polymers 0.000 description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 27
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 26
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 19
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 15
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 12
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 12
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 11
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 11
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 11
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 11
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 11
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 10
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 10
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 9
- FDRCDNZGSXJAFP-UHFFFAOYSA-M sodium chloroacetate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)CCl FDRCDNZGSXJAFP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 8
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 206010061592 cardiac fibrillation Diseases 0.000 description 7
- 230000002600 fibrillogenic effect Effects 0.000 description 7
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 7
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N chloroacetic acid Chemical compound OC(=O)CCl FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 6
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 6
- 238000006266 etherification reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 6
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 6
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical compound CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 6
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 5
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 5
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 5
- TWNIBLMWSKIRAT-VFUOTHLCSA-N levoglucosan Chemical group O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]2CO[C@@H]1O2 TWNIBLMWSKIRAT-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 5
- 239000006210 lotion Substances 0.000 description 5
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 5
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 5
- GOLAKLHPPDDLST-HZJYTTRNSA-N (9z,12z)-octadeca-9,12-dien-1-amine Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/CCCCCCCCN GOLAKLHPPDDLST-HZJYTTRNSA-N 0.000 description 4
- QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 4
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O N,N,N-trimethylglycinium Chemical class C[N+](C)(C)CC(O)=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 4
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 4
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 4
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 4
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 4
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 4
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical class OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FDPIMTJIUBPUKL-UHFFFAOYSA-N pentan-3-one Chemical compound CCC(=O)CC FDPIMTJIUBPUKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002453 shampoo Substances 0.000 description 4
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 4
- 229920000875 Dissolving pulp Polymers 0.000 description 3
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 125000005211 alkyl trimethyl ammonium group Chemical group 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 210000004709 eyebrow Anatomy 0.000 description 3
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 3
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 3
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 description 3
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- NHGXDBSUJJNIRV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium chloride Chemical class [Cl-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC NHGXDBSUJJNIRV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 3
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- GOLAKLHPPDDLST-AVQMFFATSA-N (9e,12e)-octadeca-9,12-dien-1-amine Chemical compound CCCCC\C=C\C\C=C\CCCCCCCCN GOLAKLHPPDDLST-AVQMFFATSA-N 0.000 description 2
- RUDVQBCFUZDOTA-AATRIKPKSA-N (e)-hex-1-en-1-amine Chemical compound CCCC\C=C\N RUDVQBCFUZDOTA-AATRIKPKSA-N 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M N,N,N-Trimethylmethanaminium chloride Chemical class [Cl-].C[N+](C)(C)C OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N Octadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PLZVEHJLHYMBBY-UHFFFAOYSA-N Tetradecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCN PLZVEHJLHYMBBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- HTZCNXWZYVXIMZ-UHFFFAOYSA-M benzyl(triethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC[N+](CC)(CC)CC1=CC=CC=C1 HTZCNXWZYVXIMZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- MRUAUOIMASANKQ-UHFFFAOYSA-N cocamidopropyl betaine Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)NCCC[N+](C)(C)CC([O-])=O MRUAUOIMASANKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940073507 cocamidopropyl betaine Drugs 0.000 description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 125000005265 dialkylamine group Chemical group 0.000 description 2
- 229920003244 diene elastomer Polymers 0.000 description 2
- OGNIRUSROLJRSJ-UHFFFAOYSA-N dodec-1-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCCCCC=CN OGNIRUSROLJRSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N dodecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000000118 hair dye Substances 0.000 description 2
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 2
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- CXHHBNMLPJOKQD-UHFFFAOYSA-N methyl hydrogen carbonate Chemical group COC(O)=O CXHHBNMLPJOKQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- GQWNEBHACPGBIG-UHFFFAOYSA-N n-(1,3-benzothiazol-2-ylsulfanyl)-2-[2-(1,3-benzothiazol-2-ylsulfanylamino)ethoxy]ethanamine Chemical compound C1=CC=C2SC(SNCCOCCNSC=3SC4=CC=CC=C4N=3)=NC2=C1 GQWNEBHACPGBIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 2
- GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N octadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCO GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 2
- KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N phenolphthalein Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1(C=2C=CC(O)=CC=2)C2=CC=CC=C2C(=O)O1 KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Chemical compound [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 2
- 125000005270 trialkylamine group Chemical group 0.000 description 2
- ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N (9Z)-octadecen-1-ol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCO ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- LPMBTLLQQJBUOO-KTKRTIGZSA-N (z)-n,n-bis(2-hydroxyethyl)octadec-9-enamide Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)N(CCO)CCO LPMBTLLQQJBUOO-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- POKOASTYJWUQJG-UHFFFAOYSA-M 1-butylpyridin-1-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCC[N+]1=CC=CC=C1 POKOASTYJWUQJG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CMCBDXRRFKYBDG-UHFFFAOYSA-N 1-dodecoxydodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCOCCCCCCCCCCCC CMCBDXRRFKYBDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GKQHIYSTBXDYNQ-UHFFFAOYSA-M 1-dodecylpyridin-1-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCC[N+]1=CC=CC=C1 GKQHIYSTBXDYNQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 1-monostearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEORSVTYLWZQJQ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-nonylphenoxy)ethanol Chemical compound CCCCCCCCCC1=CC=CC=C1OCCO IEORSVTYLWZQJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BKUWWVKLLKXDJK-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)icosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCC(N(C)C)C(O)=O BKUWWVKLLKXDJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MOKBFXZQXUZAMV-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethyl octadecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCO MOKBFXZQXUZAMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UNWFFCPRJXMCNV-UHFFFAOYSA-N 3-[dodecanoyl(methyl)amino]propanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CCC(O)=O UNWFFCPRJXMCNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JYCQQPHGFMYQCF-UHFFFAOYSA-N 4-tert-Octylphenol monoethoxylate Chemical compound CC(C)(C)CC(C)(C)C1=CC=C(OCCO)C=C1 JYCQQPHGFMYQCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003026 Acene Polymers 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 1
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 1
- PTHCMJGKKRQCBF-UHFFFAOYSA-N Cellulose, microcrystalline Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 PTHCMJGKKRQCBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 240000000491 Corchorus aestuans Species 0.000 description 1
- 235000011777 Corchorus aestuans Nutrition 0.000 description 1
- 235000010862 Corchorus capsularis Nutrition 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- JDRSMPFHFNXQRB-CMTNHCDUSA-N Decyl beta-D-threo-hexopyranoside Chemical compound CCCCCCCCCCO[C@@H]1O[C@H](CO)C(O)[C@H](O)C1O JDRSMPFHFNXQRB-CMTNHCDUSA-N 0.000 description 1
- RUPBZQFQVRMKDG-UHFFFAOYSA-M Didecyldimethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCC RUPBZQFQVRMKDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerol Natural products OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000000797 Hibiscus cannabinus Species 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000168 Microcrystalline cellulose Polymers 0.000 description 1
- AOMUHOFOVNGZAN-UHFFFAOYSA-N N,N-bis(2-hydroxyethyl)dodecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)N(CCO)CCO AOMUHOFOVNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229920001214 Polysorbate 60 Polymers 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VBIIFPGSPJYLRR-UHFFFAOYSA-M Stearyltrimethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C VBIIFPGSPJYLRR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005703 Trimethylamine hydrochloride Substances 0.000 description 1
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N [Na].[S] Chemical compound [Na].[S] BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 238000005904 alkaline hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000003282 alkyl amino group Chemical group 0.000 description 1
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-UHFFFAOYSA-N alpha-D-glucopyranose Natural products OCC1OC(O)C(O)C(O)C1O WQZGKKKJIJFFOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- BTBJBAZGXNKLQC-UHFFFAOYSA-N ammonium lauryl sulfate Chemical compound [NH4+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O BTBJBAZGXNKLQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940063953 ammonium lauryl sulfate Drugs 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 239000013040 bath agent Substances 0.000 description 1
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 1
- 229960002233 benzalkonium bromide Drugs 0.000 description 1
- 229960000686 benzalkonium chloride Drugs 0.000 description 1
- 229960001950 benzethonium chloride Drugs 0.000 description 1
- UREZNYTWGJKWBI-UHFFFAOYSA-M benzethonium chloride Chemical compound [Cl-].C1=CC(C(C)(C)CC(C)(C)C)=CC=C1OCCOCC[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 UREZNYTWGJKWBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KHSLHYAUZSPBIU-UHFFFAOYSA-M benzododecinium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 KHSLHYAUZSPBIU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- JBIROUFYLSSYDX-UHFFFAOYSA-M benzododecinium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 JBIROUFYLSSYDX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CADWTSSKOVRVJC-UHFFFAOYSA-N benzyl(dimethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[NH+](C)CC1=CC=CC=C1 CADWTSSKOVRVJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXHPPCXNWTUNSB-UHFFFAOYSA-M benzyl(trimethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 KXHPPCXNWTUNSB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920006167 biodegradable resin Polymers 0.000 description 1
- UDHMTPILEWBIQI-UHFFFAOYSA-N butyl naphthalene-1-sulfonate;sodium Chemical compound [Na].C1=CC=C2C(S(=O)(=O)OCCCC)=CC=CC2=C1 UDHMTPILEWBIQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 229960000541 cetyl alcohol Drugs 0.000 description 1
- 229960001927 cetylpyridinium chloride Drugs 0.000 description 1
- YMKDRGPMQRFJGP-UHFFFAOYSA-M cetylpyridinium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+]1=CC=CC=C1 YMKDRGPMQRFJGP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WOWHHFRSBJGXCM-UHFFFAOYSA-M cetyltrimethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C WOWHHFRSBJGXCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 1
- 239000000490 cosmetic additive Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 229940073499 decyl glucoside Drugs 0.000 description 1
- HXWGXXDEYMNGCT-UHFFFAOYSA-M decyl(trimethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCC[N+](C)(C)C HXWGXXDEYMNGCT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229960004670 didecyldimethylammonium chloride Drugs 0.000 description 1
- XHFGWHUWQXTGAT-UHFFFAOYSA-N dimethylamine hydrochloride Natural products CNC(C)C XHFGWHUWQXTGAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IQDGSYLLQPDQDV-UHFFFAOYSA-N dimethylazanium;chloride Chemical compound Cl.CNC IQDGSYLLQPDQDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- REZZEXDLIUJMMS-UHFFFAOYSA-M dimethyldioctadecylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCCCCCCCCCC REZZEXDLIUJMMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- JOLYVEWZEPKDIJ-UTLKBRERSA-L dipotassium;(2s)-2-(dodecanoylamino)pentanedioate Chemical compound [K+].[K+].CCCCCCCCCCCC(=O)N[C@H](C([O-])=O)CCC([O-])=O JOLYVEWZEPKDIJ-UTLKBRERSA-L 0.000 description 1
- GWTCIAGIKURVBJ-UHFFFAOYSA-L dipotassium;dodecyl phosphate Chemical compound [K+].[K+].CCCCCCCCCCCCOP([O-])([O-])=O GWTCIAGIKURVBJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NMYPVNCHTWFDNI-UHFFFAOYSA-L disodium naphthalene-1-sulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].C1=CC=C2C(S(=O)(=O)[O-])=CC=CC2=C1.C1=CC=C2C(S(=O)(=O)[O-])=CC=CC2=C1 NMYPVNCHTWFDNI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- YVIGPQSYEAOLAD-UHFFFAOYSA-L disodium;dodecyl phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].CCCCCCCCCCCCOP([O-])([O-])=O YVIGPQSYEAOLAD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000004664 distearyldimethylammonium chloride (DHTDMAC) Substances 0.000 description 1
- UWLPCYBIJSLGQO-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid;propane-1,2,3-triol Chemical compound OCC(O)CO.CCCCCCCCCCCC(O)=O UWLPCYBIJSLGQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVACALAUIQMRDF-UHFFFAOYSA-N dodecyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOP(O)(O)=O TVACALAUIQMRDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DDXLVDQZPFLQMZ-UHFFFAOYSA-M dodecyl(trimethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C DDXLVDQZPFLQMZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- SYELZBGXAIXKHU-UHFFFAOYSA-N dodecyldimethylamine N-oxide Chemical compound CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)[O-] SYELZBGXAIXKHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000008157 edible vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- ZOOODBUHSVUZEM-UHFFFAOYSA-N ethoxymethanedithioic acid Chemical compound CCOC(S)=S ZOOODBUHSVUZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEUUMBGHMNQHGO-UHFFFAOYSA-N ethyl chloroacetate Chemical compound CCOC(=O)CCl VEUUMBGHMNQHGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 210000000720 eyelash Anatomy 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229930182478 glucoside Natural products 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000037308 hair color Effects 0.000 description 1
- 239000008266 hair spray Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 1
- BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N hexadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCO BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002681 hypalon Polymers 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- LAPRIVJANDLWOK-UHFFFAOYSA-N laureth-5 Chemical compound CCCCCCCCCCCCOCCOCCOCCOCCOCCO LAPRIVJANDLWOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940031957 lauric acid diethanolamide Drugs 0.000 description 1
- PYIDGJJWBIBVIA-UYTYNIKBSA-N lauryl glucoside Chemical compound CCCCCCCCCCCCO[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O PYIDGJJWBIBVIA-UYTYNIKBSA-N 0.000 description 1
- 229940048848 lauryl glucoside Drugs 0.000 description 1
- 239000007934 lip balm Substances 0.000 description 1
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- QABLOFMHHSOFRJ-UHFFFAOYSA-N methyl 2-chloroacetate Chemical compound COC(=O)CCl QABLOFMHHSOFRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LRMHVVPPGGOAJQ-UHFFFAOYSA-N methyl nitrate Chemical compound CO[N+]([O-])=O LRMHVVPPGGOAJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NQMRYBIKMRVZLB-UHFFFAOYSA-N methylamine hydrochloride Chemical compound [Cl-].[NH3+]C NQMRYBIKMRVZLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012022 methylating agents Substances 0.000 description 1
- 238000007069 methylation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000008108 microcrystalline cellulose Substances 0.000 description 1
- 229940016286 microcrystalline cellulose Drugs 0.000 description 1
- 235000019813 microcrystalline cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003020 moisturizing effect Effects 0.000 description 1
- LPUQAYUQRXPFSQ-DFWYDOINSA-M monosodium L-glutamate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O LPUQAYUQRXPFSQ-DFWYDOINSA-M 0.000 description 1
- 150000002780 morpholines Chemical class 0.000 description 1
- XGZOMURMPLSSKQ-UHFFFAOYSA-N n,n-bis(2-hydroxyethyl)octadecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)N(CCO)CCO XGZOMURMPLSSKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DVEKCXOJTLDBFE-UHFFFAOYSA-N n-dodecyl-n,n-dimethylglycinate Chemical compound CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CC([O-])=O DVEKCXOJTLDBFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOQYKNQRPGWPLP-UHFFFAOYSA-N n-heptadecyl alcohol Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCO GOQYKNQRPGWPLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006173 natural rubber latex Polymers 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- CLNYHERYALISIR-UHFFFAOYSA-N nona-1,3-diene Chemical compound CCCCCC=CC=C CLNYHERYALISIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000847 nonoxynol Polymers 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 229920002113 octoxynol Polymers 0.000 description 1
- HEGSGKPQLMEBJL-RKQHYHRCSA-N octyl beta-D-glucopyranoside Chemical compound CCCCCCCCO[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O HEGSGKPQLMEBJL-RKQHYHRCSA-N 0.000 description 1
- 239000002674 ointment Substances 0.000 description 1
- 229940055577 oleyl alcohol Drugs 0.000 description 1
- XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N oleyl alcohol Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCCCCO XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 1
- HTQOEHYNHFXMJJ-UHFFFAOYSA-N oxosilver zinc Chemical compound [Zn].[Ag]=O HTQOEHYNHFXMJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013054 paper strength agent Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- JGTNAGYHADQMCM-UHFFFAOYSA-N perfluorobutanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F JGTNAGYHADQMCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UZUFPBIDKMEQEQ-UHFFFAOYSA-N perfluorononanoic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F UZUFPBIDKMEQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940124531 pharmaceutical excipient Drugs 0.000 description 1
- 239000008238 pharmaceutical water Substances 0.000 description 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002503 polyoxyethylene-polyoxypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 229940099874 potassium lauroyl glutamate Drugs 0.000 description 1
- 229940033623 potassium lauryl phosphate Drugs 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- VODRWDBLLGYRJT-UHFFFAOYSA-N propan-2-yl 2-chloroacetate Chemical compound CC(C)OC(=O)CCl VODRWDBLLGYRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010092 rubber production Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 108700004121 sarkosyl Proteins 0.000 description 1
- 210000004761 scalp Anatomy 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229940083542 sodium Drugs 0.000 description 1
- 229940079781 sodium cocoyl glutamate Drugs 0.000 description 1
- 229940079842 sodium cumenesulfonate Drugs 0.000 description 1
- BTURAGWYSMTVOW-UHFFFAOYSA-M sodium dodecanoate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCC([O-])=O BTURAGWYSMTVOW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940082004 sodium laurate Drugs 0.000 description 1
- 229940057950 sodium laureth sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229940045944 sodium lauroyl glutamate Drugs 0.000 description 1
- KSAVQLQVUXSOCR-UHFFFAOYSA-M sodium lauroyl sarcosinate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CC([O-])=O KSAVQLQVUXSOCR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 1
- 229940045845 sodium myristate Drugs 0.000 description 1
- 229950005425 sodium myristyl sulfate Drugs 0.000 description 1
- RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M sodium octadecanoate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BYKRNSHANADUFY-UHFFFAOYSA-M sodium octanoate Chemical compound [Na+].CCCCCCCC([O-])=O BYKRNSHANADUFY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940045870 sodium palmitate Drugs 0.000 description 1
- 229940080350 sodium stearate Drugs 0.000 description 1
- IWIUXJGIDSGWDN-UQKRIMTDSA-M sodium;(2s)-2-(dodecanoylamino)pentanedioate;hydron Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCC(=O)N[C@H](C([O-])=O)CCC(O)=O IWIUXJGIDSGWDN-UQKRIMTDSA-M 0.000 description 1
- SXHLENDCVBIJFO-UHFFFAOYSA-M sodium;2-[2-(2-dodecoxyethoxy)ethoxy]ethyl sulfate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOCCOCCOCCOS([O-])(=O)=O SXHLENDCVBIJFO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PFIOPNYSBSJFJJ-UHFFFAOYSA-M sodium;2-octylbenzenesulfonate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCC1=CC=CC=C1S([O-])(=O)=O PFIOPNYSBSJFJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KVCGISUBCHHTDD-UHFFFAOYSA-M sodium;4-methylbenzenesulfonate Chemical compound [Na+].CC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 KVCGISUBCHHTDD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QEKATQBVVAZOAY-UHFFFAOYSA-M sodium;4-propan-2-ylbenzenesulfonate Chemical compound [Na+].CC(C)C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 QEKATQBVVAZOAY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- AIMUHNZKNFEZSN-UHFFFAOYSA-M sodium;decane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCS([O-])(=O)=O AIMUHNZKNFEZSN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FIWQZURFGYXCEO-UHFFFAOYSA-M sodium;decanoate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCC([O-])=O FIWQZURFGYXCEO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DAJSVUQLFFJUSX-UHFFFAOYSA-M sodium;dodecane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCS([O-])(=O)=O DAJSVUQLFFJUSX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GGXKEBACDBNFAF-UHFFFAOYSA-M sodium;hexadecanoate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O GGXKEBACDBNFAF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QWSZRRAAFHGKCH-UHFFFAOYSA-M sodium;hexane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].CCCCCCS([O-])(=O)=O QWSZRRAAFHGKCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HIEHAIZHJZLEPQ-UHFFFAOYSA-M sodium;naphthalene-1-sulfonate Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(S(=O)(=O)[O-])=CC=CC2=C1 HIEHAIZHJZLEPQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HRQDCDQDOPSGBR-UHFFFAOYSA-M sodium;octane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCS([O-])(=O)=O HRQDCDQDOPSGBR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- JUQGWKYSEXPRGL-UHFFFAOYSA-M sodium;tetradecanoate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCCC([O-])=O JUQGWKYSEXPRGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UPUIQOIQVMNQAP-UHFFFAOYSA-M sodium;tetradecyl sulfate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O UPUIQOIQVMNQAP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229940012831 stearyl alcohol Drugs 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000003463 sulfur Chemical class 0.000 description 1
- 230000000475 sunscreen effect Effects 0.000 description 1
- 239000000516 sunscreening agent Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000606 toothpaste Substances 0.000 description 1
- 229940034610 toothpaste Drugs 0.000 description 1
- AQZSPJRLCJSOED-UHFFFAOYSA-M trimethyl(octyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCC[N+](C)(C)C AQZSPJRLCJSOED-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- SZYJELPVAFJOGJ-UHFFFAOYSA-N trimethylamine hydrochloride Chemical compound Cl.CN(C)C SZYJELPVAFJOGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RHZZVWTVJHZKAH-UHFFFAOYSA-K trisodium;naphthalene-1,2,3-trisulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].C1=CC=C2C(S([O-])(=O)=O)=C(S([O-])(=O)=O)C(S(=O)(=O)[O-])=CC2=C1 RHZZVWTVJHZKAH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000012991 xanthate Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
本発明は、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーの疎水物に関する。詳細には、特定範囲のカルボキシメチル置換度及びセルロースI型の結晶化度を有し、水分散体とした際に高い透明度を呈するカルボキシメチル化セルロースナノファイバーの疎水物およびその製造方法に関する。 The present invention relates to hydrophobes of carboxymethylated cellulose nanofibers. Specifically, the present invention relates to a hydrophobe of carboxymethylated cellulose nanofibers having a specific range of carboxymethyl substitution degree and cellulose type I crystallinity and exhibiting high transparency when dispersed in water, and a method for producing the same.
