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JP7793907B2 - Liquid composition, sheet and laminate - Google Patents
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JP7793907B2 - Liquid composition, sheet and laminate - Google Patents

Liquid composition, sheet and laminate

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JP7793907B2 JP2021129584A JP2021129584A JP7793907B2 JP 7793907 B2 JP7793907 B2 JP 7793907B2 JP 2021129584 A JP2021129584 A JP 2021129584A JP 2021129584 A JP2021129584 A JP 2021129584A JP 7793907 B2 JP7793907 B2 JP 7793907B2
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Description

本発明は、液状組成物、シート及び積層体に関する。 The present invention relates to a liquid composition, a sheet, and a laminate.

近年、石油資源の代替及び環境意識の高まりから、再生産可能な天然繊維を利用した材料が着目されている。天然繊維の中でも、繊維径が10μm以上50μm以下の繊維状セルロース、特に木材由来の繊維状セルロース(パルプ)は、主に紙製品としてこれまで幅広く使用されてきた。 In recent years, materials made from renewable natural fibers have been attracting attention due to the need to replace petroleum resources and growing environmental awareness. Among natural fibers, fibrous cellulose with a fiber diameter of 10 μm to 50 μm, particularly wood-derived fibrous cellulose (pulp), has been widely used, primarily in paper products.

繊維状セルロースとしては、繊維径が1μm以下の微細繊維状セルロースも知られている。微細繊維状セルロースは、新たな素材として注目されており、その用途は多岐にわたる。例えば、微細繊維状セルロースを含む分散体や複合体の開発が進められている。 Fine fibrous cellulose, with a fiber diameter of 1 μm or less, is also known as fibrous cellulose. Fine fibrous cellulose is attracting attention as a new material with a wide range of applications. For example, development of dispersions and composites containing fine fibrous cellulose is underway.

例えば、特許文献1には、酸化セルロース繊維を、還元剤を含む反応液中で還元させ、還元型酸化セルロース繊維を得た後に、還元型酸化セルロース繊維を乾燥させてなるセルロース繊維が開示されている。このセルロース繊維は、溶媒に微細分散可能であり、このセルロース繊維から成形体を形成することも検討されている。また、特許文献2には、微細化した酸化セルロースの分散液に、金属塩と還元剤を添加して、平板状金属微粒子を還元析出させるとともに、平板状金属微粒子と微細セルロース繊維との複合体を形成する複合体の製造方法が開示されている。さらに、特許文献3には、平均繊維径が1~1000nmであり、酸化防止剤を導入してなるセルロース繊維を含む組成物が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses cellulose fibers obtained by reducing oxidized cellulose fibers in a reaction solution containing a reducing agent to obtain reduced oxidized cellulose fibers, which are then dried. These cellulose fibers can be finely dispersed in a solvent, and it has also been studied to form molded articles from these cellulose fibers. Patent Document 2 discloses a method for producing a composite in which a metal salt and a reducing agent are added to a dispersion of finely divided oxidized cellulose to reduce and precipitate flat metal microparticles, and form a composite of the flat metal microparticles and fine cellulose fibers. Patent Document 3 further discloses a composition containing cellulose fibers with an average fiber diameter of 1 to 1,000 nm and to which an antioxidant has been introduced.

特開2015-113376号公報JP 2015-113376 A 特開2015-221844号公報JP 2015-221844 A 特開2011-127075号公報JP 2011-127075 A

上述したように微細繊維状セルロースを含む組成物やシートが知られている。しかしながら、従来の組成物からシートを成形した場合、使用環境や製造工程において加熱された場合にシートが黄変する場合があり問題となっていた。 As mentioned above, compositions and sheets containing fine fibrous cellulose are known. However, when sheets are formed from conventional compositions, there is a problem in that the sheets can yellow when heated in the usage environment or during the manufacturing process.

そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、微細繊維状セルロースを含むシートであって、加熱時の黄変が抑制されたシートを提供することを目的として検討を進めた。 In order to solve these problems of the prior art, the inventors have conducted research with the aim of providing a sheet containing fine fibrous cellulose that is inhibited from yellowing when heated.

上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含有する液状組成物に、樹脂と還元剤を添加することにより、加熱時の黄変が抑制されたシートが得られることを見出した。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
As a result of intensive research to solve the above problems, the inventors discovered that by adding a resin and a reducing agent to a liquid composition containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less, a sheet that is inhibited from yellowing when heated can be obtained.
Specifically, the present invention has the following configuration.

[1] 繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースと、
樹脂と、
還元剤と、を含有する液状組成物。
[2] 繊維状セルロースにおけるイオン性置換基の導入量が0.5mmol/g未満である、[1]に記載の液状組成物。
[3] イオン性置換基がアニオン性基である、[2]に記載の液状組成物。
[4] アニオン性基が、リンオキソ酸基、リンオキソ酸基に由来する置換基、硫黄オキソ酸基、硫黄オキソ酸基に由来する置換基、カルボキシ基及びカルボキシ基に由来する置換基からなる群から選択される少なくとも1種である、[3]に記載の液状組成物。
[5] 還元剤は、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウム及び次亜硫酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも1種である、[1]~[4]のいずれかに記載の液状組成物。
[6] 樹脂は水溶性高分子である、[1]~[5]のいずれかに記載の液状組成物。
[7] 重合禁止剤をさらに含む、[1]~[6]のいずれかに記載の液状組成物。
[8] 還元剤の含有量は、繊維状セルロース100質量部に対して0.1~5質量部である、[1]~[7]のいずれかに記載の液状組成物。
[9] 繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースと、
樹脂と、
還元剤と、を含有するシート。
[10] 繊維状セルロースにおけるイオン性置換基の導入量が0.5mmol/g未満である、[9]に記載のシート。
[11] イオン性置換基がアニオン性基である、[10]に記載のシート。
[12] アニオン性基が、リンオキソ酸基、リンオキソ酸基に由来する置換基、硫黄オキソ酸基、硫黄オキソ酸基に由来する置換基、カルボキシ基及びカルボキシ基に由来する置換基からなる群から選択される少なくとも1種である、[11]に記載のシート。
[13] 還元剤は、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウム及び次亜硫酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも1種である、[9]~[12]のいずれかに記載のシート。
[14] 樹脂は水溶性高分子である、[9]~[13]のいずれかに記載のシート。
[15] 重合禁止剤をさらに含む、[9]~[14]のいずれかに記載のシート。
[16] 還元剤の含有量は、繊維状セルロース100質量部に対して0.1~5質量部である、[9]~[15]のいずれかに記載のシート。
[17] YI値が1.5以下である、[9]~[16]のいずれかに記載のシート。
[18] ヘーズが3.5%以下である、[9]~[17]のいずれかに記載のシート。
[19] 光学部材用である、[9]~[18]のいずれかに記載のシート。
[20] [9]~[19]のいずれかに記載のシートと、シートの少なくとも一方の面上に積層された樹脂層とを有する積層体。
[1] Fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less;
Resin and
A liquid composition comprising:
[2] The liquid composition according to [1], wherein the amount of ionic substituents introduced into the fibrous cellulose is less than 0.5 mmol/g.
[3] The liquid composition according to [2], wherein the ionic substituent is an anionic group.
[4] The liquid composition according to [3], wherein the anionic group is at least one selected from the group consisting of a phosphorus oxoacid group, a substituent derived from a phosphorus oxoacid group, a sulfur oxoacid group, a substituent derived from a sulfur oxoacid group, a carboxy group, and a substituent derived from a carboxy group.
[5] The liquid composition according to any one of [1] to [4], wherein the reducing agent is at least one selected from the group consisting of sodium sulfite, sodium thiosulfate, sodium borohydride, sodium hydrogensulfite, sodium cyanoborohydride, and sodium hyposulfite.
[6] The liquid composition according to any one of [1] to [5], wherein the resin is a water-soluble polymer.
[7] The liquid composition according to any one of [1] to [6], further comprising a polymerization inhibitor.
[8] The liquid composition according to any one of [1] to [7], wherein the content of the reducing agent is 0.1 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the fibrous cellulose.
[9] Fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less;
Resin and
A sheet containing a reducing agent.
[10] The sheet according to [9], wherein the amount of ionic substituents introduced into the fibrous cellulose is less than 0.5 mmol/g.
[11] The sheet according to [10], wherein the ionic substituent is an anionic group.
[12] The sheet according to [11], wherein the anionic group is at least one selected from the group consisting of a phosphorus oxoacid group, a substituent derived from a phosphorus oxoacid group, a sulfur oxoacid group, a substituent derived from a sulfur oxoacid group, a carboxy group, and a substituent derived from a carboxy group.
[13] The sheet according to any one of [9] to [12], wherein the reducing agent is at least one selected from the group consisting of sodium sulfite, sodium thiosulfate, sodium borohydride, sodium hydrogensulfite, sodium cyanoborohydride, and sodium hyposulfite.
[14] The sheet according to any one of [9] to [13], wherein the resin is a water-soluble polymer.
[15] The sheet according to any one of [9] to [14], further containing a polymerization inhibitor.
[16] The sheet according to any one of [9] to [15], wherein the content of the reducing agent is 0.1 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the fibrous cellulose.
[17] The sheet according to any one of [9] to [16], having a YI value of 1.5 or less.
[18] The sheet according to any one of [9] to [17], having a haze of 3.5% or less.
[19] The sheet according to any one of [9] to [18], which is for optical members.
[20] A laminate comprising the sheet according to any one of [9] to [19] and a resin layer laminated on at least one surface of the sheet.

本発明によれば、加熱時の黄変が抑制されたシートを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a sheet that is inhibited from yellowing when heated.

図1は、リンオキソ酸基を有する繊維状セルロース含有スラリーに対するNaOH滴下量とpHの関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH dropped onto a slurry containing fibrous cellulose having phosphorus oxo acid groups and pH. 図2は、カルボキシ基を有する繊維状セルロース含有スラリーに対するNaOH滴下量とpHの関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH dropped onto a slurry containing fibrous cellulose having a carboxy group and the pH.

以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below. The following explanation of the components may be based on representative embodiments and specific examples, but the present invention is not limited to such embodiments.

(液状組成物)
本発明は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースと、樹脂と、還元剤と、を含有する液状組成物に関する。なお、本明細書において、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを微細繊維状セルロースもしくはCNFともいう。
(Liquid composition)
The present invention relates to a liquid composition containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less, a resin, and a reducing agent. In this specification, the fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less is also referred to as fine fibrous cellulose or CNF.

本発明の液状組成物は、上記構成を有するものであるため、加熱時の黄変が抑制された成形体を形成することができる。なお、成形体の形状は特に限定されるものではないが、本実施形態においては、特に加熱時の黄変が抑制されたシートを形成することができる。本明細書において、加熱時の黄変は、160℃で6時間加熱した後のYI値によって評価することができ、160℃で6時間加熱した後のシートのYI値が5.0以下である場合に、加熱時の黄変が抑制されていると判定できる。 The liquid composition of the present invention, having the above-described configuration, can form a molded article that exhibits reduced yellowing upon heating. The shape of the molded article is not particularly limited, but in this embodiment, a sheet that exhibits reduced yellowing upon heating can be formed. In this specification, yellowing upon heating can be evaluated by the YI value after heating at 160°C for 6 hours. If the YI value of the sheet after heating at 160°C for 6 hours is 5.0 or less, it can be determined that yellowing upon heating is suppressed.

また、本発明の液状組成物は、上記構成を有するものであるため、透明性にも優れた成形体(シート)を形成することができる。また、本発明の液状組成物から形成される成形体(シート)は高透明で、かつ意匠性にも優れている。例えば、本実施形態のシートにおいては、繊維状セルロースの凝集が抑制されているため、異物感がなく意匠性にも優れている。 Furthermore, because the liquid composition of the present invention has the above-described configuration, it is possible to form a molded article (sheet) with excellent transparency. Furthermore, the molded article (sheet) formed from the liquid composition of the present invention is highly transparent and also has excellent design properties. For example, in the sheet of this embodiment, aggregation of the fibrous cellulose is suppressed, so there is no foreign body feel and the design properties are excellent.

本実施形態における液状組成物のpHは2.0以上であることが好ましく、3.0以上であることがより好ましく、4.0以上であることがさらに好ましい。また、液状組成物のpHは11.0以下であることが好ましく、10.0以下であることがより好ましい。液状組成物のpHを上記範囲内とすることにより、液状組成物を加熱処理した際に繊維状セルロースが分解して、着色要因の一つである単糖を発生させることを抑制することができる。 In this embodiment, the pH of the liquid composition is preferably 2.0 or higher, more preferably 3.0 or higher, and even more preferably 4.0 or higher. Furthermore, the pH of the liquid composition is preferably 11.0 or lower, and more preferably 10.0 or lower. By keeping the pH of the liquid composition within the above range, it is possible to prevent the decomposition of fibrous cellulose when the liquid composition is heat-treated, thereby preventing the generation of monosaccharides, which are one of the causes of coloration.

本実施形態では、固形分濃度を0.4質量%とした際の液状組成物の粘度は、100mPa・s以上であることが好ましく、300mPa・s以上であることがより好ましく、500mPa・s以上であることがさらに好ましい。また、固形分濃度を0.4質量%とした際の液状組成物の粘度は、20000mPa・s以下であることが好ましく、10000mPa・s以下であることがより好ましい。ここで、液状組成物の粘度は、B型粘度計により測定される粘度である。測定条件は、回転速度3rpmとし、測定開始から3分後の粘度値を液状組成物の粘度とする。また、測定対象の液状組成物は測定前に23℃、相対湿度50%の環境下に24時間静置し、測定時の液状組成物の液温を23℃とする。B型粘度計としては、例えば、BLOOKFIELD社製、アナログ粘度計T-LVTを用いることができる。 In this embodiment, when the solids concentration is 0.4% by mass, the viscosity of the liquid composition is preferably 100 mPa·s or more, more preferably 300 mPa·s or more, and even more preferably 500 mPa·s or more. Furthermore, when the solids concentration is 0.4% by mass, the viscosity of the liquid composition is preferably 20,000 mPa·s or less, and more preferably 10,000 mPa·s or less. Here, the viscosity of the liquid composition is measured using a Brookfield viscometer. The measurement conditions are a rotation speed of 3 rpm, and the viscosity value 3 minutes after the start of measurement is taken as the viscosity of the liquid composition. Furthermore, the liquid composition to be measured is allowed to stand for 24 hours in an environment of 23°C and 50% relative humidity before measurement, and the liquid temperature of the liquid composition during measurement is 23°C. As a Brookfield viscometer, for example, a T-LVT analog viscometer manufactured by Brookfield can be used.

本実施形態における液状組成物のヘーズは、15%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、5%以下であることがさらに好ましい。なお、液状組成物のヘーズは0.0%であってもよい。ここで、液状組成物のヘーズは、JIS K 7136:2000に準拠し、光路長1cmのガラスセルを用いて測定したヘーズ値である。具体的には、ヘーズメーター(村上色彩技術研究所社製、HM-150)を用いて測定を行う。光路長1cmのガラスセルとしては、例えば光路長1cmの液体用ガラスセル(藤原製作所製、MG-40、逆光路)を用いることができる。また、測定対象の液状組成物は測定前に23℃、相対湿度50%の環境下に24時間静置し、測定時の液状組成物の液温を23℃とする。なお、ゼロ点測定は、同ガラスセルに入れたイオン交換水で行う。 In this embodiment, the haze of the liquid composition is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, and even more preferably 5% or less. The haze of the liquid composition may be 0.0%. The haze of the liquid composition is measured in accordance with JIS K 7136:2000 using a glass cell with a 1 cm optical path length. Specifically, the measurement is performed using a haze meter (HM-150, manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.). For example, a 1 cm optical path length glass cell for liquids (MG-40, reverse optical path, manufactured by Fujiwara Seisakusho Co., Ltd.) can be used as the glass cell with a 1 cm optical path length. Furthermore, the liquid composition to be measured is allowed to stand for 24 hours in an environment of 23°C and 50% relative humidity before measurement, and the liquid temperature of the liquid composition during measurement is set to 23°C. Zero-point measurement is performed using ion-exchanged water placed in the same glass cell.

(還元剤)
本発明の液状組成物は還元剤を含む。本明細書において、還元剤とは、繊維状セルロースが元来含むアルデヒド基(還元末端)や、繊維状セルロースにイオン性官能基を導入する際に副次的に生成するアルデヒド基および/またはケトン基、繊維状セルロースを含むシートが加熱された際に生成するアルデヒド基および/またはケトン基を還元する作用を有する化合物である。また、還元剤は、繊維状セルロースを酸化し得る空気中の酸素、その他、系内に存在する酸化剤を還元する作用を有する化合物でもある。例えば、繊維状セルロースに生成したアルデヒド基および/またはケトン基に還元剤が作用した場合は、還元作用により、アルコール(水酸基)が生成する。
(reducing agent)
The liquid composition of the present invention contains a reducing agent. In this specification, a reducing agent refers to a compound that has the effect of reducing aldehyde groups (reducing ends) originally contained in fibrous cellulose, aldehyde groups and/or ketone groups generated as a by-product when ionic functional groups are introduced into fibrous cellulose, and aldehyde groups and/or ketone groups generated when a sheet containing fibrous cellulose is heated. The reducing agent is also a compound that has the effect of reducing oxygen in the air, which can oxidize fibrous cellulose, and other oxidizing agents present in the system. For example, when a reducing agent acts on aldehyde groups and/or ketone groups generated in fibrous cellulose, alcohols (hydroxyl groups) are generated by the reduction action.

中でも、還元剤は、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウム及び次亜硫酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、亜硫酸ナトリウム及びチオ硫酸ナトリウムから選択される少なくとも1種であることがより好ましく、チオ硫酸ナトリウムであることが特に好ましい。還元剤として、上記化合物を用いることにより、液状組成物からシートを形成した際に、シートの加熱時の黄変をより効果的に抑制することができる。なお、チオ硫酸ナトリウムが特に加熱黄変を抑制できるメカニズムは定かではないが、上述の還元剤としての効果に加え、チオ硫酸ナトリウム溶液のpHが中性領域にあり、繊維状セルロース分散液のpHを変動させにくいため、還元剤の中でも特にチオ硫酸ナトリウムの還元作用が発揮されやすいものと推定される。例えば、繊維状セルロースがアニオン性置換基を有する場合、加水分解により水素イオンまたは水酸化物イオンが発生し黄変物質である単糖の生成が促進されるが、繊維状セルロースのpHを変動させにくいチオ硫酸ナトリウムを用いることにより単糖の発生が抑制され、加熱黄変が抑制されるものと考えられる。 Among these, the reducing agent is preferably at least one selected from the group consisting of sodium sulfite, sodium thiosulfate, sodium borohydride, sodium bisulfite, sodium cyanoborohydride, and sodium hyposulfite, more preferably at least one selected from sodium sulfite and sodium thiosulfate, and particularly preferably sodium thiosulfate. By using this compound as a reducing agent, yellowing of the sheet formed from the liquid composition upon heating can be more effectively suppressed. The mechanism by which sodium thiosulfate specifically suppresses heat yellowing is unclear. However, in addition to its effectiveness as a reducing agent, it is presumed that the pH of the sodium thiosulfate solution is in the neutral range, making it difficult to change the pH of the fibrous cellulose dispersion. For example, when fibrous cellulose has anionic substituents, hydrolysis generates hydrogen ions or hydroxide ions, promoting the production of monosaccharides, which are yellowing substances. However, the use of sodium thiosulfate, which does not easily change the pH of the fibrous cellulose, suppresses the generation of monosaccharides and thus heat yellowing.

還元剤の含有量は、繊維状セルロース100質量部に対して0.1質量部以上であることが好ましく、0.2質量部以上であることがより好ましく、0.3質量部以上であることがさらに好ましい。また、還元剤の含有量は、繊維状セルロース100質量部に対して5質量部以下であることが好ましく、4質量部以下であることがより好ましく、3質量部以下であることがさらに好ましい。還元剤の含有量を上記範囲内とすることにより、シートの加熱後の黄変をより効果的に抑制することができる。 The content of the reducing agent is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.2 parts by mass or more, and even more preferably 0.3 parts by mass or more, per 100 parts by mass of fibrous cellulose. Furthermore, the content of the reducing agent is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 4 parts by mass or less, and even more preferably 3 parts by mass or less, per 100 parts by mass of fibrous cellulose. By keeping the content of the reducing agent within the above range, yellowing of the sheet after heating can be more effectively suppressed.

(樹脂)
本発明の液状組成物は樹脂を含む。本発明において、樹脂は、シート中において、バインダー樹脂として機能する。樹脂として、例えば、水溶性高分子が使用される。水溶性高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール及びその誘導体、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、澱粉及びその誘導体、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリアクリル酸ソーダ、ポリビニルピロリドン、カゼイン、ゼラチン及びそれらの誘導体等が挙げられる。
(resin)
The liquid composition of the present invention contains a resin. In the present invention, the resin functions as a binder resin in the sheet. For example, a water-soluble polymer is used as the resin. Examples of water-soluble polymers include polyvinyl alcohol and its derivatives, polyethylene oxide, polyethylene glycol, starch and its derivatives, cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose, and ethyl cellulose, sodium polyacrylate, polyvinylpyrrolidone, casein, gelatin, and derivatives thereof.

樹脂としては、水溶性高分子以外の樹脂を用いることもできる。水溶性高分子以外の樹脂としては、例えば、アクリルアミド-アクリル酸エステル共重合体、アクリルアミド-アクリル酸エステル-メタアクリル酸エステル共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、イソブチレン-無水マレイン酸共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリブチルメタクリレート、エチレン-酢酸ビニル共重合体等のエマルジョン、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-ブタジエン-アクリル系共重合体等が挙げられる。これらの樹脂は、水中に分散したラテックスとして用いられてもよい。 Resins other than water-soluble polymers can also be used. Examples of resins other than water-soluble polymers include acrylamide-acrylic acid ester copolymers, acrylamide-acrylic acid ester-methacrylic acid ester copolymers, styrene-maleic anhydride copolymers, isobutylene-maleic anhydride copolymers, polyvinyl acetate, polyurethane, polyacrylic acid, polyacrylic acid esters, vinyl chloride-vinyl acetate copolymers, polybutyl methacrylate, emulsions of ethylene-vinyl acetate copolymers, styrene-butadiene copolymers, and styrene-butadiene-acrylic copolymers. These resins may also be used as latexes dispersed in water.

中でも、シート化のし易さ、透明性、加熱着色抑制の観点から、樹脂は水溶性高分子であることが好ましく、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレンオキサイド(PEO)及びポリビニルアルコール(PVA)からなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましく、ポリビニルアルコール(PVA)であることが特に好ましい。樹脂としてポリビニルアルコール(PVA)を用いることにより、液状組成物からシートを形成しやすくなり、また、高透明で加熱黄変が抑制されたシートが得られやすくなる。さらに、樹脂としてポリビニルアルコール(PVA)を用いることにより、液状組成物からシートを形成した際に、シートの高弾性化も可能となる。 Among these, from the viewpoints of ease of sheet formation, transparency, and suppression of heat discoloration, the resin is preferably a water-soluble polymer, more preferably at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol (PEG), polyethylene oxide (PEO), and polyvinyl alcohol (PVA), and particularly preferably polyvinyl alcohol (PVA). Using polyvinyl alcohol (PVA) as the resin makes it easier to form a sheet from the liquid composition and also makes it easier to obtain a sheet that is highly transparent and suppresses heat yellowing. Furthermore, using polyvinyl alcohol (PVA) as the resin also makes it possible to achieve high elasticity in the sheet when formed from the liquid composition.

樹脂として用いるポリビニルアルコール(PVA)の重量平均分子量は、300以上であることが好ましく、500以上であることがより好ましく、1000以上であることが特に好ましい。また、ポリビニルアルコール(PVA)の重量平均分子量は4500以下であることが好ましく、4000以下であることがより好ましく、3500以下であることが特に好ましい。ポリビニルアルコール(PVA)の重量平均分子量を上記範囲内とすることにより、液状組成物をシート化し易くなる。 The weight-average molecular weight of the polyvinyl alcohol (PVA) used as the resin is preferably 300 or more, more preferably 500 or more, and particularly preferably 1000 or more. Furthermore, the weight-average molecular weight of the polyvinyl alcohol (PVA) is preferably 4500 or less, more preferably 4000 or less, and particularly preferably 3500 or less. By keeping the weight-average molecular weight of the polyvinyl alcohol (PVA) within the above range, it becomes easier to form the liquid composition into a sheet.

樹脂の含有量は、繊維状セルロース100質量部に対して10質量部以上であることが好ましく、20質量部以上であることがより好ましく、30質量部以上であることがさらに好ましい。また、樹脂の含有量は、繊維状セルロース100質量部に対して500質量部以下であることが好ましく、400質量部以下であることがより好ましく、300質量部以下であることがさらに好ましい。樹脂の含有量を上記範囲内とすることにより、シートの加熱後の黄変をより効果的に抑制することができる。 The resin content is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or more, and even more preferably 30 parts by mass or more, per 100 parts by mass of fibrous cellulose. Furthermore, the resin content is preferably 500 parts by mass or less, more preferably 400 parts by mass or less, and even more preferably 300 parts by mass or less, per 100 parts by mass of fibrous cellulose. By keeping the resin content within the above range, yellowing of the sheet after heating can be more effectively suppressed.

(微細繊維状セルロース)
本発明の液状組成物は、繊維幅が1000nm以下である繊維状セルロース(微細繊維状セルロース)を含む。繊維状セルロースの繊維幅は100nm以下であることがより好ましく、50nm以下であることがより好ましく、20nm以下であることがさらに好ましく、10nm以下であることが一層好ましく、8nm以下であることが特に好ましい。
(Fine fibrous cellulose)
The liquid composition of the present invention contains fibrous cellulose (fine fibrous cellulose) having a fiber width of 1,000 nm or less. The fiber width of the fibrous cellulose is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, even more preferably 20 nm or less, even more preferably 10 nm or less, and particularly preferably 8 nm or less.

繊維状セルロースの繊維幅は、例えば電子顕微鏡観察などにより測定することが可能である。繊維状セルロースの平均繊維幅は、例えば1000nm以下である。繊維状セルロースの平均繊維幅は、例えば2nm以上1000nm以下であることが好ましく、2nm以上100nm以下であることがより好ましく、2nm以上50nm以下であることがさらに好ましく、2nm以上10nm以下であることが特に好ましい。繊維状セルロースの平均繊維幅を2nm以上とすることにより、セルロース分子として水に溶解することを抑制し、繊維状セルロースによる強度や剛性、寸法安定性の向上という効果をより発現しやすくすることができる。なお、繊維状セルロースは、例えば単繊維状のセルロースである。 The fiber width of fibrous cellulose can be measured, for example, by observation using an electron microscope. The average fiber width of fibrous cellulose is, for example, 1000 nm or less. The average fiber width of fibrous cellulose is, for example, preferably 2 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 2 nm or more and 100 nm or less, even more preferably 2 nm or more and 50 nm or less, and particularly preferably 2 nm or more and 10 nm or less. By making the average fiber width of fibrous cellulose 2 nm or more, it is possible to suppress the dissolution of cellulose molecules in water, making it easier to achieve the effects of fibrous cellulose, such as improved strength, rigidity, and dimensional stability. Note that the fibrous cellulose is, for example, monofilament cellulose.

繊維状セルロースの繊維幅は、例えば電子顕微鏡を用いて以下のようにして測定される。まず、濃度0.05質量%以上0.1質量%以下の繊維状セルロースの水系懸濁液を調製し、この懸濁液を親水化処理したカーボン膜被覆グリッド上にキャストしてTEM観察用試料とする。幅の広い繊維を含む場合には、ガラス上にキャストした表面のSEM像を観察してもよい。次いで、観察対象となる繊維の幅に応じて1000倍、5000倍、10000倍あるいは50000倍のいずれかの倍率で電子顕微鏡画像による観察を行う。但し、試料、観察条件や倍率は下記の条件を満たすように調整する。 The fiber width of fibrous cellulose is measured, for example, using an electron microscope as follows. First, an aqueous suspension of fibrous cellulose with a concentration of 0.05% by mass or more and 0.1% by mass or less is prepared, and this suspension is cast onto a hydrophilically treated carbon film-coated grid to prepare a sample for TEM observation. If the sample contains wide fibers, an SEM image of the surface cast onto glass can be observed. Next, electron microscope images are observed at magnifications of 1000x, 5000x, 10000x, or 50000x, depending on the width of the fibers to be observed. However, the sample, observation conditions, and magnification should be adjusted to meet the following conditions.

(1)観察画像内の任意箇所に一本の直線Xを引き、該直線Xに対し、20本以上の繊維が交差する。
(2)同じ画像内で該直線と垂直に交差する直線Yを引き、該直線Yに対し、20本以上の繊維が交差する。
(1) A line X is drawn at any point in the observed image, and 20 or more fibers intersect with the line X.
(2) Draw a line Y that intersects the line perpendicularly within the same image, and 20 or more fibers intersect the line Y.

上記条件を満足する観察画像に対し、直線X、直線Yと交差する繊維の幅を目視で読み取る。このようにして、少なくとも互いに重なっていない表面部分の観察画像を3組以上得る。次いで、各画像に対して、直線X、直線Yと交差する繊維の幅を読み取る。これにより、少なくとも20本×2×3=120本の繊維幅を読み取る。そして、読み取った繊維幅の平均値を、繊維状セルロースの平均繊維幅とする。 For observation images that satisfy the above conditions, the widths of the fibers that intersect with lines X and Y are visually read. In this way, three or more sets of observation images are obtained of at least the surface portions that do not overlap each other. Next, for each image, the widths of the fibers that intersect with lines X and Y are read. In this way, the widths of at least 20 fibers x 2 x 3 = 120 fibers are read. The average of the read fiber widths is then taken as the average fiber width of the fibrous cellulose.

繊維状セルロースの繊維長は、特に限定されないが、例えば0.1μm以上1000μm以下であることが好ましく、0.1μm以上800μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上600μm以下であることがさらに好ましい。繊維長を上記範囲内とすることにより、繊維状セルロースの結晶領域の破壊を抑制できる。また、繊維状セルロースのスラリー粘度を適切な範囲とすることも可能となる。なお、繊維状セルロースの繊維長は、例えばTEM、SEM、AFMによる画像解析より求めることができる。 The fiber length of the fibrous cellulose is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more and 1000 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 800 μm or less, and even more preferably 0.1 μm or more and 600 μm or less. By keeping the fiber length within the above range, destruction of the crystalline regions of the fibrous cellulose can be suppressed. It also becomes possible to keep the slurry viscosity of the fibrous cellulose within an appropriate range. The fiber length of the fibrous cellulose can be determined, for example, by image analysis using TEM, SEM, or AFM.

繊維状セルロースはI型結晶構造を有していることが好ましい。ここで、繊維状セルロースがI型結晶構造を有することは、グラファイトで単色化したCuKα(λ=1.5418Å)を用いた広角X線回折写真より得られる回折プロファイルにおいて同定できる。具体的には、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークをもつことから同定することができる。繊維状セルロースに占めるI型結晶構造の割合は、例えば30%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましく、50%以上であることがさらに好ましい。これにより、耐熱性と低線熱膨張率発現の点でさらに優れた性能が期待できる。結晶化度については、X線回折プロファイルを測定し、そのパターンから常法により求められる(Seagalら、Textile Research Journal、29巻、786ページ、1959年)。 Fibrous cellulose preferably has a type I crystal structure. The presence of type I crystal structure in fibrous cellulose can be identified by a diffraction profile obtained from a wide-angle X-ray diffraction photograph using CuKα (λ=1.5418 Å) monochromated with graphite. Specifically, it can be identified by the presence of two typical peaks at two positions: 2θ=14° to 17° and 2θ=22° to 23°. The proportion of type I crystal structure in the fibrous cellulose is preferably 30% or more, more preferably 40% or more, and even more preferably 50% or more. This can be expected to provide even better performance in terms of heat resistance and low linear thermal expansion. The degree of crystallinity can be determined by measuring the X-ray diffraction profile and using the pattern in a conventional manner (Seagal et al., Textile Research Journal, Vol. 29, p. 786, 1959).

繊維状セルロースの軸比(繊維長/繊維幅)は、特に限定されないが、例えば20以上10000以下であることが好ましく、50以上1000以下であることがより好ましい。軸比を上記下限値以上とすることにより、繊維状セルロースを含有するシートを形成しやすい。また、溶媒分散体を作製した際に十分な増粘性が得られやすい。軸比を上記上限値以下とすることにより、例えば繊維状セルロースを水分散液として扱う際に、希釈等のハンドリングがしやすくなる点で好ましい。 The axial ratio (fiber length/fiber width) of the fibrous cellulose is not particularly limited, but is preferably, for example, 20 to 10,000, and more preferably 50 to 1,000. By setting the axial ratio at or above the lower limit, it is easy to form a sheet containing fibrous cellulose. In addition, sufficient viscosity is easily obtained when a solvent dispersion is prepared. Setting the axial ratio at or below the upper limit is preferable in that it makes handling, such as dilution, easier when treating the fibrous cellulose as an aqueous dispersion, for example.

繊維状セルロースは、例えば結晶領域と非結晶領域をともに有している。結晶領域と非結晶領域をともに有し、かつ軸比が上記範囲内にある繊維状セルロースは、後述する微細繊維状セルロースの製造方法により実現されるものである。 For example, fibrous cellulose has both crystalline and amorphous regions. Fibrous cellulose having both crystalline and amorphous regions and an axial ratio within the above range can be achieved by the method for producing fine fibrous cellulose described below.

繊維状セルロースにおけるセルロース成分はα-セルロース成分とヘミセルロース成分に分類できる。ヘミセルロースの比率が低い方が、経時黄変や加熱黄変の抑制効果が得られやすいため好ましい。繊維状セルロースのヘミセルロースの比率は30%未満であることが好ましく、25%未満であることがより好ましく、20%未満であることがさらに好ましい。 The cellulose components in fibrous cellulose can be classified into α-cellulose components and hemicellulose components. A lower hemicellulose ratio is preferable because it is more likely to suppress yellowing over time and heat. The hemicellulose ratio in fibrous cellulose is preferably less than 30%, more preferably less than 25%, and even more preferably less than 20%.

