[发明专利]羧甲基化纤维素纳米纤维

说明书

本发明的羧甲基化纤维素纳米纤维的纤维素I型的结晶度为60％以上，长径比为350以下，制成固体成分1％(w/v)的水分散体时的波长660nm的光的透射率为60％以上。

技术领域

本发明涉及羧甲基化纤维素纳米纤维。详细而言，涉及获得水分散体时具有高透明度，且纤维素I型的结晶度高、长径比小的羧甲基化纤维素纳米纤维。

背景技术

羧甲基化纤维素是纤维素的衍生物，是在构成纤维素的骨架的葡萄糖残基中的羟基的一部分醚键结合羧甲基而成的物质。羧甲基的量增加时(即，羧甲基取代度增加时)，羧甲基化纤维素溶解于水中。另一方面，通过将羧甲基取代度调整为适度的范围，能够在水中也维持羧甲基化纤维素的纤维状的形状。具有纤维状的形状的羧甲基化纤维素通过机械性解纤，能够变换成具有纳米级的纤维直径的纳米纤维(专利文献1)。

作为羧甲基化纤维素的制造方法，一般而言已知有用碱处理纤维素(碱化)后，用醚化剂(也称为羧甲基化剂。)进行处理(羧甲基化。也称为醚化。)的方法，已知有使碱化和羧甲基化这两者以水为溶剂而进行的方法、使碱化和羧甲基化这两者在以有机溶剂为主的溶剂下进行的方法(专利文献2)，前者被称为“水媒法”、后者被称为“溶剂法”。

作为具有纳米级的纤维直径的纤维素纳米纤维的制法，不仅已知有羧甲基化纤维素的机械性解纤，而且已知有导入了羧基的纤维素的机械性解纤等(专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/088072号

专利文献2：日本特开2017-149901号公报

专利文献3：日本特开2008-1728号公报。

发明内容

已知专利文献3中记载的通过导入了羧基的纤维素的解纤得到的纤维素纳米纤维的水分散体的透明度高。另一方面，通过利用溶剂法得到的羧甲基化纤维素的解纤得到的纤维素纳米纤维的水分散体与通过导入了羧基的纤维素的解纤得到的纤维素纳米纤维的水分散体相比，透明性低。并且，通过利用水媒法得到的羧甲基化纤维素的解纤得到的纤维素纳米纤维的水分散体为了提高透明性而需要大量使用碱化剂、羧甲基化剂等药剂，制造上和经济上的问题多。透明的材料用于多种用途，因此要求纤维素纳米纤维的透明化。特别是羧甲基化纤维素是安全性高的材料，因此要求使用羧甲基化纤维素而得到透明性高的纤维素纳米纤维。本发明的目的在于提供一种形成透明度高的水分散体的羧甲基化纤维素的纳米纤维，是具有新特征的纤维素纳米纤维。

本发明人等针对上述目的进行反复深入研究之后，其结果发现，在纤维素的羧甲基化中，通过使碱化(纤维素的碱处理)在以水为主的溶剂下进行，其后，使羧甲基化(也称为醚化。)在水和有机溶剂的混合溶剂下进行，由此与利用以往的水媒法(使碱化和羧甲基化这两者以水作为溶剂而进行的方法)、溶剂法(使碱化和羧甲基化这两者在以有机溶剂为主的溶剂下进行的方法)得到的羧甲基化纤维素相比，能够在解纤时，将透明度非常高的纤维素纳米纤维分散体以羧甲基化剂的高有效利用率经济地制造。这种羧甲基化纤维素的纳米纤维，虽然纤维素I型的结晶度高，但长径比小，以水作为分散介质获得分散体时，是显示从未有过的高透明度的新羧甲基化纤维素的纳米纤维。以往的水媒法中，通过使羧甲基化剂等药剂的使用量增加而提高羧甲基取代度，能够得到能够形成透明度高的纳米纤维分散体的羧甲基化纤维素。但是，如此得到的羧甲基化纤维素(水媒法)的纤维素I型的结晶度低，另一方面，长径比具有高的特征。与此相对，通过使碱化在以水为主的溶剂下进行，其后，使羧甲基化在水和有机溶剂的混合溶剂下进行得到的羧甲基化纤维素具有在维持纤维素I型的高结晶度的同时长径比小的特征。并且，与以往的溶剂法中制造的羧甲基化纤维素相比，具有获得纳米纤维分散体时的透明度非常高的特征。并且，还具有即使长径比小，纳米纤维分散体都具有高粘度的特征。

作为本发明，不受以下限定，可举出如下方案。