JP2019031770A - Sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シートに関する。 The present invention relates to a sheet.
近年、石油資源の代替及び環境意識の高まりから、再生産可能な天然繊維を利用した材料が着目されている。天然繊維の中でも、繊維径が10μm以上50μm以下の繊維状セルロース、特に木材由来の繊維状セルロース(パルプ)は、主に紙製品としてこれまで幅広く使用されてきた。 In recent years, materials that use reproducible natural fibers have attracted attention due to the substitution of petroleum resources and the growing environmental awareness. Among natural fibers, fibrous cellulose having a fiber diameter of 10 μm or more and 50 μm or less, in particular, fibrous cellulose (pulp) derived from wood has been widely used mainly as a paper product so far.
繊維状セルロースとしては、繊維径が5μm以下の微細繊維状セルロースも知られている。また、このような微細繊維状セルロースから構成されるシートや、微細繊維状セルロース含有シートと樹脂を含む複合シート及び成形体が開発されている。微細繊維状セルロースを含有するシートや成形体においては、繊維同士の接点が著しく増加することから、引張強度等が大きく向上することが知られている。 As fibrous cellulose, fine fibrous cellulose having a fiber diameter of 5 μm or less is also known. In addition, a sheet composed of such fine fibrous cellulose, a composite sheet containing a fine fibrous cellulose-containing sheet and a resin, and a molded body have been developed. In the sheet | seat and molded object containing a fine fibrous cellulose, since the contact point of fibers increases remarkably, it is known that tensile strength etc. will improve large.
例えば、特許文献1には、平均繊維径0.1〜20μmのセルロース繊維と平均繊維径100nm未満のセルロースナノファイバーとを抄紙した不織布が記載されている。また、特許文献2には、数平均繊維幅2nm以上1000nm未満の第1の繊維と、数平均繊維幅1000nm以上100000nm以下であり、かつ数平均繊維長が0.1〜20mmである第2の繊維とを含有する不織布に樹脂を含有させた複合体が記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a nonwoven fabric obtained by papermaking cellulose fibers having an average fiber diameter of 0.1 to 20 μm and cellulose nanofibers having an average fiber diameter of less than 100 nm. Patent Document 2 discloses a first fiber having a number average fiber width of 2 nm or more and less than 1000 nm, a number average fiber width of 1000 nm or more and 100000 nm or less, and a number average fiber length of 0.1 to 20 mm. A composite in which a resin is contained in a nonwoven fabric containing fibers is described.
本発明者らは、生産性と強度のバランスに優れた微細繊維状セルロース含有シートを提供することを目的として検討を進めた。 The inventors of the present invention have made studies for the purpose of providing a fine fibrous cellulose-containing sheet having an excellent balance between productivity and strength.
[1] 繊維幅が100nm以下であって、かつ化学変性された第1セルロース繊維と、繊維幅が1μm以上100μm以下の第2セルロース繊維と、を含むシートであって、上記第1セルロース繊維の含有率が上記シート全体の1質量%以上30質量%以下であるシート。
[2] 上記第1セルロース繊維の繊維幅が8nm以下である、[1]に記載のシート。
[3] ポリアミドポリアミンエピハロヒドリンを含む、[1]または[2]に記載のシート。
[4] 第2セルロース繊維は、針葉樹パルプ及び広葉樹パルプを含む[1]〜[3]のいずれかに記載のシート。
[5] 第2セルロース繊維は、針葉樹パルプ及び広葉樹パルプを含み、
針葉樹パルプの含有量をN、広葉樹パルプの含有量をLとした場合、N/Lの値が1以上8以下である[1]〜[4]のいずれかに記載のシート。
[6] 針葉樹パルプと広葉樹パルプの混合体のカナダ標準フリーネスが600ml以下である[4]または[5]に記載のシート。
[7] 針葉樹パルプと広葉樹パルプの混合体の変則フリーネスが800ml以下である[4]または[5]に記載のシート。
[8] 下記式で算出される比引張弾性率の上昇率が25%より大きい[1]〜[7]のいずれかに記載のシート;
比引張弾性率の上昇率(%)=(シートの比引張弾性率−コントロールシートの比引張弾性率)/コントロールシートの比引張弾性率×100
ここで、コントロールシートとは第1セルロース繊維を配合しないで作製したシートである。
[1] A sheet comprising a first cellulose fiber having a fiber width of 100 nm or less and chemically modified, and a second cellulose fiber having a fiber width of 1 μm to 100 μm, wherein the first cellulose fiber is The sheet | seat whose content rate is 1 mass% or more and 30 mass% or less of the said whole sheet | seat.
[2] The sheet according to [1], wherein the first cellulose fiber has a fiber width of 8 nm or less.
[3] The sheet according to [1] or [2], comprising a polyamide polyamine epihalohydrin.
[4] The sheet according to any one of [1] to [3], wherein the second cellulose fiber includes softwood pulp and hardwood pulp.
[5] The second cellulose fiber includes softwood pulp and hardwood pulp,
The sheet according to any one of [1] to [4], wherein the value of N / L is 1 or more and 8 or less, where N is the content of softwood pulp and L is the content of hardwood pulp.
[6] The sheet according to [4] or [5], wherein the Canadian standard freeness of the mixture of softwood and hardwood pulp is 600 ml or less.
[7] The sheet according to [4] or [5], wherein the irregular freeness of the mixture of softwood pulp and hardwood pulp is 800 ml or less.
[8] The sheet according to any one of [1] to [7], wherein the increase rate of the specific tensile modulus calculated by the following formula is greater than 25%;
Rate of increase in specific tensile modulus (%) = (specific tensile modulus of sheet−specific tensile modulus of control sheet) / specific tensile modulus of control sheet × 100
Here, the control sheet is a sheet produced without blending the first cellulose fibers.
本発明によれば、生産性と強度のバランスに優れた微細繊維状セルロース含有シートを得ることができる。 According to the present invention, a fine fibrous cellulose-containing sheet having an excellent balance between productivity and strength can be obtained.
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The description of the constituent elements described below may be made based on representative embodiments and specific examples, but the present invention is not limited to such embodiments.
(シート)
本発明は、繊維幅が100nm以下であって、かつ化学変性された第1セルロース繊維と、繊維幅が1μm以上100μm以下の第2セルロース繊維と、を含むシートに関する。上記シートは、第1セルロース繊維の含有率がシート全体の1質量%以上30質量%以下である。本明細書においては、繊維幅が100nm以下の繊維状セルロースは、微細繊維状セルロースということもあり、また上記シートは、微細繊維状セルロース含有シートということもある。
(Sheet)
The present invention relates to a sheet including a first cellulose fiber having a fiber width of 100 nm or less and chemically modified, and a second cellulose fiber having a fiber width of 1 μm to 100 μm. The content rate of the 1st cellulose fiber of the said sheet | seat is 1 mass% or more and 30 mass% or less of the whole sheet | seat. In the present specification, fibrous cellulose having a fiber width of 100 nm or less may be referred to as fine fibrous cellulose, and the sheet may be referred to as a fine fibrous cellulose-containing sheet.
本発明のシートは上記構成を有するものであるため、生産性と強度のバランスに優れている。このため、安価、かつ高い強度が求められる工業製品の用途において、とくに好ましく用いられる。 Since the sheet of the present invention has the above-described configuration, it has an excellent balance between productivity and strength. For this reason, it is particularly preferably used in industrial products where low cost and high strength are required.
本発明のシートの引張強度は、15MPa以上であることが好ましく、20MPa以上であることが好ましく、30MPa以上であることがより好ましい。また、シートの引張強度の上限値に特に制限はないが、例えば、500MPa以下とすることができる。
引張強さ(単位はN/m)は、たとえばJIS P 8113に準拠し、引張試験機テンシロン(エー・アンド・デイ社製)を用いて測定される。この引張強さを試験片の厚みで除し、引張強度(単位はMPa)を算出する。なお、引張強さを測定する際には、23℃、相対湿度50%で24時間調湿したものを試験片として用いる。
The tensile strength of the sheet of the present invention is preferably 15 MPa or more, preferably 20 MPa or more, and more preferably 30 MPa or more. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of the tensile strength of a sheet | seat, For example, it can be 500 Mpa or less.
The tensile strength (unit: N / m) is measured using a tensile tester Tensilon (manufactured by A & D) according to, for example, JIS P8113. The tensile strength is divided by the thickness of the test piece to calculate the tensile strength (unit: MPa). In addition, when measuring tensile strength, what was conditioned for 24 hours at 23 degreeC and 50% of relative humidity is used as a test piece.
本発明のシートの引張弾性率は、1.5GPa以上であることが好ましく、2.0GPa以上であることがより好ましく、3.0GPa以上であることがさらに好ましい。また、シートの引張弾性率の上限値に特に制限はないが、例えば、50GPa以下とすることができる。
引張弾性率は、たとえばJIS P 8113に準拠し、引張試験機テンシロン(エー・アンド・デイ社製)を用いて引張弾性率を測定できる。ここで、弾性率は、SSカーブにおける正の最大の傾き値から計算した値である。また、引張弾性率を測定する際には、23℃、相対湿度50%で24時間調湿したものを試験片として用いる。
The tensile modulus of the sheet of the present invention is preferably 1.5 GPa or more, more preferably 2.0 GPa or more, and further preferably 3.0 GPa or more. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of the tensile elasticity modulus of a sheet | seat, For example, it can be 50 GPa or less.
The tensile elastic modulus can be measured using, for example, a tensile tester Tensilon (manufactured by A & D) based on JIS P8113. Here, the elastic modulus is a value calculated from the maximum positive slope value in the SS curve. Moreover, when measuring a tensile elasticity modulus, what was conditioned for 24 hours at 23 degreeC and 50% of relative humidity is used as a test piece.
第1セルロース繊維を配合しないで作製したコントロールシートを基準とした比引張弾性率の上昇率は、25%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましく、35%以上であることがさらに好ましい。なお、比引張弾性率の上昇率とは、以下の式で算出される値である。
比引張弾性率の上昇率(%)=(シートの比引張弾性率−コントロールシートの比引張弾性率)/コントロールシートの比引張弾性率×100
ここで、コントロールシートとは第1セルロース繊維を配合しないで作製したシートである。
The rate of increase in specific tensile modulus based on a control sheet prepared without blending the first cellulose fibers is preferably 25% or more, more preferably 30% or more, and 35% or more. Is more preferable. Note that the rate of increase in the specific tensile modulus is a value calculated by the following equation.
Rate of increase in specific tensile modulus (%) = (specific tensile modulus of sheet−specific tensile modulus of control sheet) / specific tensile modulus of control sheet × 100
Here, the control sheet is a sheet produced without blending the first cellulose fibers.
本発明のシートの比引張弾性率は、8.0kNm/gよりも大きいことが好ましく、8.5kNm/gよりも大きいことがより好ましく、9.0kNm/gよりも大きいことがさらに好ましく、10.0kNm/gよりも大きいことが特に好ましい。なお、本発明のシートの比引張弾性率の上限は特に限定されるものではないが、たとえば、100kNm/gとすることができる。本明細書において、比引張弾性率は、シートの引張弾性率(GPa)を密度(g/cm3)で除すことにより算出される値である。 The specific tensile modulus of the sheet of the present invention is preferably larger than 8.0 kNm / g, more preferably larger than 8.5 kNm / g, still more preferably larger than 9.0 kNm / g. It is particularly preferred that it is greater than 0.0 kNm / g. The upper limit of the specific tensile modulus of the sheet of the present invention is not particularly limited, but can be set to, for example, 100 kNm / g. In the present specification, the specific tensile modulus is a value calculated by dividing the tensile modulus (GPa) of the sheet by the density (g / cm 3 ).
本発明のシートの層間強度は、750J/m2以上であることが好ましく、1200J/m2以上であることがより好ましく、1500J/m2以上であることがさらに好ましい。また、シートの層間強度の上限値に特に制限はないが、例えば、7000J/m2以下とすることができる。なお、本明細書において、シートの層間強度は、シートの厚み方向の強度を意味する。
層間強度は、たとえばJ TAPPI 18−2に準拠し、インターナルボンドテスター(熊谷理機工業社製)を用いて測定できる。また、層間強度を測定する際には、23℃、相対湿度50%で24時間調湿したシートを試験片として用いる。
Interlayer strength of the sheet of the present invention is preferably 750 J / m 2 or more, more preferably 1200 J / m 2 or more, and still more preferably 1500 J / m 2 or more. The upper limit of the interlayer strength of the sheet is not particularly limited, but can be, for example, 7000 J / m 2 or less. In this specification, the interlayer strength of a sheet means the strength in the thickness direction of the sheet.
The interlayer strength can be measured using an internal bond tester (manufactured by Kumagaya Riki Kogyo Co., Ltd.) in accordance with, for example, JTAPPI 18-2. Further, when measuring the interlayer strength, a sheet conditioned for 24 hours at 23 ° C. and 50% relative humidity is used as a test piece.
シートの生産性は、たとえば、シートを抄紙する際のスラリーの脱水時間を短縮することにより高めることができる。スラリーの脱水時間を短くすることで、シートの生産効率が高まり、シートをより安価に供給することが可能となる。なお、スラリーの生産性は、固形分濃度を0.5質量%に調整したスラリー250gをワイヤー(ハイク・ワグナー社製、HT2525−30)上に流し、水が引くまでの時間(ワイヤー上のパルプスラリーから水が抜け、パルプ表面から光沢が消えるまでの時間)を測定することで評価することができる。水が引くまでの時間は、30分未満であることが好ましく、10分未満であることがより好ましく、1分未満であることがさらに好ましく、30秒以下であることが特に好ましい。 Sheet productivity can be increased, for example, by reducing the slurry dewatering time when the sheet is made. By shortening the slurry dehydration time, the production efficiency of the sheet is increased, and the sheet can be supplied at a lower cost. In addition, the productivity of the slurry is determined by flowing 250 g of slurry adjusted to a solid content concentration of 0.5% by mass on a wire (HT2525-30, manufactured by Haiku Wagner), and the time until water is drawn (pulp on the wire) It can be evaluated by measuring the time from when water is removed from the slurry and the gloss disappears from the pulp surface. The time until water is drawn is preferably less than 30 minutes, more preferably less than 10 minutes, even more preferably less than 1 minute, and particularly preferably not more than 30 seconds.
本発明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、15μm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、たとえば1000μm以下とすることができる。なお、シートの厚みは、触針式厚さ計(マール社製、ミリトロン1202D)で測定することができる。 Although the thickness of the sheet | seat of this invention is not specifically limited, It is preferable that it is 5 micrometers or more, It is more preferable that it is 10 micrometers or more, It is further more preferable that it is 15 micrometers or more. Moreover, the upper limit of the thickness of the sheet is not particularly limited, but can be, for example, 1000 μm or less. In addition, the thickness of a sheet | seat can be measured with a stylus type thickness meter (Maltron 1202D by Marl).
本発明のシートの坪量は、6g/m2以上であることが好ましく、13g/m2以上であることがより好ましく、19g/m2以上であることがさらに好ましい。また、シートの坪量は、500g/m2以下であることが好ましく、300g/m2以下であることがより好ましい。ここで、シートの坪量は、JIS P 8124に準拠し、算出することができる。 The basis weight of the sheet of the present invention is preferably 6 g / m 2 or more, more preferably 13 g / m 2 or more, and further preferably 19 g / m 2 or more. The basis weight of the sheet is preferably 500 g / m 2 or less, and more preferably 300 g / m 2 or less. Here, the basis weight of the sheet can be calculated in accordance with JIS P 8124.
本発明のシートの密度は、0.1g/cm3以上であることが好ましく、0.2g/cm3以上であることがより好ましい。また、本発明のシートの密度は、5g/cm3以下であることが好ましい。ここで、シートの密度は、JIS P 8118:2014に準拠し、算出することができる。 The density of the sheet of the present invention is preferably 0.1 g / cm 3 or more, and more preferably 0.2 g / cm 3 or more. The density of the sheet of the present invention is preferably 5 g / cm 3 or less. Here, the density of the sheet can be calculated in accordance with JIS P 8118: 2014.
(第1セルロース繊維)
本発明のシートは、繊維幅が100nm以下の第1セルロース繊維を含む。なお、本明細書においては、第1セルロース繊維を、微細繊維状セルロースまたは微細セルロース繊維ともいう。本発明においては、強度を向上させる観点から、第1セルロース繊維の繊維幅が8nm以下であることがとくに好ましい。
(First cellulose fiber)
The sheet | seat of this invention contains the 1st cellulose fiber whose fiber width is 100 nm or less. In the present specification, the first cellulose fiber is also referred to as fine fibrous cellulose or fine cellulose fiber. In the present invention, from the viewpoint of improving strength, the fiber width of the first cellulose fiber is particularly preferably 8 nm or less.
