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JP2018184596A - Chemically modified cellulose powder and method for producing the same - Google Patents

Chemically modified cellulose powder and method for producing the same Download PDF

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JP2018184596A
JP2018184596A JP2018076155A JP2018076155A JP2018184596A JP 2018184596 A JP2018184596 A JP 2018184596A JP 2018076155 A JP2018076155 A JP 2018076155A JP 2018076155 A JP2018076155 A JP 2018076155A JP 2018184596 A JP2018184596 A JP 2018184596A
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hydrophilic functional
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JP2018076155A
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康代 塚谷
Yasuyo Tsukatani
康代 塚谷
みなみ 清原
Minami Kiyohara
みなみ 清原
小林 由典
Yoshinori Kobayashi
由典 小林
泰友 野一色
Yasutomo Noishiki
泰友 野一色
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Oji Holdings Corp
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Oji Holdings Corp
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Abstract

【課題】化学変性セルロース粉末およびその製造方法の提供。
【解決手段】導入された親水性官能基を含有するセルロース粉末であって、前記親水性官能基の導入量が、0.1mmol/g以上3.0mmol/g以下であり、50%粒子径(D50)が、1μm以上100μm以下であることを特徴とするセルロース粉末。
【選択図】なし
A chemically modified cellulose powder and a method for producing the same are provided.
[MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] A cellulose powder containing an introduced hydrophilic functional group, wherein the amount of the introduced hydrophilic functional group is 0.1 mmol / g or more and 3.0 mmol / g or less, and a 50% particle size ( D50) is a cellulose powder characterized by being 1 μm or more and 100 μm or less.
[Selection figure] None

Description

本発明は、化学変性セルロース粉末およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a chemically modified cellulose powder and a method for producing the same.

従来、セルロース粉末は、その保水性、吸油性、保形性等の性質から、食品添加剤、錠剤賦形剤、分散剤、保形剤、保水剤、ろ過助剤、充填剤、塗料・接着剤用添加剤、セルロース誘導体の原料、バイオマス材料などの工業原料等として、食品、化粧品、医薬、建材、窯業、ゴム、プラスチック等の幅広い分野で使用されている。   Conventionally, cellulose powder has been used for food additives, tablet excipients, dispersants, shape-retaining agents, water-retaining agents, filter aids, fillers, paints and adhesives because of its water retention, oil absorption, and shape retention properties. It is used in a wide range of fields such as foods, cosmetics, pharmaceuticals, building materials, ceramics, rubber, plastics, etc. as additives for pharmaceuticals, raw materials for cellulose derivatives, and industrial raw materials such as biomass materials.

セルロース粉末の製法として、化学的処理および機械的処理が知られている。化学的処理によりセルロースが酸と接触すると、加水分解が生じ、セルロースの解重合が生じ、セルロース粉末の重合度や収率が低くなってしまうという課題に対し、特許文献1では、竪型ローラーミルを用いた機械的処理を採用して天然セルロースを粉砕して、平均粒子径が35μm以下でありながら重合度が500以上に保たれたセルロース粉末を得ることを提案している。   Chemical and mechanical treatments are known as methods for producing cellulose powder. When cellulose contacts with acid by chemical treatment, hydrolysis occurs, cellulose depolymerization occurs, and the degree of polymerization and yield of cellulose powder is reduced. It has been proposed to pulverize natural cellulose by using a mechanical treatment using a cellulose to obtain a cellulose powder having an average particle size of 35 μm or less and a polymerization degree of 500 or more.

また、機能性付与または向上を目的としてセルロース材料に化学修飾を施すことは従来行われている。例えば耐水性、難燃性の付与を目的としてリン酸化されたリン酸化セルロース材料が知られており、特許文献2は、アミノ化合物とリン酸類との反応物を有する製紙用の変性リン酸化セルロース繊維を提案している。   Moreover, it has been conventionally performed to chemically modify cellulose materials for the purpose of imparting or improving functionality. For example, a phosphorylated cellulose material phosphorylated for the purpose of imparting water resistance and flame retardancy is known, and Patent Document 2 discloses a modified phosphorylated cellulose fiber for papermaking having a reaction product of an amino compound and phosphoric acids. Has proposed.

特開2014−88538号公報JP 2014-88538 A 特公昭56−85498号公報Japanese Examined Patent Publication No. 56-85498 特開2014−114332号公報JP 2014-114332 A

Segalら、Textile Research Journal、29巻、786ページ、1959年Segal et al., Textile Research Journal, 29, 786, 1959

使用用途およびハンドリング性等の観点から、吸着性能が高く液体中での分散性に優れたセルロース粉末に対する需要がある。しかしながら、吸着性能向上のために特許文献1に提案されるセルロース粉末に対して化学修飾処理を行うと、処理条件によってはセルロースの重合度が大きく低下してしまうことがある。また、液体中での優れた分散性を得るために特許文献2に提案される化学修飾された繊維に対して機械的処理を行うことにより繊維を分断して粉末形状にする場合、セルロースI型結晶構造が崩れてしまいやすい。   There is a demand for a cellulose powder having high adsorption performance and excellent dispersibility in a liquid from the viewpoints of usage and handling properties. However, when a chemical modification treatment is performed on the cellulose powder proposed in Patent Document 1 in order to improve the adsorption performance, the degree of polymerization of cellulose may be greatly reduced depending on the treatment conditions. In order to obtain excellent dispersibility in a liquid, when the fibers are cut into powder by mechanically treating the chemically modified fibers proposed in Patent Document 2, cellulose I type The crystal structure tends to collapse.

特許文献3は、天然セルロース繊維を酸化して得られるカルボキシ基含有セルロース繊維に、アニオン性のセルロース誘導体を添加した後に、微細化処理を施す微細化工程を行う、セルロース材料の製造方法を提案しているが、特許文献3は、セルロースナノファイバーを対象とするものであって、セルロース粉末を対象とするものではない。   Patent Document 3 proposes a method for producing a cellulose material, in which an anionic cellulose derivative is added to a carboxy group-containing cellulose fiber obtained by oxidizing natural cellulose fibers, followed by a refining process for performing a refining treatment. However, Patent Document 3 is intended for cellulose nanofibers and not for cellulose powder.

本発明は、吸着性能が高く液体中での分散性に優れたセルロース粉末の提供を課題とする。   An object of the present invention is to provide a cellulose powder having high adsorption performance and excellent dispersibility in a liquid.

上記課題を解決するための本発明は、導入された親水性官能基を含有するセルロース粉末であって、前記親水性官能基の導入量が、0.1mmol/g以上3.0mmol/g以下であり、50%粒子径が、1μm以上100μm以下であるセルロース粉末である。   The present invention for solving the above problems is a cellulose powder containing an introduced hydrophilic functional group, wherein the amount of the introduced hydrophilic functional group is from 0.1 mmol / g to 3.0 mmol / g. There is a cellulose powder having a 50% particle size of 1 μm or more and 100 μm or less.

本発明によれば、吸着性能が高く液体中での分散性に優れたセルロース粉末を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a cellulose powder having high adsorption performance and excellent dispersibility in a liquid.

滴定対象に対するNaOH滴下量と電気伝導度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the amount of NaOH dripping with respect to a titration object, and electrical conductivity.

以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。以下に示す実施の形態は例示目的であり、本発明はこれらの実施の形態に限定して解釈されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described. The following embodiments are for illustrative purposes, and the present invention should not be construed as being limited to these embodiments.