繊維状セルロースに含まれる窒素量は0.08mmol/g以下であることが好ましく、0.04mmol/g以下であることがより好ましく、0.02mmol/g以下であることがさらに好ましい。また、繊維状セルロースに含まれる窒素量は0.001mmol/g以上であることが好ましい。なお、繊維状セルロース中の窒素量は、以下の方法で測定される値である。まず、繊維状セルロースを含む分散液を固形分濃度1質量%に調整し、ケルダール法(JIS K 0102:2016 44.1)で分解する。分解後、陽イオンクロマトグラフィでアンモニウムイオン量(mmol)を測定し、測定に使用したセルロース量(g)で除して窒素含有量(mmol/g)を算出する。 The amount of nitrogen contained in the fibrous cellulose is preferably 0.08 mmol/g or less, more preferably 0.04 mmol/g or less, and even more preferably 0.02 mmol/g or less. The amount of nitrogen contained in the fibrous cellulose is preferably 0.001 mmol/g or more. The amount of nitrogen in the fibrous cellulose is measured by the following method. First, a dispersion containing fibrous cellulose is adjusted to a solids concentration of 1% by mass and decomposed by the Kjeldahl method (JIS K 0102:2016 44.1). After decomposition, the amount of ammonium ions (mmol) is measured by cation chromatography and divided by the amount of cellulose (g) used in the measurement to calculate the nitrogen content (mmol/g).

本実施形態において繊維状セルロースは、イオン性置換基を有していてもよい。イオン性置換基としては、例えばアニオン性基及びカチオン性基のいずれか一方又は双方を含むことができる。本実施形態において、繊維状セルロースがイオン性置換基を有する場合、イオン性置換基はアニオン性基であることが好ましい。また、イオン性置換基は、エステル結合またはエーテル結合を介して繊維状セルロースに導入される基であることが好ましく、エステル結合を介して繊維状セルロースに導入される基であることがより好ましい。この場合、エステル結合は、繊維状セルロースとイオン性置換基となる化合物の脱水縮合で形成されることが好ましい。 In this embodiment, the fibrous cellulose may have an ionic substituent. The ionic substituent may include, for example, either an anionic group or a cationic group, or both. In this embodiment, when the fibrous cellulose has an ionic substituent, the ionic substituent is preferably an anionic group. Furthermore, the ionic substituent is preferably a group that is introduced into the fibrous cellulose via an ester bond or an ether bond, and more preferably a group that is introduced into the fibrous cellulose via an ester bond. In this case, the ester bond is preferably formed by dehydration condensation between the fibrous cellulose and a compound that becomes the ionic substituent.

アニオン性基としては、例えば、リンオキソ酸基またはリンオキソ酸基に由来する置換基(単にリンオキソ酸基ということもある)、カルボキシ基またはカルボキシ基に由来する置換基(単にカルボキシ基ということもある)、硫黄オキソ酸基または硫黄オキソ酸基に由来する置換基(単に硫黄オキソ酸基ということもある)、ザンテート基またはザンテート基に由来する置換基(単にザンテート基ということもある)、ホスホン基またはホスホン基に由来する置換基(単にホスホン基ということもある)、ホスフィン基またはホスフィン基に由来する置換基(単にホスフィン基ということもある)、スルホン基またはスルホン基に由来する置換基(単にスルホン基ということもある)、カルボキシアルキル基(カルボキシメチル基やカルボキシエチル基を含む)等を挙げることができる。中でも、アニオン性基は、リンオキソ酸基、リンオキソ酸基に由来する置換基、硫黄オキソ酸基、硫黄オキソ酸基に由来する置換基、カルボキシ基及びカルボキシ基に由来する置換基からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、リンオキソ酸基、リンオキソ酸基に由来する置換基、硫黄オキソ酸基及び硫黄オキソ酸基に由来する置換基から選択される少なくとも1種であることがより好ましく、リンオキソ酸基又はリンオキソ酸基に由来する置換基であることが特に好ましい。アニオン性基としてリンオキソ酸基を導入することにより、例えば、アルカリ性条件下や酸性条件下においても、繊維状セルロースの分散性をより高めることができ、結果として高透明なシートが得られやすくなる。 Examples of anionic groups include phosphorus oxoacid groups or substituents derived from phosphorus oxoacid groups (sometimes simply referred to as phosphorus oxoacid groups), carboxy groups or substituents derived from carboxy groups (sometimes simply referred to as carboxy groups), sulfur oxoacid groups or substituents derived from sulfur oxoacid groups (sometimes simply referred to as sulfur oxoacid groups), xanthate groups or substituents derived from xanthate groups (sometimes simply referred to as xanthate groups), phosphonic groups or substituents derived from phosphonic groups (sometimes simply referred to as phosphonic groups), phosphine groups or substituents derived from phosphine groups (sometimes simply referred to as phosphine groups), sulfonic groups or substituents derived from sulfonic groups (sometimes simply referred to as sulfonic groups), and carboxyalkyl groups (including carboxymethyl and carboxyethyl groups). Among these, the anionic group is preferably at least one selected from the group consisting of a phosphorus oxoacid group, a substituent derived from a phosphorus oxoacid group, a sulfur oxoacid group, a substituent derived from a sulfur oxoacid group, a carboxy group, and a substituent derived from a carboxy group; more preferably at least one selected from a phosphorus oxoacid group, a substituent derived from a phosphorus oxoacid group, a sulfur oxoacid group, and a substituent derived from a sulfur oxoacid group; and particularly preferably a phosphorus oxoacid group or a substituent derived from a phosphorus oxoacid group. Introducing a phosphorus oxoacid group as the anionic group can further enhance the dispersibility of the fibrous cellulose, for example, even under alkaline or acidic conditions, making it easier to obtain a highly transparent sheet.

リンオキソ酸基又はリンオキソ酸基に由来する置換基は、例えば下記式(1)で表される置換基である。各繊維状セルロースには、下記式(1)で表される置換基が複数導入されていてもよい。この場合、複数導入される下記式(1)で表される置換基はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。 The phosphorus oxo acid group or the substituent derived from the phosphorus oxo acid group is, for example, a substituent represented by the following formula (1). Multiple substituents represented by the following formula (1) may be introduced into each fibrous cellulose. In this case, the multiple introduced substituents represented by the following formula (1) may be the same or different.

式(1)中、a、bおよびnは自然数であり、mは任意の数である(ただし、a=b×mである)。n個あるαおよびα’のうち少なくとも1つはOであり、残りはR又はORである。なお、各αおよびα’の全てがOであっても構わない。n個あるαは全て同じでも、それぞれ異なっていてもよい。βb+は有機物又は無機物からなる1価以上の陽イオンである。 In formula (1), a, b, and n are natural numbers, and m is an arbitrary number (where a = b × m). At least one of the n α and α' is O- , and the rest are R or OR. All of the α and α' may be O- . The n α may all be the same or different. β b+ is a monovalent or higher cation made of an organic or inorganic substance.

Rは、各々、水素原子、飽和-直鎖状炭化水素基、飽和-分岐鎖状炭化水素基、飽和-環状炭化水素基、不飽和-直鎖状炭化水素基、不飽和-分岐鎖状炭化水素基、不飽和-環状炭化水素基、芳香族基、またはこれらの誘導基である。また、式(1)においては、nは1であることが好ましい。 Each R is a hydrogen atom, a saturated linear hydrocarbon group, a saturated branched hydrocarbon group, a saturated cyclic hydrocarbon group, an unsaturated linear hydrocarbon group, an unsaturated branched hydrocarbon group, an unsaturated cyclic hydrocarbon group, an aromatic group, or a derivative thereof. Furthermore, in formula (1), n is preferably 1.

飽和-直鎖状炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、又はn-ブチル基等が挙げられるが、特に限定されない。飽和-分岐鎖状炭化水素基としては、i-プロピル基、又はt-ブチル基等が挙げられるが、特に限定されない。飽和-環状炭化水素基としては、シクロペンチル基、又はシクロヘキシル基等が挙げられるが、特に限定されない。不飽和-直鎖状炭化水素基としては、ビニル基、又はアリル基等が挙げられるが、特に限定されない。不飽和-分岐鎖状炭化水素基としては、i-プロペニル基、又は3-ブテニル基等が挙げられるが、特に限定されない。不飽和-環状炭化水素基としては、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられるが、特に限定されない。芳香族基としては、フェニル基、又はナフチル基等が挙げられるが、特に限定されない。 Saturated linear hydrocarbon groups include, but are not limited to, methyl, ethyl, n-propyl, or n-butyl groups. Saturated branched hydrocarbon groups include, but are not limited to, i-propyl or t-butyl groups. Saturated cyclic hydrocarbon groups include, but are not limited to, cyclopentyl or cyclohexyl groups. Unsaturated linear hydrocarbon groups include, but are not limited to, vinyl or allyl groups. Unsaturated branched hydrocarbon groups include, but are not limited to, i-propenyl or 3-butenyl groups. Unsaturated cyclic hydrocarbon groups include, but are not limited to, cyclopentenyl or cyclohexenyl groups. Aromatic groups include, but are not limited to, phenyl or naphthyl groups.

また、Rにおける誘導基としては、上記各種炭化水素基の主鎖又は側鎖に対し、カルボキシ基、カルボキシレート基(-COO)、ヒドロキシ基、アミノ基及びアンモニウム基などの官能基から選択される少なくとも1種類が付加又は置換した状態の官能基が挙げられるが、特に限定されない。また、Rの主鎖を構成する炭素原子数は特に限定されないが、20以下であることが好ましく、10以下であることがより好ましい。Rの主鎖を構成する炭素原子数を上記範囲とすることにより、リンオキソ酸基の分子量を適切な範囲とすることができ、繊維原料への浸透を容易にし、微細セルロース繊維の収率を高めることもできる。なお、式(1)中にRが複数個存在する場合や繊維状セルロースに上記式(1)で表される複数種の置換基が導入される場合には、複数存在するRはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。 Furthermore, examples of the derivative group in R include, but are not limited to, functional groups in which at least one functional group selected from the group consisting of a carboxy group, a carboxylate group (—COO ), a hydroxy group, an amino group, and an ammonium group is added to or substituted on the main chain or side chain of the above-mentioned hydrocarbon groups. The number of carbon atoms constituting the main chain of R is not particularly limited, but is preferably 20 or less, and more preferably 10 or less. By setting the number of carbon atoms constituting the main chain of R within the above range, the molecular weight of the phosphorus oxoacid group can be set within an appropriate range, facilitating penetration into the fiber raw material and increasing the yield of finely divided cellulose fibers. When multiple R groups are present in formula (1) or when multiple types of substituents represented by formula (1) are introduced into the fibrous cellulose, the multiple R groups may be the same or different.

βb+は有機物又は無機物からなる1価以上の陽イオンである。有機物からなる1価以上の陽イオンとしては、有機オニウムイオンを挙げることができる。有機オニウムイオンとしては、例えば、有機アンモニウムイオンや有機ホスホニウムイオンを挙げることができる。有機アンモニウムイオンとしては、例えば、脂肪族アンモニウムイオンや芳香族アンモニウムイオンを挙げることができ、有機ホスホニウムイオンとしては、例えば、脂肪族ホスホニウムイオンや芳香族ホスホニウムイオンを挙げることができる。無機物からなる1価以上の陽イオンとしては、ナトリウム、カリウム、若しくはリチウム等のアルカリ金属のイオンや、カルシウム、若しくはマグネシウム等の2価金属のイオン、水素イオン、アンモニウムイオン等が挙げられる。なお、式(1)中にβb+が複数個存在する場合や繊維状セルロースに上記式(1)で表される複数種の置換基が導入される場合には、複数存在するβb+はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。有機物又は無機物からなる1価以上の陽イオンとしては、βb+を含む繊維原料を加熱した際に黄変しにくく、また工業的に利用し易いナトリウム、又はカリウムのイオンが好ましいが、特に限定されない。 β b+ is a monovalent or higher cation composed of an organic or inorganic substance. Examples of the monovalent or higher cation composed of an organic substance include organic onium ions. Examples of the organic onium ions include organic ammonium ions and organic phosphonium ions. Examples of the organic ammonium ions include aliphatic ammonium ions and aromatic ammonium ions, and examples of the organic phosphonium ions include aliphatic phosphonium ions and aromatic phosphonium ions. Examples of the monovalent or higher cation composed of an inorganic substance include ions of alkali metals such as sodium, potassium, or lithium, ions of divalent metals such as calcium or magnesium, hydrogen ions, and ammonium ions. When multiple β b+ groups exist in formula (1) or when multiple types of substituents represented by formula (1) are introduced into the fibrous cellulose, the multiple β b+ groups may be the same or different. Examples of the monovalent or higher cation composed of an organic or inorganic substance include, but are not limited to, sodium or potassium ions, which are resistant to yellowing when a fiber raw material containing β b+ is heated and are easy to use industrially.

リンオキソ酸基又はリンオキソ酸基に由来する置換基としては、より具体的には、リン酸基(-PO)、リン酸基の塩、亜リン酸基(ホスホン酸基)(-PO)、亜リン酸基(ホスホン酸基)の塩が挙げられる。また、リンオキソ酸基又はリンオキソ酸基に由来する置換基は、リン酸基が縮合した基(例えば、ピロリン酸基)、ホスホン酸が縮合した基(例えば、ポリホスホン酸基)、リン酸エステル基(例えば、モノメチルリン酸基、ポリオキシエチレンアルキルリン酸基)、アルキルホスホン酸基(例えば、メチルホスホン酸基)などであってもよい。 More specific examples of the phosphorus oxo acid group or substituent derived from a phosphorus oxo acid group include a phosphate group (-PO 3 H 2 ), a salt of a phosphate group, a phosphorous acid (phosphonic acid) group (-PO 2 H 2 ), and a salt of a phosphite (phosphonic acid) group. Furthermore, the phosphorus oxo acid group or the substituent derived from a phosphorus oxo acid group may be a group in which a phosphate group is condensed (e.g., a pyrophosphate group), a group in which a phosphonic acid is condensed (e.g., a polyphosphonic acid group), a phosphate ester group (e.g., a monomethyl phosphate group, a polyoxyethylene alkyl phosphate group), an alkyl phosphonic acid group (e.g., a methylphosphonic acid group), or the like.

また、硫黄オキソ酸基(硫黄オキソ酸基又は硫黄オキソ酸基に由来する置換基)は、例えば下記式(2)で表される置換基である。各繊維状セルロースには、下記式(2)で表される置換基が複数導入されていてもよい。この場合、複数導入される下記式(2)で表される置換基はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。 Furthermore, the sulfur oxoacid group (a sulfur oxoacid group or a substituent derived from a sulfur oxoacid group) is, for example, a substituent represented by the following formula (2). Multiple substituents represented by the following formula (2) may be introduced into each fibrous cellulose. In this case, the multiple introduced substituents represented by the following formula (2) may be the same or different.

上記構造式中、bおよびnは自然数であり、pは0または1であり、mは任意の数である(ただし、1=b×mである)。なお、nが2以上である場合、複数あるpは同一の数であってもよく、異なる数であってもよい。上記構造式中、βb+は有機物または無機物からなる1価以上の陽イオンである。有機物からなる1価以上の陽イオンとしては、有機オニウムイオンを挙げることができる。有機オニウムイオンとしては、例えば、有機アンモニウムイオンや有機ホスホニウムイオンを挙げることができる。有機アンモニウムイオンとしては、例えば、脂肪族アンモニウムイオンや芳香族アンモニウムイオンを挙げることができ、有機ホスホニウムイオンとしては、例えば、脂肪族ホスホニウムイオンや芳香族ホスホニウムイオンを挙げることができる。無機物からなる1価以上の陽イオンとしては、ナトリウム、カリウム、若しくはリチウム等のアルカリ金属のイオンや、カルシウム、若しくはマグネシウム等の2価金属のイオン、水素イオン、アンモニウムイオン等が挙げられる。なお、繊維状セルロースに上記式(2)で表される複数種の置換基が導入される場合には、複数存在するβb+はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。有機物又は無機物からなる1価以上の陽イオンとしては、βb+を含む繊維原料を加熱した際に黄変しにくく、また工業的に利用し易いナトリウム、又はカリウムのイオンが好ましいが、特に限定されない。 In the structural formula, b and n are natural numbers, p is 0 or 1, and m is any number (wherein 1 = b × m). When n is 2 or greater, the multiple p's may be the same or different. In the structural formula, β b+ is a monovalent or higher cation composed of an organic or inorganic substance. Examples of the monovalent or higher cation composed of an organic substance include organic onium ions. Examples of the organic onium ions include organic ammonium ions and organic phosphonium ions. Examples of the organic ammonium ions include aliphatic ammonium ions and aromatic ammonium ions, and examples of the organic phosphonium ions include aliphatic phosphonium ions and aromatic phosphonium ions. Examples of the monovalent or higher cation composed of an inorganic substance include ions of alkali metals such as sodium, potassium, or lithium, ions of divalent metals such as calcium or magnesium, hydrogen ions, and ammonium ions. When multiple types of substituents represented by the above formula (2) are introduced into the fibrous cellulose, the multiple β b+ may be the same or different. As the monovalent or higher cations consisting of organic or inorganic substances, sodium or potassium ions are preferred, but are not particularly limited, because they are less likely to yellow when the fiber raw material containing β b+ is heated and are easy to use industrially.

繊維状セルロースがイオン性置換基を有する場合、イオン性置換基の導入量は、例えば繊維状セルロース1g(質量)あたり0.05mmol/g以上であることが好ましく、0.10mmol/g以上であることがより好ましく、0.20mmol/g以上であることがさらに好ましく、0.40mmol/g以上であることが一層好ましく、0.60mmol/g以上であることが特に好ましい。また、繊維状セルロースに対するイオン性置換基の導入量は、例えば繊維状セルロース1g(質量)あたり5.20mmol/g以下であることが好ましく、3.65mmol/g以下であることがより好ましく、3.00mmol/g以下であることがさらに好ましく、2.50mmol/g以下であることが一層好ましく、2.00mmol/g以下であることが特に好ましい。ここで、単位mmol/gにおける分母は、イオン性置換基の対イオンが水素イオン(H)であるときの繊維状セルロースの質量を示す。イオン性置換基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維原料の微細化を容易とすることができ、繊維状セルロースの安定性を高めることが可能となる。また、イオン性置換基の導入量を上記範囲内とすることにより、高透明なシートが得られやすくなる。 When the fibrous cellulose has an ionic substituent, the amount of the ionic substituent introduced is, for example, preferably 0.05 mmol/g or more per 1 g (mass) of the fibrous cellulose, more preferably 0.10 mmol/g or more, even more preferably 0.20 mmol/g or more, even more preferably 0.40 mmol/g or more, and particularly preferably 0.60 mmol/g or more. Furthermore, the amount of the ionic substituent introduced into the fibrous cellulose is, for example, preferably 5.20 mmol/g or less per 1 g (mass) of the fibrous cellulose, more preferably 3.65 mmol/g or less, even more preferably 3.00 mmol/g or less, even more preferably 2.50 mmol/g or less, and particularly preferably 2.00 mmol/g or less. Here, the denominator in the unit mmol/g indicates the mass of the fibrous cellulose when the counter ion of the ionic substituent is a hydrogen ion (H + ). By setting the amount of the ionic substituent introduced within the above range, it is possible to easily refine the fiber raw material and improve the stability of the fibrous cellulose. Furthermore, by adjusting the amount of ionic substituent introduced to fall within the above range, a highly transparent sheet can be easily obtained.

なお、本実施形態において、繊維状セルロースにおけるイオン性置換基の導入量は0.5mmol/g未満であってもよい。このような繊維状セルロースは、イオン性置換基を有する繊維状セルロースに対して置換基除去処理を施してイオン性置換基導入量を0.5mmol/g未満としたものであることが好ましい。すなわち、繊維状セルロースは、置換基除去微細繊維状セルロースであってもよい。このように、イオン性置換基の導入量が0.5mmol/g未満の置換基除去微細繊維状セルロースを用いることにより、シートの加熱後の黄変をより効果的に抑制することも可能となる。 In this embodiment, the amount of ionic substituents introduced into the fibrous cellulose may be less than 0.5 mmol/g. Such fibrous cellulose is preferably obtained by subjecting fibrous cellulose having ionic substituents to a substituent removal treatment to reduce the amount of ionic substituents introduced to less than 0.5 mmol/g. In other words, the fibrous cellulose may be substituent-removed fine fibrous cellulose. In this way, by using substituent-removed fine fibrous cellulose having an ionic substituent introduction amount of less than 0.5 mmol/g, it is possible to more effectively suppress yellowing of the sheet after heating.

繊維状セルロースに対するイオン性置換基の導入量は、例えば中和滴定法により測定することができる。中和滴定法による測定では、得られた繊維状セルロースを含有するスラリーに、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリを加えながらpHの変化を求めることにより、導入量を測定する。 The amount of ionic substituents introduced into fibrous cellulose can be measured, for example, by neutralization titration. Measurement by neutralization titration involves adding an alkali, such as aqueous sodium hydroxide solution, to a slurry containing the obtained fibrous cellulose, and measuring the change in pH to determine the amount introduced.

図1は、リンオキソ酸基を有する繊維状セルロース含有スラリーに対するNaOH滴下量とpHの関係を示すグラフである。繊維状セルロースに対するリンオキソ酸基の導入量は、例えば次のように測定される。
まず、繊維状セルロースを含有するスラリーを強酸性イオン交換樹脂で処理する。なお、必要に応じて、強酸性イオン交換樹脂による処理の前に、後述の解繊処理工程と同様の解繊処理を測定対象に対して実施してもよい。
次いで、水酸化ナトリウム水溶液を加えながらpHの変化を観察し、図1の上側部に示すような滴定曲線を得る。図1の上側部に示した滴定曲線では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットしており、図1の下側部に示した滴定曲線では、アルカリを加えた量に対するpHの増分(微分値)(1/mmol)をプロットしている。この中和滴定では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットした曲線において、増分(pHのアルカリ滴下量に対する微分値)が極大となる点が二つ確認される。これらのうち、アルカリを加えはじめて先に得られる増分の極大点を第1終点と呼び、次に得られる増分の極大点を第2終点と呼ぶ。滴定開始から第1終点までに必要としたアルカリ量が、滴定に使用したスラリー中に含まれる繊維状セルロースの第1解離酸量と等しくなり、第1終点から第2終点までに必要としたアルカリ量が滴定に使用したスラリー中に含まれる繊維状セルロースの第2解離酸量と等しくなり、滴定開始から第2終点までに必要としたアルカリ量が滴定に使用したスラリー中に含まれる繊維状セルロースの総解離酸量と等しくなる。そして、滴定開始から第1終点までに必要としたアルカリ量を滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して得られる値が、リンオキソ酸基導入量(mmol/g)となる。なお、単にリンオキソ酸基導入量(又はリンオキソ酸基量)と言った場合は、第1解離酸量のことを表す。
なお、図1において、滴定開始から第1終点までの領域を第1領域と呼び、第1終点から第2終点までの領域を第2領域と呼ぶ。例えば、リンオキソ酸基がリン酸基の場合であって、このリン酸基が縮合を起こす場合、見かけ上、リンオキソ酸基における弱酸性基量(本明細書では第2解離酸量ともいう)が低下し、第1領域に必要としたアルカリ量と比較して第2領域に必要としたアルカリ量が少なくなる。一方、リンオキソ酸基における強酸性基量(本明細書では第1解離酸量ともいう)は、縮合の有無に関わらずリン原子の量と一致する。また、リンオキソ酸基が亜リン酸基の場合は、リンオキソ酸基に弱酸性基が存在しなくなるため、第2領域に必要としたアルカリ量が少なくなるか、第2領域に必要としたアルカリ量はゼロとなる場合もある。この場合、滴定曲線において、pHの増分が極大となる点は一つとなる。
1 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH added dropwise to a slurry containing fibrous cellulose having phosphorus oxo acid groups and pH. The amount of phosphorus oxo acid groups introduced into the fibrous cellulose is measured, for example, as follows.
First, a slurry containing fibrous cellulose is treated with a strongly acidic ion exchange resin. If necessary, the measurement object may be subjected to a defibration treatment similar to the defibration treatment step described below before the treatment with the strongly acidic ion exchange resin.
Next, the change in pH is observed while adding aqueous sodium hydroxide solution, and a titration curve such as that shown in the upper part of Figure 1 is obtained. The titration curve shown in the upper part of Figure 1 plots the measured pH against the amount of alkali added, while the titration curve shown in the lower part of Figure 1 plots the pH increment (derivative value) (1/mmol) against the amount of alkali added. In this neutralization titration, two points are identified in the curve plotting the measured pH against the amount of alkali added, where the increment (derivative value of pH with respect to the amount of alkali added) is maximized. Of these, the first maximum point of the increment after starting to add the alkali is called the first endpoint, and the next maximum point of the increment is called the second endpoint. The amount of alkali required from the start of titration to the first endpoint is equal to the amount of first dissociated acid of the fibrous cellulose contained in the slurry used for titration, the amount of alkali required from the first endpoint to the second endpoint is equal to the amount of second dissociated acid of the fibrous cellulose contained in the slurry used for titration, and the amount of alkali required from the start of titration to the second endpoint is equal to the total amount of dissociated acid of the fibrous cellulose contained in the slurry used for titration.The value obtained by dividing the amount of alkali required from the start of titration to the first endpoint by the solids content (g) in the slurry to be titrated is the amount of phosphorus oxo acid group introduced (mmol/g).Note that when simply referring to the amount of phosphorus oxo acid group introduced (or amount of phosphorus oxo acid group), it refers to the amount of first dissociated acid.
In FIG. 1 , the region from the start of titration to the first endpoint is referred to as the first region, and the region from the first endpoint to the second endpoint is referred to as the second region. For example, when the phosphorus oxoacid group is a phosphate group and this phosphate group undergoes condensation, the amount of weakly acidic groups in the phosphorus oxoacid group (also referred to herein as the second dissociated acid amount) appears to decrease, and the amount of alkali required in the second region is smaller than the amount of alkali required in the first region. On the other hand, the amount of strongly acidic groups in the phosphorus oxoacid group (also referred to herein as the first dissociated acid amount) corresponds to the amount of phosphorus atoms regardless of whether condensation occurs. Furthermore, when the phosphorus oxoacid group is a phosphite group, the phosphorus oxoacid group no longer contains weakly acidic groups, so the amount of alkali required in the second region is reduced or may even be zero. In this case, there is only one point on the titration curve where the pH increment is maximized.

なお、上述のリンオキソ酸基導入量(mmol/g)は、分母が酸型の繊維状セルロースの質量を示すことから、酸型の繊維状セルロースが有するリンオキソ酸基量(以降、リンオキソ酸基量(酸型)と呼ぶ)を示している。一方で、リンオキソ酸基の対イオンが電荷当量となるように任意の陽イオンCに置換されている場合は、分母を当該陽イオンCが対イオンであるときの繊維状セルロースの質量に変換することで、陽イオンCが対イオンである繊維状セルロースが有するリンオキソ酸基量(以降、リンオキソ酸基量(C型))を求めることができる。
すなわち、下記計算式によって算出する。
リンオキソ酸基量(C型)=リンオキソ酸基量(酸型)/{1+(W-1)×A/1000}
A[mmol/g]:繊維状セルロースが有するリンオキソ酸基由来の総アニオン量(リンオキソ酸基の総解離酸量)
W:陽イオンCの1価あたりの式量(例えば、Naは23、Alは9)
The above-mentioned amount of introduced phosphorus oxoacid groups (mmol/g) indicates the amount of phosphorus oxoacid groups possessed by the acid-form fibrous cellulose (hereinafter referred to as the amount of phosphorus oxoacid groups (acid form)), since the denominator indicates the mass of the acid-form fibrous cellulose. On the other hand, when the counter ions of the phosphorus oxoacid groups are substituted with any cation C so as to be charge equivalent, the amount of phosphorus oxoacid groups possessed by the fibrous cellulose with the cation C as the counter ion (hereinafter referred to as the amount of phosphorus oxoacid groups (C form)) can be determined by converting the denominator to the mass of the fibrous cellulose when the cation C is the counter ion.
That is, it is calculated using the following formula.
Amount of phosphorus oxoacid group (C type)=Amount of phosphorus oxoacid group (acid type)/{1+(W−1)×A/1000}
A [mmol/g]: total amount of anions derived from phosphorus oxoacid groups in the fibrous cellulose (total amount of dissociated acids from phosphorus oxoacid groups)
W: Formula weight per valence of cation C (for example, Na is 23, Al is 9)

図2は、イオン性置換基としてカルボキシ基を有する繊維状セルロースを含有する分散液に対するNaOH滴下量とpHの関係を示すグラフである。繊維状セルロースに対するカルボキシ基の導入量は、例えば次のように測定される。
まず、繊維状セルロースを含有する分散液を強酸性イオン交換樹脂で処理する。なお、必要に応じて、強酸性イオン交換樹脂による処理の前に、後述の解繊処理工程と同様の解繊処理を測定対象に対して実施してもよい。
次いで、水酸化ナトリウム水溶液を加えながらpHの変化を観察し、図2の上側部に示すような滴定曲線を得る。図2の上側部に示した滴定曲線では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットしており、図2の下側部に示した滴定曲線では、アルカリを加えた量に対するpHの増分(微分値)(1/mmol)をプロットしている。この中和滴定では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットした曲線において、増分(pHのアルカリ滴下量に対する微分値)が極大となる点が一つ確認され、この極大点を第1終点と呼ぶ。ここで、図2における滴定開始から第1終点までの領域を第1領域と呼ぶ。第1領域で必要としたアルカリ量が、滴定に使用した分散液中のカルボキシ基量と等しくなる。そして、滴定曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象の繊維状セルロースを含有する分散液中の固形分(g)で除すことで、カルボキシ基の導入量(mmol/g)を算出する。
2 is a graph showing the relationship between the amount of NaOH added dropwise to a dispersion containing fibrous cellulose having carboxy groups as ionic substituents and the pH. The amount of carboxy groups introduced into the fibrous cellulose is measured, for example, as follows.
First, a dispersion containing fibrous cellulose is treated with a strongly acidic ion exchange resin. If necessary, the measurement object may be subjected to a defibration treatment similar to the defibration treatment step described below before the treatment with the strongly acidic ion exchange resin.
Next, the change in pH was observed while adding aqueous sodium hydroxide solution, and a titration curve such as that shown in the upper part of Figure 2 was obtained. The titration curve shown in the upper part of Figure 2 plots the measured pH against the amount of alkali added, while the titration curve shown in the lower part of Figure 2 plots the pH increment (differential value) (1/mmol) against the amount of alkali added. In this neutralization titration, a single point was identified in the curve plotting the measured pH against the amount of alkali added, where the increment (differential value of pH with respect to the amount of alkali added) was maximized. This maximum point is referred to as the first endpoint. The region from the start of titration to the first endpoint in Figure 2 is referred to as the first region. The amount of alkali required in the first region is equal to the amount of carboxy groups in the dispersion used for titration. The amount of alkali introduced (mmol/g) was then calculated by dividing the amount of alkali required in the first region of the titration curve (mmol) by the solids content (g) in the dispersion containing the fibrous cellulose to be titrated.

なお、上述のカルボキシ基導入量(mmol/g)は、分母が酸型の繊維状セルロースの質量であることから、酸型の繊維状セルロースが有するカルボキシ基量(以降、カルボキシ基量(酸型)と呼ぶ)を示している。一方で、カルボキシ基の対イオンが電荷当量となるように任意の陽イオンCに置換されている場合は、分母を当該陽イオンCが対イオンであるときの繊維状セルロースの質量に変換することで、陽イオンCが対イオンである繊維状セルロースが有するカルボキシ基量(以降、カルボキシ基量(C型))を求めることができる。すなわち、下記計算式によって算出する。
カルボキシ基量(C型)=カルボキシ基量(酸型)/{1+(W-1)×(カルボキシ基量(酸型))/1000}
W:陽イオンCの1価あたりの式量(例えば、Naは23、Alは9)
The above-mentioned amount of carboxy groups introduced (mmol/g) indicates the amount of carboxy groups in the acid-form fibrous cellulose (hereinafter referred to as the amount of carboxy groups (acid form)), since the denominator is the mass of the acid-form fibrous cellulose. On the other hand, when the counter ions of the carboxy groups are substituted with any cation C so as to be the charge equivalent, the amount of carboxy groups in the fibrous cellulose in which the cation C is the counter ion (hereinafter referred to as the amount of carboxy groups (C form)) can be determined by converting the denominator to the mass of the fibrous cellulose when the cation C is the counter ion. That is, it is calculated using the following formula:
Amount of carboxyl group (C type)=Amount of carboxyl group (acid type)/{1+(W−1)×(Amount of carboxyl group (acid type))/1000}
W: Formula weight per valence of cation C (for example, Na is 23, Al is 9)

滴定法によるイオン性置換基量の測定においては、水酸化ナトリウム水溶液1滴の滴下量が多すぎる場合や、滴定間隔が短すぎる場合、本来より低いイオン性置換基量となるなど正確な値が得られないことがある。適切な滴下量、滴定間隔としては、例えば、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を5~30秒に10~50μLずつ滴定するなどが望ましい。また、繊維状セルロース含有スラリーに溶解した二酸化炭素の影響を排除するため、例えば、滴定開始の15分前から滴定終了まで、窒素ガスなどの不活性ガスをスラリーに吹き込みながら測定するなどが望ましい。 When measuring the amount of ionic substituents using titration, adding too much sodium hydroxide solution or titrating too quickly can result in a lower amount of ionic substituents than expected, making it difficult to obtain accurate values. An appropriate amount and titration interval, for example, is to titrate 10 to 50 μL of 0.1 N sodium hydroxide solution every 5 to 30 seconds. Additionally, to eliminate the effects of carbon dioxide dissolved in the fibrous cellulose-containing slurry, it is advisable to measure while blowing an inert gas such as nitrogen gas into the slurry, for example, from 15 minutes before the start of titration until the end of titration.

また、繊維状セルロースに対する硫黄オキソ酸基又はスルホン基の導入量は、繊維状セルロースを含むスラリーを凍結乾燥し、さらに粉砕した試料の硫黄量を測定することで算出することができる。具体的には、繊維状セルロースを含むスラリーを凍結乾燥し、さらに粉砕した試料を、密閉容器中で硝酸を用いて加圧加熱分解した後、適宜希釈してICP-OESで硫黄量を測定する。供試した繊維状セルロースの絶乾質量で割り返して算出した値を繊維状セルロースの硫黄オキソ酸基量又はスルホン基量(単位:mmol/g)とする。 The amount of sulfur oxoacid groups or sulfonic groups introduced into fibrous cellulose can be calculated by freeze-drying a slurry containing fibrous cellulose and then pulverizing the sample to measure the amount of sulfur. Specifically, a slurry containing fibrous cellulose is freeze-dried, and the resulting pulverized sample is subjected to pressure-heat decomposition using nitric acid in a sealed container, after which the sample is appropriately diluted and the amount of sulfur measured using ICP-OES. The value calculated by dividing this value by the bone-dry mass of the fibrous cellulose tested is taken as the amount of sulfur oxoacid groups or sulfonic groups (unit: mmol/g) of the fibrous cellulose.