カルボキシメチル化セルロースは、セルロースの誘導体であり、セルロースの骨格を構成するグルコース残基中の水酸基の一部に、カルボキシメチル基をエーテル結合させたものである。カルボキシメチル化したセルロースは、化粧品、医薬品、食品、各種工業製品等において、増粘剤、粘結剤、バインダー、吸水材、保水材、乳化安定剤などの各種添加剤として使用されている。カルボキシメチル化したセルロースは、天然セルロース由来であることから緩やかな生分解性を有するとともに焼却廃棄が可能である環境にやさしい素材であり、用途は今後拡大すると予測される。 Carboxymethylated cellulose is a derivative of cellulose, and is obtained by ether-bonding carboxymethyl groups to some of the hydroxyl groups in the glucose residues that constitute the skeleton of cellulose. Carboxymethylated cellulose is used as various additives such as thickeners, caking agents, binders, water-absorbing materials, water-retaining materials, and emulsion stabilizers in cosmetics, pharmaceuticals, foods, various industrial products, and the like. Since carboxymethylated cellulose is derived from natural cellulose, it has moderate biodegradability and is an environmentally friendly material that can be disposed of by incineration.
カルボキシメチル化セルロースの製造方法としては、一般に、セルロースをアルカリで処理(マーセル化)した後、エーテル化剤(カルボキシメチル化剤ともいう。)で処理(カルボキシメチル化。エーテル化とも呼ぶ。)する方法が知られており、マーセル化とカルボキシメチル化の両方を、水を溶媒として行う方法と、マーセル化とカルボキシメチル化の両方を、有機溶媒を主とする溶媒下で行う方法(特許文献1)が知られており、前者は「水媒法」、後者は「溶媒法」と呼ばれる。 As a method for producing carboxymethylated cellulose, generally, cellulose is treated with an alkali (mercerization), and then treated with an etherification agent (also referred to as a carboxymethylation agent) (carboxymethylation, also referred to as etherification). Methods are known, and a method in which both mercerization and carboxymethylation are performed using water as a solvent, and a method in which both mercerization and carboxymethylation are performed in a solvent mainly composed of an organic solvent (Patent Document 1 ) are known, the former being called the “aqueous method” and the latter being called the “solvent method”.
カルボキシメチル化セルロースにおいて、カルボキシメチル基の量が増えると(すなわち、カルボキシメチル置換度が増加すると)、カルボキシメチル化セルロースは水に溶解するようになる。一方、カルボキシメチル置換度を適度な範囲に調整することにより、水中でもカルボキシメチル化セルロースの繊維状の形状を維持させることができるようになる。繊維状の形状を有するカルボキシメチル化したセルロースは、機械的に解繊することにより、ナノスケールの繊維径を有するナノファイバーへと変換することができる(特許文献2)。 As the amount of carboxymethyl groups in carboxymethylated cellulose increases (ie, the degree of carboxymethyl substitution increases), the carboxymethylated cellulose becomes more soluble in water. On the other hand, by adjusting the degree of carboxymethyl substitution to an appropriate range, the fibrous shape of carboxymethylated cellulose can be maintained even in water. Carboxymethylated cellulose having a fibrous shape can be converted into nanofibers having a nanoscale fiber diameter by mechanical defibration (Patent Document 2).
カルボキシメチル化セルロースは、ゴム、樹脂、塗料など、様々な分野において添加剤として使用されている。また、カルボキシメチル化セルロースをナノファイバー化したカルボキシメチル化セルロースナノファイバーについても、様々な分野の添加剤として使用されることで強度アップ等の効果が期待されている。 Carboxymethylated cellulose is used as an additive in various fields such as rubber, resin, and paint. Carboxymethylated cellulose nanofibers, which are nanofibers made from carboxymethylated cellulose, are also expected to have effects such as increased strength when used as additives in various fields.
しかしながら、従来の溶媒法により得られるカルボキシメチル化セルロースの解繊により得られるセルロースナノファイバーは、水分散体としたときに透明性が低く、添加剤としての使用範囲が限られていた。また水媒法により得られるカルボキシメチル化セルロースの解繊により得られるセルロースナノファイバーは、透明性を高めるためにはマーセル化剤やカルボキシメチル化剤などの薬剤を多量に使用する必要があり、製造上及び経済上の課題が大きい物であった。
また、カルボキシメチル化セルロースは、水溶性であるため、ゴム、樹脂や有機溶媒との相溶性が悪く、そのまま混合した場合には、十分な強度アップの効果が得られなかった。
本発明は、結晶化度が高く、透明度の高い、水分散体を形成するカルボキシメチル化セルロースのナノファイバーの疎水物を提供することを目的とする。
However, cellulose nanofibers obtained by fibrillating carboxymethylated cellulose obtained by the conventional solvent method have low transparency when made into an aqueous dispersion, and the range of use as an additive is limited. In addition, cellulose nanofibers obtained by fibrillating carboxymethylated cellulose obtained by the aqueous method require the use of large amounts of chemicals such as mercerizing agents and carboxymethylating agents in order to increase transparency. It was a big problem in terms of both business and economy.
In addition, since carboxymethylated cellulose is water-soluble, it has poor compatibility with rubber, resin, and organic solvent, and when mixed as it is, a sufficient strength-increasing effect cannot be obtained.
It is an object of the present invention to provide a carboxymethylated cellulose nanofiber hydrophobe that forms an aqueous dispersion with a high degree of crystallinity and a high degree of transparency.
本発明者らは、上記目的に対して鋭意検討を行った結果、セルロースのカルボキシメチル化において、マーセル化(セルロースのアルカリ処理)を、水を主とする溶媒下で行い、その後、カルボキシメチル化(エーテル化ともいう。)を水と有機溶媒との混合溶媒下で行うことにより、従来の水媒法(マーセル化とカルボキシメチル化の両方を、水を溶媒として行う方法)や溶媒法(マーセル化とカルボキシメチル化の両方を有機溶媒を主とする溶媒下で行う方法)で得たカルボキシメチル化セルロースに比べて、解繊した際に、非常に透明度の高いセルロースナノファイバー分散体を、カルボキシメチル化剤の高い有効利用率で、経済的に製造することができることを見出した。また、このカルボキシメチル化セルロースナノファイバーの疎水物は均質でゴム、樹脂、および有機溶剤への分散安定性に優れ、結晶化度および透明度が高いため、これらを含む様々な分野で好適に使用できることを見出した。 The present inventors have conducted intensive studies for the above purpose, and as a result, in the carboxymethylation of cellulose, mercerization (alkali treatment of cellulose) is performed in a solvent mainly containing water, and then carboxymethylation. (also called etherification) in a mixed solvent of water and an organic solvent, the conventional aqueous medium method (method in which both mercerization and carboxymethylation are performed using water as a solvent) or solvent method (mercerization) Compared to the carboxymethylated cellulose obtained by the method in which both the conversion and the carboxymethylation are performed in a solvent mainly composed of an organic solvent), the cellulose nanofiber dispersion, which has extremely high transparency when defibrated, is obtained by carboxymethylation. We have found that it can be produced economically with a high effective utilization of the methylating agent. In addition, the hydrophobe of this carboxymethylated cellulose nanofiber is homogeneous, has excellent dispersion stability in rubber, resin, and organic solvent, and has high crystallinity and transparency, so that it can be suitably used in various fields including these. I found
本発明としては、以下に限定されないが、次のものが挙げられる。
(1)セルロースI型の結晶化度が60%以上であり、カルボキシメチル置換度が0.50以下であり、固形分1%(w/v)の水分散体とした際の波長660nmの光の透過率が60%以上である、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーを疎水化することを特徴とする、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーの疎水物の製造方法。
(2)前記カルボキシメチル化セルロースナノファイバーが、水を主とする溶媒下でマーセル化反応を行い、次いで、水と有機溶媒との混合溶媒下でカルボキシメチル化反応を行うことにより製造されたカルボキシメチル化セルロースを、解繊することにより得られたものである、(1)に記載の製造方法。
(3)前記水を主とする溶媒が、水を50質量%より多く含む溶媒である、(2)に記載の製造方法。
(4)カルボキシメチル化セルロースナノファイバーの疎水物であって、前記カルボキシメチル化セルロースナノファイバーのセルロースI型の結晶化度が60%以上であり、カルボキシメチル置換度が0.50以下であることを特徴とする、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーの疎水物。
(5)前記カルボキシメチル化セルロースナノファイバーの疎水物の平均繊維径が3nm~500nmである、(4)に記載の疎水物。
(6)(4)または(5)の、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーの疎水物を用いたゴム組成物。
The present invention includes, but is not limited to, the following.
(1) Light with a wavelength of 660 nm when the crystallinity of cellulose type I is 60% or more, the degree of carboxymethyl substitution is 0.50 or less, and the solid content is 1% (w / v). A method for producing a hydrophobic substance of carboxymethylated cellulose nanofibers, characterized by hydrophobizing carboxymethylated cellulose nanofibers having a transmittance of 60% or more.
(2) The carboxymethylated cellulose nanofibers are produced by subjecting the carboxymethylated cellulose nanofibers to a mercerization reaction in a solvent mainly containing water, and then a carboxymethylation reaction in a mixed solvent of water and an organic solvent. The production method according to (1), which is obtained by defibrating methylated cellulose.
(3) The production method according to (2), wherein the water-based solvent is a solvent containing more than 50% by mass of water.
(4) Hydrophobic substances of carboxymethylated cellulose nanofibers, wherein the cellulose type I crystallinity of the carboxymethylated cellulose nanofibers is 60% or more and the degree of carboxymethyl substitution is 0.50 or less. A hydrophobe of carboxymethylated cellulose nanofibers characterized by:
(5) The hydrophobic substance according to (4), wherein the hydrophobic substance of the carboxymethylated cellulose nanofibers has an average fiber diameter of 3 nm to 500 nm.
(6) A rubber composition using the hydrophobic carboxymethylated cellulose nanofiber of (4) or (5).
本発明のカルボキシメチル化セルロースナノファイバーの疎水物は、均質でゴム、樹脂、および有機溶剤への分散安定性に優れ、さらに結晶化度と透明度が高いため、これらを含む様々な分野で好適に使用できることができる。 The hydrophobic substance of the carboxymethylated cellulose nanofibers of the present invention is homogeneous, has excellent dispersion stability in rubber, resin, and organic solvents, and has high crystallinity and transparency, so it is suitable for various fields including these. can be used.
<カルボキシメチル化セルロースのナノファイバー>
本発明は、カルボキシメチル置換度が0.50以下であり、かつ、セルロースI型の結晶化度が60%以上であり、固形分1%(w/v)の水分散体とした際の波長660nmの光の透過率が60%以上であるカルボキシメチル化セルロースナノファイバーを含む添加剤に関する。カルボキシメチル化セルロースは、セルロースを構成するグルコース残基中の水酸基の一部がカルボキシメチル基とエーテル結合した構造を有するものである。
<Nanofibers of carboxymethylated cellulose>
In the present invention, the degree of carboxymethyl substitution is 0.50 or less, the crystallinity of cellulose type I is 60% or more, and the wavelength when made into an aqueous dispersion with a solid content of 1% (w / v) The present invention relates to an additive containing carboxymethylated cellulose nanofibers having a transmittance of 660 nm light of 60% or more. Carboxymethylated cellulose has a structure in which some of the hydroxyl groups in glucose residues constituting cellulose are ether-bonded to carboxymethyl groups.
カルボキシメチル化セルロースのナノファイバーとは、上記の構造を有するカルボキシメチル化セルロースをナノスケールの繊維径を有するナノファイバーへと変換したものをいう。カルボキシメチル化セルロースは、例えばカルボキシメチル化セルロースのナトリウム塩などの金属塩といった塩の形態をとる場合もあり、カルボキシメチル化セルロースのナノファイバーも塩の形態をとっていてもよい。 The nanofibers of carboxymethylated cellulose are obtained by converting carboxymethylated cellulose having the above structure into nanofibers having a nanoscale fiber diameter. The carboxymethylated cellulose may be in the form of a salt, for example a metal salt such as the sodium salt of carboxymethylated cellulose, and the carboxymethylated cellulose nanofibers may also be in the form of a salt.
本発明のカルボキシメチル化セルロースのナノファイバーは、水に分散した際にも繊維状の形状の少なくとも一部が維持されるものである。すなわち、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーの水分散体を電子顕微鏡で観察すると、繊維状の物質を観察することができるものである。また、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーをX線回折で測定した際にセルロースI型結晶のピークを観測することができるものである。 The carboxymethylated cellulose nanofibers of the present invention maintain at least a part of the fibrous shape even when dispersed in water. That is, when an aqueous dispersion of carboxymethylated cellulose nanofibers is observed with an electron microscope, a fibrous substance can be observed. Also, when carboxymethylated cellulose nanofibers are measured by X-ray diffraction, peaks of cellulose type I crystals can be observed.
<セルロースI型の結晶化度>
本発明に用いられるカルボキシメチル化セルロースナノファイバーにおけるセルロースの結晶化度は、結晶I型が60%以上であり、好ましくは65%以上である。セルロースI型の結晶化度が60%以上と高いと、溶媒中で溶解せずに結晶構造を維持するセルロースの割合が高いため、ゴムや樹脂に添加した場合に、その強度アップを付与できるという利点が得られる。セルロースの結晶性は、マーセル化剤の濃度と処理時の温度、並びにカルボキシメチル化の度合によって制御できる。マーセル化及びカルボキシメチル化においては高濃度のアルカリが使用されるために、セルロースのI型結晶がII型に変換されやすいが、アルカリ(マーセル化剤)の使用量を調整するなどして変性の度合いを調整することによって、所望の結晶性を維持させることができる。セルロースI型の結晶化度の上限は特に限定されない。現実的には90%程度が上限となると考えられる。
<Crystallinity of cellulose type I>
The crystallinity of cellulose in the carboxymethylated cellulose nanofibers used in the present invention is 60% or more, preferably 65% or more for crystalline type I. When the crystallinity of cellulose type I is as high as 60% or more, the proportion of cellulose that maintains the crystal structure without dissolving in the solvent is high, so when added to rubber or resin, it can increase the strength. You get the advantage. The crystallinity of cellulose can be controlled by the concentration of the mercerizing agent and temperature during treatment, as well as the degree of carboxymethylation. Since high concentrations of alkali are used in mercerization and carboxymethylation, type I crystals of cellulose tend to be converted to type II crystals. Desired crystallinity can be maintained by adjusting the degree. The upper limit of the crystallinity of cellulose type I is not particularly limited. Realistically, it is considered that the upper limit is about 90%.