(セルロース粉末)
本発明の実施の形態によるセルロース粉末は、粉末状を呈するセルロース材料であり、粉末セルロース、粉末状セルロースとも呼ばれる。粉末とは、固体物質が非常に細かく砕けたものをいう。
(Cellulose powder)
The cellulose powder according to the embodiment of the present invention is a cellulosic material having a powder form, and is also referred to as powdered cellulose or powdered cellulose. Powder refers to a solid material that has been crushed very finely.

(セルロース原料)
本発明の実施の形態によるセルロース粉末を得るためのセルロース原料としては、特に限定されないが、入手しやすく安価である点から、パルプを用いることが好ましい。
(Cellulose raw material)
Although it does not specifically limit as a cellulose raw material for obtaining the cellulose powder by embodiment of this invention, It is preferable to use a pulp from the point of being easy to acquire and cheap.

パルプは、主にセルロース、ヘミセルロース、リグニンから構成され、リグノセルロースを含み得る。リグノセルロースは、植物の細胞壁を構成する複合炭化水素高分子であり、主に多糖類のセルロース、ヘミセルロースと芳香族高分子であるリグニンから構成されていることが知られている。本発明の実施の形態において、リグノセルロースの化学構造に限定はなく、また、リグノセルロース中のリグニン含有量に限定はない。リグノセルロースは、高精製度のセルロース原料と異なりリグニンを含んでいるため、樹脂との親和性が高かったり、官能基を付与しやすかったりする特徴がある。また、脱リグニン、漂白の工程が必要ないため、リグノセルロースは比較的安価に入手することができる。本発明の実施の形態において、セルロース、ヘミセルロース、およびリグノセルロースのそれぞれまたは組み合わせは、特段の記載がない限り、総括的にセルロースとして扱われ得る。   The pulp is mainly composed of cellulose, hemicellulose, lignin and may contain lignocellulose. Lignocellulose is a complex hydrocarbon polymer that constitutes the cell walls of plants, and is known to be composed mainly of polysaccharide cellulose, hemicellulose, and lignin, which is an aromatic polymer. In the embodiment of the present invention, the chemical structure of lignocellulose is not limited, and the lignin content in lignocellulose is not limited. Since lignocellulose contains lignin unlike a highly purified cellulose raw material, it has a characteristic that it has a high affinity with a resin and is easily imparted with a functional group. In addition, since no delignification and bleaching steps are required, lignocellulose can be obtained at a relatively low cost. In the embodiments of the present invention, each or a combination of cellulose, hemicellulose, and lignocellulose can be collectively treated as cellulose unless otherwise specified.

パルプは、植物性素材を機械パルプ化法、化学パルプ化法、または機械パルプ化法と化学パルプ化法との組み合わせにより処理して得ることができる。機械パルプ化法は、リグニンを残したまま、グラインダーやリファイナー等の機械力によりパルプ化する方法である。化学パルプ化法は、薬品を使用して、リグニンの含有量を調整することによりによりパルプ化する方法である。植物性素材に対する化学的処理の程度が大きくなると、ヘミセルロースおよびリグニンの含有量は低くなり、セルロースを主成分とする繊維となる。   Pulp can be obtained by treating a plant material by mechanical pulping, chemical pulping, or a combination of mechanical pulping and chemical pulping. The mechanical pulping method is a method of pulping by mechanical force such as a grinder or refiner while leaving lignin. The chemical pulping method is a method of pulping by adjusting the content of lignin using a chemical. When the degree of chemical treatment for the plant material is increased, the contents of hemicellulose and lignin are reduced, and the fiber is mainly composed of cellulose.

パルプの種類に特に制限はなく、例えば、木材由来パルプ、非木材由来パルプなどのパルプを用いることができる。木材由来パルプとは、広葉樹または針葉樹を公知の方法で蒸解して得られるパルプである。パルプは、クラフトパルプ(KP)、サルファイトパルプ(SP)、ソーダパルプ(AP)等の化学パルプ;セミケミカルパルプ(SCP)、ケミグランドウッドパルプ(CGP)等の半化学パルプ;砕木パルプ(GP)、サーモメカニカルパルプ(TMP、BCTMP)、リファイナーグランドウッドパルプ(RGP)等の機械パルプであってもよい。非木材由来パルプとは、ケナフ、稲わら、麦わら、竹、バガス(サトウキビバガス)、亜麻、楮、三椏、葦、大麻、マニラ麻などの非木材材料を公知の方法で蒸解して得られるパルプである。パルプは漂白パルプであってもよいし、未漂白パルプであってもよい。パルプは、溶解パルプ(DP)であってもよい。1種類のパルプを単独で用いてもよく、2種類以上のパルプを混合して用いてもよい。   There is no restriction | limiting in particular in the kind of pulp, For example, pulps, such as a wood origin pulp and a non-wood origin pulp, can be used. Wood-derived pulp is pulp obtained by digesting hardwood or softwood by a known method. Pulp includes chemical pulp such as kraft pulp (KP), sulfite pulp (SP) and soda pulp (AP); semi-chemical pulp such as semi-chemical pulp (SCP) and chemi-grandwood pulp (CGP); groundwood pulp (GP) ), Thermomechanical pulp (TMP, BCTMP), refiner groundwood pulp (RGP), or other mechanical pulp. Non-wood-derived pulp is a pulp obtained by digesting non-wood materials such as kenaf, rice straw, straw, bamboo, bagasse (sugar cane bagasse), flax, straw, cocoon, straw, cannabis, and hemp by known methods. is there. The pulp may be bleached pulp or unbleached pulp. The pulp may be dissolving pulp (DP). One kind of pulp may be used alone, or two or more kinds of pulp may be mixed and used.

本発明の実施の形態においてセルロース粉末を得るための出発原料となるパルプの形状に特に制限は無いが、工業生産を考慮すると、パルプ繊維により構成されるシート状のパルプ(以下、パルプシートともいう)であることが好ましい。パルプシートは、ロール状に巻かれていてもよく、折り畳まれていてもよい。   Although there is no restriction | limiting in particular in the shape of the pulp used as the starting raw material for obtaining a cellulose powder in embodiment of this invention, Considering industrial production, the sheet-like pulp comprised by pulp fiber (henceforth a pulp sheet) ) Is preferable. The pulp sheet may be wound in a roll shape or may be folded.

(親水性官能基)
本発明の実施の形態によるセルロース粉末には、親水性官能基が導入されている。本発明の実施の形態に適用可能な親水性官能基の例は、リン酸基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、およびスルホン基を含む。セルロース粉末はこれらの親水性官能基からなる群から選ばれる1種以上の官能基を含有する。
(Hydrophilic functional group)
A hydrophilic functional group is introduced into the cellulose powder according to the embodiment of the present invention. Examples of hydrophilic functional groups applicable to the embodiments of the present invention include a phosphate group, a carboxyl group, a hydroxy group, and a sulfone group. Cellulose powder contains one or more functional groups selected from the group consisting of these hydrophilic functional groups.

(製造方法)
本発明の実施の形態によるセルロース粉末は、セルロース原料に対して親水性官能基を導入する工程と、親水性官能基が導入されたセルロース原料を粉砕する工程と、を含む方法により製造することができる。この方法によると、前段処理で化学修飾が行われるため、化学薬品によるセルロースへのダメージを少なく抑えつつ、官能基の導入量を多くすることができる。
(Production method)
The cellulose powder according to the embodiment of the present invention can be produced by a method including a step of introducing a hydrophilic functional group into a cellulose raw material and a step of pulverizing the cellulose raw material into which the hydrophilic functional group has been introduced. it can. According to this method, since chemical modification is performed in the pre-treatment, it is possible to increase the amount of functional groups introduced while suppressing damage to cellulose by chemicals.

