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JP2019119867A - Fine cellulose fiber composite dispersion - Google Patents

Fine cellulose fiber composite dispersion Download PDF

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JP2019119867A
JP2019119867A JP2018241963A JP2018241963A JP2019119867A JP 2019119867 A JP2019119867 A JP 2019119867A JP 2018241963 A JP2018241963 A JP 2018241963A JP 2018241963 A JP2018241963 A JP 2018241963A JP 2019119867 A JP2019119867 A JP 2019119867A
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JP
Japan
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cellulose fiber
resin
fiber composite
group
fine cellulose
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Pending
Application number
JP2018241963A
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Japanese (ja)
Inventor
拓磨 坪井
Takuma Tsuboi
拓磨 坪井
穣 吉田
Minoru Yoshida
穣 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】有機性の液体化合物に対するセルロース繊維の分散性が向上した分散液を提供すること。
【解決手段】アニオン性基を含むアニオン変性セルロース繊維のアニオン性基にアミンがイオン結合を介して結合されてなる微細セルロース繊維複合体、分散剤、及び有機性の液体化合物を含む、微細セルロース繊維複合体分散液。
【選択図】なし
An object of the present invention is to provide a dispersion in which the dispersibility of cellulose fibers in an organic liquid compound is improved.
Kind Code: A1 A finely divided cellulose fiber comprising a finely divided cellulose fiber composite in which an amine is bonded via an ionic bond to an anionic group of an anionically modified cellulose fiber containing an anionic group, a dispersant, and an organic liquid compound. Complex dispersion.
【Selection chart】 None

Description

本発明は微細セルロース繊維複合体分散液に関する。   The present invention relates to a fine cellulose fiber composite dispersion.

従来、有限な資源である石油由来のプラスチック材料が多用されていたが、近年、環境に対する負荷の少ない技術が脚光を浴びるようになり、かかる技術背景の下、天然に多量に存在するバイオマスであるセルロース繊維を用いた材料が注目されている。例えば、セルロース繊維が各種媒体に分散した分散液を樹脂等に配合することで、得られる材料の機械的強度等を向上させることができる。   In the past, petroleum-derived plastic materials, which are limited resources, were widely used, but in recent years, technology with less impact on the environment has come to be highlighted, and under such technological background, biomass is naturally abundant Materials using cellulose fibers are attracting attention. For example, the mechanical strength etc. of the material obtained can be improved by mix | blending with resin etc. the dispersion liquid which the cellulose fiber disperse | distributed to various media.

例えば、特許文献1には、微細セルロース繊維のカルボキシ基にエチレンオキサイド/プロピレンオキサイド共重合部を有するアミンが塩として結合してなる微細セルロース繊維複合体が、樹脂に配合した際に透明性、機械的強度に優れる樹脂組成物を提供することができると示されている。   For example, Patent Document 1 discloses that when a fine cellulose fiber composite formed by bonding an amine having an ethylene oxide / propylene oxide copolymer moiety as a salt to a carboxy group of fine cellulose fiber as a salt is mixed with a resin, It has been shown that it is possible to provide a resin composition that is excellent in mechanical strength.

また、例えば特許文献2には、微細セルロース繊維に芳香族炭化水素基がイオン結合を介して連結し導入されてなる微細セルロース繊維複合体が樹脂に配合した際に耐熱性、機械的強度、及び透明性に優れる樹脂組成物を提供することができると示されている。   Further, for example, in Patent Document 2, heat resistance, mechanical strength, and the like are obtained when a fine cellulose fiber composite, in which an aromatic hydrocarbon group is connected to fine cellulose fibers via an ionic bond and introduced, is mixed with a resin. It is shown that a resin composition excellent in transparency can be provided.

特開2015−143336号公報JP, 2015-143336, A 特開2016−156111号公報JP, 2016-156111, A

近年は各種樹脂製品の機械的強度のさらなる向上が求められていることから、有機性の液体化合物にセルロース繊維を高分散させる技術のより一層の改良が望まれている。   In recent years, further improvement in mechanical strength of various resin products is required, and therefore, further improvement of the technology for highly dispersing cellulose fibers in an organic liquid compound is desired.

本発明は、有機性の液体化合物に対するセルロース繊維の分散性が向上した分散液に関する。   The present invention relates to a dispersion in which the dispersibility of cellulose fibers in an organic liquid compound is improved.

即ち、本発明は、下記の[1]〜[3]に関する。
[1] アニオン性基を含むアニオン変性セルロース繊維のアニオン性基にアミンがイオン結合を介して結合されてなる微細セルロース繊維複合体、分散剤、及び有機性の液体化合物を含む、微細セルロース繊維複合体分散液。
[2] さらに樹脂を含む、前記[1]に記載の微細セルロース繊維複合体分散液。
[3] 前記[2]に記載の微細セルロース繊維複合体分散液を成形してなる樹脂成形体。
That is, the present invention relates to the following [1] to [3].
[1] A fine cellulose fiber composite comprising a fine cellulose fiber complex in which an amine is bonded via an ionic bond to an anionic group of an anionically modified cellulose fiber containing an anionic group, a dispersant, and an organic liquid compound Body dispersion.
[2] The fine cellulose fiber composite dispersion as described in the above [1], further containing a resin.
[3] A resin molded product obtained by molding the fine cellulose fiber composite dispersion described in [2].

本発明の分散液は、有機性の液体化合物に対するセルロース繊維の分散性が向上したものであるという効果を奏する。   The dispersion liquid of the present invention has an effect that the dispersibility of the cellulose fiber to the organic liquid compound is improved.

<微細セルロース繊維複合体分散液>
本発明の微細セルロース繊維複合体分散液は、微細セルロース繊維複合体、分散剤、及び有機性の液体化合物を含む。
<Fine cellulose fiber composite dispersion>
The fine cellulose fiber composite dispersion of the present invention comprises a fine cellulose fiber composite, a dispersant, and an organic liquid compound.

本発明者らが分散性について検討した結果、微細セルロース繊維と分散剤とを混合しただけでは分散性の改善が見られなかったが、驚くべきことに、アニオン性基にアミンが塩として結合されてなる微細セルロース繊維複合体と分散剤とを混合することにより有機性の液体化合物に対する分散性が向上することが判明した。その詳細な理由は不明であるが、分散剤を添加することで微細セルロース繊維複合体と有機性の液体化合物との相溶性が増大し、分散性が向上したと考えられる。   As a result of investigations by the present inventors about the dispersibility, the improvement of the dispersibility was not seen only by mixing the fine cellulose fiber and the dispersing agent, but surprisingly, the amine is bound to the anionic group as a salt. It has been found that the dispersibility with respect to the organic liquid compound is improved by mixing the fine cellulose fiber composite and the dispersing agent. Although the detailed reason is unknown, it is considered that the addition of the dispersing agent increases the compatibility between the fine cellulose fiber composite and the organic liquid compound and improves the dispersibility.

本発明の分散液の粘度は特に限定されず、取扱い性の観点から、低ければ低いほど好ましい。例えば、前記分散液の25℃の粘度が好ましくは50,000mPa・s以下であり、より好ましくは10,000mPa・s以下である。分散液の粘度は、具体的には後述の実施例に記載の方法により測定される。   The viscosity of the dispersion of the present invention is not particularly limited, and from the viewpoint of handleability, the lower the better, the better. For example, the viscosity at 25 ° C. of the dispersion is preferably 50,000 mPa · s or less, more preferably 10,000 mPa · s or less. Specifically, the viscosity of the dispersion is measured by the method described in the examples below.

かかる本発明の分散液は有機性の液体化合物に対する分散性に優れるため、例えば、各種樹脂製品の機械的強度の向上剤として利用することができる。   Since the dispersion liquid of this invention is excellent in the dispersibility with respect to the organic liquid compound, it can be utilized as an improvement agent of the mechanical strength of various resin products, for example.

〔微細セルロース繊維複合体〕
本発明で用いられる微細セルロース繊維複合体は、アニオン性基を含むセルロース繊維(アニオン変性セルロース繊維)にアミンがイオン結合を介して結合されており、微細化されたものである。本発明で用いられる微細セルロース繊維複合体は、原料のセルロース繊維にアニオン性基を導入してアニオン性基を含むアニオン変性セルロース繊維を得る工程(アニオン性基を導入する工程:工程A)、アニオン性基を含むアニオン変性セルロース繊維にアミンを導入する工程(アミンを導入する工程:工程B)、及び微細化処理工程(工程C)を行うことによって製造することができる。なお、微細化処理工程は、工程Aと工程Bとの間で実施してもよく、複数回実施してもよい。
[Fine cellulose fiber composite]
The fine cellulose fiber composite used in the present invention is a fine cellulose fiber in which an amine is bonded to a cellulose fiber (anion-modified cellulose fiber) containing an anionic group via an ionic bond. The fine cellulose fiber composite used in the present invention is a step of introducing an anionic group into a raw material cellulose fiber to obtain an anion-modified cellulose fiber containing an anionic group (step of introducing an anionic group: step A), an anion It can manufacture by performing the process (process of introduce | transducing an amine: process B) of introduce | transducing an amine into the anion-modified cellulose fiber containing a property group, and a refinement | miniaturization process process (process C). In addition, a refinement | miniaturization process process may be implemented between process A and process B, and may be implemented in multiple times.

(セルロース繊維)
原料のセルロース繊維としては、環境負荷の観点から、天然セルロース繊維を用いることが好ましい。天然セルロース繊維としては、例えば、針葉樹系パルプ、広葉樹系パルプ等の木材パルプ;コットンリンター、コットンリントのような綿系パルプ;麦わらパルプ、バガスパルプ等の非木材系パルプ;バクテリアセルロース等が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(Cellulose fiber)
As a raw material cellulose fiber, it is preferable to use natural cellulose fiber from an environmental load viewpoint. Examples of natural cellulose fibers include wood pulp such as softwood pulp and hardwood pulp; cotton pulp such as cotton linters and cotton lint; non-wood pulp such as straw pulp and bagasse pulp; bacterial cellulose and the like These 1 type can be used individually or in combination of 2 or more types.

原料のセルロース繊維の平均繊維径は特に限定されないが、取扱い性及びコストの観点から、好ましくは5μm以上であり、より好ましくは7μm以上であり、同様の観点から、好ましくは500μm以下であり、より好ましくは300μm以下である。   The average fiber diameter of the raw material cellulose fiber is not particularly limited, but is preferably 5 μm or more, more preferably 7 μm or more from the viewpoint of handleability and cost, and preferably 500 μm or less from the same viewpoint. Preferably it is 300 micrometers or less.

また、原料のセルロース繊維の平均繊維長は特に限定されないが、入手性及びコストの観点から、好ましくは1,000μm以上、より好ましくは1,500μm以上であり、同様の観点から、好ましくは5,000μm以下、より好ましくは3,000μm以下である。原料のセルロース繊維の平均繊維径及び平均繊維長は、後述の実施例に記載の方法に従って測定することができる。   The average fiber length of the raw material cellulose fiber is not particularly limited, but is preferably 1,000 μm or more, more preferably 1,500 μm or more from the viewpoint of availability and cost, and from the same viewpoint, preferably 5, It is not more than 000 μm, more preferably not more than 3,000 μm. The average fiber diameter and the average fiber length of the raw material cellulose fiber can be measured according to the method described in the following examples.

(アニオン性基を含むアニオン変性セルロース繊維)
本発明で用いられるアニオン性基を含むアニオン変性セルロース繊維(単に「アニオン変性セルロース繊維」とも称する。)は、セルロース繊維中にアニオン性基を含むようにアニオン変性されたセルロース繊維である。
(Anion-modified cellulose fiber containing an anionic group)
The anion-modified cellulose fiber containing an anionic group (also simply referred to as "anion-modified cellulose fiber") used in the present invention is a cellulose fiber anion-modified so as to contain an anionic group in the cellulose fiber.

アニオン性基としては、例えば、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基などが挙げられる。セルロース繊維への導入効率の観点から、好ましくはカルボキシ基である。アニオン性基は、単独で又は2種以上を組み合わせて導入されていてもよい。なお、アニオン性基の対となるイオン(カウンターイオン)は、好ましくはプロトンである。   As an anionic group, a carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group etc. are mentioned, for example. It is preferably a carboxy group from the viewpoint of the introduction efficiency to cellulose fiber. The anionic group may be introduced alone or in combination of two or more. In addition, the ion (counter ion) used as the pair of anionic group is preferably a proton.

アニオン変性セルロース繊維は、安定的な微細化及びアミン導入の観点から、アニオン性基の含有量が、好ましくは0.1mmol/g以上であり、より好ましくは0.4mmol/g以上であり、更に好ましくは0.6mmol/g以上である。その上限は、好ましくは3.0mmol/g以下であり、より好ましくは2.0mmol/g以下であり、更に好ましくは1.8mmol/g以下である。アニオン性基含有量とは、アニオン性基含有セルロース繊維を構成するセルロース繊維中のアニオン性基の総量を意味する。アニオン性基の含有量は、後述の実施例に記載の方法により測定される。   The content of the anionic group in the anion-modified cellulose fiber is preferably 0.1 mmol / g or more, more preferably 0.4 mmol / g or more, from the viewpoint of stable miniaturization and amine introduction. Preferably it is 0.6 mmol / g or more. The upper limit thereof is preferably 3.0 mmol / g or less, more preferably 2.0 mmol / g or less, and still more preferably 1.8 mmol / g or less. Anionic group content means the total amount of the anionic group in the cellulose fiber which comprises anionic group containing cellulose fiber. The content of the anionic group is measured by the method described in the examples below.