カルボキシメチル化セルロースナノファイバーのセルロースI型の結晶化度の測定方法は、以下の通りである:
試料をガラスセルに乗せ、X線回折測定装置(LabX XRD-6000、島津製作所製)を用いて測定する。結晶化度の算出はSegal等の手法を用いて行い、X線回折図の2θ=10°~30°の回折強度をベースラインとして、2θ=22.6°の002面の回折強度と2θ=18.5°のアモルファス部分の回折強度から次式により算出する。
Xc=(I002c―Ia)/I002c×100
Xc=セルロースI型の結晶化度(%)
I002c:2θ=22.6°、002面の回折強度
Ia:2θ=18.5°、アモルファス部分の回折強度。
The method for measuring the cellulose type I crystallinity of carboxymethylated cellulose nanofibers is as follows:
A sample is placed in a glass cell and measured using an X-ray diffraction measurement device (LabX XRD-6000, manufactured by Shimadzu Corporation). The crystallinity is calculated using the method of Segal et al., and the diffraction intensity at 2θ = 10 ° to 30 ° in the X-ray diffraction diagram is used as a baseline, and the diffraction intensity at 2θ = 22.6 ° 002 plane and 2θ = It is calculated by the following formula from the diffraction intensity of the amorphous portion at 18.5°.
Xc = (I002c - Ia)/I002c x 100
Xc = crystallinity of cellulose type I (%)
I002c: 2θ=22.6°, diffraction intensity of 002 plane Ia: 2θ=18.5°, diffraction intensity of amorphous portion.
カルボキシメチル化セルロースのナノファイバーにおけるI型結晶の割合は、ナノファイバーとする前のカルボキシメチル化セルロースにおけるものと、通常、同じである。 The proportion of type I crystals in the carboxymethylated cellulose nanofibers is generally the same as in the carboxymethylated cellulose before nanofibers.
<カルボキシメチル置換度>
本発明に用いられるカルボキシメチル化セルロースのナノファイバーは、セルロースの無水グルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度が、0.50以下である。カルボキシメチル置換度が0.50を超えると水へ溶解し、繊維形状を維持できなくなると考えられる。操業性を考慮すると当該置換度は0.02~0.50であることが好ましく、0.05~0.50であることがさらに好ましく、0.10~0.40であることがさらに好ましく、0.20~0.40であることがさらに好ましい。セルロースにカルボキシメチル基を導入することで、セルロース同士が電気的に反発するため、ナノファイバーへと解繊することができるようになるが、無水グルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度が0.02より小さいと、解繊が不十分となり、透明性の高いセルロースナノファイバーが得られない場合がある。なお、従来の水媒法では、カルボキシメチル置換度が0.20~0.40の範囲では、セルロースI型の結晶化度が60%以上であるカルボキシメチル化セルロースのナノファイバーを得ることは困難であったが、本発明者らは、例えば後述する方法により、カルボキシメチル置換度が0.20~0.40の範囲であり、セルロースI型の結晶化度が60%以上であるカルボキシメチル化セルロースのナノファイバーを製造できることを見出した。カルボキシメチル置換度は、反応させるカルボキシメチル化剤の添加量、マーセル化剤の量、水と有機溶媒の組成比率をコントロールすること等によって調整することができる。
<Carboxymethyl substitution degree>
The carboxymethylated cellulose nanofibers used in the present invention have a degree of carboxymethyl substitution of 0.50 or less per anhydroglucose unit of cellulose. If the degree of carboxymethyl substitution exceeds 0.50, it is considered that the fiber dissolves in water and the fiber shape cannot be maintained. Considering the workability, the degree of substitution is preferably 0.02 to 0.50, more preferably 0.05 to 0.50, further preferably 0.10 to 0.40, It is more preferably 0.20 to 0.40. By introducing carboxymethyl groups into cellulose, the celluloses electrically repel each other, making it possible to defibrate into nanofibers. If it is too small, defibration will be insufficient, and cellulose nanofibers with high transparency may not be obtained. In the conventional aqueous method, it is difficult to obtain carboxymethylated cellulose nanofibers with a cellulose type I crystallinity of 60% or more when the degree of carboxymethyl substitution is in the range of 0.20 to 0.40. However, the present inventors have found, for example, by the method described later, that the degree of carboxymethyl substitution is in the range of 0.20 to 0.40 and the crystallinity of cellulose type I is 60% or more. We have found that cellulose nanofibers can be produced. The degree of carboxymethyl substitution can be adjusted by controlling the added amount of the carboxymethylating agent to be reacted, the amount of the mercerizing agent, the composition ratio of water and the organic solvent, and the like.
本発明において無水グルコース単位とは、セルロースを構成する個々の無水グルコース(グルコース残基)を意味する。また、カルボキシメチル置換度(エーテル化度ともいう。)とは、セルロースを構成するグルコース残基中の水酸基のうちカルボキシメチルエーテル基に置換されているものの割合(1つのグルコース残基当たりのカルボキシメチルエーテル基の数)を示す。なお、カルボキシメチル置換度はDSと略すことがある。 Anhydroglucose units in the present invention mean individual anhydroglucose (glucose residues) constituting cellulose. In addition, the degree of carboxymethyl substitution (also referred to as the degree of etherification) refers to the ratio of hydroxyl groups in glucose residues that constitute cellulose that are substituted with carboxymethyl ether groups (carboxymethyl ether per glucose residue). number of ether groups). The degree of carboxymethyl substitution may be abbreviated as DS.
カルボキシメチル置換度の測定方法は以下の通りである:
試料約2.0gを精秤して、300mL共栓付き三角フラスコに入れる。硝酸メタノール1000mLに特級濃硝酸100mLを加えた液100mLを加え、3時間振盪して、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーの塩(CMC)をH-CMC(水素型カルボキシメチル化セルロースナノファイバー)に変換する。その絶乾H-CMCを1.5~2.0g精秤し、300mL共栓付き三角フラスコに入れる。80%メタノール15mLでH-CMCを湿潤し、0.1N-NaOHを100mL加え、室温で3時間振盪する。指示薬として、フェノールフタレインを用いて、0.1N-H2SO4で過剰のNaOHを逆滴定し、次式によってカルボキシメチル置換度(DS値)を算出する。
A=[(100×F’-0.1N-H2SO4(mL)×F)×0.1]/(H-CMCの絶乾質量(g))
カルボキシメチル置換度=0.162×A/(1-0.058×A)
F’:0.1N-H2SO4のファクター
F:0.1N-NaOHのファクター。
The method for measuring the degree of carboxymethyl substitution is as follows:
About 2.0 g of the sample is precisely weighed and placed in a 300 mL Erlenmeyer flask with a common stopper. Add 100 mL of a liquid obtained by adding 100 mL of special grade concentrated nitric acid to 1000 mL of methanol nitrate and shake for 3 hours to convert the salt of carboxymethylated cellulose nanofibers (CMC) to H-CMC (hydrogenated carboxymethylated cellulose nanofibers). . Accurately weigh 1.5 to 2.0 g of the absolute dry H-CMC and put it in a 300 mL Erlenmeyer flask with a common stopper. Wet the H-CMC with 15 mL of 80% methanol, add 100 mL of 0.1 N NaOH, and shake at room temperature for 3 hours. Excess NaOH is back-titrated with 0.1N—H 2 SO 4 using phenolphthalein as an indicator, and the degree of carboxymethyl substitution (DS value) is calculated by the following equation.
A = [(100 x F'-0.1N-H 2 SO 4 (mL) x F) x 0.1]/(absolute dry mass of H-CMC (g))
Carboxymethyl substitution degree = 0.162 × A / (1-0.058 × A)
F′: factor of 0.1N—H 2 SO 4 F: factor of 0.1N—NaOH.
カルボキシメチル化セルロースのナノファイバーにおけるカルボキシメチル置換度は、ナノファイバーとする前のカルボキシメチル化セルロースにおけるカルボキシメチル置換度と、通常、同じである。 The degree of carboxymethyl substitution in the nanofibers of carboxymethylated cellulose is generally the same as the degree of carboxymethyl substitution in the carboxymethylated cellulose before nanofibers.
<水分散体における透明度>
本発明に用いられるカルボキシメチル化セルロースのナノファイバーは、水を分散媒として分散体としたときに(水分散体)、高い透明度を呈するという特徴を有する。透明度の高いナノファイバーは、透明性が要求されるような用途の添加剤としても使用することができ、好ましい。本明細書において、透明度は、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーを固形分1%(w/v)の水分散体とした際の、波長660nmの光の透過率をいうものとする。カルボキシメチル化セルロースナノファイバーの透明度の測定方法は、以下の通りである:
セルロースナノファイバー分散体(固形分1%(w/v)、分散媒:水)を調製し、UV-VIS分光光度計 UV-1800(島津製作所製)を用い、光路長10mmの角型セルを用いて、660nm 光の透過率を測定する。
<Transparency in water dispersion>
The carboxymethylated cellulose nanofibers used in the present invention are characterized by exhibiting high transparency when made into a dispersion using water as a dispersion medium (aqueous dispersion). Highly transparent nanofibers can also be used as additives for applications that require transparency, and are therefore preferred. In this specification, transparency refers to the transmittance of light with a wavelength of 660 nm when carboxymethylated cellulose nanofibers are dispersed in water with a solid content of 1% (w/v). The method for measuring the transparency of carboxymethylated cellulose nanofibers is as follows:
A cellulose nanofiber dispersion (solid content 1% (w / v), dispersion medium: water) was prepared, and a UV-VIS spectrophotometer UV-1800 (manufactured by Shimadzu Corporation) was used to prepare a square cell with an optical path length of 10 mm. is used to measure the transmittance of 660 nm light.
本発明のカルボキシメチル化セルロースナノファイバーの透明度は、60%以上である。より好ましくは60~100%であり、さらに好ましくは70~100%であり、さらに好ましくは80~100%であり、さらに好ましくは90~100%である。このようなセルロースナノファイバーは、透明性が要求されるような用途に最適に使用することができる。上述のセルロースI型の結晶化度とカルボキシメチル置換度を有し、このような透明度を有するカルボキシメチル化セルロースナノファイバーは、例えば、後述する方法により製造することができる。 The carboxymethylated cellulose nanofibers of the present invention have a transparency of 60% or more. More preferably 60 to 100%, still more preferably 70 to 100%, still more preferably 80 to 100%, still more preferably 90 to 100%. Such cellulose nanofibers can be optimally used for applications requiring transparency. Carboxymethylated cellulose nanofibers having the aforementioned cellulose type I crystallinity and carboxymethyl substitution degree and such transparency can be produced, for example, by the method described below.
<繊維径、アスペクト比>
本発明に用いられるカルボキシメチル化セルロースのナノファイバーは、ナノスケールの繊維径を有するものである。平均繊維径は、好ましくは3nm~500nm、さらに好ましくは3nm~150nm、さらに好ましくは3nm~20nm、さらに好ましくは5nm~19nm、さらに好ましくは5nm~15nmである。
<Fiber diameter, aspect ratio>
The carboxymethylated cellulose nanofibers used in the present invention have a nanoscale fiber diameter. The average fiber diameter is preferably 3 nm to 500 nm, more preferably 3 nm to 150 nm, still more preferably 3 nm to 20 nm, still more preferably 5 nm to 19 nm, still more preferably 5 nm to 15 nm.
カルボキシメチル化セルロースナノファイバーのアスペクト比は、特に限定されないが、350以下であることが好ましく、300以下であることがさらに好ましく、200以下であることがさらに好ましく、120以下であることがさらに好ましく、100以下であることがさらに好ましく、80以下であることがさらに好ましい。アスペクト比が350以下であると、繊維が過度に長すぎず、繊維同士の絡まり合いが少なくなり、セルロースナノファイバーの塊(ダマ)の発生を低減することができ、添加剤として使用するのに適する。また、流動性が高いので、高濃度でも使用しやすくなり、高固形分が要求される用途においても使いやすくなるという利点が得られる。アスペクト比の下限は、特に限定されないが、好ましくは25以上であり、さらに好ましくは30以上である。アスペクト比が25以上であると、その繊維状の形状から、チキソ性の向上といった効果が得られる。カルボキシメチル化セルロースナノファイバーのアスペクト比は、カルボキシメチル化時の溶媒と水の混合比、薬品添加量、及びカルボキシメチル化の度合によって制御でき、また、例えば、後述する製法により製造することができる。
カルボキシメチル化セルロースのナノファイバーの平均繊維径および平均繊維長は、径が20nm以下の場合は原子間力顕微鏡(AFM)、20nm以上の場合は電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて、ランダムに選んだ200本の繊維について解析し、平均を算出することにより、測定することができる。また、アスペクト比は下記の式により算出することができる:
アスペクト比=平均繊維長/平均繊維径。
The aspect ratio of the carboxymethylated cellulose nanofibers is not particularly limited, but is preferably 350 or less, more preferably 300 or less, further preferably 200 or less, further preferably 120 or less. , is more preferably 100 or less, and more preferably 80 or less. When the aspect ratio is 350 or less, the fibers are not excessively long, the entanglement between the fibers is reduced, and the generation of clumps (lumps) of cellulose nanofibers can be reduced. Suitable. In addition, since it has high fluidity, it is easy to use even at a high concentration, and there is an advantage that it is easy to use even in applications where a high solid content is required. Although the lower limit of the aspect ratio is not particularly limited, it is preferably 25 or more, more preferably 30 or more. When the aspect ratio is 25 or more, the effect of improving thixotropy can be obtained from the fibrous shape. The aspect ratio of carboxymethylated cellulose nanofibers can be controlled by the mixing ratio of solvent and water during carboxymethylation, the amount of chemicals added, and the degree of carboxymethylation, and can be produced, for example, by the method described below. .
The average fiber diameter and average fiber length of nanofibers of carboxymethylated cellulose are measured using an atomic force microscope (AFM) when the diameter is 20 nm or less, and a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) when the diameter is 20 nm or more. It can be measured by analyzing 200 randomly selected fibers and calculating the average. Also, the aspect ratio can be calculated by the following formula:
Aspect ratio = average fiber length/average fiber diameter.
<水分散体における粘度とチキソ性>
本発明に用いられるカルボキシメチル化セルロースのナノファイバーは、水を分散媒として分散体(水分散体)としたときに高いチキソ性を奏するものが好ましい。チキソ性(チキソトロピー)とは、剪断応力を受けることにより粘度が次第に低下し、静止すると粘度が次第に上昇する性質をいい、本願明細書では、チキソ性の指標として、低い剪断速度で測定した粘度を高い剪断速度で測定した粘度で除した値を用いる。具体的には、粘度及びチキソ性は以下の方法で測定する:
セルロースナノファイバー分散体(固形分1%(w/v)、分散媒:水)を調製し、25℃で16時間放置した後、撹拌機を用いて3000rpmで1分間撹拌し、粘度測定用サンプルとする。得られた粘度測定用サンプルの一部について、B型粘度計(東機産業社製)を用いて、No.4ローター/回転数6rpmで3分後の粘度を測定する。また、粘度測定用サンプルの別の一部(粘度をまだ測定していないもの)を用いて、B型粘度計(東機産業社製)を用いて、No.4ローター/回転数60rpmで3分後の粘度を測定する。粘度の測定時にはJIS-Z-8803の方法に準じる。得られた6rpmにおける粘度を60rpmにおける粘度で除した値を、チキソ性の指標として用いる。
<Viscosity and thixotropy in water dispersion>
The carboxymethylated cellulose nanofibers used in the present invention preferably exhibit high thixotropic properties when formed into a dispersion (aqueous dispersion) using water as a dispersion medium. The thixotropic property (thixotropy) refers to the property that the viscosity gradually decreases when subjected to shear stress, and the viscosity gradually increases when it is at rest. Use the value divided by the viscosity measured at high shear rate. Specifically, viscosity and thixotropy are measured by the following methods:
A cellulose nanofiber dispersion (solid content 1% (w/v), dispersion medium: water) was prepared, left at 25 ° C. for 16 hours, and then stirred at 3000 rpm for 1 minute using a stirrer to obtain a sample for viscosity measurement. and Some of the obtained samples for viscosity measurement were measured using a Brookfield viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.). Measure the viscosity after 3 minutes at 4 rotors/6 rpm. Another part of the sample for viscosity measurement (those whose viscosity has not yet been measured) was measured using a B-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo). Measure the viscosity after 3 minutes at 4 rotors/60 rpm. The method of JIS-Z-8803 is followed when measuring the viscosity. A value obtained by dividing the obtained viscosity at 6 rpm by the viscosity at 60 rpm is used as an index of thixotropy.
本願発明に用いられるカルボキシメチル化セルロースナノファイバーは、固形分1%(w/v)の水分散体とした際の25℃、6rpmにおける粘度を固形分1%(w/v)の水分散体とした際の25℃、60rpmにおける粘度で除した値(単に「6rpmの粘度を60rpmの粘度で除した値」とも呼ぶ)が、6.0以上であることが好ましい。この値が高いほど、剪断応力の差によって粘度の変化が大きいことを示しており、チキソ性が高いことを示している。チキソ性の高いセルロースナノファイバーは、保形性付与剤や粘度調整剤として使用するのに適している。6rpmの粘度を60rpmの粘度で除した値の上限は限定されないが、実際は15.0程度が上限となると考えられる。 The carboxymethylated cellulose nanofiber used in the present invention has a viscosity at 25 ° C. and 6 rpm when made into an aqueous dispersion with a solid content of 1% (w / v). The value obtained by dividing the viscosity at 25° C. and 60 rpm (also referred to simply as “the value obtained by dividing the viscosity at 6 rpm by the viscosity at 60 rpm”) is preferably 6.0 or more. The higher this value, the greater the change in viscosity due to the difference in shear stress, and the higher the thixotropy. Cellulose nanofibers with high thixotropy are suitable for use as a shape-retaining agent and a viscosity modifier. Although the upper limit of the value obtained by dividing the viscosity at 6 rpm by the viscosity at 60 rpm is not limited, the upper limit is considered to be about 15.0 in practice.