繊維状セルロースに対するザンテート基の導入量は、Bredee法により以下の方法で測定することができる。まず、繊維状セルロース1.5質量部(絶乾質量)に飽和塩化アンモニウム溶液を40mL添加し、ガラス棒でサンプルを潰しながらよく混合し、約15分間放置後、GFPろ紙(ADVANTEC社製GS-25)でろ過して、飽和塩化アンモニウム溶液で十分に洗浄する。次いで、サンプルをGFPろ紙ごと500mLのトールビーカーに入れ、0.5M水酸化ナトリウム溶液(5℃)を50mL添加して撹拌し、15分間放置する。溶液がピンク色になるまでフェノールフタレイン溶液を添加した後、1.5M酢酸を添加して、溶液がピンク色から無色になった点を中和点とする。中和後蒸留水を250mL添加してよく撹拌し、1.5M酢酸10mL、0.05mol/Lヨウ素溶液10mLをホールピペットを使用して添加する。そして、この溶液を0.05mol/Lチオ硫酸ナトリウム溶液で滴定し、チオ硫酸ナトリウムの滴定量、繊維状セルロースの絶乾質量より次式からザンテート基量を算出する。
ザンテート基量(mmol/g)=(0.05×10×2-0.05×チオ硫酸ナトリウム滴定量(mL))/1000/繊維状セルロースの絶乾質量(g)
The amount of xanthate groups introduced into fibrous cellulose can be measured by the Breedee method using the following method. First, 40 mL of saturated ammonium chloride solution was added to 1.5 parts by mass (bone dry mass) of fibrous cellulose, and the sample was crushed with a glass rod while mixing thoroughly. After leaving for about 15 minutes, the sample was filtered through GFP filter paper (GS-25 manufactured by ADVANTEC Co., Ltd.) and thoroughly washed with saturated ammonium chloride solution. Next, the sample was placed in a 500 mL tall beaker with the GFP filter paper, and 50 mL of 0.5 M sodium hydroxide solution (5 ° C.) was added and stirred, and the mixture was left for 15 minutes. After adding phenolphthalein solution until the solution turned pink, 1.5 M acetic acid was added, and the point at which the solution changed from pink to colorless was taken as the neutralization point. After neutralization, 250 mL of distilled water was added and stirred thoroughly, and 10 mL of 1.5 M acetic acid and 10 mL of 0.05 mol / L iodine solution were added using a whole pipette. Then, this solution is titrated with a 0.05 mol/L sodium thiosulfate solution, and the amount of xanthate groups is calculated using the following formula from the titration amount of sodium thiosulfate and the bone dry mass of the fibrous cellulose.
Amount of xanthate group (mmol/g) = (0.05 × 10 × 2 - 0.05 × sodium thiosulfate titration amount (mL)) / 1000 / bone dry mass of fibrous cellulose (g)

繊維状セルロースに対するカチオン基の導入量は、微量窒素分析を行い、下記式で算出することができる。
(カチオン基量)[mmol/g]=(窒素量)[g]/14×1000/(供試した微細繊維状セルロース量)[g]
The amount of cationic groups introduced into the fibrous cellulose can be calculated by the following formula after performing a trace nitrogen analysis.
(Amount of cationic groups) [mmol/g] = (Amount of nitrogen) [g] / 14 × 1000 / (Amount of fine fibrous cellulose tested) [g]

(微細繊維状セルロースの製造方法)
<繊維原料>
微細繊維状セルロースは、セルロースを含む繊維原料から製造される。セルロースを含む繊維原料としては、特に限定されないが、入手しやすく安価である点からパルプを用いることが好ましい。パルプとしては、例えば木材パルプ、非木材パルプ、及び脱墨パルプが挙げられる。木材パルプとしては、特に限定されないが、例えば広葉樹クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹クラフトパルプ(NBKP)、サルファイトパルプ(SP)、溶解パルプ(DP)、ソーダパルプ(AP)、未晒しクラフトパルプ(UKP)及び酸素漂白クラフトパルプ(OKP)等の化学パルプ、セミケミカルパルプ(SCP)及びケミグラウンドウッドパルプ(CGP)等の半化学パルプ、砕木パルプ(GP)及びサーモメカニカルパルプ(TMP、BCTMP)等の機械パルプ等が挙げられる。非木材パルプとしては、特に限定されないが、例えばコットンリンター及びコットンリント等の綿系パルプ、麻、麦わら及びバガス等の非木材系パルプが挙げられる。脱墨パルプとしては、特に限定されないが、例えば古紙を原料とする脱墨パルプが挙げられる。本実施態様のパルプは上記の1種を単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。上記パルプの中でも、入手のしやすさという観点からは、例えば木材パルプ及び脱墨パルプが好ましい。また、木材パルプの中でも、セルロース比率が大きく解繊処理時の微細繊維状セルロースの収率が高い観点や、パルプ中のセルロースの分解が小さく軸比の大きい長繊維の微細繊維状セルロースが得られる観点から、例えば化学パルプがより好ましく、クラフトパルプ、サルファイトパルプがさらに好ましい。なお、軸比の大きい長繊維の微細繊維状セルロースを用いると粘度が高くなる傾向がある。
(Method for producing fine fibrous cellulose)
<Fiber raw materials>
Fine fibrous cellulose is produced from a cellulose-containing fiber raw material. The cellulose-containing fiber raw material is not particularly limited, but pulp is preferably used because it is readily available and inexpensive. Examples of pulp include wood pulp, non-wood pulp, and deinked pulp. Examples of wood pulp include, but are not limited to, chemical pulps such as hardwood kraft pulp (LBKP), softwood kraft pulp (NBKP), sulfite pulp (SP), dissolving pulp (DP), soda pulp (AP), unbleached kraft pulp (UKP), and oxygen-bleached kraft pulp (OKP), semi-chemical pulps such as semi-chemical pulp (SCP) and chemi-groundwood pulp (CGP), and mechanical pulps such as groundwood pulp (GP) and thermomechanical pulp (TMP, BCTMP). Non-wood pulps include, but are not limited to, cotton-based pulps such as cotton linters and cotton lint, and non-wood pulps such as hemp, wheat straw, and bagasse. Deinked pulps include, but are not limited to, deinked pulp made from recycled paper. The pulp of this embodiment may be used alone or in combination with two or more of the above. Among the above pulps, wood pulp and deinked pulp are preferred from the viewpoint of ease of availability. Furthermore, among wood pulps, chemical pulps are more preferred, and kraft pulp and sulfite pulp are even more preferred, from the viewpoints of a high cellulose content, a high yield of fine fibrous cellulose during defibration treatment, and the small amount of cellulose decomposition in the pulp, allowing for the production of long-fiber fine fibrous cellulose with a large axial ratio. The use of long-fiber fine fibrous cellulose with a large axial ratio tends to increase viscosity.

セルロースを含む繊維原料としては、例えばホヤ類に含まれるセルロースや、酢酸菌が生成するバクテリアセルロースを利用することもできる。また、セルロースを含む繊維原料に代えて、キチン、キトサンなどの直鎖型の含窒素多糖高分子が形成する繊維を用いることもできる。 Cellulose-containing fiber raw materials include, for example, cellulose contained in sea squirts and bacterial cellulose produced by acetic acid bacteria. Furthermore, instead of cellulose-containing fiber raw materials, fibers formed from linear nitrogen-containing polysaccharide polymers such as chitin and chitosan can also be used.

<リンオキソ酸基導入工程>
微細繊維状セルロースの製造工程は、イオン性置換基導入工程を含むことが好ましく、イオン性置換基導入工程としては、例えば、リンオキソ酸基導入工程が挙げられる。リンオキソ酸基導入工程は、セルロースを含む繊維原料が有する水酸基と反応することで、リンオキソ酸基を導入できる化合物から選択される少なくとも1種の化合物(以下、「化合物A」ともいう)を、セルロースを含む繊維原料に作用させる工程である。この工程により、リンオキソ酸基導入繊維が得られることとなる。
<Phosphorus oxoacid group introduction step>
The process for producing fine fibrous cellulose preferably includes a step of introducing an ionic substituent, and examples of the step of introducing an ionic substituent include a step of introducing a phosphorus oxo acid group. The step of introducing a phosphorus oxo acid group is a step of reacting a cellulose-containing fiber raw material with at least one compound (hereinafter also referred to as "compound A") selected from compounds capable of introducing a phosphorus oxo acid group by reacting with a hydroxyl group possessed by the cellulose-containing fiber raw material. This step results in the production of a fiber into which a phosphorus oxo acid group has been introduced.

本実施形態に係るリンオキソ酸基導入工程では、セルロースを含む繊維原料と化合物Aの反応を、尿素及びその誘導体から選択される少なくとも1種(以下、「化合物B」ともいう)の存在下で行ってもよい。一方で、化合物Bが存在しない状態において、セルロースを含む繊維原料と化合物Aの反応を行ってもよい。 In the phosphorus oxoacid group introduction process according to this embodiment, the reaction of the cellulose-containing fiber raw material with compound A may be carried out in the presence of at least one selected from urea and its derivatives (hereinafter also referred to as "compound B"). Alternatively, the reaction of the cellulose-containing fiber raw material with compound A may be carried out in the absence of compound B.

化合物Aを化合物Bとの共存下で繊維原料に作用させる方法の一例としては、乾燥状態、湿潤状態又はスラリー状の繊維原料に対して、化合物Aと化合物Bを混合する方法が挙げられる。これらのうち、反応の均一性が高いことから、乾燥状態又は湿潤状態の繊維原料を用いることが好ましく、特に乾燥状態の繊維原料を用いることが好ましい。繊維原料の形態は、特に限定されないが、例えば綿状や薄いシート状であることが好ましい。化合物A及び化合物Bは、それぞれ粉末状又は溶媒に溶解させた溶液状又は融点以上まで加熱して溶融させた状態で繊維原料に添加する方法が挙げられる。これらのうち、反応の均一性が高いことから、溶媒に溶解させた溶液状、特に水溶液の状態で添加することが好ましい。また、化合物Aと化合物Bは繊維原料に対して同時に添加してもよく、別々に添加してもよく、混合物として添加してもよい。化合物Aと化合物Bの添加方法としては、特に限定されないが、化合物Aと化合物Bが溶液状の場合は、繊維原料を溶液内に浸漬し吸液させたのちに取り出してもよいし、繊維原料に溶液を滴下してもよい。また、必要量の化合物Aと化合物Bを繊維原料に添加してもよいし、過剰量の化合物Aと化合物Bをそれぞれ繊維原料に添加した後に、圧搾や濾過によって余剰の化合物Aと化合物Bを除去してもよい。 One example of a method for reacting compound A with fiber raw materials in the presence of compound B is to mix compound A and compound B with dry, wet, or slurried fiber raw materials. Among these, using dry or wet fiber raw materials is preferred due to the high degree of reaction uniformity, and dry fiber raw materials are particularly preferred. The form of the fiber raw materials is not particularly limited, but is preferably in the form of a cotton or thin sheet. Compound A and compound B can be added to the fiber raw materials in powder form, in solution form in a solvent, or in a melted state by heating above their melting point. Among these, adding compound A and compound B in solution form in a solvent, particularly in aqueous solution form, is preferred due to the high degree of reaction uniformity. Compound A and compound B can be added to the fiber raw materials simultaneously, separately, or as a mixture. The method of adding compound A and compound B is not particularly limited. When compound A and compound B are in solution form, the fiber raw materials can be immersed in the solution and allowed to absorb the liquid before being removed, or the solution can be added dropwise to the fiber raw materials. Alternatively, the required amounts of compound A and compound B may be added to the fiber raw material, or excess amounts of compound A and compound B may be added to the fiber raw material, and then the excess compound A and compound B may be removed by squeezing or filtration.

本実施態様で使用する化合物Aとしては、リン原子を有し、セルロースとエステル結合を形成可能な化合物であればよく、リン酸もしくはその塩、亜リン酸もしくはその塩、脱水縮合リン酸もしくはその塩、無水リン酸(五酸化二リン)などが挙げられるが特に限定されない。リン酸としては、種々の純度のものを使用することができ、例えば100%リン酸(正リン酸)や85%リン酸を使用することができる。亜リン酸としては、99%亜リン酸(ホスホン酸)が挙げられる。脱水縮合リン酸は、リン酸が脱水反応により2分子以上縮合したものであり、例えばピロリン酸、ポリリン酸等を挙げることができる。リン酸塩、亜リン酸塩、脱水縮合リン酸塩としては、リン酸、亜リン酸又は脱水縮合リン酸のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などが挙げられ、これらは種々の中和度とすることができる。これらのうち、リンオキソ酸基の導入効率が高く、後述する解繊工程で解繊効率がより向上しやすく、低コストであり、かつ工業的に適用しやすい観点から、リン酸、リン酸のナトリウム塩、リン酸のカリウム塩、リン酸のアンモニウム塩又は亜リン酸、亜リン酸のナトリウム塩、亜リン酸のカリウム塩、亜リン酸のアンモニウム塩が好ましく、リン酸、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素アンモニウム、又は亜リン酸、亜リン酸ナトリウムがより好ましい。 Compound A used in this embodiment may be any compound that contains a phosphorus atom and is capable of forming an ester bond with cellulose. Examples include, but are not limited to, phosphoric acid or its salts, phosphorous acid or its salts, dehydrated condensed phosphoric acid or its salts, and phosphoric anhydride (diphosphorus pentoxide). Phosphoric acids of various purities can be used, such as 100% phosphoric acid (orthophosphoric acid) or 85% phosphoric acid. Phosphorous acids include 99% phosphorous acid (phosphonic acid). Dehydrated condensed phosphoric acids are formed by the condensation of two or more molecules of phosphoric acid through a dehydration reaction, and examples include pyrophosphoric acid and polyphosphoric acid. Phosphates, phosphites, and dehydrated condensed phosphates include lithium salts, sodium salts, potassium salts, and ammonium salts of phosphoric acid, phosphorous acid, or dehydrated condensed phosphoric acid, which can be neutralized to various degrees. Of these, from the viewpoints of high efficiency of introduction of phosphorus oxoacid groups, ease of improving defibration efficiency in the defibration step described below, low cost, and ease of industrial application, phosphoric acid, sodium salt of phosphoric acid, potassium salt of phosphoric acid, ammonium salt of phosphoric acid, or phosphorous acid, sodium salt of phosphorous acid, potassium salt of phosphorous acid, or ammonium salt of phosphorous acid are preferred, and phosphoric acid, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, or phosphorous acid, sodium phosphite are more preferred.

繊維原料に対する化合物Aの添加量は、特に限定されないが、例えば化合物Aの添加量をリン原子量に換算した場合において、繊維原料(絶乾質量)に対するリン原子の添加量が0.5質量%以上100質量%以下となることが好ましく、1質量%以上50質量%以下となることがより好ましく、2質量%以上30質量%以下となることがさらに好ましい。繊維原料に対するリン原子の添加量を上記範囲内とすることにより、微細繊維状セルロースの収率をより向上させることができる。一方で、繊維原料に対するリン原子の添加量を上記上限値以下とすることにより、収率向上の効果とコストのバランスをとることができる。 The amount of compound A added to the fiber raw material is not particularly limited. However, for example, when the amount of compound A added is converted into the amount of phosphorus atoms, the amount of phosphorus atoms added to the fiber raw material (bone dry mass) is preferably 0.5% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, and even more preferably 2% by mass or more and 30% by mass or less. By setting the amount of phosphorus atoms added to the fiber raw material within the above range, the yield of fine fibrous cellulose can be further improved. On the other hand, by setting the amount of phosphorus atoms added to the fiber raw material at or below the above upper limit, a balance can be achieved between the yield improvement effect and costs.

本実施態様で使用する化合物Bは、上述のとおり尿素及びその誘導体から選択される少なくとも1種である。化合物Bとしては、例えば尿素、ビウレット、1-フェニル尿素、1-ベンジル尿素、1-メチル尿素、及び1-エチル尿素などが挙げられる。
反応の均一性を向上させる観点から、化合物Bは水溶液として用いることが好ましい。また、反応の均一性をさらに向上させる観点からは、化合物Aと化合物Bの両方が溶解した水溶液を用いることが好ましい。
As described above, the compound B used in this embodiment is at least one selected from urea and its derivatives. Examples of the compound B include urea, biuret, 1-phenylurea, 1-benzylurea, 1-methylurea, and 1-ethylurea.
From the viewpoint of improving the uniformity of the reaction, it is preferable to use an aqueous solution of compound B. Furthermore, from the viewpoint of further improving the uniformity of the reaction, it is preferable to use an aqueous solution in which both compound A and compound B are dissolved.

繊維原料(絶乾質量)に対する化合物Bの添加量は、特に限定されないが、例えば1質量%以上500質量%以下であることが好ましく、10質量%以上400質量%以下であることがより好ましく、100質量%以上350質量%以下であることがさらに好ましい。 The amount of compound B added relative to the fiber raw material (bone dry mass) is not particularly limited, but is preferably 1% by mass or more and 500% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 400% by mass or less, and even more preferably 100% by mass or more and 350% by mass or less.

セルロースを含む繊維原料と化合物Aの反応においては、化合物Bの他に、例えばアミド類又はアミン類を反応系に含んでもよい。アミド類としては、例えばホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセトアミド、ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。アミン類としては、例えばメチルアミン、エチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ピリジン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどが挙げられる。これらの中でも、特にトリエチルアミンは良好な反応触媒として働くことが知られている。 In the reaction of cellulose-containing fiber raw materials with compound A, in addition to compound B, the reaction system may contain, for example, amides or amines. Examples of amides include formamide, dimethylformamide, acetamide, and dimethylacetamide. Examples of amines include methylamine, ethylamine, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, pyridine, ethylenediamine, and hexamethylenediamine. Among these, triethylamine in particular is known to act as a good reaction catalyst.

リンオキソ酸基導入工程においては、繊維原料に化合物A等を添加又は混合した後、当該繊維原料に対して加熱処理を施すことが好ましい。加熱処理温度としては、繊維の熱分解や加水分解反応を抑えながら、リンオキソ酸基を効率的に導入できる温度を選択することが好ましい。加熱処理温度は、例えば50℃以上300℃以下であることが好ましく、100℃以上250℃以下であることがより好ましく、130℃以上200℃以下であることがさらに好ましい。また、加熱処理には、種々の熱媒体を有する機器を利用することができ、例えば熱風乾燥装置、撹拌乾燥装置、回転乾燥装置、円盤乾燥装置、ロール型加熱装置、プレート型加熱装置、流動層乾燥装置、バンド型乾燥装置、ろ過乾燥装置、振動流動乾燥装置、気流乾燥装置、減圧乾燥装置、赤外線加熱装置、遠赤外線加熱装置、マイクロ波加熱装置、高周波乾燥装置を用いることができる。 In the phosphorus oxo acid group introduction step, compound A or the like is preferably added to or mixed with the fiber raw material, and then the fiber raw material is subjected to a heat treatment. The heat treatment temperature is preferably selected so that the phosphorus oxo acid group can be efficiently introduced while suppressing thermal decomposition and hydrolysis of the fiber. The heat treatment temperature is preferably, for example, 50°C to 300°C, more preferably 100°C to 250°C, and even more preferably 130°C to 200°C. Furthermore, various types of equipment with heat transfer media can be used for the heat treatment, including hot air dryers, agitator dryers, rotary dryers, disk dryers, roll-type heaters, plate-type heaters, fluidized bed dryers, band dryers, filtration dryers, vibration fluidized dryers, flash dryers, reduced-pressure dryers, infrared heaters, far-infrared heaters, microwave heaters, and high-frequency dryers.

本実施形態に係る加熱処理においては、例えば薄いシート状の繊維原料に化合物Aを含浸等の方法により添加した後、加熱する方法や、ニーダー等で繊維原料と化合物Aを混練又は撹拌しながら加熱する方法を採用することができる。これにより、繊維原料における化合物Aの濃度ムラを抑制して、繊維原料に含まれるセルロース繊維表面へより均一にリンオキソ酸基を導入することが可能となる。これは、乾燥に伴い水分子が繊維原料表面に移動する際、溶存する化合物Aが表面張力によって水分子に引き付けられ、同様に繊維原料表面に移動してしまう(すなわち、化合物Aの濃度ムラを生じてしまう)ことを抑制できることに起因するものと考えられる。 The heat treatment according to this embodiment can employ, for example, a method in which compound A is added to a thin sheet-like fiber raw material by a method such as impregnation, followed by heating, or a method in which the fiber raw material and compound A are heated while being kneaded or stirred using a kneader or the like. This makes it possible to suppress unevenness in the concentration of compound A in the fiber raw material and more uniformly introduce phosphorus oxoacid groups onto the surface of the cellulose fibers contained in the fiber raw material. This is thought to be because, when water molecules move to the surface of the fiber raw material as it dries, dissolved compound A is attracted to the water molecules by surface tension, preventing it from migrating to the surface of the fiber raw material in the same way (i.e., causing unevenness in the concentration of compound A).

また、加熱処理に用いる加熱装置は、例えばスラリーが保持する水分、及び化合物Aと繊維原料中のセルロース等が含む水酸基等との脱水縮合(リン酸エステル化)反応に伴って生じる水分、を常に装置系外に排出できる装置であることが好ましい。このような加熱装置としては、例えば送風方式のオーブン等が挙げられる。装置系内の水分を常に排出することにより、リン酸エステル化の逆反応であるリン酸エステル結合の加水分解反応を抑制できることに加えて、繊維中の糖鎖の酸加水分解を抑制することもできる。このため、軸比の高い微細繊維状セルロースを得ることが可能となる。 The heating device used for the heat treatment is preferably one that can constantly discharge, to the outside of the system, moisture contained in the slurry and moisture generated in the dehydration condensation (phosphate esterification) reaction between compound A and hydroxyl groups contained in cellulose or other components in the fiber raw material. An example of such a heating device is an oven that uses a blower. By constantly discharging moisture from within the system, it is possible to suppress the hydrolysis of phosphate ester bonds, which is the reverse reaction of phosphate esterification, as well as the acid hydrolysis of sugar chains in the fibers. This makes it possible to obtain fine fibrous cellulose with a high axial ratio.

加熱処理の時間は、例えば繊維原料から実質的に水分が除かれてから1秒以上300分以下であることが好ましく、1秒以上1000秒以下であることがより好ましく、10秒以上800秒以下であることがさらに好ましい。本実施形態では、加熱温度と加熱時間を適切な範囲とすることにより、リンオキソ酸基の導入量を好ましい範囲内とすることができる。 The heat treatment time is preferably from 1 second to 300 minutes after the moisture has been substantially removed from the fiber raw material, more preferably from 1 second to 1,000 seconds, and even more preferably from 10 seconds to 800 seconds. In this embodiment, by setting the heating temperature and heating time within appropriate ranges, the amount of phosphorus oxo acid groups introduced can be kept within the preferred range.

リンオキソ酸基導入工程は、少なくとも1回行えば良いが、2回以上繰り返して行うこともできる。2回以上のリンオキソ酸基導入工程を行うことにより、繊維原料に対して多くのリンオキソ酸基を導入することができる。 The phosphorus oxo acid group introduction process needs to be carried out at least once, but can also be repeated two or more times. By carrying out the phosphorus oxo acid group introduction process two or more times, it is possible to introduce many phosphorus oxo acid groups into the fiber raw material.

繊維原料に対するリンオキソ酸基の導入量は、例えば繊維原料1g(質量)あたり0.05mmol/g以上であることが好ましく、0.10mmol/g以上であることがより好ましく、0.20mmol/g以上であることがさらに好ましく、0.40mmol/g以上であることが一層好ましく、0.60mmol/g以上であることが特に好ましい。また、繊維原料に対するリンオキソ酸基の導入量は、例えば繊維原料1g(質量)あたり5.20mmol/g以下であることが好ましく、3.65mmol/g以下であることがより好ましく、3.00mmol/g以下であることがさらに好ましく、2.50mmol/g以下であることが一層好ましく、2.00mmol/g以下であることが特に好ましい。リンオキソ酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維原料の微細化を容易にし、微細繊維状セルロースの安定性を高めることができる。また、リンオキソ酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、加熱時の黄変が抑制されたシートが得られやすくなる。 The amount of phosphorus oxoacid groups introduced into the fiber raw material is, for example, preferably 0.05 mmol/g or more per 1 g (mass) of fiber raw material, more preferably 0.10 mmol/g or more, even more preferably 0.20 mmol/g or more, even more preferably 0.40 mmol/g or more, and particularly preferably 0.60 mmol/g or more. The amount of phosphorus oxoacid groups introduced into the fiber raw material is, for example, preferably 5.20 mmol/g or less per 1 g (mass) of fiber raw material, more preferably 3.65 mmol/g or less, even more preferably 3.00 mmol/g or less, even more preferably 2.50 mmol/g or less, and particularly preferably 2.00 mmol/g or less. By keeping the amount of phosphorus oxoacid groups introduced within the above range, it is possible to easily refine the fiber raw material and improve the stability of the fine fibrous cellulose. Furthermore, by keeping the amount of phosphorus oxoacid groups introduced within the above range, it is easier to obtain a sheet that exhibits reduced yellowing upon heating.

<カルボキシ基導入工程>
微細繊維状セルロースの製造工程は、イオン性置換基導入工程として、例えば、カルボキシ基導入工程を含んでもよい。カルボキシ基導入工程は、セルロースを含む繊維原料に対し、オゾン酸化やフェントン法による酸化、TEMPO酸化処理などの酸化処理やカルボン酸由来の基を有する化合物もしくはその誘導体、又はカルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物もしくはその誘導体によって処理することにより行われる。
<Carboxy group introduction step>
The process for producing fine fibrous cellulose may include, for example, a carboxyl group introduction step as an ionic substituent introduction step. The carboxyl group introduction step is carried out by subjecting a cellulose-containing fiber raw material to an oxidation treatment such as ozone oxidation, oxidation by the Fenton method, or TEMPO oxidation treatment, or by treating the cellulose-containing fiber raw material with a compound having a carboxylic acid-derived group or a derivative thereof, or an acid anhydride of a compound having a carboxylic acid-derived group or a derivative thereof.

カルボン酸由来の基を有する化合物としては、特に限定されないが、例えばマレイン酸、コハク酸、フタル酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、イタコン酸等のジカルボン酸化合物やクエン酸、アコニット酸等のトリカルボン酸化合物が挙げられる。また、カルボン酸由来の基を有する化合物の誘導体としては、特に限定されないが、例えばカルボキシ基を有する化合物の酸無水物のイミド化物、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物の誘導体が挙げられる。カルボキシ基を有する化合物の酸無水物のイミド化物としては、特に限定されないが、例えばマレイミド、コハク酸イミド、フタル酸イミド等のジカルボン酸化合物のイミド化物が挙げられる。 Compounds having a carboxylic acid-derived group include, but are not limited to, dicarboxylic acid compounds such as maleic acid, succinic acid, phthalic acid, fumaric acid, glutaric acid, adipic acid, and itaconic acid, and tricarboxylic acid compounds such as citric acid and aconitic acid. Derivatives of compounds having a carboxylic acid-derived group include, but are not limited to, imidized products of acid anhydrides of compounds having a carboxy group, and derivatives of acid anhydrides of compounds having a carboxy group. Imidized products of acid anhydrides of compounds having a carboxy group include, but are not limited to, imidized products of dicarboxylic acid compounds such as maleimide, succinimide, and phthalimide.

カルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物としては、特に限定されないが、例えば無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水イタコン酸等のジカルボン酸化合物の酸無水物が挙げられる。また、カルボン酸由来の基を有する化合物の酸無水物の誘導体としては、特に限定されないが、例えばジメチルマレイン酸無水物、ジエチルマレイン酸無水物、ジフェニルマレイン酸無水物等のカルボキシ基を有する化合物の酸無水物の少なくとも一部の水素原子が、アルキル基、フェニル基等の置換基により置換されたものが挙げられる。 Acid anhydrides of compounds having a group derived from carboxylic acid include, but are not limited to, acid anhydrides of dicarboxylic acid compounds such as maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride, glutaric anhydride, adipic anhydride, and itaconic anhydride. Furthermore, derivatives of acid anhydrides of compounds having a group derived from carboxylic acid include, but are not limited to, acid anhydrides of compounds having carboxy groups such as dimethylmaleic anhydride, diethylmaleic anhydride, and diphenylmaleic anhydride, in which at least some of the hydrogen atoms have been substituted with substituents such as alkyl groups or phenyl groups.

カルボキシ基導入工程において、TEMPO酸化処理を行う場合には、例えばその処理をpHが6以上8以下の条件で行うことが好ましい。このような処理は、中性TEMPO酸化処理ともいう。中性TEMPO酸化処理は、例えばリン酸ナトリウム緩衝液(pH=6.8)に、繊維原料としてパルプと、触媒としてTEMPO(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル)等のニトロキシラジカル、犠牲試薬として次亜塩素酸ナトリウムを添加することで行うことができる。さらに亜塩素酸ナトリウムを共存させることによって、酸化の過程で発生するアルデヒドを、効率的にカルボキシ基まで酸化することができる。また、TEMPO酸化処理は、その処理をpHが10以上11以下の条件で行ってもよい。このような処理は、アルカリTEMPO酸化処理ともいう。アルカリTEMPO酸化処理は、例えば繊維原料としてのパルプに対し、触媒としてTEMPO等のニトロキシラジカルと、共触媒として臭化ナトリウムと、酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムを添加することにより行うことができる。 When TEMPO oxidation treatment is performed in the carboxyl group introduction process, it is preferable to perform the treatment under conditions of pH 6 or higher and 8 or lower. This type of treatment is also known as neutral TEMPO oxidation treatment. Neutral TEMPO oxidation treatment can be performed, for example, by adding pulp as the fiber raw material, a nitroxy radical such as TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl) as a catalyst, and sodium hypochlorite as a sacrificial reagent to a sodium phosphate buffer solution (pH = 6.8). Furthermore, by adding sodium chlorite, aldehydes generated during the oxidation process can be efficiently oxidized to carboxyl groups. TEMPO oxidation treatment may also be performed under conditions of pH 10 or higher and 11 or lower. This type of treatment is also known as alkaline TEMPO oxidation treatment. Alkaline TEMPO oxidation treatment can be performed, for example, by adding a nitroxy radical such as TEMPO as a catalyst, sodium bromide as a co-catalyst, and sodium hypochlorite as an oxidizing agent to pulp as the fiber raw material.

繊維原料に対するカルボキシ基の導入量は、置換基の種類によっても変わるが、例えばTEMPO酸化によりカルボキシ基を導入する場合、繊維原料1g(質量)あたり0.05mmol/g以上であることが好ましく、0.10mmol/g以上であることがより好ましく、0.20mmol/g以上であることがさらに好ましく、0.40mmol/g以上であることが一層好ましく、0.60mmol/g以上であることが特に好ましい。また、繊維状セルロースに対するカルボキシ基の導入量は、3.65mmol/g以下であることが好ましく、3.00mmol/g以下であることがより好ましく、2.50mmol/g以下であることがさらに好ましく、2.00mmol/g以下であることが一層より好ましい。その他、置換基がカルボキシメチル基である場合、カルボキシ基の導入量は、微細繊維状セルロース1g(質量)あたり5.8mmol/g以下であってもよい。カルボキシ基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維原料の微細化を容易とすることができ、繊維状セルロースの安定性を高めることが可能となる。また、カルボキシ基の導入量を上記範囲内とすることにより、加熱時の黄変が抑制されたシートが得られやすくなる。 The amount of carboxyl groups introduced into the fiber raw material varies depending on the type of substituent. For example, when carboxyl groups are introduced by TEMPO oxidation, the amount is preferably 0.05 mmol/g or more, more preferably 0.10 mmol/g or more, even more preferably 0.20 mmol/g or more, even more preferably 0.40 mmol/g or more, and particularly preferably 0.60 mmol/g or more per gram (mass) of fiber raw material. Furthermore, the amount of carboxyl groups introduced into the fibrous cellulose is preferably 3.65 mmol/g or less, more preferably 3.00 mmol/g or less, even more preferably 2.50 mmol/g or less, and even more preferably 2.00 mmol/g or less. Furthermore, when the substituent is a carboxymethyl group, the amount of carboxyl groups introduced may be 5.8 mmol/g or less per gram (mass) of fine fibrous cellulose. By keeping the amount of carboxyl groups introduced within the above range, it is possible to easily refine the fiber raw material and improve the stability of the fibrous cellulose. Furthermore, by keeping the amount of carboxyl groups introduced within the above range, it is easier to obtain a sheet that exhibits reduced yellowing upon heating.

<硫黄オキソ酸基導入工程>
微細繊維状セルロースの製造工程は、イオン性置換基導入工程として、例えば、硫黄オキソ酸基導入工程を含んでもよい。硫黄オキソ酸基導入工程は、セルロースを含む繊維原料が有する水酸基と硫黄オキソ酸が反応することで、硫黄オキソ酸基を有するセルロース繊維(硫黄オキソ酸基導入繊維)を得ることができる。
<Sulfur oxoacid group introduction step>
The process for producing fine fibrous cellulose may include, for example, a sulfur oxoacid group introduction step as an ionic substituent introduction step, in which hydroxyl groups in a cellulose-containing fiber raw material react with sulfur oxoacids to produce cellulose fibers having sulfur oxoacid groups (sulfur oxoacid group-introduced fibers).

