制造羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维的方法以及羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维技术

本公开的目的在于提供一种制造可形成操作性与物性的平衡优异的羧基化纤维素纳米纤维的、羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维的方法。一种制造羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维的方法，其特征在于，包括：纤维形成步骤，向浸渍有木材浆粕纤维的、具有6.5以下的pH的处理液中供给含臭氧气体，使上述含臭氧气体中的臭氧浓度和处理时间的乘积即CT值大于6000ppm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维的方法以及羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维


[0001]本公开涉及一种制造羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维的方法、以及羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维。

技术介绍

[0002]针对由浆粕纤维制造纤维素纳米纤维(以下有时简称为“CNF”)化用的浆粕纤维和CNF进行了研究。
[0003]例如，专利文献1公开了一种纤维素纳米纤维的制造方法，其包括：工序(A)，准备在水解处理后进行硫酸盐蒸煮而得到的浆粕；工序(B)，在(1)N
‑
氧基化合物(例如2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基，TEMPO)、以及(2)选自溴化物、碘化物或它们的混合物组成的组中的化合物的存在下，使用氧化剂在水中将该浆粕氧化，制备氧化纤维素；以及工序(C)，将该氧化纤维素解纤和分散，制造纤维素纳米纤维。根据专利文献1，该制造方法能够提供即使为高浓度也具有低粘度、流动性优异的纤维素纳米纤维分散液。
[0004]另外，专利文献2记载了一种化学改性浆粕干燥固体物的制造方法，其包括：将纤维素原料化学改性而得的化学改性浆粕与液体介质的混合物在20～80℃下干燥的工序。根据专利文献2，指出上述化学改性浆粕干燥固体物可以制造分散性优异的CNF。
[0005]专利文献2第[0016]段中，作为纤维素原料的羧基化方法的一例，记载了一种使用N
‑
氧基化合物(2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基，TEMPO)的方法。
[0006]另外，专利文献2第[0024]段中，作为纤维素原料的羧基化方法的“其他例子”，记载了以臭氧浓度50～250g/m3处理1～360分钟。
[0007]另外，专利文献2第[0021]段记载了：在上述其它例子中，为了高效地进行纤维素的氧化，应当添加氢氧化钠水溶液等碱性溶液，并将反应液的pH维持在8～12、优选10～11左右。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：国际公报第2013/047218号
[0011]专利文献2：日本特开2018
‑
95761号公报