第1セルロース繊維の含有量は、上述のとおり、シートの全質量に対して、1質量%以上であり、2質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることがさらに好ましい。なお、強度をより向上させる観点からは、第1セルロース繊維の含有量をシート全体に対して15質量%以上とすることもできる。また、第1セルロース繊維の含有量は、シートの全質量に対して、30質量%以下であり、25質量%以下であることがより好ましい。また、生産性を向上させる観点からは、第1セルロース繊維の含有量をシート全体に対して18質量%以下とすることもできる。 As above-mentioned, content of a 1st cellulose fiber is 1 mass% or more with respect to the total mass of a sheet | seat, It is more preferable that it is 2 mass% or more, It is further more preferable that it is 5 mass% or more. In addition, from the viewpoint of further improving the strength, the content of the first cellulose fiber can be 15% by mass or more based on the entire sheet. Moreover, content of a 1st cellulose fiber is 30 mass% or less with respect to the total mass of a sheet | seat, and it is more preferable that it is 25 mass% or less. Moreover, from a viewpoint of improving productivity, content of a 1st cellulose fiber can also be 18 mass% or less with respect to the whole sheet | seat.
微細繊維状セルロースを得るための繊維状セルロース原料としては特に限定されないが、入手しやすく安価である点から、パルプを用いることが好ましい。パルプとしては、木材パルプ、非木材パルプ、脱墨パルプを挙げることができる。木材パルプとしては例えば、広葉樹クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹クラフトパルプ(NBKP)、サルファイトパルプ(SP)、溶解パルプ(DP)、ソーダパルプ(AP)、未晒しクラフトパルプ(UKP)、酸素漂白クラフトパルプ(OKP)等の化学パルプ等が挙げられる。また、セミケミカルパルプ(SCP)、ケミグラウンドウッドパルプ(CGP)等の半化学パルプ、砕木パルプ(GP)、サーモメカニカルパルプ(TMP、BCTMP)等の機械パルプ等が挙げられるが、特に限定されない。非木材パルプとしてはコットンリンターやコットンリント等の綿系パルプ、麻、麦わら、バガス等の非木材系パルプ、ホヤや海草等から単離されるセルロース、キチン、キトサン等が挙げられるが、特に限定されない。脱墨パルプとしては古紙を原料とする脱墨パルプが挙げられるが、特に限定されない。本実施態様のパルプは上記の1種を単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。上記パルプの中で、入手のしやすさという点で、セルロースを含む木材パルプ、脱墨パルプが好ましい。木材パルプの中でも化学パルプはセルロース比率が大きいため、繊維微細化(解繊)時の微細繊維状セルロースの収率が高く、またパルプ中のセルロースの分解が小さく、軸比の大きい長繊維の微細繊維状セルロースが得られる点で好ましい。中でもクラフトパルプ、サルファイトパルプが最も好ましく選択される。軸比の大きい長繊維の微細繊維状セルロースを用いると高強度のシートが得られる傾向がある。 Although it does not specifically limit as a fibrous cellulose raw material for obtaining a fine fibrous cellulose, It is preferable to use a pulp from the point of being easy to acquire and cheap. Examples of the pulp include wood pulp, non-wood pulp, and deinked pulp. Examples of wood pulp include hardwood kraft pulp (LBKP), softwood kraft pulp (NBKP), sulfite pulp (SP), dissolved pulp (DP), soda pulp (AP), unbleached kraft pulp (UKP), oxygen bleached craft Chemical pulps such as pulp (OKP) are listed. Moreover, semi-chemical pulps such as semi-chemical pulp (SCP) and chemi-ground wood pulp (CGP), mechanical pulps such as ground wood pulp (GP), thermomechanical pulp (TMP, BCTMP) and the like can be mentioned, but are not particularly limited. Non-wood pulp includes cotton pulp such as cotton linter and cotton lint, non-wood pulp such as hemp, straw and bagasse, cellulose isolated from sea squirts and seaweed, chitin, chitosan, etc., but is not particularly limited. . The deinking pulp includes deinking pulp made from waste paper, but is not particularly limited. The pulp of this embodiment may be used alone or in combination of two or more. Among the above pulps, wood pulp containing cellulose and deinked pulp are preferable in terms of availability. Among wood pulps, chemical pulp has a large cellulose ratio, so the yield of fine fibrous cellulose during fiber refinement (defibration) is high, and the degradation of cellulose in the pulp is small, and the fineness of long fibers with a large axial ratio is high. It is preferable at the point from which fibrous cellulose is obtained. Of these, kraft pulp and sulfite pulp are most preferably selected. When long fibrous fine fibrous cellulose having a large axial ratio is used, a high-strength sheet tends to be obtained.
第1セルロース繊維の平均繊維幅は、電子顕微鏡で観察して、100nm以下である。平均繊維幅は、好ましくは2nm以上100nm以下、より好ましくは2nm以上50nm以下であり、さらに好ましくは2nm以上10nm以下であるが、特に限定されない。第1セルロース繊維の平均繊維幅が2nm未満であると、セルロース分子として水に溶解しているため、微細繊維状セルロースとしての物性(強度や剛性、寸法安定性)が発現しにくくなる傾向がある。なお、微細繊維状セルロースは、たとえば繊維幅が100nm以下である単繊維状のセルロースである。 The average fiber width of the first cellulose fibers is 100 nm or less as observed with an electron microscope. The average fiber width is preferably 2 nm or more and 100 nm or less, more preferably 2 nm or more and 50 nm or less, and further preferably 2 nm or more and 10 nm or less, but is not particularly limited. When the average fiber width of the first cellulose fibers is less than 2 nm, the physical properties (strength, rigidity, dimensional stability) as fine fibrous cellulose tend to be difficult to be expressed because cellulose molecules are dissolved in water. . The fine fibrous cellulose is monofilamentous cellulose having a fiber width of 100 nm or less, for example.
微細繊維状セルロースの電子顕微鏡観察による平均繊維幅の測定は以下のようにして行う。濃度0.05質量%以上0.1質量%以下の微細繊維状セルロースの水系懸濁液を調製し、この懸濁液を親水化処理したカーボン膜被覆グリッド上にキャストしてTEM観察用試料とする。幅の広い繊維を含む場合には、ガラス上にキャストした表面のSEM像を観察してもよい。構成する繊維の幅に応じて1000倍、5000倍、10000倍あるいは50000倍のいずれかの倍率で電子顕微鏡画像による観察を行う。但し、試料、観察条件や倍率は下記の条件を満たすように調整する。 Measurement of the average fiber width of the fine fibrous cellulose by observation with an electron microscope is performed as follows. An aqueous suspension of fine fibrous cellulose having a concentration of 0.05% by mass or more and 0.1% by mass or less is prepared, and the suspension is cast on a carbon film-coated grid subjected to a hydrophilic treatment to prepare a sample for TEM observation. To do. When a wide fiber is included, an SEM image of the surface cast on glass may be observed. Observation with an electron microscope image is performed at a magnification of 1000 times, 5000 times, 10000 times, or 50000 times depending on the width of the constituent fibers. However, the sample, observation conditions, and magnification are adjusted to satisfy the following conditions.
(1)観察画像内の任意箇所に一本の直線Xを引き、該直線Xに対し、20本以上の繊維が交差する。
(2)同じ画像内で該直線と垂直に交差する直線Yを引き、該直線Yに対し、20本以上の繊維が交差する。
(1) One straight line X is drawn at an arbitrary location in the observation image, and 20 or more fibers intersect the straight line X.
(2) A straight line Y perpendicular to the straight line is drawn in the same image, and 20 or more fibers intersect the straight line Y.
上記条件を満足する観察画像に対し、直線X、直線Yと交錯する繊維の幅を目視で読み取る。こうして少なくとも重なっていない表面部分の画像を3組以上観察し、各々の画像に対して、直線X、直線Yと交錯する繊維の幅を読み取る。このように少なくとも20本×2×3=120本の繊維幅を読み取る。微細繊維状セルロースの平均繊維幅はこのように読み取った繊維幅の平均値である。 The width of the fiber that intersects with the straight line X and the straight line Y is visually read from the observation image that satisfies the above conditions. In this way, at least three sets of images of the surface portion that do not overlap each other are observed, and the width of the fiber intersecting with the straight line X and the straight line Y is read for each image. Thus, at least 20 × 2 × 3 = 120 fiber widths are read. The average fiber width of the fine fibrous cellulose is an average value of the fiber widths read in this way.
第1セルロース繊維の繊維長は特に限定されないが、0.1μm以上1000μm以下が好ましく、0.1μm以上800μm以下がさらに好ましく、0.1μm以上600μm以下が特に好ましい。繊維長を上記範囲内とすることにより、微細繊維状セルロースの結晶領域の破壊を抑制でき、また微細繊維状セルロースのスラリー粘度を適切な範囲とすることができる。なお、微細繊維状セルロースの繊維長は、TEM、SEM、AFMによる画像解析より求めることができる。 The fiber length of the first cellulose fiber is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more and 1000 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 800 μm or less, and particularly preferably 0.1 μm or more and 600 μm or less. By making the fiber length within the above range, the destruction of the crystalline region of the fine fibrous cellulose can be suppressed, and the slurry viscosity of the fine fibrous cellulose can be made an appropriate range. Note that the fiber length of the fine fibrous cellulose can be determined by image analysis using TEM, SEM, or AFM.
微細繊維状セルロースはI型結晶構造を有していることが好ましい。ここで、微細繊維状セルロースがI型結晶構造をとっていることは、グラファイトで単色化したCuKα(λ=1.5418Å)を用いた広角X線回折写真より得られる回折プロファイルにおいて同定できる。具体的には、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークをもつことから同定することができる。
微細繊維状セルロースに占めるI型結晶構造の割合は30%以上であることが好ましく、より好ましくは50%以上、さらに好ましくは70%以上である。この場合、耐熱性と低線熱膨張率発現の点でさらに優れた性能が期待できる。結晶化度については、X線回折プロファイルを測定し、そのパターンから常法により求められる(Seagalら、Textile Research Journal、29巻、786ページ、1959年)。
The fine fibrous cellulose preferably has an I-type crystal structure. Here, the fact that the fine fibrous cellulose has a type I crystal structure can be identified in a diffraction profile obtained from a wide-angle X-ray diffraction photograph using CuKα (λ = 1.5418Å) monochromatized with graphite. Specifically, it can be identified by having typical peaks at two positions of 2θ = 14 ° to 17 ° and 2θ = 22 ° to 23 °.
The proportion of the I-type crystal structure in the fine fibrous cellulose is preferably 30% or more, more preferably 50% or more, and further preferably 70% or more. In this case, further superior performance can be expected in terms of heat resistance and low linear thermal expansion coefficient. The degree of crystallinity is obtained by measuring an X-ray diffraction profile and determining the crystallinity by a conventional method (Seagal et al., Textile Research Journal, 29, 786, 1959).
微細繊維状セルロースは、化学変性されて置換基を有するものである。置換基はアニオン基であることが好ましい。アニオン基としては、例えば、リン酸基又はリン酸基に由来する置換基(単にリン酸基ということもある)、カルボキシ基又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)、及び、スルホン基又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)から選択される少なくとも1種であることが好ましく、リン酸基及びカルボキシ基から選択される少なくとも1種であることがより好ましく、リン酸基であることが特に好ましい。すなわち、本発明で用いられる微細繊維状セルロースはリン酸化セルロースであることが好ましい。 Fine fibrous cellulose is chemically modified and has a substituent. The substituent is preferably an anionic group. Examples of the anionic group include a phosphate group or a substituent derived from a phosphate group (sometimes simply referred to as a phosphate group), a carboxy group or a substituent derived from a carboxy group (sometimes simply referred to as a carboxy group), It is preferably at least one selected from a sulfone group or a substituent derived from a sulfone group (sometimes simply referred to as a sulfone group), and at least one selected from a phosphate group and a carboxy group Is more preferable, and a phosphate group is particularly preferable. That is, the fine fibrous cellulose used in the present invention is preferably phosphorylated cellulose.
微細繊維状セルロースは、リン酸基又はリン酸基に由来する置換基を有するものであることが好ましい。リン酸基はリン酸からヒドロキシ基を取り除いたものにあたる、2価の官能基である。具体的には−PO3H2で表される基である。リン酸基に由来する置換基は、リン酸基が縮重合した基、リン酸基の塩、リン酸エステル基などの置換基が含まれ、イオン性置換基であっても、非イオン性置換基であってもよい。 The fine fibrous cellulose is preferably one having a phosphate group or a substituent derived from a phosphate group. The phosphoric acid group is a divalent functional group equivalent to a phosphoric acid obtained by removing a hydroxy group. Specifically, it is a group represented by —PO 3 H 2 . Substituents derived from phosphoric acid groups include substituents such as groups obtained by polycondensation of phosphoric acid groups, salts of phosphoric acid groups, and phosphoric acid ester groups. It may be a group.
本発明では、リン酸基又はリン酸基に由来する置換基は、下記式(1)で表される置換基であってもよい。
式(1)中、a、b及びnは自然数である(ただし、a=b×mである)。α1、α2、・・・、αn及びα’のうちの少なくとも1つはO−であり、残りはR、ORのいずれかである。各αn及びα’の全てがO−であっても構わない。nが2以上であり、α’がR又はORである場合には、各αnのうちの少なくとも1つがO−で残りがR又はORである。nが2以上であり、α’がO−である場合には、各αnは全てRであってもよいし、全てORであってもよいし、少なくとも1つがO−で残りがR又はORであってもよい。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、芳香族基、及びこれらの誘導基である。 In the formula (1), a, b and n are natural numbers (where a = b × m). At least one of α1, α2,..., αn and α ′ is O-, and the rest is either R or OR. All of αn and α ′ may be O−. When n is 2 or more and α 'is R or OR, at least one of each αn is O- and the rest is R or OR. When n is 2 or more and α ′ is O−, all αn may be R or all OR, or at least one is O− and the rest is R or OR. It may be. 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, respectively. A hydrogen group, an aromatic group, and derivatives thereof.
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、シクロペンタン基、又はシクロヘキサン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。飽和−環状炭化水素基芳香族基としては、フェニル基、又はナフタレン基等が挙げられるが、特に限定されない。
また、Rにおける誘導体としては、各種炭化水素基の主鎖又は側鎖に対し、カルボキシ基、ヒドロキシ基、又はアミノ基などの官能基のうち、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が20を超えると、Rを含むリンオキソ酸基の分子が大きくなりすぎて、繊維原料に浸透しにくくなり、微細セルロース繊維の収率が低下するおそれがある。
Examples of the saturated-linear hydrocarbon group include, but are not limited to, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, or an n-butyl group. Examples of the saturated-branched hydrocarbon group include i-propyl group and t-butyl group, but are not particularly limited. Examples of the saturated-cyclic hydrocarbon group include a cyclopentane group and a cyclohexane group, but are not particularly limited. Examples of the unsaturated-linear hydrocarbon group include, but are not particularly limited to, a vinyl group or an allyl group. Examples of the unsaturated-branched hydrocarbon group include i-propenyl group and 3-butenyl group, but are not particularly limited. Examples of the saturated-cyclic hydrocarbon group aromatic group include, but are not particularly limited to, a phenyl group or a naphthalene group.
In addition, the derivative in R includes a functional group in which at least one of functional groups such as a carboxy group, a hydroxy group, or an amino group is added to or substituted with respect to the main chain or side chain of various hydrocarbon groups. Although it is mentioned, it is not specifically limited. Further, 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. When the number of carbon atoms constituting the main chain of R exceeds 20, the molecule of the Roxo oxo acid group containing R becomes so large that it is difficult to penetrate into the fiber raw material and the yield of fine cellulose fibers may be reduced. .
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、脂肪族アンモニウム、又は芳香族アンモニウムが挙げられ、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価金属の陽イオン、又は水素イオン等が挙げられるが、特に限定されない。これらは1種又は2種類以上を組み合わせて適用することもできる。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、β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 substance or an inorganic substance. Examples of the monovalent or higher cation made of an organic substance include aliphatic ammonium or aromatic ammonium. Examples of the monovalent or higher cation made of an inorganic substance include ions of alkali metals such as sodium, potassium, or lithium, Examples include, but are not particularly limited to, a cation of a divalent metal such as calcium or magnesium, or a hydrogen ion. These can be applied alone or in combination of two or more. The monovalent or higher cation composed of an organic substance or an inorganic substance is preferably a sodium ion or potassium ion which is not easily yellowed when heated to a fiber raw material containing β and is industrially useful, but is not particularly limited.
<リン酸基導入工程>
リン酸基導入工程は、セルロースを含む繊維原料に対し、リン酸基を有する化合物及びその塩から選択される少なくとも1種(以下、「リン酸化試薬」又は「化合物A」という)を反応させることにより行うことができる。このようなリン酸化試薬は、乾燥状態または湿潤状態の繊維原料に粉末や水溶液の状態で混合してもよい。また別の例としては、繊維原料のスラリーにリン酸化試薬の粉末や水溶液を添加してもよい。
<Phosphate group introduction process>
In the phosphate group introduction step, the fiber raw material containing cellulose is reacted with at least one selected from a compound having a phosphate group and a salt thereof (hereinafter referred to as “phosphorylation reagent” or “compound A”). Can be performed. Such a phosphorylating reagent may be mixed in a powder or aqueous solution with a dry or wet fiber raw material. As another example, a phosphorylating reagent powder or an aqueous solution may be added to the fiber raw material slurry.