硫黄オキソ酸基導入工程では、上述した<リンオキソ酸基導入工程>における化合物Aに代えて、セルロースを含む繊維原料が有する水酸基と反応することで、硫黄オキソ酸基を導入できる化合物から選択される少なくとも1種の化合物(以下、「化合物C」ともいう)を用いる。化合物Cとしては、硫黄原子を有し、セルロースとエステル結合を形成可能な化合物であればよく、硫酸もしくはその塩、亜硫酸もしくはその塩、硫酸アミドなどが挙げられるが特に限定されない。硫酸としては、種々の純度のものを使用することができ、例えば96%硫酸(濃硫酸)を使用することができる。亜硫酸としては、5%亜硫酸水が挙げられる。硫酸塩又は亜硫酸塩としては、硫酸塩又は亜硫酸塩のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などが挙げられ、これらは種々の中和度とすることができる。硫酸アミドとしては、スルファミン酸などを使用することができる。硫黄オキソ酸基導入工程では、上述した<リンオキソ酸基導入工程>における化合物Bを同様に用いることが好ましい。 In the sulfur oxo acid group introduction step, instead of compound A in the above-described <Phosphorus oxo acid group introduction step>, at least one compound (hereinafter also referred to as "compound C") selected from compounds capable of introducing sulfur oxo acid groups by reacting with hydroxyl groups in cellulose-containing fiber raw materials is used. Compound C may be any compound containing a sulfur atom and capable of forming an ester bond with cellulose, including, but not limited to, sulfuric acid or its salts, sulfurous acid or its salts, and sulfuric acid amides. Sulfuric acid of various purities can be used, for example, 96% sulfuric acid (concentrated sulfuric acid). Sulfurous acid can be 5% aqueous sulfurous acid. Sulfates or sulfites include lithium, sodium, potassium, and ammonium salts of sulfates or sulfites, which can be neutralized to various degrees. Sulfamic acid or the like can be used as the sulfuric acid amide. In the sulfur oxo acid group introduction step, it is preferable to use compound B in the above-described <Phosphorus oxo acid group introduction step> as well.

硫黄オキソ酸基導入工程においては、セルロース原料に硫黄オキソ酸、並びに、尿素及び/又は尿素誘導体を含む水溶液を混合した後、当該セルロース原料に対して加熱処理を施すことが好ましい。加熱処理温度としては、繊維の熱分解や加水分解反応を抑えながら、硫黄オキソ酸基を効率的に導入できる温度を選択することが好ましい。加熱処理温度は、100℃以上であることが好ましく、120℃以上であることがより好ましく、150℃以上であることがさらに好ましい。また、加熱処理温度は、300℃以下であることが好ましく、250℃以下であることがより好ましく、200℃以下であることがさらに好ましい。 In the sulfur oxoacid group introduction process, it is preferable to mix the cellulose raw material with an aqueous solution containing sulfur oxoacid and urea and/or a urea derivative, and then heat-treat the cellulose raw material. The heat-treatment temperature is preferably selected so that sulfur oxoacid groups can be efficiently introduced while suppressing thermal decomposition and hydrolysis of the fiber. The heat-treatment temperature is preferably 100°C or higher, more preferably 120°C or higher, and even more preferably 150°C or higher. The heat-treatment temperature is also preferably 300°C or lower, more preferably 250°C or lower, and even more preferably 200°C or lower.

加熱処理工程では、実質的に水分がなくなるまで加熱をすることが好ましい。このため、加熱処理時間は、セルロース原料に含まれる水分量や、硫黄オキソ酸、並びに、尿素及び/又は尿素誘導体を含む水溶液の添加量によって、変動するが、例えば、10秒以上10000秒以下とすることが好ましい。加熱処理には、種々の熱媒体を有する機器を利用することができ、例えば熱風乾燥装置、撹拌乾燥装置、回転乾燥装置、円盤乾燥装置、ロール型加熱装置、プレート型加熱装置、流動層乾燥装置、バンド型乾燥装置、ろ過乾燥装置、振動流動乾燥装置、気流乾燥装置、減圧乾燥装置、赤外線加熱装置、遠赤外線加熱装置、マイクロ波加熱装置、高周波乾燥装置を用いることができる。 In the heat treatment step, it is preferable to heat until substantially all moisture is removed. Therefore, the heat treatment time varies depending on the amount of moisture contained in the cellulose raw material and the amount of aqueous solution containing sulfur oxoacid and urea and/or a urea derivative added, but is preferably, for example, 10 to 10,000 seconds. Heat treatment can be performed using equipment with a variety of heat media, including hot air dryers, agitator dryers, rotary dryers, disk dryers, roll-type heaters, plate-type heaters, fluidized bed dryers, band dryers, filtration dryers, vibration fluidized dryers, pneumatic dryers, reduced-pressure dryers, infrared heaters, far-infrared heaters, microwave heaters, and high-frequency dryers.

セルロース原料に対する硫黄オキソ酸基の導入量は、0.05mmol/g以上であることが好ましく、0.10mmol/g以上であることがより好ましく、0.20mmol/g以上であることがさらに好ましく、0.40mmol/g以上であることが一層好ましく、0.50mmol/g以上であることが特に好ましい。また、セルロース原料に対する硫黄オキソ酸基の導入量は、5.00mmol/g以下であることが好ましく、3.00mmol/g以下であることがより好ましい。硫黄オキソ酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維原料の微細化を容易とすることができ、繊維状セルロースの安定性を高めることが可能となる。また、硫黄オキソ酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、加熱時の黄変が抑制されたシートが得られやすくなる。 The amount of sulfur oxoacid groups introduced into the cellulose raw material is preferably 0.05 mmol/g or more, more preferably 0.10 mmol/g or more, even more preferably 0.20 mmol/g or more, even more preferably 0.40 mmol/g or more, and particularly preferably 0.50 mmol/g or more. Furthermore, the amount of sulfur oxoacid groups introduced into the cellulose raw material is preferably 5.00 mmol/g or less, more preferably 3.00 mmol/g or less. By keeping the amount of sulfur oxoacid groups introduced within the above range, it is possible to easily refine the fiber raw material and increase the stability of the fibrous cellulose. Furthermore, by keeping the amount of sulfur oxoacid groups introduced within the above range, it becomes easier to obtain a sheet that is suppressed from yellowing when heated.

<ザンテート基導入工程>
微細繊維状セルロースの製造工程は、イオン性置換基導入工程として、ザンテート基導入工程を含んでもよい。ザンテート基導入工程は、セルロースを含む繊維原料が有する水酸基を下記式(3)で表されるザンテート基で置換することで、ザンテート基を有するセルロース繊維(ザンテート基導入繊維)を得ることができる。
―OCSS……(3)
ここで、Mは水素イオン、一価金属イオン、アンモニウムイオン、脂肪族又は芳香族アンモニウムイオンから選ばれる少なくとも一種である。
<Xanthate group introduction process>
The process for producing fine fibrous cellulose may include a xanthate group introduction step as an ionic substituent introduction step. The xanthate group introduction step is performed by substituting the hydroxyl groups of a cellulose-containing fiber raw material with xanthate groups represented by the following formula (3), thereby obtaining cellulose fibers having xanthate groups (xanthate group-introduced fibers).
-OCSS - M + ...(3)
Here, M + is at least one selected from the group consisting of a hydrogen ion, a monovalent metal ion, an ammonium ion, and an aliphatic or aromatic ammonium ion.

ザンテート基導入工程では、まず、上記セルロースを含む繊維原料をアルカリ溶液で処理するアルカリ処理を行って、アルカリセルロースを得る。アルカリ溶液としては、水酸化アルカリ金属水溶液、水酸化アルカリ土類金属水溶液などが挙げられる。中でも、アルカリ溶液は、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの水酸化アルカリ金属水溶液であることが好ましく、水酸化ナトリウム水溶液であることが特に好ましい。アルカリ溶液が水酸化アルカリ金属水溶液の場合、水酸化アルカリ金属水溶液中の水酸化アルカリ金属濃度は4質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましい。また、水酸化アルカリ金属水溶液中の水酸化アルカリ金属濃度は9質量%以下であることが好ましい。水酸化アルカリ金属濃度を上記下限値以上とすることにより、セルロースのマーセル化を十分に進行させることができ、その後のザンテート化の際に生じる副生成物の量を減らすことができ、結果として、ザンテート基導入繊維の収率を高めることができる。これにより、後述する解繊処理をより効果的に行うことができる。また、水酸化アルカリ金属濃度を上記上限値以下とすることにより、マーセル化を進行させつつも、セルロースの結晶領域にまで水酸化アルカリ金属水溶液が浸透することを抑制することができるため、セルロースI型の結晶構造が維持されやすくなり、微細繊維状セルロースの収率をより高めることができる。 In the xanthate group introduction process, the cellulose-containing fiber raw material is first treated with an alkaline solution to obtain alkali cellulose. Examples of alkaline solutions include aqueous alkali metal hydroxides and aqueous alkaline earth metal hydroxides. Among these, the alkaline solution is preferably an aqueous alkali metal hydroxide solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, with sodium hydroxide being particularly preferred. When the alkaline solution is an aqueous alkali metal hydroxide solution, the alkali metal hydroxide concentration in the aqueous alkali metal hydroxide solution is preferably 4% by mass or more, more preferably 5% by mass or more. Furthermore, the alkali metal hydroxide concentration in the aqueous alkali metal hydroxide solution is preferably 9% by mass or less. By maintaining the alkali metal hydroxide concentration at or above the lower limit, cellulose mercerization can be sufficiently promoted, reducing the amount of by-products generated during the subsequent xanthation process and, as a result, increasing the yield of xanthate group-introduced fiber. This allows for more effective defibration, as described below. Furthermore, by setting the alkali metal hydroxide concentration to the above upper limit or less, it is possible to prevent the aqueous alkali metal hydroxide solution from penetrating into the crystalline regions of the cellulose while allowing mercerization to proceed, which makes it easier to maintain the cellulose type I crystal structure and further increases the yield of fine fibrous cellulose.

上記アルカリ処理の時間は、30分間以上であることが好ましく、1時間以上であることがより好ましい。また、アルカリ処理の時間は、6時間以下であることが好ましく、5時間以下であることがより好ましい。アルカリ処理の時間を上記範囲内とすることにより、最終的な収率を高めることができ、生産性を高めることができる。 The alkali treatment time is preferably 30 minutes or more, and more preferably 1 hour or more. Furthermore, the alkali treatment time is preferably 6 hours or less, and more preferably 5 hours or less. By keeping the alkali treatment time within the above range, the final yield can be increased, and productivity can be improved.

上記アルカリ処理で得られたアルカリセルロースは、その後に固液分離して水溶液分をできるだけ除去しておくことが好ましい。これにより、次いで行われるザンテート化処理時の水分含有量を減らすことができ、反応を促進できる。固液分離の方法としては、例えば遠心分離や濾別などの一般的な脱水方法を用いることができる。なお、固液分離後のアルカリセルロースに含まれる水酸化アルカリ金属の濃度は固液分離後のアルカリセルロースの全質量に対して3質量%以上8質量%以下であることが好ましい。 The alkali cellulose obtained by the above alkali treatment is preferably subsequently subjected to solid-liquid separation to remove as much of the aqueous solution as possible. This reduces the water content during the subsequent xanthate formation treatment and promotes the reaction. Common dehydration methods such as centrifugation and filtration can be used as the solid-liquid separation method. Furthermore, the concentration of alkali metal hydroxide contained in the alkali cellulose after solid-liquid separation is preferably 3% by mass or more and 8% by mass or less, based on the total mass of the alkali cellulose after solid-liquid separation.

ザンテート基導入工程では、アルカリ処理の後にザンテート化処理工程を行う。ザンテート化処理工程ではアルカリセルロースに二硫化炭素(CS)を反応させて、(-ONa)基を(-OCSSNa)基にしてザンテート基導入繊維を得る。なお、上記において、アルカリセルロースに導入された金属イオンは、代表してNaで記述しているが、他のアルカリ金属イオンでも同様の反応が進行する。 In the xanthate group introduction process, a xanthate treatment process is carried out after alkali treatment. In the xanthate treatment process, alkali cellulose is reacted with carbon disulfide (CS 2 ) to convert the (-O - Na + ) group to a (-OCSS - Na + ) group, resulting in xanthate group-introduced fiber. In the above, the metal ion introduced into the alkali cellulose is described as Na + as a representative, but the same reaction also occurs with other alkali metal ions.

ザンテート化処理では、アルカリセルロース中のセルロースの絶乾質量に対して、10質量%以上の二硫化炭素を供給することが好ましい。また、ザンテート化処理において、二硫化炭素とアルカリセルロースとが接触する時間は、30分以上であることが好ましく、1時間以上であることがより好ましい。アルカリセルロースに二硫化炭素が接触することでザンテート化は速やかに進行するが、アルカリセルロースの内部にまで二硫化炭素が浸透するには時間がかかるため、反応時間を上記範囲とすることが好ましい。一方で、二硫化炭素とアルカリセルロースとが接触する時間は6時間以下であればよく、これにより脱水後のアルカリセルロースの塊に対しても十分に浸透が進んで、反応可能なザンテート化をほぼ完了させることができる。 In the xanthation treatment, it is preferable to supply 10% by mass or more of carbon disulfide relative to the bone dry mass of cellulose in the alkali cellulose. Furthermore, in the xanthation treatment, the contact time between carbon disulfide and alkali cellulose is preferably 30 minutes or more, and more preferably 1 hour or more. Xanthation proceeds quickly when carbon disulfide comes into contact with alkali cellulose, but it takes time for carbon disulfide to penetrate into the interior of the alkali cellulose, so it is preferable to set the reaction time within the above range. On the other hand, the contact time between carbon disulfide and alkali cellulose only needs to be 6 hours or less, which allows sufficient penetration into the alkali cellulose mass after dehydration and allows reactive xanthation to be almost completed.

ザンテート化処理における反応温度は、46℃以下であることが好ましい。反応温度を上記範囲内とすることにより、アルカリセルロースの分解を抑制し易くなる。また、反応温度を上記範囲内とすることにより、均一に反応し易くなるため、副生成物の生成を抑制でき、さらには、生成したザンテート基の除去を抑制することもできる。 The reaction temperature in the xanthate treatment is preferably 46°C or lower. Keeping the reaction temperature within this range helps to suppress decomposition of the alkali cellulose. Furthermore, keeping the reaction temperature within this range facilitates uniform reaction, suppressing the generation of by-products and further suppressing the removal of the generated xanthate groups.

ザンテート基導入工程におけるザンテート基の導入量は、繊維原料1g(質量)あたり0.05mmol/g以上であることが好ましく、0.10mmol/g以上であることがより好ましく、0.20mmol/g以上であることがさらに好ましく、0.40mmol/g以上であることが一層好ましく、0.60mmol/g以上であることが特に好ましい。また、ザンテート基の導入量は、例えば繊維原料1g(質量)あたり5.00mmol/g以下であることが好ましく、3.00mmol/g以下であることがより好ましい。ザンテート基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維原料の微細化を容易とすることができ、繊維状セルロースの安定性を高めることが可能となる。また、ザンテート基の導入量を上記範囲内とすることにより、加熱時の黄変が抑制されたシートが得られやすくなる。 The amount of xanthate groups introduced in the xanthate group introduction step is preferably 0.05 mmol/g or more per 1 g (mass) of fiber raw material, more preferably 0.10 mmol/g or more, even more preferably 0.20 mmol/g or more, even more preferably 0.40 mmol/g or more, and particularly preferably 0.60 mmol/g or more. Furthermore, the amount of xanthate groups introduced is preferably 5.00 mmol/g or less per 1 g (mass) of fiber raw material, more preferably 3.00 mmol/g or less. By keeping the amount of xanthate groups introduced within the above range, it is possible to easily refine the fiber raw material and improve the stability of the fibrous cellulose. Furthermore, by keeping the amount of xanthate groups introduced within the above range, it becomes easier to obtain a sheet that suppresses yellowing when heated.

<塩素系酸化剤による酸化工程(第二のカルボキシ基導入工程)>
微細繊維状セルロースの製造工程は、イオン性置換基導入工程として、塩素系酸化剤による酸化工程を含んでもよい。塩素系酸化剤による酸化工程では、塩素系酸化剤を湿潤あるいは乾燥状態の、水酸基を有する繊維原料に加えて反応を行うことで、繊維原料にカルボキシ基が導入される。
<Oxidation step using a chlorine-based oxidizing agent (second carboxyl group introduction step)>
The process for producing fine fibrous cellulose may include an oxidation step using a chlorine-based oxidizing agent as an ionic substituent introduction step. In the oxidation step using a chlorine-based oxidizing agent, the chlorine-based oxidizing agent is added to a wet or dry fiber raw material having a hydroxyl group to cause a reaction, thereby introducing a carboxyl group into the fiber raw material.

塩素系酸化剤としては、次亜塩素酸、次亜塩素酸塩、亜塩素酸、亜塩素酸塩、塩素酸、塩素酸塩、過塩素酸、過塩素酸塩、二酸化塩素などが挙げられる。置換基の導入効率、ひいては解繊効率、コスト、取り扱いやすさの点から、塩素系酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素であることが好ましい。塩素系酸化剤を添加する際には、試薬(固形状もしくは液状)としてそのまま繊維原料に加えてもよいし、適当な溶媒に溶かして加えてもよい。 Examples of chlorine-based oxidizing agents include hypochlorous acid, hypochlorites, chlorous acid, chlorites, chloric acid, chlorates, perchloric acid, perchlorates, and chlorine dioxide. From the standpoints of substituent introduction efficiency, defibration efficiency, cost, and ease of handling, sodium hypochlorite, sodium chlorite, and chlorine dioxide are preferred chlorine-based oxidizing agents. When adding a chlorine-based oxidizing agent, it may be added directly to the fiber raw material as a reagent (solid or liquid), or it may be dissolved in an appropriate solvent and added.

塩素系酸化剤による酸化工程における塩素系酸化剤の溶液中濃度は、たとえば有効塩素濃度に換算して、1質量%以上1,000質量%以下であることが好ましく、5質量%以上500質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上100質量%以下であることがさらに好ましい。塩素系酸化剤の繊維原料100質量部に対する添加量は、1質量部以上100,000質量部以下であることが好ましく、10質量部以上10,000質量部以下であることがより好ましく、100質量部以上5,000質量部以下であることがさらに好ましい。 In the oxidation process using a chlorine-based oxidizing agent, the concentration of the chlorine-based oxidizing agent in the solution, converted into effective chlorine concentration, is preferably 1% by mass or more and 1,000% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 500% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or more and 100% by mass or less. The amount of chlorine-based oxidizing agent added per 100 parts by mass of fiber raw material is preferably 1 part by mass or more and 100,000 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or more and 10,000 parts by mass or less, and even more preferably 100 parts by mass or more and 5,000 parts by mass or less.

塩素系酸化剤による酸化工程における塩素系酸化剤との反応時間は、反応温度に応じて変わり得るが、たとえば1分間以上1,000分間以下であることが好ましく、10分間以上500分間以下であることがより好ましく、20分間以上400分間以下であることがさらに好ましい。反応時のpHは、5以上15以下であることが好ましく、7以上14以下であることがより好ましく、9以上13以下であることがさらに好ましい。また、反応開始時、反応中のpHは塩酸や水酸化ナトリウムを適宜添加しながら一定(たとえば、pH11)を保つことが好ましい。また、反応後は濾過等により、余剰の反応試薬、副生物等を水洗・除去してもよい。 The reaction time with the chlorine-based oxidizing agent in the oxidation step using the chlorine-based oxidizing agent varies depending on the reaction temperature, but is preferably from 1 minute to 1,000 minutes, more preferably from 10 minutes to 500 minutes, and even more preferably from 20 minutes to 400 minutes. The pH during the reaction is preferably from 5 to 15, more preferably from 7 to 14, and even more preferably from 9 to 13. At the start of the reaction, the pH is preferably maintained constant (for example, at pH 11) during the reaction by adding hydrochloric acid or sodium hydroxide as appropriate. After the reaction, excess reaction reagents, by-products, etc. may be washed away with water by filtration or other methods.

<ホスホン基またはホスフィン基導入工程(ホスホアルキル化工程)>
微細繊維状セルロースの製造工程は、イオン性置換基導入工程として、ホスホン基またはホスフィン基導入工程(ホスホアルキル化工程)を含んでもよい。ホスホアルキル化工程では、必須成分として、反応性基とホスホ基またはホスフィン基とを有する化合物(化合物E)、任意成分としてアルカリ化合物、前述した尿素およびその誘導体から選択される化合物Bを、湿潤あるいは乾燥状態の、水酸基を有する繊維原料に加えて反応を行うことで、繊維原料にホスホン基またはホスフィン基が導入される。
<Phosphonic or Phosphine Group Introduction Step (Phosphoalkylation Step)>
The process for producing fine fibrous cellulose may include a phosphonic or phosphine group introduction step (phosphoalkylation step) as an ionic substituent introduction step. In the phosphoalkylation step, a compound having a reactive group and a phosphonic or phosphine group (compound E A ) as an essential component, and an alkali compound and a compound B selected from the above-mentioned urea and its derivatives as optional components, are added to a wet or dry fiber raw material having a hydroxyl group and reacted to introduce the phosphonic or phosphine group into the fiber raw material.

反応性基としては、ハロゲン化アルキル基、ビニル基、エポキシ基(グリシジル基)などが挙げられる。
化合物Eとしては、たとえばビニルホスホン酸、フェニルビニルホスホン酸、フェニルビニルホスフィン酸等が挙げられる。置換基の導入効率、ひいては解繊効率、コスト、取り扱いやすさの点から化合物Eはビニルホスホン酸であることが好ましい。
さらに任意成分として、上述した<リンオキソ酸基導入工程>における化合物Bを同様に用いることも好ましく、添加量も前述のようにすることが好ましい。
Examples of the reactive group include a halogenated alkyl group, a vinyl group, and an epoxy group (glycidyl group).
Examples of the compound EA include vinylphosphonic acid, phenylvinylphosphonic acid, phenylvinylphosphinic acid, etc. From the viewpoints of the efficiency of introducing a substituent, and therefore the defibration efficiency, cost, and ease of handling, it is preferable that the compound EA is vinylphosphonic acid.
Furthermore, as an optional component, it is also preferable to use the compound B in the above-mentioned <Phosphorus oxo acid group introduction step> in the same manner, and the amount added is also preferably as described above.

化合物Eを添加する際には、試薬(固形状もしくは液状)としてそのまま繊維原料に加えてもよいし、適当な溶媒に溶かして加えてもよい。繊維原料は事前にアルカリセルロース化するか、反応と同時にアルカリセルロース化されることが好ましい。アルカリセルロース化の方法は、前述のとおりである。 When compound EA is added, it may be added to the fiber raw material as a reagent (solid or liquid) as it is, or may be dissolved in an appropriate solvent and added. The fiber raw material is preferably converted into alkali cellulose in advance or simultaneously with the reaction. The method for converting into alkali cellulose is as described above.

反応時の温度は、たとえば50℃以上300℃以下であることが好ましく、100℃以上250℃以下であることがより好ましく、130℃以上200℃以下であることがさらに好ましい。 The reaction temperature is preferably, for example, 50°C or higher and 300°C or lower, more preferably 100°C or higher and 250°C or lower, and even more preferably 130°C or higher and 200°C or lower.

化合物Eの繊維原料100質量部に対する添加量は、1質量部以上100,000質量部以下であることが好ましく、2質量部以上10,000質量部以下であることがより好ましく、5質量部以上1,000質量部以下であることがさらに好ましい。 The amount of compound E A added per 100 parts by mass of the fiber raw material is preferably 1 part by mass or more and 100,000 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or more and 10,000 parts by mass or less, and even more preferably 5 parts by mass or more and 1,000 parts by mass or less.

反応時間は、反応温度に応じて変わり得るが、たとえば1分間以上1,000分間以下であることが好ましく、10分間以上500分間以下であることがより好ましく、20分間以上400分間以下であることがさらに好ましい。また、反応後は濾過等により、余剰の反応試薬、副生物等を水洗・除去してもよい。 The reaction time may vary depending on the reaction temperature, but is preferably between 1 minute and 1,000 minutes, more preferably between 10 minutes and 500 minutes, and even more preferably between 20 minutes and 400 minutes. After the reaction, excess reaction reagents, by-products, etc. may be washed away with water or removed by filtration, etc.

<スルホン基導入工程(スルホアルキル化工程)(第二のスルホン基導入工程)>
イオン性置換基導入工程としては、スルホン基導入工程(スルホアルキル化工程)を含んでもよい。スルホアルキル化では、必須成分として、反応性基とスルホン基とを有する化合物(化合物E)と、任意成分としてアルカリ化合物、前述した尿素およびその誘導体から選択される化合物Bを、湿潤あるいは乾燥状態の、水酸基を有する繊維原料に加えて反応を行うことで、繊維原料にスルホン基が導入される。
<Sulfone Group Introduction Step (Sulfoalkylation Step) (Second Sulfone Group Introduction Step)>
The ionic substituent introduction step may include a sulfonic group introduction step (sulfoalkylation step). In the sulfoalkylation, a compound (compound E B ) having a reactive group and a sulfonic group as an essential component, and an optional component, an alkali compound and a compound B selected from the above-mentioned urea and its derivatives, are added to a wet or dry fiber raw material having a hydroxyl group and reacted to introduce a sulfonic group into the fiber raw material.

反応性基としては、ハロゲン化アルキル基、ビニル基、エポキシ基(グリシジル基)などが挙げられる。
化合物Eとしては、2-クロロエタンスルホン酸ナトリウム、ビニルスルホン酸ナトリウム、p-スチレンスルホン酸ナトリウム、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸等が挙げられる。中でも、置換基の導入効率、ひいては解繊効率、コスト、取り扱いやすさの点から化合物Eはビニルスルホン酸ナトリウムであることが好ましい。
さらに任意成分として、上述した<リンオキソ酸基導入工程>における化合物Bを同様に用いることも好ましく、添加量も前述のようにすることが好ましい。
Examples of the reactive group include a halogenated alkyl group, a vinyl group, and an epoxy group (glycidyl group).
Examples of compound E B include sodium 2-chloroethanesulfonate, sodium vinylsulfonate, sodium p-styrenesulfonate, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, etc. Among these, from the viewpoints of the efficiency of introducing substituents, and therefore the defibration efficiency, cost, and ease of handling, it is preferable that compound E B be sodium vinylsulfonate.
Furthermore, as an optional component, it is also preferable to use the compound B in the above-mentioned <Phosphorus oxo acid group introduction step> in the same manner, and the amount added is also preferably as described above.

化合物Eを添加する際には、試薬(固形状もしくは液状)としてそのまま繊維原料に加えてもよいし、適当な溶媒に溶かして加えてもよい。繊維原料は事前にアルカリセルロース化するか、反応と同時にアルカリセルロース化されることが好ましい。アルカリセルロース化の方法は、前述のとおりである。 When compound E B is added, it may be added to the fiber raw material as a reagent (solid or liquid) as it is, or may be dissolved in an appropriate solvent and added. The fiber raw material is preferably converted into alkali cellulose in advance or simultaneously with the reaction. The method for converting into alkali cellulose is as described above.

反応時の温度は、たとえば50℃以上300℃以下であることが好ましく、100℃以上250℃以下であることがより好ましく、130℃以上200℃以下であることがさらに好ましい。 The reaction temperature is preferably, for example, 50°C or higher and 300°C or lower, more preferably 100°C or higher and 250°C or lower, and even more preferably 130°C or higher and 200°C or lower.

化合物Eの繊維原料100質量部に対する添加量は、1質量部以上100,000質量部以下であることが好ましく、2質量部以上10,000質量部以下であることがより好ましく、5質量部以上1,000質量部以下であることがさらに好ましい。 The amount of compound E B added per 100 parts by mass of the fiber raw material is preferably 1 part by mass or more and 100,000 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or more and 10,000 parts by mass or less, and even more preferably 5 parts by mass or more and 1,000 parts by mass or less.

反応時間は、反応温度に応じて変わり得るが、たとえば1分間以上1,000分間以下であることが好ましく、10分間以上500分間以下であることがより好ましく、15分間以上400分間以下であることがさらに好ましい。また、反応後は濾過等により、余剰の反応試薬、副生物等を水洗・除去してもよい。 The reaction time may vary depending on the reaction temperature, but is preferably between 1 minute and 1,000 minutes, more preferably between 10 minutes and 500 minutes, and even more preferably between 15 minutes and 400 minutes. After the reaction, excess reaction reagents, by-products, etc. may be washed away with water or removed by filtration, etc.

<カルボキシアルキル化工程(第三のカルボキシ基導入工程)>
微細繊維状セルロースの製造工程は、イオン性置換基導入工程として、カルボキシアルキル化工程を含んでもよい。必須成分として、反応性基とカルボキシ基とを有する化合物(化合物E)、任意成分としてアルカリ化合物、前述した尿素およびその誘導体から選択される化合物Bを、湿潤あるいは乾燥状態の、水酸基を有する繊維原料に加えて反応を行うことで、繊維原料にカルボキシ基が導入される。
<Carboxyalkylation step (third carboxy group introduction step)>
The process for producing fine fibrous cellulose may include a carboxyalkylation step as a step for introducing an ionic substituent. A compound having a reactive group and a carboxy group (compound E C ) as an essential component, and an alkali compound and a compound B selected from the aforementioned urea and its derivatives as optional components, are added to a wet or dry fiber raw material having a hydroxyl group and reacted to introduce a carboxy group into the fiber raw material.

反応性基としては、ハロゲン化アルキル基、ビニル基、エポキシ基(グリシジル基)などが挙げられる。
化合物Eとしては、置換基の導入効率、ひいては解繊効率、コスト、取り扱いやすさの点からモノクロロ酢酸、モノクロロ酢酸ナトリウム、2-クロロプロピオン酸、3-クロロプロピオン酸、2-クロロプロピオン酸ナトリウム、3-クロロプロピオン酸ナトリウムが好ましい。
さらに任意成分として、上述した<リンオキソ酸基導入工程>における化合物Bを同様に用いることも好ましく、添加量も前述のようにすることが好ましい。
Examples of the reactive group include a halogenated alkyl group, a vinyl group, and an epoxy group (glycidyl group).
As the compound E C , monochloroacetic acid, sodium monochloroacetate, 2-chloropropionic acid, 3-chloropropionic acid, sodium 2-chloropropionate, and sodium 3-chloropropionate are preferred from the standpoints of the efficiency of introducing substituents, and therefore the defibration efficiency, cost, and ease of handling.
Furthermore, as an optional component, it is also preferable to use the compound B in the above-mentioned <Phosphorus oxo acid group introduction step> in the same manner, and the amount added is also preferably as described above.

化合物Eを添加する際には、試薬(固形状もしくは液状)としてそのまま繊維原料に加えてもよいし、適当な溶媒に溶かして加えてもよい。繊維原料は事前にアルカリセルロース化するか、反応と同時にアルカリセルロース化されることが好ましい。アルカリセルロース化の方法は、前述のとおりである。 When compound E or C is added, it may be added to the fiber raw material as a reagent (solid or liquid) as is, or may be dissolved in an appropriate solvent and added. The fiber raw material is preferably converted into alkali cellulose in advance or simultaneously with the reaction. The method for converting into alkali cellulose is as described above.

反応時の温度は、たとえば50℃以上300℃以下であることが好ましく、100℃以上250℃以下であることがより好ましく、130℃以上200℃以下であることがさらに好ましい。 The reaction temperature is preferably, for example, 50°C or higher and 300°C or lower, more preferably 100°C or higher and 250°C or lower, and even more preferably 130°C or higher and 200°C or lower.

化合物Eの繊維原料100質量部に対する添加量は、1質量部以上100,000質量部以下であることが好ましく、2質量部以上10,000質量部以下であることがより好ましく、5質量部以上1,000質量部以下であることがさらに好ましい。 The amount of compound E C added per 100 parts by mass of the fiber raw material is preferably 1 part by mass or more and 100,000 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or more and 10,000 parts by mass or less, and even more preferably 5 parts by mass or more and 1,000 parts by mass or less.

反応時間は、反応温度に応じて変わり得るが、たとえば1分間以上1,000分間以下であることが好ましく、3分間以上500分間以下であることがより好ましく、5分間以上400分間以下であることがさらに好ましい。また、反応後は濾過等により、余剰の反応試薬、副生物等を水洗・除去してもよい。 The reaction time may vary depending on the reaction temperature, but is preferably between 1 minute and 1,000 minutes, more preferably between 3 minutes and 500 minutes, and even more preferably between 5 minutes and 400 minutes. After the reaction, excess reaction reagents, by-products, etc. may be washed away with water and removed by filtration or other methods.

<カチオン性基導入工程(カチオン化工程)>
必須成分として、反応性基とカチオン性基とを有する化合物(化合物E)、任意成分としてアルカリ化合物、前述した尿素およびその誘導体から選択される化合物Bを、湿潤あるいは乾燥状態の、水酸基を有する繊維原料に加えて反応を行うことで、繊維原料にカチオン基が導入される。
<Cationic group introduction step (cationization step)>
A compound having a reactive group and a cationic group (compound E D ) as an essential component, and an alkaline compound and a compound B selected from the above-mentioned urea and its derivatives as optional components, are added to a wet or dry fiber raw material having a hydroxyl group and reacted to introduce a cationic group into the fiber raw material.

反応性基としては、ハロゲン化アルキル基、ビニル基、エポキシ基(グリシジル基)などが挙げられる。
カチオン性基としては、アンモニウム基、ホスホニウム基、スルホニウム基等を挙げることができる。中でもカチオン性基はアンモニウム基であることが好ましい。
化合物Eとしては、置換基の導入効率、ひいては解繊効率、コスト、取り扱いやすさの点からグリシジルトリメチルアンモニウムクロリド、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド等が好ましい。
さらに任意成分として、上述した<リンオキソ酸基導入工程>における化合物Bを同様に用いることも好ましい。添加量も前述のようにすることが好ましい。
Examples of the reactive group include a halogenated alkyl group, a vinyl group, and an epoxy group (glycidyl group).
Examples of the cationic group include an ammonium group, a phosphonium group, a sulfonium group, etc. Among these, the cationic group is preferably an ammonium group.
As the compound E D , glycidyl trimethyl ammonium chloride, 3-chloro-2-hydroxypropyl trimethyl ammonium chloride, etc. are preferred from the viewpoints of the efficiency of introducing substituents, and hence the defibration efficiency, cost, and ease of handling.
Furthermore, it is also preferable to use the compound B in the above-mentioned <Phosphorus Oxo Acid Group Introduction Step> as an optional component in the same manner. The amount added is also preferably as described above.

化合物Eを添加する際には、試薬(固形状もしくは液状)としてそのまま繊維原料に加えてもよいし、適当な溶媒に溶かして加えてもよい。繊維原料は事前にアルカリセルロース化するか、反応と同時にアルカリセルロース化されることが好ましい。アルカリセルロース化の方法は、前述のとおりである。 When compound E or D is added, it may be added to the fiber raw material as a reagent (solid or liquid) as is, or may be dissolved in an appropriate solvent and added. The fiber raw material is preferably converted into alkali cellulose in advance or simultaneously with the reaction. The method for converting into alkali cellulose is as described above.

反応時の温度は、たとえば50℃以上300℃以下であることが好ましく、100℃以上250℃以下であることがより好ましく、130℃以上200℃以下であることがさらに好ましい。 The reaction temperature is preferably, for example, 50°C or higher and 300°C or lower, more preferably 100°C or higher and 250°C or lower, and even more preferably 130°C or higher and 200°C or lower.

