修饰纤维素纤维及其纤维素复合体制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种纤维素纤维，其能够得到实现了高透明性、低线膨胀系数化、高弹性模量的纤维素复合体。本发明专利技术涉及修饰纤维素纤维的制造方法(其具有通过使纤维素在有机酸中与芳香族化合物反应，由此用含芳香环的取代基对该纤维素进行修饰的修饰反应工序)、经含芳香环的取代基修饰的纤维素纤维、该纤维素纤维的分散液以及使用该分散液的纤维素纤维复合体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及修饰纤维素纤维和使用了该修饰纤维素纤维的复合体，特别是涉及通过控制修饰纤维素纤维的修饰取代基和修饰率来实现高耐热性、易解织性和高生产率并在制成纤维素复合体后实现高透明性、低线膨胀系数化、高弹性模量、加热时提高强度等的技术。
技术介绍
近年来，使用以细菌纤维素为首的纤维素的微细纤维的复合材料得到积极的研究。已知纤维素因其伸直链结晶的缘故而表现出低线膨胀系数、高弹性模量、高强度。另外，通过进行微细化而制成复合材料时，该材料显示出高透明性，因而受到了关注。专利文献I中，通过使用经表面修饰的纤维素的微细纤维进行复合化而得到提高了吸湿性和透明性的复合材料。作为该表面修饰剂，公开了脂肪族系的表面修饰剂，并公开了特别优选乙酰基、甲基丙烯酰基的内容。专利文献2中公开了一种无纺布，其由导入了具有芳香环结构的化合物作为控制光学各向异性的化合物的改质纤维构成。另外，非专利文献I中公开了一种表现出热致液晶特性的苯甲酰基化细菌纤维素。先行技术文献专利文献专利文献I :日本国特开2007-51266号公报专利文献2 :日本国特开2008-274461号公报非专利文献非专利文献I Carbohydrate Polymers, Vol. 74, Issue4, p875_879 (2008)
技术实现思路
上述专利文献I中具体公开的纤维素的微细纤维无纺布(纤维素片)的制造方法是利用玻璃过滤器对经机械解织的纤维素微细纤维的水悬浮液进行过滤、脱水并进行制膜的方法。但是，本专利技术人按照专利文献I公开的方法进行纤维素复合材料的制造后发现，制造纤维素片时用于纤维素微细纤维的水悬浮液的脱水的过滤所花的时间长，不能得到实用的生产率。上述专利文献2中具体公开的无纺布(纤维素片)是在N，N_ 二甲基甲酰胺、乙基溶纤剂等的存在下使含芳香环的化合物和纤维素反应而得到的。但是，本专利技术人按照专利文献2公开的方法进行纤维素片的制造后发现，纤维素的结晶结构明显受到破坏，I型结晶结构的比例变低。由于I型结晶结构的比例低的纤维素片的耐热性差，因此认为即使将该纤维素片与高分子材料复合，也不能得到低线膨胀系数、高弹性模量，并且受加热时产生气体等的影响，强度发生降低。另外，因具有玻璃化转变温度，因此认为按非专利文献I的方法得到的苯甲酰基化细菌纤维素是非晶质，即使将其与高分子材料复合，也不能得到低线膨胀系数、高弹性模量、高强度。本专利技术是鉴于上述现有情况完成的，其目的是提供一种实现高耐热性、易解织性和高生产率的纤维素纤维，并且在将其制成复合体时实现高透明性、低线膨胀系数化、高弹性模量。 为了解决上述课题，本专利技术人进行了深入研究，结果发现通过控制修饰纤维素纤维的平均纤维径、结晶性、修饰取代基和修饰率或者在进行修饰反应时以有机酸为溶剂，能够实现闻耐热性、易解织性和闻生广率。S卩，本专利技术的要点如下。 一种修饰纤维素纤维的制造方法，其具有通过使纤维素在溶剂中与芳香族化合物反应来用含芳香环的取代基对该纤维素进行修饰的修饰反应工序，其特征在于，使用有机酸作为该修饰反应工序中的所述溶剂。如所述的修饰纤维素纤维的制造方法，其中，含芳香环的取代基是选自由含芳香环的酯基、含芳香环的醚基以及含芳香环的氨基甲酸酯基组成的组中的I种以上的基团。如或所述的修饰纤维素纤维的制造方法，其中，含芳香环的取代基对纤维素的全部羟基的修饰率为10摩尔％以上。 