また同様の観点から、アニオン変性セルロース繊維中の水酸基の含有量は、好ましくは0.5mmol/g以上であり、より好ましくは1.0mmol/g以上であり、更に好ましくは2.0mmol/g以上である。その上限は、好ましくは20mmol/g以下であり、より好ましくは19mmol/g以下であり、更に好ましくは18mmol/g以下である。アニオン変性セルロース繊維の水酸基の含有量は公知の方法(例えば、滴定、IR測定等)に従って測定することで算出することができる。   From the same point of view, the content of the hydroxyl group in the anion-modified cellulose fiber is preferably 0.5 mmol / g or more, more preferably 1.0 mmol / g or more, still more preferably 2.0 mmol / g or more It is. The upper limit thereof is preferably 20 mmol / g or less, more preferably 19 mmol / g or less, and still more preferably 18 mmol / g or less. The content of the hydroxyl group of the anion-modified cellulose fiber can be calculated by measurement according to a known method (for example, titration, IR measurement, etc.).

アニオン変性セルロース繊維の平均繊維径、平均繊維長の好適範囲は、製造工程の順序にもよるが、原料のセルロース繊維のものと同等である。   Although the preferable range of the average fiber diameter of an anion modified cellulose fiber and an average fiber length is based also on the order of a manufacturing process, it is equivalent to the thing of the cellulose fiber of a raw material.

(アニオン性基を導入する工程:工程A)
本発明で用いられるアニオン変性セルロース繊維は、対象のセルロース繊維にアニオン性基を導入してアニオン変性させることによって得ることができ、例えば、対象の原料のセルロース繊維に酸化処理又はアニオン性基の付加処理を施して、アニオン性基を導入することができる。
(Step of Introducing Anionic Group: Step A)
The anion-modified cellulose fiber used in the present invention can be obtained by introducing an anionic group into the target cellulose fiber and subjecting it to anion modification. For example, the cellulose fiber of the target raw material is subjected to oxidation treatment or addition of an anionic group A treatment can be performed to introduce an anionic group.

(i)セルロース繊維にアニオン性基としてカルボキシ基を導入する場合
セルロース繊維にカルボキシ基を導入する方法としては、例えばセルロースの水酸基を酸化してカルボキシ基に変換する方法や、セルロースの水酸基にカルボキシ基を有する化合物、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物及びそれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種を反応させる方法が挙げられる。
(i) When introducing a carboxy group as an anionic group into a cellulose fiber As a method of introducing a carboxy group into a cellulose fiber, for example, a method of oxidizing a hydroxyl group of cellulose to convert it into a carboxy group And at least one selected from the group consisting of acid anhydrides of compounds having a carboxy group and derivatives thereof.

前記セルロースの水酸基を酸化処理する方法としては特に制限されないが、例えば、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジン−N−オキシル(TEMPO)を触媒として、次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤及び臭化ナトリウム等の臭化物を反応させて酸化処理する方法が適用できる。より詳細には、特開2011−140632号公報に記載の方法を参照することができる。   The method for oxidizing the hydroxyl group of cellulose is not particularly limited. For example, sodium hypochlorite using a catalyst such as 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidine-N-oxyl (TEMPO) as a catalyst A method of reacting by oxidizing an oxidizing agent and a bromide such as sodium bromide can be applied. In more detail, the method of Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-140632 can be referred to.

TEMPOを触媒としてセルロース繊維の酸化処理を行うことによって、セルロース構成単位のC6位のヒドロキシメチル基(−CHOH)が選択的にカルボキシ基に変換される。特にこの方法は、原料のセルロース繊維表面の酸化対象となるC6位の水酸基の選択性に優れており、且つ反応条件も穏やかである点で有利である。従って、本発明におけるアニオン変性セルロース繊維の好ましい態様として、セルロース構成単位のC6位がカルボキシ基であるセルロース繊維が挙げられる。本明細書において、かかるセルロース繊維を「酸化セルロース繊維」という場合がある。 By performing oxidation treatment of cellulose fibers using TEMPO as a catalyst, the hydroxymethyl group (-CH 2 OH) at the C6 position of the cellulose structural unit is selectively converted to a carboxy group. In particular, this method is advantageous in that it is excellent in the selectivity of the hydroxyl group at the C6 position to be oxidized on the surface of the raw material cellulose fiber, and the reaction conditions are also mild. Therefore, a preferred embodiment of the anion-modified cellulose fiber in the present invention is a cellulose fiber in which the C6 position of the cellulose structural unit is a carboxy group. In the present specification, such cellulose fibers may be referred to as "oxidized cellulose fibers".

セルロース繊維へのカルボキシ基の導入に使用するための、カルボキシ基を有する化合物は特に限定されないが、具体的にはハロゲン化酢酸が挙げられる。ハロゲン化酢酸としては、クロロ酢酸等が挙げられる。   Although the compound which has a carboxy group for using for introduce | transducing a carboxy group to a cellulose fiber is not specifically limited, Specifically, a halogenated acetic acid is mentioned. Chloroacetic acid etc. are mentioned as halogenated acetic acid.

セルロース繊維へのカルボキシ基の導入に使用するための、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物及びそれらの誘導体は特に限定されないが、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸及び無水アジピン酸等のジカルボン酸化合物の酸無水物や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。これらの化合物は疎水基で置換されていてもよい。   Acid anhydrides of compounds having a carboxy group and derivatives thereof for use in introducing a carboxy group into a cellulose fiber are not particularly limited, and maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride and adipic anhydride etc. Examples thereof include acid anhydrides of dicarboxylic acid compounds, imidates of acid anhydrides of compounds having a carboxy group, and derivatives of acid anhydrides of compounds having a carboxy group. These compounds may be substituted by hydrophobic groups.

(ii)セルロース繊維にアニオン性基としてスルホン酸基又はリン酸基を導入する場合
セルロース繊維へスルホン酸基を導入する方法としては、セルロース繊維に硫酸を添加し加熱する方法等が挙げられる。
(ii) When introducing a sulfonic acid group or a phosphoric acid group as an anionic group into a cellulose fiber As a method of introducing a sulfonic acid group into a cellulose fiber, a method of adding sulfuric acid to a cellulose fiber and heating it can be mentioned.

セルロース繊維へリン酸基を導入する方法としては、乾燥状態又は湿潤状態のセルロース繊維に、リン酸又はリン酸誘導体の粉末や水溶液を混合する方法や、セルロース繊維の分散液にリン酸又はリン酸誘導体の水溶液を添加する方法等が挙げられる。これらの方法を採用した場合、一般的に、リン酸又はリン酸誘導体の粉末や水溶液を混合または添加した後に、脱水処理及び加熱処理等を行う。   As a method of introducing a phosphate group into cellulose fiber, a method of mixing phosphoric acid or a powder or aqueous solution of phosphoric acid with cellulose fiber in a dry or wet state, or a dispersion of cellulose fiber with phosphoric acid or phosphoric acid The method of adding the aqueous solution of a derivative etc. are mentioned. When these methods are employed, generally, after mixing or adding phosphoric acid or a powder or aqueous solution of a phosphoric acid derivative, dehydration treatment, heat treatment and the like are performed.

上述のいずれかの方法でセルロース繊維にアニオン性基を導入することによって、原料のセルロース繊維がアニオン変性され、アニオン変性セルロース繊維となる。この時点では、微細化処理は施されていない。本発明の繊維の熱寸法安定性や機械的強度を向上させる観点から、還元処理や低アスペクト比化処理を更に行うことが好ましい。   By introducing an anionic group into the cellulose fiber by any of the methods described above, the raw material cellulose fiber is anion-modified to become an anion-modified cellulose fiber. At this point, the miniaturization process has not been performed. From the viewpoint of improving the thermal dimensional stability and mechanical strength of the fiber of the present invention, it is preferable to further carry out a reduction treatment and a low aspect ratio treatment.

(アニオン変性セルロース繊維複合体)
本発明におけるアニオン変性セルロース繊維複合体とは、アニオン変性セルロース繊維のアニオン性基にアミンがイオン結合を介して結合してなるセルロース繊維である。なお、本明細書において、「アニオン性基にアミンがイオン結合を介して結合」とは、アニオン性基、例えばカルボキシ基が脱プロトン化するとともに、アミンがアンモニウム塩となり、両者がイオン結合した状態を意味する。
(Anion modified cellulose fiber complex)
The anion-modified cellulose fiber complex in the present invention is a cellulose fiber formed by bonding an amine to an anionic group of anion-modified cellulose fiber via an ionic bond. In the present specification, "an amine is bonded to an anionic group through an ionic bond" means that the anionic group, for example, a carboxy group is deprotonated and the amine becomes an ammonium salt, and both are ionically bonded. Means

(アミン)
アミンとしては、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン等が挙げられる。これらのアミンには、アニオン性基への修飾基として各種の炭化水素基、例えば鎖式飽和炭化水素基、鎖式不飽和炭化水素基、環式飽和炭化水素基、及び芳香族炭化水素基等の炭化水素基や、共重合部位等を導入することができる。これらの基や部位は単独で又は2種以上を組み合わせて導入されていてもよい。
(Amine)
Examples of amines include primary amines, secondary amines and tertiary amines. In these amines, various hydrocarbon groups such as a chain saturated hydrocarbon group, a chain unsaturated hydrocarbon group, a cyclic saturated hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, etc. as a modification group to an anionic group These hydrocarbon groups, copolymerization sites, etc. can be introduced. These groups and sites may be introduced alone or in combination of two or more.

第1級アミン〜第3級アミンとしては、分散性の観点から、炭素数が好ましくは3以上であり、より好ましくは6以上であり、同様の観点から、炭素数が好ましくは30以下であり、より好ましくは24以下であり、更に好ましくは18以下である。第1級アミン〜第3級アミンの具体例としては、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、ヘキシルアミン、2−エチルヘキシルアミン、ジヘキシルアミン、トリヘキシルアミン、オクチルアミン、ジオクチルアミン、トリオクチルアミン、ドデシルアミン、ジドデシルアミン、ジステアリルアミン、オレイルアミン、アニリン、オクタデシルアミン、ジメチルベヘニルアミンが挙げられる。これらの中では、分散性の観点から、好ましくは、ヘキシルアミン、2−エチルヘキシルアミン、ジヘキシルアミン、トリヘキシルアミン、ドデシルアミン、オレイルアミンである。   The primary amine to tertiary amine preferably have 3 or more carbon atoms, more preferably 6 or more carbon atoms from the viewpoint of dispersibility, and more preferably 30 or less carbon atoms from the same viewpoint. More preferably, it is 24 or less, More preferably, it is 18 or less. Specific examples of the primary to tertiary amines include propylamine, dipropylamine, butylamine, dibutylamine, hexylamine, 2-ethylhexylamine, dihexylamine, trihexylamine, octylamine, dioctylamine and trioctylamine. Examples include amines, dodecylamine, didodecylamine, distearylamine, oleylamine, aniline, octadecylamine and dimethylbehenylamine. Among these, from the viewpoint of dispersibility, hexylamine, 2-ethylhexylamine, dihexylamine, trihexylamine, dodecylamine and oleylamine are preferable.

アミンが上述した鎖式飽和炭化水素基を有するアミンである場合、該鎖式飽和炭化水素基は、直鎖状又は分岐状であってもよい。鎖式飽和炭化水素基の炭素数は、分散性を向上させる観点から、1つのアミンにおける炭素数としては好ましくは3以上であり、より好ましくは4以上であり、更に好ましくは6以上であり、同様の観点から、好ましくは30以下であり、より好ましく24以下であり、更に好ましくは18以下である。具体的には、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、ドデシル基、ジヘキシル基、トリヘキシル基等が挙げられる。   When the amine is an amine having a chain saturated hydrocarbon group described above, the chain saturated hydrocarbon group may be linear or branched. The carbon number of the chain saturated hydrocarbon group is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and still more preferably 6 or more as the carbon number in one amine from the viewpoint of improving the dispersibility. From the same viewpoint, it is preferably 30 or less, more preferably 24 or less, and still more preferably 18 or less. Specifically, hexyl group, 2-ethylhexyl group, dodecyl group, dihexyl group, trihexyl group etc. are mentioned.

アミンが上述した鎖式不飽和炭化水素基を有するアミンである場合、該鎖式不飽和炭化水素基は、直鎖状又は分岐状であってもよい。鎖式不飽和炭化水素基の炭素数は、分散性を向上する観点から、1つのアミンにおける炭素数としては好ましくは3以上であり、より好ましくは4以上であり、更に好ましくは6以上であり、同様の観点から、好ましくは30以下であり、より好ましくは24以下であり、更に好ましくは18以下である。具体的にはオレイル基等が挙げられる。   When the amine is an amine having a chain unsaturated hydrocarbon group as described above, the chain unsaturated hydrocarbon group may be linear or branched. The carbon number of the chain unsaturated hydrocarbon group is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and still more preferably 6 or more as the carbon number in one amine from the viewpoint of improving the dispersibility. From the same point of view, it is preferably 30 or less, more preferably 24 or less, and still more preferably 18 or less. An oleyl group etc. are mentioned specifically ,.