リン酸基導入工程は、セルロースを含む繊維原料に対し、リン酸基を有する化合物及びその塩から選択される少なくとも1種(リン酸化試薬又は化合物A)を反応させることにより行うことができる。なお、この反応は、尿素及びその誘導体から選択される少なくとも1種(以下、「化合物B」という)の存在下で行ってもよい。 The phosphoric acid group introduction step can be performed by reacting at least one selected from a compound having a phosphoric acid group and a salt thereof (a phosphorylating reagent or compound A) with a fiber raw material containing cellulose. This reaction may be carried out in the presence of at least one selected from urea and derivatives thereof (hereinafter referred to as “compound B”).
化合物Aを化合物Bの共存下で繊維原料に作用させる方法の一例としては、乾燥状態または湿潤状態の繊維原料に化合物Aおよび化合物Bの粉末や水溶液を混合する方法が挙げられる。また別の例としては、繊維原料のスラリーに化合物Aおよび化合物Bの粉末や水溶液を添加する方法が挙げられる。これらのうち、反応の均一性が高いことから、乾燥状態の繊維原料に化合物Aおよび化合物Bの水溶液を添加する方法、または湿潤状態の繊維原料に化合物Aおよび化合物Bの粉末や水溶液を添加する方法が好ましい。また、化合物Aと化合物Bは同時に添加してもよいし、別々に添加してもよい。また、初めに反応に供試する化合物Aと化合物Bを水溶液として添加して、圧搾により余剰の薬液を除いてもよい。繊維原料の形態は綿状や薄いシート状であることが好ましいが、特に限定されない。 As an example of a method for causing compound A to act on a fiber raw material in the presence of compound B, a method of mixing powder or an aqueous solution of compound A and compound B with a dry or wet fiber raw material can be mentioned. Another example is a method in which powders and aqueous solutions of Compound A and Compound B are added to the fiber raw material slurry. Among these, since the uniformity of the reaction is high, a method of adding an aqueous solution of Compound A and Compound B to a dry fiber material, or a powder or an aqueous solution of Compound A and Compound B to a wet fiber material The method is preferred. Moreover, the compound A and the compound B may be added simultaneously, or may be added separately. Moreover, you may add the compound A and the compound B first used for reaction as aqueous solution, and remove an excess chemical | medical solution by pressing. The form of the fiber raw material is preferably cotton or thin sheet, but is not particularly limited.
本実施態様で使用する化合物Aは、リン酸基を有する化合物及びその塩から選択される少なくとも1種である。
リン酸基を有する化合物としては、リン酸、リン酸のリチウム塩、リン酸のナトリウム塩、リン酸のカリウム塩、リン酸のアンモニウム塩などが挙げられるが、特に限定されない。リン酸のリチウム塩としては、リン酸二水素リチウム、リン酸水素二リチウム、リン酸三リチウム、ピロリン酸リチウム、またはポリリン酸リチウムなどが挙げられる。リン酸のナトリウム塩としてはリン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、またはポリリン酸ナトリウムなどが挙げられる。リン酸のカリウム塩としてはリン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸三カリウム、ピロリン酸カリウム、またはポリリン酸カリウムなどが挙げられる。リン酸のアンモニウム塩としては、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ピロリン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウムなどが挙げられる。
Compound A used in this embodiment is at least one selected from a compound having a phosphate group and a salt thereof.
Examples of the compound having a phosphate group include, but are not limited to, phosphoric acid, lithium salt of phosphoric acid, sodium salt of phosphoric acid, potassium salt of phosphoric acid, ammonium salt of phosphoric acid, and the like. Examples of the lithium salt of phosphoric acid include lithium dihydrogen phosphate, dilithium hydrogen phosphate, trilithium phosphate, lithium pyrophosphate, and lithium polyphosphate. Examples of the sodium salt of phosphoric acid include sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, sodium pyrophosphate, and sodium polyphosphate. Examples of the potassium salt of phosphoric acid include potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, tripotassium phosphate, potassium pyrophosphate, and potassium polyphosphate. Examples of the ammonium salt of phosphoric acid include ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, triammonium phosphate, ammonium pyrophosphate, and ammonium polyphosphate.
これらのうち、リン酸基の導入の効率が高く、後述する解繊工程で解繊効率がより向上しやすく、低コストであり、かつ工業的に適用しやすい観点から、リン酸、リン酸のナトリウム塩、またはリン酸のカリウム塩、リン酸のアンモニウム塩が好ましい。リン酸二水素ナトリウム、またはリン酸水素二ナトリウムがより好ましい。 Among these, phosphoric acid and phosphoric acid are introduced efficiently from the viewpoint that the introduction efficiency of phosphate groups is high, the fibrillation efficiency is easily improved in the fibrillation process described later, the cost is low, and the industrial application is easy. Sodium salt, potassium salt of phosphoric acid, and ammonium salt of phosphoric acid are preferable. Sodium dihydrogen phosphate or disodium hydrogen phosphate is more preferable.
また、反応の均一性が高まり、かつリン酸基導入の効率が高くなることから化合物Aは水溶液として用いることが好ましい。化合物Aの水溶液のpHは特に限定されないが、リン酸基の導入の効率が高くなることから7以下であることが好ましく、パルプ繊維の加水分解を抑える観点からpH3以上pH7以下がさらに好ましい。化合物Aの水溶液のpHは例えば、リン酸基を有する化合物のうち、酸性を示すものとアルカリ性を示すものを併用し、その量比を変えて調整してもよい。化合物Aの水溶液のpHは、リン酸基を有する化合物のうち、酸性を示すものに無機アルカリまたは有機アルカリを添加すること等により調整してもよい。 In addition, compound A is preferably used as an aqueous solution because the uniformity of the reaction is increased and the efficiency of introduction of phosphate groups is increased. The pH of the aqueous solution of Compound A is not particularly limited, but is preferably 7 or less because the efficiency of introduction of phosphate groups is increased, and more preferably pH 3 or more and pH 7 or less from the viewpoint of suppressing the hydrolysis of pulp fibers. The pH of the aqueous solution of Compound A may be adjusted by, for example, using a phosphoric acid group-containing compound that exhibits acidity and an alkalinity, and changing the amount ratio thereof. You may adjust pH of the aqueous solution of the compound A by adding an inorganic alkali or an organic alkali to the thing which shows acidity among the compounds which have a phosphoric acid group.
繊維原料に対する化合物Aの添加量は特に限定されないが、化合物Aの添加量をリン原子量に換算した場合、繊維原料(絶乾質量)に対するリン原子の添加量は0.5質量%以上100質量%以下が好ましく、1質量%以上50質量%以下がより好ましく、2質量%以上30質量%以下が最も好ましい。繊維原料に対するリン原子の添加量が上記範囲内であれば、微細繊維状セルロースの収率をより向上させることができる。繊維原料に対するリン原子の添加量を100質量%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。一方、セルロース繊維に対するリン原子の添加量を上記下限値以上とすることにより、収率を高めることができる。 The amount of compound A added to the fiber raw material is not particularly limited, but when the amount of compound A added is converted to phosphorus atomic weight, the amount of phosphorus atom added to the fiber raw material (absolute dry mass) is 0.5 mass% to 100 mass%. Or less, more preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, and most preferably 2% by mass or more and 30% by mass or less. If the amount of phosphorus atoms added to the fiber raw material is within the above range, the yield of fine fibrous cellulose can be further improved. By making the amount of phosphorus atoms added to the fiber raw material 100% by mass or less, it is possible to balance the effect of improving the yield and the cost. On the other hand, a yield can be raised by making the addition amount of the phosphorus atom with respect to a cellulose fiber more than the said lower limit.
本実施態様で使用する化合物Bとしては、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、1−エチル尿素などが挙げられる。 Examples of the compound B used in this embodiment include urea, biuret, 1-phenylurea, 1-benzylurea, 1-methylurea, 1-ethylurea and the like.
化合物Bは化合物A同様に水溶液として用いることが好ましい。また、反応の均一性が高まることから化合物Aと化合物Bの両方が溶解した水溶液を用いることが好ましい。繊維原料(絶乾質量)に対する化合物Bの添加量は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く、150質量%以上300質量%以下であることが特に好ましい。 Compound B is preferably used as an aqueous solution in the same manner as Compound A. Moreover, since the uniformity of reaction increases, it is preferable to use the aqueous solution in which both compound A and compound B are dissolved. The amount of Compound B added to the fiber raw material (absolute dry mass) 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 100% by mass or more and 350% by mass or less. More preferably, it is more preferably 150% by mass or more and 300% by mass or less.
化合物Aと化合物Bの他に、アミド類またはアミン類を反応系に含んでもよい。アミド類としては、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセトアミド、ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。アミン類としては、メチルアミン、エチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ピリジン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどが挙げられる。これらの中でも、特にトリエチルアミンは良好な反応触媒として働くことが知られている。 In addition to Compound A and Compound B, amides or amines may be included in the reaction system. Examples of amides include formamide, dimethylformamide, acetamide, dimethylacetamide and the like. Examples of amines include methylamine, ethylamine, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, pyridine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, and the like. Among these, triethylamine is known to work as a good reaction catalyst.
リン酸基導入工程においては加熱処理を施すことが好ましい。加熱処理温度は、繊維の熱分解や加水分解反応を抑えながら、リン酸基を効率的に導入できる温度を選択することが好ましい。具体的には50℃以上300℃以下であることが好ましく、100℃以上250℃以下であることがより好ましく、130℃以上200℃以下であることがさらに好ましい。また、加熱には減圧乾燥機、赤外線加熱装置、マイクロ波加熱装置を用いてもよい。 In the phosphoric acid group introduction step, it is preferable to perform a heat treatment. As the heat treatment temperature, it is preferable to select a temperature at which a phosphate group can be efficiently introduced while suppressing thermal decomposition and hydrolysis reaction of the fiber. Specifically, it is preferably 50 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, and further preferably 130 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. Moreover, you may use a vacuum dryer, an infrared heating apparatus, and a microwave heating apparatus for a heating.
加熱処理の際、化合物Aを添加した繊維原料スラリーに水が含まれている間において、繊維原料を静置する時間が長くなると、乾燥に伴い水分子と溶存する化合物Aが繊維原料表面に移動する。そのため、繊維原料中の化合物Aの濃度にムラが生じる可能性があり、繊維表面へのリン酸基の導入が均一に進行しない恐れがある。乾燥による繊維原料中の化合物Aの濃度ムラ発生を抑制するためには、ごく薄いシート状の繊維原料を用いるか、ニーダー等で繊維原料と化合物Aを混練又は攪拌しながら加熱乾燥又は減圧乾燥させる方法を採ればよい。 During the heat treatment, while water is contained in the fiber raw material slurry to which compound A is added, if the time for allowing the fiber raw material to stand still becomes long, the compound A dissolved with water molecules moves to the fiber raw material surface with drying. To do. Therefore, the concentration of the compound A in the fiber raw material may be uneven, and the introduction of phosphate groups on the fiber surface may not proceed uniformly. In order to suppress the occurrence of unevenness in concentration of Compound A in the fiber material due to drying, a very thin sheet-like fiber material is used, or the fiber material and Compound A are kneaded or stirred with a kneader or the like and dried by heating or reduced pressure. The method should be taken.
加熱処理に用いる加熱装置としては、スラリーが保持する水分及びリン酸基などの繊維の水酸基への付加反応で生じる水分を常に装置系外に排出できる装置であることが好ましく、例えば送風方式のオーブン等が好ましい。装置系内の水分を常に排出すれば、リン酸エステル化の逆反応であるリン酸エステル結合の加水分解反応を抑制できることに加えて、繊維中の糖鎖の酸加水分解を抑制することもでき、軸比の高い微細繊維を得ることができる。 The heating device used for the heat treatment is preferably a device that can always discharge the moisture retained by the slurry and the moisture generated by the addition reaction of the fibers such as phosphate groups to the hydroxyl group of the fiber, such as a blower oven. Etc. are preferred. If water in the system is always discharged, the hydrolysis reaction of the phosphate ester bond, which is the reverse reaction of the esterification, can be suppressed, and the acid hydrolysis of the sugar chain in the fiber can also be suppressed. A fine fiber having a high axial ratio can be obtained.
加熱処理の時間は、加熱温度にも影響されるが繊維原料スラリーから実質的に水分が除かれてから1秒以上300分以下であることが好ましく、1秒以上1000秒以下であることがより好ましく、10秒以上800秒以下であることがさらに好ましい。本発明では、加熱温度と加熱時間を適切な範囲とすることにより、リン酸基の導入量を好ましい範囲内とすることができる。 The heat treatment time is also affected by the heating temperature, but it is preferably 1 second or more and 300 minutes or less, preferably 1 second or more and 1000 seconds or less after moisture is substantially removed from the fiber raw material slurry. Preferably, it is 10 seconds or more and 800 seconds or less. In the present invention, the amount of phosphate groups introduced can be within a preferred range by setting the heating temperature and the heating time to appropriate ranges.
リン酸基導入工程は、少なくとも1回行えば良いが、複数回繰り返すこともできる。この場合、より多くのリン酸基が導入されるので好ましい。本発明においては、例えば、リン酸基導入工程を2回行うことも好ましい態様である。 The phosphate group introduction step may be performed at least once, but may be repeated a plurality of times. In this case, more phosphoric acid groups are introduced, which is preferable. In the present invention, for example, it is also a preferred embodiment to perform the phosphate group introduction step twice.
リン酸基の導入量は、微細繊維状セルロース1g(質量)あたり0.10mmol/g以上であることが好ましく、0.20mmol/g以上であることがより好ましく、0.50mmol/g以上であることがさらに好ましく、1.00mmol/g以上であることが特に好ましい。また、リン酸基の導入量は、微細繊維状セルロース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い。リン酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維原料の微細化を容易にし、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、リン酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、電池用セパレータ塗液用増粘剤として良好な特性を発揮することができる。なお、本明細書において、微細繊維状セルロースが有するリン酸基の含有量(リン酸基の導入量)は、後述するように微細繊維状セルロースが有するリン酸基の強酸性基量と等しい。 The amount of phosphate group introduced is preferably 0.10 mmol / g or more, more preferably 0.20 mmol / g or more, and 0.50 mmol / g or more per 1 g (mass) of fine fibrous cellulose. More preferably, it is particularly preferably 1.00 mmol / g or more. The amount of phosphate groups introduced is preferably 5.20 mmol / g or less, more preferably 3.65 mmol / g or less, and 3.00 mmol / g or less per 1 g (mass) of fine fibrous cellulose. More preferably. By making the introduction amount of the phosphoric acid group within the above range, the fiber raw material can be easily refined, and the stability of the fine fibrous cellulose can be enhanced. Moreover, by setting the introduction amount of phosphate groups within the above range, good characteristics can be exhibited as a thickener for battery separator coating liquid. In addition, in this specification, content of the phosphoric acid group which a fine fibrous cellulose has (introduction amount of a phosphoric acid group) is equal to the strongly acidic group amount of the phosphoric acid group which a fine fibrous cellulose has so that it may mention later.
リン酸基の繊維原料への導入量は、伝導度滴定法により測定することができる。具体的には、解繊処理工程により微細化を行い、得られた微細繊維状セルロース含有スラリーをイオン交換樹脂で処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えながら電気伝導度の変化を求めることにより、導入量を測定することができる。 The amount of phosphate group introduced into the fiber material can be measured by a conductivity titration method. Specifically, by performing the defibration process step, after treating the resulting fine fibrous cellulose-containing slurry with an ion exchange resin, by determining the change in electrical conductivity while adding an aqueous sodium hydroxide solution, The amount introduced can be measured.
伝導度滴定では、アルカリを加えていくと、図1に示した曲線を与える。最初は、急激に電気伝導度が低下する(以下、「第1領域」という)。その後、わずかに伝導度が上昇を始める(以下、「第2領域」という)。さらにその後、伝導度の増分が増加する(以下、「第3領域」という)。すなわち、3つの領域が現れる。なお、第2領域と第3領域の境界点は、伝導度の2回微分値、すなわち伝導度の増分(傾き)の変化量が最大となる点で定義される。このうち、第1領域で必要としたアルカリ量が、滴定に使用したスラリー中の強酸性基量と等しく、第2領域で必要としたアルカリ量が滴定に使用したスラリー中の弱酸性基量と等しくなる。リン酸基が縮合を起こす場合、見かけ上弱酸性基が失われ、第1領域に必要としたアルカリ量と比較して第2領域に必要としたアルカリ量が少なくなる。一方、強酸性基量は、縮合の有無に関わらずリン原子の量と一致することから、単にリン酸基導入量(またはリン酸基量)、または置換基導入量(または置換基量)と言った場合は、強酸性基量のことを表す。すなわち、図1に示した曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して、置換基導入量(mmol/g)とする。 In conductivity titration, when alkali is added, the curve shown in FIG. 1 is given. Initially, the electrical conductivity rapidly decreases (hereinafter referred to as “first region”). Thereafter, the conductivity starts to increase slightly (hereinafter referred to as “second region”). Thereafter, the conductivity increment increases (hereinafter referred to as “third region”). That is, three areas appear. The boundary point between the second region and the third region is defined as a point at which the amount of change in conductivity twice, that is, the increase (inclination) in conductivity is maximized. Among these, the amount of alkali required in the first region is equal to the amount of strongly acidic groups in the slurry used for titration, and the amount of alkali required in the second region is the amount of weakly acidic groups in the slurry used for titration. Will be equal. When the phosphoric acid group undergoes condensation, apparently weakly acidic groups are lost, and the amount of alkali required in the second region is reduced compared to the amount of alkali required in the first region. On the other hand, the amount of strongly acidic groups coincides with the amount of phosphorus atoms regardless of the presence or absence of condensation, so that the amount of phosphate groups introduced (or the amount of phosphate groups) or the amount of substituent introduced (or the amount of substituents) is simply When said, it represents the amount of strongly acidic group. That is, the alkali amount (mmol) required in the first region of the curve shown in FIG. 1 is divided by the solid content (g) in the titration target slurry to obtain the substituent introduction amount (mmol / g).
