吸水性组合物及其制造方法技术

本发明专利技术为含有纤维素纳米纤维和纤维素衍生物的吸水性组合物及其制造方法。上述纤维素衍生物的1质量％水溶液在25℃时的粘度为1000mPa

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】吸水性组合物及其制造方法


[0001]本专利技术涉及吸水性组合物及其制造方法。

技术介绍

[0002]纤维素纳米纤维是从纸浆等得到的微细纤维，已知作为在生产时或废弃时对环境的负荷小的原材料。纤维素纳米纤维的亲水性高，具有优异的增粘性，被期待在食品、医疗品、涂料等广泛的领域中利用。但是，干燥状态的纤维素纳米纤维由于凝集力高，所以对于水的分散性低。作为解决这样的问题的技术，专利文献1中记载了一种干燥固态物，其中相对于阴离子改性纤维素纳米纤维含有规定量的水溶性高分子。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：美国专利申请公开第2016/333116号说明书

技术实现思路

[0006]本专利技术涉及含有纤维素纳米纤维和纤维素衍生物的吸水性组合物。
[0007]上述纤维素衍生物优选其1质量％水溶液在25℃时的粘度为1000mPa
·
s以上。
[0008]上述纤维素衍生物优选醚化度低于0.9。
[0009]另外，本专利技术涉及上述吸水性组合物的制造方法。
[0010]优选将上述纤维素纳米纤维和上述纤维素衍生物在液体中混合，将所得到的混合溶液干燥。
具体实施方式
[0011]专利文献1中记载了使用纤维素纳米纤维作为凝胶剂或吸收材料。然而，专利文献1中记载的干燥固态物作为用于吸收性物品的吸收性材料的吸收性能并不充分。
[0012]因此，本专利技术的技术问题在于提供使吸收性能提高了的吸水性组合物及其制造方法。
[0013]以下对本专利技术基于其优选的实施方式进行说明。本专利技术的吸水性组合物含有纤维素纳米纤维和纤维素衍生物。以下，将“本专利技术的吸水性组合物”也简称为“吸水性组合物”，将“纤维素纳米纤维”也称为“CNF”。CNF是纤维直径为3nm以上500nm以下、纤维长度为500nm以上1000nm以下的微细的纤维素纤维。
[0014]CNF能够通过对上述原料纤维素纤维实施微细化处理的方法、或通过乙酸菌等细菌合成的方法等公知的方法来制造。作为上述微细化处理，可以列举使用高压匀浆器等解纤装置的物理处理、通过使用纤维素酶等酶或催化剂的氧化反应将纤维素纤维解开的化学处理，也可以将这些处理组合使用。
[0015]作为上述原料纤维素纤维，可以列举针叶树系纸浆、阔叶树系纸浆等木材纸浆；棉短绒、皮棉这样的棉系纸浆；麦杆纸浆、甘蔗渣纸浆等非木材系纸浆等，可以单独使用它们
的1种或组合2种以上使用。
[0016]CNF可以是纤维素分子链中的纤维素的羟基被改性后得到的。作为这样的CNF，可以列举纤维素的羟基被氧化成羧基等、或被酯化、被醚化等在纤维素纤维中导入其他官能团的CNF。从提高CNF的分散性的观点出发，CNF优选为导入了阴离子性基团的阴离子改性CNF。作为阴离子改性CNF所含的阴离子性基团，可以列举醛基、羧基、硫酸基和磷酸基等，从能够得到更加微细的CNF的观点出发，优选为羧基、磷酸基。
[0017]阴离子改性CNF通过将纤维素的羟基氧化使其转变成阴离子性基团的方法、或使选自具有阴离子性基团的化合物、其酸酐、或它们的衍生物中的至少1种与纤维素的羟基反应的方法等公知的方法得到。例如可以列举以2,2,6,6
‑
四甲基
‑1‑
哌啶
‑
N
‑
氧化物(TEMPO)作为催化剂，使其与次氯酸钠等氧化剂和溴化钠等溴化物反应，对纤维素的羟基进行氧化处理的方法(日本特开2011
‑
140632号公报)等。
[0018]纤维素衍生物是将纤维素部分改性得到的衍生物，可以列举羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、或它们的盐等。作为上述盐，优选使用水溶性盐，例如可以列举选自钠盐、钾盐等碱金属盐、钙盐或镁盐等碱土金属盐等中的一种以上的金属盐。吸水性组合物中可以单独使用选自这些成分中的1种，或者组合选自这些成分中2种以上使用。从有效地抑制CNF的凝集的观点出发，纤维素衍生物优选为选自羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、羧甲基纤维素盐和羧乙基纤维素盐中的至少1种以上。
[0019]纤维素衍生物的1质量％水溶液在25℃时的粘度为1000mPa
·
s以上。从提高吸收量的观点出发，该粘度优选为4000mPa