<親水性官能基の導入>
セルロース原料に対して親水性官能基を導入する方法は、特に限定されないが、例えば、酸化処理、またはセルロース中の官能基と共有結合を形成し得る化合物による処理などが挙げられる。
<Introduction of hydrophilic functional groups>
The method for introducing the hydrophilic functional group into the cellulose raw material is not particularly limited, and examples thereof include oxidation treatment or treatment with a compound capable of forming a covalent bond with the functional group in cellulose.

酸化処理とは、セルロース中のヒドロキシ基をアルデヒド基やカルボキシ基に変換する処理である。酸化処理としては、例えばTEMPO(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルラジカル)酸化処理や各種酸化剤(亜塩素酸ナトリウム、オゾンなど)を用いた処理が挙げられる。酸化処理の一例としては、Biomacromolecules 8、2485−2491、2007(Saitoら)に記載されている方法を挙げることができるが、特に限定されない。   The oxidation treatment is a treatment for converting a hydroxy group in cellulose into an aldehyde group or a carboxy group. Examples of the oxidation treatment include TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl radical) oxidation treatment and treatment using various oxidizing agents (sodium chlorite, ozone, etc.). An example of the oxidation treatment is a method described in Biomacromolecules 8, 2485-2491, 2007 (Saito et al.), But is not particularly limited.

化合物による処理は、乾燥状態または湿潤状態のセルロース原料に、該セルロース原料と反応するような化合物を混合することにより、セルロース原料に上記官能基を導入することにより実施できる。導入時の反応を促進するため、加熱する方法が特に有効である。官能基の導入における加熱処理温度は特に限定されないが、該セルロース原料の熱分解や加水分解等が起こりにくい温度帯であることが好ましい。例えば、セルロースの熱分解温度の観点から、250℃以下であることが好ましく、セルロースの加水分解を抑える観点から、100〜170℃で加熱処理することが好ましい。   The treatment with the compound can be carried out by mixing the cellulose raw material in a dry or wet state with a compound that reacts with the cellulose raw material, thereby introducing the functional group into the cellulose raw material. In order to promote the reaction at the time of introduction, a heating method is particularly effective. The heat treatment temperature for introducing the functional group is not particularly limited, but it is preferably a temperature range in which thermal decomposition or hydrolysis of the cellulose raw material hardly occurs. For example, it is preferable that it is 250 degrees C or less from a viewpoint of the thermal decomposition temperature of a cellulose, and it is preferable to heat-process at 100-170 degreeC from a viewpoint of suppressing hydrolysis of a cellulose.

セルロース原料と反応する化合物としては、セルロース粉末を得ることができ、かつ親水性官能基を導入するものである限り、特に限定されない。   The compound that reacts with the cellulose raw material is not particularly limited as long as cellulose powder can be obtained and a hydrophilic functional group is introduced.

親水性官能基を導入する場合、セルロース原料と反応する化合物としては、例えば、リン酸由来の基を有する化合物、カルボン酸由来の基を有する化合物、ヒドロキシ基を有する化合物、スルホン酸由来の基を有する化合物等が挙げられる。取扱いの容易さ、セルロースとの反応性から、リン酸由来の基、およびカルボン酸由来の基からなる群より選択される少なくとも1種を有する化合物が好ましい。これらの化合物がセルロースとエステルまたは/およびエーテルを形成することがより好ましいが、特に限定されない。   In the case of introducing a hydrophilic functional group, examples of the compound that reacts with the cellulose raw material include a compound having a group derived from phosphoric acid, a compound having a group derived from carboxylic acid, a compound having a hydroxy group, and a group derived from sulfonic acid. And the like. From the viewpoint of ease of handling and reactivity with cellulose, a compound having at least one selected from the group consisting of a group derived from phosphoric acid and a group derived from carboxylic acid is preferred. Although it is more preferable that these compounds form an ester or / and ether with cellulose, it is not particularly limited.

(官能基導入量)
本明細書において、「官能基導入量」または「置換基導入量」、あるいは単に「導入量」、「置換基量」とは、セルロース粉末を製造するためのセルロース原料(セルロース繊維)に対する官能基の導入量をいう(単位:mmol/g)。この値が大きいほど、多くの官能基が導入されていることを示す。官能基(置換基)がリン酸基である場合は、「リン酸基導入量」、「リン酸基量」ともいう。
(Functional group introduction amount)
In this specification, “functional group introduction amount” or “substituent introduction amount”, or simply “introduction amount” and “substituent amount” are functional groups for cellulose raw materials (cellulose fibers) for producing cellulose powder. (Unit: mmol / g). It shows that many functional groups are introduce | transduced, so that this value is large. When the functional group (substituent) is a phosphate group, it is also referred to as “phosphate group introduction amount” or “phosphate group amount”.

親水性官能基の導入量は、例えば滴定法により次のようにして測定することができる。
絶乾質量で0.04g程度の固形分を含むセルロース繊維含有スラリーを分取し、イオン交換水を用いて50g程度に希釈する。この溶液を撹拌しながら、0.01規定(以下、「規定」を「N」とも記す)の水酸化ナトリウム水溶液を滴下した場合の電気伝導度の値の変化を測定し、その値が極小となる時の0.01Nの水酸化ナトリウム水溶液の滴下量を、滴定終点における滴下量とする。セルロース表面の置換基量XはX(mmol/g)=0.01(mol/l)×V(ml)/W(g)で表される。ここで、V:0.01Nの水酸化ナトリウム水溶液の滴下量(ml)、W:セルロース繊維含有スラリーが含む固形分(g)である。
The amount of hydrophilic functional group introduced can be measured, for example, by the titration method as follows.
A cellulose fiber-containing slurry containing about 0.04 g of solid content in an absolutely dry mass is collected and diluted to about 50 g using ion-exchanged water. While stirring this solution, a change in the value of electrical conductivity when a 0.01 N sodium hydroxide aqueous solution was added dropwise (hereinafter referred to as “N”) was measured. The amount of 0.01N sodium hydroxide aqueous solution added at this time is defined as the amount of addition at the titration end point. The amount X of substituents on the cellulose surface is represented by X (mmol / g) = 0.01 (mol / l) × V (ml) / W (g). Here, V: A dripping amount (ml) of 0.01N sodium hydroxide aqueous solution, W: solid content (g) contained in the cellulose fiber-containing slurry.