<カルボキシ基導入工程>
微細繊維状セルロースがカルボキシ基を有するものである場合、カルボキシ基導入工程を経ることで微細繊維状セルロースにカルボキシ基を導入することができる。カルボキシ基導入工程では、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、その誘導体、またはその酸無水物もしくはその誘導体によって繊維原料を処理することで、微細繊維状セルロースにカルボキシ基を導入することができる。
<Carboxy group introduction step>
When the fine fibrous cellulose has a carboxy group, the carboxy group can be introduced into the fine fibrous cellulose through a carboxy group introduction step. In the carboxy group introduction step, the fiber raw material is treated with a compound having a carboxylic acid-derived group, a derivative thereof, or an acid anhydride or derivative thereof, such as a TEMPO oxidation treatment, whereby a carboxy group is added to the fine fibrous cellulose. Can be introduced.
カルボキシ基を有する化合物としては特に限定されないが、マレイン酸、コハク酸、フタル酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、イタコン酸等のジカルボン酸化合物やクエン酸、アコニット酸等トリカルボン酸化合物が挙げられる。 The compound having a carboxy group is not particularly limited, and examples thereof include dicarboxylic acid compounds such as maleic acid, succinic acid, phthalic acid, fumaric acid, glutaric acid, adipic acid and itaconic acid, and tricarboxylic acid compounds such as citric acid and aconitic acid. .
カルボキシ基を有する化合物の酸無水物としては特に限定されないが、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水イタコン酸等のジカルボン酸化合物の酸無水物が挙げられる。 The acid anhydride of the compound having a carboxy group is not particularly limited, and examples thereof include acid anhydrides of dicarboxylic acid compounds such as maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride, glutaric anhydride, adipic anhydride, and itaconic anhydride. It is done.
カルボキシ基を有する化合物の誘導体としては特に限定されないが、カルボキシ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、マレイミド、コハク酸イミド、フタル酸イミド等のジカルボン酸化合物のイミド化物が挙げられる。 Although it does not specifically limit as a derivative | guide_body of the compound which has a carboxy group, The derivative of the acid anhydride of the compound which has a carboxy group and the acid anhydride imidation of a compound which has a carboxy group are mentioned. The acid anhydride imidized compound having a carboxy group is not particularly limited, and examples thereof include imidized dicarboxylic acid compounds such as maleimide, succinimide, and phthalimide.
カルボキシ基を有する化合物の酸無水物の誘導体としては特に限定されない。例えば、ジメチルマレイン酸無水物、ジエチルマレイン酸無水物、ジフェニルマレイン酸無水物等の、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物の少なくとも一部の水素原子が置換基(例えば、アルキル基、フェニル基等)で置換されたものが挙げられる。 The acid anhydride derivative of the compound having a carboxy group is not particularly limited. For example, at least some of the hydrogen atoms of the acid anhydride of the compound having a carboxy group such as dimethylmaleic anhydride, diethylmaleic anhydride, diphenylmaleic anhydride are substituted (eg, alkyl group, phenyl group, etc.) ) Are substituted.
カルボキシ基導入工程において、TEMPO酸化処理を行う場合、その処理をpHが6以上8以下の条件で行うことも好ましい。このような処理工程は中性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、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出来る。 In the carboxy group introduction step, when the TEMPO oxidation treatment is performed, it is also preferable to perform the treatment under conditions of pH 6 or more and 8 or less. Such a treatment process is also called neutral TEMPO oxidation treatment. Neutral TEMPO oxidation treatment includes, for example, sodium phosphate buffer (pH = 6.8), nitroxy such as pulp and TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl) as a catalyst. This can be done by adding sodium hypochlorite as a radical or sacrificial reagent. Further, by allowing sodium chlorite to coexist, the aldehyde generated during the oxidation process can be efficiently oxidized to the carboxy group.
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0.10mmol/g以上であることが好ましく、0.20mmol/g以上であることがより好ましく、0.50mmol/g以上であることがさらに好ましく、1.00mmol/g以上であることが特に好ましい。また、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、3.50mmol/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い。 The amount of carboxy group introduced is preferably 0.10 mmol / g or more, more preferably 0.20 mmol / g or more, and 0.50 mmol / g or more per 1 g (mass) of fine fibrous cellulose. Is more preferable, and particularly preferably 1.00 mmol / g or more. The amount of carboxy group introduced is preferably 3.65 mmol / g or less, more preferably 3.50 mmol / g or less, and further preferably 3.00 mmol / g or less.
カルボキシ基の導入量は伝導度滴定法で測定することができる。伝導度滴定法による測定の際には、得られた微細繊維状セルロース含有スラリーに、水酸化ナトリウム水溶液を加えながら伝導度の変化を求めることにより、導入量を測定する。 The amount of carboxy group introduced can be measured by a conductivity titration method. In the measurement by the conductivity titration method, the introduction amount is measured by obtaining a change in conductivity while adding an aqueous sodium hydroxide solution to the obtained fine fibrous cellulose-containing slurry.
伝導度滴定法では、アルカリを加えていくと、図2に示した曲線を与える。この曲線は、電気伝導度が減少した後、伝導度の増分(傾き)がほぼ一定となるまでを第1領域、その後、伝導度の増分(傾き)が増加する第2領域に区分される。なお、第1領域、第2領域の境界点は、伝導度の2回微分値、すなわち伝導度の増分(傾き)の変化量が最大となる点で定義される。図2で示した曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象の微細繊維状セルロース含有スラリー中の固形分(g)で除して、カルボキシ基の導入量(mmol/g)とする。 In the conductivity titration method, the curve shown in FIG. 2 is given when alkali is added. This curve is divided into a first region until the conductivity increment (slope) becomes substantially constant after the electrical conductivity decreases, and then a second region where the conductivity increment (slope) increases. Note that the boundary point between the first region and the second region is defined as the point at which the amount of change in conductivity twice, that is, the increase (inclination) in conductivity is maximized. The alkali amount (mmol) required in the first region of the curve shown in FIG. 2 is divided by the solid content (g) in the fine fibrous cellulose-containing slurry to be titrated to obtain the introduction amount of carboxy group (mmol / g).
<アルカリ処理>
微細繊維状セルロースを製造する場合、リン酸基導入工程やカルボキシ基導入工程といった置換基導入工程と、後述する解繊処理工程との間に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。
アルカリ溶液に含まれるアルカリ化合物は、特に限定されないが、無機アルカリ化合物であってもよいし、有機アルカリ化合物であってもよい。アルカリ溶液における溶媒としては水または有機溶媒のいずれであってもよい。溶媒は、極性溶媒(水、またはアルコール等の極性有機溶媒)が好ましく、少なくとも水を含む水系溶媒がより好ましい。
また、アルカリ溶液のうちでは、汎用性が高いことから、水酸化ナトリウム水溶液、または水酸化カリウム水溶液が特に好ましい。
<Alkali treatment>
When manufacturing a fine fibrous cellulose, you may perform an alkali treatment between substituent introduction processes, such as a phosphate group introduction process and a carboxy group introduction process, and the fibrillation process mentioned later. Although it does not specifically limit as a method of an alkali treatment, For example, the method of immersing an ionic substituent introduction | transduction fiber in an alkaline solution is mentioned.
The alkali compound contained in the alkali solution is not particularly limited, but may be an inorganic alkali compound or an organic alkali compound. The solvent in the alkaline solution may be either water or an organic solvent. The solvent is preferably a polar solvent (polar organic solvent such as water or alcohol), and more preferably an aqueous solvent containing at least water.
Of the alkaline solutions, a sodium hydroxide aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution is particularly preferred because of its high versatility.
アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液の温度は特に限定されないが、5℃以上80℃以下が好ましく、10℃以上60℃以下がより好ましい。
アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液への浸漬時間は特に限定されないが、5分以上30分以下が好ましく、10分以上20分以下がより好ましい。
アルカリ処理におけるアルカリ溶液の使用量は特に限定されないが、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。
Although the temperature of the alkali solution in an alkali treatment process is not specifically limited, 5 to 80 degreeC is preferable and 10 to 60 degreeC is more preferable.
The immersion time in the alkaline solution in the alkali treatment step is not particularly limited, but is preferably 5 minutes or longer and 30 minutes or shorter, and more preferably 10 minutes or longer and 20 minutes or shorter.
Although the usage-amount of the alkali solution in an alkali treatment is not specifically limited, It is preferable that it is 100 mass% or more and 100,000 mass% or less with respect to the absolute dry mass of an ionic substituent introduction | transduction fiber, and is 1000 mass% or more and 10,000 mass% or less More preferably.
アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液使用量を減らすために、アルカリ処理工程の前に、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構わない。アルカリ処理後には、取り扱い性を向上させるために、解繊処理工程の前に、アルカリ処理済み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 the alkaline solution used in the alkali treatment step, the ionic substituent-introduced fiber may be washed with water or an organic solvent before the alkali treatment step. After the alkali treatment, in order to improve the handleability, it is preferable to wash the alkali-treated ionic substituent-introduced fiber with water or an organic solvent before the defibrating treatment step.
<解繊処理>
イオン性置換基導入繊維は、解繊処理工程で解繊処理される。解繊処理工程では、通常、解繊処理装置を用いて、繊維を解繊処理して、微細繊維状セルロース含有スラリーを得るが、処理装置、処理方法は、特に限定されない。
解繊処理装置としては、高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザーや超高圧ホモジナイザー、高圧衝突型粉砕機、ボールミル、ビーズミルなどを使用できる。あるいは、解繊処理装置としては、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナー、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、またはビーターなど、湿式粉砕する装置等を使用することもできる。解繊処理装置は、上記に限定されるものではない。好ましい解繊処理方法としては、粉砕メディアの影響が少なく、コンタミの心配が少ない高速解繊機、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザーが挙げられる。
<Defibration processing>
The ionic substituent-introduced fiber is defibrated in the defibrating process. In the defibrating process, the fiber is usually defibrated using a defibrating apparatus to obtain a fine fibrous cellulose-containing slurry, but the processing apparatus and the processing method are not particularly limited.
As the defibrating apparatus, a high-speed defibrator, a grinder (stone mill type pulverizer), a high-pressure homogenizer, an ultra-high pressure homogenizer, a high-pressure collision type pulverizer, a ball mill, a bead mill, or the like can be used. Alternatively, as a defibrating apparatus, a device for wet grinding such as a disk type refiner, a conical refiner, a twin-screw kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, or a beater should be used. You can also. The defibrating apparatus is not limited to the above. Preferable defibrating treatment methods include a high-speed defibrator, a high-pressure homogenizer, and an ultra-high pressure homogenizer that are less affected by the grinding media and less worried about contamination.
解繊処理の際には、繊維原料を、水と有機溶媒を単独または組み合わせて希釈してスラリー状にすることが好ましいが、特に限定されない。分散媒としては、水の他に、極性有機溶剤を使用することができる。好ましい極性有機溶剤としては、アルコール類、ケトン類、エーテル類、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、またはジメチルアセトアミド(DMAc)等が挙げられるが、特に限定されない。アルコール類としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、またはt−ブチルアルコール等が挙げられる。ケトン類としては、アセトンまたはメチルエチルケトン(MEK)等が挙げられる。エーテル類としては、ジエチルエーテルまたはテトラヒドロフラン(THF)等が挙げられる。分散媒は1種であってもよいし、2種以上でもよい。また、分散媒中に繊維原料以外の固形分、例えば水素結合性のある尿素などを含んでも構わない。 In the defibrating treatment, it is preferable to dilute the fiber raw material with water and an organic solvent alone or in combination to form a slurry, but there is no particular limitation. As the dispersion medium, in addition to water, a polar organic solvent can be used. Preferable polar organic solvents include alcohols, ketones, ethers, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), and the like, but are not particularly limited. Examples of alcohols include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, and t-butyl alcohol. Examples of ketones include acetone and methyl ethyl ketone (MEK). Examples of ethers include diethyl ether and tetrahydrofuran (THF). The dispersion medium may be one type or two or more types. Further, the dispersion medium may contain a solid content other than the fiber raw material, such as urea having hydrogen bonding property.
本発明では、微細繊維状セルロースを濃縮、乾燥させた後に解繊処理を行ってもよい。この場合、濃縮、乾燥の方法は特に限定されないが、例えば、微細繊維状セルロースを含有するスラリーに濃縮剤を添加する方法、一般に用いられる脱水機、プレス、乾燥機を用いる方法等が挙げられる。また、公知の方法、例えばWO2014/024876、WO2012/107642、およびWO2013/121086に記載された方法を用いることができる。また、濃縮した微細繊維状セルロースをシート化してもよい。該シートを粉砕して解繊処理を行うこともできる。 In the present invention, the fibrillation treatment may be performed after the fine fibrous cellulose is concentrated and dried. In this case, the concentration and drying methods are not particularly limited, and examples thereof include a method of adding a concentrating agent to a slurry containing fine fibrous cellulose, a generally used dehydrator, a press, and a method using a dryer. Moreover, a well-known method, for example, the method described in WO2014 / 024876, WO2012 / 107642, and WO2013 / 121086 can be used. Further, the concentrated fine fibrous cellulose may be formed into a sheet. The sheet can be pulverized to perform a defibrating process.
微細繊維状セルロースを粉砕する際に粉砕に用いる装置としては、高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー、高圧衝突型粉砕機、ボールミル、ビーズミル、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナー、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、ビーターなど、湿式粉砕する装置等を使用することもできるが特に限定されない。また、処理条件も好ましい重合度が得られる条件であれば特に限定されない。 The equipment used for pulverization of fine fibrous cellulose includes high-speed fibrillators, grinders (stone mill type pulverizers), high-pressure homogenizers, ultra-high pressure homogenizers, high-pressure collision type pulverizers, ball mills, bead mills, disk type refiners, and conicals. An apparatus for wet pulverization such as a refiner, a twin-screw kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, a beater, and the like can be used, but is not particularly limited. The treatment conditions are not particularly limited as long as a preferable degree of polymerization is obtained.
(第2セルロース繊維)
本発明のシートは、第2セルロース繊維を含む。第2セルロース繊維は、繊維幅が1μm以上100μm以下であるセルロース繊維である。第2セルロース繊維は、繊維幅が1000nmより大きく100μm以下であるセルロース繊維であることが好ましい。本明細書では、第2セルロース繊維を粗大セルロース繊維や粗大繊維状セルロースともいう。
(Second cellulose fiber)
The sheet | seat of this invention contains a 2nd cellulose fiber. The second cellulose fiber is a cellulose fiber having a fiber width of 1 μm to 100 μm. The second cellulose fiber is preferably a cellulose fiber having a fiber width of more than 1000 nm and not more than 100 μm. In the present specification, the second cellulose fiber is also referred to as coarse cellulose fiber or coarse fibrous cellulose.
本実施形態においては、たとえば上記に繊維状セルロース原料として例示したパルプを、第2セルロース繊維として用いることができる。これにより、製造コストをさらに抑えることができる。パルプの繊維幅は、たとえば15μm以上であり、20μm以上であることが生産性を向上させる観点から好ましい。一方で、パルプの繊維幅は、たとえば100μm以下である。 In the present embodiment, for example, the pulp exemplified above as the fibrous cellulose raw material can be used as the second cellulose fiber. Thereby, manufacturing cost can be further suppressed. The fiber width of the pulp is, for example, 15 μm or more, and is preferably 20 μm or more from the viewpoint of improving productivity. On the other hand, the fiber width of the pulp is, for example, 100 μm or less.
