[发明专利]含金属氧化纤维素纳米纤维分散液及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及含金属氧化纤维素纳米纤维分散液及含金属氧化纤维素纳米纤维分散液的制造方法。

背景技术

以往，提出了一种制造如下的分散液的方法，上述分散液是使天然纤维素在N-烃氧基化合物等氧化催化剂的存在下氧化后，对得到的氧化纤维素实施机械的分散处理，由此将直径为数纳米的高结晶性极细纤维(氧化纤维素纳米纤维)分散在水等分散介质中而成的(例如，参照专利文献1)。在根据该制造方法得到的氧化纤维素纳米纤维分散液中，氧化纤维素纳米纤维在分散介质中是1根1根地分离的，期待向复合材料等各种用途的应用拓展。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-1728号公报。

发明内容

发明要解决的问题

在此，在将氧化纤维素纳米纤维应用于复合材料等各种用途时，关键在于根据用途进一步提高氧化纤维素纳米纤维的性能。

因此，在拓展氧化纤维素纳米纤维的应用时，要求维持氧化纤维素纳米纤维的分散性并对氧化纤维素纳米纤维赋予期望的特性的技术。

用于解决问题的方案

因此，本发明人为了提供维持分散性并对氧化纤维素纳米纤维赋予期望的特性的技术进行了深入研究。然后，本发明人注意到了在上述以往的氧化纤维素纳米纤维分散液的制造方法中，由于在氧化催化剂的存在下对天然纤维素进行氧化时使用次氯酸钠和溴化钠作为共氧化剂，因此在得到的分散液中的氧化纤维素纳米纤维中，作为纤维素的结构单元的β-葡萄糖单元的6位的伯羟基被氧化成羧酸钠盐(羧基的钠盐)。进而，本发明人重新构思了以下技术，即，用钠以外的金属的离子来置换氧化纤维素纳米纤维的羧酸钠盐基的钠离子部分，形成以盐的形式含有钠以外的金属的含金属氧化纤维素纳米纤维，由此对氧化纤维素纳米纤维赋予期望的特性。因此，本发明人进一步反复研究，新发现了使包含钠以外的金属的盐与在分散介质中呈分散状态的氧化纤维素纳米纤维接触，由此能够得到以盐的形式含有钠以外的金属的含金属氧化纤维素纳米纤维良好地分散了的分散液，从而完成了本发明。

即，本发明的目的在于有利地解决上述问题，本发明的含金属氧化纤维素纳米纤维分散液的特征在于，其包含分散介质和以盐的形式含有钠以外的金属的含金属氧化纤维素纳米纤维，上述含金属氧化纤维素纳米纤维的数均纤维直径为100nm以下。

像这样，包含数均纤维直径为100nm以下、并且以盐的形式含有钠以外的金属的含金属氧化纤维素纳米纤维的分散液，其分散性优异，并且，能够通过适当选择以盐的形式被包含的金属的种类，从而对含金属氧化纤维素纳米纤维赋予期望的特性。因此，如果将该分散液用于复合材料的形成等，则即使配合量为少量也能够使复合材料发挥期望的特性。

此外，本发明的目的在于有利地解决上述问题，本发明的含金属氧化纤维素纳米纤维的分散液的第一制造方法的特征在于，其制造数均纤维直径为100nm以下的含金属氧化纤维素纳米纤维的分散液，上述第一制造方法包含：使以盐的形式含有第1金属的氧化纤维素纳米纤维在分散于溶剂中的状态下与上述第1金属以外的第2金属的盐接触，得到以盐的形式含有上述第2金属的含金属氧化纤维素纳米纤维的工序。

像这样，如果使以盐的形式含有第1金属的氧化纤维素纳米纤维在分散于溶剂中的状态下与第2金属的盐接触，则能够容易地制造以盐的形式含有第2金属、并且数均纤维直径为100nm以下的含金属氧化纤维素纳米纤维的分散液。

进而，本发明的目的在于有利地解决上述问题，本发明的含金属氧化纤维素纳米纤维的分散液的第二制造方法的特征在于，其制造数均纤维直径为100nm以下的含金属氧化纤维素纳米纤维的分散液，上述第二制造方法包含：使以盐的形式含有第1金属的氧化纤维素纳米纤维在分散于溶剂中的状态下与强酸接触，将以盐的形式被包含的上述第1金属的离子置换为氢原子的工序；以及使将上述第1金属的离子置换为氢原子的氧化纤维素纳米纤维在分散于溶剂中的状态下与上述第1金属以外的第2金属的盐接触，得到以盐的形式含有上述第2金属的含金属氧化纤维素纳米纤维的工序。

像这样，如果使将上述第1金属的离子置换为氢原子的氧化纤维素纳米纤维在分散于溶剂中的状态下与第2金属的盐接触，则能够高效地进行第1金属的置换反应。因此，能够有效地制造以盐的形式含有第2金属、并且数均纤维直径为100nm以下的含金属氧化纤维素纳米纤维的分散液。