化合物Eの繊維原料100質量部に対する添加量は、1質量部以上100,000質量部以下であることが好ましく、2質量部以上10,000質量部以下であることがより好ましく、5質量部以上1,000質量部以下であることがさらに好ましい。 The amount of compound E D added per 100 parts by mass of the fiber raw material is preferably 1 part by mass or more and 100,000 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or more and 10,000 parts by mass or less, and even more preferably 5 parts by mass or more and 1,000 parts by mass or less.

反応時間は、反応温度に応じて変わり得るが、たとえば1分間以上1,000分間以下であることが好ましく、10分間以上500分間以下であることがより好ましく、20分間以上400分間以下であることがさらに好ましい。また、反応後は濾過等により、余剰の反応試薬、副生物等を水洗・除去してもよい。 The reaction time may vary depending on the reaction temperature, but is preferably between 1 minute and 1,000 minutes, more preferably between 10 minutes and 500 minutes, and even more preferably between 20 minutes and 400 minutes. After the reaction, excess reaction reagents, by-products, etc. may be washed away with water or removed by filtration, etc.

<洗浄工程>
本実施形態における微細繊維状セルロースの製造方法においては、必要に応じてイオン性置換基導入繊維に対して洗浄工程を行うことができる。洗浄工程は、例えば水や有機溶媒によりイオン性置換基導入繊維を洗浄することにより行われる。また、洗浄工程は後述する各工程の後に行われてもよく、各洗浄工程において実施される洗浄回数は、特に限定されない。
<Cleaning process>
In the method for producing fine fibrous cellulose according to the present embodiment, a washing step can be carried out on the ionic substituent-introduced fibers as needed. The washing step is carried out by washing the ionic substituent-introduced fibers with, for example, water or an organic solvent. The washing step may be carried out after each step described below, and the number of washing steps carried out in each washing step is not particularly limited.

<アルカリ処理工程>
微細繊維状セルロースを製造する場合、イオン性置換基導入工程と、後述する解繊処理工程との間に、繊維原料に対してアルカリ処理を行ってもよい。アルカリ処理の方法としては、特に限定されないが、例えばアルカリ溶液中に、イオン性置換基導入繊維を浸漬する方法が挙げられる。
<Alkali treatment step>
When producing fine fibrous cellulose, the fiber raw material may be subjected to an alkali treatment between the step of introducing an ionic substituent and the defibration treatment step described below. The alkali treatment method is not particularly limited, but examples thereof include a method of immersing the ionic substituent-introduced fiber in an alkali solution.

アルカリ溶液に含まれるアルカリ化合物は、特に限定されず、無機アルカリ化合物であってもよいし、有機アルカリ化合物であってもよい。本実施形態においては、汎用性が高いことから、例えば水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムをアルカリ化合物として用いることが好ましい。また、アルカリ溶液に含まれる溶媒は、水又は有機溶媒のいずれであってもよい。中でも、アルカリ溶液に含まれる溶媒は、水、又はアルコールに例示される極性有機溶媒などを含む極性溶媒であることが好ましく、少なくとも水を含む水系溶媒であることがより好ましい。アルカリ溶液としては、汎用性が高いことから、例えば水酸化ナトリウム水溶液、又は水酸化カリウム水溶液が好ましい。 The alkaline compound contained in the alkaline solution is not particularly limited and may be an inorganic alkaline compound or an organic alkaline compound. In this embodiment, it is preferable to use, for example, sodium hydroxide or potassium hydroxide as the alkaline compound due to their high versatility. The solvent contained in the alkaline solution may be either water or an organic solvent. In particular, the solvent contained in the alkaline solution is preferably a polar solvent including water or a polar organic solvent such as alcohol, and more preferably an aqueous solvent containing at least water. As the alkaline solution, for example, an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous potassium hydroxide solution is preferable due to their high versatility.

アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液の温度は、特に限定されないが、例えば5℃以上80℃以下であることが好ましく、10℃以上60℃以下であることがより好ましい。アルカリ処理工程におけるイオン性置換基導入繊維のアルカリ溶液への浸漬時間は、特に限定されないが、例えば5分以上30分以下であることが好ましく、10分以上20分以下であることがより好ましい。アルカリ処理におけるアルカリ溶液の使用量は、特に限定されないが、例えばイオン性置換基導入繊維の絶対乾燥質量に対して100質量%以上100000質量%以下であることが好ましく、1000質量%以上10000質量%以下であることがより好ましい。 The temperature of the alkaline solution in the alkaline treatment step is not particularly limited, but is preferably from 5°C to 80°C, and more preferably from 10°C to 60°C. The immersion time of the ionic substituent-introduced fiber in the alkaline solution in the alkaline treatment step is not particularly limited, but is preferably from 5 minutes to 30 minutes, and more preferably from 10 minutes to 20 minutes. The amount of alkaline solution used in the alkaline treatment is not particularly limited, but is preferably from 100% to 100,000% by mass, and more preferably from 1,000% to 10,000% by mass, based on the absolute dry mass of the ionic substituent-introduced fiber.

アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液の使用量を減らすために、イオン性置換基導入工程の後であってアルカリ処理工程の前に、イオン性置換基導入繊維を水や有機溶媒により洗浄してもよい。アルカリ処理工程の後であって解繊処理工程の前には、取り扱い性を向上させる観点から、アルカリ処理を行ったイオン性置換基導入繊維を水や有機溶媒により洗浄することが好ましい。 In order to reduce the amount of alkaline solution used in the alkaline treatment step, the ionic substituent-introduced fiber may be washed with water or an organic solvent after the ionic substituent-introducing step but before the alkaline treatment step. From the perspective of improving handleability, it is preferable to wash the alkaline-treated ionic substituent-introduced fiber with water or an organic solvent after the alkaline treatment step but before the defibrating step.

<酸処理工程>
微細繊維状セルロースを製造する場合、イオン性置換基を導入する工程と、後述する解繊処理工程の間に、繊維原料に対して酸処理を行ってもよい。例えば、イオン性置換基導入工程、酸処理、アルカリ処理及び解繊処理をこの順で行ってもよい。
<Acid treatment step>
When producing fine fibrous cellulose, the fiber raw material may be subjected to an acid treatment between the step of introducing an ionic substituent and the defibration treatment step described below. For example, the step of introducing an ionic substituent, the acid treatment, the alkali treatment, and the defibration treatment may be performed in this order.

酸処理の方法としては、特に限定されないが、例えば酸を含有する酸性液中に繊維原料を浸漬する方法が挙げられる。使用する酸性液の濃度は、特に限定されないが、例えば10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。また、使用する酸性液のpHは、特に限定されないが、例えば0以上4以下であることが好ましく、1以上3以下であることがより好ましい。酸性液に含まれる酸としては、例えば無機酸、スルホン酸、カルボン酸等を用いることができる。無機酸としては、例えば硫酸、硝酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸、過塩素酸、リン酸、ホウ酸等が挙げられる。スルホン酸としては、例えばメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等が挙げられる。カルボン酸としては、例えばギ酸、酢酸、クエン酸、グルコン酸、乳酸、シュウ酸、酒石酸等が挙げられる。これらの中でも、塩酸又は硫酸を用いることが特に好ましい。 The acid treatment method is not particularly limited, but examples include immersing the fiber raw material in an acidic solution containing an acid. The concentration of the acidic solution used is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less. The pH of the acidic solution used is also not particularly limited, but is preferably 0 to 4, and more preferably 1 to 3. Examples of acids that can be used in the acidic solution include inorganic acids, sulfonic acids, and carboxylic acids. Examples of inorganic acids include sulfuric acid, nitric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, hypochlorous acid, chlorous acid, chloric acid, perchloric acid, phosphoric acid, and boric acid. Examples of sulfonic acids include methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, and trifluoromethanesulfonic acid. Examples of carboxylic acids include formic acid, acetic acid, citric acid, gluconic acid, lactic acid, oxalic acid, and tartaric acid. Among these, hydrochloric acid or sulfuric acid is particularly preferred.

酸処理における酸溶液の温度は、特に限定されないが、例えば5℃以上100℃以下が好ましく、20℃以上90℃以下がより好ましい。酸処理における酸溶液への浸漬時間は、特に限定されないが、例えば5分以上120分以下が好ましく、10分以上60分以下がより好ましい。酸処理における酸溶液の使用量は、特に限定されないが、例えば繊維原料の絶対乾燥質量に対して100質量%以上100000質量%以下であることが好ましく、1000質量%以上10000質量%以下であることがより好ましい。 The temperature of the acid solution used in the acid treatment is not particularly limited, but is preferably between 5°C and 100°C, and more preferably between 20°C and 90°C. The immersion time in the acid solution used in the acid treatment is not particularly limited, but is preferably between 5 and 120 minutes, and more preferably between 10 and 60 minutes. The amount of acid solution used in the acid treatment is not particularly limited, but is preferably between 100% and 100,000% by mass, and more preferably between 1,000% and 10,000% by mass, based on the absolute dry mass of the fiber raw material.

<解繊処理>
イオン性置換基導入繊維を解繊処理工程で解繊処理することにより、微細繊維状セルロースが得られる。解繊処理工程においては、例えば解繊処理装置を用いることができる。解繊処理装置は、特に限定されないが、例えば高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザーや超高圧ホモジナイザー、高圧衝突型粉砕機、ボールミル、ビーズミル、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナー、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、又はビーターなどを使用することができる。上記解繊処理装置の中でも、粉砕メディアの影響が少なく、コンタミネーションのおそれが少ない高速解繊機、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザーを用いるのがより好ましい。
<Defibrillation processing>
The ionic substituent-introduced fibers are defibrated in a defibration treatment step to obtain fine fibrous cellulose. In the defibration treatment step, for example, a defibration treatment device can be used. The defibration treatment device is not particularly limited, but examples that can be used include a high-speed defibrator, a grinder (stone mill-type grinder), a high-pressure homogenizer, an ultra-high-pressure homogenizer, a high-pressure collision grinder, a ball mill, a bead mill, a disk-type refiner, a conical refiner, a twin-screw kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, or a beater. Among the above defibration treatment devices, it is more preferable to use a high-speed defibrator, a high-pressure homogenizer, or an ultra-high-pressure homogenizer, which are less affected by the grinding media and have less risk of contamination.

解繊処理工程においては、例えばイオン性置換基導入繊維を、分散媒により希釈してスラリー状にすることが好ましい。分散媒としては、水、及び極性有機溶媒などの有機溶媒から選択される1種又は2種以上を使用することができる。極性有機溶媒としては、特に限定されないが、例えばアルコール類、多価アルコール類、ケトン類、エーテル類、エステル類、非プロトン性極性溶媒等が好ましい。アルコール類としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブチルアルコール等が挙げられる。多価アルコール類としては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどが挙げられる。ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)等が挙げられる。エーテル類としては、例えばジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノn-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。エステル類としては、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル等が挙げられる。非プロトン性極性溶媒としてはジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、N-メチル-2-ピロリジノン(NMP)等が挙げられる。 In the defibration process, it is preferable to dilute the ionic substituent-introduced fibers with a dispersion medium to form a slurry. The dispersion medium can be one or more selected from water and organic solvents such as polar organic solvents. Polar organic solvents are not particularly limited, but examples of preferred polar organic solvents include alcohols, polyhydric alcohols, ketones, ethers, esters, and aprotic polar solvents. Examples of alcohols include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, and isobutyl alcohol. Examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin. Examples of ketones include acetone and methyl ethyl ketone (MEK). Examples of ethers include diethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, and propylene glycol monomethyl ether. Examples of esters include ethyl acetate and butyl acetate. Aprotic polar solvents include dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP), etc.

解繊処理時の微細繊維状セルロースの固形分濃度は適宜設定できる。また、イオン性置換基導入繊維を分散媒に分散させて得たスラリー中には、例えば水素結合性のある尿素などのイオン性置換基導入繊維以外の固形分が含まれていてもよい。 The solids concentration of the fine fibrous cellulose during the defibration process can be set as appropriate. Furthermore, the slurry obtained by dispersing the ionic substituent-introduced fibers in a dispersion medium may contain solids other than the ionic substituent-introduced fibers, such as urea, which has hydrogen bonding properties.

<窒素除去処理>
微細繊維状セルロースの製造工程は、窒素量を低減させる工程(窒素除去処理工程)をさらに含んでもよい。窒素量を低減させることで、さらに着色を抑制し得る微細繊維状セルロースを得ることができる。窒素除去処理工程は、解繊処理工程の前に設けられることが好ましい。
<Nitrogen removal treatment>
The process for producing fine fibrous cellulose may further include a step of reducing the nitrogen content (nitrogen removal treatment step). By reducing the nitrogen content, fine fibrous cellulose that can further suppress discoloration can be obtained. The nitrogen removal treatment step is preferably performed before the defibration treatment step.

窒素除去処理工程においては、置換基導入繊維を含むスラリーのpHを10以上に調整し、加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理においては、スラリーの液温を50℃以上100℃以下とすることが好ましく、加熱時間は15分以上180分以下とすることが好ましい。置換基導入繊維を含むスラリーのpHを調整する際には、上述したアルカリ処理工程で用いることができるアルカリ化合物をスラリーに添加することが好ましい。 In the nitrogen removal treatment step, it is preferable to adjust the pH of the slurry containing the substituted fiber to 10 or higher and then perform a heat treatment. In the heat treatment, the liquid temperature of the slurry is preferably 50°C or higher and 100°C or lower, and the heating time is preferably 15 minutes or higher and 180 minutes or lower. When adjusting the pH of the slurry containing the substituted fiber, it is preferable to add an alkaline compound that can be used in the alkaline treatment step described above to the slurry.

窒素除去処理工程の後、必要に応じて置換基導入繊維に対して洗浄工程を行うことができる。洗浄工程は、例えば水や有機溶媒によりイオン性置換基導入繊維を洗浄することにより行われる。また、各洗浄工程において実施される洗浄回数は、特に限定されない。 After the nitrogen removal treatment step, the substituted fiber can be subjected to a washing step, if necessary. The washing step is carried out by washing the ionic substituted fiber with, for example, water or an organic solvent. There is no particular limit to the number of washings carried out in each washing step.

<置換基除去処理>
微細繊維状セルロースの製造方法は、置換基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースから、置換基の少なくとも一部を除去する工程を含んでもよい。このような工程を経ることで、置換基導入量が低いが、繊維幅の小さい微細繊維状セルロースを得ることもできる。本明細書において、微細繊維状セルロースから、置換基の少なくとも一部を除去する工程は、置換基除去処理工程とも言う。
<Substituent Removal Treatment>
The method for producing fine fibrous cellulose may include a step of removing at least a portion of the substituents from fine fibrous cellulose having a substituent and a fiber width of 1000 nm or less. By undergoing such a step, it is possible to obtain fine fibrous cellulose having a small fiber width but a low amount of introduced substituents. In this specification, the step of removing at least a portion of the substituents from the fine fibrous cellulose is also referred to as a substituent removal treatment step.

置換基除去処理工程としては、置換基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースを加熱処理する工程、酵素処理する工程、酸処理する工程、アルカリ処理する工程等が挙げられる。これらは単独で行ってもよく、組み合わせて行ってもよい。中でも、置換基除去処理工程は、加熱処理する工程又は酵素処理する工程であることが好ましい。上記処理工程を経ることで、置換基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースから、置換基の少なくとも一部が除去され、置換基導入量が0.5mmol/g未満の微細繊維状セルロースを得ることができる。 Substituent removal treatment steps include heat treatment, enzyme treatment, acid treatment, alkali treatment, etc. of fine fibrous cellulose having substituents and a fiber width of 1000 nm or less. These may be performed alone or in combination. Of these, the substituent removal treatment step is preferably a heat treatment or enzyme treatment. By undergoing the above treatment steps, at least a portion of the substituents are removed from fine fibrous cellulose having substituents and a fiber width of 1000 nm or less, and fine fibrous cellulose with an introduced substituent amount of less than 0.5 mmol/g can be obtained.

置換基除去処理工程は、スラリー状で行われることが好ましい。すなわち、置換基除去処理工程は、置換基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースを含むスラリーを、加熱処理する工程、酵素処理する工程、酸処理する工程、アルカリ処理する工程等であることが好ましい。置換基除去処理工程をスラリー状で実施することによって、置換基除去処理時の加熱等によって生じる着色物質や、添加もしくは発生する酸、アルカリ、塩などの残留を防ぐことができる。これにより、液状組成物やシートの着色を抑制することができる。また、置換基除去処理後に除去した置換基由来の塩の除去処理を行う場合、塩の除去効率を高めることも可能となる。 The substituent removal treatment step is preferably carried out in the form of a slurry. That is, the substituent removal treatment step is preferably a step of subjecting a slurry containing a fine fibrous cellulose having substituents and a fiber width of 1000 nm or less to a heat treatment, enzyme treatment, acid treatment, alkali treatment, or the like. By carrying out the substituent removal treatment step in the form of a slurry, it is possible to prevent the residue of coloring substances that are generated by heating or the like during the substituent removal treatment, as well as acids, alkalis, salts, etc. that are added or generated. This makes it possible to suppress discoloration of the liquid composition or sheet. Furthermore, when a treatment is carried out to remove salts derived from the substituents removed after the substituent removal treatment, it is also possible to increase the efficiency of salt removal.

置換基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースを含むスラリーに対して置換基除去処理を行う場合、該スラリー中の微細繊維状セルロースの濃度は、0.05質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましく、0.2質量%以上であることがさらに好ましい。また、該スラリー中の微細繊維状セルロースの濃度は、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましい。スラリー中の微細繊維状セルロースの濃度を上記範囲内とすることにより、置換基除去処理をより効率よく行うことができる。さらに、スラリー中の微細繊維状セルロースの濃度を上記範囲内とすることにより、置換基除去処理時の加熱等によって生じる着色物質や、添加もしくは発生する酸、アルカリ、塩などの残留を防ぐことができる。これにより、液状組成物やシートの着色を抑制することができる。また、置換基除去処理後に除去した置換基由来の塩の除去処理を行う場合、塩の除去効率を高めることも可能となる。 When a substituent removal treatment is performed on a slurry containing fine fibrous cellulose having a substituent and a fiber width of 1000 nm or less, the concentration of the fine fibrous cellulose in the slurry is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and even more preferably 0.2% by mass or more. The concentration of the fine fibrous cellulose in the slurry is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or less. By maintaining the concentration of the fine fibrous cellulose in the slurry within the above range, the substituent removal treatment can be performed more efficiently. Furthermore, by maintaining the concentration of the fine fibrous cellulose in the slurry within the above range, it is possible to prevent the residue of coloring substances caused by heating during the substituent removal treatment, as well as added or generated acids, alkalis, salts, etc. This can suppress the discoloration of the liquid composition or sheet. Furthermore, when a treatment is performed to remove salts derived from the substituents removed after the substituent removal treatment, it is also possible to improve the efficiency of salt removal.

置換基除去処理工程が、置換基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースを加熱処理する工程である場合、加熱処理する工程における加熱温度は、40℃以上であることが好ましく、50℃以上であることがより好ましく、60℃以上であることがさらに好ましい。また、加熱処理する工程における加熱温度は、250℃以下であることが好ましく、230℃以下であることがより好ましく、200℃以下であることがさらに好ましい。中でも、置換基除去処理工程に供する微細繊維状セルロースが有する置換基がリンオキソ酸基である場合、加熱処理する工程における加熱温度は、80℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましく、120℃以上であることがさらに好ましい。 When the substituent removal treatment step is a step of heat-treating fine fibrous cellulose having a substituent and a fiber width of 1000 nm or less, the heating temperature in the heat treatment step is preferably 40°C or higher, more preferably 50°C or higher, and even more preferably 60°C or higher. Furthermore, the heating temperature in the heat treatment step is preferably 250°C or lower, more preferably 230°C or lower, and even more preferably 200°C or lower. In particular, when the substituent on the fine fibrous cellulose subjected to the substituent removal treatment step is a phosphorus oxo acid group, the heating temperature in the heat treatment step is preferably 80°C or higher, more preferably 100°C or higher, and even more preferably 120°C or higher.

置換基除去処理工程が加熱処理する工程である場合、加熱処理工程において使用できる加熱装置としては、特に限定されないが、熱風加熱装置、蒸気加熱装置、電熱加熱装置、水熱加熱装置、火力加熱装置、赤外線加熱装置、遠赤外線加熱装置、マイクロ波加熱装置、高周波加熱装置、撹拌乾燥装置、回転乾燥装置、円盤乾燥装置、ロール型加熱装置、プレート型加熱装置、流動層乾燥装置、バンド型乾燥装置、ろ過乾燥装置、振動流動乾燥装置、気流乾燥装置、減圧乾燥装置を用いることができる。蒸発を防ぐ観点から、加熱は密閉系で行われることが好ましく、さらに加熱温度を高める観点から、耐圧性の装置内や容器内で行われることが好ましい。加熱処理はバッチ処理であってもよく、バッチ連続処理であってもよく、連続処理であってもよい。 When the substituent removal treatment step is a heat treatment step, the heating device that can be used in the heat treatment step is not particularly limited, but examples include hot air heating devices, steam heating devices, electric heating devices, hydrothermal heating devices, thermal heating devices, infrared heating devices, far-infrared heating devices, microwave heating devices, high-frequency heating devices, agitator drying devices, rotary drying devices, disk drying devices, roll-type heating devices, plate-type heating devices, fluidized bed drying devices, band-type drying devices, filtration drying devices, vibration fluidized drying devices, flash drying devices, and reduced-pressure drying devices. To prevent evaporation, heating is preferably carried out in a closed system, and to increase the heating temperature, heating is preferably carried out in a pressure-resistant device or container. Heat treatment may be batch processing, continuous batch processing, or continuous processing.

置換基除去処理工程が、置換基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースを酵素処理する工程である場合、酵素処理する工程では、置換基の種類に応じて、リン酸エステル加水分解酵素、硫酸エステル加水分解酵素等を用いることが好ましい。 When the substituent removal treatment step is a step of enzymatically treating fine fibrous cellulose having substituents and a fiber width of 1000 nm or less, it is preferable to use a phosphate ester hydrolase, a sulfate ester hydrolase, or the like in the enzymatic treatment step, depending on the type of substituent.

酵素処理工程では、微細繊維状セルロース1gに対して酵素活性が0.1nkat以上となるよう酵素を添加することが好ましく、1.0nkat以上となるよう酵素を添加することがより好ましく、10nkat以上となるよう酵素を添加することがさらに好ましい。また、微細繊維状セルロース1gに対して酵素活性が100000nkat以下となるよう酵素を添加することが好ましく、50000nkat以下となるよう酵素を添加することがより好ましく10000nkat以下となるよう酵素を添加することがさらに好ましい。微細繊維状セルロース分散液(スラリー)に酵素を添加した後には、0℃以上50℃未満の条件下で1分以上100時間以下処理を行うことが好ましい。 In the enzyme treatment step, the enzyme is preferably added so that the enzymatic activity per 1 g of fine fibrous cellulose is 0.1 nkat or more, more preferably 1.0 nkat or more, and even more preferably 10 nkat or more. Furthermore, the enzyme is preferably added so that the enzymatic activity per 1 g of fine fibrous cellulose is 100,000 nkat or less, more preferably 50,000 nkat or less, and even more preferably 10,000 nkat or less. After adding the enzyme to the fine fibrous cellulose dispersion (slurry), it is preferable to treat the dispersion (slurry) at a temperature of 0°C or higher but less than 50°C for 1 minute to 100 hours.

酵素反応の後、酵素を失活させる工程を設けてもよい。酵素を失活させる方法としては、酵素処理を施したスラリーに酸成分もしくはアルカリ成分を添加して酵素を失活させる方法、酵素処理を施したスラリーの温度を90℃以上に上昇させて酵素を失活させる方法が挙げられる。 After the enzymatic reaction, a step of deactivating the enzyme may be carried out. Methods for deactivating the enzyme include adding an acid or alkaline component to the enzymatically treated slurry, and raising the temperature of the enzymatically treated slurry to 90°C or higher.

置換基除去処理工程が、置換基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースを酸処理する工程である場合、酸処理する工程では、上述した酸処理工程で用いることができる酸化合物をスラリーに添加することが好ましい。 When the substituent removal treatment step is a step of acid-treating fine fibrous cellulose having substituents and a fiber width of 1000 nm or less, it is preferable to add an acid compound that can be used in the acid treatment step described above to the slurry in the acid treatment step.

置換基除去処理工程が、置換基を有し、かつ繊維幅が1000nm以下の微細繊維状セルロースをアルカリ処理する工程である場合、アルカリ処理する工程では、上述したアルカリ処理工程で用いることができるアルカリ化合物をスラリーに添加することが好ましい。 When the substituent removal treatment step is a step of alkali treating fine fibrous cellulose having substituents and a fiber width of 1000 nm or less, it is preferable to add an alkali compound that can be used in the alkali treatment step described above to the slurry in the alkali treatment step.

置換基除去処理工程では、置換基除去反応が均一に進むことが好ましい。反応を均一に進めるためには、例えば微細繊維状セルロースを含むスラリーを撹拌してもよく、スラリーの比表面積を高めてもよい。スラリーを撹拌する方法としては、外部からの機械的シェアを与えてもよく、反応中のスラリーの送液速度を上げることで自己撹拌を促してもよい。 In the substituent removal treatment step, it is preferable that the substituent removal reaction proceeds uniformly. To ensure uniform reaction, for example, the slurry containing the fine fibrous cellulose may be stirred, or the specific surface area of the slurry may be increased. The slurry may be stirred by applying external mechanical shear, or by increasing the slurry flow rate during the reaction to promote self-stirring.

置換基除去処理工程では、スペーサー分子を添加してもよい。スペーサー分子は、隣接する微細繊維状セルロースの間に入り込み、それにより微細繊維状セルロース間に微細なスペースを設けるためのスペーサーとして働く。置換基除去処理工程において、このようなスペーサー分子を添加することで、置換基除去処理後の微細繊維状セルロースの凝集を抑制することができる。これにより、液状組成物やシートの透明性をより効果的に高めることができる。 Spacer molecules may be added in the substituent removal treatment step. The spacer molecules penetrate between adjacent fine fibrous cellulose particles, thereby acting as spacers to create fine spaces between the fine fibrous cellulose particles. Adding such spacer molecules in the substituent removal treatment step can suppress aggregation of the fine fibrous cellulose particles after the substituent removal treatment. This can more effectively improve the transparency of the liquid composition and sheet.

スペーサー分子は水溶性有機化合物であることが好ましい。水溶性有機化合物としては、例えば、糖や水溶性高分子、尿素等を挙げることができる。具体的には、トレハロース、尿素、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレンオキサイド(PEO)、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール(PVA)等を挙げることができる。また、水溶性有機化合物として、メタクリル酸アルキル・アクリル酸コポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、イソプレングリコール、ヘキシレングリコール、1,3-ブチレングリコール、ポリアクリルアミド、キサンタンガム、グアーガム、タマリンドガム、カラギーナン、ローカストビーンガム、クインスシード、アルギン酸、プルラン、カラギーナン、ペクチン、カチオン化デンプン、生デンプン、酸化デンプン、エーテル化デンプン、エステル化デンプン、アミロース等のデンプン類、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、ヒアルロン酸、ヒアルロン酸の金属塩を用いることもできる。 The spacer molecule is preferably a water-soluble organic compound. Examples of water-soluble organic compounds include sugars, water-soluble polymers, and urea. Specific examples include trehalose, urea, polyethylene glycol (PEG), polyethylene oxide (PEO), carboxymethyl cellulose, and polyvinyl alcohol (PVA). Additionally, water-soluble organic compounds that can be used include alkyl methacrylate-acrylic acid copolymer, polyvinylpyrrolidone, sodium polyacrylate, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, isoprene glycol, hexylene glycol, 1,3-butylene glycol, polyacrylamide, xanthan gum, guar gum, tamarind gum, carrageenan, locust bean gum, quince seed, alginic acid, pullulan, carrageenan, pectin, starches such as cationized starch, raw starch, oxidized starch, etherified starch, esterified starch, and amylose, glycerin, diglycerin, polyglycerin, hyaluronic acid, and metal salts of hyaluronic acid.

また、スペーサー分子として公知の顔料を使用することができる。例えば、カオリン(含クレー)、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、非晶質シリカ(含コロイダルシリカ)、酸化アルミニウム、ゼオライト、セピオライト、スメクタイト、合成スメクタイト、珪酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、珪藻土、スチレン系プラスチックピグメント、ハイドロタルサイト、尿素樹脂系プラスチックピグメント、ベンゾグアナミン系プラスチックピグメント等が挙げられる。 In addition, known pigments can be used as spacer molecules. Examples include kaolin (containing clay), calcium carbonate, titanium oxide, zinc oxide, amorphous silica (containing colloidal silica), aluminum oxide, zeolite, sepiolite, smectite, synthetic smectite, magnesium silicate, magnesium carbonate, magnesium oxide, diatomaceous earth, styrene-based plastic pigments, hydrotalcite, urea resin-based plastic pigments, and benzoguanamine-based plastic pigments.

<pH調整工程>
上述した置換基除去処理工程がスラリー状で行われる場合、置換基除去処理工程の前に、微細繊維状セルロースを含むスラリーのpHを調整する工程を設けてもよい。例えば、セルロース繊維にイオン性置換基を導入し、このイオン性置換基の対イオンがNaである場合、解繊後の微細繊維状セルロースを含むスラリーは弱アルカリ性を示す。この状態で加熱を行うと、セルロースの分解により着色要因の一つである単糖が発生する場合があるため、スラリーのpHを8以下に調整することが好ましい。また、酸性条件においても同様に単糖が発生する場合があるため、スラリーのpHを3以上に調整することが好ましい。
<pH adjustment process>
When the above-mentioned substituent removal treatment step is performed in the form of a slurry, a step of adjusting the pH of the slurry containing the fine fibrous cellulose may be provided before the substituent removal treatment step. For example, when an ionic substituent is introduced into cellulose fibers and the counter ion of this ionic substituent is Na + , the slurry containing the defibrated fine fibrous cellulose exhibits weak alkalinity. If heating is performed in this state, monosaccharides, which are one of the causes of coloration, may be generated due to decomposition of cellulose, so it is preferable to adjust the pH of the slurry to 8 or less. Furthermore, since monosaccharides may also be generated under acidic conditions, it is preferable to adjust the pH of the slurry to 3 or more.

また、置換基を有する微細繊維状セルロースがリン酸基を有する微細繊維状セルロースである場合、置換基の除去効率向上の観点から、リン酸基のリンが求核攻撃を受けやすい状態であることが好ましい。求核攻撃を受けやすいのは、セルロース-O-P(=O)(-O-H)(-O-Na)と表される中和度1の状態であり、この状態とするには、スラリーのpHを3以上8以下に調整することが好ましく、pHを4以上6以下に調整することがさらに好ましい。 Furthermore, when the substituted fine fibrous cellulose is a fine fibrous cellulose having phosphate groups, from the viewpoint of improving the efficiency of removing the substituents, it is preferable that the phosphorus of the phosphate groups is in a state susceptible to nucleophilic attack. The state susceptible to nucleophilic attack is a state with a neutralization degree of 1, expressed as cellulose-O-P(=O)(-O-H + )(-O-Na + ). To achieve this state, it is preferable to adjust the pH of the slurry to 3 or more and 8 or less, and more preferably to adjust the pH to 4 or more and 6 or less.

pHを調整する手段は特に限定されないが、例えば微細繊維状セルロースを含むスラリーに酸成分やアルカリ成分を添加してもよい。酸成分は無機酸および有機酸のいずれであってもよく、無機酸としては、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等が挙げられる。有機酸としては、ギ酸、酢酸、クエン酸、リンゴ酸、乳酸、アジピン酸、セバシン酸、ステアリン酸、マレイン酸、コハク酸、酒石酸、フマル酸、グルコン酸等が挙げられる。アルカリ成分は、無機アルカリ化合物であってもよいし、有機アルカリ化合物であってもよい。無機アルカリ化合物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどが挙げられる。有機アルカリ化合物としては、アンモニア、ヒドラジン、メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジアミノエタン、ジアミノプロパン、ジアミノブタン、ジアミノペンタン、ジアミノヘキサン、シクロヘキシルアミン、アニリン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ピリジン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン等が挙げられる。 The means for adjusting the pH is not particularly limited. For example, an acid or alkaline component may be added to a slurry containing fine fibrous cellulose. The acid component may be either an inorganic or organic acid. Inorganic acids include sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, and phosphoric acid. Organic acids include formic acid, acetic acid, citric acid, malic acid, lactic acid, adipic acid, sebacic acid, stearic acid, maleic acid, succinic acid, tartaric acid, fumaric acid, and gluconic acid. The alkaline component may be an inorganic or organic alkaline compound. Inorganic alkaline compounds include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium carbonate, lithium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, sodium carbonate, and sodium bicarbonate. Examples of organic alkaline compounds include ammonia, hydrazine, methylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, butylamine, diaminoethane, diaminopropane, diaminobutane, diaminopentane, diaminohexane, cyclohexylamine, aniline, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxide, pyridine, and N,N-dimethyl-4-aminopyridine.

また、pH調整工程では、pHを調整するためにイオン交換処理を行ってもよい。イオン交換処理に際しては、強酸性陽イオン交換樹脂もしくは弱酸性イオン交換樹脂を用いることができる。適切な量の陽イオン交換樹脂で十分な時間処理することにより、目的とするpHの微細繊維状セルロースを含むスラリーを得ることができる。さらに、pH調整工程では酸成分やアルカリ成分の添加とイオン交換処理を組み合わせてもよい。 In addition, in the pH adjustment step, ion exchange treatment may be performed to adjust the pH. A strong acid cation exchange resin or a weak acid ion exchange resin can be used for the ion exchange treatment. By treating with an appropriate amount of cation exchange resin for a sufficient period of time, a slurry containing fine fibrous cellulose with the desired pH can be obtained. Furthermore, in the pH adjustment step, the addition of an acid component or an alkali component may be combined with the ion exchange treatment.