伝導度滴定では、アルカリを加えていくと、図1に示した曲線を与える。最初は、急激に電気伝導度が低下する(以下、「第1領域」という)。その後、わずかに伝導度が上昇を始める(以下、「第2領域」という)。さらにその後、伝導度の増分が増加する(以下、「第3領域」という)。なお、第2領域と第3領域の境界点は、伝導度の2回微分値、すなわち伝導度の増分(傾き)の変化量が最大となる点で定義される。すなわち、3つの領域が現れる。このうち、第1領域で必要としたアルカリ量が、滴定に使用したスラリー中の強酸性基量と等しく、第2領域で必要としたアルカリ量が滴定に使用したスラリー中の弱酸性基量と等しくなる。リン酸基が縮合を起こす場合、見かけ上弱酸性基が失われ、第1領域に必要としたアルカリ量と比較して第2領域に必要としたアルカリ量が少なくなる。一方、強酸性基量は、縮合の有無に関わらずリン原子の量と一致することから、単にリン酸基導入量(またはリン酸基量)、または置換基導入量(または置換基量)と言った場合は、強酸性基量のことを表す。   In conductivity titration, when alkali is added, the curve shown in FIG. 1 is given. Initially, the electrical conductivity rapidly decreases (hereinafter referred to as “first region”). Thereafter, the conductivity starts to increase slightly (hereinafter referred to as “second region”). Thereafter, the conductivity increment increases (hereinafter referred to as “third region”). The boundary point between the second region and the third region is defined as a point at which the amount of change in conductivity twice, that is, the increase (inclination) in conductivity is maximized. That is, three areas appear. Among these, the amount of alkali required in the first region is equal to the amount of strongly acidic groups in the slurry used for titration, and the amount of alkali required in the second region is the amount of weakly acidic groups in the slurry used for titration. Will be equal. When the phosphoric acid group undergoes condensation, apparently weakly acidic groups are lost, and the amount of alkali required in the second region is reduced compared to the amount of alkali required in the first region. On the other hand, the amount of strongly acidic groups coincides with the amount of phosphorus atoms regardless of the presence or absence of condensation, so that the amount of phosphate groups introduced (or the amount of phosphate groups) or the amount of substituent introduced (or the amount of substituents) is simply When said, it represents the amount of strongly acidic group.

導入される親水性官能基が、リン酸由来の基、カルボン酸由来の基、ヒドロキシ基、およびスルホン酸由来の基からなる群より選択される少なくとも1種である場合、セルロース原料に対する親水性官能基の導入量は、0.1mmol/g以上であることが好ましく、3.0mmol/g以下であることが好ましい。導入量が0.1mmol/g未満であると、親水性官能基に基づく機能の発揮の効果が小さい。導入量が3.0mmol/gを超えると、導入時の酸や、粉砕処理によりセルロースのI型結晶構造が崩れやすくなる。   When the hydrophilic functional group to be introduced is at least one selected from the group consisting of a group derived from phosphoric acid, a group derived from carboxylic acid, a hydroxy group, and a group derived from sulfonic acid, The introduction amount of the group is preferably 0.1 mmol / g or more, and preferably 3.0 mmol / g or less. When the introduction amount is less than 0.1 mmol / g, the effect of exerting the function based on the hydrophilic functional group is small. If the amount introduced exceeds 3.0 mmol / g, the type I crystal structure of cellulose tends to collapse due to the acid at the time of introduction or pulverization treatment.

セルロース原料と反応するような化合物として、リン酸由来の基を有する化合物を用いる場合、特に限定されないが、リン酸、ポリリン酸、亜リン酸、ホスホン酸、ポリホスホン酸あるいはこれらの塩またはエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種である。これらの中でも、低コストであり、扱いやすく、また、セルロース原料にリン酸基を導入して微細化(解繊)効率をより向上できることから、リン酸基を有する化合物が好ましいが、特に限定されない。   When a compound having a phosphoric acid-derived group is used as the compound that reacts with the cellulose raw material, it is not particularly limited, but is composed of phosphoric acid, polyphosphoric acid, phosphorous acid, phosphonic acid, polyphosphonic acid, or a salt or ester thereof. It is at least one selected from the group. Among these, a compound having a phosphoric acid group is preferable because it is low-cost, easy to handle, and can further improve refinement (defibration) efficiency by introducing a phosphoric acid group into a cellulose raw material, but is not particularly limited. .

リン酸基を有する化合物としては特に限定されないが、リン酸、リン酸のリチウム塩であるリン酸二水素リチウム、リン酸水素二リチウム、リン酸三リチウム、ピロリン酸リチウム、ポリリン酸リチウムが挙げられる。更にリン酸のナトリウム塩であるリン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウムが挙げられる。更にリン酸のカリウム塩であるリン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸三カリウム、ピロリン酸カリウム、ポリリン酸カリウムが挙げられる。更にリン酸のアンモニウム塩であるリン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ピロリン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a compound which has a phosphoric acid group, Lithium dihydrogen phosphate which is phosphoric acid and the lithium salt of phosphoric acid, Dilithium hydrogen phosphate, Trilithium phosphate, Lithium pyrophosphate, Lithium polyphosphate is mentioned. . Furthermore, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, sodium pyrophosphate and sodium polyphosphate which are sodium salts of phosphoric acid are mentioned. Furthermore, potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, tripotassium phosphate, potassium pyrophosphate, and potassium polyphosphate which are potassium salts of phosphoric acid are mentioned. Further examples include ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, triammonium phosphate, ammonium pyrophosphate, and ammonium polyphosphate, which are ammonium salts of phosphoric acid.

これらのうち、リン酸基導入の効率が高く、工業的に適用しやすい観点から、リン酸、リン酸のナトリウム塩、リン酸のカリウム塩、リン酸のアンモニウム塩が好ましく、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウムがより好ましいが、特に限定されない。   Of these, phosphoric acid, sodium phosphate, phosphoric acid potassium salt, and phosphoric acid ammonium salt are preferred from the viewpoint of high efficiency in introducing a phosphate group and easy industrial application. Sodium dihydrogen phosphate Although disodium hydrogen phosphate is more preferable, it is not particularly limited.

また、反応の均一性およびリン酸由来の基の導入効率が高いことから化合物は水溶液として用いることが好ましいが、特に限定されない。化合物の水溶液のpHは特に限定されないが、リン酸基導入の効率が高いことから7以下であることが好ましい。セルロースの加水分解を抑える観点からpH3〜7が特に好ましいが、特に限定されない。   In addition, the compound is preferably used as an aqueous solution because of the uniformity of the reaction and the introduction efficiency of the group derived from phosphoric acid, but it is not particularly limited. The pH of the aqueous solution of the compound is not particularly limited, but is preferably 7 or less because the efficiency of introducing a phosphate group is high. Although pH 3-7 is especially preferable from a viewpoint of suppressing hydrolysis of cellulose, it is not particularly limited.

セルロース原料と反応するような化合物として、カルボン酸由来の基を有する化合物を用いる場合、特に限定されないが、カルボキシ基を有する化合物、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物およびそれらの誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種である。   When a compound having a carboxylic acid-derived group is used as the compound that reacts with the cellulose raw material, it is not particularly limited, but from the group consisting of a compound having a carboxy group, an acid anhydride of a compound having a carboxy group, and derivatives thereof. At least one selected.

カルボキシ基を有する化合物としては特に限定されないが、マレイン酸、コハク酸、フタル酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、イタコン酸等のジカルボン酸化合物やクエン酸、アコニット酸等トリカルボン酸化合物が挙げられる。   The compound having a carboxy group is not particularly limited, and examples thereof include dicarboxylic acid compounds such as maleic acid, succinic acid, phthalic acid, fumaric acid, glutaric acid, adipic acid and itaconic acid, and tricarboxylic acid compounds such as citric acid and aconitic acid. .

カルボキシ基を有する化合物の酸無水物としては特に限定されないが、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水イタコン酸等のジカルボン酸化合物の酸無水物が挙げられる。   The acid anhydride of the compound having a carboxy group is not particularly limited, and examples thereof include acid anhydrides of dicarboxylic acid compounds such as maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride, glutaric anhydride, adipic anhydride, and itaconic anhydride. It is done.