パルプ繊維の繊維幅は、カヤーニオートメーション社のカヤーニ繊維長測定器(FS−200形)を用いて測定することができる。ここで、パルプ繊維の繊維幅とは、セルロース繊維の幹繊維における繊維幅である。たとえば、パルプ繊維がフィブリルセルロース繊維である場合には、フィブリル化して分枝化した繊維の繊維幅ではなく、主軸を構成している幹繊維の繊維幅をパルプ繊維の繊維幅という。 The fiber width of the pulp fiber can be measured using a Kajaani fiber length measuring instrument (FS-200 type) manufactured by Kajaani Automation. Here, the fiber width of the pulp fiber is a fiber width in the trunk fiber of the cellulose fiber. For example, when the pulp fiber is a fibril cellulose fiber, the fiber width of the trunk fiber constituting the main axis is referred to as the fiber width of the pulp fiber, not the fiber width of the fiber fibrillated and branched.
第2セルロース繊維の含有量は、シートの全質量に対して、50質量%以上であることが好ましく、65質量%以上であることがより好ましく、75質量%以上であることがさらに好ましい。なお、生産性をより向上させる観点からは、第2セルロース繊維の含有量をシート全体に対して85質量%以上とすることもできる。また、第2セルロース繊維の含有量は、シートの全質量に対して、99質量%以下であり、95質量%以下であることがより好ましい。また、強度を向上させる観点からは、第2セルロース繊維の含有量をシート全体に対して85質量%以下とすることもできる。 The content of the second cellulose fiber is preferably 50% by mass or more, more preferably 65% by mass or more, and further preferably 75% by mass or more with respect to the total mass of the sheet. In addition, from a viewpoint of improving productivity more, content of a 2nd cellulose fiber can also be 85 mass% or more with respect to the whole sheet | seat. Moreover, content of a 2nd cellulose fiber is 99 mass% or less with respect to the total mass of a sheet | seat, and it is more preferable that it is 95 mass% or less. Further, from the viewpoint of improving the strength, the content of the second cellulose fiber can be 85% by mass or less with respect to the entire sheet.
第2セルロース繊維は、針葉樹パルプ及び広葉樹パルプを含むことが好ましい。さらに、本発明のシートにおいて、針葉樹パルプの含有量(質量部)をN、広葉樹パルプの含有量(質量部)をLとした場合、N/Lの値は、1以上であることが好ましく、1.5以上であることがより好ましく、2以上であることがさらに好ましく、3以上であることが特に好ましい。また、N/Lの値は、8以下であることが好ましく、7以下であることがより好ましい。本発明のシートにおいては、針葉樹パルプとの広葉樹パルプの含有量を上記範囲内とし、さらに、そこに微細繊維状セルロースを混合することで、シートの比引張弾性率が効果的に高められる。
なお、本発明のシートにおいて、針葉樹パルプの含有量と広葉樹パルプの含有量の比率は、例えば、JIS P 8120:1998に準拠して、シートから離解し染色した繊維を顕微鏡下で定量することで求めることができる。
The second cellulose fibers preferably include softwood pulp and hardwood pulp. Furthermore, in the sheet of the present invention, when the content (parts by mass) of softwood pulp is N and the content (parts by mass) of hardwood pulp is L, the value of N / L is preferably 1 or more, It is more preferably 1.5 or more, further preferably 2 or more, and particularly preferably 3 or more. Further, the value of N / L is preferably 8 or less, and more preferably 7 or less. In the sheet of the present invention, the specific tensile elastic modulus of the sheet is effectively increased by making the content of the hardwood pulp with the conifer pulp within the above range and further mixing the fine fibrous cellulose therein.
In the sheet of the present invention, the ratio of the content of the softwood pulp and the content of the hardwood pulp is determined, for example, by quantifying the fibers dissociated from the sheet and dyed under a microscope in accordance with JIS P 8120: 1998. Can be sought.
針葉樹パルプと広葉樹パルプの混合体のカナダ標準フリーネスは600ml以下であることが好ましく、550ml以下であることがより好ましく、500ml以下であることがさらに好ましい。なお、針葉樹パルプと広葉樹パルプの混合体のカナダ標準フリーネスの下限値は特に限定されるものではないが、50ml以上であることが好ましい。なお、カナダ標準フリーネスは、JIS P 8121−1995に準じて、カナダ標準ろ水度法により測定される濾水度である。 The Canadian standard freeness of the mixture of softwood and hardwood pulp is preferably 600 ml or less, more preferably 550 ml or less, and even more preferably 500 ml or less. The lower limit of the Canadian standard freeness of the mixture of coniferous and hardwood pulp is not particularly limited, but is preferably 50 ml or more. The Canadian standard freeness is a freeness measured by a Canadian standard freeness method according to JIS P 8121-1995.
また、針葉樹パルプと広葉樹パルプの混合体の変則フリーネスは、800ml以下であってもよい。この場合、針葉樹パルプと広葉樹パルプの混合体の変則フリーネスは、700ml以下であることが好ましく、650ml以下であることがより好ましい。なお、針葉樹パルプと広葉樹パルプの混合体の変則フリーネスは、200ml以上であることが好ましい。変則フリーネスが上記範囲のパルプ繊維は、高叩解パルプであると言うことができ、このようなパルプとしては、たとえばグラシンパルプを挙げることができる。高叩解パルプの濾水度は、一般的なカナダ標準ろ水度法では測定が難しいため、変則フリーネスが測定される。変則フリーネスは、JIS P 8121−1995に規定のカナダ標準ろ水度法において、パルプ濃度を0.3質量%から0.03質量%に変更し、JIS規格スクリーンプレートから80メッシュワイヤーに変更して測定した濾水度である。 Also, the irregular freeness of the mixture of coniferous pulp and hardwood pulp may be 800 ml or less. In this case, the irregular freeness of the mixture of softwood pulp and hardwood pulp is preferably 700 ml or less, and more preferably 650 ml or less. The irregular freeness of the mixture of softwood pulp and hardwood pulp is preferably 200 ml or more. A pulp fiber having an irregular freeness in the above range can be said to be a high beaten pulp, and an example of such a pulp is glassine pulp. Since the freeness of high beat pulp is difficult to measure by the general Canadian standard freeness method, irregular freeness is measured. The irregular freeness is changed by changing the pulp concentration from 0.3% by mass to 0.03% by mass and changing from JIS standard screen plate to 80 mesh wire in the Canadian Standard Freeness Method prescribed in JIS P 8121-1995. The measured freeness.
本発明のシートが高叩解パルプを含む場合、これによりシートの強度をより効果的に向上させることができる。高叩解パルプの繊維幅は、たとえば1μm以上であり、5μm以上であることが生産性を向上させる観点から好ましい。一方で、高叩解パルプの繊維幅は、たとえば15μm未満である。 When the sheet | seat of this invention contains highly beaten pulp, this can improve the intensity | strength of a sheet | seat more effectively. The fiber width of the highly beaten pulp is, for example, 1 μm or more, and preferably 5 μm or more from the viewpoint of improving productivity. On the other hand, the fiber width of the high beaten pulp is, for example, less than 15 μm.
パルプの叩解は、たとえば解繊処理装置を用いて行うことができる。解繊処理装置としては特に限定されない。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、クレアミックス、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が挙げられる。また、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、ビーター等、湿式粉砕する装置等を適宜使用することができる。 The beating of the pulp can be performed using, for example, a defibrating apparatus. The defibrating apparatus is not particularly limited. Examples include a high-speed defibrator, a grinder (stone mortar-type pulverizer), a high-pressure homogenizer, an ultra-high-pressure homogenizer, a CLEARMIX, a high-pressure collision-type pulverizer, a ball mill, a bead mill, a disk refiner, and a conical refiner. In addition, a wet pulverizing apparatus such as a twin-screw kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, and a beater can be used as appropriate.
(比率)
第1セルロース繊維の含有量をC1とし、第2セルロース繊維の含有量をC2とした場合、C1/(C1+C2)は、0.01以上であることが好ましく、0.05以上であることがより好ましく、0.08以上であることがとくに好ましい。一方で、C1/(C1+C2)は、0.3以下であることが好ましく、0.25以下であることがより好ましい。これにより、シートの生産性と強度のバランスをより効果的に向上させることができる。
ここで、シート中の第1セルロース繊維は、たとえば走査電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、S−3600N)にて観察することが可能である。また、第2セルロース繊維は、たとえば高分解能電界放出型走査電子顕微鏡(日立製作所製、S−5200)にて観察することが可能である。このような観察により、各繊維の体積比率から質量比率を算出してもよい。但し、後述するようなシートの製造工程における、各セルロース繊維の混合比は、シートにおける第1セルロース繊維と第2セルロース繊維の比率と同等である。
(ratio)
When the content of the first cellulose fiber is C1 and the content of the second cellulose fiber is C2, C1 / (C1 + C2) is preferably 0.01 or more, more preferably 0.05 or more. It is preferably 0.08 or more. On the other hand, C1 / (C1 + C2) is preferably 0.3 or less, and more preferably 0.25 or less. Thereby, the balance between the productivity and strength of the sheet can be improved more effectively.
Here, the first cellulose fibers in the sheet can be observed, for example, with a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, S-3600N). The second cellulose fiber can be observed with, for example, a high-resolution field emission scanning electron microscope (manufactured by Hitachi, Ltd., S-5200). Through such observation, the mass ratio may be calculated from the volume ratio of each fiber. However, the mixing ratio of each cellulose fiber in the sheet manufacturing process as described later is equivalent to the ratio of the first cellulose fiber and the second cellulose fiber in the sheet.
(ポリアミドポリアミンエピハロヒドリン)
本発明のシートは、たとえばポリアミンポリアミドエピハロヒドリンをさらに含有することができる。これにより、シートの強度をさらに向上させることが可能となる。ポリアミンポリアミドエピハロヒドリンは、脂肪族二塩基性カルボン酸又はその誘導体と、ポリアルキレンポリアミンを加熱縮合させてポリアミドポリアミンを合成し、次いで該ポリアミドポリアミンとエピハロヒドリンを反応させることで得られるカチオン性熱硬化性樹脂である。なお、ポリアミンポリアミドエピハロヒドリンは水性樹脂であるから、シート形成用スラリーにはポリアミンポリアミドエピハロヒドリンを水溶液として添加することもできる。
(Polyamide polyamine epihalohydrin)
The sheet of the present invention can further contain, for example, polyamine polyamide epihalohydrin. Thereby, the strength of the sheet can be further improved. Polyamine polyamide epihalohydrin is a cationic thermosetting resin obtained by synthesizing polyamidopolyamine by heat condensation of an aliphatic dibasic carboxylic acid or its derivative and a polyalkylene polyamine, and then reacting the polyamidopolyamine with epihalohydrin. It is. Since polyamine polyamide epihalohydrin is an aqueous resin, polyamine polyamide epihalohydrin can also be added as an aqueous solution to the slurry for sheet formation.
ポリアミンポリアミドエピハロヒドリンとしては、例えば、ポリアミンポリアミドエピクロロヒドリン、ポリアミンポリアミドエピブロモヒドリン、ポリアミンポリアミドエピヨードヒドリン等を挙げることができる。 Examples of the polyamine polyamide epihalohydrin include polyamine polyamide epichlorohydrin, polyamine polyamide epibromohydrin, polyamine polyamide epiiohydrin, and the like.
ポリアミンポリアミドエピハロヒドリンの含有量は、シートの全質量に対して、0.05質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましく、0.3質量%以上であることがさらに好ましい。 The content of the polyamine polyamide epihalohydrin is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and 0.3% by mass or more with respect to the total mass of the sheet. Is more preferable.
(その他の繊維)
本発明のシートは第1セルロース繊維と第2セルロース繊維以外に、その他のセルロース繊維を含んでいてもよい。その他のセルロース繊維としては、たとえば第2セルロース繊維を叩解して繊維幅を100nmより大きく1000nm未満とした、高叩解パルプを挙げることができる。ここで、その他の繊維の繊維幅とは、セルロース繊維の幹繊維における繊維幅である。たとえば、その他の繊維がフィブリル化セルロース繊維である場合には、フィブリル化して分枝化した繊維の繊維幅ではなく、幹繊維の繊維幅をその他の繊維の繊維幅という。
(Other fibers)
The sheet | seat of this invention may contain the other cellulose fiber other than the 1st cellulose fiber and the 2nd cellulose fiber. Examples of other cellulose fibers include high beating pulp in which the second cellulose fibers are beaten to make the fiber width larger than 100 nm and smaller than 1000 nm. Here, the fiber width of the other fibers is a fiber width in the trunk fiber of the cellulose fiber. For example, when the other fiber is a fibrillated cellulose fiber, the fiber width of the trunk fiber is referred to as the fiber width of the other fiber, not the fiber width of the fiber fibrillated and branched.
その他のセルロース繊維の叩解は、たとえば解繊処理装置を用いて行うことができる。解繊処理装置としては特に限定されない。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、クレアミックス、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が挙げられる。また、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、ビーター等、湿式粉砕する装置等を適宜使用することができる。 The beating of other cellulose fibers can be performed using, for example, a defibrating apparatus. The defibrating apparatus is not particularly limited. Examples include a high-speed defibrator, a grinder (stone mortar-type pulverizer), a high-pressure homogenizer, an ultra-high-pressure homogenizer, a CLEARMIX, a high-pressure collision-type pulverizer, a ball mill, a bead mill, a disk refiner, and a conical refiner. In addition, a wet pulverizing apparatus such as a twin-screw kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, and a beater can be used as appropriate.
(任意成分)
本発明のシートには、上述した成分以外の任意成分が含まれていてもよい。任意成分としては、たとえば、親水性樹脂、防腐剤、消泡剤、潤滑剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、安定剤、界面活性剤、サイズ剤、歩留まり向上剤、嵩高剤、濾水性向上剤、pH調整剤、蛍光増白剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤、消泡剤、保水剤、分散剤等を挙げることができる。
(Optional component)
The sheet of the present invention may contain an optional component other than the components described above. Optional components include, for example, hydrophilic resins, preservatives, antifoaming agents, lubricants, ultraviolet absorbers, dyes, pigments, stabilizers, surfactants, sizing agents, yield improvers, bulking agents, and drainage improvers. , PH adjusters, fluorescent brighteners, pitch control agents, slime control agents, antifoaming agents, water retention agents, dispersants and the like.
また、本発明のシートには、熱可塑性樹脂エマルジョン、熱硬化性樹脂エマルジョン、光硬化性樹脂エマルジョン等が添加されてもよい。熱可塑性樹脂エマルジョン、熱硬化性樹脂エマルジョン、光硬化性樹脂エマルジョンの具体例としては、特開2009−299043号公報に記載のものが挙げられる。 Moreover, a thermoplastic resin emulsion, a thermosetting resin emulsion, a photocurable resin emulsion, or the like may be added to the sheet of the present invention. Specific examples of the thermoplastic resin emulsion, the thermosetting resin emulsion, and the photocurable resin emulsion include those described in JP2009-299043A.
(シートの製造方法)
シートの製造工程は、繊維幅が100nm以下であって、かつ化学変性された第1セルロース繊維と、繊維幅が1μm以上100μm以下の第2セルロース繊維と、を含むスラリーを得る工程と、このスラリーを基材上に塗工する工程、又は、スラリーを抄紙する工程を含む。本発明の最も好ましい製造工程は、生産性の面から、スラリーを抄紙によりシートを得る方法である。
(Sheet manufacturing method)
The sheet manufacturing process includes a process of obtaining a slurry including a first cellulose fiber having a fiber width of 100 nm or less and chemically modified, and a second cellulose fiber having a fiber width of 1 μm to 100 μm, and the slurry. A step of coating the base material on the substrate, or a step of papermaking the slurry. The most preferable production process of the present invention is a method of obtaining a sheet from a slurry by papermaking from the viewpoint of productivity.
スラリーを得る工程では、第2セルロース繊維として、針葉樹パルプと広葉樹パルプを混合する工程を含むことが好ましく、その後に、第1セルロース繊維を加えて混合する工程を含むことが好ましい。針葉樹パルプと広葉樹パルプを混合する工程では、必要に応じて、叩解処理工程を設けることが好ましく、叩解処理工程では、所望のフリーネスとなるようにパルプ繊維に叩解処理を施すことが好ましい。 In the step of obtaining the slurry, it is preferable to include a step of mixing softwood pulp and hardwood pulp as the second cellulose fiber, and it is preferable to include a step of adding and mixing the first cellulose fiber thereafter. In the step of mixing the coniferous pulp and the hardwood pulp, it is preferable to provide a beating treatment step as necessary, and in the beating treatment step, it is preferable to beaten the pulp fibers so as to obtain a desired freeness.
<塗工工程>
塗工工程は、第1セルロース繊維と、第2セルロース繊維と、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工程である。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>
The coating step is a step of obtaining a sheet by coating a slurry containing first cellulose fibers and second cellulose fibers on a base material, and drying the formed slurry from the base material. It is. By using a coating apparatus and a long base material, sheets can be continuously produced.