<塩の除去処理>
置換基除去処理工程の後には、除去した置換基由来の塩の除去処理を行うことが好ましい。置換基由来の塩を除去することで、着色を抑制し得る微細繊維状セルロースが得られ易くなる。置換基由来の塩を除去する手段は特に限定されないが、例えば洗浄処理やイオン交換処理が挙げられる。洗浄処理は、例えば水や有機溶媒により、置換基除去処理で凝集した微細繊維状セルロースを洗浄することにより行われる。イオン交換処理では、イオン交換樹脂を用いることができる。
<Salt removal treatment>
After the substituent removal treatment step, it is preferable to carry out a treatment to remove salts derived from the removed substituents. Removing the salts derived from the substituents makes it easier to obtain fine fibrous cellulose that can suppress coloration. The means for removing the salts derived from the substituents is not particularly limited, and examples thereof include a washing treatment and an ion exchange treatment. The washing treatment is carried out by washing the fine fibrous cellulose that has aggregated in the substituent removal treatment with, for example, water or an organic solvent. In the ion exchange treatment, an ion exchange resin can be used.

<均一分散処理>
置換基除去処理工程の後には、置換基除去処理を経て得られた微細繊維状セルロースを均一分散処理する工程を設けてもよい。微細繊維状セルロースに対して置換基除去処理を施すことにより、少なくとも一部の微細繊維状セルロースが凝集する。均一分散処理工程においては、このように凝集した微細繊維状セルロースを均一分散する工程である。
<Uniform dispersion treatment>
The substituent removal treatment step may be followed by a step of uniformly dispersing the fine fibrous cellulose obtained through the substituent removal treatment. By subjecting the fine fibrous cellulose to the substituent removal treatment, at least a portion of the fine fibrous cellulose is aggregated. The uniform dispersion treatment step is a step of uniformly dispersing the aggregated fine fibrous cellulose.

均一分散処理工程では、例えば高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザー高圧衝突型粉砕機、ボールミル、ビーズミル、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナー、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機又はビーターなどを使用することができる。上記均一分散処理装置の中でも、高速解繊機、高圧ホモジナイザーを用いることがより好ましい。 In the uniform dispersion treatment step, for example, a high-speed defibrator, grinder (stone mill), high-pressure homogenizer, high-pressure collision grinder, ball mill, bead mill, disk refiner, conical refiner, twin-screw kneader, vibration mill, homomixer under high-speed rotation, ultrasonic disperser, or beater can be used. Of the above-mentioned uniform dispersion treatment devices, it is more preferable to use a high-speed defibrator or high-pressure homogenizer.

均一分散処理工程における処理条件は特に限定されないが、処理中の微細繊維状セルロースの最高移動速度や、処理時の圧力を大きくすることが好ましい。高速解繊機においては、その周速が20m/sec以上であることが好ましく、25m/sec以上であることがより好ましく、30m/sec以上であることがさらに好ましい。高圧ホモジナイザーは、高速解繊機よりも、処理中の微細繊維状セルロースの最高移動速度や、処理時の圧力が大きくなるため、より好ましく使用できる。高圧ホモジナイザー処理においては、処理時の圧力は1MPa以上350MPa以下が好ましく、10MPa以上300MPa以下がより好ましく、50MPa以上250MPa以下がさらに好ましい。 The processing conditions for the uniform dispersion process are not particularly limited, but it is preferable to increase the maximum movement speed of the fine fibrous cellulose during processing and the pressure during processing. In the case of a high-speed fiberizer, the peripheral speed is preferably 20 m/sec or more, more preferably 25 m/sec or more, and even more preferably 30 m/sec or more. A high-pressure homogenizer is more preferably used than a high-speed fiberizer because it has a higher maximum movement speed of the fine fibrous cellulose during processing and a higher pressure during processing. In high-pressure homogenizer processing, the pressure during processing is preferably 1 MPa or more and 350 MPa or less, more preferably 10 MPa or more and 300 MPa or less, and even more preferably 50 MPa or more and 250 MPa or less.

なお、均一分散処理工程においては、上述したスペーサー分子を新たに添加してもよい。均一分散処理工程において、このようなスペーサー分子を添加することで、微細繊維状セルロースの均一分散をよりスムーズに行うことができる。これにより、液状組成物やシートの透明性をより効果的に高めることができる。 In the uniform dispersion treatment step, the above-mentioned spacer molecules may be added. By adding such spacer molecules in the uniform dispersion treatment step, the fine fibrous cellulose can be dispersed more uniformly and smoothly. This makes it possible to more effectively improve the transparency of the liquid composition and sheet.

(任意成分)
本発明の液状組成物は任意成分として、重合禁止剤をさらに含むものであってもよい。本明細書において、重合禁止剤は、ラジカル重合を引き起こすラジカル種と反応し、ラジカル重合を引き起こさない不活性なラジカルまたは安定な化合物にする作用(ラジカル捕捉作用)を有する。重合禁止剤としては、例えば、フェノチアジン、ジブチルヒドロキシトルエン、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、トリス(ノニルフェニル)フォスファイト、4,4’-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、N-フェニル-1-ナフチルアミン、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2-メルカプトベンズイミダゾール、ハイドロキノン、N,N-ジエチルヒドロキシルアミン等を挙げることができる。液状組成物が重合禁止剤を含有する場合、重合禁止剤の含有量は、繊維状セルロース100質量部に対して0.1質量部以上5質量部以下であることが好ましい。重合禁止剤の含有量を上記範囲内とすることにより、シートの加熱後の黄変をより効果的に抑制することができる。
(optional ingredient)
The liquid composition of the present invention may further contain a polymerization inhibitor as an optional component. In this specification, the polymerization inhibitor has the effect of reacting with radical species that cause radical polymerization and converting them into inactive radicals or stable compounds that do not cause radical polymerization (radical scavenging effect). Examples of polymerization inhibitors include phenothiazine, dibutylhydroxytoluene, 2,2'-methylenebis(4-ethyl-6-t-butylphenol), tris(nonylphenyl)phosphite, 4,4'-thiobis(3-methyl-6-t-butylphenol), N-phenyl-1-naphthylamine, 2,2'-methylenebis(4-methyl-6-t-butylphenol), 2-mercaptobenzimidazole, hydroquinone, and N,N-diethylhydroxylamine. When the liquid composition contains a polymerization inhibitor, the content of the polymerization inhibitor is preferably 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less per 100 parts by mass of the fibrous cellulose. By setting the content of the polymerization inhibitor within the above range, yellowing of the sheet after heating can be more effectively suppressed.

また、任意成分としては、フィラー、顔料、染料、安定剤、界面活性剤、pH調整剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。 Optional ingredients include fillers, pigments, dyes, stabilizers, surfactants, pH adjusters, UV absorbers, etc.

また、液状組成物には、任意成分として、上述した樹脂以外の水溶性有機化合物が含まれていてもよい。水溶性有機化合物としては、例えば、糖や水溶性高分子(上述した樹脂を除く)、尿素等を挙げることができる。具体的には、トレハロース、尿素、カルボキシメチルセルロース等を挙げることができる。また、水溶性有機化合物として、メタクリル酸アルキル・アクリル酸コポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、イソプレングリコール、ヘキシレングリコール、1,3-ブチレングリコール、ポリアクリルアミド、キサンタンガム、グアーガム、タマリンドガム、カラギーナン、ローカストビーンガム、クインスシード、アルギン酸、プルラン、カラギーナン、ペクチン、カチオン化デンプン、生デンプン、酸化デンプン、エーテル化デンプン、エステル化デンプン、アミロース等のデンプン類、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、ヒアルロン酸、ヒアルロン酸の金属塩を用いることもできる。 The liquid composition may also contain, as an optional component, a water-soluble organic compound other than the resins described above. Examples of water-soluble organic compounds include sugars, water-soluble polymers (excluding the resins described above), and urea. Specific examples include trehalose, urea, and carboxymethyl cellulose. Other water-soluble organic compounds that can be used include alkyl methacrylate-acrylic acid copolymers, polyvinylpyrrolidone, sodium polyacrylate, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, isoprene glycol, hexylene glycol, 1,3-butylene glycol, polyacrylamide, xanthan gum, guar gum, tamarind gum, carrageenan, locust bean gum, quince seed, alginic acid, pullulan, pectin, cationic starch, raw starch, oxidized starch, etherified starch, esterified starch, and starches such as amylose; glycerin, diglycerin, polyglycerin, hyaluronic acid, and metal salts of hyaluronic acid.

(シート)
本発明は、上述した液状組成物から形成されるシートに関するものでもある。具体的には、本発明のシートは、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースと、樹脂と、還元剤と、を含有する。シートに含まれる繊維状セルロースや樹脂、還元剤は、液状組成物に含まれるものと同様であり、上述したとおりである。
(seat)
The present invention also relates to a sheet formed from the liquid composition described above. Specifically, the sheet of the present invention contains fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less, a resin, and a reducing agent. The fibrous cellulose, resin, and reducing agent contained in the sheet are the same as those contained in the liquid composition, as described above.

本実施形態において、シートの厚さ25μmにおけるYI値(黄色度)は、1.5以下であることが好ましく、1.3以下であることがより好ましく、1.2以下であることがさらに好ましい。なお、シートの厚さ25μmにおけるYI値(黄色度)の下限値は特に限定されるものではなく、0.0であってもよい。ここで、シートのYI値は、JIS K 7373:2006に準拠して測定される黄色度である。YI値の測定装置としては、例えば、Colour Cute i(スガ試験機株式会社製)を用いることができる。なお、上記のシートの黄色度は、次式のとおり、シート厚み25μmに比例換算した値である。
黄色度=シートの黄色度測定値×(25/シート厚み)
上述したYI値は、後述するようにシートを加熱する前に測定されたYI値であるため、初期YI値と呼ぶこともある。
In this embodiment, the YI value (yellowness index) at a sheet thickness of 25 μm is preferably 1.5 or less, more preferably 1.3 or less, and even more preferably 1.2 or less. The lower limit of the YI value (yellowness index) at a sheet thickness of 25 μm is not particularly limited and may be 0.0. Here, the YI value of the sheet is the yellowness index measured in accordance with JIS K 7373:2006. For example, a Colour Cute i (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) can be used as a YI value measuring device. The yellowness index of the above sheet is a value proportional to a sheet thickness of 25 μm, as shown in the following formula:
Yellowness index = measured yellowness index of sheet × (25/sheet thickness)
The above-mentioned YI value is a YI value measured before the sheet is heated as described below, and is therefore sometimes called an initial YI value.

本実施形態において、シートを160℃で6時間加熱した後のシートYI値は、5.5以下であることが好ましく、4.5以下であることがより好ましく、3.6以下であることがさらに好ましい。なお、シートを160℃で6時間加熱した後のシートのYI値の下限値は特に限定されるものではなく、0.0であってもよい。なお、このようなYI値は加熱後YI値と呼ぶこともある。加熱後YI値の測定方法は上述した方法と同様である。 In this embodiment, the YI value of the sheet after heating at 160°C for 6 hours is preferably 5.5 or less, more preferably 4.5 or less, and even more preferably 3.6 or less. The lower limit of the YI value of the sheet after heating at 160°C for 6 hours is not particularly limited and may be 0.0. This YI value is sometimes referred to as the post-heating YI value. The method for measuring the post-heating YI value is the same as the method described above.

本実施形態において、シートのYI増加率は、2700%以下であることが好ましく、2500%以下であることがより好ましく、2300%以下であることがさらに好ましく、2000%以下であることが一層好ましく、1500%以下であることが特に好ましい。なお、シートにおけるYI増加率の下限値は特に限定されるものではなく、0%であってもよい。ここで、シートのYI増加率とは、シートを160℃で6時間加熱した前後のシートのYI値の増加率である。具体的に、YI増加率は以下の式で算出される値である。
YI増加率(%)=(加熱後のシートの黄色度-加熱前のシートの黄色度)/加熱前のシートの黄色度×100
なお、上記式において、シートの黄色度はJIS K 7373:2006に準拠して測定した黄色度である。
In this embodiment, the YI increase rate of the sheet is preferably 2700% or less, more preferably 2500% or less, even more preferably 2300% or less, even more preferably 2000% or less, and particularly preferably 1500% or less. The lower limit of the YI increase rate of the sheet is not particularly limited and may be 0%. Here, the YI increase rate of the sheet refers to the increase rate of the YI value of the sheet before and after heating the sheet at 160°C for 6 hours. Specifically, the YI increase rate is a value calculated by the following formula:
YI increase rate (%)=(yellowing index of sheet after heating−yellowing index of sheet before heating)/yellowing index of sheet before heating×100
In the above formula, the yellowness of the sheet is measured in accordance with JIS K 7373:2006.

本実施形態のシートのヘーズは3.5%以下であることが好ましく、3.0%以下であることがより好ましく、2.5%以下であることがさらに好ましく、2.0%以下であることが特に好ましい。シートのヘーズが上記範囲内であれば、本発明の微細繊維状セルロースを用いることで高透明なシートが形成されたと判定することができる。なお、シートのへーズは、JIS K 7136:2000に準拠し、ヘーズメーターを用いて測定される値である。 The haze of the sheet of this embodiment is preferably 3.5% or less, more preferably 3.0% or less, even more preferably 2.5% or less, and particularly preferably 2.0% or less. If the haze of the sheet is within the above range, it can be determined that a highly transparent sheet has been formed by using the fine fibrous cellulose of the present invention. The haze of the sheet is a value measured using a haze meter in accordance with JIS K 7136:2000.

本実施形態のシートの全光線透過率は、75%以上であることが好ましく、80 %以上であることがより好ましく、85%以上であることがさらに好ましい。なお、シートのへーズは、JIS K 7361-1:1997に準拠し、ヘーズメーターを用いて測定される値である。 The total light transmittance of the sheet of this embodiment is preferably 75% or more, more preferably 80% or more, and even more preferably 85% or more. The haze of the sheet is a value measured using a haze meter in accordance with JIS K 7361-1:1997.

本実施形態のシート中の全固形分質量に対する繊維状セルロースの含有量は、1質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることがさらに好ましく、30質量%以上であることが特に好ましい。また、シート中の全固形分質量に対する繊維状セルロースの含有量は、99質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましい。 The content of fibrous cellulose relative to the total solid mass in the sheet of this embodiment is preferably 1% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 20% by mass or more, and particularly preferably 30% by mass or more. Furthermore, the content of fibrous cellulose relative to the total solid mass in the sheet is preferably 99% by mass or less, more preferably 90% by mass or less.

本実施形態のシートの厚みは、特に限定されるものではないが、5μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましく、20μm以上であることがさらに好ましい。また、シートの厚みの上限値は、特に限定されないが、1000μm以下であることが好ましい。シートの厚みは、例えば、定圧厚さ測定器(TECLOCK CのORPORATION製、PG-02)で測定することができる。 The thickness of the sheet in this embodiment is not particularly limited, but is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and even more preferably 20 μm or more. The upper limit of the sheet thickness is also not particularly limited, but is preferably 1000 μm or less. The sheet thickness can be measured, for example, using a constant pressure thickness gauge (PG-02, manufactured by TECLOCK C ORPORATION).

本実施形態のシートの坪量は、特に限定されないが、10g/m以上であることが好ましく、20g/m以上であることがより好ましく、30g/m以上であることがさらに好ましい。また、シートの坪量は、特に限定されないが、200g/m以下であることが好ましく、150g/m以下であることがより好ましい。ここで、シートの坪量は、例えばJIS P 8124:2011に準拠し、算出することができる。 The basis weight of the sheet of this embodiment is not particularly limited, but is preferably 10 g/ m2 or more, more preferably 20 g/ m2 or more, and even more preferably 30 g/ m2 or more. The basis weight of the sheet is also not particularly limited, but is preferably 200 g/ m2 or less, and more preferably 150 g/ m2 or less. Here, the basis weight of the sheet can be calculated, for example, in accordance with JIS P 8124:2011.

本実施形態のシートの密度は、特に限定されないが、例えば0.1g/cm以上であることが好ましく、0.5g/cm以上であることがより好ましく、1.0g/cm以上であることがさらに好ましい。また、シートの密度は、特に限定されないが、例えば5.0g/cm以下であることが好ましく、3.0g/cm以下であることがより好ましい。ここで、シートの密度は、50mm角のシートを23℃、相対湿度50%条件下で24時間調湿した後、シートの厚みおよび質量を測定することにより算出することができる。 The density of the sheet of this embodiment is not particularly limited, but is preferably 0.1 g/cm or more, more preferably 0.5 g/cm or more , and even more preferably 1.0 g/cm or more . The density of the sheet is also not particularly limited, but is preferably 5.0 g/cm or less, and more preferably 3.0 g/cm or less . Here, the density of the sheet can be calculated by conditioning a 50 mm square sheet at 23°C and a relative humidity of 50% for 24 hours, and then measuring the thickness and mass of the sheet.

本実施形態のシートの弾性率は、特に限定されないが、例えば2GPa以上であることが好ましく、4GPa以上であることがより好ましく、6GPa以上であることがさらに好ましい。ここで、シートの弾性率は、例えばJIS P 8113:2006に準拠し、算出することができる。 The elastic modulus of the sheet of this embodiment is not particularly limited, but is preferably 2 GPa or more, more preferably 4 GPa or more, and even more preferably 6 GPa or more. Here, the elastic modulus of the sheet can be calculated, for example, in accordance with JIS P 8113:2006.

(シートの製造方法)
本発明のシートの製造方法は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースと、樹脂と、還元剤とを含むスラリーを得る工程と、該スラリーを基材上に塗工する塗工工程、又は該スラリーを抄紙する抄紙工程を含む。これにより、上述したシートが得られることとなる。
(Sheet manufacturing method)
The method for producing a sheet of the present invention includes a step of obtaining a slurry containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less, a resin, and a reducing agent, and a coating step of coating the slurry onto a substrate or a papermaking step of making paper from the slurry, thereby obtaining the above-mentioned sheet.

<塗工工程>
塗工工程では、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースと、樹脂と、還元剤とを含むスラリーを基材上に塗工し、これを乾燥して形成されたシートを基材から剥離することによりシートを得ることができる。また、塗工装置と長尺の基材を用いることで、シートを連続的に生産することができる。
<Coating process>
In the coating process, a slurry containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less, a resin, and a reducing agent is coated onto a substrate, dried, and the resulting sheet is peeled off from the substrate to obtain a sheet. Furthermore, by using a coating device and a long substrate, sheets can be produced continuously.

塗工工程で用いる基材の材質は、特に限定されないが、スラリーに対する濡れ性が高いものの方が乾燥時のシートの収縮等を抑制することができてよいが、乾燥後に形成されたシートが容易に剥離できるものを選択することが好ましい。中でも樹脂製のフィルムや板または金属製のフィルムや板が好ましいが、特に限定されない。例えばアクリル、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン等の樹脂のフィルムや板、アルミ、亜鉛、銅、鉄板の金属のフィルムや板、および、それらの表面を酸化処理したもの、ステンレスのフィルムや板、真ちゅうのフィルムや板等を用いることができる。 The material of the substrate used in the coating process is not particularly limited, but a substrate with high wettability to the slurry can prevent shrinkage of the sheet during drying. However, it is preferable to select a substrate that allows the formed sheet to be easily peeled off after drying. Resin films or plates or metal films or plates are preferred, but there are no particular limitations. For example, resin films or plates such as acrylic, polyethylene terephthalate, vinyl chloride, polystyrene, and polyvinylidene chloride, metal films or plates such as aluminum, zinc, copper, and iron plates, and those with oxidized surfaces, stainless steel films or plates, and brass films or plates can be used.

塗工工程において、スラリーの粘度が低く、基材上で展開してしまう場合には、所定の厚み及び坪量のシートを得るため、基材上に堰止用の枠を固定して使用してもよい。堰止用の枠としては、特に限定されないが、例えば乾燥後に付着するシートの端部が容易に剥離できるものを選択することが好ましい。このような観点から、樹脂板または金属板を成形したものがより好ましい。本実施形態においては、例えばアクリル板、ポリエチレンテレフタレート板、塩化ビニル板、ポリスチレン板、ポリ塩化ビニリデン板等の樹脂板や、アルミ板、亜鉛板、銅板、鉄板等の金属板、及びこれらの表面を酸化処理したもの、ステンレス板、真ちゅう板等を成形したものを用いることができる。 If the viscosity of the slurry is low during the coating process and it spreads on the substrate, a blocking frame may be fixed to the substrate to obtain a sheet of the desired thickness and basis weight. There are no particular limitations on the type of blocking frame, but it is preferable to select one that allows the edges of the sheet to be easily peeled off after drying. From this perspective, molded resin or metal plates are more preferable. In this embodiment, for example, resin plates such as acrylic plates, polyethylene terephthalate plates, vinyl chloride plates, polystyrene plates, and polyvinylidene chloride plates, metal plates such as aluminum plates, zinc plates, copper plates, and iron plates, and plates with their surfaces oxidized, as well as molded stainless steel plates, brass plates, etc. can be used.

スラリーを基材に塗工する塗工機としては、特に限定されないが、例えばロールコーター、グラビアコーター、ダイコーター、カーテンコーター、エアドクターコーター等を使用することができる。シートの厚みをより均一にできることから、ダイコーター、カーテンコーター、スプレーコーターが特に好ましい。 The coating machine used to apply the slurry to the substrate is not particularly limited, but examples include roll coaters, gravure coaters, die coaters, curtain coaters, and air doctor coaters. Die coaters, curtain coaters, and spray coaters are particularly preferred because they can produce a more uniform sheet thickness.

スラリーを基材へ塗工する際のスラリー温度および雰囲気温度は、特に限定されないが、例えば5℃以上80℃以下であることが好ましく、10℃以上60℃以下であることがより好ましく、15℃以上50℃以下であることがさらに好ましく、20℃以上40℃以下であることが特に好ましい。塗工温度が上記下限値以上であれば、スラリーをより容易に塗工できる。塗工温度が上記上限値以下であれば、塗工中の分散媒の揮発を抑制できる。 The slurry temperature and ambient temperature when applying the slurry to the substrate are not particularly limited, but are preferably, for example, 5°C to 80°C, more preferably 10°C to 60°C, even more preferably 15°C to 50°C, and particularly preferably 20°C to 40°C. If the application temperature is above the lower limit, the slurry can be applied more easily. If the application temperature is below the upper limit, evaporation of the dispersion medium during application can be suppressed.

塗工工程においては、シートの仕上がり坪量が好ましくは10g/m以上200g/m以下となるように、より好ましくは20g/m以上150g/m以下となるように、スラリーを基材に塗工することが好ましい。坪量が上記範囲内となるように塗工することで、強度に優れたシートが得られる。 In the coating step, the slurry is preferably applied to the substrate so that the finished basis weight of the sheet is preferably 10 g/m 2 or more and 200 g/m 2 or less, more preferably 20 g/m 2 or more and 150 g/m 2 or less. By coating so that the basis weight is within the above range, a sheet with excellent strength can be obtained.

塗工工程は、上述のとおり、基材上に塗工したスラリーを乾燥させる工程を含む。スラリーを乾燥させる工程は、特に限定されないが、例えば非接触の乾燥方法、もしくはシートを拘束しながら乾燥する方法、またはこれらの組み合わせにより行われる。非接触の乾燥方法としては、特に限定されないが、例えば熱風、赤外線、遠赤外線もしくは近赤外線により加熱して乾燥する方法(加熱乾燥法)、または真空にして乾燥する方法(真空乾燥法)を適用することができる。加熱乾燥法と真空乾燥法を組み合わせてもよいが、通常は、加熱乾燥法が適用される。赤外線、遠赤外線または近赤外線による乾燥は、特に限定されないが、例えば赤外線装置、遠赤外線装置または近赤外線装置を用いて行うことができる。加熱乾燥法における加熱温度は、特に限定されないが、例えば20℃以上150℃以下とすることが好ましく、25℃以上105℃以下とすることがより好ましい。加熱温度を上記下限値以上とすれば、分散媒を速やかに揮発させることができる。また、加熱温度を上記上限値以下であれば、加熱に要するコストの抑制及び繊維状セルロースの熱による変色の抑制を実現できる。 As described above, the coating process includes drying the slurry coated on the substrate. The drying process can be performed by, but is not limited to, a non-contact drying method, a method of drying while restraining the sheet, or a combination of these. Non-contact drying methods can include, but are not limited to, methods of drying by heating with hot air, infrared rays, far-infrared rays, or near-infrared rays (heat drying), or methods of drying in a vacuum (vacuum drying). While heat drying and vacuum drying can be combined, heat drying is typically used. Drying with infrared rays, far-infrared rays, or near-infrared rays can be performed using, but is not limited to, an infrared device, a far-infrared device, or a near-infrared device. The heating temperature in the heat drying method is not particularly limited, but is preferably 20°C to 150°C, and more preferably 25°C to 105°C. Setting the heating temperature above the lower limit allows for rapid volatilization of the dispersion medium. Setting the heating temperature below the upper limit reduces heating costs and suppresses heat-induced discoloration of the fibrous cellulose.

<抄紙工程>
抄紙工程は、抄紙機によりスラリーを抄紙することにより行われる。抄紙工程で用いられる抄紙機としては、特に限定されないが、例えば長網式、円網式、傾斜式等の連続抄紙機、またはこれらを組み合わせた多層抄き合わせ抄紙機等が挙げられる。抄紙工程では、手抄き等の公知の抄紙方法を採用してもよい。
<Paper making process>
The papermaking process is carried out by making paper from the slurry using a papermaking machine. The papermaking machine used in the papermaking process is not particularly limited, but examples include continuous papermaking machines such as Fourdrinier, cylinder, and tilting types, and multi-layer papermaking machines that combine these. In the papermaking process, known papermaking methods such as handmaking may also be used.

抄紙工程は、スラリーをワイヤーにより濾過、脱水して湿紙状態のシートを得た後、このシートをプレス、乾燥することにより行われる。スラリーを濾過、脱水する際に用いられる濾布としては、特に限定されないが、例えば繊維状セルロースは通過せず、かつ濾過速度が遅くなりすぎないものであることがより好ましい。このような濾布としては、特に限定されないが、例えば有機ポリマーからなるシート、織物、多孔膜が好ましい。有機ポリマーとしては特に限定されないが、例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のような非セルロース系の有機ポリマーが好ましい。本実施形態においては、例えば孔径0.1μm以上20μm以下であるポリテトラフルオロエチレンの多孔膜や、孔径0.1μm以上20μm以下であるポリエチレンテレフタレートやポリエチレンの織物等が挙げられる。 The papermaking process involves filtering and dewatering the slurry using a wire to obtain a wet sheet, which is then pressed and dried. The filter cloth used to filter and dewater the slurry is not particularly limited, but it is preferable that it does not allow fibrous cellulose to pass through and that the filtration rate does not become too slow. Such filter cloths are not particularly limited, but are preferably sheets, woven fabrics, or porous membranes made of organic polymers. The organic polymer is not particularly limited, but is preferably a non-cellulose organic polymer such as polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, or polytetrafluoroethylene (PTFE). In this embodiment, examples include porous membranes of polytetrafluoroethylene with a pore size of 0.1 μm to 20 μm, and woven polyethylene terephthalate or polyethylene with a pore size of 0.1 μm to 20 μm.

シート化工程において、スラリーからシートを製造する方法は、例えば微細繊維状セルロースを含むスラリーを無端ベルトの上面に吐出し、吐出されたスラリーから分散媒を搾水してウェブを生成する搾水セクションと、ウェブを乾燥させてシートを生成する乾燥セクションとを備える製造装置を用いて行うことができる。搾水セクションから乾燥セクションにかけて無端ベルトが配設され、搾水セクションで生成されたウェブが無端ベルトに載置されたまま乾燥セクションに搬送される。 In the sheeting process, a method for producing a sheet from a slurry can be carried out using a production device equipped with a water squeezing section in which a slurry containing fine fibrous cellulose is discharged onto the upper surface of an endless belt and the dispersion medium is squeezed out of the discharged slurry to produce a web, and a drying section in which the web is dried to produce a sheet. An endless belt is disposed between the water squeezing section and the drying section, and the web produced in the water squeezing section is transported to the drying section while still on the endless belt.

抄紙工程において用いられる脱水方法としては、特に限定されないが、例えば紙の製造で通常に使用している脱水方法が挙げられる。これらの中でも、長網、円網、傾斜ワイヤーなどで脱水した後、さらにロールプレスで脱水する方法が好ましい。また、抄紙工程において用いられる乾燥方法としては、特に限定されないが、例えば紙の製造で用いられている方法が挙げられる。これらの中でも、シリンダードライヤー、ヤンキードライヤー、熱風乾燥、近赤外線ヒーター、赤外線ヒーターなどを用いた乾燥方法がより好ましい。 The dehydration method used in the papermaking process is not particularly limited, but examples include dehydration methods commonly used in paper manufacturing. Among these, methods of dehydrating using a Fourdrinier, cylinder, or inclined wire, followed by further dehydration using a roll press, are preferred. Furthermore, the drying method used in the papermaking process is not particularly limited, but examples include methods used in paper manufacturing. Among these, drying methods using a cylinder dryer, Yankee dryer, hot air dryer, near-infrared heater, infrared heater, etc. are more preferred.

(積層体)
本発明は、上述したシートと、該シートの少なくとも一方の面上に積層された樹脂層とを有する積層体に関するものであってもよい。本発明は、シートの両面に樹脂層を有する積層体に関するものであってもよい。
(Laminate)
The present invention may also relate to a laminate having the above-mentioned sheet and a resin layer laminated on at least one surface of the sheet.The present invention may also relate to a laminate having resin layers on both surfaces of the sheet.

樹脂層は、天然樹脂や合成樹脂を主成分とする層である。ここで、主成分とは、樹脂層の全質量に対して、50質量%以上含まれている成分を指す。樹脂の含有量は、樹脂層の全質量に対して、60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。なお、樹脂の含有量は、100質量%とすることもでき、95質量%以下であってもよい。 The resin layer is a layer whose main component is a natural resin or synthetic resin. Here, "main component" refers to a component that accounts for 50% or more by weight of the total weight of the resin layer. The resin content is preferably 60% or more by weight, more preferably 70% or more by weight, even more preferably 80% or more by weight, and particularly preferably 90% or more by weight of the total weight of the resin layer. The resin content may be 100% by weight, or may be 95% or less by weight.

天然樹脂としては、例えば、ロジン、ロジンエステル、水添ロジンエステル等のロジン系樹脂を挙げることができる。 Examples of natural resins include rosin-based resins such as rosin, rosin ester, and hydrogenated rosin ester.

合成樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン樹脂及びアクリル樹脂から選択される少なくとも1種であることが好ましい。中でも、合成樹脂はポリカーボネート樹脂及びアクリル樹脂から選択される少なくとも1種であることが好ましく、ポリカーボネート樹脂であることがより好ましい。なお、アクリル樹脂は、ポリアクリロニトリル及びポリ(メタ)アクリレートから選択される少なくともいずれか1種であることが好ましい。 The synthetic resin is preferably at least one selected from, for example, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyimide resin, polystyrene resin, and acrylic resin. Among these, the synthetic resin is preferably at least one selected from polycarbonate resin and acrylic resin, and more preferably polycarbonate resin. The acrylic resin is preferably at least one selected from polyacrylonitrile and poly(meth)acrylate.

樹脂層を構成するポリカーボネート樹脂としては、例えば、芳香族ポリカーボネート系樹脂、脂肪族ポリカーボネート系樹脂が挙げられる。これらの具体的なポリカーボネート系樹脂は公知であり、例えば特開2010-023275号公報に記載されたポリカーボネート系樹脂が挙げられる。 Examples of the polycarbonate resin that constitutes the resin layer include aromatic polycarbonate resins and aliphatic polycarbonate resins. Specific examples of these polycarbonate resins are known, such as the polycarbonate resins described in JP 2010-023275 A.

樹脂層を構成する樹脂は1種を単独で用いてもよく、複数の樹脂成分が共重合または、グラフト重合してなる共重合体を用いてもよい。また、複数の樹脂成分を物理的なプロセスで混合したブレンド材料として用いてもよい。 The resin layer may be made of a single resin, or a copolymer formed by copolymerization or graft polymerization of multiple resin components. Alternatively, multiple resin components may be mixed using a physical process to form a blend material.

シートと樹脂層の間には、接着層が設けられていてもよく、また接着層が設けられておらず、シートと樹脂層が直接密着をしていてもよい。シートと樹脂層の間に接着層が設けられる場合は、接着層を構成する接着剤として、例えば、アクリル系樹脂を挙げることができる。また、アクリル系樹脂以外の接着剤としては、例えば、塩化ビニル樹脂、(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン/アクリル酸エステル共重合体樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル/(メタ)アクリル酸エステル共重合体樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン/酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体樹脂や、SBR、NBR等のゴム系エマルジョンなどが挙げられる。 An adhesive layer may be provided between the sheet and the resin layer, or no adhesive layer may be provided and the sheet and resin layer may be directly adhered to each other. When an adhesive layer is provided between the sheet and the resin layer, the adhesive constituting the adhesive layer may be, for example, an acrylic resin. Examples of adhesives other than acrylic resins include vinyl chloride resin, (meth)acrylic ester resin, styrene/acrylic ester copolymer resin, vinyl acetate resin, vinyl acetate/(meth)acrylic ester copolymer resin, urethane resin, silicone resin, epoxy resin, ethylene/vinyl acetate copolymer resin, polyester resin, polyvinyl alcohol resin, ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, and rubber emulsions such as SBR and NBR.

シートと樹脂層の間に接着層が設けられていない場合は、樹脂層が密着助剤を有してもよく、また、樹脂層の表面に親水化処理等の表面処理を行ってもよい。
密着助剤としては、例えば、イソシアネート基、カルボジイミド基、エポキシ基、オキサゾリン基、アミノ基及びシラノール基から選択される少なくとも1種を含む化合物や、有機ケイ素化合物が挙げられる。中でも、密着助剤はイソシアネート基を含む化合物(イソシアネート化合物)及び有機ケイ素化合物から選択される少なくとも1種であることが好ましい。有機ケイ素化合物としては、例えば、シランカップリング剤縮合物や、シランカップリング剤を挙げることができる。
表面処理の方法としては、コロナ処理、プラズマ放電処理、UV照射処理、電子線照射処理、火炎処理等を挙げることができる。
When no adhesive layer is provided between the sheet and the resin layer, the resin layer may contain an adhesion aid, and the surface of the resin layer may be subjected to a surface treatment such as hydrophilization.
Examples of the adhesion aid include a compound containing at least one selected from an isocyanate group, a carbodiimide group, an epoxy group, an oxazoline group, an amino group, and a silanol group, and an organosilicon compound. Among them, the adhesion aid is preferably at least one selected from a compound containing an isocyanate group (isocyanate compound) and an organosilicon compound. Examples of the organosilicon compound include a silane coupling agent condensate and a silane coupling agent.
Examples of the surface treatment method include corona treatment, plasma discharge treatment, UV irradiation treatment, electron beam irradiation treatment, and flame treatment.

