吸水性组合物及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种含有纤维素纳米纤维和水溶性高分子并且比表面积为1.0m2/g以上的吸水性组合物及其制造方法。上述水溶性高分子优选为纤维素衍生物或其盐，该纤维素衍生物的醚化度更优选为1.0以下。本发明专利技术的吸水性组合物优选通过在液体中混合纤维素纳米纤维和水溶性高分子并将所得到的混合溶液冷冻干燥而制造。高分子并将所得到的混合溶液冷冻干燥而制造。

【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]本专利技术涉及一种吸水性组合物及其制造方法。

技术介绍

[0002]作为尿布等吸收性物品所使用的吸收性材料，纤维素纳米纤维是由纸浆等得到的微细的纤维，作为生产时或废弃时对环境的负荷少的原材料而广为人知。纤维素纳米纤维的亲水性高，具有优异的增粘性，期待在食品、医疗品、涂料等广泛领域中被利用。然而，干燥状态的纤维素纳米纤维由于凝聚力高，所以对水的分散性低。作为解决这样的问题的技术，在专利文献1中记载了一种纤维素多孔体，其特征在于：由具有规定的平均纤维直径的微小纤维素纤维构成，具有规定的表观密度。另外，在专利文献2中记载了一种纤维素多孔体的制造方法，其包括将含有规定固体成分浓度的纤维素纳米纤维以及规定浓度的水和水溶性有机溶剂的混合分散介质的混合液冷冻干燥的工序。另外，在专利文献3中记载了一种干燥固体物，其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：日本特开2010
‑
215872号公报
[0006]专利文献2：美国专利申请公开第2015/0093560号说明书
[0007]专利文献3：美国专利申请公开第2016/0333116号说明书

技术实现思路

[0008]本专利技术涉及一种吸水性组合物。
[0009]上述吸水性组合物含有纤维素纳米纤维和水溶性高分子，比表面积为1.0m2/g以上。
[0010]本专利技术还涉及上述吸水性组合物的制造方法。
[0011]上述制造方法包括在液体中混合上述纤维素纳米纤维和上述水溶性高分子并将所得到的混合溶液冷冻干燥的工序。
具体实施方式
[0012]纤维素纳米纤维期待具有作为尿布等吸收性物品所使用的吸收性材料的功能。然而，如上所述，干燥状态的纤维素纳米纤维容易凝聚，对水的分散性低，因此吸液性、吸液后保持液体的液体保持性低，吸收性能不充分。专利文献1～3并没有公开作为上述吸收性材料具有充分的液体保持性的含有纤维素纳米纤维的组合物。
[0013]本专利技术涉及一种能够克服上述的现有技术所具有的缺点的吸水性组合物及其制造方法。
[0014]以下，基于其优选实施方式对本专利技术进行说明。本专利技术的吸水性组合物含有纤维素纳米纤维和水溶性高分子。以下，本专利技术的吸水性组合物也简称为“吸水性组合物”，纤维
素纳米纤维也称为“CNF”。CNF是其纤维直径为3nm以上500nm以下并且纤维长度为500nm以上1000nm以下的微细的纤维素纤维。
[0015]CNF可以利用对原料纤维素纤维实施微细化处理的方法、利用乙酸菌等细菌合成的方法等公知的方法进行制造。作为上述微细化处理，可以列举：使用高压均质机等解纤装置的物理处理；和利用使用纤维素酶等酶或催化剂的氧化反应解离纤维素纤维的化学处理，这些处理可以组合使用。
[0016]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天然纤维素纤维，可以单独使用它们中的1种，或者将2种以上组合使用。
[0017]CNF可以是纤维素分子链中的纤维素的羟基被改性而得到的。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、或被醚化等在纤维素纤维中导入了其他官能团而得到的CNF。从提高CNF的分散性的观点考虑，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，可以列举醛基、羧基、硫酸基和磷酸基等，从能够得到更微细的CNF的观点考虑，优选为羧基、磷酸基。
[0018]阴离子改性CNF可以利用将纤维素的羟基氧化并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而得到。例如可以列举如下的方法等：将2,2,6,6
‑
四甲基
‑1‑
哌啶
‑
N
‑
氧基(TEMPO)作为催化剂，使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)。
[0019]水溶性高分子是能够溶解于水的高分子，25℃时在100g水中的溶解度为0.5g以上。上述溶解度的测定方法如下所述。在100mL的玻璃烧杯(Φ5mm)中，将规定量的对象物添加混合于25℃的50mL离子交换水中，放入长度20mm、宽度7mm的搅拌片，利用As
‑
1株式会社制造的磁力搅拌器HPS
‑
100以600rpm进行搅拌。接着，确认所添加的对象物是否在24小时以内全部溶解在水中。对于对象物的总重量(向上述烧杯的投入量)不同的多个样品进行这样的一系列作业，在该对象物全部溶解的多个样品中，将其溶解量最大的样品中的对象物的总重量的2倍的值作为上述溶解度。上述溶解度优选为1g以上，进一步优选为5g以上，更进一步优选为10g以上。
[0020]从提高吸水性组合物的液体保持性的观点考虑，水溶性高分子的1质量％水溶液在25℃时的粘度优选为5000mPa
·
s以上，更优选为6000mPa
·
s以上，进一步优选为7500mPa
·
s以上，并且优选为30000mPa
·
s以下，更优选为20000mPa
·
s以下，进一步优选为15000mPa
·
s以上，还优选为5000mPa
·
s以上30000mPa
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s以下，更优选为6000mPa
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s以上20000mPa
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s以下，进一步优选为7500mPa
·
s以上15000mPa
·
s以下。水溶性高分子的1质量％水溶液在25℃时的粘度使用B型粘度计(东机产业株式会社制造，TVB
‑
10)，在转子No.4、转速30rpm、60秒的测定条件下进行测定。
[0021]作为水溶性高分子，例如可以列举纤维素衍生物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、糊精、聚环氧乙烷、水溶性尼龙、天然多糖类等。作为天然多糖类，可以列举藻酸钠、黄蓍胶、瓜尔胶、黄原胶、阿拉伯胶、角叉菜胶、半乳甘露聚糖、明胶、酪蛋白、白蛋白、普鲁兰多糖等。吸水性组合物可以单独使用选自这些成分中的1种，或者将2种以上组合使用。
[0022]从提高后述的CNF对水的分散性的观点考虑，水溶性高分子优选为纤维素衍生物或其盐。作为纤维素衍生物及其盐，是将纤维素部分改性而得到的，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、羟乙基纤维素和它们的盐等。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水溶性高分子，比表面积为1.0m 2
/g以上。2.如权利要求1所述的吸水性组合物，其特征在于：所述比表面积为5.0m2/g以上。3.如权利要求1或2所述的吸水性组合物，其特征在于：所述比表面积为200m2/g以下。4.如权利要求1所述的吸水性组合物，其特征在于：所述比表面积为1.0m2/g以上200m2/g以下。5.如权利要求1～4中任一项所述的吸水性组合物，其特征在于：所述水溶性高分子的1质量％水溶液在25℃时的粘度为5000mPa
·
s以上。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：所述水溶性高分子为纤维素衍生物或其盐。7.如权利要求6所述的吸水性...

【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：