カルボキシメチル化セルロースナノファイバーの6rpmにおける粘度(固形分1%(w/v)の水分散体、25℃)は、15000mPa・s以上であることが好ましく、20000mPa・s以上であることがさらに好ましい。低い剪断速度(6rpm)における粘度が高いほど、チキソ性が高くなる可能性がある。6rpmにおける粘度の上限は特に限定されないが、現実的には50000mPa・s程度となると考えられる。 The viscosity of the carboxymethylated cellulose nanofibers at 6 rpm (1% solids (w/v) aqueous dispersion, 25°C) is preferably 15,000 mPa s or more, more preferably 20,000 mPa s or more. . Higher viscosity at low shear rate (6 rpm) can lead to higher thixotropy. Although the upper limit of the viscosity at 6 rpm is not particularly limited, it is considered to be about 50000 mPa·s in reality.
カルボキシメチル化セルロースナノファイバーの60rpmにおける粘度(固形分1%(w/v)の水分散体、25℃)は、1500~8400mPa・s程度であることが好ましく、2000~7000mPa・s程度であることがさらに好ましく、2500~7000mPa・s程度であることがさらに好ましく、3000~7000mPa・s程度であることがさらに好ましい。 The viscosity of the carboxymethylated cellulose nanofibers at 60 rpm (solid content 1% (w/v) aqueous dispersion, 25° C.) is preferably about 1500 to 8400 mPa s, more preferably about 2000 to 7000 mPa s. is more preferably about 2500 to 7000 mPa·s, and even more preferably about 3000 to 7000 mPa·s.
このような粘度及びチキソ性を有するカルボキシメチル化セルロースナノファイバーは、例えば、後述する方法により製造することができる。 Carboxymethylated cellulose nanofibers having such viscosity and thixotropy can be produced, for example, by the method described below.
<疎水化>
本発明に用いられるカルボキシメチル化セルロースナノファイバーは、本発明の効果を阻害しない範囲で、カルボキシメチル基由来のカルボキシル基(-COOH)を、適宜変性したものであってもよい。そのような変性としては、例えばアルキル基やアリール基、アラルキル基などを有するアミン系化合物やリン系化合物などをカルボキシル基に結合させて、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーを疎水化することが挙げられる。
<Hydrophobicization>
The carboxymethylated cellulose nanofibers used in the present invention may be those in which the carboxyl group (-COOH) derived from the carboxymethyl group is appropriately modified within a range that does not impair the effects of the present invention. Examples of such modification include bonding an amine-based compound or a phosphorus-based compound having an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or the like to the carboxyl group to make the carboxymethylated cellulose nanofibers hydrophobic.
<カルボキシメチル化セルロースナノファイバーの製造方法>
セルロースI型の結晶化度が60%以上であり、カルボキシメチル置換度が0.50以下であり、固形分1%(w/v)の水分散体とした際の波長660nmの光の透過率が60%以上であるカルボキシメチル化セルロースのナノファイバーは、これに限定されないが、以下の方法により製造したカルボキシメチル化セルロースを解繊することにより、製造することができる。
<Method for producing carboxymethylated cellulose nanofiber>
The crystallinity of cellulose I type is 60% or more, the degree of carboxymethyl substitution is 0.50 or less, and the transmittance of light at a wavelength of 660 nm when made into an aqueous dispersion with a solid content of 1% (w / v) The nanofibers of carboxymethylated cellulose having a ratio of 60% or more can be produced by, but not limited to, defibrating carboxymethylated cellulose produced by the following method.
カルボキシメチル化セルロースは、一般に、セルロースをアルカリで処理(マーセル化)した後、得られたマーセル化セルロース(アルカリセルロースともいう。)を、カルボキシメチル化剤(エーテル化剤ともいう。)と反応させることにより製造することができる。本発明の上記特徴を有するナノファイバーを形成することができるカルボキシメチル化セルロースは、マーセル化(セルロースのアルカリ処理)を水を主とする溶媒下で行い、その後、カルボキシメチル化(エーテル化ともいう。)を水と有機溶媒との混合溶媒下で行うことにより、製造することができる。このようにして得たカルボキシメチル化セルロースは、従来の水媒法(マーセル化とカルボキシメチル化の両方を水を溶媒として行う方法)や溶媒法(マーセル化とカルボキシメチル化の両方を有機溶媒を主とする溶媒下で行う方法)で得たカルボキシメチル化セルロースに比べて、カルボキシメチル化剤の高い有効利用率を有しながら、解繊した際に、透明度の高いセルロースナノファイバー分散体へと変換することができる。 Carboxymethylated cellulose is generally produced by treating (mercerizing) cellulose with an alkali, and then reacting the resulting mercerized cellulose (also referred to as alkali cellulose) with a carboxymethylating agent (also referred to as an etherifying agent). It can be manufactured by Carboxymethylated cellulose capable of forming nanofibers having the above characteristics of the present invention is subjected to mercerization (alkali treatment of cellulose) in a solvent mainly containing water, followed by carboxymethylation (also called etherification). ) in a mixed solvent of water and an organic solvent. The carboxymethylated cellulose obtained in this way can be processed by the conventional aqueous method (method in which both mercerization and carboxymethylation are performed using water as a solvent) or the solvent method (method in which both mercerization and carboxymethylation are performed using an organic solvent). Compared to the carboxymethylated cellulose obtained by the method performed in the presence of a solvent), it has a high effective utilization rate of the carboxymethylating agent, and when defibrated, it becomes a cellulose nanofiber dispersion with high transparency. can be converted.
<セルロース>
本発明においてセルロースとは、D-グルコピラノース(単に「グルコース残基」、「無水グルコース」ともいう。)がβ-1,4結合で連なった構造の多糖を意味する。セルロースは、一般に起源、製法等から、天然セルロース、再生セルロース、微細セルロース、非結晶領域を除いた微結晶セルロース等に分類される。本発明では、これらのセルロースのいずれも、マーセル化セルロースの原料として用いることができるが、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーにおいて60%以上のセルロースI型の結晶化度を維持するためには、セルロースI型の結晶化度が高いセルロースを原料として用いることが好ましい。原料となるセルロースのセルロースI型の結晶化度は、好ましくは、70%以上であり、さらに好ましくは80%以上である。セルロースI型の結晶化度の測定方法は、上述した通りである。
<Cellulose>
In the present invention, cellulose means a polysaccharide having a structure in which D-glucopyranose (also referred to simply as "glucose residue" or "anhydroglucose") is linked by β-1,4 bonds. Cellulose is generally classified into natural cellulose, regenerated cellulose, fine cellulose, microcrystalline cellulose excluding non-crystalline regions, etc., according to its origin, production method, and the like. In the present invention, any of these celluloses can be used as a raw material for mercerized cellulose. It is preferable to use cellulose with a high degree of crystallinity as the raw material. The crystallinity of cellulose type I of the raw material cellulose is preferably 70% or more, more preferably 80% or more. The method for measuring the crystallinity of cellulose type I is as described above.
天然セルロースとしては、晒パルプまたは未晒パルプ(晒木材パルプまたは未晒木材パルプ);リンター、精製リンター;酢酸菌等の微生物によって生産されるセルロース等が例示される。晒パルプ又は未晒パルプの原料は特に限定されず、例えば、木材、木綿、わら、竹、麻、ジュート、ケナフ等が挙げられる。また、晒パルプ又は未晒パルプの製造方法も特に限定されず、機械的方法、化学的方法、あるいはその中間で二つを組み合せた方法でもよい。製造方法により分類される晒パルプ又は未晒パルプとしては例えば、メカニカルパルプ(サーモメカニカルパルプ(TMP)、砕木パルプ)、ケミカルパルプ(針葉樹未漂白サルファイトパルプ(NUSP)、針葉樹漂白サルファイトパルプ(NBSP)等の亜硫酸パルプ、針葉樹未漂白クラフトパルプ(NUKP)、針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹未漂白クラフトパルプ(LUKP)、広葉樹漂白クラフトパルプ(LBKP)等のクラフトパルプ)等が挙げられる。さらに、製紙用パルプの他に溶解パルプを用いてもよい。溶解パルプとは、化学的に精製されたパルプであり、主として薬品に溶解して使用され、人造繊維、セロハンなどの主原料となる。 Examples of natural cellulose include bleached or unbleached pulp (bleached wood pulp or unbleached wood pulp); linters, purified linters; cellulose produced by microorganisms such as acetic acid bacteria. Raw materials for bleached or unbleached pulp are not particularly limited, and examples thereof include wood, cotton, straw, bamboo, hemp, jute, and kenaf. Also, the method for producing the bleached pulp or the unbleached pulp is not particularly limited, and may be a mechanical method, a chemical method, or a combination of the two. Examples of bleached pulp or unbleached pulp classified by manufacturing method include mechanical pulp (thermomechanical pulp (TMP), groundwood pulp), chemical pulp (softwood unbleached sulfite pulp (NUSP), softwood bleached sulfite pulp (NBSP) ), softwood unbleached kraft pulp (NUKP), softwood bleached kraft pulp (NBKP), hardwood unbleached kraft pulp (LUKP), hardwood bleached kraft pulp (LBKP) and other kraft pulps). Further, dissolving pulp may be used in addition to paper pulp. Dissolving pulp is pulp that has been chemically refined, and is mainly used by dissolving it in chemicals, and serves as a main raw material for artificial fibers, cellophane, and the like.
再生セルロースとしては、セルロースを銅アンモニア溶液、セルロースザンテート溶液、モルフォリン誘導体など何らかの溶媒に溶解し、改めて紡糸されたものが例示される。 Examples of regenerated cellulose include those obtained by dissolving cellulose in some solvent such as cuprammonium solution, cellulose xanthate solution, morpholine derivative, and spinning again.
微細セルロースとしては、上記天然セルロースや再生セルロースをはじめとする、セルロース系素材を、解重合処理(例えば、酸加水分解、アルカリ加水分解、酵素分解、爆砕処理、振動ボールミル処理等)して得られるものや、前記セルロース系素材を、機械的に処理して得られるものが例示される。 The fine cellulose is obtained by subjecting cellulosic materials such as the natural cellulose and regenerated cellulose to depolymerization (for example, acid hydrolysis, alkaline hydrolysis, enzymatic decomposition, explosion treatment, vibration ball mill treatment, etc.). and those obtained by mechanically processing the above cellulosic materials.
<マーセル化>
原料として前述のセルロースを用い、マーセル化剤(アルカリ)を添加することによりマーセル化セルロース(アルカリセルロースともいう。)を得る。本明細書に記載の方法にしたがって、このマーセル化反応における溶媒に水を主として用い、次のカルボキシメチル化の際に有機溶媒と水との混合溶媒を使用することにより、解繊した際に非常に高い透明度を有するセルロースナノファイバー分散体とすることができるカルボキシメチル化セルロースを経済的に得ることができる。
<Mercerization>
Mercerized cellulose (also referred to as alkali cellulose) is obtained by using the aforementioned cellulose as a raw material and adding a mercerizing agent (alkali). According to the method described herein, by using water as the main solvent in this mercerization reaction and using a mixed solvent of an organic solvent and water in the subsequent carboxymethylation, the fibrillation becomes very Carboxymethylated cellulose that can be made into a cellulose nanofiber dispersion having high transparency can be obtained economically.
溶媒に水を主として用いる(水を主とする溶媒)とは、水を50質量%より高い割合で含む溶媒をいう。水を主とする溶媒中の水は、好ましくは55質量%以上であり、より好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上であり、さらに好ましくは90質量%以上であり、さらに好ましくは95質量%以上である。特に好ましくは水を主とする溶媒は、水が100質量%(すなわち、水)である。マーセル化時の水の割合が多いほど、カルボキシメチル化セルロースを解繊して得られるセルロースナノファイバー分散体の透明度が高まる。水を主とする溶媒中の水以外の(水と混合して用いられる)溶媒としては、後段のカルボキシメチル化の際の溶媒として用いられる有機溶媒が挙げられる。例えば、メタノール、エタノール、N-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、N-ブタノール、イソブタノール、第3級ブタノール等のアルコールや、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトンなどのケトン、ならびに、ジオキサン、ジエチルエーテル、ベンゼン、ジクロロメタンなどを挙げることができ、これらの単独または2種以上の混合物を水に50質量%未満の量で添加してマーセル化の際の溶媒として用いることができる。水を主とする溶媒中の有機溶媒は、好ましくは45質量%以下であり、さらに好ましくは40質量%以下であり、さらに好ましくは30質量%以下であり、さらに好ましくは20質量%以下であり、さらに好ましくは10質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以下であり、より好ましくは0質量%である。 A solvent mainly containing water (solvent mainly containing water) refers to a solvent containing water in a proportion higher than 50% by mass. Water in the solvent containing water as a main component is preferably 55% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, It is more preferably 90% by mass or more, and still more preferably 95% by mass or more. Particularly preferably, the water-based solvent is 100 mass % water (ie, water). The greater the proportion of water during mercerization, the higher the transparency of the cellulose nanofiber dispersion obtained by defibrating carboxymethylated cellulose. Examples of the solvent other than water (used in a mixture with water) in the solvent mainly containing water include the organic solvent used as the solvent for the subsequent carboxymethylation. For example, alcohols such as methanol, ethanol, N-propyl alcohol, isopropyl alcohol, N-butanol, isobutanol, tertiary butanol; ketones such as acetone, diethyl ketone, methyl ethyl ketone; and dioxane, diethyl ether, benzene, dichloromethane. and the like, and a mixture of these alone or two or more thereof can be added to water in an amount of less than 50% by mass and used as a solvent for mercerization. The organic solvent in the solvent mainly containing water is preferably 45% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, still more preferably 30% by mass or less, and still more preferably 20% by mass or less. , more preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 0% by mass.
マーセル化剤としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物が挙げられ、これらのうちいずれか1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。マーセル化剤は、これに限定されないが、これらのアルカリ金属水酸化物を、例えば、1~60質量%、好ましくは2~45質量%、より好ましくは3~25質量%の水溶液として反応器に添加することができる。 The mercerizing agent includes, for example, alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, and any one of these or a combination of two or more thereof can be used. The mercerizing agent is, but is not limited to, these alkali metal hydroxides, for example, 1 to 60% by weight, preferably 2 to 45% by weight, more preferably 3 to 25% by weight of aqueous solution in the reactor. can be added.
マーセル化剤の使用量は、カルボキシメチル化セルロースにおけるセルロースI型の結晶化度60%以上を維持できる量であり、一実施形態において、セルロース100g(絶乾)に対して0.1モル以上2.5モル以下であることが好ましく、0.3モル以上2.0モル以下であることがより好ましく、0.4モル以上1.5モル以下であることがさらに好ましい。 The amount of the mercerizing agent used is an amount that can maintain the cellulose type I crystallinity of 60% or more in the carboxymethylated cellulose. It is preferably 0.5 mol or less, more preferably 0.3 mol or more and 2.0 mol or less, and even more preferably 0.4 mol or more and 1.5 mol or less.
マーセル化の際の水を主とする溶媒の量は、セルロース原料に対し、1.5~20質量倍が好ましく、2~10質量倍であることがより好ましい。このような量とすることにより、原料の撹拌混合が容易になり、原料に均一に反応を生じさせることができるようになる。 The amount of the solvent mainly composed of water during mercerization is preferably 1.5 to 20 times the weight of the cellulose raw material, more preferably 2 to 10 times the weight. Such an amount facilitates stirring and mixing of the raw materials, and allows the raw materials to react uniformly.
マーセル化処理は、発底原料(セルロース)と水を主とする溶媒とを混合し、反応器の温度を0~70℃、好ましくは10~60℃、より好ましくは10~40℃に調整して、マーセル化剤の水溶液を添加し、15分~8時間、好ましくは30分~7時間、より好ましくは30分~3時間撹拌することにより行う。これによりマーセル化セルロース(アルカリセルロース)を得る。 In the mercerization treatment, the bottom raw material (cellulose) and a solvent mainly composed of water are mixed, and the temperature of the reactor is adjusted to 0 to 70°C, preferably 10 to 60°C, more preferably 10 to 40°C. Then, an aqueous solution of a mercerizing agent is added and stirred for 15 minutes to 8 hours, preferably 30 minutes to 7 hours, more preferably 30 minutes to 3 hours. This gives mercerized cellulose (alkali cellulose).
マーセル化の際のpHは、9以上が好ましく、これによりマーセル化反応を進めることができる。該pHは、より好ましくは11以上であり、更に好ましくは12以上であり、13以上でもよい。pHの上限は特に限定されない。
マーセル化は、温度制御しつつ上記各成分を混合撹拌することができる反応機を用いて行うことができ、従来からマーセル化反応に用いられている各種の反応機を用いることができる。例えば、2本の軸が撹拌し、上記各成分を混合するようなバッチ型攪拌装置は、均一混合性と生産性の両観点から好ましい。
The pH during mercerization is preferably 9 or higher, which allows the mercerization reaction to proceed. The pH is more preferably 11 or higher, still more preferably 12 or higher, and may be 13 or higher. The upper limit of pH is not particularly limited.
Mercerization can be performed using a reactor capable of mixing and stirring the above components while controlling the temperature, and various reactors conventionally used for mercerization reactions can be used. For example, a batch-type stirring device in which two shafts stir to mix the above components is preferable from the viewpoint of both uniform mixing and productivity.
<カルボキシメチル化>
マーセル化セルロースに対し、カルボキシメチル化剤(エーテル化剤ともいう。)を添加することにより、カルボキシメチル化セルロースを得る。本明細書に記載の方法にしたがって、マーセル化の際は水を主とする溶媒として用い、カルボキシメチル化の際には水と有機溶媒との混合溶媒を用いることにより、解繊した際に非常に高い透明度を有するセルロースナノファイバー分散体とすることができるカルボキシメチル化セルロースを経済的に得ることができる。
<Carboxymethylation>
Carboxymethylated cellulose is obtained by adding a carboxymethylating agent (also referred to as an etherifying agent) to mercerized cellulose. According to the method described in this specification, by using water as a main solvent during mercerization and using a mixed solvent of water and an organic solvent during carboxymethylation, it is possible to Carboxymethylated cellulose that can be made into a cellulose nanofiber dispersion having high transparency can be obtained economically.