アミンが環式飽和炭化水素基を有するアミンである場合、該環式飽和炭化水素基の炭素数は、分散性を向上する観点から、1つのアミンの炭素数としては好ましくは3以上であり、より好ましくは4以上であり、更に好ましくは6以上であり、同様の観点から、好ましくは30以下であり、より好ましくは24以下であり、更に好ましくは18以下である。   When the amine is an amine having a cyclic saturated hydrocarbon group, the carbon number of the cyclic saturated hydrocarbon group is preferably 3 or more as the carbon number of one amine, from the viewpoint of improving the dispersibility. More preferably, it is 4 or more, more preferably 6 or more, and from the same viewpoint, preferably 30 or less, more preferably 24 or less, and still more preferably 18 or less.

アミンが芳香族炭化水素基を有するアミンである場合、該芳香族炭化水素基は、分散性を向上する観点から、1つのアミンの炭素数としては6以上であり、同様の観点から、好ましくは30以下であり、より好ましくは24以下であり、更に好ましくは18以下であり、更に好ましくは14以下であり、更に好ましくは10以下である。   When the amine is an amine having an aromatic hydrocarbon group, the aromatic hydrocarbon group is preferably at least 6 as a carbon number of one amine from the viewpoint of improving the dispersibility, and from the same viewpoint, preferably It is 30 or less, more preferably 24 or less, still more preferably 18 or less, still more preferably 14 or less, still more preferably 10 or less.

アミンが炭化水素基を有し、該炭化水素基が置換基を有する場合は、アミンにおける炭素数が上述の範囲を満たすことを条件として、置換基として、例えば炭素数1〜6の直鎖又は分岐鎖のアルコキシ基;アルコキシ基の炭素数が1〜6の直鎖又は分岐のアルコキシカルボニル基;臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;炭素数1〜6のアシル基;アラルキル基;アラルキルオキシ基;炭素数1〜6のアルキルアミノ基;アルキル基の炭素数が1〜6のジアルキルアミノ基や、水酸基、エーテル、アミド等を用いてもよい。なお、前述の各種の炭化水素基そのものが別の炭化水素基に置換基として結合していてもよい。   When the amine has a hydrocarbon group and the hydrocarbon group has a substituent, for example, a straight chain having 1 to 6 carbon atoms or a carbon having 1 to 6 carbons as a substituent, provided that the number of carbons in the amine satisfies the above range. Branched alkoxy group; linear or branched alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms of alkoxy group; halogen atoms such as bromine atom, iodine atom; acyl group having 1 to 6 carbon atoms; aralkyl group; aralkyloxy group A C1-C6 alkylamino group; an alkyl group having a C1-C6 dialkylamino group, a hydroxyl group, an ether, an amide or the like may be used. In addition, the various hydrocarbon groups described above may be bonded to another hydrocarbon group as a substituent.

上述した各種の第1級アミン、第2級アミン及び第3級アミンは、市販品を用いることができ、また公知の方法に従って調製することができる。   The various primary amines, secondary amines and tertiary amines described above can be commercially available products and can be prepared according to known methods.

(共重合部位を有するアミン)
本発明における微細セルロース繊維複合体は、結合されるアミンが共重合部位を含むことができる。そのような共重合部位としては、例えば、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド(EO/PO)共重合部位等を用いることができる。EO/PO共重合部位とは、エチレンオキサイド(EO)とプロピレンオキサイド(PO)がランダム又はブロック状に重合した構造を意味する。
(Amine having a copolymerization site)
In the fine cellulose fiber composite in the present invention, the amine to be bound can contain a copolymerization site. As such a copolymerization site, for example, an ethylene oxide / propylene oxide (EO / PO) copolymerization site can be used. The EO / PO copolymerization site means a structure in which ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO) are randomly or block-polymerized.

EO/PO共重合部位中のPOの含有率(モル%)は、分散性を向上させる観点から、好ましくは1モル%以上であり、より好ましくは5モル%以上、更に好ましくは10モル%以上である。同様の観点から、好ましくは90モル%以下であり、より好ましくは60モル%以下であり、更に好ましくは40モル%以下である。   The content (mol%) of PO in the EO / PO copolymerization site is preferably 1 mol% or more, more preferably 5 mol% or more, still more preferably 10 mol% or more from the viewpoint of improving the dispersibility. It is. From the same viewpoint, it is preferably 90 mol% or less, more preferably 60 mol% or less, and still more preferably 40 mol% or less.

EO/PO共重合部位の分子量は、分散性を向上させる観点から、好ましくは500以上であり、より好ましくは1,000以上であり、更に好ましくは1,500以上である。同様の観点から、好ましくは10,000以下であり、より好ましくは5,000以下であり、更に好ましくは3,500以下である。   The molecular weight of the EO / PO copolymer site is preferably 500 or more, more preferably 1,000 or more, and still more preferably 1,500 or more from the viewpoint of improving the dispersibility. From the same viewpoint, it is preferably 10,000 or less, more preferably 5,000 or less, and still more preferably 3,500 or less.

アミンがEO/PO共重合部位とアミノ基とを有するアミンである場合、EO/PO共重合部位とアミノ基とは、直接に結合していてもよく、あるいは連結基を介して結合していてもよい。連結基としては例えば炭化水素基が好ましく、特に炭素数が好ましくは1以上6以下であり、より好ましくは1以上3以下であるアルキレン基が用いられる。アルキレン基としては例えば、エチレン基及びプロピレン基が好ましい。   When the amine is an amine having an EO / PO copolymerization site and an amino group, the EO / PO copolymerization site and the amino group may be bonded directly or via a linking group. It is also good. As the linking group, for example, a hydrocarbon group is preferable, and an alkylene group having a carbon number of preferably 1 or more and 6 or less, more preferably 1 or more and 3 or less is used. As an alkylene group, an ethylene group and a propylene group are preferable, for example.

EO/PO共重合部位を有するアミン(「EOPOアミン」とも称する。)としては、例えば下記式(i)で表される化合物が挙げられる。   As an amine (It is also called "EOPO amine") which has an EO / PO copolymerization site | part, the compound represented, for example by following formula (i) is mentioned.

Figure 2019119867
Figure 2019119867

〔式中、Rは水素原子、炭素数1〜6の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基を示し、EO及びPOはランダム又はブロック状に存在し、aはEOの平均付加モル数を示す正の数であり、bはPOの平均付加モル数を示す正の数である〕 [Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, EO and PO are present in a random or block shape, and a is a positive average molar number of EO] And b is a positive number representing the average added mole number of PO]

式(i)におけるaはEOの平均付加モル数を示し、分散性を一層向上させる観点から、好ましくは1以上であり、より好ましくは15以上であり、更に好ましくは30以上である。同様の観点から、好ましくは100以下であり、より好ましくは70以下であり、更に好ましくは50以下である。   A in the formula (i) represents the average addition mole number of EO, and is preferably 1 or more, more preferably 15 or more, and still more preferably 30 or more from the viewpoint of further improving the dispersibility. From the same viewpoint, it is preferably 100 or less, more preferably 70 or less, and still more preferably 50 or less.

式(i)におけるbはPOの平均付加モル数を示し、分散性を一層向上させる観点から、好ましくは3以上であり、より好ましくは5以上である。同様の観点から、好ましくは50以下であり、より好ましくは30以下である。   B in formula (i) represents the average addition mole number of PO, and from the viewpoint of further improving the dispersibility, it is preferably 3 or more, more preferably 5 or more. From the same viewpoint, it is preferably 50 or less, more preferably 30 or less.

EO/PO共重合部位中のPOの含有率(モル%)は、アミンが式(i)で表される場合は、前記aとbに基づいて計算することが可能であり、具体的にはb×100/(a+b)より求めることができる。POの含有率の好ましい範囲は上述のとおりである。   When the amine is represented by the formula (i), the content (mol%) of PO in the EO / PO copolymer site can be calculated based on the a and b, specifically, It can be determined from b × 100 / (a + b). The preferred range of the content of PO is as described above.

式(i)におけるRは、分散性を向上させる観点から水素原子が好ましい。Rが炭素数1〜6の直鎖又は分岐鎖のアルキル基である場合、該アルキル基は好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基及びsec−プロピル基である。 R 1 in the formula (i) is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of improving the dispersibility. When R 1 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, the alkyl group is preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group and a sec-propyl group.

式(i)で表されるEO/PO共重合部位を有するアミンについての詳細は、例えば特許第6105139号公報に記載されている。   The detail about the amine which has an EO / PO copolymerization site | part represented by Formula (i) is described, for example in the patent 6105139.

アニオン変性セルロース繊維複合体におけるアミンの平均結合量は、分散性を向上させる観点から、好ましくは0.01mmol/g以上であり、より好ましくは0.05mmol/g以上であり、更に好ましくは0.1mmol/g以上であり、更に好ましくは0.3mmol/g以上であり、更に好ましくは0.5mmol/g以上である。また、反応性の観点から、好ましくは3mmol/g以下であり、より好ましくは2.5mmol/g以下であり、更に好ましくは2mmol/g以下であり、更に好ましくは1.8mmol/g以下であり、更に好ましくは1.5mmol/g以下である。アミンとして任意の2種以上のアミンが同時にセルロース繊維に導入されている場合、アミンの平均結合量は、導入されているアミンの合計量が前記範囲内であることが好ましい。   The average bonding amount of the amine in the anion-modified cellulose fiber composite is preferably 0.01 mmol / g or more, more preferably 0.05 mmol / g or more, and still more preferably 0. It is 1 mmol / g or more, more preferably 0.3 mmol / g or more, and further preferably 0.5 mmol / g or more. Also, from the viewpoint of reactivity, it is preferably 3 mmol / g or less, more preferably 2.5 mmol / g or less, still more preferably 2 mmol / g or less, and still more preferably 1.8 mmol / g or less. More preferably, it is 1.5 mmol / g or less. When any two or more amines are simultaneously introduced into the cellulose fiber as the amine, the average bonding amount of the amines is preferably such that the total amount of amines introduced is within the above range.

アニオン変性セルロース繊維複合体におけるアミンの導入率は、いずれのアミンについても、分散性の観点から、好ましくは5%以上であり、より好ましくは10%以上であり、更に好ましくは15%以上であり、反応性の観点から、好ましくは100%以下であり、より好ましくは60%以下であり、更に好ましくは50%以下である。   From the viewpoint of dispersibility, the amine introduction rate in the anion-modified cellulose fiber composite is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, and still more preferably 15% or more from the viewpoint of dispersibility. From the viewpoint of reactivity, it is preferably 100% or less, more preferably 60% or less, and still more preferably 50% or less.

本明細書において、アミンの平均結合量及び導入率は、アミンの添加量、アミンの種類、反応温度、反応時間、溶媒などによって調整することができる。アミンの平均結合量(mmol/g)及び導入率(%)とは、アニオン変性セルロース繊維表面のアニオン性基にアミンが導入された量及び割合のことである。アニオン変性セルロース繊維のアニオン性基含有量や水酸基含有量は公知の方法(例えば、滴定、IR測定等)に従って測定することで算出できる。アミンの平均結合量及び導入率は、例えば、実施例に記載された方法で算出される。   In the present specification, the average binding amount and introduction rate of the amine can be adjusted by the addition amount of the amine, the type of the amine, the reaction temperature, the reaction time, the solvent and the like. The average bound amount (mmol / g) and the introduction rate (%) of the amine are the amount and ratio of the amine introduced to the anionic group of the surface of the anion-modified cellulose fiber. The anionic group content and the hydroxyl group content of the anion-modified cellulose fiber can be calculated by measurement according to a known method (for example, titration, IR measurement, etc.). The average binding amount and the introduction rate of the amine are calculated, for example, by the method described in the examples.

アニオン変性セルロース繊維複合体の平均繊維径、平均繊維長の好適範囲は、製造工程の順序にもよるが、原料のセルロース繊維のものと同等である。   Although the preferable range of the average fiber diameter of an anion modified cellulose fiber composite and an average fiber length is based also on the order of a manufacturing process, it is equivalent to the thing of the cellulose fiber of a raw material.

(アミンを導入する工程:工程B)
本発明に用いるアニオン変性セルロース繊維複合体は、上述したアニオン性基を含むアニオン変性セルロース繊維にアミンを導入できるのであれば、特に限定なく公知の方法に従って製造することができる。
(Step of introducing amine: Step B)
The anion-modified cellulose fiber composite used in the present invention can be produced according to a known method without particular limitation, as long as an amine can be introduced into the anion-modified cellulose fiber containing the above-described anionic group.

例えば、以下に示すように、アミンをイオン結合によってアニオン変性セルロース繊維に結合させる態様(態様A)が挙げられる。   For example, as shown below, an aspect (aspect A) in which an amine is bound to an anion modified cellulose fiber by an ionic bond is mentioned.

(態様A):アニオン変性セルロース繊維としてカルボキシ基変性セルロース繊維と、アミンを混合する工程(工程B1)。
アニオン性基がカルボキシ基の場合の具体的な方法としては、態様Aは特開2015−143336号公報の工程(B)に記載の方法を参照して実施することができる。
(Aspect A): A step of mixing an amine with a carboxy group-modified cellulose fiber as an anion-modified cellulose fiber (step B1).
As a specific method in which the anionic group is a carboxy group, the embodiment A can be carried out with reference to the method described in step (B) of JP-A-2015-143336.