(用途)
本発明のシートは光学部材用として好ましく用いられる。光学部材としては、例えば、各種のディスプレイ装置、各種の太陽電池等の光透過性基板等を挙げることができる。
(Application)
The sheet of the present invention is preferably used for optical members, such as light-transmitting substrates for various display devices and various solar cells.

また、本発明のシートは、電子機器の基板、家電の部材、各種の乗り物や建物の窓材、内装材、外装材、包装用資材等の用途に用いることもできる。 The sheet of the present invention can also be used for applications such as substrates for electronic devices, components for home appliances, window materials for various vehicles and buildings, interior and exterior materials, and packaging materials.

以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。なお、以下において、実施例15、21~26はそれぞれ、参考例15、21~26と読み替えるものとする。
The features of the present invention will be explained in more detail below with reference to examples and comparative examples. The materials, amounts used, ratios, treatment details, treatment procedures, etc. shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the specific examples shown below. In the following, Examples 15 and 21 to 26 should be read as Reference Examples 15 and 21 to 26, respectively.

<製造例1>
[リン酸化処理]
原料パルプとして、王子製紙株式会社製の広葉樹溶解パルプ(ドライシート)を使用した。この原料パルプに対してリン酸化処理を次のようにして行った。まず、上記原料パルプ100質量部(絶乾質量)に、リン酸二水素アンモニウムと尿素の混合水溶液を添加して、リン酸二水素アンモニウム45質量部、尿素120質量部、水150質量部となるように調整し、薬液含浸パルプを得た。次いで、得られた薬液含浸パルプを165℃の熱風乾燥機で250秒加熱し、パルプ中のセルロースにリン酸基を導入し、リン酸化パルプ1を得た。
<Production Example 1>
[Phosphorylation treatment]
Hardwood dissolving pulp (dry sheet) manufactured by Oji Paper Co., Ltd. was used as the raw material pulp. This raw material pulp was subjected to a phosphating treatment as follows. First, a mixed aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate and urea was added to 100 parts by mass (bone dry mass) of the raw material pulp to adjust the composition to 45 parts by mass of ammonium dihydrogen phosphate, 120 parts by mass of urea, and 150 parts by mass of water, thereby obtaining a chemical-impregnated pulp. Next, the obtained chemical-impregnated pulp was heated in a hot air dryer at 165°C for 250 seconds to introduce phosphate groups into the cellulose in the pulp, thereby obtaining phosphorylated pulp 1.

[洗浄処理]
次いで、得られたリン酸化パルプ1に対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、リン酸化パルプ100g(絶乾質量)に対して10Lのイオン交換水を注いで得たパルプ分散液を、パルプが均一に分散するよう撹拌した後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。
[Cleaning process]
The resulting phosphorylated pulp 1 was then washed. The washing was performed by repeatedly adding 10 L of ion-exchanged water to 100 g (bone dry mass) of phosphorylated pulp to obtain a pulp dispersion, stirring the resulting solution to uniformly disperse the pulp, and then filtering and dehydrating the pulp. The washing was completed when the electrical conductivity of the filtrate reached 100 μS/cm or less.

[中和処理]
次いで、洗浄後のリン酸化パルプ1に対して中和処理を次のようにして行った。まず、洗浄後のリン酸化パルプを10Lのイオン交換水で希釈した後、撹拌しながら1Nの水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ添加することにより、pHが12以上13以下のリン酸化パルプスラリーを得た。次いで、当該リン酸化パルプスラリーを脱水して、中和処理が施されたリン酸化パルプ1を得た。次いで、中和処理後のリン酸化パルプ1に対して、上記洗浄処理を行った。
[Neutralization treatment]
Next, the washed phosphorylated pulp 1 was subjected to a neutralization treatment as follows. First, the washed phosphorylated pulp was diluted with 10 L of ion-exchanged water, and then a 1 N aqueous sodium hydroxide solution was added little by little while stirring to obtain a phosphorylated pulp slurry having a pH of 12 to 13. Next, the phosphorylated pulp slurry was dehydrated to obtain a neutralized phosphorylated pulp 1. Next, the neutralized phosphorylated pulp 1 was subjected to the above-mentioned washing treatment.

これにより得られたリンオキソ酸化パルプ1に対しFT-IRを用いて赤外線吸収スペクトルの測定を行った。その結果、1230cm-1付近にリン酸基のP=Oに基づく吸収が観察され、パルプにリン酸基が付加されていることが確認された。また、得られたリン酸化パルプを供試して、X線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。 The infrared absorption spectrum of the phosphorus oxo-oxidized pulp 1 thus obtained was measured using FT-IR. As a result, absorption due to the P=O of the phosphate group was observed around 1230 cm -1 , confirming that phosphate groups had been added to the pulp. Furthermore, when the obtained phosphorylated pulp was analyzed using an X-ray diffractometer, typical peaks were confirmed at two positions, around 2θ = 14° to 17° and around 2θ = 22° to 23°, confirming the presence of cellulose type I crystals.

[解繊処理]
得られたリン酸化パルプに1イオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、高圧ホモジナイザー(株式会社スギノマシン製、スターバースト)で200MPaの圧力にて6回処理し、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液(リン酸化CNF1を含む分散液)を得た。X線回折により、この微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、微細繊維状セルロースの繊維幅を透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3~5nmであった。なお、後述する[リンオキソ酸基量]の測定に記載の測定方法で測定されるリン酸基量(第1解離酸量)は、1.45mmol/gだった。なお、総解離酸量は、2.45mmol/gであった。
[Defibrillation process]
Ion-exchanged water was added to the resulting phosphorylated pulp to prepare a slurry with a solids concentration of 2% by mass. This slurry was processed six times at a pressure of 200 MPa using a high-pressure homogenizer (Starburst, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) to obtain a fine fibrous cellulose dispersion (a dispersion containing phosphorylated CNF1) containing fine fibrous cellulose. X-ray diffraction confirmed that this fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystals. Furthermore, the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm. The amount of phosphate groups (amount of first dissociated acid) measured by the measurement method described below for the measurement of [amount of phosphorus oxo acid group] was 1.45 mmol/g. The total amount of dissociated acid was 2.45 mmol/g.

<製造例2>
製造例1で得られた微細繊維状セルロース分散液(リン酸化CNF1を含む分散液)に、下記の処理を行い、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液(リン酸化CNF2を含む分散液)を得た。
<Production Example 2>
The fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 1 (dispersion containing phosphorylated CNF1) was subjected to the following treatment to obtain a fine fibrous cellulose dispersion containing fine fibrous cellulose (dispersion containing phosphorylated CNF2).

[置換基除去処理(高温熱処理)]
製造例1で得られた微細繊維状セルロース分散液に、20質量%のクエン酸水溶液を添加し、スラリーをpH5.5に調整した。得られたスラリーを耐圧容器に入れ、液温160℃で15分間、リン酸基量が0.08mmol/gとなるまで加熱を行った。この操作により微細繊維状セルロース凝集物の生成が確認された。
[Substituent removal treatment (high-temperature heat treatment)]
A 20% by mass aqueous citric acid solution was added to the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 1, and the slurry was adjusted to pH 5.5. The resulting slurry was placed in a pressure-resistant container and heated at a liquid temperature of 160°C for 15 minutes until the amount of phosphate groups reached 0.08 mmol/g. The production of fine fibrous cellulose aggregates was confirmed by this operation.

[置換基除去後スラリーの洗浄処理]
加熱後のスラリーに、スラリーと同量のイオン交換水を加えて固形分濃度が約1.0質量%のスラリーとし、スラリーを撹拌した後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより、スラリーの洗浄を行った。ろ液の電気伝導度が10μS/cm以下となった時点で、再びイオン交換水を添加して約1.0質量%のスラリーとし、24時間静置した。そこからさらに濾過脱水する操作を繰り返し、再びろ液の電気伝導度が10μS/cm以下となった時点を洗浄終点とした。得られた微細繊維状セルロース凝集物にイオン交換水を加え、置換基除去後スラリーを得た。このスラリーの固形分濃度は1.7質量%であった。
[Cleaning treatment of slurry after removal of substituents]
After heating, the same amount of ion-exchanged water was added to the slurry to obtain a slurry with a solids concentration of approximately 1.0% by mass. The slurry was then stirred and filtered and dehydrated, and the slurry was washed by repeating this process. When the electrical conductivity of the filtrate reached 10 μS/cm or less, ion-exchanged water was added again to obtain a slurry with a solids concentration of approximately 1.0% by mass, and the mixture was allowed to stand for 24 hours. The filtration and dehydration process was then repeated, and the washing endpoint was reached when the electrical conductivity of the filtrate again reached 10 μS/cm or less. Ion-exchanged water was added to the obtained fine fibrous cellulose aggregates, and a slurry was obtained after removing the substituents. The solids concentration of this slurry was 1.7% by mass.

[置換基除去後スラリーの均一分散]
得られた置換基除去後スラリーにイオン交換水を加え、固形分濃度が1.0質量%のスラリーとした後、湿式微粒化装置(株式会社スギノマシン製、スターバースト)で200MPaの圧力にて3回処理し、置換基除去微細繊維状セルロースを含む置換基除去微細繊維状セルロース分散液を得た。微細繊維状セルロースの繊維幅を透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3~5nmであった。
[Uniform dispersion of slurry after removal of substituents]
Ion-exchanged water was added to the resulting slurry after removal of the substituents to give a slurry with a solids concentration of 1.0% by mass, which was then treated three times at a pressure of 200 MPa in a wet atomization apparatus (Starburst, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) to obtain a dispersion of substituent-removed fine fibrous cellulose containing the substituent-removed fine fibrous cellulose. The fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm.

<製造例3>
[亜リン酸化処理]
リン酸化処理においてリン酸二水素アンモニウムの代わりに亜リン酸(ホスホン酸)33質量部を用いた以外は、製造例1と同様に操作を行い、亜リン酸化パルプ及び微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液(亜リン酸化CNFを含む分散液)を得た。
<Production Example 3>
[Phosphite Treatment]
The same procedure as in Production Example 1 was carried out, except that 33 parts by mass of phosphorous acid (phosphonic acid) was used instead of ammonium dihydrogen phosphate in the phosphite treatment, to obtain a fine fibrous cellulose dispersion (a dispersion containing phosphorous-containing CNF) containing phosphorous-containing pulp and fine fibrous cellulose.

これにより得られた亜リン酸化パルプに対しFT-IRを用いて赤外線吸収スペクトルの測定を行った。その結果、1210cm-1付近に亜リン酸基の互変異性体であるホスホン酸基のP=Oに基づく吸収が観察され、パルプに亜リン酸基(ホスホン酸基)が付加されていることが確認された。また、X線回折により、得られた微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、微細繊維状セルロースの繊維幅を透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3~5nmであった。なお、後述する[リンオキソ酸基量の測定]に記載の測定方法で測定される(亜)リン酸基量(第1解離酸量)は1.51mmol/gであり、総解離酸量は、1.54mmol/gであった。 The infrared absorption spectrum of the resulting phosphite pulp was measured using FT-IR. As a result, absorption due to P═O of the phosphonic acid group, which is a tautomer of the phosphite group, was observed around 1210 cm −1 , confirming that phosphite groups (phosphonic acid groups) had been added to the pulp. Furthermore, X-ray diffraction confirmed that the resulting fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystal structure. Furthermore, the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm. The amount of (phosphite) groups (amount of first dissociated acid), measured by the method described in [Measurement of phosphorus oxo acid group amount] below, was 1.51 mmol/g, and the total amount of dissociated acid was 1.54 mmol/g.

<製造例4>
[TEMPO酸化処理]
原料パルプとして、王子製紙株式会社製の広葉樹溶解パルプ(ドライシート)を使用した。この原料パルプに対してアルカリTEMPO酸化処理を次のようにして行った。まず、乾燥質量100質量部相当の上記原料パルプと、TEMPO(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル)1.6質量部と、臭化ナトリウム10質量部を、水10000質量部に分散させた。次いで、13質量%の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を、1.0gのパルプに対して3.8mmolになるように加えて反応を開始した。反応中は0.5Mの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHを10以上10.5以下に保ち、pHに変化が見られなくなった時点で反応終了と見なした。
<Production Example 4>
[TEMPO oxidation treatment]
Hardwood dissolving pulp (dry sheet) manufactured by Oji Paper Co., Ltd. was used as the raw material pulp. This raw material pulp was subjected to an alkaline TEMPO oxidation treatment as follows. First, 100 parts by mass of the raw material pulp (dry mass equivalent), 1.6 parts by mass of TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl), and 10 parts by mass of sodium bromide were dispersed in 10,000 parts by mass of water. Next, a 13% by mass aqueous solution of sodium hypochlorite was added to 1.0 g of pulp to give a concentration of 3.8 mmol to initiate the reaction. During the reaction, a 0.5 M aqueous solution of sodium hydroxide was added dropwise to maintain the pH at 10 to 10.5, and the reaction was considered complete when no further change in pH was observed.

[洗浄処理]
次いで、得られたTEMPO酸化パルプに対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、TEMPO酸化後のパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、5000質量部のイオン交換水を注ぎ、撹拌して均一に分散させた後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。
[Cleaning process]
The resulting TEMPO-oxidized pulp was then washed. The pulp slurry after TEMPO oxidation was dehydrated to obtain a dehydrated sheet, to which 5,000 parts by mass of ion-exchanged water was poured, stirred to uniformly disperse the pulp, and then filtered and dehydrated. This process was repeated. The washing was completed when the electrical conductivity of the filtrate reached 100 μS/cm or less.

[追酸化処理]
この脱水シートに対して、残存するアルデヒド基の追酸化処理を次のようにして行った。乾燥質量100質量部相当の上記脱水シートを、0.1mol/L酢酸緩衝液(pH4.8)10000質量部に分散させた。次いで80%亜塩素酸ナトリウム113質量部を加え、直ちに密閉した後、マグネチックスターラーを用いて500rpmで撹拌しながら室温で48時間反応させ、パルプスラリーを得た。
[Additional oxidation treatment]
The remaining aldehyde groups in this dehydrated sheet were further oxidized as follows: 100 parts by weight of the dehydrated sheet (dry mass equivalent) was dispersed in 10,000 parts by weight of 0.1 mol/L acetate buffer (pH 4.8). 113 parts by weight of 80% sodium chlorite was then added. The container was immediately sealed and allowed to react at room temperature for 48 hours while stirring at 500 rpm using a magnetic stirrer to obtain a pulp slurry.

次いで、得られた追酸化済みTEMPO酸化パルプに対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、追酸化後のパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、5000質量部のイオン交換水を注ぎ、撹拌して均一に分散させた後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。また、得られたTEMPO酸化パルプを供試して、X線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。 The resulting TEMPO-oxidized pulp was then washed. The washing process involved dehydrating the pulp slurry after the oxidation to obtain a dehydrated sheet, pouring 5,000 parts by mass of ion-exchanged water into the sheet, stirring to uniformly disperse the material, and then repeatedly filtering and dehydrating the sheet. The washing was completed when the electrical conductivity of the filtrate reached 100 μS/cm or less. The resulting TEMPO-oxidized pulp was analyzed using an X-ray diffractometer. Typical peaks were observed at two positions, near 2θ = 14° to 17° and near 2θ = 22° to 23°, confirming the presence of cellulose type I crystals.

[解繊処理]
得られたTEMPO酸化パルプにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、湿式微粒化装置(株式会社スギノマシン製、スターバースト)で200MPaの圧力にて4回処理し、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液(TEMPO酸化CNFを含む分散液)を得た。X線回折により、この微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、微細繊維状セルロースの繊維幅を透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3~5nmであった。なお、後述する測定方法で測定されるカルボキシ基量は、1.30mmol/gであった。
[Defibrillation process]
Ion-exchanged water was added to the resulting TEMPO-oxidized pulp to prepare a slurry with a solids concentration of 2% by mass. This slurry was processed four times at a pressure of 200 MPa using a wet pulp mill (Starburst, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) to obtain a fine fibrous cellulose dispersion (a dispersion containing TEMPO-oxidized CNF). X-ray diffraction confirmed that the fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystal structure. Furthermore, the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm. The carboxyl group content, as measured by the method described below, was 1.30 mmol/g.

<製造例5>
[硫酸エステル化処理]
リン酸二水素アンモニウムの代わりにアミド硫酸(スルファミン酸)38質量部を用い、加熱時間を20分間に延長した以外は、製造例1と同様に操作を行い、硫酸化パルプ及び微細セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。
<Production Example 5>
[Sulfuric acid esterification treatment]
The same procedure as in Production Example 1 was carried out, except that 38 parts by mass of amidosulfuric acid (sulfamic acid) was used instead of ammonium dihydrogen phosphate and the heating time was extended to 20 minutes, to obtain a fine fibrous cellulose dispersion containing sulfated pulp and fine cellulose.

得られた硫酸化パルプに対しFT-IRを用いて赤外線吸収スペクトルの測定を行った。その結果、1220-1260cm-1付近に硫酸エステル基のS=Oに基づく吸収が観察され、パルプに硫酸エステル基が付加されていることが確認された。また、得られた硫酸化パルプを供試して、X線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。 The obtained sulfated pulp was subjected to infrared absorption spectroscopy using FT-IR. As a result, absorption due to S=O of sulfate ester groups was observed around 1220-1260 cm -1 , confirming that sulfate ester groups had been added to the pulp. Furthermore, when the obtained sulfated pulp was analyzed using an X-ray diffractometer, typical peaks were confirmed at two positions, around 2θ = 14° to 17° and around 2θ = 22° to 23°, confirming the presence of cellulose type I crystals.

X線回折により、得られた微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、微細繊維状セルロースの繊維幅を透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3~5nmであった。なお、得られた微細繊維状セルロースについて、後述する(硫黄オキソ酸基量・スルホン基量の測定)に記載の測定方法で測定される硫酸エステル基量は1.47mmоl/gだった。 X-ray diffraction confirmed that the resulting fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystal structure. Furthermore, the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm. The amount of sulfate ester groups in the resulting fine fibrous cellulose, as measured using the method described below in (Measurement of sulfur oxoacid group amount and sulfonic acid group amount), was 1.47 mmol/g.

<製造例6>
[次亜塩素酸酸化処理]
針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)を抄き上げたシート(固形分濃度90質量%)を、ハンドミキサー(大阪ケミカル株式会社製、ラボミルサーPLUS)を用い、回転数20000rpmで15秒処理して綿状のフラッフィングパルプ(固形分濃度90質量%)にした。次いで、次亜塩素酸ナトリウム・5水和物をイオン交換水に加え、次亜塩素酸ナトリウムの固形分濃度を22質量%とした水溶液を準備した。綿状のフラッフィングパルプ100質量部に、22質量%の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を9000質量部加え、温浴で30℃に調整しながら2時間反応させ、カルボキシ基導入パルプを得た。反応中は1N水酸化ナトリウム水溶液を適宜加え、pHを11に維持した。
<Production Example 6>
[Hypochlorous acid oxidation treatment]
A sheet (solids concentration 90% by mass) made from softwood bleached kraft pulp (NBKP) was mixed with a hand mixer (Osaka Chemical Co., Ltd., Labo Millser PLUS) at 20,000 rpm for 15 seconds to produce a fluffy fluffed pulp (solids concentration 90% by mass). Sodium hypochlorite pentahydrate was then added to ion-exchanged water to prepare an aqueous solution with a sodium hypochlorite solids concentration of 22% by mass. 9,000 parts by mass of a 22% by mass aqueous sodium hypochlorite solution was added to 100 parts by mass of the fluffy fluffed pulp, and the mixture was allowed to react for 2 hours while adjusting the temperature in a warm bath to 30°C, yielding a carboxyl-introduced pulp. During the reaction, a 1N aqueous sodium hydroxide solution was added as needed to maintain the pH at 11.

[洗浄処理]
次いで、得られたカルボキシ基導入パルプに対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、得られたカルボキシ基導入パルプにイオン交換水を注いで得たパルプ分散液を、パルプが均一に分散するよう撹拌した後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより洗浄を行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。
[Cleaning process]
The resulting carboxylated pulp was then washed. The washing was performed by pouring ion-exchanged water over the resulting carboxylated pulp to obtain a pulp dispersion, stirring the resulting dispersion to uniformly disperse the pulp, and then repeatedly filtering and dehydrating the pulp. The washing was completed when the electrical conductivity of the filtrate reached 100 μS/cm or less.

また、得られたカルボキシ基導入パルプを供試して、X線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。 Furthermore, when the resulting carboxylated pulp was analyzed using an X-ray diffractometer, typical peaks were confirmed at two positions, near 2θ = 14° to 17° and near 2θ = 22° to 23°, confirming the presence of cellulose type I crystals.

[解繊処理]
得られたカルボキシ基導入パルプにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、湿式微粒化装置(株式会社スギノマシン製、スターバースト)で200MPaの圧力にて6回処理し、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。
[Defibrillation process]
Ion-exchanged water was added to the obtained carboxyl-introduced pulp to prepare a slurry with a solids concentration of 2% by mass. This slurry was treated six times in a wet pulverization apparatus (Starburst, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) at a pressure of 200 MPa to obtain a fine fibrous cellulose dispersion containing fine fibrous cellulose.

X線回折により、得られた微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、微細繊維状セルロースの繊維幅を透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3~5nmであった。なお、得られた微細繊維状セルロースについて、後述する測定方法で測定されるカルボキシ基量は、0.70mmоl/gだった。 X-ray diffraction confirmed that the resulting fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystal structure. Furthermore, the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm. The amount of carboxyl groups in the resulting fine fibrous cellulose, as measured by the method described below, was 0.70 mmol/g.

<製造例7>
[マレイン酸エステル化処理]
針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)を抄き上げたシート(固形分濃度90質量%)を、ハンドミキサー(大阪ケミカル株式会社製、ラボミルサーPLUS)を用い、回転数20000rpmで15秒処理して綿状のフラッフィングパルプ(固形分濃度90質量%)にした。オートクレーブに、綿状のフラッフィングパルプ100質量部と無水マレイン酸50質量部とを充填し、150℃で2時間処理して、カルボキシ基導入パルプを得た。
<Production Example 7>
[Maleic acid esterification treatment]
A sheet (solids concentration 90% by mass) made from bleached softwood kraft pulp (NBKP) was mixed with a hand mixer (Labo Millser PLUS, manufactured by Osaka Chemical Co., Ltd.) at 20,000 rpm for 15 seconds to produce a fluffy fluffing pulp (solids concentration 90% by mass). 100 parts by mass of the fluffy fluffing pulp and 50 parts by mass of maleic anhydride were placed in an autoclave and mixed at 150°C for 2 hours to obtain a carboxyl-introduced pulp.

[洗浄処理]
次いで、得られたカルボキシ基導入パルプに対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、得られたカルボキシ基導入パルプにイオン交換水を注いで得たパルプ分散液を、パルプが均一に分散するよう撹拌した後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより洗浄を行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。
[Cleaning process]
The resulting carboxylated pulp was then washed. The washing was performed by pouring ion-exchanged water over the resulting carboxylated pulp to obtain a pulp dispersion, stirring the resulting dispersion to uniformly disperse the pulp, and then repeatedly filtering and dehydrating the pulp. The washing was completed when the electrical conductivity of the filtrate reached 100 μS/cm or less.

得られたカルボキシ基導入パルプに対しFT-IRを用いて赤外線吸収スペクトルの測定を行った。その結果、1580および1720cm-1付近にカルボキシ基に基づく吸収が観察され、マレイン酸エステル化されていることを確認した。得られたカルボキシ基導入パルプについて、後述する測定方法で測定されるカルボキシ基量は、1.22mmol/gだった。また、カルボキシ基導入パルプを供試して、X線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。 The infrared absorption spectrum of the obtained carboxylated pulp was measured using FT-IR. As a result, absorption due to carboxyl groups was observed near 1580 and 1720 cm -1 , confirming that maleic acid esterification had occurred. The amount of carboxyl groups in the obtained carboxylated pulp, measured using the measurement method described below, was 1.22 mmol/g. Furthermore, when the carboxylated pulp was analyzed using an X-ray diffractometer, typical peaks were confirmed at two positions, near 2θ = 14° to 17° and near 2θ = 22° to 23°, confirming the presence of cellulose type I crystals.

[解繊処理]
得られたカルボキシ基導入パルプにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、湿式微粒化装置(株式会社スギノマシン製、スターバースト)で200MPaの圧力にて6回処理し、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。
[Defibrillation process]
Ion-exchanged water was added to the obtained carboxyl-introduced pulp to prepare a slurry with a solids concentration of 2% by mass. This slurry was treated six times in a wet pulverization apparatus (Starburst, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) at a pressure of 200 MPa to obtain a fine fibrous cellulose dispersion containing fine fibrous cellulose.

X線回折により、得られた微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、微細繊維状セルロースの繊維幅を透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3~5nmであった。なお、得られた微細繊維状セルロースについて、後述する測定方法で測定されるカルボキシ基量は、1.22mmоl/gだった。 X-ray diffraction confirmed that the resulting fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystal structure. Furthermore, the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm. The amount of carboxyl groups in the resulting fine fibrous cellulose, as measured by the method described below, was 1.22 mmol/g.

<製造例8>
[カルボキシメチル化処理]
原料パルプとして、王子製紙株式会社製の針葉樹クラフトパルプ(固形分93質量%、坪量245g/mシート状、離解してJIS P 8121-2:2012に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)が700ml)を使用した。
<Production Example 8>
[Carboxymethylation treatment]
As the raw material pulp, softwood kraft pulp (solid content 93% by mass, basis weight 245 g/ m2 sheet form, Canadian Standard Freeness (CSF) measured in accordance with JIS P 8121-2:2012 after disintegration 700 ml) manufactured by Oji Paper Co., Ltd. was used.

この原料パルプ100質量部(絶乾質量)に、12N NaOH水溶液を83質量部と、モノクロロ酢酸ナトリウム175質量部、イオン交換水313質量部からなる薬液(合計571質量部)を加え、薬液含浸パルプを得た。次いで、得られた薬液含浸パルプを95℃の湯浴で60分加熱し、パルプ中のセルロースにカルボキシメチル基(カルボキシ基)を導入し、カルボキシ基導入パルプを得た。 To 100 parts by mass (bone dry mass) of this raw pulp, a chemical solution consisting of 83 parts by mass of 12N NaOH aqueous solution, 175 parts by mass of sodium monochloroacetate, and 313 parts by mass of ion-exchanged water (total 571 parts by mass) was added to obtain chemical-impregnated pulp. The resulting chemical-impregnated pulp was then heated in a 95°C water bath for 60 minutes to introduce carboxymethyl groups (carboxy groups) into the cellulose in the pulp, yielding carboxy-introduced pulp.

次いで、得られたカルボキシ基導入パルプに対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、得られたカルボキシ基導入パルプにイオン交換水を注いで得たパルプ分散液を、パルプが均一に分散するよう撹拌した後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより洗浄を行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。 The resulting carboxylated pulp was then washed. The washing process involved pouring ion-exchanged water over the resulting carboxylated pulp to obtain a pulp dispersion. The pulp was then stirred to uniformly disperse the pulp, followed by repeated filtration and dehydration. The washing was completed when the electrical conductivity of the filtrate reached 100 μS/cm or less.

得られたカルボキシ基導入パルプについて、後述する測定方法で測定されるカルボキシ基量は、1.21mmol/gだった。 また、カルボキシ基導入パルプを供試して、X線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。 The amount of carboxy groups in the resulting carboxylated pulp, measured using the method described below, was 1.21 mmol/g. Furthermore, when the carboxylated pulp was analyzed using an X-ray diffractometer, typical peaks were confirmed at two positions, near 2θ = 14° to 17° and near 2θ = 22° to 23°, confirming the presence of cellulose type I crystals.

得られたカルボキシ基導入パルプにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、湿式微粒化装置(株式会社スギノマシン製、スターバースト)で200MPaの圧力にて6回処理し、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。 Ion-exchanged water was added to the resulting carboxyl-introduced pulp to prepare a slurry with a solids concentration of 2% by mass. This slurry was processed six times at a pressure of 200 MPa in a wet atomization device (Starburst, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) to obtain a fine fibrous cellulose dispersion containing fine fibrous cellulose.

X線回折により、得られた微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、微細繊維状セルロースの繊維幅を透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3~5nmであった。なお、得られた微細繊維状セルロースについて、後述する測定方法で測定されるカルボキシ基量は、1.21mmol/gだった。 X-ray diffraction confirmed that the resulting fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystal structure. Furthermore, the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm. The amount of carboxyl groups in the resulting fine fibrous cellulose, as measured by the method described below, was 1.21 mmol/g.

<製造例9>
[カルボキシエチル化処理]
原料パルプとして、王子製紙株式会社製の針葉樹クラフトパルプ(固形分93質量%、坪量245g/mシート状、離解してJIS P 8121-2:2012に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)が700ml)を使用した。
<Production Example 9>
[Carboxyethylation Treatment]
As the raw material pulp, softwood kraft pulp (solid content 93% by mass, basis weight 245 g/ m2 sheet form, Canadian Standard Freeness (CSF) measured in accordance with JIS P 8121-2:2012 after disintegration 700 ml) manufactured by Oji Paper Co., Ltd. was used.

この原料パルプ100質量部(絶乾質量)に、12N NaOH水溶液を250質量部と、2-クロロプロピオン酸163質量部、イオン交換水140質量部からなる薬液(合計553質量部)を加え、薬液含浸パルプを得た。次いで、得られた薬液含浸パルプを165℃の熱風乾燥機で10分加熱し、パルプ中のセルロースにカルボキシエチル基(カルボキシ基)を導入し、カルボキシ基導入パルプを得た。 To 100 parts by mass (bone dry mass) of this raw pulp, a chemical solution consisting of 250 parts by mass of 12N NaOH aqueous solution, 163 parts by mass of 2-chloropropionic acid, and 140 parts by mass of ion-exchanged water (total 553 parts by mass) was added to obtain chemical-impregnated pulp. The resulting chemical-impregnated pulp was then heated in a hot air dryer at 165°C for 10 minutes to introduce carboxyethyl groups (carboxy groups) into the cellulose in the pulp, yielding carboxy-group-introduced pulp.

[洗浄処理]
次いで、得られたカルボキシ基導入パルプに対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、得られたカルボキシ基導入パルプにイオン交換水を注いで得たパルプ分散液を、パルプが均一に分散するよう撹拌した後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより洗浄を行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。
[Cleaning process]
The resulting carboxylated pulp was then washed. The washing was performed by pouring ion-exchanged water over the resulting carboxylated pulp to obtain a pulp dispersion, stirring the resulting dispersion to uniformly disperse the pulp, and then repeatedly filtering and dehydrating the pulp. The washing was completed when the electrical conductivity of the filtrate reached 100 μS/cm or less.

次いで、洗浄後のカルボキシ基導入パルプに対して中和処理を次のようにして行った。まず、洗浄後のカルボキシ基導入パルプを10Lのイオン交換水で希釈した後、撹拌しながら1Nの水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ添加することにより、pHが12以上13以下のカルボキシ基導入パルプスラリーを得た。次いで、当該カルボキシ基導入パルプスラリーを脱水および洗浄をして、中和処理が施されたカルボキシ基導入パルプを得た。 Next, the washed carboxylated pulp was neutralized as follows: First, the washed carboxylated pulp was diluted with 10 L of ion-exchanged water, and then a 1N aqueous solution of sodium hydroxide was added little by little while stirring to obtain a carboxylated pulp slurry with a pH of 12 to 13. Next, the carboxylated pulp slurry was dehydrated and washed to obtain neutralized carboxylated pulp.

また、カルボキシ基導入パルプを供試して、X線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。 Furthermore, when the carboxyl-introduced pulp was analyzed using an X-ray diffractometer, typical peaks were confirmed at two positions, near 2θ = 14° to 17° and near 2θ = 22° to 23°, confirming the presence of cellulose type I crystals.

[解繊処理]
得られたカルボキシ基導入パルプにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、湿式微粒化装置(株式会社スギノマシン製、スターバースト)で200MPaの圧力にて6回処理し、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。
[Defibrillation process]
Ion-exchanged water was added to the obtained carboxyl-introduced pulp to prepare a slurry with a solids concentration of 2% by mass. This slurry was treated six times in a wet pulverization apparatus (Starburst, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) at a pressure of 200 MPa to obtain a fine fibrous cellulose dispersion containing fine fibrous cellulose.

X線回折により、得られた微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、微細繊維状セルロースの繊維幅を透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3~5nmであった。なお、得られた微細繊維状セルロースについて、後述する測定方法で測定されるカルボキシ基量は、1.41mmоl/gだった。 X-ray diffraction confirmed that the resulting fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystal structure. Furthermore, the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm. The amount of carboxyl groups in the resulting fine fibrous cellulose, as measured by the method described below, was 1.41 mmol/g.

<製造例10>
[スルホエチル化処理]
原料パルプとして、王子製紙株式会社製の針葉樹クラフトパルプ(固形分93質量%、坪量245g/mシート状、離解してJIS P 8121-2:2012に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)が700ml)を使用した。
<Production Example 10>
[Sulfoethylation treatment]
As the raw material pulp, softwood kraft pulp (solid content 93% by mass, basis weight 245 g/ m2 sheet form, Canadian Standard Freeness (CSF) measured in accordance with JIS P 8121-2:2012 after disintegration 700 ml) manufactured by Oji Paper Co., Ltd. was used.

この原料パルプ100質量部(絶乾質量)に、2N NaOH水溶液を180質量部と25質量%濃度のビニルスルホン酸ナトリウム水溶液780質量部からなる薬液(合計960質量部)を加え、薬液含浸パルプを得た。次いで、得られた薬液含浸パルプを165℃の熱風乾燥機で16分加熱し、パルプ中のセルロースにスルホエチル基(スルホン基)を導入し、スルホエチル基導入パルプ(スルホン基導入パルプ)を得た。 To 100 parts by mass (bone dry mass) of this raw pulp, a chemical solution consisting of 180 parts by mass of 2N NaOH aqueous solution and 780 parts by mass of a 25% sodium vinyl sulfonate aqueous solution (total 960 parts by mass) was added to obtain chemical-impregnated pulp. The resulting chemical-impregnated pulp was then heated in a hot air dryer at 165°C for 16 minutes to introduce sulfoethyl groups (sulfonic groups) into the cellulose in the pulp, yielding sulfoethyl-group-introduced pulp (sulfonic group-introduced pulp).