カルボキシ基を有する化合物の誘導体としては特に限定されないが、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物のイミド化物、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物の誘導体が挙げられる。カルボキシ基を有する化合物の酸無水物のイミド化物としては特に限定されないが、マレイミド、コハク酸イミド、フタル酸イミド等のジカルボン酸化合物のイミド化物が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a derivative | guide_body of the compound which has a carboxy group, The derivative of the acid anhydride of the compound which has a carboxy group and the acid anhydride imidation of a compound which has a carboxy group are mentioned. The acid anhydride imidized compound having a carboxy group is not particularly limited, and examples thereof include imidized dicarboxylic acid compounds such as maleimide, succinimide, and phthalimide.

カルボキシ基を有する化合物の酸無水物の誘導体としては特に限定されない。例えば、ジメチルマレイン酸無水物、ジエチルマレイン酸無水物、ジフェニルマレイン酸無水物等の、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物の少なくとも一部の水素原子が置換基(例えば、アルキル基、フェニル基等)で置換されたものが挙げられる。   The acid anhydride derivative of the compound having a carboxy group is not particularly limited. For example, at least some of the hydrogen atoms of the acid anhydride of the compound having a carboxy group such as dimethylmaleic anhydride, diethylmaleic anhydride, diphenylmaleic anhydride are substituted (eg, alkyl group, phenyl group, etc.) ) Are substituted.

上記カルボキシ基を有する化合物は、カルボキシ基を有する有機ハライド化合物であってもよい。カルボキシ基を有する有機ハライド化合物としては特に限定されないが、クロロ酢酸、クロロプロピオン酸、クロロ酪酸、ブロモ酢酸、ブロモプロピオン酸、ブロモ酪酸、ヨード酢酸、ヨードプロピオン酸、ヨード酪酸が挙げられる。   The compound having a carboxy group may be an organic halide compound having a carboxy group. The organic halide compound having a carboxy group is not particularly limited, and examples thereof include chloroacetic acid, chloropropionic acid, chlorobutyric acid, bromoacetic acid, bromopropionic acid, bromobutyric acid, iodoacetic acid, iodopropionic acid, and iodobutyric acid.

上記カルボン酸由来の基を有する化合物のうち、工業的に適用しやすく、ガス化しやすいことから、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸が好ましいが、特に限定されない。   Among the compounds having a group derived from a carboxylic acid, maleic anhydride, succinic anhydride, and phthalic anhydride are preferred because they are easily applied industrially and easily gasified, but are not particularly limited.

セルロース原料に親水性官能基を導入することにより、溶液中におけるセルロースの分散性が向上し得る。   By introducing a hydrophilic functional group into the cellulose raw material, the dispersibility of cellulose in the solution can be improved.

<洗浄・アルカリ処理>
親水性官能基が導入されたセルロース対して洗浄を行い、余剰の薬液を十分に洗い流すことが好ましい。洗浄は、例えば、イオン交換水の注水、均一分散、濾過脱水を繰り返して脱水シートを得る工程を繰り返すことで行うことができる。使用する濾材は特に限定されないが、ステンレス製、濾紙、ポリプロピレン製、ナイロン製、ポリエチレン製、ポリエステル製などが使用できる。酸に対しては耐性の点でポリプロピレン製が好ましい。
<Washing and alkali treatment>
It is preferable to wash the cellulose into which the hydrophilic functional group has been introduced, and to wash away excessive chemicals sufficiently. Washing can be performed, for example, by repeating a process of obtaining dehydrated sheets by repeating injection of ion exchange water, uniform dispersion, and filtration and dehydration. The filter medium to be used is not particularly limited, but stainless steel, filter paper, polypropylene, nylon, polyethylene, polyester, and the like can be used. Polypropylene is preferred for acid resistance.

また、次いで、余剰の薬液が十分に洗い流された脱水シートに対してアルカリ処理をして、セルロースの分解による劣化を抑制してもよい。アルカリ処理は、例えば、セルロースを水に分散させたスラリーに対してアルカリ水溶液を添加してpHを上げることにより行うことができる。その後、再度、洗浄処理を行い、官能基が導入され余剰のアルカリ性薬剤が十分に洗い流されたセルロースを得る。   Then, the dehydration sheet from which the excess chemical solution has been sufficiently washed out may be subjected to an alkali treatment to suppress degradation due to decomposition of cellulose. The alkali treatment can be performed, for example, by adding an alkaline aqueous solution to a slurry in which cellulose is dispersed in water to raise the pH. Thereafter, a washing treatment is performed again to obtain cellulose in which a functional group is introduced and excess alkaline chemicals are sufficiently washed away.

<粉砕処理>
得られたセルロースを乾燥させ、これを粉砕機で粉砕することにより、本発明の実施の形態によるセルロース粉末を得ることができる。乾燥工程は、特に限定はないが、オーブン乾燥工程であることが好ましく、例えば、30〜70℃に設定をしたオーブンで、1〜60分間乾燥を行うことが好ましい。
<Crushing process>
The obtained cellulose is dried and pulverized with a pulverizer, whereby the cellulose powder according to the embodiment of the present invention can be obtained. Although there is no limitation in particular in a drying process, It is preferable that it is an oven drying process, for example, it is preferable to dry for 1 to 60 minutes in the oven set to 30-70 degreeC.

粉砕機として、例えば、カッターミル、ウィリーミルのような刃物で切断を行うカッティング式の粉砕機、ハンマーミル、ピンミル、ボールミルのような衝撃により剪段力を与える衝撃式粉砕機、およびジェットミルのような気流を用いた気流式粉砕機を用いることができる。所望とする品質の粉末を得るために、1種の粉砕機を用いて1パス処理をしてもよく、マルチパス処理をしてもよく、複数種の粉砕機を用いて多段処理をしてもよい。例えば、まずカッティング式の粉砕機によりセルロースを大まかに切断し、次いで、衝撃式粉砕機により細かく粉砕する方法や、さらにその後に気流式粉砕機を用いて粒子径をより細かく粉砕する方法が、好ましく用いられる。   Examples of pulverizers include cutting pulverizers that cut with cutters such as cutter mills and wheelie mills, impact pulverizers that apply a cutting force by impact such as hammer mills, pin mills, and ball mills, and jet mills. An airflow type pulverizer using such an airflow can be used. In order to obtain the desired quality of powder, one-pass processing may be performed using one type of pulverizer, multi-pass processing may be performed, and multistage processing may be performed using multiple types of pulverizers. Also good. For example, a method of first roughly cutting cellulose with a cutting type pulverizer, then finely pulverizing with an impact type pulverizer, and then a method of finely pulverizing the particle size with an airflow type pulverizer is preferable. Used.

(50%粒子径)
本発明の実施の形態によるセルロース粉末は、使用用途やハンドリング性の観点から、好ましくは、50%粒子径が1μm以上100μm以下の大きさに設定される。50%粒子径は、5μm以上95μm以下が好ましく、5μm以上90μm以下がさらに好ましく、10μm以上85μm以下が特に好ましい。50%粒子径が1μm未満であると、微細な粉末による粉塵が舞いやすくなり、ハンドリング性が悪化する。また、50%粒子径が100μmを超えると、大きすぎて使用用途が限定されたり使用ができなかったりする場合がある。
(50% particle size)
The cellulose powder according to the embodiment of the present invention is preferably set to have a 50% particle diameter of 1 μm or more and 100 μm or less from the viewpoints of usage and handling properties. The 50% particle size is preferably 5 μm to 95 μm, more preferably 5 μm to 90 μm, and particularly preferably 10 μm to 85 μm. When the 50% particle size is less than 1 μm, dust due to fine powder is likely to fly and handling properties are deteriorated. On the other hand, if the 50% particle diameter exceeds 100 μm, the use application may be limited or may not be used because it is too large.