〔微細セルロース繊維複合体〕
本発明で用いられる微細セルロース繊維複合体は、アニオン性基を含むセルロース繊維(アニオン変性セルロース繊維)にアミンがイオン結合を介して結合されており、微細化されたものである。具体的には、微細セルロース繊維複合体は、前述した工程A、工程B、及び後述の工程Cを行うことによって製造することができる。
[Fine cellulose fiber composite]
The fine cellulose fiber composite used in the present invention is a fine cellulose fiber in which an amine is bonded to a cellulose fiber (anion-modified cellulose fiber) containing an anionic group via an ionic bond. Specifically, the fine cellulose fiber composite can be produced by performing the above-described step A, step B, and step C described later.

本発明で用いられる微細セルロース繊維複合体は、原料として天然セルロース繊維を使用していることに起因して、セルロースI型結晶構造を有している。セルロースI型とは天然セルロースの結晶形のことであり、セルロースI型結晶化度とは、セルロース全体のうち結晶領域量の占める割合のことを意味する。   The fine cellulose fiber composite used in the present invention has a cellulose type I crystal structure due to the use of natural cellulose fibers as a raw material. The cellulose type I is a crystal form of natural cellulose, and the cellulose type I crystallinity means the ratio of the amount of crystalline region to the whole cellulose.

本発明における微細セルロース繊維複合体の結晶化度は、本発明の効果を発現する観点から、好ましくは30%以上であり、より好ましくは35%以上であり、更に好ましくは40%以上であり、更に好ましくは45%以上である。また、使用するセルロース原料コストの観点から、好ましくは95%以下であり、より好ましくは90%以下であり、更に好ましくは85%以下であり、更に好ましくは80%以下である。なお、本明細書において、本発明におけるセルロースの結晶化度は、具体的には後述の実施例に記載の方法により測定される。   The degree of crystallinity of the fine cellulose fiber composite in the present invention is preferably 30% or more, more preferably 35% or more, still more preferably 40% or more, from the viewpoint of exhibiting the effects of the present invention. More preferably, it is 45% or more. Further, from the viewpoint of the cost of the raw material for cellulose used, it is preferably 95% or less, more preferably 90% or less, still more preferably 85% or less, and still more preferably 80% or less. In addition, in this specification, the crystallinity degree of the cellulose in this invention is specifically measured by the method as described in the below-mentioned Example.

微細セルロース繊維複合体は、その平均繊維径が、本発明の効果を発現する観点から、好ましくは0.1nm以上、より好ましくは0.5nm以上、更に好ましくは1nm以上、更に好ましくは2nm以上、更に好ましくは3nm以上である。また、同様の観点から、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下、更に好ましくは20nm以下、更に好ましくは10nm以下、更に好ましくは6nm以下、更に好ましくは5nm以下である。微細セルロース繊維複合体の平均繊維径は、実施例に記載の方法によって測定することができる。   The fine cellulose fiber composite preferably has an average fiber diameter of 0.1 nm or more, more preferably 0.5 nm or more, still more preferably 1 nm or more, still more preferably 2 nm or more, from the viewpoint of exhibiting the effects of the present invention. More preferably, it is 3 nm or more. From the same point of view, it is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, still more preferably 20 nm or less, still more preferably 10 nm or less, still more preferably 6 nm or less, further preferably 5 nm or less. The average fiber diameter of the fine cellulose fiber composite can be measured by the method described in the examples.

微細セルロース繊維複合体の平均繊維長は、本発明の効果を発現する観点から、好ましくは150nm以上、より好ましくは200nm以上である。同様の観点から、好ましくは1000nm以下、より好ましくは750nm以下、更に好ましくは500nm以下、更に好ましくは400nm以下である。微細セルロース繊維複合体の平均繊維長は、実施例に記載の方法によって測定することができる。   The average fiber length of the fine cellulose fiber composite is preferably 150 nm or more, more preferably 200 nm or more, from the viewpoint of exhibiting the effects of the present invention. From the same viewpoint, it is preferably 1000 nm or less, more preferably 750 nm or less, further preferably 500 nm or less, and further preferably 400 nm or less. The average fiber length of the fine cellulose fiber composite can be measured by the method described in the examples.

微細セルロース繊維複合体の平均アスペクト比、すなわち繊維長/繊維径の値は、接着性の観点から、好ましくは1以上であり、より好ましくは10以上であり、更に好ましくは20以上であり、更に好ましくは40以上であり、更に好ましくは50以上であり、その上限は好ましくは250以下であり、より好ましくは200以下であり、更に好ましくは150以下であり、更に好ましくは100以下であり、更に好ましくは90以下である。同様の観点から、平均アスペクト比が前記範囲内にある場合、アスペクト比の標準偏差は、好ましくは60以下であり、より好ましくは50以下であり、更に好ましくは45以下であり、下限は特に設定されないが、経済性の観点から、好ましくは4以上である。微細セルロース繊維複合体の平均アスペクト比は、実施例に記載の方法によって測定することができる。   The average aspect ratio of the fine cellulose fiber composite, that is, the value of fiber length / fiber diameter is preferably 1 or more, more preferably 10 or more, and still more preferably 20 or more, from the viewpoint of adhesion. The upper limit is preferably 40 or more, more preferably 50 or more, and the upper limit thereof is preferably 250 or less, more preferably 200 or less, still more preferably 150 or less, and still more preferably 100 or less. Preferably it is 90 or less. From the same viewpoint, when the average aspect ratio is in the above range, the standard deviation of the aspect ratio is preferably 60 or less, more preferably 50 or less, still more preferably 45 or less, and the lower limit is particularly set Although not preferred, it is preferably 4 or more from the viewpoint of economy. The average aspect ratio of the fine cellulose fiber composite can be measured by the method described in the examples.

微細セルロース繊維複合体は、微細化処理されたアニオン変性セルロース繊維複合体である。したがって、平均繊維径、平均繊維長以外のアミンの平均結合量や導入率、アミンの種類に関する、微細セルロース繊維複合体の好適範囲は、アニオン変性セルロース繊維複合体のものと同等である。   The fine cellulose fiber composite is a finely divided anion-modified cellulose fiber composite. Therefore, the preferable range of the fine cellulose fiber composite with respect to the average fiber diameter, the average bonding amount and introduction ratio of amines other than the average fiber length, and the type of amine is equivalent to that of the anion-modified cellulose fiber composite.

本発明の分散液における微細セルロース繊維複合体の含有量は、製品の機械的強度を向上させる観点から、好ましくは0.1質量%以上であり、より好ましくは0.3質量%以上であり、更に好ましくは0.5質量%以上である。一方、費用対効果の観点から、好ましくは3.0質量%以下であり、より好ましくは2.5質量%以下であり、更に好ましくは2.0質量%以下である。
なお、本発明の分散液及び樹脂成形体に用いる本明細書中の「含有」は「配合」と読み替えることができる。
The content of the fine cellulose fiber composite in the dispersion liquid of the present invention is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, from the viewpoint of improving the mechanical strength of the product. More preferably, it is 0.5 mass% or more. On the other hand, from the viewpoint of cost effectiveness, it is preferably 3.0% by mass or less, more preferably 2.5% by mass or less, and still more preferably 2.0% by mass or less.
In addition, "containing" in this specification used for the dispersion liquid and resin molding of this invention can be read as "blending."

(微細化処理工程:工程C)
本工程は、前述のようにして得られたアニオン変性セルロース繊維複合体を、有機溶媒中で微細化処理する工程であり、微細化処理によって微細セルロース繊維複合体が得られる。微細化処理工程では、前述のようにして得られたアニオン変性セルロース繊維複合体が有機溶媒に分散した状態のものや、有機溶媒を除去したものについては新たに溶媒に分散させたものに対して微細化処理を行うことが好ましい。具体的には、特開2013−151661号の微細化工程の説明を参照して実施することができる。
(Micronization process: Process C)
This step is a step of subjecting the anion-modified cellulose fiber composite obtained as described above to a refining treatment in an organic solvent, and a finely divided cellulose fiber composite is obtained by the refining treatment. In the refining treatment step, the anion-modified cellulose fiber complex obtained as described above is dispersed in an organic solvent, or the one obtained by removing the organic solvent is newly dispersed in a solvent. It is preferable to carry out a miniaturization process. Specifically, it can carry out with reference to description of the refinement | miniaturization process of Unexamined-Japanese-Patent No. 2013-151661.

〔分散剤〕
分散剤としては、アルキルイミダゾリン系化合物、ソルビタン脂肪酸エステル系化合物等の非イオン性界面活性剤が挙げられる。微細セルロース繊維複合体の分散液中での分散性の観点から、分散剤としてはアルキルイミダゾリン系化合物が好ましい。分散剤は1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
Dispersant
Examples of the dispersant include nonionic surfactants such as alkyl imidazoline compounds and sorbitan fatty acid ester compounds. From the viewpoint of the dispersibility of the fine cellulose fiber composite in the dispersion, an alkyl imidazoline compound is preferable as the dispersant. A dispersing agent may use only 1 type and may use 2 or more types.

アルキルイミダゾリン系分散剤としては、例えばイミダゾリン環における1位又は3位の窒素原子のうちの少なくとも1箇所の窒素原子にアルキル基が結合しているものが挙げられる。あるいは、イミダゾリン環における2位、4位又は5位の炭素原子のうちの少なくとも1箇所の炭素原子にアルキル基が結合しているものが挙げられる。アルキル基としては、例えば炭素数が好ましくは2以上であり、より好ましくは6以上であり、更に好ましくは10以上であり、好ましくは30以下であり、より好ましくは20以下であり、更に好ましくは18以下である飽和又は不飽和の基を用いることができる。具体的には、炭素数が好ましくは2以上30以下である、より好ましくは6以上20以下である、更に好ましくは10以上18以下である飽和又は不飽和のアルキル基が挙げられる。イミダゾリン環に2以上のアルキル基が結合している場合、各アルキル基の種類は同じであってもよく、又は異なっていてもよい。更に好ましいアルキルイミダゾリン系分散剤は、イミダゾリン環における1位及び3位の窒素原子に同一の又は異なる炭素原子が結合している化合物である。アルキルイミダゾリン系分散剤は市販されているので容易に入手可能であり、市販品としては例えばホモゲノールL−95(花王株式会社社製)、プロピルイミダゾリン(東京化成工業株式会社)などが挙げられる。   Examples of the alkyl imidazoline dispersant include those in which an alkyl group is bonded to the nitrogen atom of at least one of the 1 or 3 nitrogen atoms in the imidazoline ring. Or what the alkyl group has couple | bonded with the carbon atom of at least one place among the 2nd, 4th or 5th carbon atoms in an imidazoline ring is mentioned. As the alkyl group, for example, the carbon number is preferably 2 or more, more preferably 6 or more, further preferably 10 or more, preferably 30 or less, more preferably 20 or less, still more preferably It is possible to use saturated or unsaturated groups which are 18 or less. Specifically, a saturated or unsaturated alkyl group having a carbon number of preferably 2 to 30, more preferably 6 to 20, and still more preferably 10 to 18 can be mentioned. When two or more alkyl groups are bonded to the imidazoline ring, the type of each alkyl group may be the same or different. Further preferred alkyl imidazoline dispersants are compounds in which the same or different carbon atoms are bonded to the 1- and 3-position nitrogen atoms in the imidazoline ring. The alkyl imidazoline dispersant is commercially available and thus readily available. Examples of commercially available products include Homogenol L-95 (manufactured by Kao Corporation) and propyl imidazoline (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.).

本発明の分散液における分散剤の含有量は、微細セルロース繊維複合体の分散液中での分散性の観点から、好ましくは0.1質量%以上であり、より好ましくは0.5質量%以上であり、更に好ましくは1質量%以上である。一方、費用対効果の観点から、好ましくは50質量%以下であり、より好ましくは25%以下であり、更に好ましくは20質量%以下であり、更に好ましくは10質量%以下であり、更に好ましくは5質量%以下である。   The content of the dispersant in the dispersion liquid of the present invention is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, from the viewpoint of the dispersibility of the fine cellulose fiber composite in the dispersion liquid. More preferably, it is 1% by mass or more. On the other hand, it is preferably 50% by mass or less, more preferably 25% or less, still more preferably 20% by mass or less, still more preferably 10% by mass or less, from the viewpoint of cost effectiveness. It is 5% by mass or less.

〔有機性の液体化合物〕
有機性の液体化合物は、微細セルロース繊維複合体の分散媒としての役割を有する。有機性の液体化合物とはSP値10以下の液体化合物であり、好ましくは、植物性油、動物性油、合成油及び流動パラフィンからなる群より選択される1種以上の油を含む。本発明において、有機性の液体化合物は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
[Organic liquid compound]
The organic liquid compound has a role as a dispersion medium for the fine cellulose fiber composite. The organic liquid compound is a liquid compound having an SP value of 10 or less, and preferably includes one or more oils selected from the group consisting of vegetable oil, animal oil, synthetic oil and liquid paraffin. In the present invention, only one type of organic liquid compound may be used, or two or more types may be used in combination.

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

植物性油としては、植物に由来する油類であって、具体的には、菜種油、ピーナッツ油、コーン油、綿実油、キャノーラ油、大豆油、ヒマワリ油、パーム油、やし油、ベニバナ油、ツバキ油、オリーブ油、落花生油等が挙げられる。   Vegetable oils are oils derived from plants, and specifically, rapeseed oil, peanut oil, corn oil, cottonseed oil, canola oil, soybean oil, sunflower oil, palm oil, palm oil, safflower oil, Camellia oil, olive oil, peanut oil etc. are mentioned.