カルボキシメチル化剤としては、モノクロロ酢酸、モノクロロ酢酸ナトリウム、モノクロロ酢酸メチル、モノクロロ酢酸エチル、モノクロロ酢酸イソプロピルなどが挙げられる。これらのうち、原料の入手しやすさという点でモノクロロ酢酸、またはモノクロロ酢酸ナトリウムが好ましい。 Carboxymethylating agents include monochloroacetic acid, sodium monochloroacetate, methyl monochloroacetate, ethyl monochloroacetate, isopropyl monochloroacetate and the like. Of these, monochloroacetic acid or sodium monochloroacetate is preferred in terms of availability of raw materials.
カルボキシメチル化剤の使用量は、セルロースI型の結晶化度60%以上を維持できる量であり、また、0.50以下のカルボキシメチル置換度となる量である。特に限定されないが、一実施形態において、セルロースの無水グルコース単位当たり、0.5~1.5モルの範囲で添加することが好ましい。上記範囲の下限はより好ましくは0.6モル以上、さらに好ましくは0.7モル以上であり、上限はより好ましくは1.3モル以下、さらに好ましくは1.1モル以下である。カルボキシメチル化剤は、これに限定されないが、例えば、5~80質量%、より好ましくは30~60質量%の水溶液として反応器に添加することができるし、溶解せず、粉末状態で添加することもできる。 The amount of the carboxymethylating agent used is such that the crystallinity of cellulose type I can be maintained at 60% or more and the degree of carboxymethyl substitution is 0.50 or less. Although not particularly limited, in one embodiment, it is preferable to add in the range of 0.5 to 1.5 mol per anhydroglucose unit of cellulose. The lower limit of the above range is more preferably 0.6 mol or more, more preferably 0.7 mol or more, and the upper limit is more preferably 1.3 mol or less, still more preferably 1.1 mol or less. The carboxymethylating agent can be added to the reactor as, but not limited to, an aqueous solution of 5 to 80% by weight, more preferably 30 to 60% by weight, or in powder form without dissolving. can also
マーセル化剤とカルボキシメチル化剤のモル比(マーセル化剤/カルボキシメチル化剤)は、カルボキシメチル化剤としてモノクロロ酢酸又はモノクロロ酢酸ナトリウムを使用する場合では、0.9~2.45が一般的に採用される。その理由は、0.9未満であるとカルボキシメチル化反応が不十分となる可能性があり、未反応のモノクロロ酢酸又はモノクロロ酢酸ナトリウムが残って無駄が生じる可能性があること、及び2.45を超えると過剰のマーセル化剤とモノクロロ酢酸又はモノクロロ酢酸ナトリウムによる副反応が進行してグリコール酸アルカリ金属塩が生成する恐れがあるため、不経済となる可能性があることにある。 The molar ratio of the mercerizing agent to the carboxymethylating agent (mercerizing agent/carboxymethylating agent) is generally 0.9 to 2.45 when monochloroacetic acid or sodium monochloroacetate is used as the carboxymethylating agent. adopted by The reason is that if it is less than 0.9, the carboxymethylation reaction may be insufficient, and unreacted monochloroacetic acid or sodium monochloroacetate may remain and waste may occur, and 2.45 If it exceeds , there is a possibility that a side reaction with excessive mercerizing agent and monochloroacetic acid or sodium monochloroacetate will proceed to form an alkali metal glycolate, which may be uneconomical.
カルボキシメチル化において、カルボキシメチル化剤の有効利用率は、15%以上であることが好ましい。より好ましくは20%以上であり、さらに好ましくは25%以上であり、特に好ましくは30%以上である。カルボキシメチル化剤の有効利用率とは、カルボキシメチル化剤におけるカルボキシメチル基のうち、セルロースに導入されたカルボキシメチル基の割合を指す。マーセル化の際に水を主とする溶媒を用い、カルボキシメチル化の際に水と有機溶媒との混合溶媒を用いることにより、高いカルボキシメチル化剤の有効利用率で(すなわち、カルボキシメチル化剤の使用量を大きく増やすことなく、経済的に)、解繊した際に高い透明度を有するセルロースナノファイバー分散体を得ることができるカルボキシメチル化セルロースを製造することができる。カルボキシメチル化剤の有効利用率の上限は特に限定されないが、現実的には80%程度が上限となる。なお、カルボキシメチル化剤の有効利用率は、AMと略すことがある。 In carboxymethylation, the effective utilization rate of the carboxymethylating agent is preferably 15% or more. It is more preferably 20% or more, still more preferably 25% or more, and particularly preferably 30% or more. The effective utilization rate of the carboxymethylating agent refers to the proportion of carboxymethyl groups introduced into cellulose among the carboxymethyl groups in the carboxymethylating agent. By using a solvent mainly composed of water during mercerization and using a mixed solvent of water and an organic solvent during carboxymethylation, a high effective utilization rate of the carboxymethylating agent (i.e., carboxymethylating agent Without greatly increasing the amount used), carboxymethylated cellulose that can obtain a cellulose nanofiber dispersion having high transparency when defibrated can be produced. Although the upper limit of the effective utilization rate of the carboxymethylating agent is not particularly limited, the practical upper limit is about 80%. Note that the effective utilization rate of the carboxymethylating agent is sometimes abbreviated as AM.
カルボキシメチル化剤の有効利用率の算出方法は以下の通りである:
AM = (DS × セルロースのモル数)/ カルボキシメチル化剤のモル数
DS: カルボキシメチル置換度(測定方法は上述の通り)
セルロースのモル数:パルプ質量(100℃で60分間乾燥した際の乾燥質量)/162
(162はセルロースのグルコース単位当たりの分子量)。
カルボキシメチル化反応におけるセルロース原料の濃度は、特に限定されないが、カルボキシメチル化剤の有効利用率を高める観点から、1~40%(w/v)であることが好ましい。
The method for calculating the effective utilization of carboxymethylating agents is as follows:
AM = (DS × number of moles of cellulose) / number of moles of carboxymethylating agent DS: Degree of carboxymethyl substitution (measurement method is as described above)
Number of moles of cellulose: pulp mass (dry mass when dried at 100 ° C. for 60 minutes) / 162
(162 is the molecular weight per glucose unit of cellulose).
The concentration of the cellulose raw material in the carboxymethylation reaction is not particularly limited, but is preferably 1 to 40% (w/v) from the viewpoint of increasing the effective utilization rate of the carboxymethylating agent.
カルボキシメチル化剤を添加するのと同時に、あるいはカルボキシメチル化剤の添加の前または直後に、反応器に有機溶媒または有機溶媒の水溶液を適宜添加し、又は減圧などによりマーセル化処理時の水以外の有機溶媒等を適宜削減して、水と有機溶媒との混合溶媒を形成し、この水と有機溶媒との混合溶媒下で、カルボキシメチル化反応を進行させる。有機溶媒の添加または削減のタイミングは、マーセル化反応の終了後からカルボキシメチル化剤を添加した直後までの間であればよく、特に限定されないが、例えば、カルボキシメチル化剤を添加する前後30分以内が好ましい。 Simultaneously with the addition of the carboxymethylating agent, or before or immediately after the addition of the carboxymethylating agent, an organic solvent or an aqueous solution of an organic solvent is appropriately added to the reactor, or the pressure is reduced to remove water other than water during mercerization. is appropriately reduced to form a mixed solvent of water and an organic solvent, and the carboxymethylation reaction proceeds in this mixed solvent of water and an organic solvent. The timing of the addition or reduction of the organic solvent is not particularly limited as long as it is from the end of the mercerization reaction to immediately after the addition of the carboxymethylating agent. For example, 30 minutes before and after adding the carboxymethylating agent. Within is preferred.
有機溶媒としては、メタノール、エタノール、N-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、N-ブタノール、イソブタノール、第3級ブタノール等のアルコールや、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトンなどのケトン、ならびに、ジオキサン、ジエチルエーテル、ベンゼン、ジクロロメタンなどを挙げることができ、これらの単独または2種以上の混合物を水に添加してカルボキシメチル化の際の溶媒として用いることができる。これらのうち、水との相溶性が優れることから、炭素数1~4の一価アルコールが好ましく、炭素数1~3の一価アルコールがさらに好ましい。
カルボキシメチル化の際の混合溶媒中の有機溶媒の割合は、水と有機溶媒との総和に対して有機溶媒が20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、40質量%以上であることがさらに好ましく、45質量%以上であることがさらに好ましく、50質量%以上であることが特に好ましい。有機溶媒の割合が高いほど、セルロースナノファイバー分散体としたときの透明度が高くなるという利点が得られる。有機溶媒の割合の上限は限定されず、例えば、99質量%以下であってよい。添加する有機溶媒のコストを考慮すると、好ましくは90質量%以下であり、更に好ましくは85質量%以下であり、更に好ましくは80質量%以下であり、更に好ましくは70質量%以下である。
Examples of organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, N-propyl alcohol, isopropyl alcohol, N-butanol, isobutanol and tertiary butanol; ketones such as acetone, diethyl ketone and methyl ethyl ketone; and dioxane, diethyl ether, Benzene, dichloromethane and the like can be mentioned, and these can be used alone or as a mixture of two or more of them added to water as a solvent for carboxymethylation. Among these, monohydric alcohols having 1 to 4 carbon atoms are preferred, and monohydric alcohols having 1 to 3 carbon atoms are more preferred, because of their excellent compatibility with water.
The ratio of the organic solvent in the mixed solvent during carboxymethylation is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, relative to the total sum of water and the organic solvent. It is more preferably 40% by mass or more, further preferably 45% by mass or more, and particularly preferably 50% by mass or more. The higher the proportion of the organic solvent, the higher the transparency of the cellulose nanofiber dispersion. The upper limit of the proportion of the organic solvent is not limited, and may be, for example, 99% by mass or less. Considering the cost of the organic solvent to be added, it is preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less, still more preferably 80% by mass or less, and even more preferably 70% by mass or less.
カルボキシメチル化の際の反応媒(セルロースを含まない、水と有機溶媒等との混合溶媒)は、マーセル化の際の反応媒よりも、水の割合が少ない(言い換えれば、有機溶媒の割合が多い)ことが好ましい。本範囲を満たすことで、得られるカルボキシメチル化セルロースの結晶化度を維持しながらカルボキシメチル置換度を高くしやすくなり、解繊した際に透明度の高いセルロースナノファイバー分散体となるカルボキシメチル化セルロースを、より効率的に得ることができるようになる。また、カルボキシメチル化の際の反応媒が、マーセル化の際の反応媒よりも水の割合が少ない(有機溶媒の割合が多い)場合、マーセル化反応からカルボキシメチル化反応に移行する際に、マーセル化反応終了後の反応系に所望の量の有機溶媒を添加するという簡便な手段でカルボキシメチル化反応用の混合溶媒を形成させることができるという利点も得られる。 The reaction medium for carboxymethylation (a mixed solvent of water, an organic solvent, etc. that does not contain cellulose) has a lower proportion of water than the reaction medium for mercerization (in other words, the proportion of the organic solvent is more) is preferred. By satisfying this range, it becomes easier to increase the degree of carboxymethyl substitution while maintaining the crystallinity of the obtained carboxymethylated cellulose, and the carboxymethylated cellulose becomes a highly transparent cellulose nanofiber dispersion when defibrated. can be obtained more efficiently. Further, when the reaction medium for carboxymethylation has a lower proportion of water than the reaction medium for mercerization (the proportion of organic solvent is higher), when transitioning from the mercerization reaction to the carboxymethylation reaction, There is also the advantage that the mixed solvent for the carboxymethylation reaction can be formed by a simple means of adding a desired amount of organic solvent to the reaction system after the mercerization reaction is completed.
水と有機溶媒との混合溶媒を形成し、マーセル化セルロースにカルボキシメチル化剤を投入した後、温度を好ましくは10~40℃の範囲で一定に保ったまま15分~4時間、好ましくは15分~1時間程度撹拌する。マーセル化セルロースを含む液とカルボキシメチル化剤との混合は、反応混合物が高温になることを防止するために、複数回に分けて、または、滴下により行うことが好ましい。カルボキシメチル化剤を投入して一定時間撹拌した後、必要であれば昇温して、反応温度を30~90℃、好ましくは40~90℃、さらに好ましくは60~80℃として、30分~10時間、好ましくは1時間~4時間、エーテル化(カルボキシメチル化)反応を行い、カルボキシメチル化セルロースを得る。
カルボキシメチル化の際には、マーセル化の際に用いた反応器をそのまま用いてもよく、あるいは、温度制御しつつ上記各成分を混合撹拌することが可能な別の反応器を用いてもよい。
After forming a mixed solvent of water and an organic solvent and adding the carboxymethylating agent to the mercerized cellulose, the temperature is preferably kept constant in the range of 10 to 40°C for 15 minutes to 4 hours, preferably 15 minutes. Stir for about 1 minute to 1 hour. The liquid containing mercerized cellulose and the carboxymethylating agent are preferably mixed in multiple batches or by dropwise addition in order to prevent the reaction mixture from becoming hot. After adding the carboxymethylating agent and stirring for a certain period of time, if necessary, the temperature is raised to raise the reaction temperature to 30 to 90° C., preferably 40 to 90° C., more preferably 60 to 80° C., for 30 minutes or more. An etherification (carboxymethylation) reaction is carried out for 10 hours, preferably 1 to 4 hours to obtain carboxymethylated cellulose.
In the carboxymethylation, the reactor used in the mercerization may be used as it is, or another reactor capable of mixing and stirring the above components while controlling the temperature may be used. .
反応終了後、残存するアルカリ金属塩を鉱酸または有機酸で中和してもよい。また、必要に応じて、副生する無機塩、有機酸塩等を含水メタノールで洗浄して除去し、乾燥、粉砕、分級してカルボキシメチル化セルロース又はその塩としてもよい。副生物除去のために洗浄する際は、予め酸型にして線状し、洗浄後に塩型に戻しても良い。乾式粉砕で用いる装置としてはハンマーミル、ピンミル等の衝撃式ミル、ボールミル、タワーミル等の媒体ミル、ジェットミル等が例示される。湿式粉砕で用いる装置としてはホモジナイザー、マスコロイダー、パールミル等の装置が例示される。 After completion of the reaction, residual alkali metal salts may be neutralized with a mineral acid or an organic acid. If necessary, by-produced inorganic salts, organic acid salts, etc. may be removed by washing with water-containing methanol, dried, pulverized, and classified to obtain carboxymethylated cellulose or salts thereof. When washing to remove by-products, it may be converted to an acid form in advance to form a linear form, and then converted back to a salt form after washing. Examples of devices used for dry pulverization include impact mills such as hammer mills and pin mills, medium mills such as ball mills and tower mills, and jet mills. Devices such as homogenizers, mass colloiders, and pearl mills are examples of devices used for wet pulverization.
<ナノファイバーへの解繊>
上記の方法により得たカルボキシメチル化セルロースを解繊することにより、ナノスケールの繊維径を有するセルロースナノファイバーへと変換することができる。
<Fibrillation into nanofibers>
By defibrating the carboxymethylated cellulose obtained by the above method, it can be converted into cellulose nanofibers having a nanoscale fiber diameter.
解繊の際には、上記の方法で得られたカルボキシメチル化セルロースの分散体を準備する。分散媒は、取扱いの容易性から、水が好ましい。解繊時の分散体におけるカルボキシメチル化セルロースの濃度は、解繊、分散の効率を考慮すると、0.01~10%(w/v)であることが好ましい。 For defibration, a dispersion of carboxymethylated cellulose obtained by the above method is prepared. The dispersion medium is preferably water for ease of handling. The concentration of carboxymethylated cellulose in the dispersion during fibrillation is preferably 0.01 to 10% (w/v) in consideration of the efficiency of fibrillation and dispersion.
カルボキシメチル化セルロースを解繊する際に用いる装置は特に限定されないが、高速回転式、コロイドミル式、高圧式、ロールミル式、超音波式などの装置を用いることができる。解繊の際にはカルボキシメチル化セルロースの分散体に強力な剪断力を印加することが好ましい。特に、効率よく解繊するには、前記分散体に50MPa以上の圧力を印加し、かつ強力な剪断力を印加できる湿式の高圧または超高圧ホモジナイザーを用いることが好ましい。前記圧力は、より好ましくは100MPa以上であり、さらに好ましくは140MPa以上である。また、高圧ホモジナイザーでの解繊及び分散処理に先立って、必要に応じて、高速せん断ミキサーなどの公知の混合、撹拌、乳化、分散装置を用いて、前記分散体に予備処理をほどこしてもよい。 The device used for defibrating carboxymethylated cellulose is not particularly limited, and devices such as high-speed rotation type, colloid mill type, high pressure type, roll mill type, and ultrasonic type can be used. It is preferable to apply a strong shearing force to the carboxymethylated cellulose dispersion during defibration. In particular, for efficient fibrillation, it is preferable to use a wet high-pressure or ultrahigh-pressure homogenizer capable of applying a pressure of 50 MPa or more to the dispersion and applying a strong shearing force. The pressure is more preferably 100 MPa or higher, still more preferably 140 MPa or higher. In addition, prior to fibrillation and dispersion treatment with a high-pressure homogenizer, the dispersion may be pretreated, if necessary, using a known mixing, stirring, emulsifying, and dispersing device such as a high-speed shear mixer. .
高圧ホモジナイザーとは、ポンプにより流体に加圧(高圧)し、流路に設けた非常に繊細な間隙より噴出させることにより、粒子間の衝突、圧力差による剪断力等の総合エネルギーによって乳化、分散、解細、粉砕、及び超微細化を行う装置である。 A high-pressure homogenizer pressurizes (high pressure) a fluid with a pump and ejects it from very fine gaps provided in the flow path, emulsifying and dispersing by total energy such as shear force due to collision between particles and pressure difference. , shredding, pulverizing, and micronizing.