本明細書において「50%粒子径」は、D50またはメジアン径とも呼ばれ、体積基準で測定した際の累積粒子径分布において、その粒子径を基準にして分けたときの粒子径が大きい側の粒子と小さい側の粒子とが当量となる粒子径である。   In the present specification, “50% particle diameter” is also called D50 or median diameter, and in the cumulative particle diameter distribution measured on a volume basis, the particle diameter on the side where the particle diameter when divided based on the particle diameter is larger. The particle diameter is such that the particles and the smaller particles are equivalent.

セルロース粉末の50%粒子径は、例えばレーザー解析・散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定することができる。   The 50% particle size of the cellulose powder can be measured using, for example, a laser analysis / scattering particle size distribution measuring apparatus.

(結晶形)
本発明の実施の形態によるセルロース粉末は、セルロースI型結晶構造を有することが好ましい。
(Crystal form)
The cellulose powder according to the embodiment of the present invention preferably has a cellulose type I crystal structure.

一般に、セルロースには複数の結晶構造が存在する。ほとんどの天然セルロースはセルロースI型結晶構造を有する。セルロースI型結晶構造は、還元末端が全て同一方向を向いた平行鎖構造と呼ばれる構造である。これに対して、例えばセルロースII、III、IV型構造のセルロース繊維はセルロースI型結晶構造を有するセルロースから誘導されるものである。これらの結晶構造の中でセルロースI型結晶構造は、他の構造に比べて高い結晶弾性率を有することが知られている。セルロース粉末に占めるセルロースI型結晶構造の割合が高いと、その高い結晶弾性率に基づく性能が期待できる。   In general, cellulose has a plurality of crystal structures. Most natural cellulose has a cellulose type I crystal structure. The cellulose type I crystal structure is a structure called a parallel chain structure in which all reducing ends are directed in the same direction. On the other hand, for example, cellulose fibers of cellulose II, III, and IV structures are derived from cellulose having a cellulose I type crystal structure. Among these crystal structures, the cellulose I-type crystal structure is known to have a higher crystal elastic modulus than other structures. When the proportion of the cellulose I-type crystal structure in the cellulose powder is high, performance based on the high crystal elastic modulus can be expected.

セルロース粉末がI型結晶構造をとっていることは、グラファイトで単色化したCuKα(λ=1.5418Å)を用いた広角X線回折写真より得られる回折プロファイルにおいて同定できる。具体的には、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークをもつことから同定することができる。   The fact that the cellulose powder has a type I crystal structure can be identified in a diffraction profile obtained from a wide-angle X-ray diffraction photograph using CuKα (λ = 1.5418Å) monochromatized with graphite. Specifically, it can be identified by having typical peaks at two positions of 2θ = 14 ° to 17 ° and 2θ = 22 ° to 23 °.

(結晶化度)
本発明の実施の形態によるセルロース粉末におけるセルロースI型結晶構造の結晶化度は、好ましくは50%以上であり、より好ましくは60%以上であり、さらに好ましくは70%以上である。セルロース粉末におけるセルロースI型結晶構造の結晶化度が高いと、耐熱性と低線熱膨張率発現の点で、優れた性能が期待できる。
(Crystallinity)
The crystallinity of the cellulose I-type crystal structure in the cellulose powder according to the embodiment of the present invention is preferably 50% or more, more preferably 60% or more, and further preferably 70% or more. When the crystallinity of the cellulose I-type crystal structure in the cellulose powder is high, excellent performance can be expected in terms of heat resistance and low linear thermal expansion.

結晶化度は、X線回折プロファイルを測定し、そのパターンから常法により求めることができる(非特許文献1参照)。   The degree of crystallinity can be determined by measuring the X-ray diffraction profile and using the pattern by a conventional method (see Non-Patent Document 1).

また、一般に、セルロースは、結晶構造部分に加え、非晶構造部分(アモルファス部分)を有し得る。本発明の実施の形態によるセルロース粉末が含有する結晶構造部分の比率は、X線回折法によって求められる結晶化度として、50%以上であり、好ましくは60%以上であり、より好ましくは70%以上である。セルロース粉末における結晶構造部分の比率が高いと、耐熱性と低線熱膨張率発現の点で優れた性能が期待できる。   In general, cellulose can have an amorphous structure portion (amorphous portion) in addition to a crystal structure portion. The ratio of the crystal structure portion contained in the cellulose powder according to the embodiment of the present invention is 50% or more, preferably 60% or more, more preferably 70%, as the degree of crystallinity obtained by the X-ray diffraction method. That's it. When the ratio of the crystal structure portion in the cellulose powder is high, excellent performance can be expected in terms of heat resistance and low linear thermal expansion.

(カチオン要求量)
本発明の実施の形態において、「カチオン要求量」とは、セルロース粉末を水に分散させた分散液(以下、単にスラリーともいう)のアニオン性を表す指標である。カチオン要求量の絶対値が大きいほどアニオン性が高く、ほぼゼロになると非イオン性であることを示す。カチオン要求量の絶対値が大きいほど、イオン結合による吸着性能が高いといえる。カチオン要求量は、一般的な滴定法により求めることができる。また、下述する実施例に、カチオン要求量の具体的な測定方法の例を示した。
(Cation requirement)
In the embodiment of the present invention, the “cation required amount” is an index representing the anionicity of a dispersion (hereinafter, also simply referred to as slurry) in which cellulose powder is dispersed in water. The larger the absolute value of the required amount of cation, the higher the anionic property, and when it is almost zero, it indicates that it is nonionic. It can be said that the larger the absolute value of the cation demand, the higher the adsorption performance by ionic bonding. The required cation amount can be determined by a general titration method. Moreover, the example of the specific measurement method of a cation request | requirement amount was shown in the Example described below.

本発明の実施の形態によるセルロース粉末のカチオン要求量は、好ましくは0.1meq/g以上であり、また、好ましくは5meq/g以下である。カチオン要求量が0.1meq/gより小さい場合、セルロース粉末の吸着性能が要求品質に満たないことがある。カチオン要求量が5meq/gを超える場合、官能基の導入のための化学処理によりセルロースが受けたダメージが大きくて、セルロース粉末の重合度や結晶化度が要求品質に満たないことがある。   The cation requirement of the cellulose powder according to the embodiment of the present invention is preferably 0.1 meq / g or more, and preferably 5 meq / g or less. When the cation requirement is less than 0.1 meq / g, the adsorption performance of the cellulose powder may be less than the required quality. When the required amount of the cation exceeds 5 meq / g, the damage received by the cellulose due to the chemical treatment for introducing the functional group is large, and the degree of polymerization and the degree of crystallization of the cellulose powder may not satisfy the required quality.

(粘度平均重合度)
本発明の実施の形態によるセルロース粉末の重合度は、粘度に基づいて求められる重合度であり、粘度平均重合度とも称される。粘度は、紙パルプ技術協会による紙パルプ試験法Japan Tappi T230に従って測定することができる。下述する実施例に、粘度平均重合度の具体的な測定方法および計算式を示した。
(Viscosity average degree of polymerization)
The degree of polymerization of the cellulose powder according to the embodiment of the present invention is a degree of polymerization obtained based on the viscosity, and is also referred to as a viscosity average degree of polymerization. The viscosity can be measured according to the paper pulp test method Japan Tappi T230 by the Paper Pulp Technology Association. In the examples described below, specific measurement methods and calculation formulas for the viscosity average degree of polymerization are shown.

