[发明专利]微细纤维素纤维片

说明书

利用环境负荷小的工艺提供精密地控制了抄纸性、耐溶剂性、粘接性、功能化剂固定化、表面Zeta电位、亲水性/疏水性、透气阻力等各种物性、功能的微细纤维素纤维片。本发明的微细纤维素纤维片满足下述(1)～(3)的全部条件：(1)包含平均纤维直径为2nm以上且1000nm以下的微细纤维素纤维；(2)前述微细纤维素纤维的重量比率为50重量％以上且99重量％以下；(3)相对于前述微细纤维素纤维重量，以重量比率计含有1～100重量％的封端多异氰酸酯的聚集体。

本申请是申请日为2014年7月18日、申请号为201480041077.1、发明名称为“微细纤维素纤维片”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在片内包含封端多异氰酸酯的聚集体的微细纤维素纤维片。更详细而言，本发明涉及通过对该微细纤维素纤维片进行加热处理，从而封端多异氰酸酯的一部分或全部与该微细纤维素纤维化学键合而形成了交联结构的片。

背景技术

近年来，以高水平对纤维素系纤维进行叩解、粉碎使其微细化(原纤化)至纤维直径1μm以下而成的微细纤维素纤维受到关注。对于利用对该微细纤维素纤维的抄纸浆料进行抄纸后进行干燥的工艺制作的包含微细纤维素纤维的片，期待现有的纸以外的广泛应用。例如，控制为多孔质的片具有1μm以下的极小的孔，可以用作能够以低压力损失高效地捕捉液体/气体中的微粒的过滤器或膜，可以用于精密过滤过滤器、病毒去除过滤器等。进而，通过用树脂填埋多孔片的细孔内而进行复合化，从而能够用作热膨胀率低的柔性的透明树脂基板。另一方面，无孔隙的透明性高的致密片可以用作柔性的电子纸、阻气膜等。

在广泛应用该微细纤维素纤维片的方面，片的耐水化是重要的要素技术之一。原本，微细纤维素纤维片通过微细纤维素短纤维间的氢键而保持着片结构，因此，通过与水接触而使氢键被切断，容易使片结构崩溃。因此，为了在水处理过滤器等与水接触的环境中利用微细纤维素纤维片，片的耐水化是必须的。

迄今，作为耐水化的方法，报道了耐水化剂的i)后加工法、ii)内添法这两种方法。

后加工法是通过将成膜的微细纤维素纤维片浸渍在包含交联剂的有机溶剂中之后进行加热处理而使其交联的方法。本发明人的以下的专利文献1中，通过在包含1,6’-六亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的甲苯溶液中浸渍而实施耐水化。但是，该方法使用有机溶剂，因此从工业生产、环境问题的观点来看是非常不利的方法。即使作为解决前述有机溶剂问题的方法而使用了水溶性或水分散性耐水化剂，湿强度也不足，处理中的片极容易发生破裂。进而，该方法在原理上难以使耐水化剂均匀地分布在片内，在改善耐水性等物性方面变得不利。

另一方面，内添法是在纤维素纤维浆料中添加水溶性或水分散性耐水化剂而调制混合液后进行抄纸、干燥、加热处理的方法。内添法与后加工法相比，在i)工序数少、ii)不使用有机溶剂、iii)能够使耐水化剂更均匀地分散于片内的方面是优异的。

以下的专利文献2中公开了：作为耐水化剂，通过使用玻璃化转变温度低的聚合物的水性乳液，从而在纤维宽度为2～1000nm的微细纤维素纤维表面形成聚合物覆膜，利用树脂的复合进行耐水化的方法。

另外，以下的专利文献3中公开了：在使用作为常规纸浆的NBKP(针叶木硫酸盐纸浆)的纸制造中，作为耐水化剂使用热反应型水溶性氨基甲酸酯预聚物，利用热反应型水溶性氨基甲酸酯预聚物使纤维素纤维间进行化学交联，从而进行耐水化的方法。与专利文献2的具有熔点的聚合物覆盖不同，通过使用化学交联而防止向有机溶剂中的溶出，而且能够在聚合物熔点以上的环境下利用。

有利于工业利用的微细纤维素纤维片需要是不仅控制了耐水性，还同时控制了各种物性、功能(抄纸性、耐溶剂性、粘接性、功能化剂固定化、表面Zeta电位、亲水性/疏水性、透气阻力等)的片。但是，上述专利文献中虽然记载了耐水化，但没有触及其它物性、功能控制。即，尚不存在控制了包含耐水性在内的多种物性、功能的微细纤维素纤维片的制造技术。