上記の方法により、透明度が高いセルロースナノファイバーが得られる理由は明らかではないが、上記の方法によれば比較的高いセルロースI型の結晶化度を維持することができ、したがって、カルボキシメチル置換度を比較的高くしてもカルボキシメチル化セルロースの繊維状の形状を維持させることができることを本発明者らは確認している。繊維状の形状を維持しながらカルボキシメチル置換度を高くできる(すなわち、カルボキシメチル基を多く導入する)ことは、カルボキシメチル化セルロースの解繊性の向上につながると考えられ、これが、透明度が高いナノファイバー分散体が得られることの理由の1つであると推測される。しかし、これに限定されない。 Although the reason why cellulose nanofibers with high transparency can be obtained by the above method is not clear, according to the above method, a relatively high crystallinity of cellulose type I can be maintained, and therefore the degree of carboxymethyl substitution The present inventors have confirmed that the fibrous shape of carboxymethylated cellulose can be maintained even when the is relatively high. It is thought that increasing the degree of carboxymethyl substitution while maintaining the fibrous shape (that is, introducing a large number of carboxymethyl groups) will lead to improved fibrillation properties of carboxymethylated cellulose, and this will lead to high transparency. It is speculated that this is one of the reasons why nanofiber dispersions are obtained. However, it is not limited to this.
<疎水物の製造方法>
上述の製法により得られるカルボキシメチル置換度が0.50以下であり、セルロースI型の結晶化度が60%以上であり、上述の透明度が60%以上であるカルボキシメチル化セルロースナノファイバーを疎水化することで、均質でゴム、樹脂、および有機溶剤への分散安定性に優れ、これらを含む様々な分野で好適に使用できることができるカルボキシメチル化セルロースナノファイバーの疎水物が得られる。
<Method for producing hydrophobic substance>
Carboxymethylated cellulose nanofibers obtained by the above-described production method having a degree of carboxymethyl substitution of 0.50 or less, a cellulose type I crystallinity of 60% or more, and a transparency of 60% or more are hydrophobized. By doing so, it is possible to obtain a hydrophobic carboxymethylated cellulose nanofiber that is homogeneous, has excellent dispersion stability in rubber, resin, and organic solvent, and can be suitably used in various fields including these.
上記の疎水化には疎水化剤(界面活性剤)を用いる。 A hydrophobizing agent (surfactant) is used for the hydrophobization.
界面活性剤は、分子の中に少なくとも1つの親水性基と少なくとも1つの疎水性基とを有し得る物質、およびその前駆体(例えば、金属塩の存在下で上記両基を有し得る物質)を意味する。界面活性剤としては、例えば、陽イオン性界面活性剤、陰イオン型界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられる。 Surfactants are substances that can have at least one hydrophilic group and at least one hydrophobic group in the molecule, and precursors thereof (e.g., substances that can have both groups in the presence of metal salts). ). Examples of surfactants include cationic surfactants, anionic surfactants, nonionic surfactants, and amphoteric surfactants.
陽イオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪族アミン(例えば、オレイルアミン、ステアリルアミン、テトラデシルアミン、1-ヘキセニルアミン、1-ドデセニルアミン、9,12-オクタデカジエニルアミン(リノールアミン)、9,12,15-オクタデカトリエニルアミン、リノレイルアミン、ドデシルアミン、プロピルアミン、メチルアミン等のモノアルキルアミン、ジアルキルアミン、トリアルキルアミン)、テトラメチルアンモニウム塩(例えば、塩化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム)、テトラブチルアンモニウム塩(例えば、塩化テトラブチルアンモニウム)、アルキルトリメチルアンモニウム塩(例えば、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化オクチルトリメチルアンモニウム、塩化デシルトリメチルアンモニウム、塩化ドデシルトリメチルアンモニウム、塩化テトラデシルトリメチルアンモニウム、塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、臭化アルキルトリメチルアンモニウム、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム)、ベンジルトリアルキルアンモニウム塩(例えば、塩化ベンジルトリメチルアンモニウム、塩化ベンジルトリエチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム(塩化ドデシルジメチルベンジルアンモニウム)、臭化ベンザルコニウム)、ジベンジルジアルキルアンモニウム塩(例えば、塩化ベンゼトニウム)、ジアルキルジメチルアンモニウム塩(例えば、塩化ジデシルジメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム)、アルキルピリジニウム塩(例えば、塩化ブチルピリジニウム、塩化ドデシルピリジニウム、塩化セチルピリジニウム)、脂肪族アミン塩(例えば、モノメチルアミン塩酸塩、ジメチルアミン塩酸塩、トリメチルアミン塩酸塩)が挙げられる。 Cationic surfactants include, for example, aliphatic amines (e.g., oleylamine, stearylamine, tetradecylamine, 1-hexenylamine, 1-dodecenylamine, 9,12-octadecadienylamine (linoleamine), 9 , 12,15-octadecatrienylamine, linoleylamine, dodecylamine, propylamine, monoalkylamines such as methylamine, dialkylamines, trialkylamines), tetramethylammonium salts (e.g., tetramethylammonium chloride, water tetramethylammonium oxide), tetrabutylammonium salts (e.g. tetrabutylammonium chloride), alkyltrimethylammonium salts (e.g. alkyltrimethylammonium chloride, octyltrimethylammonium chloride, decyltrimethylammonium chloride, dodecyltrimethylammonium chloride, tetradecyltrimethyl chloride ammonium, cetyltrimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, alkyltrimethylammonium bromide, hexadecyltrimethylammonium bromide), benzyltrialkylammonium salts (e.g., benzyltrimethylammonium chloride, benzyltriethylammonium chloride, benzalkonium chloride (chloride dodecyldimethylbenzylammonium), benzalkonium bromide), dibenzyldialkylammonium salts (e.g. benzethonium chloride), dialkyldimethylammonium salts (e.g. didecyldimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride), alkylpyridinium salts (e.g. , butylpyridinium chloride, dodecylpyridinium chloride, cetylpyridinium chloride), aliphatic amine salts (eg, monomethylamine hydrochloride, dimethylamine hydrochloride, trimethylamine hydrochloride).
陰イオン型界面活性剤としては、例えば、カルボン酸(例えば、オクタン酸ナトリウム、デカン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、ペルフルオロノナン酸、N-ラウロイルサルコシンナトリウム、ココイルグルタミン酸ナトリウム、アルファスルホ脂肪酸メチルエステル塩)、スルホン酸(例えば、1-ヘキサンスルホン酸ナトリウム、1-オクタンスルホン酸ナトリウム、1-デカンスルホン酸ナトリウム、1-ドデカンスルホン酸ナトリウム、ペルフルオロブタンスルホン酸、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、トルエンスルホン酸ナトリウム、クメンスルホン酸ナトリウム、オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンジスルホン酸二ナトリウム、ナフタレントリスルホン酸三ナトリウム、ブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム)、硫酸エステル(例えばラウリル硫酸ナトリウム、ミリスチル硫酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェノールスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム)、リン酸エステル(例えばラウリルリン酸、ラウリルリン酸ナトリウム、ラウリルリン酸カリウム)が挙げられる。 Examples of anionic surfactants include carboxylic acids (e.g., sodium octanoate, sodium decanoate, sodium laurate, sodium myristate, sodium palmitate, sodium stearate, perfluorononanoic acid, sodium N-lauroylsarcosinate, sodium cocoyl glutamate, alphasulfo fatty acid methyl ester salt), sulfonic acid (for example, sodium 1-hexanesulfonate, sodium 1-octanesulfonate, sodium 1-decanesulfonate, sodium 1-dodecanesulfonate, perfluorobutanesulfonic acid, Sodium linear alkylbenzenesulfonate, sodium toluenesulfonate, sodium cumenesulfonate, sodium octylbenzenesulfonate, sodium naphthalenesulfonate, disodium naphthalenesulfonate, trisodium naphthalenetrisulfonate, sodium butylnaphthalenesulfonate), sulfate (eg sodium lauryl sulfate, sodium myristyl sulfate, sodium laureth sulfate, sodium polyoxyethylene alkylphenol sulfonate, ammonium lauryl sulfate), phosphate esters (eg lauryl phosphate, sodium lauryl phosphate, potassium lauryl phosphate).
非イオン性界面活性剤としては、例えば、グリセリン脂肪酸エステル(例えば、ラウリン酸グリセリン、モノステアリン酸グリセリン)、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(例えば、ペンタエチレングリコールモノドデシルエーテル、オクタエチレングリコールモノドデシルエーテル)、アルキルフェノールアルキレート(例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、オクチルフェノールエトキシレート、ノニルフェノールエトキシレート)、ポリオキシアルキレングリコール(例えば、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール)、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル(例えば、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヘキシタン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルポリエチレングリコール)、アルカノールアミド(例えば、ラウリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、コカミドDEA)、アルキルグルコシド(例えば、オクチルグルコシド、デシルグルコシド、ラウリルグルコシド)が挙げられる。 Examples of nonionic surfactants include glycerin fatty acid esters (e.g., glycerin laurate, glycerin monostearate), sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene alkyl ethers (e.g., pentaethylene glycol monododecyl ether, octaethylene glycol monostearate). dodecyl ether), alkylphenol alkylates (e.g. polyoxyethylene alkylphenyl ether, octylphenol ethoxylate, nonylphenol ethoxylate), polyoxyalkylene glycols (e.g. polyoxyethylene polyoxypropylene glycol), polyoxyalkylene sorbitan fatty acid esters (e.g. , polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene hexitane fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester polyethylene glycol), alkanolamides (e.g., lauric acid diethanolamide, oleic acid diethanolamide, stearic acid diethanolamide, cocamide DEA), alkyl glucosides ( Examples include octyl glucoside, decyl glucoside, lauryl glucoside).
両性界面活性剤としては、例えば、高級アルコール(例えば、セタノール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール)、ベタイン系化合物(例えば、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ドデシルアミノメチルジメチルスルホプロピルベタイン、オクタデシルアミノメチルジメチルスルホプロピルベタイン、コカミドプロピルベタイン、コカミドプロピルヒドロキシルベタイン、2-アルキル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン)、アルキルアミノ酸塩(例えば、ラウロイルグルタミン酸ナトリウム、ラウロイルグルタミン酸カリウム、ラウロイルメチル-β-アラニン)、アルキルアミンオキシド(例えば、ラウリルジメチルアミンN-オキシド、オレイルジメチルアミンN-オキシド)が挙げられる。 Amphoteric surfactants include, for example, higher alcohols (e.g., cetanol, stearyl alcohol, oleyl alcohol), betaine compounds (e.g., betaine lauryldimethylaminoacetate, betaine stearyldimethylaminoacetate, dodecylaminomethyldimethylsulfopropylbetaine, octadecyl Aminomethyldimethylsulfopropyl betaine, cocamidopropyl betaine, cocamidopropyl hydroxyl betaine, 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine), alkyl amino acid salts (e.g. sodium lauroyl glutamate, potassium lauroyl glutamate) , lauroylmethyl-β-alanine), alkylamine oxides (eg, lauryldimethylamine N-oxide, oleyldimethylamine N-oxide).
界面活性剤は、両性界面活性剤および陽イオン性界面活性剤が好ましい。 Preferred surfactants are amphoteric surfactants and cationic surfactants.
両性界面活性剤は、ベタイン系化合物がさらに好ましく、ドデシルアミノメチルジメチルスルホプロピルベタイン、オクタデシルアミノメチルジメチルスルホプロピルベタイン、コカミドプロピルベタインがさらにより好ましい。 The amphoteric surfactant is more preferably a betaine-based compound, and more preferably dodecylaminomethyldimethylsulfopropylbetaine, octadecylaminomethyldimethylsulfopropylbetaine, cocamidopropylbetaine.
界面活性剤は、脂肪族アミンおよびその誘導体を少なくとも1種含むことが好ましい。脂肪族アミンは、特に限定されないが、炭素原子数が20以下(好ましくは2~20又は3~20、より好ましくは10~20、更に好ましくは12~20、更により好ましくは14~20、とりわけ好ましくは15~20)であること、その構造中に不飽和結合を少なくとも1つ(好ましくは1つ)含むこと、および1級アミン(モノアルキルアミン)であること、からなる群より選ばれる1以上を満たすことが好ましく、すべてを満たすことがより好ましい。脂肪族アミンとしては例えば、オレイルアミン、ステアリルアミン、テトラデシルアミン、1-ヘキセニルアミン、1-ドデセニルアミン、9,12-オクタデカジエニルアミン(リノールアミン)、9,12,15-オクタデカトリエニルアミン、リノレイルアミン、ドデシルアミン、プロピルアミン、メチルアミン等のモノアルキルアミン;ジアルキルアミン;トリアルキルアミン;およびそれらの塩(例えば塩酸塩)が挙げられ、オレイルアミン、ステアリルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、およびプロピルアミンからなる群より含まれる少なくとも1つがより好ましく、オレイルアミンがさらに好ましい。脂肪族アミンの誘導体としては、例えば、陽イオン界面活性剤の具体例として挙げた、脂肪族アミン以外の例以外の化合物が挙げられる。 Preferably, the surfactant comprises at least one aliphatic amine and its derivatives. The aliphatic amine is not particularly limited, but has 20 or less carbon atoms (preferably 2 to 20 or 3 to 20, more preferably 10 to 20, still more preferably 12 to 20, still more preferably 14 to 20, especially 1 selected from the group consisting of preferably 15 to 20), containing at least one (preferably one) unsaturated bond in its structure, and being a primary amine (monoalkylamine) It is preferable to satisfy the above conditions, and more preferable to satisfy all of them. Examples of aliphatic amines include oleylamine, stearylamine, tetradecylamine, 1-hexenylamine, 1-dodecenylamine, 9,12-octadecadienylamine (linoleamine), 9,12,15-octadecatrienylamine. monoalkylamines such as , linoleylamine, dodecylamine, propylamine, methylamine; dialkylamines; trialkylamines; , and propylamine are more preferred, and oleylamine is even more preferred. Examples of aliphatic amine derivatives include compounds other than the aliphatic amines listed as specific examples of cationic surfactants.
使用する界面活性剤は、1種の界面活性剤でもよく、2種以上の界面活性剤の組み合わせでもよい。 The surfactant used may be a single surfactant or a combination of two or more surfactants.
カルボキシメチル化セルロースナノファイバーの疎水物が用いられる分野は限定されず、一般的に添加剤が用いられる様々な分野、例えば、ゴム、樹脂、化粧品、医薬、製紙、各種化学用品、塗料、スプレー、農薬、土木、建築、電子材料、難燃剤、家庭雑貨、接着剤、洗浄剤、芳香剤、潤滑用組成物などで、ゴム・プラスチック用配合材料、塗料用添加剤、接着剤用添加剤、製紙用添加剤、増粘剤、ゲル化剤、糊剤、賦形剤、研磨剤、保水性付与剤、保形性付与剤、粘度調整剤、乳化安定剤、分散安定剤、泥水調整剤、ろ過助剤、溢泥防止剤などとして使用することができる。 The field in which the hydrophobic substance of carboxymethylated cellulose nanofiber is used is not limited, and various fields in which additives are generally used, such as rubber, resin, cosmetics, medicine, paper manufacturing, various chemical products, paints, sprays, etc. Agrochemicals, civil engineering, construction, electronic materials, flame retardants, household goods, adhesives, detergents, fragrances, lubricating compositions, compounding materials for rubber and plastics, additives for paints, additives for adhesives, paper manufacturing additives, thickeners, gelling agents, thickeners, excipients, abrasives, water retention agents, shape retention agents, viscosity modifiers, emulsion stabilizers, dispersion stabilizers, slurry modifiers, filtration It can be used as an auxiliary agent, anti-flooding agent, and the like.
ゴム分野で、ゴム組成物にカルボキシメチル化セルロースナノファイバーの疎水物が用いられる場合、ゴム成分と上記疎水物を混合して用いることが一般的である。ゴム成分とはゴムの原料であり、架橋してゴムとなるものをいう。ゴム成分としては、天然ゴム用のゴム成分と合成ゴム用のゴム成分が存在する。天然ゴム用のゴム成分としては、例えば、化学修飾を施さない狭義の天然ゴム(NR);塩素化天然ゴム、クロロスルホン化天然ゴム、エポキシ化天然ゴム等の化学修飾した天然ゴム;水素化天然ゴム;脱タンパク天然ゴムが挙げられる。合成ゴム用のゴム成分としては、例えば、ブタジエンゴム(BR)、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム、スチレン-イソプレン共重合体ゴム、スチレン-イソプレン-ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン-ブタジエン共重合体ゴム等のジエン系ゴム;ブチルゴム(IIR)、エチレン-プロピレンゴム(EPM、EPDM)、アクリルゴム(ACM)、エピクロロヒドリンゴム(CO、ECO)、フッ素ゴム(FKM)、シリコーンゴム(Q)、ウレタンゴム(U)、クロロスルホン化ポリエチレン(CSM)等の非ジエン系ゴムが挙げられる。 In the field of rubber, when a hydrophobe of carboxymethylated cellulose nanofibers is used in a rubber composition, it is common to use a mixture of the rubber component and the hydrophobe. A rubber component is a raw material of rubber, and refers to a material that is crosslinked to form rubber. The rubber component includes a rubber component for natural rubber and a rubber component for synthetic rubber. Examples of rubber components for natural rubber include narrowly defined natural rubber (NR) without chemical modification; chemically modified natural rubber such as chlorinated natural rubber, chlorosulfonated natural rubber, and epoxidized natural rubber; hydrogenated natural rubber; Rubber; includes deproteinized natural rubber. Examples of rubber components for synthetic rubber include butadiene rubber (BR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), isoprene rubber (IR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber, styrene-isoprene copolymer Diene rubbers such as coalesced rubber, styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber, isoprene-butadiene copolymer rubber; butyl rubber (IIR), ethylene-propylene rubber (EPM, EPDM), acrylic rubber (ACM), epichlorohydric Non-diene rubbers such as rubber (CO, ECO), fluorine rubber (FKM), silicone rubber (Q), urethane rubber (U), and chlorosulfonated polyethylene (CSM).
ゴム成分は、1種単独でもよいし、2種以上の組み合わせでもよい。 The rubber component may be used singly or in combination of two or more.