本発明の実施の形態によるセルロース粉末の粘度平均重合度は、好ましくは500以上である。粘度平均重合度が500より小さいと、用途に応じた所望の物性を得ることが困難である場合がある。また、粘度平均重合度が大きすぎても、所望の物性を得ることが困難であったり、所望の物性を得るために追加の処理が必要となったりする場合がある。   The viscosity average polymerization degree of the cellulose powder according to the embodiment of the present invention is preferably 500 or more. If the viscosity average polymerization degree is less than 500, it may be difficult to obtain desired physical properties according to the application. Moreover, even if the viscosity average polymerization degree is too large, it may be difficult to obtain desired physical properties, or additional processing may be required to obtain desired physical properties.

セルロース粉末を得るための粉砕工程の前後におけるセルロース材料、すなわちセルロース繊維とセルロース粉末とについての粘度平均重合度の差は、粉砕工程によるセルロースへのダメージを推し量る指標となり得る。   The difference in the viscosity average polymerization degree between the cellulose material, that is, the cellulose fiber and the cellulose powder, before and after the pulverization step for obtaining the cellulose powder can be an index for estimating the damage to the cellulose by the pulverization step.

(沈降速度)
セルロース粉末を水に分散および攪拌させてスラリーとし、次いで静置したときのセルロース粉末が沈む速さである沈降速度は、分散安定性の指標となる。沈降速度が早いほうが分散安定性が低く、遅い方が分散安定性が良いと言える。沈降速度は、例えば、下述する実施例に記載される方法により目視にて測って相対比較することができる。
(Settling speed)
The sedimentation speed, which is the speed at which the cellulose powder sinks when the cellulose powder is dispersed and stirred in water to form a slurry and then allowed to stand, is an indicator of dispersion stability. It can be said that the faster the sedimentation rate, the lower the dispersion stability, and the slower the sedimentation rate, the better the dispersion stability. The sedimentation rate can be measured by visual comparison by the method described in the examples described below, and can be relatively compared.

以下、実施例および比較例により本発明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。   Hereinafter, although an embodiment and a comparative example explain an embodiment of the present invention in detail, the present invention is not limited by these.

(測定)
実施例および比較例に関して、粉砕工程の前後でのセルロース材料の物性を測定した。具体的には、粉砕工程に供するセルロース繊維に関して、官能基(リン酸基)導入量および粘度平均重合度を測定した。また、粉砕工程の結果物たる粉砕物に関して、粒子径、結晶形、結晶化度、粘度平均重合度、カチオン要求量、沈降速度を測定した。測定方法は次の通りとした。
(Measurement)
Regarding the examples and comparative examples, the physical properties of the cellulose material before and after the pulverization step were measured. Specifically, the functional group (phosphate group) introduction amount and the viscosity average polymerization degree were measured for the cellulose fibers to be subjected to the pulverization step. Moreover, regarding the pulverized product as a result of the pulverization step, the particle size, crystal shape, crystallinity, viscosity average polymerization degree, cation requirement, and sedimentation rate were measured. The measurement method was as follows.

(測定方法)
1.官能基(リン酸基)導入量
本発明の実施の形態において、官能基導入量は、後述する<洗浄・アルカリ処理工程>により得られた、余剰の水酸化ナトリウムを十分に洗い流した後のリン酸化セルロース繊維を、イオン交換水に分散させて固形分濃度が0.2質量%のセルロース繊維含有スラリーとした後、イオン交換樹脂による処理、アルカリを用いた滴定によって測定した。
(Measuring method)
1. Amount of functional group (phosphate group) introduced In the embodiment of the present invention, the amount of functional group introduced is phosphorus after sufficiently washing away excess sodium hydroxide obtained by the <washing / alkali treatment step> described later. The oxidized cellulose fiber was dispersed in ion-exchanged water to obtain a cellulose fiber-containing slurry having a solid content concentration of 0.2% by mass, and then measured by treatment with an ion-exchange resin and titration with an alkali.

イオン交換樹脂による処理では、0.2質量%のセルロース繊維含有スラリーに体積で1/10の強酸性陽イオン交換樹脂(アンバージェット(商標)1024:オルガノ株式会社、コンディショング済)を加え、1時間振とう処理を行った。その後、目開き90μmのメッシュ上に注ぎ、樹脂とスラリーを分離した。アルカリを用いた滴定では、イオン交換後のスラリーに、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えながら、スラリーが示す電気伝導度の値の変化を計測した。   In the treatment with an ion exchange resin, 1/10 by volume of a strongly acidic cation exchange resin (Amberjet (trademark) 1024: Organo Corporation, conditioned) is added to a 0.2% by mass cellulose fiber-containing slurry. Time shaking treatment was performed. Thereafter, the mixture was poured onto a mesh having an opening of 90 μm to separate the resin and the slurry. In titration using an alkali, a change in the value of electrical conductivity exhibited by the slurry was measured while adding a 0.1N aqueous sodium hydroxide solution to the slurry after ion exchange.

すなわち、図1に示した曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して、官能基導入量(mmol/g)とした。   That is, the alkali amount (mmol) required in the first region of the curve shown in FIG. 1 was divided by the solid content (g) in the titration target slurry to obtain the functional group introduction amount (mmol / g).

2.粘度平均重合度(粉砕工程前、粉砕工程後)
紙パルプ技術協会による紙パルプ試験法Japan Tappi T230に従い、粉砕工程前後のセルロース材料(セルロース繊維およびセルロース粉末)の粘度を測定した。また、ブランクテストにより分散媒のみの粘度を測定して、ブランク粘度とした。粉砕工程前後のセルロース材料の粘度をブランク粘度で割った数値から1を引いて比粘度(ηsp)とし、下記式(I)を用いて、固有粘度([η])を算出した。
[η]=ηsp/(c(1+0.28×ηsp)) ・・・(I)
ここで、式(I)中のcは、粘度測定時のセルロース濃度(質量基準)を示す。
2. Viscosity average degree of polymerization (before pulverization process, after pulverization process)
The viscosity of the cellulose material (cellulose fibers and cellulose powder) before and after the pulverization step was measured according to the paper pulp test method Japan Tappi T230 by the Japan Paper Pulp Technology Association. Further, the viscosity of only the dispersion medium was measured by a blank test to obtain a blank viscosity. The specific viscosity ([η]) was calculated using the following formula (I) by subtracting 1 from the numerical value obtained by dividing the viscosity of the cellulose material before and after the pulverization step by the blank viscosity to obtain the specific viscosity (ηsp).
[Η] = ηsp / (c (1 + 0.28 × ηsp)) (I)
Here, c in the formula (I) indicates a cellulose concentration (mass basis) at the time of viscosity measurement.

そして、下記式(II)から本発明における重合度(DP)を算出した。
DP=1.75×[η] ・・・(II)
この重合度は、粘度法によって測定された平均重合度であることから、「粘度平均重合度」とも称される。
And the polymerization degree (DP) in this invention was computed from following formula (II).
DP = 1.75 × [η] (II)
Since this degree of polymerization is an average degree of polymerization measured by the viscosity method, it is also referred to as “viscosity average degree of polymerization”.

3.粒子径
レーザー解析・散乱式粒子径分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製、型番MT3300EXII)を用いて粉砕物の粒度分布を測定し、50%粒子径(D50)を求めた。
3. The particle size distribution of the pulverized product was measured using a particle size laser analysis / scattering type particle size distribution measuring device (Microtrac Bell, model number MT3300EXII) to obtain a 50% particle size (D50).