一种修饰纤维素纤维片的制造方法，该制造方法包括修饰反应工序,在含有纤维素和有机酸的纤维素分散液中使纤维素和芳香族化合物反应，由此用含芳香环的取代基对该纤维素进行修饰；和抄纸工序。如所述的修饰纤维素纤维片的制造方法，其中，含芳香环的取代基是选自由含芳香环的酯基、含芳香环的醚基以及含芳香环的氨基甲酸酯基组成的组中的I种以上的基团。如或所述的修饰纤维素纤维片的制造方法，其中，含芳香环的取代基对纤维素的全部羟基的修饰率为10摩尔％以上。 一种纤维素纤维复合体的制造方法，该制造方法具有如下工序将通过 任一项所述的方法得到的修饰纤维素纤维或通过 任一项所述的方法得到的修饰纤维素纤维片与基体复合化。 一种修饰纤维素纤维分散液，其是纤维素的全部羟基的10摩尔％以上经含芳香环的取代基修饰了的具有纤维素I型结晶结构的纤维素纤维的分散液，其中，该纤维素纤维的广角X射线衍射图中，“扫描角18 19度处的平均衍射强度”与“扫描角20 24度处的来自纤维素I型结晶的衍射峰的强度”之比为0. 8以下。如所述的修饰纤维素纤维分散液，其中，纤维素纤维的平均纤维径为IOOnm以下。如或所述的修饰纤维素纤维分散液，其中，含芳香环的取代基是选自由含芳香环的酯基、含芳香环的醚基以及含芳香环的氨基甲酸酯基组成的组中的I种以上的基团。 一种修饰纤维素纤维，其是纤维素的全部羟基的10摩尔％以上经含芳香环的取代基修饰了的具有纤维素I型结晶结构的纤维素纤维，其中，该纤维素纤维的广角X射线衍射图中，“扫描角18 19度处的平均衍射强度”与“扫描角20 24度处的来自纤维素I型结晶的衍射峰的强度”之比为0. 8以下。如所述的修饰纤维素纤维，其中，纤维素纤维的平均纤维径为IOOnm以下。如或所述的修饰纤维素纤 维，其中，含芳香环的取代基是选自由含芳香环的酯基、含芳香环的醚基以及含芳香环的氨基甲酸酯基组成的组中的I种以上的基团。 一种修饰纤维素纤维片，该修饰纤维素纤维片含有平均纤维径为IOOnm以下且纤维素的全部羟基的10摩尔％以上经含芳香环的取代基修饰了的具有纤维素I型结晶结构的纤维素纤维，其中，将该修饰纤维素纤维片制成下述(I)所示的复合材料时，基于C光的雾值为3以下。(I)将通过调整厚度以使基重为40g/m2的纤维素纤维片浸泡在混合有96重量份二(甲基丙烯酰氧基甲基)三环癸烷、6重量份季戊四醇四-硫代丙酸酯)、0. 05重量份2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、0. 05重量份二苯甲酮的溶液中，减压下放置一夜后，夹在2片玻璃板之间,使用无电极水银灯固化后,从玻璃板取下,在190°C的真空烘箱中加热4小时得到的复合材料。 一种纤维素纤维复合体，其含有 任一项所述的修饰纤维素纤维或所述的修饰纤维素纤维片、和基体。 一种纤维素纤维复合体，该纤维素纤维复合体含有纤维素的全部羟基的10摩尔％以上经含芳香环的取代基修饰了的具有纤维素I型结晶结构的纤维素纤维、和基体，其中，该纤维素纤维的广角X射线衍射图中，“扫描角18 19度处的平均衍射强度”与“扫描角20 24度处的来自纤维素I型结晶的衍射峰的强度”之比为0. 8以下。根据本专利技术，通过控制修饰纤维素纤维的平均纤维径、结晶性、修饰取代基和修饰率或者在进行修饰的反应时以有机酸为溶剂，能够在实现高耐热性、易解织性和高生产率的同时，在制成纤维素复合体后实现高透明性、非着色性、低线膨胀系数化、高弹性模量、力口热时提高强度。进而，通过使用经含芳香环的取代基修饰的纤维素纤维，能起到提高与树脂的亲和性，特别是提高与含有芳香环的树脂的亲和性的效果。具体实施例方式下面详细说明本专利技术的实施方式，但本专利技术并不限于下述的实施方式，实施时可以在其要点的范围内进行各种改变。I.本专利技术的修饰纤维素纤维分散液的制造方法
本专利技术的修饰纤维素纤维分散液的制造方法具有通过使纤维素在溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：赤井日出子，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：