動物性油としては、動物に由来する油類であって、具体的には、ラード、牛脚油、サナギ油、イワシ油、ニシン油等が挙げられる。   Examples of animal oils are oils derived from animals, and specific examples include lard, beef foot oil, sanagi oil, sardine oil, herring oil and the like.

合成油としては、脂肪酸エステルが挙げられ、具体的には、中鎖脂肪酸トリグリセリド、ジグリセリンカプリル酸エステル、ジグリセリンカプリル酸オレイン酸エステル、ジグリセリンオレイン酸エステル、デカグリセリンカプリル酸オレイン酸エステル、デカグリセリンオレイン酸エステル等が挙げられる。また、脂肪酸エステル以外の合成油としては、シリコーンオイル、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、1−デセンオリゴマー、1−デセンとエチレンとの共重合体等のポリα−オレフィン(PAO)及びこれらの水素化物等が挙げられる。   Synthetic oils include fatty acid esters, and specifically, medium-chain fatty acid triglyceride, diglycerin caprylic acid ester, diglycerin caprylic acid oleic acid ester, diglycerin oleic acid ester, decaglycerin oleic acid ester, decaglycerin oleic acid ester, deca Glycerin oleic acid ester etc. are mentioned. Also, synthetic oils other than fatty acid esters include silicone oils, normal paraffins, isoparaffins, polybutenes, polyisobutylenes, polyisobutylenes, 1-decene oligomers, poly α-olefins (PAO) such as copolymers of 1-decene and ethylene, and the like Hydrides and the like.

脂肪酸エステルを構成する脂肪酸としては、炭素数が8〜22の脂肪酸が好ましく、具体的には、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、エルカ酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、イソステアリン酸、アラキン酸、リシノール酸、12−ヒドロキシステアリン酸等が挙げられる。具体的な脂肪酸エステルとしては、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、及びプロピレングリコール脂肪酸エステル等が挙げられる   The fatty acid constituting the fatty acid ester is preferably a fatty acid having 8 to 22 carbon atoms. Specifically, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid, erucic acid, palmitolein Acids, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, isostearic acid, arachic acid, ricinoleic acid, 12-hydroxystearic acid and the like can be mentioned. Specific fatty acid esters include glycerin fatty acid esters, polyglycerin fatty acid esters, and propylene glycol fatty acid esters

流動パラフィンとしては、CmHn(m、nは1以上の整数、ただしn<2m+2)で示される分岐構造、環構造を有する脂環式炭化水素化合物又はそれらの混合物が挙げられる。   Examples of liquid paraffin include alicyclic hydrocarbon compounds having a branched structure and a ring structure represented by CmHn (m, n is an integer of 1 or more, but n <2m + 2), or a mixture thereof.

本発明の分散液における有機性の液体化合物の含有量は、分散性の観点から、好ましくは70質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上であり、更に好ましくは90質量%以上である。一方、費用対効果の観点から、好ましくは99質量%以下であり、より好ましくは98質量%以下であり、更に好ましくは97質量%以下である。   The content of the organic liquid compound in the dispersion liquid of the present invention is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more from the viewpoint of dispersibility. . On the other hand, from the viewpoint of cost effectiveness, it is preferably 99% by mass or less, more preferably 98% by mass or less, and still more preferably 97% by mass or less.

〔微細セルロース繊維複合体分散液の製造方法〕
本発明の微細セルロース繊維複合体分散液は、前記微細セルロース繊維複合体、前記分散剤、及び前記有機性の液体化合物を所定量混合し、撹拌することによって製造することができる。
[Production Method of Fine Cellulose Fiber Complex Dispersion]
The fine cellulose fiber composite dispersion of the present invention can be produced by mixing predetermined amounts of the fine cellulose fiber composite, the dispersing agent, and the organic liquid compound, and stirring.

撹拌に用いる撹拌機としては、撹拌翼を備えた撹拌機、離解機、叩解機、低圧ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、グラインダー、カッターミル、ボールミル、ジェットミル、ロールミル、短軸混練機、2軸機混練機、短軸押出機、2軸押出機、超音波撹拌機、家庭用ジューサーミキサー等が挙げられる。またマグネチックスターラーやプロペラミキサー、薬匙や振とう等による手動の撹拌など軽微な機械力でも、各成分を十分に撹拌することが可能である。撹拌時の温度や圧力の条件も、各成分の量や種類に応じて適宜設定することができる。   As a stirrer used for stirring, a stirrer equipped with a stirring blade, a disintegrator, a beater, a low pressure homogenizer, a high pressure homogenizer, a grinder, a cutter mill, a ball mill, a jet mill, a roll mill, a short shaft kneader, a twin screw kneader Short screw extruder, twin screw extruder, ultrasonic stirrer, household use juicer mixer and the like. In addition, it is possible to sufficiently stir each component even with a slight mechanical force such as a magnetic stirrer, propeller mixer, manual stirring by means of a medicine bowl or shaking. The conditions of temperature and pressure at the time of stirring can also be appropriately set according to the amount and type of each component.

<さらに樹脂を含有する態様の微細セルロース繊維複合体分散液>
本発明の微細セルロース繊維複合体分散液は、樹脂をさらに含んでいてもよい。樹脂を含む本態様の分散液(「樹脂含有組成液」とも称する。)を使用して、公知の成形方法により成形体を製造できるため、さらに樹脂を含有する態様の微細セルロース繊維複合体分散液は、本発明における好ましい態様の一つである。
<Fine cellulose fiber composite dispersion of an embodiment further containing a resin>
The fine cellulose fiber composite dispersion of the present invention may further contain a resin. Since a molded product can be produced by a known molding method using the dispersion of the present embodiment containing a resin (also referred to as a "resin-containing composition liquid"), a finely divided cellulose fiber composite dispersion of a resin-containing embodiment Is one of the preferred embodiments of the present invention.

〔樹脂〕
使用できる樹脂は特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、セルロース系樹脂、ゴム系樹脂を用いることができる。かかる熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、セルロース系樹脂及びゴム系樹脂は、樹脂として1種のみ使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
〔resin〕
Although usable resins are not particularly limited, for example, thermoplastic resins, curable resins, cellulose resins, and rubber resins can be used. The thermoplastic resin, the curable resin, the cellulose-based resin and the rubber-based resin may be used alone as a resin or in combination of two or more.

(熱可塑性樹脂)
熱可塑性樹脂としては、ポリ乳酸樹脂等の飽和ポリエステル樹脂;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のオレフィン樹脂;塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、スチレン樹脂、ビニルエーテル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂等のビニル樹脂;(メタ)アクリル系樹脂;ポリアミド樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリスルホン樹脂;ポリウレタン樹脂等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で使用してもよく、2種以上の混合樹脂として用いても良い。これらの中でも、分散性に優れる分散液が得られることから、オレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、及びビニル樹脂が好ましい。なお、本明細書において、(メタ)アクリル系樹脂とは、メタクリル系樹脂及びアクリル系樹脂を含む概念を意味する。
(Thermoplastic resin)
As thermoplastic resin, saturated polyester resin such as polylactic acid resin; olefin resin such as polyethylene resin, polypropylene resin; vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, styrene resin, vinyl ether resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl acetal resin, polyvinyl acetate Vinyl resins such as resins; (meth) acrylic resins; polyamide resins; polycarbonate resins; polysulfone resins; polyurethane resins and the like. These thermoplastic resins may be used alone or in combination of two or more. Among these, an olefin resin, a polyurethane resin, a polycarbonate resin, a (meth) acrylic resin, and a vinyl resin are preferable because a dispersion having excellent dispersibility is obtained. In the present specification, (meth) acrylic resin means a concept including methacrylic resin and acrylic resin.

(メタ)アクリル系樹脂としては、該樹脂を構成する全重合体の単量体単位の合計を基準として、50重量%以上の(メタ)アクリル酸メチルを単量体単位として含むものが好ましく、メタクリル系樹脂がより好ましい。   As the (meth) acrylic resin, one containing 50% by weight or more of methyl (meth) acrylate as a monomer unit based on the total of the monomer units of all the polymers constituting the resin is preferable, Methacrylic resin is more preferable.

メタクリル系樹脂は、メタクリル酸メチル及びこれに共重合可能な他の単量体を共重合することによって製造することができる。重合方法は特に限定されず、例えば、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、注型重合法(例えば、セルキャスト重合法)などが挙げられる。   The methacrylic resin can be produced by copolymerizing methyl methacrylate and other monomers copolymerizable therewith. The polymerization method is not particularly limited, and examples thereof include bulk polymerization method, solution polymerization method, suspension polymerization method, cast polymerization method (for example, cell cast polymerization method) and the like.

(硬化性樹脂)
硬化性樹脂としては、光硬化性樹脂及び/又は熱硬化性樹脂が好ましい。
光硬化性樹脂は、紫外線や電子線等の活性エネルギー線照射により、ラジカルやカチオンを発生する光重合開始剤を用いることで重合反応が進行する。
(Curable resin)
As the curable resin, a photocurable resin and / or a thermosetting resin is preferable.
A polymerization reaction advances a photocurable resin by using the photoinitiator which generate | occur | produces a radical and a cation by active energy ray irradiation, such as an ultraviolet-ray and an electron beam.

前記光重合開始剤としては、例えばアセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類、アゾ化合物、過酸化物、2,3−ジアルキルジオン類化合物類、ジスルフィド化合物、チウラム化合物類、フルオロアミン化合物等が挙げられる。より具体的には、特開2018−024967号公報の段落0113に記載の化合物が挙げられる。   Examples of the photopolymerization initiator include acetophenones, benzophenones, ketals, anthraquinones, thioxanthones, azo compounds, peroxides, 2,3-dialkyldione compounds, disulfide compounds, thiuram compounds, fluoroamines Compounds etc. may be mentioned. More specifically, the compound described in paragraph 0113 of JP-A No. 2018-024967 can be mentioned.

光重合開始剤で、例えば、単量体(単官能単量体、多官能単量体)、反応性不飽和基を有するオリゴマー又は樹脂等を重合することができる。   For example, monomers (monofunctional monomers, polyfunctional monomers), oligomers having a reactive unsaturated group, resins and the like can be polymerized with a photopolymerization initiator.

単官能単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステルなどの(メタ)アクリル系単量体、ビニルピロリドンなどのビニル系単量体、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレートなどの架橋環式炭化水素基を有する(メタ)アクリレートなどが挙げられる。多官能単量体には、2〜8程度の重合性基を有する多官能単量体が含まれ、2官能単量体としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの架橋環式炭化水素基を有するジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。3〜8官能単量体としては、例えば、グリセリントリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。   Examples of monofunctional monomers include (meth) acrylic monomers such as (meth) acrylic acid ester, vinyl monomers such as vinylpyrrolidone, isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate and the like. The (meth) acrylate etc. which have a bridged cyclic hydrocarbon group are mentioned. The polyfunctional monomers include polyfunctional monomers having a polymerizable group of about 2 to 8, and examples of the bifunctional monomers include ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) And di) (meth) acrylates having a crosslinked cyclic hydrocarbon group such as acrylate). As a 3-8 functional monomer, glycerin tri (meth) acrylate etc. are mentioned, for example.

反応性不飽和基を有するオリゴマー又は樹脂としては、ビスフェノールA−アルキレンオキサイド付加体の(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート(ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート、ノボラック型エポキシ(メタ)アクリレートなど)、ポリエステル(メタ)アクリレート(例えば、脂肪族ポリエステル型(メタ)アクリレート、芳香族ポリエステル型(メタ)アクリレートなど)、ウレタン(メタ)アクリレート(ポリエステル型ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエーテル型ウレタン(メタ)アクリレートなど)、シリコーン(メタ)アクリレートなどが例示できる。これらのオリゴマー又は樹脂は、前記単量体と共に用いても良い。   As an oligomer or resin having a reactive unsaturated group, (meth) acrylate of bisphenol A-alkylene oxide adduct, epoxy (meth) acrylate (bisphenol A epoxy (meth) acrylate, novolac epoxy (meth) acrylate, etc.) , Polyester (meth) acrylate (eg, aliphatic polyester type (meth) acrylate, aromatic polyester type (meth) acrylate, etc.), urethane (meth) acrylate (polyester type urethane (meth) acrylate, polyether type urethane (meth) Acrylate etc.), silicone (meth) acrylate etc. can be illustrated. These oligomers or resins may be used together with the monomers.

光硬化性樹脂は、凝集物が少なく、透明性に優れる分散液や樹脂成形体が得られる観点から、好ましい。   The photocurable resin is preferable from the viewpoint of obtaining a dispersion having a small amount of aggregates and excellent in transparency and a resin molded product.

熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ケイ素樹脂及びポリイミド樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂は、1種単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。これらの中では、分散性に優れる分散液が得られることから、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂が好ましく、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタン樹脂がより好ましい。   As a thermosetting resin, an epoxy resin, a phenol resin, a phenoxy resin, a urea resin, a melamine resin, unsaturated polyester resin, a diallyl phthalate resin, a polyurethane resin, a silicon resin, a polyimide resin etc. are mentioned, for example. A thermosetting resin can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Among these, an epoxy resin, a phenoxy resin, a phenol resin, a urea resin, a melamine resin, an unsaturated polyester resin and a polyurethane resin are preferable because a dispersion having excellent dispersibility is obtained, and an epoxy resin, a phenol resin and a phenoxy resin And polyurethane resins are more preferred.

