[发明专利]纤维素纤维、纤维素纤维的制造方法

说明书

一种纤维素纤维、纤维素纤维的制造方法，纤维素纤维是下式(1)所示的纤维素的羟基由下式(2)所示的硼酸酯基取代，纤维素纤维包含如下至少一种结构物：第一种结构物，纤维素的同一纤维素分子链n的单位结构a、b之中的任一方的羟基由硼酸酯基取代；第二种结构物，纤维素的同一纤维素分子链n的单位结构a、b的双方的羟基由硼酸酯基取代；以及第三种结构物，纤维素的不同纤维素分子链n的羟基由硼酸酯基取代，由硼酸酯基取代的羟基所键合的碳是从单位结构a、b之中2位、3位、6位碳之中选择的两个碳，【化学式1】【化学式2】

技术领域

本发明涉及纤维素纤维、纤维素纤维的制造方法。

背景技术

近年来，从轻量、高强度、低热膨胀、环保的观点出发，作为纤维素纤维的纤维素纳米纤维是极速兴起的原材料。作为纤维素纳米纤维的制造方法，例如能够列举对纸浆等进行物理性细小解纤的物理解纤和对纸浆等进行化学修饰并解纤的化学解纤。作为后者的化学解纤的方法，例如在专利文献1中公开了如下纤维素纳米纤维的制造方法：使用TEMPO(2,2,6,6-四甲基-1-哌啶-N-氧化物)催化剂、溴化物、碘化物或它们的混合物和氧化剂将纤维素类原料的伯羟基修饰成羧基，从而能够容易地进行解纤。

现有技术文献

专利文献1：日本专利特开2009-243014号公报

然而，在专利文献1记载的制造方法中，由于纤维素纳米纤维的羟基的一部分由羧基修饰而产生静电斥力，因此纤维素纳米纤维间的强度变弱。因此，要进一步提高使用了纤维素纳米纤维的成形物的强度，被要求将静电斥力的起源即通过TEMPO氧化修饰成羧基的伯羟基还原成原来的羟基并减弱静电斥力。另一方面，关于羧基的还原，需要使用强力的还原剂并在高温下进行长时间的处理。作为还原剂的一例，可利用与水分剧烈反应并产生氢的氢化铝锂(LiAlH₄)、毒性高的甲硼烷(BH₃)等。因此，存在从羧基向羟基的还原并不容易这样的课题。

此外，在专利文献1记载的制造方法中，记载了使用溴化物、碘化物、氧化剂，例示有作为溴化物而使用溴化钠、作为碘化物而使用碘化钠、作为氧化剂而使用亚氯酸钠。因此，在通过专利文献1记载的方法得到的纤维素纳米纤维中包含钠所代表的碱金属、碱土金属。因此，存在如下这样的课题：在利用纤维素纳米纤维时，有时需要进行除掉这些碱金属、碱土金属的处理，这样的处理并不容易。

发明内容

本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而完成的，能够通过以下的方式或应用例来实现。

[应用例1]一种纤维素纤维，下式(1)所示的纤维素的羟基由下式(2)所示的硼酸酯基取代，其特征在于，所述纤维素纤维包含如下至少一种结构物：第一种结构物，所述纤维素的同一纤维素分子链n的单位结构a、b之中的任一方的羟基由所述硼酸酯基取代；第二种结构物，所述纤维素的同一纤维素分子链n的单位结构a、b的双方的羟基由所述硼酸酯基取代；以及第三种结构物，所述纤维素的不同纤维素分子链n的羟基由所述硼酸酯基取代，由所述硼酸酯基取代的羟基所键合的碳是从单位结构a、b之中2位、3位、6位碳之中选择的两个碳，

【化学式1】

【化学式2】

根据本应用例，由于与上式(1)所示的纤维素的至少两个碳键合后的硼酸酯基发挥静电斥力，因此通过仅调节包含纤维素纤维的溶液的pH的简便操作而能够容易地提供可化学解纤的纤维素纤维。此外，通过仅调节包含解纤后的纤维素纤维的溶液的pH的简便操作而能够还原硼酸酯基所键合的纤维素，使硼酸酯基恢复为原来的羟基。即，能够提供使静电斥力降低的纤维素纤维。

[应用例2]在上述应用例记载的纤维素纤维中，优选的是，所述硼酸酯基的R1是苯基。