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良いが、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。中でも樹脂板又は金属板が好ましいが、特に限定されない。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、それらの表面を酸化処理したもの、ステンレス板、真ちゅう板等を用いることができる。 The material of the base material used in the coating process is not particularly limited, but the one with higher wettability to the slurry may be able to suppress the shrinkage of the sheet during drying, but the sheet formed after drying is easier. It is preferable to select one that can be peeled. Among them, a resin plate or a metal plate is preferable, but not particularly limited. For example, resin plates such as acrylic plates, polyethylene terephthalate plates, vinyl chloride plates, polystyrene plates, polyvinylidene chloride plates, metal plates such as aluminum plates, zinc plates, copper plates, iron plates, etc., and their surfaces oxidized, stainless steel A plate, a brass plate or the like 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、所定の厚み、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。堰止用の枠の質は特に限定されないが、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。中でも樹脂板または金属板を成形したものが好ましいが、特に限定されない。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、そ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。 In the coating process, when the slurry has a low viscosity and spreads on the base material, a damming frame may be fixed on the base material to obtain a sheet having a predetermined thickness and basis weight. Good. The quality of the damming frame is not particularly limited, but it is preferable to select one that can easily peel off the edge of the sheet attached after drying. Among them, a molded resin plate or metal plate is preferable, but is not particularly limited. For example, resin plates such as acrylic plates, polyethylene terephthalate plates, vinyl chloride plates, polystyrene plates, polyvinylidene chloride plates, metal plates such as aluminum plates, zinc plates, copper plates, iron plates, etc., and their surfaces oxidized, stainless steel A plate, a brass plate or the like can be used.
スラリーを塗工する塗工機としては、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。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好ましい。 As a coating machine for applying the slurry, for example, a roll coater, a gravure coater, a die coater, a curtain coater, an air doctor coater or the like can be used. A die coater, a curtain coater, and a spray coater are preferable because the thickness can be made more uniform.
塗工温度は特に限定されないが、20℃以上45℃以下であることが好ましく、25℃以上40℃以下であることがより好ましく、27℃以上35℃以下であることがさらに好ましい。塗工温度が上記下限値以上であれば、スラリーを容易に塗工でき、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 coating temperature is not particularly limited, but is preferably 20 ° C or higher and 45 ° C or lower, more preferably 25 ° C or higher and 40 ° C or lower, and further preferably 27 ° C or higher and 35 ° C or lower. If the coating temperature is not less than the above lower limit value, the slurry can be easily applied, and if it is not more than the above upper limit value, volatilization of the dispersion medium during coating can be suppressed.
塗工工程においては、シートの仕上がり坪量が6g/m2以上500g/m2以下、好ましくは19g/m2以上300g/m2以下になるようにスラリーを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, it is preferable to apply the slurry so that the finished basis weight of the sheet is 6 g / m 2 or more and 500 g / m 2 or less, preferably 19 g / m 2 or more and 300 g / m 2 or less. By coating so that the basis weight is within the above range, a sheet having excellent strength can be obtained.
塗工工程は、基材上に塗工したスラリーを乾燥させる工程を含むことが好ましい。乾燥方法としては、特に限定されないが、非接触の乾燥方法でも、シートを拘束しながら乾燥する方法の何れでもよく、これらを組み合わせてもよい。 It is preferable that a coating process includes the process of drying the slurry apply | coated on the base material. Although it does not specifically limit as a drying method, Either a non-contact drying method or the method of drying while restraining a sheet | seat may be sufficient, and these may be combined.
非接触の乾燥方法としては、特に限定されないが、熱風、赤外線、遠赤外線または近赤外線により加熱して乾燥する方法(加熱乾燥法)、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、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が、特に限定されない。加熱乾燥法における加熱温度は特に限定されないが、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、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微細繊維状セルロースが熱によって変色することを抑制できる。 The non-contact drying method is not particularly limited, but a method of drying by heating with hot air, infrared rays, far infrared rays or near infrared rays (heating drying method) or a method of drying in vacuum (vacuum drying method) is applied. Can do. Although the heat drying method and the vacuum drying method may be combined, the heat drying method is usually applied. Although drying by infrared rays, far infrared rays, or near infrared rays can be performed using an infrared device, a far infrared device, or a near infrared device, it is not particularly limited. The heating temperature in the heat drying method is not particularly limited, but is preferably 20 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, and more preferably 25 ° C. or higher and 105 ° C. or lower. If the heating temperature is not less than the above lower limit value, the dispersion medium can be volatilized quickly, and if it is not more than the above upper limit value, it is possible to suppress the cost required for heating and to prevent the fine fibrous cellulose from being discolored by heat. .
<抄紙工程>
シートの製造工程は、第1セルロース繊維と、第2セルロース繊維と、を含むスラリーを抄紙する工程を含んでもよい。抄紙工程で抄紙機としては、長網式、円網式、傾斜式等の連続抄紙機、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、手抄き等公知の抄紙を行ってもよい。
<Paper making process>
The manufacturing process of a sheet | seat may also include the process of papermaking the slurry containing a 1st cellulose fiber and a 2nd cellulose fiber. Examples of the paper machine in the paper making process include a continuous paper machine such as a long-mesh type, a circular net type, and an inclined type, and a multi-layered paper machine combining these. In the paper making process, known paper making such as hand making may be performed.
抄紙工程では、スラリーをワイヤー上で濾過、脱水して湿紙状態のシートを得た後、プレス、乾燥することでシートを得る。スラリーを濾過、脱水する場合、濾過時の濾布としては特に限定されないが、微細繊維状セルロースや他の成分は通過せず、かつ濾過速度が遅くなりすぎないことが重要である。このような濾布としては特に限定されないが、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、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。具体的には孔径0.1μm以上20μm以下、例えば1μmのポリテトラフルオロエチレンの多孔膜、孔径0.1μm以上20μm以下、例えば1μmの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が、特に限定されない。 In the papermaking process, the slurry is filtered and dehydrated on a wire to obtain a wet paper sheet, and then the sheet is obtained by pressing and drying. When the slurry is filtered and dehydrated, the filter cloth at the time of filtration is not particularly limited, but it is important that fine fibrous cellulose and other components do not pass through and the filtration rate is not too slow. Although it does not specifically limit as such a filter cloth, The sheet | seat, fabric, and porous film which consist of organic polymers are preferable. The organic polymer is not particularly limited, but non-cellulosic organic polymers such as polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE) and the like are preferable. Specific examples include a porous film of polytetrafluoroethylene having a pore size of 0.1 μm to 20 μm, for example, 1 μm, polyethylene terephthalate or polyethylene woven fabric having a pore size of 0.1 μm to 20 μm, for example, 1 μm, but is not particularly limited.
スラリーからシートを製造する方法としては、特に限定されないが、例えばWO2011/013567に記載の製造装置を用いる方法等が挙げられる。この製造装置は、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繊維シートを生成する乾燥セクションとを備えている。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。 Although it does not specifically limit as a method of manufacturing a sheet | seat from a slurry, For example, the method of using the manufacturing apparatus of WO2011 / 013567, etc. are mentioned. This manufacturing apparatus discharges a slurry containing fine fibrous cellulose onto the upper surface of an endless belt, squeezes a dispersion medium from the discharged slurry, generates a web, and dries the web to dry the fiber sheet. And a drying section to produce. An endless belt is disposed from the squeezing section to the drying section, and the web generated in the squeezing section is conveyed to the drying section while being placed on the endless belt.
採用できる脱水方法としては特に限定されないが、紙の製造で通常に使用している脱水方法が挙げられ、長網、円網、傾斜ワイヤーなどで脱水した後、ロールプレスで脱水する方法が好ましい。また、乾燥方法としては特に限定されないが、紙の製造で用いられている方法が挙げられ、例えば、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の方法が好ましい。 The dehydration method that can be employed is not particularly limited, and examples thereof include a dehydration method that is usually used in paper production. A method of dehydrating with a long net, a circular net, an inclined wire, etc., and then dehydrating with a roll press is preferable. The drying method is not particularly limited, and examples thereof include methods used in paper production. For example, methods such as a cylinder dryer, a Yankee dryer, hot air drying, a near infrared heater, and an infrared heater are preferable.
(積層シート)
本発明は、上述したシートの少なくとも一方の面側に塗布層をさらに有する積層シートに関するものでもある。塗布層は、上述したシートの少なくとも一方の面上に直接積層されるものであることが好ましい。
(Laminated sheet)
The present invention also relates to a laminated sheet further having a coating layer on at least one surface side of the above-described sheet. The coating layer is preferably laminated directly on at least one surface of the above-described sheet.
塗布層は、バインダー、顔料などを含んでもよい。また、必要に応じて、分散剤、保水剤、消泡剤、着色剤等の通常用いられている各種助剤が適宜使用できる。
本発明に使用できるバインダーとしては、カゼイン、澱粉、変性澱粉、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子、またはポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、カルボキシメチルセルロース系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等が使用できる。
本発明において使用できる顔料としてはカオリン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、アルミナ、シリカ、アルミノ珪酸マグネシウム、珪酸カルシウム、ホワイトカーボン、ベントナイト、ゼオライト、セリサイト、スメクタイト、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、合成マイカ、二酸化チタン、酸化亜鉛などの無機顔料、さらにはポリイソプレン、ポリネオプレン、ポリブタジエン等のポリジエン類、ポリブテン、ポリイソブチレン、ポリプロピレン等のポリアルケン類、酢酸ビニル、スチレン、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリルアミド、メチルビニルエーテル等のビニル系モノマーの重合体や共重合体類、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂等の各種の密実型、中空型あるいは貫通孔型粒子等の有機顔料が挙げられ、顔料の1種又は2種以上を使用することができる。
The coating layer may contain a binder, a pigment, and the like. Moreover, various auxiliary agents normally used, such as a dispersing agent, a water retention agent, an antifoamer, and a coloring agent, can be used as needed.
Examples of binders that can be used in the present invention include water-soluble polymers such as casein, starch, modified starch, and polyvinyl alcohol, or polyester resins, polyurethane resins, styrene-butadiene resins, vinyl acetate resins, ethylene-vinyl acetate resins. Resins, acrylonitrile-butadiene resins, polyethylene resins, polypropylene resins, carboxymethyl cellulose resins, polyamide resins, vinyl chloride resins, vinylidene chloride resins, fluorine resins, silicone resins and the like can be used.
Examples of pigments that can be used in the present invention include kaolin, calcium carbonate, magnesium carbonate, magnesium oxide, aluminum hydroxide, alumina, silica, magnesium aluminosilicate, calcium silicate, white carbon, bentonite, zeolite, sericite, smectite, calcium sulfate, and sulfuric acid. Inorganic pigments such as barium, synthetic mica, titanium dioxide, and zinc oxide, and polydienes such as polyisoprene, polyneoprene, and polybutadiene, polyalkenes such as polybutene, polyisobutylene, and polypropylene, vinyl acetate, styrene, and (meth) acrylic acid , (Meth) acrylic acid alkyl ester, (meth) acrylamide, polymers and copolymers of vinyl monomers such as methyl vinyl ether, polyurethane resins, polyester resins Examples include various solid pigments such as polyamide resins, urea resins, melamine resins, and benzoguanamine resins, and organic pigments such as hollow or through-hole type particles. One or more pigments should be used. Can do.
塗布層の坪量は、特に限定されるものではないが、0.05g/m2以上であることが好ましく、0.1g/m2以上であることがより好ましく、0.2g/m2以上であることがさらに好ましい。また塗布層の坪量の上限値は、特に限定されないが、たとえば10g/m2以下とすることができる。 The basis weight of the coating layer is not particularly limited, is preferably 0.05 g / m 2 or more, more preferably 0.1 g / m 2 or more, 0.2 g / m 2 or more More preferably. The upper limit value of the basis weight of the coating layer is not particularly limited, but can be, for example, 10 g / m 2 or less.
塗布層は、含浸処理、スプレー処理などや、一般に公知の塗工装置、例えばサイズプレスコーター、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、バーコーター、カーテンコーター、スロットダイコーター、グラビアコーター、チャンプレックスコーター、ブラシコーター、スライドビードコーター、ツーロールあるいはメータリングブレード方式のサイズプレスコーター、ビルブレードコーター、ショートドウェルコーター、ゲートロールコーター、キャレンダーによるニップコーター等が適宜用いられる。
本発明のシートは、本発明の効果を損なわない限りにおいて必要に応じて平滑化処理を行ってもよい。平滑化処理は通常のスーパーキャレンダー、グロスキャレンダー、ソフトキャレンダー等の平滑化処理装置を用いることができる。
The coating layer is impregnation treatment, spray treatment, etc., and generally known coating equipment such as size press coater, blade coater, air knife coater, roll coater, reverse roll coater, bar coater, curtain coater, slot die coater, gravure coater. For example, a Chanplex coater, a brush coater, a slide bead coater, a two-roll or metering blade type size press coater, a bill blade coater, a short dwell coater, a gate roll coater, and a nip coater using a calendar are appropriately used.
As long as the effect of this invention is not impaired, the sheet | seat of this invention may perform a smoothing process as needed. The smoothing process can be performed using a normal smoothing apparatus such as a super calendar, a gloss calendar, or a soft calendar.
(用途)
本発明のシートは、本発明の微細セルロース繊維含有シートは、単独で又は他の材料と組み合わせて、印刷用の紙、フィルター、セパレーター、粒子担持シート、包装材、ダンボールなどの種々の紙製品、湿式、乾式不織布、おむつ、家電の部材、各種の乗り物や建物の内装材、外装材などに使用することもできる。
(Use)
The sheet of the present invention, the sheet containing fine cellulose fibers of the present invention alone or in combination with other materials, various paper products such as printing paper, filters, separators, particle-carrying sheets, packaging materials, cardboard, It can also be used for wet, dry nonwoven fabrics, diapers, household appliances, various vehicles, building interior materials, exterior materials, and the like.
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。 The features of the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below.
〔実施例1〕
<第1セルロース繊維(1)の作製>
針葉樹クラフトパルプ100質量部(絶乾質量)を、リン酸二水素アンモニウムと尿素の混合水溶液に含浸させ、リン酸二水素アンモニウム49質量部、尿素130質量部となるように圧搾し、薬液含浸パルプを得た。得られた薬液含浸パルプを105℃の乾燥機で乾燥し、水分を蒸発させてプレ乾燥させた。その後、140℃に設定した送風乾燥機で10分間加熱し、パルプ中のセルロースにリン酸基を導入し、リン酸化パルプを得た。
[Example 1]
<Production of first cellulose fiber (1)>
100 parts by mass (absolute dry mass) of softwood kraft pulp is impregnated with a mixed aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate and urea, and compressed to 49 parts by mass of ammonium dihydrogen phosphate and 130 parts by mass of urea. Got. The obtained chemical solution-impregnated pulp was dried with a dryer at 105 ° C. to evaporate the moisture and pre-dried. Then, it heated for 10 minutes with the ventilation dryer set to 140 degreeC, the phosphate group was introduce | transduced into the cellulose in a pulp, and the phosphorylated pulp was obtained.
得られたリン酸化パルプをパルプ質量で100g分取し、10Lのイオン交換水を注ぎ、撹拌して均一に分散させた後、濾過脱水して、脱水シートを得る工程を2回繰り返した。次いで、得られた脱水シートを10Lのイオン交換水で希釈し、撹拌しながら、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ添加し、pHが12以上13以下のパルプスラリーを得た。その後、このパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、10Lのイオン交換水を添加した。撹拌して均一に分散させた後、濾過脱水して、脱水シートを得る工程を2回繰り返した。 The obtained phosphorylated pulp was fractionated by 100 g, and 10 L of ion-exchanged water was poured, stirred and dispersed uniformly, and then subjected to filtration and dehydration to obtain a dehydrated sheet, which was repeated twice. Next, the obtained dehydrated sheet was diluted with 10 L of ion-exchanged water, and a 1N sodium hydroxide aqueous solution was added little by little while stirring to obtain a pulp slurry having a pH of 12 or more and 13 or less. Thereafter, the pulp slurry was dehydrated to obtain a dehydrated sheet, and then 10 L of ion exchange water was added. The step of stirring and dispersing uniformly, followed by filtration and dehydration to obtain a dehydrated sheet was repeated twice.
得られた脱水シートに対し、先と同様にして、リン酸基を導入する工程、濾過脱水する工程を繰り返し、二回リン酸化セルロースの脱水シートを得た。得られた脱水シートの赤外線吸収スペクトルをFT−IRで測定した。その結果、1230cm-1以上1290cm-1以下にリン酸基に基づく吸収が観察され、リン酸基の付加が確認された。 In the same manner as described above, the step of introducing phosphate groups and the step of filtration and dehydration were repeated on the obtained dehydrated sheet to obtain a twice-phosphorylated cellulose dehydrated sheet. The infrared absorption spectrum of the obtained dehydration sheet was measured by FT-IR. As a result, absorption based on phosphate groups was observed at 1230 cm −1 or more and 1290 cm −1 or less, and addition of phosphate groups was confirmed.
<機械処理>
得られた二回リン酸化セルロースの脱水シート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(スギノマシン社製、アルティマイザー)で245MPaの圧力にて3回処理し、微細繊維状セルロースである第1セルロース繊維(1)を含む、第1セルロース繊維分散液(1)を得た。なお、第1セルロース繊維(1)は、そのリン酸基量が0.98mmol/gであって、繊維幅は3nm程度であった。
<Machine processing>
Ion exchange water was added to the obtained double-phosphorylated cellulose dehydrated sheet to prepare a slurry having a solid content concentration of 2% by mass. This slurry is treated three times at a pressure of 245 MPa with a wet atomization apparatus (manufactured by Sugino Machine Co., Ltd., an optimizer), and contains a first cellulose fiber (1) which is a fine fibrous cellulose. (1) was obtained. The first cellulose fiber (1) had a phosphate group content of 0.98 mmol / g and a fiber width of about 3 nm.