前記樹脂成分を用いる場合は、硬化剤を使用することが好ましい。硬化剤を配合することによって、樹脂を含む分散液から得られる樹脂成形体を強固に成形することができ、機械的強度を向上させることができる。尚、硬化剤の配合量は、樹脂の種類及び/又は使用する硬化剤の種類により適宜設定すればよい。   When using the said resin component, it is preferable to use a hardening | curing agent. By blending the curing agent, the resin molded product obtained from the dispersion liquid containing the resin can be strongly shaped, and the mechanical strength can be improved. The compounding amount of the curing agent may be appropriately set according to the type of resin and / or the type of curing agent to be used.

(セルロース系樹脂)
セルロース系樹脂としては、酢酸セルロース(セルロースアセテート)、セルロースアセテートプロピオネート等のセルロース混合アシレートなどの有機酸エステル;硝酸セルロース、リン酸セルロース等の無機酸エステル;硝酸酢酸セルロース等の有機酸無機酸混酸エステル;アセチル化ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロースエーテルエステルなどが挙げられる。上記酢酸セルロースには、セルローストリアセテート(アセチル置換度2.6〜3)、セルロースジアセテート(アセチル置換度2以上2.6未満)、セルロースモノアセテートが含まれる。セルロース系樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(Cellulose resin)
Cellulose resins include organic acid esters such as cellulose acetate (cellulose acetate) and cellulose mixed acylate such as cellulose acetate propionate; inorganic acid esters such as cellulose nitrate and cellulose phosphate; organic acid inorganic acids such as cellulose acetate acetate Mixed acid esters; and cellulose ether esters such as acetylated hydroxypropyl cellulose. The cellulose acetate includes cellulose triacetate (acetyl substitution degree 2.6 to 3), cellulose diacetate (acetyl substitution degree 2 or more and less than 2.6), and cellulose monoacetate. The cellulose-based resin may be used alone or in combination of two or more.

(ゴム系樹脂)
また、本発明では、樹脂としてゴム系樹脂を用いることができる。ゴム系樹脂は、強度を高めるために、補強材としてカーボンブラックやシリカ等の無機フィラー配合品が汎用されているが、その補強効果にも限界があると考えられる。しかしながら、本発明の分散液にゴム系樹脂を配合することで得られる分散液中での分散性に優れることから、機械的強度及び耐熱性に優れる分散液や成形体(ゴム)を提供することが可能になると考えられる。
(Rubber-based resin)
In the present invention, a rubber-based resin can be used as the resin. In order to increase the strength, rubber-based resins are generally used as a reinforcing material, such as inorganic filler compounds such as carbon black and silica, but their reinforcing effect is considered to have a limit. However, since it is excellent in the dispersibility in the dispersion liquid obtained by mix | blending rubber-type resin with the dispersion liquid of this invention, the dispersion liquid and molded object (rubber) which are excellent in mechanical strength and heat resistance are provided. Will be possible.

ゴム系樹脂としては、ジエン系ゴム、非ジエン系ゴムが好ましい。
ジエン系ゴムとしては、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ブチルゴム、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体ゴム、クロロプレンゴム及び変性天然ゴム等が挙げられる。変性天然ゴムとしては、エポキシ化天然ゴム、水素化天然ゴム等が挙げられる。非ジエン系ゴムとしては、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、多硫化ゴム、エピクロルヒドリンゴムなどが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
As the rubber-based resin, diene-based rubber and non-diene-based rubber are preferable.
Examples of the diene rubber include natural rubber, polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, butyl rubber, butadiene-acrylonitrile copolymer rubber, chloroprene rubber, modified natural rubber and the like. Examples of the modified natural rubber include epoxidized natural rubber and hydrogenated natural rubber. Examples of non-diene rubber include butyl rubber, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluororubber, acrylic rubber, polysulfide rubber, epichlorohydrin rubber and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

総合すると、微細セルロース繊維複合体分散液に含有される樹脂としては、オレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ビニル樹脂及びゴム系樹脂からなる群より選択される1種以上が好ましい。   Overall, as the resin contained in the fine cellulose fiber composite dispersion, an olefin resin, a polyurethane resin, a polycarbonate resin, a (meth) acrylic resin, an epoxy resin, a phenol resin, a phenoxy resin, a vinyl resin and a rubber resin One or more selected from the group consisting of

本態様の分散液中の樹脂の量は、分散液の所望の物性や成型法によって一概には決められないが、配合量で換算して、有機性の液体化合物100質量部に対して、得られる成形体の機械的強度の観点から、好ましくは1質量部以上、より好ましくは5質量部以上、更に好ましくは10質量部以上であり、一方、得られる成形体の透明性の観点から、好ましくは1000質量部以下、より好ましくは500質量部以下、更に好ましくは300質量部以下である。   The amount of the resin in the dispersion of the present embodiment can not be determined generally depending on the desired physical properties of the dispersion and the molding method, but it is obtained based on 100 parts by mass of the organic liquid compound in terms of the compounding amount. From the viewpoint of the mechanical strength of the molded product to be made, it is preferably 1 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, still more preferably 10 parts by mass or more. Is 1000 parts by mass or less, more preferably 500 parts by mass or less, and still more preferably 300 parts by mass or less.

〔その他の成分〕
微細セルロース繊維複合体分散液には、前記微細セルロース繊維複合体、前記分散剤、及び前記有機性の液体化合物以外の成分が含まれていてもよい。かかる「その他の成分」としては、例えば、グリセリン、グリセリン誘導体、ジメチルスルホキシド(DMSO)、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ジメチルホルムアミド等の有機性の液体化合物に溶解しやすいものが挙げられる。
[Other ingredients]
The fine cellulose fiber composite dispersion may contain components other than the fine cellulose fiber composite, the dispersant, and the organic liquid compound. As such “other components”, for example, those easily soluble in organic liquid compounds such as glycerin, glycerin derivatives, dimethyl sulfoxide (DMSO), ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, dimethylformamide and the like can be mentioned.

また、前記成分以外に、各用途に合わせて、可塑剤、結晶核剤、充填剤(無機充填剤、有機充填剤)、加水分解抑制剤、難燃剤、酸化防止剤、炭化水素系ワックス類やアニオン型界面活性剤である滑剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、防曇剤、光安定剤、顔料、防カビ剤、抗菌剤、発泡剤、界面活性剤;でんぷん類、アルギン酸等の多糖類;ゼラチン、ニカワ、カゼイン等の天然たんぱく質;タンニン、ゼオライト、セラミックス、金属粉末等の無機化合物;香料;流動調整剤;レべリング剤;導電剤;紫外線分散剤;消臭剤等を、本発明の効果を損なわない範囲で含有することができる。また同様に、本発明の効果を阻害しない範囲内で他の高分子材料や他の樹脂組成物を添加することも可能である。   In addition to the above components, plasticizers, crystal nucleating agents, fillers (inorganic fillers, organic fillers), hydrolysis inhibitors, flame retardants, antioxidants, hydrocarbon waxes, etc. Lubricants which are anionic type surfactants, UV absorbers, antistatic agents, antifogging agents, light stabilizers, pigments, antifungal agents, antibacterial agents, foaming agents, surfactants; polysaccharides such as starches, alginic acid; Natural proteins such as gelatin, glue, casein, etc .; Inorganic compounds such as tannins, zeolites, ceramics, metal powders, etc .; perfumes; flow control agents; leveling agents; conductive agents; ultraviolet light dispersants; It can contain in the range which does not impair an effect. Similarly, it is also possible to add other polymer materials and other resin compositions as long as the effects of the present invention are not impaired.

可塑剤としては、特に限定はなく、従来からの可塑剤であるフタル酸エステルやコハク酸エステル、アジピン酸エステルといった多価カルボン酸エステル、グリセリン等脂肪族ポリオールの脂肪酸エステル等が挙げられる。具体的には、特開2008−174718号公報及び特開2008−115372号公報に記載の可塑剤が例示される。   The plasticizer is not particularly limited, and examples thereof include polybasic carboxylic acid esters such as phthalic acid esters and succinic acid esters which are conventional plasticizers, adipic acid esters, and fatty acid esters of aliphatic polyols such as glycerin. Specifically, the plasticizers described in JP-A-2008-174718 and JP-A-2008-115372 are exemplified.

また、本態様の分散液がゴム系樹脂を含有する場合には、前記以外の成分として、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、ゴム工業界で通常用いられるカーボンブラックやシリカ等の補強用充填剤、各種薬品、例えば加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、プロセスオイル、植物油脂、可塑剤等のタイヤ用、その他一般ゴム用に配合されている各種添加剤を従来の一般的な量で配合させることができる。   In addition, when the dispersion liquid of the present embodiment contains a rubber-based resin, as components other than the above, carbon black, silica, etc. which are usually used in the rubber industry as desired within a range not impairing the object of the present invention. Fillers, various chemicals such as vulcanizing agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, anti-scorking agents, zinc flower, stearic acid, processing oils, tires for plant oils and fats, plasticizers and other general rubber The various additives formulated in can be formulated in conventional and conventional amounts.

本発明の分散液における「その他の成分」の含有量は、特に限定されないが、分散性の観点から好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上であり、好ましくは30質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。   The content of the “other components” in the dispersion liquid of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more from the viewpoint of dispersibility. It is not more than mass%, more preferably not more than 10 mass%.

〔本態様の分散液の調製方法〕
本態様の分散液は、前述の樹脂、微細セルロース繊維複合体、分散剤、有機性の液体化合物を、必要により、これら以外の成分と一緒に、高圧ホモジナイザーで分散処理を行うことにより、調製することができる。あるいは、これらの各原料を、ヘンシェルミキサー、自転公転式攪拌機等で攪拌、あるいは密閉式ニーダー、1軸もしくは2軸の押出機、オープンロール型混練機等の公知の混練機を用いて溶融混練することでも調製することができる。
[Method of Preparing Dispersion of this Embodiment]
The dispersion of this embodiment is prepared by dispersing the above-mentioned resin, fine cellulose fiber composite, dispersing agent, and organic liquid compound together with other components as necessary, using a high-pressure homogenizer. be able to. Alternatively, these raw materials are stirred with a Henschel mixer, a rotation-revolution type stirrer or the like, or melt-kneaded using a known kneader such as a closed kneader, a single or twin screw extruder, or an open roll kneader. It can also be prepared.

<樹脂成形体>
樹脂成形体は、樹脂を含む前記態様の分散液を利用した押出成形、射出成形、プレス成形、注型成型又は溶媒キャスト法等の公知の成形方法を適宜用いることによって調製することができる。本発明の分散液は、微細セルロース繊維複合体の分散性に優れているので、成形体である各種樹脂製品の機械的強度が従来品よりも向上している。そのため、樹脂成形体を各種用途に好適に用いることができる。
<Resin molding>
The resin molded product can be prepared by appropriately using a known molding method such as extrusion molding, injection molding, press molding, cast molding, or solvent casting method using the dispersion liquid of the above aspect containing a resin. Since the dispersion of the present invention is excellent in the dispersibility of the fine cellulose fiber composite, the mechanical strength of various resin products which are molded articles is improved as compared with the conventional product. Therefore, a resin molding can be used suitably for various uses.

樹脂を含む前記態様の分散液や樹脂成形体が使用できる用途は特に限定されないが、例えば透明樹脂材料、3次元造形材料、クッション材、補修材、接着剤、粘着剤、シーリング材、断熱材、吸音材、人工皮革材料、塗料、電子材、包装材料、タイヤ、自動車部品、繊維複合材料に用いることができる。これらの中でも、透明性に優れる成形体が得られる観点からは、特に透明樹脂材料、接着剤、粘着剤、人工皮革材料、塗料、電子材、繊維複合材料用途が好ましく、強度発現の観点からは3次元造形材料、クッション材、補修材、シーリング材、断熱材、吸音材、タイヤ、自動車部品用途が好ましい。   The use in which the dispersion or resin molded product of the above aspect containing a resin can be used is not particularly limited. For example, transparent resin materials, three-dimensional shaping materials, cushioning materials, repair materials, adhesives, adhesives, sealing materials, heat insulating materials, It can be used for sound absorbing materials, artificial leather materials, paints, electronic materials, packaging materials, tires, automobile parts, and fiber composite materials. Among them, transparent resin materials, adhesives, adhesives, artificial leather materials, paints, electronic materials, fiber composite materials are particularly preferable from the viewpoint of obtaining molded articles having excellent transparency, and from the viewpoint of strength development Three-dimensional modeling materials, cushioning materials, repair materials, sealing materials, heat insulating materials, sound absorbing materials, tires, automotive parts applications are preferred.