次いで、得られたスルホエチル基導入パルプに対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、得られたスルホエチル基導入パルプにイオン交換水を注いで得たパルプ分散液を、パルプが均一に分散するよう撹拌した後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより洗浄を行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。 The resulting sulfoethyl group-introduced pulp was then washed. The washing process involved pouring ion-exchanged water over the resulting sulfoethyl group-introduced pulp to obtain a pulp dispersion. The pulp was then stirred to uniformly disperse the pulp, and the pulp was then filtered and dehydrated. This process was repeated until the electrical conductivity of the filtrate reached 100 μS/cm or less, marking the end point of the washing process.

また、スルホエチル基導入パルプを供試して、X線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。 Furthermore, when sulfoethyl group-introduced pulp was tested and analyzed using an X-ray diffractometer, typical peaks were confirmed at two positions, near 2θ = 14° to 17° and near 2θ = 22° to 23°, confirming the presence of cellulose type I crystals.

[解繊処理]
得られたスルホエチル基導入パルプにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、湿式微粒化装置(株式会社スギノマシン製、スターバースト)で200MPaの圧力にて6回処理し、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。
[Defibrillation process]
Ion-exchanged water was added to the obtained sulfoethyl group-introduced pulp to prepare a slurry with a solids concentration of 2% by mass. This slurry was treated six times in a wet atomization apparatus (Starburst, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) at a pressure of 200 MPa to obtain a fine fibrous cellulose dispersion containing fine fibrous cellulose.

X線回折により、得られた微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、微細繊維状セルロースの繊維幅を透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3~5nmであった。なお、得られた微細繊維状セルロースについて、後述する測定方法で測定されるスルホエチル基量(スルホン基量)は、1.48mmоl/gだった。 X-ray diffraction confirmed that the resulting fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystal structure. Furthermore, the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm. The amount of sulfoethyl groups (sulfonic acid groups) of the resulting fine fibrous cellulose, as measured by the method described below, was 1.48 mmol/g.

<製造例11>
[カチオン化処理]
原料パルプとして、王子製紙製の針葉樹クラフトパルプ(固形分93質量%、坪量245g/mシート状、離解してJIS P 8121-2:2012に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)が700ml)を使用した。
<Production Example 11>
[Cationization treatment]
The raw material pulp used was softwood kraft pulp manufactured by Oji Paper Co., Ltd. (solids content 93% by mass, basis weight 245 g/ m2 sheet form, Canadian Standard Freeness (CSF) measured after disintegration in accordance with JIS P 8121-2:2012 of 700 ml).

この原料パルプ100質量部(絶乾質量)に、1N NaOH水溶液を180質量部とカチオン化剤(カチオマスターG、四日市合成株式会社製、グリシジルトリメチルアンモニウムクロリド、純分73.1質量%、含水率20.2質量%)325質量部からなる薬液(合計505質量部)を加え、薬液含浸パルプを得た。次いで、得られた薬液含浸パルプを165℃の熱風乾燥機で12分加熱し、パルプ中のセルロースにカチオン基を導入し、カチオン基導入パルプを得た。 To 100 parts by mass (bone dry mass) of this raw pulp, a chemical solution consisting of 180 parts by mass of 1N NaOH aqueous solution and 325 parts by mass of a cationizing agent (Catiomaster G, manufactured by Yokkaichi Synthetic Co., Ltd., glycidyl trimethylammonium chloride, purity 73.1% by mass, moisture content 20.2% by mass) (total 505 parts by mass) was added to obtain chemical-impregnated pulp. The resulting chemical-impregnated pulp was then heated in a hot air dryer at 165°C for 12 minutes to introduce cationic groups into the cellulose in the pulp, yielding cationic group-introduced pulp.

次いで、得られたカチオン基導入パルプに対して洗浄処理を行った。洗浄処理は、得られたカチオン基導入パルプにイオン交換水を注いで得たパルプ分散液を、パルプが均一に分散するよう撹拌した後、濾過脱水する操作を繰り返すことにより洗浄を行った。ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となった時点で、洗浄終点とした。 The resulting cation-group-introduced pulp was then washed. The washing process involved pouring ion-exchanged water over the resulting cation-group-introduced pulp to obtain a pulp dispersion. The pulp was then stirred to uniformly disperse the pulp, and the pulp was then filtered and dehydrated. The washing was completed when the electrical conductivity of the filtrate reached 100 μS/cm or less.

次いで、洗浄後のカチオン基導入パルプに対して中和処理を次のようにして行った。まず、洗浄後のカチオン基導入パルプを10Lのイオン交換水で希釈した後、撹拌しながら1Nの塩酸を少しずつ添加することにより、pHが1以上2以下のカチオン基導入パルプスラリーを得た。次いで、当該カチオン基導入パルプスラリーを脱水および洗浄をして、中和処理が施されたカチオン基導入パルプを得た。 The washed cation group-introduced pulp was then neutralized as follows: First, the washed cation group-introduced pulp was diluted with 10 L of ion-exchanged water, and then 1 N hydrochloric acid was added little by little while stirring to obtain a cation group-introduced pulp slurry with a pH of 1 to 2. The cation group-introduced pulp slurry was then dehydrated and washed to obtain neutralized cation group-introduced pulp.

X線回折装置にて分析を行ったところ、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークが確認され、セルロースI型結晶を有していることが確認された。 Analysis using an X-ray diffractometer confirmed typical peaks at two positions, near 2θ = 14° to 17° and near 2θ = 22° to 23°, confirming the presence of cellulose type I crystals.

[解繊処理]
得られたカチオン基導入パルプにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、湿式微粒化装置(株式会社スギノマシン製、スターバースト)で200MPaの圧力にて6回処理し、微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液を得た。
[Defibrillation process]
Ion-exchanged water was added to the resulting cationic group-introduced pulp to prepare a slurry with a solids concentration of 2% by mass. This slurry was treated six times in a wet pulverization apparatus (Starburst, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) at a pressure of 200 MPa to obtain a fine fibrous cellulose dispersion containing fine fibrous cellulose.

X線回折により、得られた微細繊維状セルロースがセルロースI型結晶を維持していることが確認された。また、微細繊維状セルロースの繊維幅を透過型電子顕微鏡を用いて測定したところ、3~5nmであった。なお、後述するカチオン性基の測定方法で測定されるカチオン性基量は、1.45mmоl/gであった。 X-ray diffraction confirmed that the resulting fine fibrous cellulose maintained cellulose type I crystal structure. Furthermore, the fiber width of the fine fibrous cellulose was measured using a transmission electron microscope and found to be 3 to 5 nm. The amount of cationic groups, as measured using the cationic group measurement method described below, was 1.45 mmol/g.

<測定>
(リンオキソ酸基量の測定)
微細繊維状セルロースのリンオキソ酸基量(リンオキソ酸化パルプのリンオキソ酸基量と等しい)は、対象となる微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液にイオン交換水を添加して、含有量を0.2質量%とし、イオン交換樹脂による処理を行った後、アルカリを用いた滴定を行うことにより測定した。
イオン交換樹脂による処理は、上記微細繊維状セルロース含有スラリーに体積で1/10の強酸性イオン交換樹脂(アンバージェット1024;オルガノ株式会社製、コンディショング済)を加え、1時間振とう処理を行った後、目開き90μmのメッシュ上に注いで樹脂とスラリーを分離することにより行った。
また、アルカリを用いた滴定は、イオン交換樹脂による処理後の微細繊維状セルロース含有スラリーに、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を5秒に10μLずつ加えながら、スラリーが示すpHの値の変化を計測することにより行った。なお、滴定開始の15分前から窒素ガスをスラリーに吹き込みながら滴定を行った。この中和滴定では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットした曲線において、増分(pHのアルカリ滴下量に対する微分値)が極大となる点が二つ観測される。これらのうち、アルカリを加えはじめて先に得られる増分の極大点を第1終点と呼び、次に得られる増分の極大点を第2終点と呼ぶ(図1)。滴定開始から第1終点までに必要としたアルカリ量が、滴定に使用したスラリー中の第1解離酸量と等しくなる。また、滴定開始から第2終点までに必要としたアルカリ量が滴定に使用したスラリー中の総解離酸量と等しくなる。なお、滴定開始から第1終点までに必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除した値をリンオキソ酸基量(第1解離酸量)(mmol/g)とした。また、滴定開始から第2終点までに必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除した値を総解離酸量(mmol/g)とした。
<Measurement>
(Measurement of phosphorus oxoacid group content)
The amount of phosphorus oxo acid groups in the fine fibrous cellulose (equivalent to the amount of phosphorus oxo acid groups in the phosphorus oxo-oxidized pulp) was measured by adding ion-exchanged water to a fine fibrous cellulose dispersion containing the target fine fibrous cellulose to adjust the content to 0.2 mass%, treating the dispersion with ion-exchange resin, and then titrating it with an alkali.
The treatment with ion exchange resin was carried out by adding 1/10 by volume of a strongly acidic ion exchange resin (Amberjet 1024; manufactured by Organo Corporation, conditioned) to the above-mentioned fine fibrous cellulose-containing slurry, shaking the mixture for 1 hour, and then pouring the mixture onto a mesh with 90 μm openings to separate the resin from the slurry.
In addition, the alkali titration was performed by adding 10 μL of 0.1 N aqueous sodium hydroxide solution to the fine fibrous cellulose-containing slurry after treatment with an ion exchange resin at 5-second intervals, while measuring the change in the pH value of the slurry. Nitrogen gas was introduced into the slurry 15 minutes before the start of the titration. In this neutralization titration, two maximum points of increment (the differential value of pH with respect to the amount of alkali added) were observed on the curve plotting the measured pH against the amount of alkali added. Of these, the maximum point of increment obtained first after starting the addition of alkali is called the first endpoint, and the maximum point of increment obtained next is called the second endpoint (FIG. 1). The amount of alkali required from the start of the titration to the first endpoint is equal to the amount of first dissociated acid in the slurry used in the titration. Furthermore, the amount of alkali required from the start of the titration to the second endpoint is equal to the total amount of dissociated acid in the slurry used in the titration. The amount of alkali (mmol) required from the start of titration to the first endpoint divided by the solid content (g) in the slurry to be titrated was defined as the amount of phosphorus oxo acid group (first dissociated acid amount) (mmol/g). The amount of alkali (mmol) required from the start of titration to the second endpoint divided by the solid content (g) in the slurry to be titrated was defined as the total dissociated acid amount (mmol/g).

(カルボキシ基量の測定)
微細繊維状セルロースのカルボキシ基量(TEMPO酸化パルプ等のカルボキシ基導入パルプのカルボキシ基量と等しい)は、対象となる微細繊維状セルロースを含む微細繊維状セルロース分散液にイオン交換水を添加して、含有量を0.2質量%とし、イオン交換樹脂による処理を行った後、アルカリを用いた滴定を行うことにより測定した。
イオン交換樹脂による処理は、0.2質量%の微細繊維状セルロース含有スラリーに体積で1/10の強酸性イオン交換樹脂(アンバージェット1024;オルガノ株式会社製、コンディショング済)を加え、1時間振とう処理を行った後、目開き90μmのメッシュ上に注いで樹脂とスラリーを分離することにより行った。
また、アルカリを用いた滴定は、イオン交換樹脂による処理後の繊維状セルロース含有スラリーに、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えながら、スラリーが示すpHの値の変化を計測することにより行った。水酸化ナトリウム水溶液を加えながらpHの変化を観察すると、図2に示されるような滴定曲線が得られる。図2に示されるように、この中和滴定では、アルカリを加えた量に対して測定したpHをプロットした曲線において、増分(pHのアルカリ滴下量に対する微分値)が極大となる点が一つ観測される。この増分の極大点を第1終点と呼ぶ。ここで、図2における滴定開始から第1終点までの領域を第1領域と呼ぶ。第1領域で必要としたアルカリ量が、滴定に使用したスラリー中のカルボキシ基量と等しくなる。そして、滴定曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象の微細繊維状セルロース含有スラリー中の固形分(g)で除すことで、カルボキシ基の導入量(mmol/g)を算出した。
なお、上述のカルボキシ基導入量(mmol/g)は、カルボキシ基の対イオンが水素イオン(H)であるときの繊維状セルロースの質量1gあたりの置換基量(以降、カルボキシ基量(酸型)と呼ぶ)を示している。
(Measurement of Carboxy Group Amount)
The amount of carboxy groups in the fine fibrous cellulose (equivalent to the amount of carboxy groups in carboxylated pulp such as TEMPO-oxidized pulp) was measured by adding ion-exchanged water to a fine fibrous cellulose dispersion containing the target fine fibrous cellulose to adjust the content to 0.2 mass%, treating the dispersion with ion-exchange resin, and then titrating the dispersion with alkali.
The treatment with ion exchange resin was carried out by adding 1/10 by volume of a strongly acidic ion exchange resin (Amberjet 1024; manufactured by Organo Corporation, conditioned) to a 0.2% by mass slurry containing fine fibrous cellulose, shaking the mixture for 1 hour, and then pouring the mixture onto a mesh with 90 μm openings to separate the resin from the slurry.
In addition, the titration using alkali was performed by adding 0.1 N aqueous sodium hydroxide to the fibrous cellulose-containing slurry after treatment with an ion exchange resin, while measuring the change in the pH value of the slurry. Observing the change in pH while adding aqueous sodium hydroxide yields a titration curve such as that shown in Figure 2. As shown in Figure 2, in this neutralization titration, a single point is observed in the curve plotting the measured pH against the amount of alkali added, where the increment (the differential value of pH with respect to the amount of alkali added) is maximized. This maximum increment is called the first end point. Here, the region from the start of titration to the first end point in Figure 2 is called the first region. The amount of alkali required in the first region is equal to the amount of carboxyl groups in the slurry used for titration. The amount of alkali (mmol) required in the first region of the titration curve was divided by the solids content (g) in the fine fibrous cellulose-containing slurry to be titrated to calculate the amount of carboxyl groups introduced (mmol/g).
The above-mentioned amount of carboxyl groups introduced (mmol/g) indicates the amount of substituents per 1 g of fibrous cellulose mass when the counter ion of the carboxyl group is a hydrogen ion (H + ) (hereinafter referred to as the amount of carboxyl groups (acid type)).

(硫黄オキソ酸基量・スルホン基量の測定)
微細繊維状セルロースの硫黄オキソ酸基量またはスルホン基量は、凍結乾燥及び粉砕処理後の試料を密閉容器中で硫酸を用いて加圧加熱分解し、適宜希釈してICP-OESで硫黄量を測定した。供試した微細繊維状セルロースの絶乾質量で割り返して算出した値を微細繊維状セルロースの硫黄オキソ酸基量またはスルホン基量(mmоl/g)とした。
(Measurement of sulfur oxoacid group amount and sulfonic acid group amount)
The amount of sulfur oxoacid groups or sulfonic groups in the fine fibrous cellulose was determined by subjecting a freeze-dried and pulverized sample to pressure-heat decomposition with sulfuric acid in a sealed container, diluting it appropriately, and measuring the amount of sulfur by ICP-OES. The value calculated by dividing by the bone dry mass of the fine fibrous cellulose used was taken as the amount of sulfur oxoacid groups or sulfonic groups (mmol/g) in the fine fibrous cellulose.

(カチオン性基量の測定)
微細繊維状セルロースのカチオン性基量は、微量窒素分析を行い、下記式で計算した値を微細繊維状セルロースのカチオン性基量(mmоl/g)とした。
(カチオン性基量)[mmol/g]=(窒素量)[g]/14×1000/(供試したカチオン性基導入微細繊維状セルロース量)[g]
(Measurement of Amount of Cationic Groups)
The amount of cationic groups in the fine fibrous cellulose was determined by carrying out a trace nitrogen analysis and calculating the value according to the following formula, which was taken as the amount of cationic groups in the fine fibrous cellulose (mmol/g).
(Amount of cationic groups) [mmol/g] = (amount of nitrogen) [g] / 14 × 1000 / (amount of cationic group-introduced fine fibrous cellulose tested) [g]

<実施例1>
[液状組成物Aの調製]
イオン交換水に、アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール(三菱ケミカル株式会社製、ゴーセネックスZ-200)を12質量%になるように加え、95℃で1時間撹拌し、溶解した。以上の手順により、ポリビニルアルコール水溶液を得た。
製造例1で得た微細繊維状セルロース分散液、上記ポリビニルアルコール水溶液、及び亜硫酸ナトリウム(富士フイルム和光純薬株式会社製)をそれぞれ固形分濃度が0.5質量%となるようにイオン交換水で希釈した。次いで、希釈後の微細繊維状セルロース分散液100質量部に対して、樹脂として希釈後のポリビニルアルコール水溶液100質量部、及び還元剤として希釈した亜硫酸ナトリウム水溶液0.4質量部を添加し、液状組成物Aを得た。
Example 1
[Preparation of Liquid Composition A]
Acetoacetyl group-modified polyvinyl alcohol (Gohsenex Z-200, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was added to ion-exchanged water so as to have a concentration of 12% by mass, and the mixture was stirred at 95° C. for 1 hour to dissolve. By the above procedure, an aqueous polyvinyl alcohol solution was obtained.
The fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 1, the polyvinyl alcohol aqueous solution, and sodium sulfite (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were each diluted with ion-exchanged water to a solids concentration of 0.5% by mass. Next, 100 parts by mass of the diluted fine fibrous cellulose dispersion were added as a resin to 100 parts by mass of the diluted polyvinyl alcohol aqueous solution, and 0.4 parts by mass of the diluted sodium sulfite aqueous solution as a reducing agent to obtain a liquid composition A.

[シートの作製]
シートの仕上がり坪量が34g/mになるように液状組成物Aを計量して、市販のアクリル板上に展開した。なお、所定の坪量となるようアクリル板上には堰止用の枠(内寸250mm×250mm、高さ5cm)を配置した。そのあと100℃の乾燥機で1時間乾燥し、アクリル板から剥離することで、微細繊維状セルロース含有シートを得た。シートの厚みは25μmであった。
[Sheet production]
Liquid composition A was weighed out so that the finished sheet had a basis weight of 34 g/ and spread on a commercially available acrylic plate. A damming frame (inner dimensions 250 mm x 250 mm, height 5 cm) was placed on the acrylic plate to achieve the desired basis weight. The sheet was then dried in a dryer at 100°C for 1 hour and peeled off from the acrylic plate to obtain a fine fibrous cellulose-containing sheet. The sheet had a thickness of 25 µm.

<実施例2>
還元剤として、チオ硫酸ナトリウム(富士フイルム和光純薬株式会社製)を用いた以外は実施例1と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 2
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 1, except that sodium thiosulfate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as the reducing agent.

<実施例3>
還元剤として、水素化ホウ素ナトリウム(シグマアルドリッチジャパン合同会社製)を用いた以外は実施例1と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 3
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 1, except that sodium borohydride (manufactured by Sigma-Aldrich Japan LLC) was used as the reducing agent.

<実施例4>
還元剤として、亜硫酸水素ナトリウム(富士フイルム和光純薬株式会社製)を用いた以外は実施例1と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 4
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 1, except that sodium hydrogen sulfite (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as the reducing agent.

<実施例5>
還元剤として、シアノ水素化ホウ素ナトリウム(シグマアルドリッチジャパン合同会社製)を用いた以外は実施例1と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 5
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 1, except that sodium cyanoborohydride (manufactured by Sigma-Aldrich Japan LLC) was used as the reducing agent.

<実施例6>
還元剤として、次亜硫酸ナトリウム(富士フイルム和光純薬株式会社製)を用いた以外は実施例1と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 6
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 1, except that sodium hyposulfite (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as the reducing agent.

<実施例7>
希釈したチオ硫酸ナトリウム水溶液の添加量を1質量部に変更した以外は実施例2と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 7
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 2, except that the amount of diluted aqueous sodium thiosulfate solution added was changed to 1 part by mass.

<実施例8>
希釈したチオ硫酸ナトリウム水溶液の添加量を4質量部に変更した以外は実施例2と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 8
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 2, except that the amount of diluted aqueous sodium thiosulfate solution added was changed to 4 parts by mass.

<実施例9>
希釈後の微細繊維状セルロース分散液100質量部に対して、樹脂として希釈後のポリビニルアルコール水溶液43質量部、及び還元剤として希釈したチオ硫酸ナトリウム水溶液0.4質量部を添加した以外は実施例1と同様にして、液状組成物を得た。得られた液状組成物をシートの仕上がり坪量が35g/mとなるように計量した以外は実施例1と同様にして、微細繊維状セルロース含有シートを得た。シートの厚みは25μmであった。
Example 9
A liquid composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that 43 parts by mass of the diluted aqueous polyvinyl alcohol solution as a resin and 0.4 parts by mass of the diluted aqueous sodium thiosulfate solution as a reducing agent were added to 100 parts by mass of the diluted fine fibrous cellulose dispersion. A fine fibrous cellulose-containing sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that the obtained liquid composition was weighed out so that the finished basis weight of the sheet was 35 g/ m2 . The thickness of the sheet was 25 μm.

<実施例10>
製造例2で得た微細繊維状セルロース分散液を用いた以外は実施例2と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 10
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 2, except that the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 2 was used.

<実施例11>
製造例2で得た微細繊維状セルロース分散液を用いた以外は実施例9と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 11
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 9, except that the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 2 was used.

<実施例12>
製造例2で得た微細繊維状セルロース分散液を用いた以外は実施例7と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 12
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 7, except that the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 2 was used.

<実施例13>
製造例2で得た微細繊維状セルロース分散液を用いた以外は実施例1と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 13
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 1, except that the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 2 was used.

<実施例14>
製造例3で得た微細繊維状セルロース分散液を用いた以外は実施例2と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 14
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 2, except that the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 3 was used.

<実施例15>
製造例4で得た微細繊維状セルロース分散液を用いた以外は実施例2と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 15
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 2, except that the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 4 was used.

<実施例16>
液状組成物Aに、重合禁止剤としてジブチルヒドロキシトルエン(富士フイルム和光純薬株式会社製)0.2質量部をさらに添加した以外は実施例1と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 16
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.2 parts by mass of dibutylhydroxytoluene (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was further added to liquid composition A as a polymerization inhibitor.

<実施例17>
液状組成物Aに、重合禁止剤としてフェノチアジン(富士フイルム和光純薬株式会社製)0.2質量部をさらに添加した以外は実施例1と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 17
A liquid composition and a fine fibrous cellulose-containing sheet were obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.2 parts by mass of phenothiazine (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was further added to liquid composition A as a polymerization inhibitor.

<実施例18>
樹脂としてアセトアセチル基変性ポリビニルアルコールに代えて、ポリエチレンオキサイド(富士フイルム和光純薬株式会社製:分子量100万)を用いた以外は実施例9と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 18
A liquid composition and a fine fibrous cellulose-containing sheet were obtained in the same manner as in Example 9, except that polyethylene oxide (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.: molecular weight 1 million) was used as the resin instead of acetoacetyl-modified polyvinyl alcohol.

<実施例19>
樹脂としてアセトアセチル基変性ポリビニルアルコールに代えて、ポリウレタン樹脂(第一工業製薬社製:スーパーフレックス170)を用いた以外は実施例9と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
Example 19
A liquid composition and a fine fibrous cellulose-containing sheet were obtained in the same manner as in Example 9, except that a polyurethane resin (Superflex 170, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was used instead of the acetoacetyl-modified polyvinyl alcohol as the resin.

<実施例20~26>
製造例1で得た微細繊維状セルロース分散液に代えて、製造例5~11で得た微細繊維状セルロース分散液をそれぞれ用いた以外は実施例2と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
<Examples 20 to 26>
A liquid composition and a fine fibrous cellulose-containing sheet were obtained in the same manner as in Example 2, except that the fine fibrous cellulose dispersions obtained in Production Examples 5 to 11 were used instead of the fine fibrous cellulose dispersion obtained in Production Example 1.

<比較例1>
還元剤を含有しなかった以外は実施例1と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
<Comparative Example 1>
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 1, except that no reducing agent was added.

<比較例2>
還元剤を含有しなかった以外は実施例16と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
<Comparative Example 2>
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 16, except that no reducing agent was added.

<比較例3>
還元剤を含有しなかった以外は実施例17と同様にして、液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートを得た。
<Comparative Example 3>
A liquid composition and a sheet containing fine fibrous cellulose were obtained in the same manner as in Example 17, except that no reducing agent was added.

<比較例4>
希釈後の微細繊維状セルロース分散液にポリビニルアルコール水溶液を添加しなかった以外は実施例2と同様にして、液状組成物を得た。得られた液状組成物を用い、実施例1と同様の手順でシート作製を試みたが、乾燥による収縮が大きくシートを形成することができなかった。
<Comparative Example 4>
A liquid composition was obtained in the same manner as in Example 2, except that no aqueous polyvinyl alcohol solution was added to the diluted fine fibrous cellulose dispersion. An attempt was made to produce a sheet using the obtained liquid composition in the same manner as in Example 1, but the sheet could not be formed due to significant shrinkage due to drying.

<比較例5>
希釈後の微細繊維状セルロース分散液にポリビニルアルコール水溶液を添加しなかった以外は実施例15と同様にして、液状組成物を得た。得られた液状組成物を用い、実施例1と同様の手順でシート作製を試みたが、乾燥による収縮が大きくシートを形成することができなかった。
<Comparative Example 5>
A liquid composition was obtained in the same manner as in Example 15, except that no aqueous polyvinyl alcohol solution was added to the diluted fine fibrous cellulose dispersion. An attempt was made to produce a sheet using the obtained liquid composition in the same manner as in Example 1, but the sheet could not be formed due to significant shrinkage due to drying.

[評価]
実施例及び比較例で得られた液状組成物及び微細繊維状セルロース含有シートについて、下記の方法で評価を行った。
[evaluation]
The liquid compositions and fine fibrous cellulose-containing sheets obtained in the examples and comparative examples were evaluated by the following methods.

[液状組成物のpH測定]
液状組成物のpHは、校正済みのハンディpHメータ(株式会社堀場製作所製、D-51S)にて測定した。
[Measurement of pH of liquid composition]
The pH of the liquid composition was measured using a calibrated handheld pH meter (D-51S, manufactured by Horiba Ltd.).

[シートのヘーズ測定]
JIS K 7136:2000に準拠し、ヘーズメーター(株式会社村上色彩技術研究所製、HM-150)を用いてシートのヘーズを測定した。
[Sheet haze measurement]
The haze of the sheet was measured in accordance with JIS K 7136:2000 using a haze meter (HM-150, manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.).

[シートの加熱前後の黄色度測定]
JIS K 7373:2006に準拠し、Colour Cute i(スガ試験機株式会社製)を用いてシートの加熱前後の黄色度を測定した。なお、加熱後の黄色度は、160℃で6時間加熱したシートの黄色度とした。
なお、シートの黄色度は、次式のとおり、シート厚み25μmに比例換算した値とした。
黄色度=シートの黄色度測定値×(25/シート厚み)
[Yellowness measurement of sheet before and after heating]
The yellowness of the sheet before and after heating was measured in accordance with JIS K 7373:2006 using Colour Cute i (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) The yellowness after heating was the yellowness of the sheet heated at 160°C for 6 hours.
The yellowness of the sheet was calculated as a value proportional to a sheet thickness of 25 μm according to the following formula.
Yellowness index = measured yellowness index of sheet × (25/sheet thickness)

[シートの厚み測定]
50mm角以上の大きさに切り出したシートを、23℃、相対湿度50%で24時間調湿した後、定圧厚さ測定器(TECLOCK CのORPORATION製、PG-02)を用いてシートの任意の点4点の厚みを測定し、その平均値をシートの厚みとした。
[Sheet thickness measurement]
A sheet cut into a size of 50 mm square or more was conditioned at 23°C and a relative humidity of 50% for 24 hours, and then the thickness of the sheet was measured at four arbitrary points using a constant pressure thickness measuring device (PG-02, manufactured by TECLOCK C ORPORATION), and the average value was taken as the thickness of the sheet.

実施例で得られたシートは加熱後YI値が抑制されていた。また、実施例で得られたシートはヘーズが低く透明性にも優れていた。 The sheets obtained in the examples had a suppressed YI value after heating. Furthermore, the sheets obtained in the examples had low haze and excellent transparency.

さらに、以下の方法で微細繊維状セルロース含有シートの両面に樹脂層が積層された積層体を作製した。 Furthermore, a laminate was produced in which resin layers were laminated on both sides of a fine fibrous cellulose-containing sheet using the following method.

<実施例50>
(樹脂層の形成)
変性ポリカーボネート樹脂(三菱ガス化学株式会社製、ユピゼータFPC-2136)15質量部、トルエン57質量部、メチルエチルケトン28質量部を混合し、樹脂塗工液を得た。次いで上記、樹脂塗工液に密着助剤としてイソシアネート化合物(旭化成ケミカルズ株式会社製、デュラネートTPA-100)を2.25質量部添加して混合した。
この樹脂塗工液を、実施例2で得た微細繊維状セルロース含有シートの一方の面にバーコーターにて塗布した。その後、100℃で1時間加熱して樹脂塗工液を硬化させ、樹脂層を形成した。次いで、微細繊維状セルロース含有シートの反対側の面にも同様の手順で樹脂層を形成した。以上の手順により、微細繊維状セルロース含有シートの両面に樹脂層が積層された積層体を得た。積層体の厚みは30μmであった。
Example 50
(Formation of resin layer)
A resin coating liquid was obtained by mixing 15 parts by mass of a modified polycarbonate resin (Iupizeta FPC-2136, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.), 57 parts by mass of toluene, and 28 parts by mass of methyl ethyl ketone. Next, 2.25 parts by mass of an isocyanate compound (Duranate TPA-100, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) was added as an adhesion aid to the resin coating liquid and mixed.
This resin coating liquid was applied to one side of the fine fibrous cellulose-containing sheet obtained in Example 2 using a bar coater. The resin coating liquid was then cured by heating at 100°C for 1 hour to form a resin layer. A resin layer was then formed on the opposite side of the fine fibrous cellulose-containing sheet using the same procedure. This procedure resulted in a laminate in which resin layers were laminated on both sides of the fine fibrous cellulose-containing sheet. The thickness of the laminate was 30 µm.

得られた積層体のヘーズは0.2%であり、加熱前YI値は0.2であり、加熱後YI値は3.4であった。このように、積層体においても加熱後YI値が抑制されており、ヘーズも低く、透明性の高い積層体が得られた。 The haze of the resulting laminate was 0.2%, the YI value before heating was 0.2, and the YI value after heating was 3.4. Thus, the YI value after heating was suppressed in the laminate, and a highly transparent laminate with low haze was obtained.

Claims (14)

繊維幅が1000nm以下であり、イオン性置換基を有する繊維状セルロースと、
樹脂と、
還元剤と、を含有し、
前記イオン性置換基がリンオキソ酸基、リンオキソ酸基に由来する置換基、硫黄オキソ酸基及び硫黄オキソ酸基に由来する置換基からなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記繊維状セルロースにおけるイオン性置換基の導入量が0.05mmol/g以上0.5mmol/g未満である、液状組成物。
Fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and having an ionic substituent;
Resin and
a reducing agent,
the ionic substituent is at least one selected from the group consisting of a phosphorus oxoacid group, a substituent derived from a phosphorus oxoacid group, a sulfur oxoacid group, and a substituent derived from a sulfur oxoacid group;
A liquid composition in which the amount of ionic substituents introduced into the fibrous cellulose is 0.05 mmol/g or more and less than 0.5 mmol/g .
前記還元剤は、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウム及び次亜硫酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項に記載の液状組成物。 2. The liquid composition according to claim 1 , wherein the reducing agent is at least one selected from the group consisting of sodium sulfite, sodium thiosulfate, sodium borohydride, sodium hydrogensulfite, sodium cyanoborohydride, and sodium hyposulfite. 前記樹脂は水溶性高分子である、請求項1又は2に記載の液状組成物。 The liquid composition according to claim 1 or 2 , wherein the resin is a water-soluble polymer. 重合禁止剤をさらに含む、請求項1~のいずれか1項に記載の液状組成物。 The liquid composition according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a polymerization inhibitor. 前記還元剤の含有量は、前記繊維状セルロース100質量部に対して0.1~5質量部である、請求項1~のいずれか1項に記載の液状組成物。 The liquid composition according to any one of claims 1 to 4 , wherein the content of the reducing agent is 0.1 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the fibrous cellulose. 繊維幅が1000nm以下であり、イオン性置換基を有する繊維状セルロースと、
樹脂と、
還元剤と、を含有し、
前記イオン性置換基がリンオキソ酸基、リンオキソ酸基に由来する置換基、硫黄オキソ酸基及び硫黄オキソ酸基に由来する置換基からなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記繊維状セルロースにおけるイオン性置換基の導入量が0.05mmol/g以上0.5mmol/g未満である、シート。
Fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and having an ionic substituent;
Resin and
a reducing agent,
the ionic substituent is at least one selected from the group consisting of a phosphorus oxoacid group, a substituent derived from a phosphorus oxoacid group, a sulfur oxoacid group, and a substituent derived from a sulfur oxoacid group;
The sheet has an amount of ionic substituents introduced into the fibrous cellulose of 0.05 mmol/g or more and less than 0.5 mmol/g .
前記還元剤は、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウム及び次亜硫酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項に記載のシート。 7. The sheet according to claim 6 , wherein the reducing agent is at least one selected from the group consisting of sodium sulfite, sodium thiosulfate, sodium borohydride, sodium hydrogen sulfite, sodium cyanoborohydride, and sodium hyposulfite. 前記樹脂は水溶性高分子である、請求項6又は7に記載のシート。 The sheet according to claim 6 or 7 , wherein the resin is a water-soluble polymer. 重合禁止剤をさらに含む、請求項6~8のいずれか1項に記載のシート。 The sheet according to any one of claims 6 to 8 , further comprising a polymerization inhibitor. 前記還元剤の含有量は、前記繊維状セルロース100質量部に対して0.1~5質量部である、請求項6~9のいずれか1項に記載のシート。 The sheet according to any one of claims 6 to 9 , wherein the content of the reducing agent is 0.1 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the fibrous cellulose. YI値が1.5以下である、請求項6~10のいずれか1項に記載のシート。 The sheet according to any one of claims 6 to 10 , which has a YI value of 1.5 or less. ヘーズが3.5%以下である、請求項6~11のいずれか1項に記載のシート。 The sheet according to any one of claims 6 to 11 , having a haze of 3.5% or less. 光学部材用である、請求項6~12のいずれか1項に記載のシート。 The sheet according to any one of claims 6 to 12 , which is for an optical member. 請求項6~13のいずれか1項に記載のシートと、前記シートの少なくとも一方の面上に積層された樹脂層とを有する積層体。 A laminate comprising the sheet according to any one of claims 6 to 13 and a resin layer laminated on at least one surface of the sheet.
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