ゴム組成物における疎水物の含有量は特に限定されないが、好ましい含有量は以下のとおりである。 The content of the hydrophobic substance in the rubber composition is not particularly limited, but the preferred content is as follows.
疎水物の含有量は、ゴム成分100質量部に対して1質量部以上が好ましく、2質量部以上がより好ましく、3質量部以上がさらに好ましい。これにより引張強度の向上効果が十分に発現し得る。上限は、50質量部以下が好ましく、40質量部以下が好ましく、30質量部以下がさらに好ましい。これにより、製造工程における加工性を保持することができる。従って、1~50質量部が好ましく、2~40質量部がより好ましく、3~30質量部がさらに好ましい。 The content of the hydrophobic material is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, and even more preferably 3 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the rubber component. Thereby, the effect of improving the tensile strength can be sufficiently exhibited. The upper limit is preferably 50 parts by mass or less, preferably 40 parts by mass or less, and more preferably 30 parts by mass or less. Thereby, workability in the manufacturing process can be maintained. Therefore, it is preferably from 1 to 50 parts by mass, more preferably from 2 to 40 parts by mass, and even more preferably from 3 to 30 parts by mass.
<任意成分>
ゴム組成物は、後段で説明するゴム組成物の用途等に応じて1種または2種以上の任意成分を含んでいてもよい。任意成分としては、例えば、補強剤(例えば、カーボンブラック、シリカ等)、シランカップリング剤、架橋剤、加硫促進剤、加硫促進助剤(例えば、酸化亜鉛、ステアリン酸)、オイル、硬化レジン、ワックス、老化防止剤、着色剤など、ゴム工業で使用され得る配合剤が挙げられる。このうち加硫促進剤、加硫促進助剤が好ましい。任意成分の含有量は、任意成分の種類等に応じて適宜決定すればよく、特に限定されない。
<Optional component>
The rubber composition may contain one or more optional components depending on the use of the rubber composition, which will be described later. Optional components include, for example, reinforcing agents (e.g., carbon black, silica, etc.), silane coupling agents, cross-linking agents, vulcanization accelerators, vulcanization accelerator aids (e.g., zinc oxide, stearic acid), oil, curing Compounding agents that may be used in the rubber industry, such as resins, waxes, anti-aging agents, colorants and the like. Among these, vulcanization accelerators and vulcanization accelerator aids are preferred. The content of the optional component may be appropriately determined according to the type of the optional component, etc., and is not particularly limited.
ゴム組成物が未加硫ゴム組成物または最終製品である場合、架橋剤を含むことが好ましい。架橋剤としては、例えば、硫黄、ハロゲン化硫黄、有機過酸化物、キノンジオキシム類、有機多価アミン化合物、メチロール基を有するアルキルフェノール樹脂等が挙げられる。これらの中でも硫黄が好ましい。架橋剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対し1.0質量部以上が好ましく、1.5質量部以上がより好ましく、1.7質量部以上がさらに好ましい。上限は、10質量部以下が好ましく、7質量部以下が好ましく、5質量部以下がさらに好ましい。 If the rubber composition is an unvulcanized rubber composition or final product, it preferably contains a cross-linking agent. Examples of cross-linking agents include sulfur, halogenated sulfur, organic peroxides, quinone dioximes, organic polyvalent amine compounds, alkylphenol resins having methylol groups, and the like. Among these, sulfur is preferred. The content of the cross-linking agent is preferably 1.0 parts by mass or more, more preferably 1.5 parts by mass or more, and even more preferably 1.7 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The upper limit is preferably 10 parts by mass or less, preferably 7 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less.
加硫促進剤としては、例えば、N-t-ブチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-オキシジエチレン-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミドが挙げられる。加硫促進剤の含有量は、(D)成分に対し0.1質量部が好ましく、0.3質量部以上がより好ましく、0.4質量部以上がさらに好ましい。上限は、5質量部以下が好ましく、3質量部以下が好ましく、2質量部以下がさらに好ましい。 Examples of vulcanization accelerators include Nt-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide and N-oxydiethylene-2-benzothiazolylsulfenamide. The content of the vulcanization accelerator is preferably 0.1 parts by mass, more preferably 0.3 parts by mass or more, and even more preferably 0.4 parts by mass or more relative to the component (D). The upper limit is preferably 5 parts by mass or less, preferably 3 parts by mass or less, and more preferably 2 parts by mass or less.
ゴム組成物中、疎水物、ゴム成分および任意成分は、それぞれ独立して存在してもよく、また、少なくとも2成分の反応物など複合体として存在してもよい。ゴム組成物中の各成分の含有量は、通常、原料としての使用量に準じる。 In the rubber composition, the hydrophobe, rubber component and optional ingredients may each exist independently or as a composite such as a reactant of at least two components. The content of each component in the rubber composition is usually according to the amount used as the raw material.
<用途>
本発明のゴム組成物の用途は、特に制限されず、最終製品としてゴムを得るための組成物であればよい。すなわち、ゴム製造用の中間体(マスターバッチ)でもよいし、加硫剤を含む未加硫のゴム組成物でもよいし、最終製品としてのゴムでもよい。最終製品の用途は特に限定されず、例えば、自動車、電車、船舶、飛行機等の輸送機器等;パソコン、テレビ、電話、時計等の電化製品等;携帯電話等の移動通信機器等;携帯音楽再生機器、映像再生機器、印刷機器、複写機器、スポーツ用品等;建築材;文具等の事務機器等、容器、コンテナー等が挙げられる。これら以外であっても、ゴムや柔軟なプラスチックが用いられている部材への適用が可能であり、タイヤへの適用が好適である。タイヤとしては例えば、乗用車用、トラック用、バス用、重車両用などの空気入りタイヤが挙げられる。
<Application>
The use of the rubber composition of the present invention is not particularly limited as long as it is a composition for obtaining rubber as a final product. That is, it may be an intermediate (masterbatch) for rubber production, an unvulcanized rubber composition containing a vulcanizing agent, or a rubber as a final product. The use of the final product is not particularly limited, and examples include transportation equipment such as automobiles, trains, ships, and airplanes; electrical appliances such as personal computers, televisions, telephones, and clocks; mobile communication devices such as mobile phones, etc.; Equipment, image reproducing equipment, printing equipment, copying equipment, sporting goods, etc.; building materials; office equipment such as stationery, etc.; In addition to these, it can be applied to members using rubber or flexible plastic, and is suitable for application to tires. Examples of tires include pneumatic tires for passenger cars, trucks, buses, and heavy vehicles.
また、本発明の形成されたカルボキシメチル化セルロースナノファイバーの疎水物は、マンガン乾電池、アルカリマンガン電池、酸化銀電池、リチウム電池、鉛蓄電池、ニッケル-カドミウム蓄電池、ニッケル-水素蓄電池、ニッケル-亜鉛蓄電池、酸化銀-亜鉛蓄電池、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、各種のゲル電解質電池、全固体電池、亜鉛-空気蓄電池、鉄-空気蓄電池、アルミニウム-空気蓄電池、燃料電池、太陽電池、ナトリウム硫黄電池、ポリアセン電池、電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ(電気二重層コンデンサともいう)などの各種電池の部材として用いることができ、部材としては、正極または負極などの各電極の電極集電体、活物質、絶縁膜(セパレータ)、電解質膜などとして使用することができる。 In addition, the hydrophobic substance of the formed carboxymethylated cellulose nanofibers of the present invention can be used for manganese dry batteries, alkaline manganese batteries, silver oxide batteries, lithium batteries, lead storage batteries, nickel-cadmium storage batteries, nickel-hydrogen storage batteries, nickel-zinc storage batteries. , silver oxide-zinc batteries, lithium ion batteries, lithium polymer batteries, various gel electrolyte batteries, all-solid-state batteries, zinc-air batteries, iron-air batteries, aluminum-air batteries, fuel cells, solar cells, sodium-sulfur batteries, It can be used as a member of various batteries such as polyacene batteries, electrolytic capacitors, electric double layer capacitors (also referred to as electric double layer capacitors). It can be used as an insulating film (separator), an electrolyte film, and the like.
化粧品用添加剤としては、これらに限定されないが、化粧品用の保水性付与剤、保形性付与剤、粘度調整剤、乳化安定剤、分散安定剤が挙げられる。化粧品としては、例えば、化粧水、美容液、乳液、モイスチャークリーム、オールインワンジェル、洗顔フォーム、フォーム剤、クレンジング、パック、サンスクリーン、マッサージ用製品、美白化粧料、アンチエイジング製品、美容マスクなどのスキンケア用品;ファンデーション、口紅、アイブロウ、マスカラ、アイライナー、アイシャドー、マニキュア、ネイルケア、おしろい、リップクリーム、リップグロス、リップライナー、チーク、BBクリーム、コンシーラーなどのメイクアップ製品;シャンプー、ヘアカラー、トリートメント、ヘアスプレー、液状整髪料、ヘアクリーム、ヘアワックス、ヘアジェル、セットローション、頭皮ケア化粧料、まつ毛ケア化粧料、眉毛ケア化粧料、パーマ剤、染毛剤液、染毛剤クリーム、育毛剤などのヘアケア製品;ボディクリーム、ハンドクリーム、ボディシャンプー、石鹸などのボディケア製品などが挙げられる。また、オイル、リキッド、ワックス、スティック、パウダー、シート状製品に限定されず、液化石油ガス等の噴射剤と共に用いてエアゾールタイプのものとしてもよい。 Cosmetic additives include, but are not limited to, cosmetic water retention agents, shape retention agents, viscosity modifiers, emulsion stabilizers, and dispersion stabilizers. Examples of cosmetics include lotions, serums, milky lotions, moisture creams, all-in-one gels, facial cleansing foams, foaming agents, cleansers, packs, sunscreens, massage products, whitening cosmetics, anti-aging products, skin care such as beauty masks. Goods; Make-up products such as foundation, lipstick, eyebrow, mascara, eyeliner, eye shadow, manicure, nail care, face powder, lip balm, lip gloss, lip liner, blush, BB cream, concealer; shampoo, hair color, treatment, Hair sprays, liquid hair styling products, hair creams, hair waxes, hair gels, set lotions, scalp care cosmetics, eyelash care cosmetics, eyebrow care cosmetics, perming agents, hair dye solutions, hair dye creams, hair restorers, etc. hair care products; body care products such as body creams, hand creams, body shampoos and soaps; In addition, the product is not limited to oil, liquid, wax, stick, powder, or sheet-like product, and may be an aerosol type product that is used together with a propellant such as liquefied petroleum gas.
例えば、ファンデーション、アイブロウ、マスカラなどの粉末状のメイクアップ製品に本発明の添加剤を配合することにより、顔料の分散性を向上させダマを防止する、保形性またはチキソ性を付与して塗りやすさ、定着性、つや感を向上させる、などの効果が得られる。 For example, by blending the additive of the present invention into powdery makeup products such as foundation, eyebrow, and mascara, it improves the dispersibility of pigments, prevents lumps, and imparts shape retention or thixotropic properties to the product. Effects such as improved ease of use, fixability, and glossiness can be obtained.
また、例えば、BBクリーム、モイスチャークリーム、ヘアクリーム、液状整髪料、ヘアジェル、ヘアワックスなどのクリーム状、液状、またはジェル状の化粧品に本発明の添加剤を配合することにより、顔料などの粉末原料の分散性の向上、液体原料の乳化性の向上、チキソ性付与による塗りやすさ、保形性やチキソ性付与による髪のスタイリング性の向上及び持続、また、しなやかさやつや感の向上などの効果が得られる。 Further, for example, by blending the additive of the present invention into cream-like, liquid-like, or gel-like cosmetics such as BB cream, moisture cream, hair cream, liquid hair dressing, hair gel, and hair wax, powder raw materials such as pigments can be obtained. Improvement of dispersibility of liquid ingredients, improvement of emulsification of liquid ingredients, ease of application by imparting thixotropy, improvement and maintenance of hair styling by imparting shape retention and thixotropy, and improvement of suppleness and glossiness. effect is obtained.
また、例えば、シャンプー、石鹸、ボディシャンプー、洗顔料、フォーム剤などの泡状にして用いる化粧品に本発明の添加剤を配合することにより、保形性付与による泡の安定性の向上、泡を洗い流した後の皮膚のすべり感やうるおい感の向上及び持続、などの効果が得られる。 In addition, for example, by blending the additive of the present invention in cosmetics used in the form of foam such as shampoo, soap, body shampoo, facial cleanser, foaming agent, etc., the stability of the foam is improved by imparting shape retention, and the foam Effects such as improving and sustaining smoothness and moisture on the skin after rinsing can be obtained.
また、例えば、化粧水、美容液などの肌への保湿性付与が期待される化粧品に本発明の添加剤を配合することにより、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーによる保水性付与により高い保湿効果を得ることができる。 In addition, for example, by blending the additive of the present invention in cosmetics expected to impart moisture to the skin, such as lotions and serums, a high moisturizing effect can be obtained by imparting water retention with carboxymethylated cellulose nanofibers. be able to.
また、例えば、ミストタイプの化粧水などに本発明の添加剤を使用すると、チキソ性付与により噴射しやすいという効果を得ることができる。 Further, for example, when the additive of the present invention is used in a mist-type lotion or the like, it is possible to obtain the effect of imparting thixotropic properties to facilitate spraying.
また、例えば、美容用パックに本発明の添加剤を使用すると、チキソ性、保形性付与により、肌に塗った後に垂れにくく使いやすいという効果を得ることができる。 In addition, for example, when the additive of the present invention is used in a cosmetic pack, it is possible to obtain the effects of thixotropic properties and shape-retaining properties, such that it is difficult to drip after being applied to the skin and is easy to use.
医薬品用添加剤としては、これらに限定されないが、医薬品用の保水性付与剤、保形性付与剤、粘度調整剤、乳化安定剤、分散安定剤が挙げられる。使用できる食品としては、これらに限定されないが、錠剤、軟膏、絆創膏、パップ剤、ハンドクリーム、練歯磨などが挙げられる。 Examples of pharmaceutical excipients include, but are not limited to, pharmaceutical water retention agents, shape retention agents, viscosity modifiers, emulsion stabilizers, and dispersion stabilizers. Foods that can be used include, but are not limited to, tablets, ointments, plasters, poultices, hand creams, toothpaste, and the like.
製紙用添加剤としては、これらに限定されないが、製紙用の保水性付与剤、保形性付与剤、粘度調整剤、乳化安定剤、分散安定剤が挙げられる。例えば、表面サイズ剤、歩留まり向上剤、紙力増強剤、コーティング剤、嵩高紙用添加剤などとして用いることができる。 Examples of papermaking additives include, but are not limited to, papermaking water retention agents, shape retention agents, viscosity modifiers, emulsion stabilizers, and dispersion stabilizers. For example, it can be used as a surface sizing agent, a yield improver, a paper strength agent, a coating agent, an additive for bulky paper, and the like.
塗料用添加剤としては、これらに限定されないが、塗料用の保水性付与剤、保形性付与剤、粘度調整剤、乳化安定剤、分散安定剤が挙げられる。塗料としては、クリア系塗料、艶消し塗料、建築用塗料、自動車内装塗料などが挙げられる。 Paint additives include, but are not limited to, paint water retention agents, shape retention agents, viscosity modifiers, emulsion stabilizers, and dispersion stabilizers. Examples of paints include clear paints, matte paints, architectural paints, automobile interior paints, and the like.
その他、洗剤、ラップ、フィルム、入浴剤などの日用品における分散安定剤、補強材等;食用油や各種溶剤の濾過(水分除去);繊維壁、砂壁、石膏ボードなどの建材の補強材;気泡シールド、連壁止水剤などの土木;発泡スチロール、生分解性樹脂、ゴム、セラミック、塩ビなどの樹脂充填剤、コンパウンド、または補強材;微粒子カーボンブラック、硫酸バリウム(X線造影剤)、酸化チタンや酸化亜鉛の分散などの分散剤;塩化カルシウム等の潮解性剤の吸湿時の保形性改善などの吸湿剤助剤;繊維(生地、糸)の改質剤;液体の担体;潤滑油剤;窯業;猫砂;乾燥剤用吸水材;緑化工法;バインダーなどに用いることもできる。 In addition, dispersion stabilizers, reinforcing materials, etc. for daily necessities such as detergents, wraps, films, and bath agents; filtration of edible oils and various solvents (moisture removal); reinforcing materials for building materials such as fiber walls, sand walls, and gypsum boards; air bubble shields , civil engineering such as continuous wall waterproofing agents; resin fillers such as styrene foam, biodegradable resins, rubber, ceramics, and vinyl chloride, compounds, or reinforcing materials; fine particle carbon black, barium sulfate (X-ray contrast agent), titanium oxide and Dispersants such as zinc oxide dispersions; Moisture absorbent aids such as improving shape retention when deliquescent agents such as calcium chloride absorb moisture; fiber (fabric, thread) modifiers; liquid carriers; lubricating oils; ceramics cat litter; water-absorbing material for desiccant; greening method; binder.
以下、本発明を実施例及び比較例をあげてより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、特に断らない限り、部および%は質量部および質量%を示す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these. Unless otherwise specified, parts and % indicate parts by mass and % by mass.
(製造例1)
回転数を150rpmに調節した二軸ニーダーに、水130部と、水酸化ナトリウム20部を水100部に溶解したものとを加え、広葉樹パルプ(日本製紙(株)製、LBKP)を100℃60分間乾燥した際の乾燥質量で100部仕込んだ。35℃で80分間撹拌、混合しマーセル化セルロースを調製した。更に撹拌しつつイソプロパノール(IPA)230部と、モノクロロ酢酸ナトリウム60部を添加し、30分間撹拌した後、70℃に昇温して90分間カルボキシメチル化反応をさせた。カルボキシメチル化反応時の反応媒中のIPAの濃度は、50%である。反応終了後、pH7になるまで酢酸で中和、含水メタノールで洗浄、脱液、乾燥、粉砕して、カルボキシメチル化セルロースのナトリウム塩を得た。
(Production example 1)
130 parts of water and 20 parts of sodium hydroxide dissolved in 100 parts of water are added to a twin-screw kneader whose rotation speed is adjusted to 150 rpm. 100 parts of the dry mass when dried for 1 minute were charged. The mixture was stirred and mixed at 35°C for 80 minutes to prepare mercerized cellulose. Further, 230 parts of isopropanol (IPA) and 60 parts of sodium monochloroacetate were added with stirring, and after stirring for 30 minutes, the temperature was raised to 70° C. and carboxymethylation reaction was carried out for 90 minutes. The concentration of IPA in the reaction medium during the carboxymethylation reaction is 50%. After completion of the reaction, the mixture was neutralized with acetic acid until the pH reached 7, washed with water-containing methanol, deliquored, dried and pulverized to obtain sodium salt of carboxymethylated cellulose.