以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described by showing Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

〔セルロースの結晶化度〕
微細セルロース繊維及び微細セルロース繊維複合体におけるセルロースの結晶化度は、X線回折法による回折強度値からSegal法により算出したセルロースI型結晶化度であり、下記計算式(A)により定義される。
セルロースI型結晶化度(%)=[(I22.6−I18.5)/I22.6]×100 (A)
〔式中、I22.6は、X線回折における格子面(002面)(回折角2θ=22.6°)の回折強度、I18.5は,アモルファス部(回折角2θ=18.5°)の回折強度を示す。〕
Crystallinity of Cellulose
The crystallinity of cellulose in the fine cellulose fiber and the fine cellulose fiber composite is a cellulose type I crystallinity calculated by the Segal method from the diffraction intensity value by the X-ray diffraction method, and is defined by the following formula (A) .
Cellulose type I crystallinity (%) = [(I22.6−I18.5) /I22.6] × 100 (A)
[Wherein, I22.6 is the diffraction intensity of the grating surface (002 plane) (diffraction angle 2θ = 22.6 °) in X-ray diffraction, I18.5 is the amorphous part (diffraction angle 2θ = 18.5 °) Shows the diffraction intensity of ]

〔セルロース繊維、アニオン変性セルロース繊維及びアニオン変性セルロース繊維複合体の平均繊維径及び平均繊維長〕
測定対象のセルロース繊維にイオン交換水を加えて、その含有量が0.01質量%の分散液を調製する。該分散液を湿式分散タイプ画像解析粒度分布計(ジャスコインターナショナル社製、商品名:IF−3200)を用いて、フロントレンズ:2倍、テレセントリックズームレンズ:1倍、画像分解能:0.835μm/ピクセル、シリンジ内径:6515μm、スペーサー厚み:500μm、画像認識モード:ゴースト、閾値:8、分析サンプル量:1mL、サンプリング:15%の条件で測定する。セルロース繊維を100本以上測定し、それらの平均ISO繊維径を平均繊維径をとして、平均ISO繊維長を平均繊維長として算出する。
[Average fiber diameter and average fiber length of cellulose fiber, anion-modified cellulose fiber and anion-modified cellulose fiber composite]
Ion-exchanged water is added to the cellulose fiber to be measured to prepare a dispersion having a content of 0.01% by mass. Using a wet dispersion type image analysis particle size distribution analyzer (trade name: IF-3200, manufactured by Jusco International Co., Ltd.), the front lens: 2 ×, telecentric zoom lens: 1 ×, image resolution: 0.835 μm / pixel , Syringe inner diameter: 6515 μm, spacer thickness: 500 μm, image recognition mode: ghost, threshold value: 8, analysis sample amount: 1 mL, sampling: measured under the conditions of 15%. One hundred or more cellulose fibers are measured, and their average ISO fiber diameter is calculated as an average fiber diameter, and an average ISO fiber length is calculated as an average fiber length.

〔微細セルロース繊維及び微細セルロース繊維複合体の平均繊維径〕
微細セルロース繊維又は微細セルロース繊維複合体に水又はエタノールを加えて、その含有量が0.0001質量%の分散液を調製し、該分散液をマイカ(雲母)上に滴下して乾燥したものを観察試料として、原子間力顕微鏡(AFM、Nanoscope III Tapping mode AFM、Digital instrument社製、プローブはナノセンサーズ社製Point Probe (NCH)を使用)を用いて、該観察試料中のセルロース繊維の繊維高さを測定する。その際、該セルロース繊維が確認できる顕微鏡画像において、微細セルロース繊維又は微細セルロース繊維複合体を100本以上抽出し、それらの繊維高さから平均繊維径を算出する。繊維方向の距離より、平均繊維長を算出する。平均アスペクト比は平均繊維長/平均繊維径より算出し、標準偏差も算出する。
[Average fiber diameter of fine cellulose fiber and fine cellulose fiber composite]
Water or ethanol is added to a fine cellulose fiber or fine cellulose fiber composite to prepare a dispersion having a content of 0.0001% by mass, and the dispersion is dropped onto mica (mica) and dried. As an observation sample, an atomic force microscope (AFM, Nanoscope III Tapping mode AFM, manufactured by Digital instrument, using a point probe (NCH) manufactured by Nanosensors Co., Ltd.), fibers of cellulose fibers in the observation sample Measure the height. At that time, in a microscope image in which the cellulose fiber can be confirmed, 100 or more fine cellulose fibers or a fine cellulose fiber complex are extracted, and the average fiber diameter is calculated from the height of the fibers. The average fiber length is calculated from the distance in the fiber direction. The average aspect ratio is calculated from the average fiber length / average fiber diameter, and the standard deviation is also calculated.

〔アニオン変性セルロース繊維、微細セルロース繊維及び微細セルロース繊維複合体のアニオン性基含有量〕
乾燥質量0.5gの測定対象のセルロース繊維又は複合体を100mLビーカーにとり、イオン交換水を加えて全体で55mLとし、そこに0.01M塩化ナトリウム水溶液5mLを加えて分散液を調製する。測定対象のセルロース繊維又は複合体が十分に分散するまで該分散液を撹拌する。この分散液に0.1M塩酸を加えてpHを2.5〜3に調整し、自動滴定装置(東亜ディーケーケー社製、商品名「AUT−501」)を用い、0.05M水酸化ナトリウム水溶液を待ち時間60秒の条件で該分散液に滴下し、1分ごとの電導度及びpHの値を測定する。pH11程度になるまで測定を続け、電導度曲線を得る。この電導度曲線から水酸化ナトリウム滴定量を求め、次式により、測定対象のセルロース繊維又は複合体のアニオン性基含有量を算出する。
アニオン性基含有量(mmol/g)=水酸化ナトリウム滴定量×水酸化ナトリウム水溶液濃度(0.05M)/測定対象のセルロース繊維又は複合体の質量(0.5g)
[Anionic group content of anion-modified cellulose fiber, fine cellulose fiber and fine cellulose fiber composite]
A dry mass of 0.5 g of a cellulose fiber or complex to be measured is placed in a 100 mL beaker, ion-exchanged water is added to make a total of 55 mL, and 5 mL of a 0.01 M aqueous sodium chloride solution is added thereto to prepare a dispersion. The dispersion is stirred until the cellulose fiber or complex to be measured is sufficiently dispersed. The pH is adjusted to 2.5 to 3 by adding 0.1 M hydrochloric acid to this dispersion, and a 0.05 M aqueous solution of sodium hydroxide is added using an automatic titrator (trade name "AUT-501" manufactured by Toa DK Co., Ltd.). The dispersion is dropped on the condition of a waiting time of 60 seconds, and the conductivity and pH value are measured every minute. Measurement is continued until the pH is around 11, and a conductivity curve is obtained. The sodium hydroxide titer is determined from this conductivity curve, and the anionic group content of the cellulose fiber or complex to be measured is calculated by the following equation.
Anionic group content (mmol / g) = sodium hydroxide titer × sodium hydroxide aqueous solution concentration (0.05 M) / mass of cellulose fiber or complex to be measured (0.5 g)

〔アニオン変性セルロース繊維複合体及び微細セルロース繊維複合体のアミンの平均結合量及び導入率(イオン結合)〕
アミンの結合量を次のIR測定方法によって求め、下記式によりその平均結合量及び導入率を算出する。IR測定は、具体的には、乾燥させた微細セルロース繊維又は微細セルロース繊維複合体を赤外吸収分光装置(IR)(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、商品名:Nicolet 6700)を用いATR法にて測定し、次式により、イオン結合によるアミンの平均結合量及び導入率を算出する。以下はアニオン性基がカルボキシ基の場合を示す。以下の「1720cm−1のピーク強度」は、カルボニル基に由来するピーク強度である。なお、カルボキシ基以外のアニオン性基の場合はピーク強度の値を適宜変更し、アミンの平均結合量及び導入率を算出すればよい。
[Average binding amount and introduction ratio of amine of anion-modified cellulose fiber composite and fine cellulose fiber composite (ion binding)]
The bound amount of amine is determined by the following IR measurement method, and the average bound amount and the introduction rate are calculated by the following formula. Specifically for IR measurement, the dried fine cellulose fiber or fine cellulose fiber complex is subjected to an ATR method using an infrared absorption spectrometer (IR) (trade name: Nicolet 6700 manufactured by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd.). The average binding amount and introduction rate of amine by ion binding are calculated by the following equation. The following shows the case where the anionic group is a carboxy group. The following “peak intensity at 1720 cm −1 ” is a peak intensity derived from a carbonyl group. In the case of an anionic group other than a carboxy group, the value of peak intensity may be appropriately changed to calculate the average bonding amount and the introduction ratio of amines.

アミンの結合量(mmol/g)=[微細セルロース繊維のカルボキシ基含有量(mmol/g)]×[(微細セルロース繊維の1720cm−1のピーク強度−アミン結合後の微細セルロース繊維複合体の1720cm−1のピーク強度)/微細セルロース繊維の1720cm−1のピーク強度] Amine binding amount (mmol / g) = [carboxy group content of fine cellulose fiber (mmol / g)] × [(peak strength of 1720 cm −1 of fine cellulose fiber—1720 cm of fine cellulose fiber composite after amine bonding Peak intensity of -1 ) / peak intensity of 1720 cm -1 of fine cellulose fiber]

アミンの導入率(%)=100×(アミンの結合量(mmol/g))/(導入前の微細セルロース繊維中のカルボキシ基含有量(mmol/g))   Amine introduction rate (%) = 100 × (amine binding amount (mmol / g)) / (carboxy group content in fine cellulose fiber before introduction (mmol / g))

〔分散液の粘度〕
微細セルロース繊維複合体分散液の粘度は、レオメーター(MCR502、Anton Paar社製)で、コーンプレート(CP75−1)を用い、25℃、せん断速度1rpmで測定する。
[Viscosity of dispersion]
The viscosity of the fine cellulose fiber composite dispersion is measured with a rheometer (MCR 502, manufactured by Anton Paar) using a cone plate (CP 75-1) at 25 ° C. and a shear rate of 1 rpm.

〔微細セルロース繊維の調製〕
調製例1
針葉樹の漂白クラフトパルプ(フレッチャー チャレンジ カナダ社製、商品名「Machenzie」、CSF650ml)を天然セルロース繊維として用いた。TEMPOとしては、市販品(ALDRICH社製、Free radical、98質量%)を用いた。次亜塩素酸ナトリウム及び臭化ナトリウムは市販品を用いた。
[Preparation of Fine Cellulose Fiber]
Preparation Example 1
Softwood bleached kraft pulp (Fletcher Challenge Canada, trade name "Machenzie", CSF 650 ml) was used as a natural cellulose fiber. As TEMPO, a commercial item (manufactured by ALDRICH, Free radical, 98% by mass) was used. Sodium hypochlorite and sodium bromide were commercially available products.

まず、針葉樹の漂白クラフトパルプ繊維100gを9,900gのイオン交換水で十分に撹拌した後、該パルプ質量100gに対し、TEMPO1.25g、臭化ナトリウム12.5g、次亜塩素酸ナトリウム28.4gをこの順で添加した。自動滴定装置AUT−701(東亜ディーケーケー社製)でpHスタット滴定を用い、十分な撹拌下、0.5M水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHを10.5に保持した。反応を120分(20℃)行った後、水酸化ナトリウム水溶液の滴下を停止し、酸化パルプを得た。イオン交換水を用いて、得られた酸化パルプを、コンパクト電気伝導率計(堀場製作所製、LAQUAtwin EC−33B)によるろ液の電導度測定において200μs/cm以下になるまで十分に洗浄し、次いで脱水処理を行った。その後、酸化パルプ3.9gとイオン交換水296.1gを高圧ホモジナイザー(スギノマシン社製、スターバーストラボ HJP−2 5005)を用いて245MPaで酸化パルプの微細化処理を2回行い、微細セルロース繊維の分散液(固形分含有量1.3質量%)を得た。この微細セルロース繊維の平均繊維径は3.3nm、カルボキシ基含有量は1.8mmol/gであった。   First, 100 g of softwood bleached kraft pulp fiber is sufficiently stirred with 9,900 g of ion-exchanged water, and with respect to 100 g of the pulp mass, 1.25 g of TEMPO, 12.5 g of sodium bromide, 28.4 g of sodium hypochlorite Were added in this order. Using a pH stat titration with an automatic titrator AUT-701 (manufactured by Toa DK Co., Ltd.), the pH was maintained at 10.5 by dropwise addition of a 0.5 M aqueous solution of sodium hydroxide under sufficient stirring. The reaction was carried out for 120 minutes (20 ° C.), after which the dropwise addition of the aqueous sodium hydroxide solution was stopped to obtain an oxidized pulp. Using deionized water, the obtained oxidized pulp is thoroughly washed to a level of 200 μs / cm or less in conductivity measurement of the filtrate by a compact conductivity meter (LAQUAtwin EC-33B, manufactured by Horiba, Ltd.), and then Dehydration was performed. After that, 3.9 g of oxidized pulp and 296.1 g of ion-exchanged water are finely treated twice at 245 MPa using a high-pressure homogenizer (Starburst Lab HJP-2505 manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) to obtain a fine cellulose fiber The dispersion liquid (solid content: 1.3% by mass) was obtained. The average fiber diameter of this fine cellulose fiber was 3.3 nm, and the carboxy group content was 1.8 mmol / g.