<第2セルロース繊維(1)の準備>
第2セルロース繊維(1)としては、針葉樹クラフトパルプを使用した。第2セルロース繊維(1)の繊維幅は30μm程度であった。
<Preparation of second cellulose fiber (1)>
As the second cellulose fiber (1), softwood kraft pulp was used. The fiber width of the second cellulose fiber (1) was about 30 μm.
<シート化>
第1セルロース繊維分散液(1)と、第2セルロース分散液(1)と、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリンと、を混合して抄紙用スラリーを得た。抄紙用スラリーは、第1セルロース繊維(1)を10質量部、第2セルロース繊維(1)を90質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリン(星光PMC株式会社製、湿潤紙力剤WS4030)を0.5質量部含み、固形分濃度が0.3質量%である水分散液とした。
この抄紙用スラリーを、角型手抄き装置を用い、ワイヤー上で抄紙・脱水し、湿潤シートを得た。湿潤シートを、ヤンキードライヤーにて温度110℃で乾燥して、坪量30g/m2のシートを作製した。
<Sheet>
The first cellulose fiber dispersion (1), the second cellulose dispersion (1), and polyamine polyamide / epichlorohydrin were mixed to obtain a papermaking slurry. The slurry for papermaking is 10 parts by weight of the first cellulose fiber (1), 90 parts by weight of the second cellulose fiber (1), polyamine polyamide / epichlorohydrin (manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., wet paper strength agent WS4030). An aqueous dispersion containing 0.5 parts by mass and having a solid content concentration of 0.3% by mass was obtained.
The papermaking slurry was paper-made and dehydrated on a wire using a square handmaking device to obtain a wet sheet. The wet sheet was dried with a Yankee dryer at a temperature of 110 ° C. to prepare a sheet having a basis weight of 30 g / m 2 .
〔実施例2〕
シート化工程にて用いられる抄紙用スラリーとして、第1セルロース繊維(1)を20質量部、第2セルロース繊維(1)を80質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリン(星光PMC株式会社製、湿潤紙力剤WS4030)を0.5質量部含むものを用いた以外は、実施例1と同様にしてシート化工程を行い、シートを得た。
[Example 2]
As a papermaking slurry used in the sheet forming step, 20 parts by mass of the first cellulose fiber (1), 80 parts by mass of the second cellulose fiber (1), polyamine polyamide / epichlorohydrin (manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., A sheet forming step was performed in the same manner as in Example 1 except that a wet paper strength agent WS4030) containing 0.5 part by mass was used to obtain a sheet.
〔実施例3〕
シート化工程にて用いられる抄紙用スラリーとして、第1セルロース繊維(1)を20質量部、第2セルロース繊維(1)を80質量部含み、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリンを含まないものを用いた以外は、実施例1と同様にしてシート化工程を行い、シートを得た。
Example 3
As the papermaking slurry used in the sheet forming step, the one containing 20 parts by mass of the first cellulose fiber (1), 80 parts by mass of the second cellulose fiber (1) and not containing polyamine polyamide / epichlorohydrin is used. A sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that the sheet was obtained.
〔実施例4〕
<第2セルロース繊維(2)の作成>
針葉樹晒クラフトパルプを濃度4.0質量%になるように水を加えて、分散した後、ダブルディスクレファイナーで1回処理をし、第2セルロース繊維(2)を得た。第2セルロース繊維(2)の繊維幅は10μm程度であった。
Example 4
<Creation of second cellulose fiber (2)>
Water was added to disperse the softwood bleached kraft pulp so as to have a concentration of 4.0% by mass, and then dispersed, and then treated once with a double disc refiner to obtain a second cellulose fiber (2). The fiber width of the second cellulose fiber (2) was about 10 μm.
<シート化工程>
抄紙用スラリーとして、第1セルロース繊維(1)を10質量部、第2セルロース繊維(2)を90質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリン(星光PMC株式会社製、湿潤紙力剤WS4030)を0.5質量部含むものを用いた以外は、実施例1と同様にしてシート化工程を行い、シートを得た。
<Sheet making process>
As a papermaking slurry, 10 parts by mass of the first cellulose fiber (1), 90 parts by mass of the second cellulose fiber (2), polyamine polyamide / epichlorohydrin (manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., wet paper strength agent WS4030) A sheet forming step was performed in the same manner as in Example 1 except that a material containing 0.5 part by mass was used to obtain a sheet.
〔実施例5〕
<第1セルロース繊維(2)の作成>
乾燥質量100質量部相当の未乾燥の針葉樹晒クラフトパルプとTEMPO(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル)1.6質量部と、臭化ナトリウム10質量部とを水10000質量部に分散させた。次いで、13質量%の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を、1.0gのパルプに対して次亜塩素酸ナトリウムの量が3.5mmolになるように加えて反応を開始した。反応中は1.0Mの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHを10以上11以下に保ち、pHに変化が見られなくなった時点で反応終了と見なし、パルプにカルボキシ基を導入した。このパルプスラリーを脱水し、脱水シートを得た後、5000質量部のイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた後、濾過脱水して、脱水シートを得る工程を2回繰り返し、カルボキシ基変性セルロース繊維を得た。
Example 5
<Creation of first cellulose fiber (2)>
Undried softwood bleached kraft pulp equivalent to a dry mass of 100 parts by mass, 1.6 parts by mass of TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl), 10 parts by mass of sodium bromide and 10000 water Dispersed in parts by mass. Subsequently, 13 mass% sodium hypochlorite aqueous solution was added so that the quantity of sodium hypochlorite might be 3.5 mmol with respect to 1.0 g of pulp, and reaction was started. During the reaction, a 1.0 M aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise to maintain the pH at 10 or more and 11 or less. When no change in pH was observed, the reaction was considered to be complete, and a carboxy group was introduced into the pulp. After dehydrating this pulp slurry to obtain a dehydrated sheet, 5000 parts by mass of ion-exchanged water was poured, stirred and dispersed uniformly, then filtered and dehydrated to obtain a dehydrated sheet twice. A group-modified cellulose fiber was obtained.
得られたカルボキシ基変性セルロースの脱水シート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(スギノマシン社製、アルティマイザー)で245MPaの圧力にて3回処理し、微細繊維状セルロースである第1セルロース繊維(2)を含む、第1セルロース繊維分散液(2)を得た。なお、第1セルロース繊維(2)は、そのカルボキシ基量が1.01mmol/gであって、繊維幅は3nm程度であった。 Ion exchange water was added to the obtained dehydrated sheet of carboxy group-modified cellulose to prepare a slurry having a solid content concentration of 2% by mass. This slurry is treated three times at a pressure of 245 MPa with a wet atomization apparatus (manufactured by Sugino Machine Co., Ltd., an optimizer), and contains a first cellulose fiber (2) which is fine fibrous cellulose, and a first cellulose fiber dispersion liquid (2) was obtained. The first cellulose fiber (2) had a carboxy group content of 1.01 mmol / g and a fiber width of about 3 nm.
<シート化工程>
抄紙用スラリーとして、第1セルロース繊維(2)を20質量部、第2セルロース繊維(1)を80質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリン(星光PMC株式会社製、湿潤紙力剤WS4030)を0.5質量部含むものを用いた以外は、実施例1と同様にしてシート化工程を行い、シートを得た。
<Sheet making process>
As a papermaking slurry, 20 parts by mass of the first cellulose fiber (2), 80 parts by mass of the second cellulose fiber (1), polyamine polyamide-epichlorohydrin (manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., wet paper strength agent WS4030) A sheet forming step was performed in the same manner as in Example 1 except that a material containing 0.5 part by mass was used to obtain a sheet.
〔比較例1〕
シート化工程にて用いられる抄紙用スラリーとして、第1セルロース繊維(1)を100質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリン(星光PMC株式会社製、湿潤紙力剤WS4030)を0.5質量部含み、第2セルロース繊維を含まないものを用いた以外は、実施例1と同様にしてシート化工程を行った。
[Comparative Example 1]
As a papermaking slurry used in the sheet forming step, 100 parts by mass of the first cellulose fiber (1) and 0.5 parts by mass of polyamine polyamide / epichlorohydrin (manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., wet paper strength agent WS4030) A sheet forming step was performed in the same manner as in Example 1 except that a material containing no second cellulose fiber was used.
〔比較例2〕
シート化工程にて用いられる抄紙用スラリーとして、第1セルロース繊維(2)を100質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリン(星光PMC株式会社製、湿潤紙力剤WS4030)を0.5質量部含み、第2セルロース繊維を含まないものを用いた以外は、実施例1と同様にしてシート化工程を行った。
[Comparative Example 2]
As a papermaking slurry used in the sheeting step, 100 parts by mass of the first cellulose fiber (2) and 0.5 parts by mass of polyamine polyamide / epichlorohydrin (manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., wet paper strength agent WS4030) A sheet forming step was performed in the same manner as in Example 1 except that a material containing no second cellulose fiber was used.
〔比較例3〕
シート化工程にて用いられる抄紙用スラリーとして、第2セルロース繊維(1)を100質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリン(星光PMC株式会社製、湿潤紙力剤WS4030)を0.5質量部含み、第1セルロース繊維を含まないものを用いた以外は、実施例1と同様にしてシート化工程を行い、シートを得た。
[Comparative Example 3]
As a papermaking slurry used in the sheet forming step, 100 parts by mass of the second cellulose fiber (1) and 0.5 parts by mass of polyamine polyamide / epichlorohydrin (manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., wet paper strength agent WS4030) A sheet was obtained by carrying out the sheeting process in the same manner as in Example 1 except that a material containing no first cellulose fiber was used.
〔比較例4〕
シート化工程にて用いられる抄紙用スラリーとして、第2セルロース繊維(2)を100質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリン(星光PMC株式会社製、湿潤紙力剤WS4030)を0.5質量部含み、第1セルロース繊維を含まないものを用いた以外は、実施例1と同様にしてシート化工程を行い、シートを得た。
[Comparative Example 4]
As a papermaking slurry used in the sheeting step, 100 parts by mass of the second cellulose fiber (2) and 0.5 parts by mass of polyamine polyamide / epichlorohydrin (manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., wet paper strength agent WS4030) A sheet was obtained by carrying out the sheeting process in the same manner as in Example 1 except that a material containing no first cellulose fiber was used.
〔比較例5〕
<未変性微細セルロース繊維の作成>
針葉樹晒クラフトパルプを濃度4.0質量%になるように水を加えて、分散した後、ダブルディスクレファイナーで5時間連続循環叩解を行い、未変性微細セルロース繊維を得た。得られた未変性微細セルロース繊維の繊維幅は、350nm程度であった。
[Comparative Example 5]
<Creation of unmodified fine cellulose fiber>
Water was added to disperse the softwood bleached kraft pulp so as to have a concentration of 4.0% by mass, and then continuous circulation beating was performed with a double disc refiner for 5 hours to obtain unmodified fine cellulose fibers. The fiber width of the obtained unmodified fine cellulose fiber was about 350 nm.
<シート化工程>
シート化工程にて用いられる抄紙用スラリーとして、未変性微細セルロース繊維を20質量部、第2セルロース繊維(1)を80質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリン(星光PMC株式会社製、湿潤紙力剤WS4030)を0.5質量部含み、第1セルロース繊維を含まないものを用いた以外は、実施例1と同様にしてシート化工程を行い、シートを得た。
<Sheet making process>
As a papermaking slurry used in the sheet forming step, 20 parts by mass of unmodified fine cellulose fibers, 80 parts by mass of second cellulose fibers (1), polyamine polyamide / epichlorohydrin (manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., wet paper) A sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.5 parts by mass of the force agent WS4030) and no first cellulose fiber were used.
〔実施例101〕
<第2セルロース繊維(3)の準備>
第2セルロース繊維(3)としては、針葉樹クラフトパルプ(NBKP)80質量部と広葉樹クラフトパルプ20質量部(LBKP)を混合したものを使用した。第2セルロース繊維(3)の平均繊維幅は30μm程度、カナダ標準フリーネスは450mlであった。
Example 101
<Preparation of second cellulose fiber (3)>
As the second cellulose fiber (3), a mixture of 80 parts by weight of softwood kraft pulp (NBKP) and 20 parts by weight of hardwood kraft pulp (LBKP) was used. The average fiber width of the second cellulose fiber (3) was about 30 μm, and the Canadian standard freeness was 450 ml.
<シート化>
第1セルロース繊維分散液(1)と、第2セルロース分散液(3)と、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリンと、を混合して抄紙用スラリーを得た。抄紙用スラリーは、第1セルロース繊維(1)を20質量部、第2セルロース繊維(3)を80質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリン(星光PMC株式会社製、湿潤紙力剤WS4030)を0.5質量部含み、固形分濃度が0.5質量%である水分散液とした。
この抄紙用スラリーを、角型手抄き装置を用い、ワイヤー上で抄紙・脱水し、湿潤シートを得た。湿潤シートを、ヤンキードライヤーにて温度110℃で乾燥して、坪量20g/m2のシートを作製した。
なお、実施例101のコントロールシートとして、第2セルロース繊維(3)を100質量部と、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリンを0.5質量部含む抄紙用スラリーから上記と同様の方法でシートを作製した。
<Sheet>
The first cellulose fiber dispersion (1), the second cellulose dispersion (3), and polyamine polyamide / epichlorohydrin were mixed to obtain a papermaking slurry. The slurry for papermaking is 20 parts by mass of the first cellulose fiber (1), 80 parts by mass of the second cellulose fiber (3), and polyamine polyamide / epichlorohydrin (manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., wet paper strength agent WS4030). An aqueous dispersion containing 0.5 parts by mass and having a solid content concentration of 0.5% by mass was obtained.
The papermaking slurry was paper-made and dehydrated on a wire using a square handmaking device to obtain a wet sheet. The wet sheet was dried with a Yankee dryer at a temperature of 110 ° C. to prepare a sheet having a basis weight of 20 g / m 2 .
In addition, as a control sheet of Example 101, a sheet was prepared in the same manner as described above from a papermaking slurry containing 100 parts by mass of the second cellulose fiber (3) and 0.5 parts by mass of polyamine polyamide / epichlorohydrin. did.
〔実施例102〕
<第2セルロース繊維(3)の準備>において、NBKPとLBKPの混合比を60:40(NBKP:LBKP)とし、第2セルロース繊維(4)として用いた以外は実施例101と同様にしてシートを得た。第2セルロース繊維(4)の平均繊維幅は30μm程度であった。
なお、実施例102のコントロールシートとして、第2セルロース繊維(4)を100質量部と、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリンを0.5質量部含む抄紙用スラリーから上記と同様の方法でシートを作製した。
Example 102
<Preparation of second cellulose fiber (3)> In the same manner as in Example 101 except that the mixing ratio of NBKP and LBKP was 60:40 (NBKP: LBKP) and the second cellulose fiber (4) was used. Got. The average fiber width of the second cellulose fiber (4) was about 30 μm.
In addition, as a control sheet of Example 102, a sheet was produced in the same manner as described above from a papermaking slurry containing 100 parts by mass of the second cellulose fiber (4) and 0.5 parts by mass of polyamine polyamide / epichlorohydrin. did.
〔実施例103〕
<第2セルロース繊維(3)の準備>において、NBKPとLBKPの混合比を50:50(NBKP:LBKP)とし、第2セルロース繊維(5)として用いた以外は実施例101と同様にしてシートを得た。第2セルロース繊維(5)の平均繊維幅は30μm程度であった。
なお、実施例103のコントロールシートとして、第2セルロース繊維(5)を100質量部と、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリンを0.5質量部含む抄紙用スラリーから上記と同様の方法でシートを作製した。
Example 103
<Preparation of second cellulose fiber (3)> In the same manner as in Example 101 except that the mixing ratio of NBKP and LBKP was 50:50 (NBKP: LBKP) and the second cellulose fiber (5) was used. Got. The average fiber width of the second cellulose fiber (5) was about 30 μm.
In addition, as a control sheet of Example 103, a sheet was produced in the same manner as described above from a papermaking slurry containing 100 parts by mass of the second cellulose fiber (5) and 0.5 parts by mass of polyamine polyamide / epichlorohydrin. did.