技术实现思路

[0012]专利技术要解决的问题
[0013]专利文献1中，在使用TEMPO制造CNF时，所形成的CNF的聚合度以及粘度变高，CNF的处理性差，因此，为了降低CNF的粘度，需要追加的工序。因此，专利文献1记载的方法虽然可以制造操作性优异的CNF，但其工序繁杂，有改良的余地。
[0014]另外，专利文献1在为了将纤维素原料羧基化而使用TEMPO的情况下，所制造的CNF中有可能残留TEMPO，从安全上、心理上的角度来看存在担忧。
[0015]本申请专利技术人对专利文献2的“其他例子”进行了补充试验，发现随着在纤维素原料中引入羧基，纤维素原料的聚合度(分子量)大幅降低，所形成的羧基化CNF虽然处理性优异，但有可能在物性方面存在担忧。
[0016]因此，本公开的目的在于，提供一种制造可形成操作性与物性的平衡优异的羧基化纤维素纳米纤维的、羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维的方法。
[0017]用于解决问题的方案
[0018]本专利技术人等发现了一种制造羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维的方法，其特征在于，包括纤维形成步骤：向浸渍有木材浆粕纤维的、具有6.5以下的pH的处理液中供给含臭氧气体，使上述含臭氧气体中的臭氧浓度和处理时间的乘积即CT值大于6000ppm
·
分钟，从而由上述木材浆粕纤维形成羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维。
[0019]专利技术的效果
[0020]本公开的方法能够制造可形成处理性与物性的平衡优异的羧基化纤维素纳米纤维的羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维。
附图说明
[0021]图1是用于说明实施例的图。
[0022]图2是用于说明实施例的图。
[0023]图3是用于说明实施例的图。
具体实施方式
[0024]具体而言，本公开涉及以下方式。
[0025][方式1][0026]一种制造羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0027]纤维形成步骤，向浸渍有木材浆粕纤维的、具有6.5以下的pH的处理液供给含臭氧气体，使上述含臭氧气体中的臭氧浓度和处理时间的乘积即CT值大于6000ppm
·
分钟，从而由上述木材浆粕纤维形成羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维。
[0028]上述方法在纤维形成步骤中，在具有规定pH的处理液中，在规定的臭氧条件下由木材浆粕纤维形成羧基化CNF化用浆粕纤维，因此能够抑制构成木材浆粕纤维的纤维素的聚合度的降低，且将纤维素的6位的
‑
CH2OH基氧化为羧基。因此，上述方法能够制造可形成操作性与物性的平衡优异的羧基化CNF的羧基化CNF化用浆粕纤维。
[0029][方式2][0030]根据方式1所述的方法，其中，上述处理液含有酸。
[0031]上述方法中，由于处理液含有酸，因此容易将处理液的pH保持在规定的范围，上述方法能够制造可形成处理性与物性的平衡优异的羧基化CNF的羧基化CNF化用浆粕纤维。
[0032][方式3][0033]根据方式2的方法，其中，上述酸为柠檬酸。
[0034]上述方法中，由于上述酸为柠檬酸，因此容易将处理液的pH保持在规定的范围，上述方法能够制造可形成处理性与物性的平衡优异的羧基化CNF的羧基化CNF化用浆粕纤维。
[0035][方式4][0036]根据方式3所述的方法，其中，上述处理液以3.0～10.0质量％的浓度含有上述柠檬酸。
[0037]上述方法中，由于处理液以规定的浓度含有柠檬酸，因此容易将处理液的pH保持在规定的范围，上述方法能够制造可形成处理性与物性的平衡优异的羧基化CNF的羧基化CNF化用浆粕纤维。
[0038][方式5][0039]根据方式1～4中任一项所述的方法，其中，从上述纤维形成步骤开始起60分钟后，上述羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维的聚合度DP
60
和羧基量C
60
(mmol/g)的乘积所表示的聚合度
·
羧基量指数I
60
满足下述条件，58≤I
60
。
[0040]上述方法中，从纤维形成步骤开始起60分钟后，聚合度
·
羧基量指数I
60
具有规定的值，即，具有规定的聚合度和羧基量。因此，上述方法能够制造可形成操作性与物性的平衡优异的羧基化CNF的羧基化CNF化用浆粕纤维。
[0041][方式6][0042]根据方式1～5中任一项所述的方法，其中，从上述纤维形成步骤开始起120分钟后，上述羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维的聚合度DP
120
和羧基量C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】1.一种制造羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：纤维形成步骤，向浸渍有木材浆粕纤维的、具有6.5以下的pH的处理液供给含臭氧气体，使所述含臭氧气体中的臭氧浓度和处理时间的乘积即CT值大于6000ppm
·
分钟，从而由所述木材浆粕纤维形成羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述处理液含有酸。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述酸为柠檬酸。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述处理液以3.0～10.0质量％的浓度含有所述柠檬酸。5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其中，从所述纤维形成步骤开始起60分钟后，所述羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维的聚合度DP
60
和羧基量C
60
(mmol/g)的乘积所表示的聚合度
·
羧基量指数I
60
满足下述条件，58≤I
60
。6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其中，从所述纤维形成步骤开始起120分钟后，所述羧基化纤维素纳米纤维化用浆粕纤维的聚合度DP
120
和羧基量C
120
(mmol/g)的乘积所表示的聚合度
·
羧基量指数I
120
满足下述条件，46≤I
120
。7.根据权利要求1～6中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：小西孝义，坂东健司，加藤孝，栗田范朋，市浦英明，
申请(专利权)人：尤妮佳股份有限公司，
类型：发明
国别省市：