調製例2
調製例1で得られた微細セルロース繊維の分散液4,088.75g(固形分含有量1.3質量%)及びイオン交換水4,085gをビーカーに入れて、0.5質量%の水溶液とし、メカニカルスターラーにて室温(25℃)下、30分間撹拌した。続いて1M塩酸水溶液245gをビーカーに仕込み、室温下、1時間撹拌して反応させた。
反応終了後、ろ過し、得られたケークをイオン交換水にて上記と同様に十分な洗浄を行い、塩酸及び塩を除去した。アセトンで溶媒置換した後、メチルエチルケトン(MEK)で溶媒置換し、微細セルロース繊維が膨潤した状態のMEK含有酸型微細セルロース繊維の分散液(固形分含有量3.2質量%)を得た。この微細セルロース繊維の平均繊維径は3.3nm、カルボキシ基含有量は1.8mmol/gであった。
Preparation Example 2
A dispersion of 4,088.75 g (solid content: 1.3% by mass) of the fine cellulose fibers obtained in Preparation Example 1 and 4,085 g of ion-exchanged water are put in a beaker to form a 0.5% by mass aqueous solution. The mixture was stirred for 30 minutes at room temperature (25 ° C.) with a mechanical stirrer. Subsequently, 245 g of a 1 M aqueous hydrochloric acid solution was charged in a beaker, and stirred at room temperature for 1 hour for reaction.
After completion of the reaction, the resulting cake was thoroughly washed with ion-exchanged water as described above to remove hydrochloric acid and salts. After solvent substitution with acetone, solvent substitution is carried out with methyl ethyl ketone (MEK) to obtain a dispersion (solid content: 3.2 mass%) of MEK-containing acid-type fine cellulose fibers in a state in which the fine cellulose fibers are swollen. The average fiber diameter of this fine cellulose fiber was 3.3 nm, and the carboxy group content was 1.8 mmol / g.

〔EO/PO共重合アミンの調製〕
調製例3
プロピレングリコール第三級ブチルエーテル132g(1モル)を1Lのオートクレーブに仕込み、75℃に加熱し、フレーク状の水酸化カリウム1.2gを加え、溶解するまで撹拌した。次いで、表1に示す量のエチレンオキシド(EO)とプロピレンオキシド(PO)を前記オートクレーブに供給し、110℃で0.34MPaにて反応させた後、Magnesol 30/40(ケイ酸マグネシウム、ダラスグループ社製)7.14gを投入して95℃で中和した。得られた生成物にジ第三級ブチル−p−クレゾール 0.16gを添加、混合した後、濾過して、EO/PO共重合体であるポリエーテルを得た。
[Preparation of EO / PO copolymerized amine]
Preparation Example 3
132 g (1 mol) of propylene glycol tertiary butyl ether was charged in a 1 L autoclave, heated to 75 ° C., 1.2 g of potassium hydroxide in the form of flakes was added, and stirred until it was dissolved. Next, ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO) in the amounts shown in Table 1 were supplied to the autoclave and reacted at 110 ° C. and 0.34 MPa, after which Magnesol 30/40 (magnesium silicate, Dallas Group Inc.) 7.14 g was added and neutralized at 95 ° C. To the obtained product, 0.16 g of di-tert-butyl-p-cresol was added, mixed, and filtered to obtain a polyether which is an EO / PO copolymer.

一方、酸化ニッケル/酸化銅/酸化クロム(モル比:75/23/2)(和光純薬工業社)の触媒を充填した1.250mLの管状反応容器に、上記で得られたポリエーテル(8.4mL/min)、アンモニア(12.6mL/min)及び水素(0.8mL/min)をそれぞれ供給した。容器の温度を190℃に維持し、圧力を14MPaに維持した。そして容器からの粗流出液を70℃及び3.5mmHgにて30分間減圧留去した。得られたアミノ化ポリエーテル200g及び15%塩酸水溶液93.6gをフラスコに仕込み、混合物を100℃にて3.75時間加熱して、第三級ブチルエーテルを塩酸で開裂させた。そして生成物を15%の水酸化カリウム水溶液144gで中和した。次に中和された生成物を112℃で一時間減圧留去して濾過し、式(i)で表されるEO/PO共重合部を有するモノアミンを得た。なお、得られたモノアミンは、EO/PO共重合部とアミンが直接結合しており、式(i)におけるRは水素原子である。 On the other hand, in a 1.250 mL tubular reaction vessel filled with a catalyst of nickel oxide / copper oxide / chromium oxide (molar ratio: 75/23/2) (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), the polyether obtained above (8 .4 mL / min), ammonia (12.6 mL / min) and hydrogen (0.8 mL / min) were respectively supplied. The temperature of the vessel was maintained at 190 ° C. and the pressure was maintained at 14 MPa. The crude effluent from the vessel was evaporated under reduced pressure at 70 ° C. and 3.5 mmHg for 30 minutes. 200 g of the resulting aminated polyether and 93.6 g of a 15% aqueous hydrochloric acid solution were charged in a flask, and the mixture was heated at 100 ° C. for 3.75 hours to cleave tertiary butyl ether with hydrochloric acid. The product was then neutralized with 144 g of a 15% aqueous potassium hydroxide solution. Next, the neutralized product was evaporated under reduced pressure at 112 ° C. for 1 hour and filtered to obtain a monoamine having an EO / PO copolymer represented by the formula (i). In the monoamine thus obtained, the EO / PO copolymer and the amine are directly bonded, and R 1 in the formula (i) is a hydrogen atom.

Figure 2019119867
Figure 2019119867

なお、EO/PO共重合部の分子量は、例えば、表1のアミンの場合、
1,409〔EO分子量(44.03)×EO付加モル数(32)〕+522〔PO分子量(58.04)×PO付加モル数(9)〕+58.04〔出発原料中のPO部分分子量(プロピレングリコール)〕=1,989
を四捨五入して2,000と算出した。
The molecular weight of the EO / PO copolymer part is, for example, in the case of the amine of Table 1,
1,409 [EO molecular weight (44.03) × EO addition mole number (32)] + 522 [PO molecular weight (58.04) × PO addition mole number (9)] + 58.04 [PO partial molecular weight in starting material ( Propylene glycol)] = 1, 989
Was rounded off and calculated to be 2,000.

Figure 2019119867
Figure 2019119867

〔微細セルロース繊維複合体の製造〕
製造例1
マグネチックスターラー及び撹拌子を備えたビーカーに、調製例2で得られた微細セルロース繊維の分散液50g(固形分含有量3.2質量%)を仕込んだ。続いて、調製例3で得たEOPOアミンを、微細セルロース繊維のカルボキシ基1molに対してアミノ基0.3molに相当する量、このビーカーに仕込み、DMF150g中に溶解させた。次いで、室温(25℃)で14時間撹拌して反応させた。反応終了後ろ過し、ケークをMEK 1L以上を用いて十分に遊離アミンを除去洗浄することで微細セルロース繊維にEOPOアミンがイオン結合を介して連結した微細セルロース繊維複合体(固形分含有量3.5質量%)を得た。この微細セルロース繊維複合体の平均繊維径は3.3nm、カルボキシ基含有量は1.8mmol/gであった。
[Production of fine cellulose fiber composite]
Production Example 1
In a beaker equipped with a magnetic stirrer and a stirrer, 50 g (solid content: 3.2% by mass) of the dispersion of the fine cellulose fiber obtained in Preparation Example 2 was charged. Subsequently, the EOPO amine obtained in Preparation Example 3 was charged in this beaker in an amount corresponding to 0.3 mol of amino group to 1 mol of carboxy group of the fine cellulose fiber, and was dissolved in 150 g of DMF. Then, it was reacted by stirring at room temperature (25 ° C.) for 14 hours. After completion of the reaction, the mixture is filtered, and the cake is washed sufficiently with MEK 1 L or more to remove free amines, thereby removing EIPO amine from the fine cellulose fibers via ionic bonds (fine content: 3.%). 5 mass%) was obtained. The average fiber diameter of this fine cellulose fiber composite was 3.3 nm, and the carboxy group content was 1.8 mmol / g.

〔分散液の製造〕
実施例1〜2及び比較例1
製造例1で製造した微細セルロース繊維複合体に、分散剤(ホモゲノールL−95、花王株式会社製)と流動パラフィン(SP値:7.9、和光純薬工業社製)を表2に示す配合量となるよう添加して超音波ホモジナイザー(US−300E、日本精機製作所社製)にて2分間撹拌後、高圧ホモジナイザー(スギノマシン社製、スターバーストラボ HJP−2 5005)にて150MPaで5パス混合処理した。得られた混合物をガラスシャーレに注ぎ、2日間40℃で真空乾燥を行い、MEKを除去することで、分散剤、流動パラフィン及び微細セルロース繊維複合体の混合物である分散液を製造した。
[Production of Dispersion]
Examples 1 to 2 and Comparative Example 1
In the finely divided cellulose fiber composite produced in Production Example 1, a blend (homogenol L-95, manufactured by Kao Corporation) and liquid paraffin (SP value: 7.9, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are shown in Table 2 The mixture was added so that the amount was adjusted and stirred for 2 minutes with an ultrasonic homogenizer (US-300E, manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.), then 5 passes at 150 MPa with a high pressure homogenizer Mixed processing. The obtained mixture was poured into a glass petri dish and vacuum dried at 40 ° C. for 2 days to remove MEK, thereby producing a dispersion which is a mixture of a dispersant, liquid paraffin and a fine cellulose fiber composite.

比較例2
微細セルロース繊維複合体を、調製例1で製造した微細セルロース繊維に変更したこと以外は実施例1と同様にして、分散剤、流動パラフィン及び微細セルロース繊維の混合物である分散液を製造した。得られた分散液の25℃の粘度を測定した結果、分散液は分離した状態であり、粘度測定は不可能であった。
Comparative example 2
In the same manner as in Example 1 except that the fine cellulose fiber composite was changed to the fine cellulose fiber produced in Preparation Example 1, a dispersion which is a mixture of a dispersant, liquid paraffin and fine cellulose fiber was produced. As a result of measuring the viscosity at 25 ° C. of the obtained dispersion liquid, the dispersion liquid was in a separated state, and viscosity measurement was impossible.

試験例1(分散性)
実施例及び比較例で製造した各混合物の外観を目視で観察し、均一に分散しているかどうかを確認して、下記の基準で評価した。
○:混合物は均一に分散していた。
×:混合物は分離しており、均一に分散していなかった。
Test Example 1 (Dispersibility)
The appearance of each of the mixtures produced in Examples and Comparative Examples was visually observed to confirm whether they were uniformly dispersed and evaluated according to the following criteria.
○: The mixture was uniformly dispersed.
X: The mixture was separated and not uniformly dispersed.

Figure 2019119867
Figure 2019119867

上記の結果より、微細セルロース繊維複合体の分散性が悪かった組成(比較例1)であっても、分散剤を適用することで、分散性が向上することが分かった(実施例1、2)。一方、微細セルロース繊維複合体の代わりに、カルボキシ基にアミンが結合していない微細セルロース繊維を用いた場合、分散性が悪いことが確認できた(比較例2)。   From the above results, it was found that the dispersibility is improved by applying the dispersing agent even in the composition (Comparative Example 1) in which the dispersibility of the fine cellulose fiber composite is poor (Examples 1, 2) ). On the other hand, when the fine cellulose fiber which the amine did not couple | bond with the carboxy group was used instead of the fine cellulose fiber composite, it has confirmed that the dispersibility was bad (comparative example 2).

本発明の微細セルロース繊維複合体分散液は、透明樹脂材料、3次元造形材料、クッション材、補修材、粘着剤、接着剤、シーリング材、断熱材、吸音材、人工皮革材料、塗料、電子材、包装材料、タイヤ、自動車部品、繊維複合材料等の各種樹脂製品の機械的強度の向上剤として利用することができる。   The fine cellulose fiber composite dispersion of the present invention comprises a transparent resin material, a three-dimensional shaping material, a cushioning material, a repair material, an adhesive, an adhesive, a sealing material, a heat insulating material, a sound absorbing material, an artificial leather material, a paint, an electronic material It can be used as a mechanical strength improver for various resin products such as packaging materials, tires, automobile parts, and fiber composite materials.

Claims (6)

アニオン性基を含むアニオン変性セルロース繊維のアニオン性基にアミンがイオン結合を介して結合されてなる微細セルロース繊維複合体、分散剤、及び有機性の液体化合物を含む、微細セルロース繊維複合体分散液。   A fine cellulose fiber composite dispersion comprising a fine cellulose fiber composite in which an amine is bonded via an ionic bond to an anionic group of an anionically modified cellulose fiber containing an anionic group, a dispersant, and an organic liquid compound . 分散剤がアルキルイミダゾリン系化合物である、請求項1に記載の微細セルロース繊維複合体分散液。   The fine cellulose fiber composite dispersion according to claim 1, wherein the dispersant is an alkyl imidazoline compound. 有機性の液体化合物が、植物性油、動物性油、合成油及び流動パラフィンからなる群より選択される1種以上の油を含む、請求項1又は2に記載の微細セルロース繊維複合体分散液。   The finely divided cellulose fiber composite dispersion according to claim 1 or 2, wherein the organic liquid compound comprises one or more oils selected from the group consisting of vegetable oil, animal oil, synthetic oil and liquid paraffin. . さらに樹脂を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の微細セルロース繊維複合体分散液。   The fine cellulose fiber composite dispersion according to any one of claims 1 to 3, further comprising a resin. 前記樹脂が、オレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ビニル樹脂及びゴム系樹脂からなる群より選択される1種以上である、請求項4に記載の微細セルロース繊維複合体分散液。   The resin is one or more selected from the group consisting of an olefin resin, a polyurethane resin, a polycarbonate resin, a (meth) acrylic resin, an epoxy resin, a phenol resin, a phenoxy resin, a vinyl resin and a rubber resin. 4. The fine cellulose fiber composite dispersion as described in 4. 請求項4又は5に記載の微細セルロース繊維複合体分散液を成形してなる樹脂成形体。   The resin molded object formed by shape | molding the fine cellulose fiber composite dispersion liquid of Claim 4 or 5.
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