〔実施例104〕
<第2セルロース繊維(6)の作製>
針葉樹晒クラフトパルプ60質量部と広葉樹晒クラフトパルプ40質量部の合計濃度が4.0質量%になるように水を加えて分散した後、ダブルディスクレファイナーで1回処理をし、高叩解パルプスラリーを作製した。この高叩解パルプスラリーを、第2セルロース繊維(6)とした。第2セルロース繊維(6)の平均繊維幅は15μm程度、変則フリーネスは570mlであった。なお、変則フリーネスは、JIS P 8121−1995に規定のカナダ標準ろ水度法において、パルプ濃度を0.3質量%から0.03質量%に変更し、JIS規格スクリーンプレートから80メッシュワイヤーに変更して測定したフリーネスである。
Example 104
<Production of second cellulose fiber (6)>
After adding water and dispersing so that the total concentration of 60 parts by weight of softwood bleached kraft pulp and 40 parts by weight of hardwood bleached kraft pulp is 4.0% by weight, it is treated once with a double disc refiner, and high beaten pulp A slurry was prepared. This highly beaten pulp slurry was designated as the second cellulose fiber (6). The average fiber width of the second cellulose fiber (6) was about 15 μm, and the irregular freeness was 570 ml. In addition, the irregular freeness is changed from the JIS standard screen plate to 80 mesh wire by changing the pulp concentration from 0.3% by mass to 0.03% by mass in the Canadian Standard Freeness Method stipulated in JIS P 8121-1995. It is the freeness measured.
<シート化>において、抄紙用スラリーを、第1セルロース繊維(1)を20質量部、第2セルロース繊維(6)を80質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリンを0.5質量部含む水分散液とした以外は、実施例101と同様にして坪量20g/m2のシートを得た。
なお、実施例104のコントロールシートとして、第2セルロース繊維(6)を100質量部と、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリンを0.5質量部含む抄紙用スラリーから上記と同様の方法でシートを作製した。
<Sheetization> In the papermaking slurry, water containing 20 parts by mass of the first cellulose fiber (1), 80 parts by mass of the second cellulose fiber (6), and 0.5 parts by mass of polyamine polyamide / epichlorohydrin. A sheet having a basis weight of 20 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 101 except that the dispersion was used.
In addition, as a control sheet of Example 104, a sheet was prepared in the same manner as described above from a papermaking slurry containing 100 parts by mass of the second cellulose fiber (6) and 0.5 parts by mass of polyamine polyamide / epichlorohydrin. did.
〔実施例105〕
<シート化>において、抄紙用スラリーを、第1セルロース繊維(1)を10質量部、第2セルロース繊維(6)を90質量部、ポリアミンポリアミド・エピクロロヒドリン(星光PMC株式会社製、湿潤紙力剤WS4030)を0.5質量部含む水分散液とした以外は、実施例104と同様にして坪量20g/m2のシートを得た。
なお、実施例105のコントロールシートは、実施例104のコントロールシートとした。
Example 105
<Sheetization> In the papermaking slurry, 10 parts by mass of the first cellulose fiber (1), 90 parts by mass of the second cellulose fiber (6), polyamine polyamide / epichlorohydrin (manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., wet) A sheet having a basis weight of 20 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 104 except that the aqueous dispersion containing 0.5 part by mass of the paper strength agent WS4030) was used.
The control sheet of Example 105 was the control sheet of Example 104.
〔測定方法〕
<置換基量の測定>
リン酸基の導入量は、セルロースをイオン交換水で含有量が0.2質量%となるように希釈した後、イオン交換樹脂による処理、アルカリを用いた滴定によって測定した。イオン交換樹脂による処理では、0.2質量%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(オルガノ株式会社製、アンバージェット1024:コンディショング済)を加え、1時間振とう処理を行った。その後、目開き90μmのメッシュ上に注ぎ、樹脂とスラリーを分離した。アルカリを用いた滴定では、イオン交換後の繊維状セルロース含有スラリーに、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えながら、スラリーが示す電気伝導度の値の変化を計測した。すなわち、図1に示した曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して、置換基導入量(mmol/g)とした。
カルボキシ基導入量は、図2(カルボキシ基)に示した曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して、置換基導入量(mmol/g)とした。
〔Measuring method〕
<Measurement of substituent amount>
The amount of phosphate groups introduced was measured by diluting cellulose with ion-exchanged water so that the content was 0.2% by mass, and then treating with ion-exchange resin and titration with alkali. In the treatment with an ion exchange resin, 1/10 by volume of a strongly acidic ion exchange resin (manufactured by Organo Corporation, Amberjet 1024: conditioned) is added to the 0.2 mass% cellulose-containing slurry, followed by shaking treatment for 1 hour. went. Thereafter, the mixture was poured onto a mesh having an opening of 90 μm to separate the resin and the slurry. In titration using an alkali, a change in the value of electrical conductivity exhibited by the slurry was measured while adding a 0.1N sodium hydroxide aqueous solution to the fibrous cellulose-containing slurry after ion exchange. That is, the alkali amount (mmol) required in the first region of the curve shown in FIG. 1 was divided by the solid content (g) in the titration target slurry to obtain the substituent introduction amount (mmol / g).
The amount of carboxy group introduced is the amount of substituent introduced by dividing the alkali amount (mmol) required in the first region of the curve shown in FIG. 2 (carboxy group) by the solid content (g) in the slurry to be titrated. (Mmol / g).
<繊維幅の測定>
第1セルロース繊維及び第2セルロース繊維の繊維幅は下記の方法で測定した。
微細繊維状セルロース分散液の上澄み液を濃度が0.01質量%以上0.1質量%以下となるように水で希釈し、親水化処理したカーボングリッド膜に滴下した。乾燥後、酢酸ウラニルで染色し、透過型電子顕微鏡(日本電子社製、JEOL−2000EX)により観察した。
<Measurement of fiber width>
The fiber widths of the first cellulose fiber and the second cellulose fiber were measured by the following method.
The supernatant of the fine fibrous cellulose dispersion was diluted with water so that the concentration was 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less, and dropped onto a hydrophilic carbon grid membrane. After drying, it was stained with uranyl acetate and observed with a transmission electron microscope (JEOL-2000EX, manufactured by JEOL Ltd.).
<フリーネス>
カナダ標準フリーネスは、JIS P 8121−1995に準じて、カナダ標準ろ水度法により測定される値である。高叩解パルプの濾水度は、一般的なカナダ標準ろ水度法では測定が難しいため、変則フリーネスの測定方法で測定した。具体的には、JIS P 8121−1995に規定のカナダ標準ろ水度法において、パルプ濃度を0.3質量%から0.03質量%に変更し、JIS規格スクリーンプレートから80メッシュワイヤーに変更して測定した濾水度を変則フリーネスとした。
<Freeness>
The Canadian standard freeness is a value measured by the Canadian standard freeness method according to JIS P 8121-1995. The free beating pulp's freeness was measured by the anomalous freeness measurement method because it was difficult to measure by the general Canadian standard freeness method. Specifically, in the Canadian Standard Freeness Method stipulated in JIS P 8121-1995, the pulp concentration was changed from 0.3% by mass to 0.03% by mass, and the JIS standard screen plate was changed to 80 mesh wire. The freeness measured was taken as the irregular freeness.
〔評価〕
実施例及び比較例のそれぞれで作製したシートについて、以下の評価方法に従って評価を実施した。
[Evaluation]
The sheets produced in each of the examples and comparative examples were evaluated according to the following evaluation methods.
<生産性>
シートの作成時に、抄紙用スラリー(固形分濃度0.5質量%)250gをワイヤー(ハイク・ワグナー社製、 HT2525−30)上に流してから、水が引くまでの時間(ワイヤー上のパルプスラリーから水が抜け、パルプ表面から光沢が消えるまでの時間)を計測した。以下の基準に基づいて、生産性を評価した。なお、水が引くまでの時間が短いほど、生産性が高いこととなる。
A:30秒以下
B:30秒以上1分未満
C:1分以上30分未満
D:30分以上
<Productivity>
The time from when 250 g of papermaking slurry (solid content concentration: 0.5% by mass) flows on the wire (HT2525-30, manufactured by Haiku Wagner) until water is drawn (pulp slurry on the wire) Time until water disappears and the gloss disappears from the pulp surface). Productivity was evaluated based on the following criteria. In addition, productivity becomes high, so that the time until water is drawn is short.
A: 30 seconds or less B: 30 seconds or more and less than 1 minute C: 1 minute or more and less than 30 minutes D: 30 minutes or more
<引張強度>
JIS P 8113に準拠し、引張試験機テンシロン(エー・アンド・デイ社製)を用いて引張強さ(単位はN/m)を測定した。この引張強さを試験片の厚みで除し、引張強度(単位はMPa)を算出した。なお、引張強さを測定する際には、23℃、相対湿度50%で24時間調湿したものを試験片として用いた。
測定結果から、以下の基準に基づいて、引張強度を評価した。
A:25MPa以上
B:20MPa以上25MPa未満
C:15MPa以上20MPa未満
D:15MPa未満
<Tensile strength>
Based on JIS P8113, tensile strength (unit: N / m) was measured using a tensile tester Tensilon (manufactured by A & D). The tensile strength was divided by the thickness of the test piece, and the tensile strength (unit: MPa) was calculated. In addition, when measuring tensile strength, what was conditioned for 24 hours at 23 degreeC and 50% of relative humidity was used as a test piece.
From the measurement results, the tensile strength was evaluated based on the following criteria.
A: 25 MPa or more B: 20 MPa or more and less than 25 MPa C: 15 MPa or more and less than 20 MPa D: less than 15 MPa
<引張弾性率>
JIS P 8113に準拠し、引張試験機テンシロン(エー・アンド・デイ社製)を用いて引張弾性率を測定した。なお、弾性率は、SSカーブにおける正の最大の傾き値から計算した値である。なお、引張弾性率を測定する際には、23℃、相対湿度50%で24時間調湿したものを試験片として用いた。
測定結果から、以下の基準に基づいて、引張弾性率を評価した。
A:2.5GPa以上
B:2.0GPa以上2.5GPa未満
C:1.5GPa以上2.0GPa未満
D:1.5GPa未満
<Tensile modulus>
In accordance with JIS P 8113, the tensile modulus was measured using a tensile tester Tensilon (manufactured by A & D). The elastic modulus is a value calculated from the maximum positive slope value in the SS curve. When measuring the tensile modulus, a specimen conditioned at 23 ° C. and 50% relative humidity for 24 hours was used as a test piece.
From the measurement results, the tensile elastic modulus was evaluated based on the following criteria.
A: 2.5 GPa or more B: 2.0 GPa or more and less than 2.5 GPa C: 1.5 GPa or more and less than 2.0 GPa D: Less than 1.5 GPa
<比引張弾性率>
試験片の長さを80mm、チャック間距離を50mmとした以外はJIS P 8113に準拠し、引張試験機テンシロン(エー・アンド・デイ社製)を用いて引張弾性率を測定した。なお、弾性率は、SSカーブにおける正の最大の傾き値から計算した値である。なお、引張弾性率を測定する際には、23℃、相対湿度50%で24時間調湿したものを試験片として用いた。その後、を以下の式を用いて比引張弾性率を算出した。なお、試験片の密度はJIS P 8118:2014に準拠して測定したものである。
比引張弾性率(kNm/g)=シートの引張弾性率(GPa)/密度(g/cm3) さらに、比引張弾性率を以下の基準で評価した。
A:10kNm/gを超える
B:10kNm/g以下で8.5kNm/gを超える
C:8.5kNm/g以下で7kNm/gを超える
D:7kNm/g以下
<Specific tensile modulus>
The tensile modulus was measured using a tensile tester Tensilon (manufactured by A & D Co.) according to JIS P 8113 except that the length of the test piece was 80 mm and the distance between chucks was 50 mm. The elastic modulus is a value calculated from the maximum positive slope value in the SS curve. When measuring the tensile modulus, a specimen conditioned at 23 ° C. and 50% relative humidity for 24 hours was used as a test piece. Thereafter, the specific tensile modulus was calculated using the following formula. In addition, the density of a test piece is measured based on JISP8118: 2014.
Specific tensile modulus (kNm / g) = sheet tensile modulus (GPa) / density (g / cm 3 ) Further, the specific tensile modulus was evaluated according to the following criteria.
A: Over 10 kNm / g B: Over 8.5 kNm / g at 10 kNm / g or less C: Over 7 kNm / g at 8.5 kNm / g or less D: 7 kNm / g or less
[比引張弾性率の上昇率]
比引張弾性率の上昇率を以下の式を用いて算出した。
比引張弾性率の上昇率(%)=(シートの比引張弾性率−コントロールシートの比引張弾性率)/コントロールシートの比引張弾性率×100
なお、コントロールシートとは第1セルロース繊維を配合しないで作製したシートである。例えば、実施例101では、NBKP80質量部と、LBKP20質量部を混合したスラリーから形成したシートがコントロールシートとなる。
さらに、比引張弾性率の上昇率を以下の基準で評価した。
A:35%を超える
B:35%以下で25%を超える
C:25%以下で15%を超える
D:15%以下
[Rate of increase in specific tensile modulus]
The increase rate of the specific tensile modulus was calculated using the following formula.
Rate of increase in specific tensile modulus (%) = (specific tensile modulus of sheet−specific tensile modulus of control sheet) / specific tensile modulus of control sheet × 100
The control sheet is a sheet prepared without blending the first cellulose fibers. For example, in Example 101, a sheet formed from a slurry in which 80 parts by mass of NBKP and 20 parts by mass of LBKP are mixed serves as a control sheet.
Furthermore, the rate of increase in specific tensile modulus was evaluated according to the following criteria.
A: 35% or more B: 35% or less and 25% or more C: 25% or less and 15% or more D: 15% or less
<層間強度>
J TAPPI 18−2に準拠し、インターナルボンドテスターNo.2085(熊谷理機工業株式会社製)を用いてシートの層間強度(シートの厚み方向の強度)を測定した。なお、層間強度を測定する際には、23℃、相対湿度50%で24時間調湿したものを試験片として用いた。
測定結果から、以下の基準に基づいて、層間強度を評価した。
A:1500J/m2以上
B:1200J/m2以上1500J/m2未満
C:750J/m2以上1200J/m2未満
D:750J/m2未満
<Interlayer strength>
In accordance with J TAPPI 18-2, internal bond tester No. The interlayer strength (strength in the thickness direction of the sheet) of the sheet was measured using 2085 (manufactured by Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd.). When measuring the interlaminar strength, a specimen conditioned at 23 ° C. and 50% relative humidity for 24 hours was used as a test piece.
From the measurement results, the interlayer strength was evaluated based on the following criteria.
A: 1500 J / m 2 or more B: 1200 J / m 2 or more and less than 1500 J / m 2 C: 750 J / m 2 or more and less than 1200 J / m 2 D: less than 750 J / m 2
実施例では、いずれも優れた生産性と引張強度が実現されていた。また、いずれの実施例においても、引張弾性率や層間強度の評価において良好な結果が得られた。
一方で、比較例1、2では、第2セルロース繊維を含まず、かつ多量の第1セルロース繊維を含んでいたことから、実施例と比較して生産性に劣る結果となった。比較例3〜5では、第1セルロース繊維を含まないことから、実施例と比較して引張強度と引張弾性率が劣る結果となった。また、比較例3〜4では、層間強度においても実施例と比較して劣っていた。
In the examples, excellent productivity and tensile strength were realized. In any of the examples, good results were obtained in the evaluation of tensile modulus and interlayer strength.
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, since the second cellulose fiber was not included and a large amount of the first cellulose fiber was included, the productivity was inferior to that of the example. In Comparative Examples 3 to 5, since the first cellulose fiber was not included, the tensile strength and the tensile elastic modulus were inferior to those of Examples. Moreover, in Comparative Examples 3-4, it was inferior also in the interlayer intensity | strength compared with the Example.
中でも、実施例101〜105においては、比引張弾性率が高く、かつ、比引張弾性率の上昇率が高かった。 In particular, in Examples 101 to 105, the specific tensile modulus was high and the rate of increase in the specific tensile modulus was high.
Claims (8)
繊維幅が1μm以上100μm以下の第2セルロース繊維と、
を含むシートであって、
前記第1セルロース繊維の含有率が前記シート全体の1質量%以上30質量%以下であるシート。 A first cellulose fiber having a fiber width of 100 nm or less and chemically modified;
A second cellulose fiber having a fiber width of 1 μm to 100 μm;
A sheet including
The sheet | seat whose content rate of a said 1st cellulose fiber is 1 mass% or more and 30 mass% or less of the said whole sheet | seat.
前記針葉樹パルプの含有量をN、前記広葉樹パルプの含有量をLとした場合、N/Lの値が1以上8以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載のシート。 The second cellulose fiber includes softwood pulp and hardwood pulp,
The sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein a value of N / L is 1 or more and 8 or less, where N is the content of the softwood pulp and L is the content of the hardwood pulp.
比引張弾性率の上昇率(%)=(シートの比引張弾性率−コントロールシートの比引張弾性率)/コントロールシートの比引張弾性率×100
ここで、コントロールシートとは第1セルロース繊維を配合しないで作製したシートである。 The sheet according to any one of claims 1 to 7, wherein the rate of increase in specific tensile modulus calculated by the following formula is greater than 25%;
Rate of increase in specific tensile modulus (%) = (specific tensile modulus of sheet−specific tensile modulus of control sheet) / specific tensile modulus of control sheet × 100
Here, the control sheet is a sheet produced without blending the first cellulose fibers.
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