得られたカルボキシメチル化セルロースのナトリウム塩を水に分散し、固形分1%(w/v)水分散体とした。これを、140MPaの高圧ホモジナイザーで3回処理し、カルボキシメチル化セルロースのナノファイバーの分散体を得た。得られた分散体の透明度と粘度、また、セルロースナノファイバーの平均繊維径、カルボキシメチル置換度、セルロースI型の結晶化度、及びカルボキシメチル化剤の有効利用率を、上述の方法で測定した。 The resulting sodium salt of carboxymethylated cellulose was dispersed in water to form a 1% solids (w/v) aqueous dispersion. This was treated with a high-pressure homogenizer at 140 MPa three times to obtain a dispersion of carboxymethylated cellulose nanofibers. The transparency and viscosity of the resulting dispersion, the average fiber diameter of cellulose nanofibers, the degree of carboxymethyl substitution, the crystallinity of cellulose type I, and the effective utilization rate of the carboxymethylating agent were measured by the methods described above. .
(製造例2)
IPAの添加量を変えることによりカルボキシメチル化反応時の反応液中のIPAの濃度を90%とした以外は製造例1と同様にして、カルボキシメチル化セルロースのナトリウム塩を得た。カルボキシメチル置換度は0.47、セルロースI型の結晶化度は63%、カルボキシメチル化剤の有効利用率は56%であった。得られたカルボキシメチル化セルロースのナトリウム塩を製造例1と同様にして解繊し、カルボキシメチル化セルロースのナノファイバーの分散体を得た。
(Production example 2)
A sodium salt of carboxymethylated cellulose was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the concentration of IPA in the reaction solution during the carboxymethylation reaction was changed to 90% by changing the amount of IPA added. The degree of carboxymethyl substitution was 0.47, the crystallinity of cellulose type I was 63%, and the effective utilization of the carboxymethylating agent was 56%. The obtained sodium salt of carboxymethylated cellulose was fibrillated in the same manner as in Production Example 1 to obtain a dispersion of carboxymethylated cellulose nanofibers.
(製造例3)
IPAの添加量を変えることによりカルボキシメチル化反応時の反応液中のIPAの濃度を30%とした以外は製造例1と同様にして、カルボキシメチル化セルロースのナトリウム塩を得た。得られたカルボキシメチル化セルロースのナトリウム塩を製造例1と同様にして解繊し、カルボキシメチル化セルロースのナノファイバーの分散体を得た。
(Production example 3)
A sodium salt of carboxymethylated cellulose was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the concentration of IPA in the reaction solution during the carboxymethylation reaction was changed to 30% by changing the amount of IPA added. The obtained sodium salt of carboxymethylated cellulose was fibrillated in the same manner as in Production Example 1 to obtain a dispersion of carboxymethylated cellulose nanofibers.
(製造例4)
マーセル化反応時に水酸化ナトリウム20部を水100部に溶解したものに代えて水酸化ナトリウム40部を水100部に溶解したものを用い、カルボキシメチル化反応時のカルボキシメチル化剤としてモノクロロ酢酸ナトリウム60部に代えてモノクロロ酢酸50部を用いた以外は製造例1と同様にして、カルボキシメチル化セルロースのナトリウム塩を得た。カルボキシメチル置換度は0.31、セルロースI型の結晶化度は60%、カルボキシメチル化剤の有効利用率は36%であった。得られたカルボキシメチル化セルロースのナトリウム塩を製造例1と同様にして解繊し、カルボキシメチル化セルロースのナノファイバーの分散体を得た。
(Production example 4)
Instead of dissolving 20 parts of sodium hydroxide in 100 parts of water during the mercerization reaction, a solution of 40 parts of sodium hydroxide dissolved in 100 parts of water was used, and sodium monochloroacetate was used as the carboxymethylating agent during the carboxymethylation reaction. A sodium salt of carboxymethylated cellulose was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that 50 parts of monochloroacetic acid was used instead of 60 parts. The degree of carboxymethyl substitution was 0.31, the crystallinity of cellulose type I was 60%, and the effective utilization rate of the carboxymethylating agent was 36%. The obtained sodium salt of carboxymethylated cellulose was fibrillated in the same manner as in Production Example 1 to obtain a dispersion of carboxymethylated cellulose nanofibers.
(比較製造例5)
カルボキシメチル化反応時の溶媒を水100%とし、マーセル化反応時に水酸化ナトリウム20部を水100部に溶解したものに代えて水酸化ナトリウム45部を水100部に溶解したものを用い、カルボキシメチル化反応時のカルボキシメチル化剤としてモノクロロ酢酸ナトリウム60部に代えてモノクロロ酢酸ナトリウム150部を用いた以外は製造例1と同様にして、カルボキシメチル化セルロースのナトリウム塩を得た。カルボキシメチル置換度は0.28、セルロースI型の結晶化度は45%、カルボキシメチル化剤の有効利用率は13%であった。得られたカルボキシメチル化セルロースのナトリウム塩を製造例1と同様にして解繊し、カルボキシメチル化セルロースのナノファイバーの分散体を得た。
(Comparative Production Example 5)
The solvent for the carboxymethylation reaction was 100% water, and 45 parts of sodium hydroxide dissolved in 100 parts of water was used instead of 20 parts of sodium hydroxide dissolved in 100 parts of water during the mercerization reaction. A sodium salt of carboxymethylated cellulose was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that 150 parts of sodium monochloroacetate was used instead of 60 parts of sodium monochloroacetate as the carboxymethylating agent in the methylation reaction. The degree of carboxymethyl substitution was 0.28, the crystallinity of cellulose type I was 45%, and the effective utilization rate of the carboxymethylating agent was 13%. The obtained sodium salt of carboxymethylated cellulose was fibrillated in the same manner as in Production Example 1 to obtain a dispersion of carboxymethylated cellulose nanofibers.
(実施例:ゴム組成物)
<実施例1>
製造例1で得られたカルボキシメチル化セルロースナノファイバーの固形分濃度1%水分散液1000gをTKホモミキサー(4000rpm)で撹拌しながらオレイルアミン4.15gを添加、30分間撹拌し、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーの疎水物を得た。さらにこの疎水物と天然ゴムラテックス固形分濃度10%懸濁液500gを混合して、ゴム成分:疎水物の質量比が100:20となるようにし、TKホモミキサー(8000rpm)で10分間攪拌した。さらにスリーワンモーター(150~300rpm)で攪拌しながら硫酸アルミニウムの濃度が0.35質量%になるまで硫酸アルミニウム10質量%水溶液を添加し、目開き5μmのナイロンメッシュで固液分離した後、イオン交換水で洗浄し、70℃の加熱オーブン中で10時間乾燥させることにより、マスターバッチを得た。
(Example: Rubber composition)
<Example 1>
4.15 g of oleylamine was added while stirring 1000 g of the 1% solid content aqueous dispersion of carboxymethylated cellulose nanofibers obtained in Production Example 1 with a TK homomixer (4000 rpm), and the mixture was stirred for 30 minutes to obtain carboxymethylated cellulose. Nanofiber hydrophobes were obtained. Further, this hydrophobe was mixed with 500 g of a suspension having a solid content of 10% natural rubber latex so that the mass ratio of the rubber component to the hydrophobe was 100:20, and the mixture was stirred with a TK homomixer (8000 rpm) for 10 minutes. . Furthermore, while stirring with a three-one motor (150 to 300 rpm), a 10% by mass aqueous solution of aluminum sulfate was added until the concentration of aluminum sulfate reached 0.35% by mass, and after solid-liquid separation with a nylon mesh with an opening of 5 μm, ion exchange was performed. A masterbatch was obtained by washing with water and drying in a heating oven at 70° C. for 10 hours.
このマスターバッチに固体の天然ゴムを加え、ゴム成分:変性セルロースナノファイバーの質量比が100:5となるようにし、168gをオープンロール(関西ロール株式会社製)にて、40℃で5分間混練した。次に、ステアリン酸0.7g(ゴム成分100質量部に対し0.5質量部)、酸化亜鉛8.4g(ゴム成分100質量部に対し6質量部)、硫黄4.9g(ゴム成分100質量部に対し3.5質量部)、加硫促進剤(大内新興化学社製、MSA-G、N-オキシジエチレン-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド))1g(ゴム成分100質量部に対し0.7質量部)を加え、オープンロール(関西ロール株式会社製)を用い、60℃で10分間混練して、未加硫のゴム組成物のシートを得た。 Solid natural rubber is added to this masterbatch so that the mass ratio of rubber component:modified cellulose nanofiber is 100:5, and 168 g is kneaded at 40° C. for 5 minutes with an open roll (manufactured by Kansai Roll Co., Ltd.). did. Next, 0.7 g of stearic acid (0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of rubber component), 8.4 g of zinc oxide (6 parts by mass with respect to 100 parts by mass of rubber component), 4.9 g of sulfur (100 parts by mass of rubber component) 3.5 parts by mass per part), vulcanization accelerator (manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd., MSA-G, N-oxydiethylene-2-benzothiazolylsulfenamide)) 1 g (per 100 parts by mass of the rubber component 0.7 parts by mass) was added and kneaded at 60°C for 10 minutes using an open roll (manufactured by Kansai Roll Co., Ltd.) to obtain an unvulcanized rubber composition sheet.
このシートを、金型にはさみ、150℃で10分間プレス加硫することにより、厚さ2mmの加硫ゴム組成物のシートを得た。これを所定の形状の試験片に裁断し、JIS K6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム-引張特性の求め方」に従い、補強性の一つである引張強度を測定した。各々の数値が大きい程、加硫ゴム組成物が良好に補強されており、ゴムの機械強度に優れることを示す。 This sheet was sandwiched between molds and press-vulcanized at 150° C. for 10 minutes to obtain a vulcanized rubber composition sheet having a thickness of 2 mm. This was cut into a test piece of a predetermined shape, and the tensile strength, which is one of the reinforcing properties, was measured according to JIS K6251 "Vulcanized rubber and thermoplastic rubber-Determination of tensile properties". The larger each numerical value, the better the vulcanized rubber composition is reinforced, indicating that the mechanical strength of the rubber is excellent.
<実施例2>
製造例1で得られたカルボキシメチル化セルロースナノファイバーの代わりに製造例2で得られたカルボキシメチル化セルロースナノファイバーを用いたこと以外は実施例1と同様の方法で行った。
<Example 2>
The procedure of Example 1 was repeated except that the carboxymethylated cellulose nanofibers obtained in Production Example 2 were used instead of the carboxymethylated cellulose nanofibers obtained in Production Example 1.
<実施例3>
製造例1で得られたカルボキシメチル化セルロースナノファイバーの代わりに製造例3で得られたカルボキシメチル化セルロースナノファイバーを用いたこと以外は実施例1と同様の方法で行った。
<Example 3>
The procedure of Example 1 was repeated except that the carboxymethylated cellulose nanofibers obtained in Production Example 3 were used instead of the carboxymethylated cellulose nanofibers obtained in Production Example 1.
<実施例4>
製造例1で得られたカルボキシメチル化セルロースナノファイバーの代わりに製造例4で得られたカルボキシメチル化セルロースナノファイバーを用いたこと以外は実施例1と同様の方法で行った。
<Example 4>
The procedure of Example 1 was repeated except that the carboxymethylated cellulose nanofibers obtained in Production Example 4 were used instead of the carboxymethylated cellulose nanofibers obtained in Production Example 1.
<比較例1>
製造例1で得られたカルボキシメチル化セルロースナノファイバーの代わりに、比較製造例5で得られたカルボキシメチル化セルロースナノファイバーを用いたこと以外は実施例1と同様の方法で行った。
<Comparative Example 1>
The procedure of Example 1 was repeated except that the carboxymethylated cellulose nanofibers obtained in Comparative Production Example 5 were used instead of the carboxymethylated cellulose nanofibers obtained in Production Example 1.
<引張強度>
上述の方法で、引張強度を測定した。その結果、セルロースI型の結晶化度が60%以上である、カルボキシメチル化セルロースナノファイバー疎水物を用いた実施例1~4は、各々の引張強度が比較例1より大きい数値を示した。実施例のゴム組成物は良好に補強されており、ゴムの機械強度に優れる。
<Tensile strength>
Tensile strength was measured by the method described above. As a result, Examples 1 to 4 using carboxymethylated cellulose nanofiber hydrophobic material having a cellulose type I crystallinity of 60% or more exhibited higher tensile strength than Comparative Example 1. The rubber compositions of Examples are well reinforced and have excellent rubber mechanical strength.
Claims (2)
前記カルボキシメチル化セルロースナノファイバーが、水を主とする溶媒下でマーセル化反応を行い、次いで、水と有機溶媒との混合溶媒下でカルボキシメチル化反応を行うことにより製造されたカルボキシメチル化セルロースを、解繊することにより得られたものである、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーの疎水物の製造方法。 The crystallinity of cellulose I type is 60% or more, the degree of carboxymethyl substitution is 0.50 or less, and the transmittance of light at a wavelength of 660 nm when made into an aqueous dispersion with a solid content of 1% (w / v) A method for producing a hydrophobic substance of carboxymethylated cellulose nanofibers, characterized by hydrophobizing carboxymethylated cellulose nanofibers having a is 60% or more ,
Carboxymethylated cellulose produced by subjecting the carboxymethylated cellulose nanofibers to a mercerization reaction in a solvent mainly containing water, and then a carboxymethylation reaction in a mixed solvent of water and an organic solvent. A method for producing a hydrophobic substance of carboxymethylated cellulose nanofibers, which is obtained by defibrating.
製造方法。 2. The production method according to claim 1, wherein the water-based solvent is a solvent containing more than 50% by mass of water.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018101276A JP7180118B2 (en) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Carboxymethylated cellulose nanofiber hydrophobe and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018101276A JP7180118B2 (en) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Carboxymethylated cellulose nanofiber hydrophobe and method for producing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019206607A JP2019206607A (en) | 2019-12-05 |
| JP7180118B2 true JP7180118B2 (en) | 2022-11-30 |
Family
ID=68767288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018101276A Active JP7180118B2 (en) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Carboxymethylated cellulose nanofiber hydrophobe and method for producing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7180118B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022013395A (en) * | 2020-07-03 | 2022-01-18 | 日本製紙株式会社 | Method for producing composition |
| KR20230111611A (en) * | 2020-11-27 | 2023-07-25 | 니뽄 세이시 가부시끼가이샤 | Additives for the preparation of foam-containing compositions |
| CN114773609B (en) * | 2022-05-20 | 2022-12-13 | 华南理工大学 | Camellia oleifera fruit shell semi-cellulose-based nonionic emulsifier and preparation method and application thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014088072A1 (en) | 2012-12-07 | 2014-06-12 | 日本製紙株式会社 | Carboxymethylated cellulose fiber |
| WO2017138574A1 (en) | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 日本製紙株式会社 | Modified carboxymethylated cellulose nanofiber dispersion and method for manufacturing same |
-
2018
- 2018-05-28 JP JP2018101276A patent/JP7180118B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014088072A1 (en) | 2012-12-07 | 2014-06-12 | 日本製紙株式会社 | Carboxymethylated cellulose fiber |
| WO2017138574A1 (en) | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 日本製紙株式会社 | Modified carboxymethylated cellulose nanofiber dispersion and method for manufacturing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019206607A (en) | 2019-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7445593B2 (en) | Powder containing carboxymethylated cellulose nanofibers | |
| JP7412902B2 (en) | Additives containing carboxymethylated cellulose nanofibers | |
| JP6337225B1 (en) | Carboxymethylated cellulose nanofiber | |
| ES2396596T3 (en) | Derivatized microfibrillar cellulose to understand anionic charges | |
| JP6417490B1 (en) | Carboxymethylated cellulose nanofiber | |
| EP3722327B1 (en) | Method for manufacturing carboxymethylated cellulose nanofiber | |
| US8632761B2 (en) | Hair cosmetic | |
| JP5502712B2 (en) | Viscous aqueous composition | |
| JP7180118B2 (en) | Carboxymethylated cellulose nanofiber hydrophobe and method for producing the same | |
| JP6442106B1 (en) | Carboxymethylated cellulose | |
| JP2017036217A (en) | Cosmetics | |
| EP3722324B1 (en) | Carboxymethylated cellulose nanofibers | |
| CN1280486A (en) | Use of substantially amorphous cellulose nanofibrils associated with a polyhydroxylated compound in cosmetic formulations | |
| KR102733327B1 (en) | Carboxymethylated cellulose | |
| CA2979311A1 (en) | Biopolymer blends as emulsion stabilizers | |
| JP6404516B1 (en) | Method for producing carboxymethylated cellulose | |
| JP6505900B1 (en) | Carboxymethylated cellulose | |
| US12123109B2 (en) | Carboxymethylated cellulose nanofibers | |
| JP7103803B2 (en) | Carboxymethylated cellulose nanofibers | |
| JPWO2019230719A1 (en) | Masterbatch containing carboxymethylated cellulose nanofibers and its manufacturing method | |
| JP7103850B2 (en) | Carboxymethylated cellulose nanofibers | |
| CN116615465B (en) | Additives for the production of bubble-containing compositions | |
| JP2021080612A (en) | Carboxymethylated fine cellulose | |
| JP6765560B1 (en) | Topical skin agent | |
| WO2024121315A1 (en) | A re-dispersible bacterial cellulose powder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20190326 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20190508 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210506 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220614 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220706 |
|
| 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: 20221018 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221031 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7180118 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |