[发明专利]复合粒子、复合粒子组合物及复合粒子组合物的制造方法

说明书

复合粒子组合物的制造方法具备以下工序：获得微细纤维的分散液的第一工序；在所述分散液中，利用所述微细纤维将聚合性单体或聚合物液滴的表面覆盖，以乳液的形式使其稳定化的第二工序；将所述聚合性单体或所述聚合物液滴聚合，获得聚合物被所述微细纤维覆盖而成的复合粒子的第三工序；以及使与所述微细纤维所具有的离子性官能团成对地发生离子键合的化合物吸附在所述复合粒子的表面的所述微细纤维上的第四工序。

技术领域

本发明涉及微细纤维/聚合物复合粒子、复合粒子组合物及复合粒子组合物的制造方法。本申请基于在2019年02月19日于日本申请的特愿2019-027817号主张优先权，将其内容援引至此。

背景技术

近年来活跃地进行着以下的尝试：将木材中的纤维素纤维或甲壳素纤维微细化至其结构的至少一边达到纳米级别，作为新型的功能性材料进行利用。

例如，如专利文献1所示那样公开了：通过对木材纤维素反复进行利用搅拌机或研磨机的机械处理，可获得微细化纤维素纤维，即纤维素纳米纤维(以下也称作CNF)。有报告指出，通过该方法获得的CNF的短轴直径达到10～50nm、长轴直径达到1μm～10mm。该CNF以钢铁的1/5的重量拥有5倍以上的强度、具有250m²/g以上的庞大的比表面积，因此期待作为树脂强化用填充物或吸附剂的利用。

另外还活跃地进行着以下的尝试：为了易于对木材中的纤维素纤维进行微细化而预先进行了化学处理后，通过家庭用混合机程度的低能量机械处理进行微细化来制造CNF。上述化学处理的方法并无特别限定，优选是在纤维素纤维中导入阴离子性官能团、从而易于进行微细化的方法。通过对纤维素纤维导入阴离子性官能团，溶剂因渗透压效果而易于渗入到纤维素微原纤结构间，可以大幅度地减少纤维素原料的微细化所需要的能量。作为上述阴离子性官能团的导入方法并无特别限定，例如非专利文献1中公开了使用磷酸酯化处理、选择性地对纤维素的微细纤维表面进行磷酸酯化处理的方法。另外，专利文献2中公开了通过在高浓度碱水溶液中使纤维素与单氯乙酸或单氯乙酸钠反应来进行羧甲基化的方法。另外，还可以使在高压灭菌器中气化了的马来酸或苯二甲酸等的羧酸酐系化合物与纤维素直接反应来导入羧基。

另外，还报告了使用作为较为稳定的N-氧基化合物的2,2,6,6-四甲基哌啶基-1-氧自由基(TEMPO)作为催化剂、选择性地将纤维素的微细纤维表面氧化的方法(例如参照专利文献3)。使用TEMPO作为催化剂的氧化反应(TEMPO氧化反应)可以实施在水系、常温、常压下进行的环保型的化学改性，在应用于木材中的纤维素时，在晶体内部、反应不会进行，可以选择性地仅将晶体表面的纤维素分子链所具有的醇性伯碳转换成羧基。

通过伴随着因TEMPO氧化而选择性被导入至晶体表面的羧基之间的电离的渗透压效果，在溶剂中分散成一根根的纤维素微原纤单元，可以获得纤维素单一纳米纤维(以下也称作CSNF)。CSNF显示源自表面羧基的高分散稳定性。有报告指出，由木材通过TEMPO氧化反应获得的木材来源的CSNF是具有短轴直径达到3nm前后、长轴直径达到数十nm～数μm的高长宽比的结构体，其水分散液及成形体具有高透明性。另外，专利文献4报告了涂布干燥CSNF分散液所获得的层叠膜具有阻气性。

这里，为了CNF的实用化，所得CNF分散液的固体成分浓度低达0.1～5％左右成为课题。例如，在想要输送微细化纤维素分散液时，由于等同于输送大量的溶剂，因此具有导致输送费用高涨、可行性明显受损的问题。另外，在作为树脂强化用的添加剂进行使用时，也有因固体成分低所导致的添加效率恶化、作为溶剂的水与树脂不相容时复合化变难的问题。另外，在以含水状态进行处理时，由于还有腐败的可能，因此需要冷藏保管或防腐处理等对策，还有成本增加的可能。

但是，如果单纯地利用热干燥等将微细化纤维素分散液的溶剂除去，则微细化纤维素之间会发生凝聚、角质化或者膜化，难以表现出作为添加剂的稳定功能。进而，由于CNF的固体成分浓度低，因此利用干燥进行的溶剂除去工序本身就需要大量的能量，这也成为损害可行性的原因之一。