本发明专利技术提供一种有机溶剂、树脂中的分散稳定性优异且形成透明、着色少的分散液的纤维素纳米纤维。一种分散液，是改性羧甲基化纤维素纳米纤维分散于分散介质而得的，上述分散介质包含有机溶剂，上述改性羧甲基化纤维素纳米纤维包含式(1)表示的葡萄糖单元(式(1)(X1独立地为H或‑CH2COOH表示的基团，X2独立地为H、‑CH2COOH或式(2)～(4)中的任一者表示的基团，至少1个X2为式(2)～(4)中的任一者表示的基团)(式(2)～(4))(在式(2)中，R独立地为H、碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～20的芳基或碳原子数为7～20的芳烷基，至少1个R为该烷基、芳基或芳烷基，在式(3)中，Y为N或P，R被定义与式(2)相同，在式(4)中，R’为碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～20的芳基或碳原子数7～20的芳烷基)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改性羧甲基化纤维素纳米纤维分散液及其制造方法
本专利技术涉及改性羧甲基化纤维素纳米纤维分散液及其制造方法。
技术介绍
从节约资源、节约能源、减少二氧化碳排放量、生物分解性等观点考虑，近年来，来源于植物的材料、能量已经受到关注，正在进行植物、微生物产出的纤维素的有效利用。其中，将由树木、草本等得到的纸浆解纤而得到的纤维素纳米纤维因为是粗细为几nm～几十nm的极细的纤维，具有较轻量但高弹性模量、高强度、不易热膨胀、透明性高等许多优异的特点，所以期待用于结构材料、光学材料等许多用途。作为纤维素纳米纤维的制造方法，报告了将经阴离子改性的纤维素纤维解纤的方法(阴离子改性微纤丝化植物纤维)、以N-氧基化合物和卤代碱金属盐为催化剂对纤维素纤维进行氧化并对其进行解纤的方法(专利文献1、非专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2011/115154号非专利文献非专利文献1：Biomacromolecules，7卷，6号，1687-1691页，2006年
技术实现思路
另一方面，由此得到的纤维素纳米纤维的亲水性极高，缺乏在极性不同的有机溶剂、树脂中的分散稳定性，特别是在要应用于要求高透明性的光学材料、透明材料时，如果含有纤维素纳米纤维，则得到的复合材料的透明性变低。此外，根据用途而要求无色的纤维素纳米纤维，但这些纤维素纳米纤维的耐热性低，在制造有机溶剂分散液时或在制造与塑料材料的复合材料时会着色，因此难以应用。鉴于上述情况，本专利技术的课题在于提供在有机溶剂、树脂中的分散性优异且透明、着色少的纤维素纳米纤维分散液。[1]一种分散液，是改性羧甲基化纤维素纳米纤维分散于分散介质而得的，上述分散介质包含有机溶剂，上述改性羧甲基化纤维素纳米纤维包含后述的式(1)表示的葡萄糖单元。[2]根据[1]所述的分散液，其中，上述有机溶剂的沸点在常压下为50～250℃。[3]根据[1]或[2]所述的分散液，其中，上述有机溶剂为选自甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇、丙酮、甲乙酮、1,4-二烷、N-甲基-2-吡咯烷酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙腈和它们的组合中的水溶性有机溶剂。[4]根据[1]～[3]中任一项所述的分散液，其中，上述X1和X2由-CH2COOH或式(2)～(4)中的任一者表示时，由每个上述葡萄糖单元的该基团的个数定义的X取代度为0.02～0.50。[5]根据[1]～[4]中任一项所述的分散液，其中，上述改性羧甲基化纤维素纳米纤维的数均纤维直径为2～50nm。[6]根据[1]～[5]中任一项所述的分散液，其中，上述分散介质包含水溶性有机溶剂和水。[7]一种[1]所述的分散液的制造方法，包含如下工序：(1A)制备羧甲基化纤维素纳米纤维分散于水和水溶性有机溶剂的混合溶剂中而成的分散液的工序，以及(1B)在该分散液中添加选自胺、以氢氧根离子为反离子的有机盐和它们的组合中的有机碱而对羧甲基进行改性的工序。[8]一种[1]所述的分散液的制造方法，包含如下工序：(2A)制备羧甲基化纤维素纳米纤维分散于水中而成的分散液的工序，以及(2B)在该分散液中添加选自胺、以氢氧根离子为反离子的有机盐和它们的组合中的有机碱、以及水溶性有机溶剂而对羧甲基进行改性的工序。[9]一种[1]所述的分散液的制造方法，包含如下工序：(3C)制备包含羧甲基化纤维素、水和水溶性有机溶剂的混合溶剂、以及选自胺、以氢氧根离子为反离子的有机鎓盐和它们的组合中的有机碱的分散液的工序，以及(3D)边对上述分散液进行解纤处理边对羧甲基进行改性的工序、或者(3E)在对羧甲基进行改性而制备包含该改性羧甲基化纤维素的分散液之后对该分散液进行解纤处理的工序。[10]一种[1]所述的分散液的制造方法，包含如下工序：(4C)制备包含羧甲基化纤维素、水、以及选自胺、以氢氧根离子为反离子的有机盐和它们的组合中的有机碱的分散液的工序，(4D)边对上述分散液进行解纤处理边对羧甲基进行改性的工序、或者(4E)在对羧甲基进行改性而制备包含该改性羧甲基化纤维素的分散液之后对该分散液进行解纤处理的工序，以及(4F)在前一工序所得到的分散液中添加水溶性有机溶剂的工序。[11]根据[7]～[10]中任一项所述的制造方法，其中，上述有机碱为以氢氧根离子为反离子的季铵盐。