·
s以上，更优选为6000mPa
·
s以上，另外优选为30000mPa
·
s以下，更优选为20000mPa
·
s以下，另外优选为4000mPa
·
s以上30000mPa
·
s以下，更优选为6000mPa
·
s以上20000mPa
·
s以下。纤维素衍生物的1质量％水溶液的25℃的粘度使用B型粘度计(东机产业株式会社制、TVB
‑
10)，在转子No.4、转速30rpm、60秒钟的测定条件下测定。
[0020]纤维素衍生物的醚化度低于0.9。从提高吸收量的观点出发，纤维素衍生物的醚化度优选为0.4以上，更优选为0.5以上，另外优选为0.8以下，更优选为0.75以下，另外优选为0.4以上0.8以下，更优选为0.5以上0.75以下。上述醚化度通过以下的测定方法测定。
[0021]〔醚化度的测定方法〕
[0022]醚化度使用灰化测定法测定。精确称量试样(纤维素衍生物)约0.7g，包在滤纸中放入磁制坩埚中，在600℃充分灰化。将其冷却后，移至500mL烧杯，加入水约250mL，进而加入0.05摩尔/L硫酸35mL，煮沸30分钟后，进行冷却。在其中加入酚酞指示剂，用0.1摩尔/L氢氧化钾对过剩的酸进行反滴定，通过下式算出醚化度。
[0023]醚化度＝162
×
A/(10000
‑
80
×
A)
[0024]式中的A为试样1g中的结合碱所消耗的0.05摩尔/L硫酸的mL数。
[0025]CNF和纤维素衍生物能够通过过滤处理从吸水性组合物中分离。上述过滤处理如下所述。将包含CNF和纤维素衍生物的吸水性组合物进行稀释，使得该吸水性组合物的浓度相对于离子交换水为0.1质量％，制作稀释水溶液。对于稀释水溶液，使用孔径0.5um的聚四氟乙烯制的过滤器，以离心加速度12000
×
g进行10分钟离心过滤。进行离心过滤时，CNF被截留于过滤器，纤维素衍生物通过过滤器。由此，能够将CNF和纤维素衍生物分离。
[0026]吸水性组合物中使用的CNF和纤维素衍生物的粘度或醚化度等各种特性能够使用从该吸水性组合物分离的CNF和纤维素衍生物进行测定。
[0027]从提高干燥状态的CNF对于水的分散性的观点出发，已知如专利文献1那样，使用将CNF和纤维素衍生物的混合液干燥后的干燥物。本专利技术的专利技术人对CNF的分散性与纤维素衍生物的关系进行了深入研究本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种吸水性组合物，其特征在于：含有纤维素纳米纤维和纤维素衍生物，所述纤维素衍生物的1质量％水溶液在25℃时的粘度为1000mPa
·
s以上，且所述纤维素衍生物的醚化度低于0.9。2.如权利要求1所述的吸水性组合物，其特征在于：所述纤维素衍生物为选自羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和它们的盐中的至少1种以上。3.如权利要求1所述的吸水性组合物，其特征在于：所述纤维素衍生物为选自羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、羧甲基纤维素盐和羧乙基纤维素盐中的至少1种以上。4.如权利要求1所述的吸水性组合物，其特征在于：所述纤维素衍生物为羧甲基纤维素盐。5.如权利要求1所述的吸水性组合物，其特征在于：所述纤维素衍生物为羧甲基纤维素钠。6.如权利要求1～5中任一项所述的吸水性组合物，其特征在于：所述纤维素衍生物的所述粘度为4000mPa
·
s以上30000mPa
·
s以下。7.如权利要求1～5中任一项所述的吸水性组合物，其特征在于：所述纤维素衍生物的所述粘度为6000mPa
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s以上20000mPa
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s以下。8.如权利要求1～7中任一项所述的吸水性组合物，其特征在于：所述纤维素衍生物的所述醚化度为0.4以上0.8以下。9.如权利要求1～7中任一项所述的吸水性组合物，其特征在于：所述纤维素衍生物的所述醚化度为0.5以上0.75以下。10.如权利要求1～9中任一项所述的吸水性组合物，其特征在于：所述纤维素衍生物的重均分子量为5000以上100万以下。11.如权利要求1～10中任一项所述的吸水性组合物，其特征在于：所述纤维素纳米纤维的平均纤维长度为500nm以上5...

【专利技术属性】
技术研发人员：高田裕贵，幸田拓也，
申请(专利权)人：花王株式会社，
类型：发明
国别省市：