[12]根据[7]～[10]中任一项所述的制造方法，其中，上述有机碱为伯、仲或叔胺化合物。根据本专利技术，能够提供在有机溶剂、树脂中的分散性优异且透明、着色少的纤维素纳米纤维分散液。具体实施方式以下，对本专利技术的纤维素纳米纤维分散液进行说明。本专利技术中“～”包含其两端的值。即“A～B”包含A和B。1.改性羧甲基化纤维素纳米纤维分散液改性羧甲基化纤维素纳米纤维(以下也称为“改性CM化CNF”)是指羧甲基化纤维素纳米纤维的羧基被改性的纳米纤维。具体而言，改性CM化CNF由式(1)表示。在式(1)中，X1独立地为H或-CH2COOH。X2独立地为H、-CH2COOH或式(2)～(4)中的任一者表示的基团，至少1个X2为式(2)～(4)中的任一者表示的基团。在式(2)中，R独立地为H、碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～20的芳基或碳原子数7～20的芳烷基，至少1个R为该烷基、芳基或芳烷基(以下也称为“烷基等”)。即，本专利技术的纤维素纳米纤维具有属于疏水性基团的R。独立地是指多个R可以不同。关于其它基团，也同样。本专利技术的纤维素纳米纤维由于该R而在制成以水和水溶性有机溶剂的混合液为分散介质的分散液时表现出优异的分散性。从该观点和材料的得到容易性考虑，R为烷基时的碳原子数优选1～6，更优选2～5。作为优选的烷基的例子，可举出甲基、乙基、丙基、丁基、丙基、己基等。这些的基可以为链状、支链状或环状。R为芳基时的碳原子数优选6～15。作为优选的芳基的例子，可举出苯基、萘基、具有上述烷基作为取代基的烷基苯基、烷基萘基。R为芳烷基时的碳原子数优选7～10。作为优选的芳烷基的例子，可举出苄基。如后所述，式(2)表示的基团通过使羧甲基与胺反应而得到。式(3)中的Y为N或P，R被定义为与式(2)相同。从提高疏水性的观点考虑，在R中，优选2个以上为上述烷基、芳基或芳烷基，更优选3个以上为上述烷基、芳基或芳烷基。从得到容易性等的观点考虑，R优选上述烷基，Y优选N。如后所述，式(3)表示的基团通过使羧甲基与铵盐或盐反应而得到。在式(4)中，R’为碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～20的芳基或碳原子数7～20的芳烷基。如后所述，式(4)表示的基团通过使羧甲基与锍盐反应而得到。将使葡萄糖环上的取代基的个数表示为每个葡萄糖单元的平均个数而得的值称为取代度。本专利技术中，X1和X2不为H时的取代度(以下为方便起见，也称为“X取代度”)对纤维素纳米纤维的分散性造成影响。因此，X取代度优选为0.02～0.50。X取代度可以通过上述式(1)表示的单元中的X1和X2上的H的个数与除此以外的基团的个数的比率进行调整。X取代度可以通过对改性CM化CNF用酸进行处理而将式(2)～(4)的基团转化为-CH2COOH基，之后利用常规方法而求出。为了得到所希望的疏水性，X1和X2的合计(也称为“X基团”)中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分散液，是改性羧甲基化纤维素纳米纤维分散于分散介质而得的，所述分散介质包含有机溶剂，所述改性羧甲基化纤维素纳米纤维包含式(1)表示的葡萄糖单元，
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.08 JP 2016-0215331.一种分散液，是改性羧甲基化纤维素纳米纤维分散于分散介质而得的，所述分散介质包含有机溶剂，所述改性羧甲基化纤维素纳米纤维包含式(1)表示的葡萄糖单元，X1独立地为H或-CH2COOH表示的基团，X2独立地为H、-CH2COOH或式(2)～(4)中任一者表示的基团，至少1个X2为式(2)～(4)中的任一者表示的基团，-CH2COOR′(4)在式(2)中，R独立地为H、碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～20的芳基或碳原子数7～20的芳烷基，至少1个R为该烷基、芳基或芳烷基，在式(3)中，Y为N或P，R被定义为与式(2)相同，在式(4)中，R’为碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～20的芳基或碳原子数7～20的芳烷基。2.根据权利要求1所述的分散液，其中，所述有机溶剂的沸点在常压下为50～250℃。3.根据权利要求1或2所述的分散液，其中，所述有机溶剂为选自甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇、丙酮、甲乙酮、1,4-二烷、N-甲基-2-吡咯烷酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙腈和它们的组合中的水溶性有机溶剂。4.根据权利要求1～3中任一项所述的分散液，其中，所述X1和X2由-CH2COOH或式(2)～(4)中的任一者表示时，由每个所述葡萄糖单元的该基团的个数定义的X取代度为0.02～0.50。5.根据权利要求1～4中任一项所述的分散液，其中，所述改性羧甲基化纤维素纳米纤维的数均纤维直径为2～50nm。6.根据权利要求1～5中任一项所述的分散液，其中，所述分散介质包...
【专利技术属性】
技术研发人员：小野木晋一，中山武史，吉村知章，
申请(专利权)人：日本制纸株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。