4.結晶形
粉砕物がセルロースI型結晶構造をとっているか否かを、グラファイトで単色化したCuKα(λ=1.5418Å)を用いた広角X線回折写真より得られる回折プロファイルにおいて、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークを持っているか否かで同定した。
4). Whether crystalline form ground material is taken cellulose I type crystal structure, the diffraction profile obtained by the wide-angle X-ray diffraction photographs using CuKα (λ = 1.5418Å) was monochromatic with graphite, 2 [Theta] = 14 ° It was identified by whether or not it has typical peaks at two positions near 17 ° or less and 2θ = 22 ° or more and 23 ° or less.

5.結晶化度
粉砕物の結晶化度については、X線回折プロファイルを測定し、そのパターンから常法により求めた(非特許文献1参照)。
5). The degree of crystallinity of the pulverized crystallinity was determined by measuring the X-ray diffraction profile and using the pattern from the pattern (see Non-Patent Document 1).

6.カチオン要求量
本発明の実施の形態によるセルロース粉末のカチオン要求量を、以下のとおり求めた。粉砕物(各粉末)をイオン交換水に分散させて濃度1質量%のスラリーを調製した。このスラリー約5gに0.001Nのポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)(p−DADMAC)溶液を約95g添加し、2時間撹拌した。これにより得られたスラリーをろ過して、濾液を得た。濾液10mLのカチオン要求量を、PCD計(スペクトリス株式会社製)を用い、0.001Nのポリビニル硫酸カリウム(PVSK)により電位ゼロ点まで滴定を行った。また、イオン交換水5gとp−DADMACを混合したものをブランクとした。試料の滴定に要したPVSK量(mL)をx、ブランクの滴定に要したPVSK量(mL)をyとし、下記式(III)を用いてカチオン要求量を算出した。
カチオン要求量(meq/g)=[(y−x)/1000 × 0.001]/(1%スラリー取り量×0.01×0.1) ・・・(III)
6). Cation requirement The cation requirement of the cellulose powder according to the embodiment of the present invention was determined as follows. The pulverized product (each powder) was dispersed in ion-exchanged water to prepare a slurry having a concentration of 1% by mass. About 95 g of a 0.001N poly (diallyldimethylammonium chloride) (p-DADMAC) solution was added to about 5 g of this slurry, and stirred for 2 hours. The resulting slurry was filtered to obtain a filtrate. The cation required amount of 10 mL of the filtrate was titrated to a potential zero point with 0.001 N potassium potassium sulfate (PVSK) using a PCD meter (Spectres Co., Ltd.). Further, a mixture of 5 g of ion-exchanged water and p-DADMAC was used as a blank. The amount of PVSK (mL) required for the titration of the sample was x, the amount of PVSK (mL) required for the titration of the blank was y, and the required amount of cation was calculated using the following formula (III).
Cation requirement (meq / g) = [(y−x) /1000×0.001] / (1% slurry removal amount × 0.01 × 0.1) (III)

7.沈降速度
粉砕物(各粉末)をイオン交換水に分散させて濃度1質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、110mLのスクリュー管瓶に約100mL入れ、撹拌した。その後、同時に静置を開始し、3分後の沈降度合を目視にて比較した。評価は、沈降速度が遅い方が、分散性が良好であるといえ、沈降速度の遅いほうから順に符号○、△、×を用いて表した。
7). A settling rate pulverized product (each powder) was dispersed in ion-exchanged water to prepare a slurry having a concentration of 1% by mass. About 100 mL of this slurry was placed in a 110 mL screw tube bottle and stirred. Thereafter, the standing was started at the same time, and the degree of sedimentation after 3 minutes was compared visually. The evaluation indicates that the slower the sedimentation rate, the better the dispersibility, and it was expressed using the symbols ◯, Δ, and X in order from the slower sedimentation rate.

(実施例1)
<リン酸化反応工程>
王子製紙株式会社製の針葉樹漂白クラフトパルプ(以下、単にNBKPともいう)からなるパルプシート(固形分93質量%、坪量208g/m2、離解して日本工業規格JIS P 8121に準じて測定される際のカナダ標準濾水度(CSF)は700ml)を原料として使用した。上記NBKPからなるパルプシート100質量部(絶乾質量換算)に対して、リン酸二水素アンモニウムと尿素の混合水溶液を加え、リン酸二水素アンモニウム45質量部、尿素120質量部、イオン交換水150質量部となるように圧搾して、薬液含浸パルプを得た。得られた薬液含浸パルプを165℃の熱風乾燥機で200秒間乾燥・加熱処理して、パルプ中のセルロースにリン酸基を導入し、リン酸化セルロース繊維Aを得た。
(Example 1)
<Phosphorylation reaction process>
Pulp sheet (solid content: 93% by mass, basis weight: 208g / m 2) measured by Oji Paper Co., Ltd. softwood bleached kraft pulp (hereinafter also simply referred to as NBKP), measured according to Japanese Industrial Standard JIS P 8121 Canadian standard freeness (CSF) was 700 ml). A mixed aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate and urea is added to 100 parts by mass (absolute dry weight conversion) of the above NBKP pulp sheet, and 45 parts by mass of ammonium dihydrogen phosphate, 120 parts by mass of urea, and 150 ion-exchanged water. The mixture was compressed to a mass part to obtain a chemical solution impregnated pulp. The obtained chemical-impregnated pulp was dried and heat-treated for 200 seconds with a hot air dryer at 165 ° C. to introduce phosphoric acid groups into cellulose in the pulp to obtain phosphorylated cellulose fibers A.

<洗浄・アルカリ処理工程>
得られたリン酸化セルロース繊維Aに、イオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた後、濾過脱水して脱水シートを得た。得られた脱水シートに対するイオン交換水の注水、攪拌による均一分散、および濾過脱水の操作を繰り返すことにより、余剰の薬液を十分に洗い流した。次いで、余剰の薬液が十分に洗い流された脱水シートに対してイオン交換水を注ぎ、水に分散されるリン酸化セルロース繊維の濃度が2質量%となるようにイオン交換水で希釈し、攪拌しながら1規定(1N)の水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ添加して、pHが12±0.2のスラリーを得た。その後、このスラリーを脱水し、脱水シートを得た。再び、得られた脱水シートに対するイオン交換水の注水、攪拌による均一分散、および濾過脱水の操作を繰り返すことにより、余剰の水酸化ナトリウムを十分に洗い流して、リン酸化セルロース繊維Bを得た。
<Washing and alkali treatment process>
Ion exchange water was poured into the obtained phosphorylated cellulose fiber A, and the mixture was stirred and dispersed uniformly, followed by filtration and dehydration to obtain a dehydrated sheet. Excess chemicals were sufficiently washed away by repeating the operations of ion-exchanged water injection, uniform dispersion by stirring, and filtration / dehydration for the obtained dehydration sheet. Next, ion-exchanged water is poured into the dehydrated sheet from which the excess chemical solution has been sufficiently washed away, diluted with ion-exchanged water so that the concentration of phosphorylated cellulose fibers dispersed in water becomes 2% by mass, and stirred. While adding 1N (1N) aqueous sodium hydroxide solution little by little, a slurry having a pH of 12 ± 0.2 was obtained. Thereafter, the slurry was dehydrated to obtain a dehydrated sheet. Again, excessive sodium hydroxide was sufficiently washed away by repeating the operation of pouring ion-exchanged water into the obtained dehydrated sheet, uniform dispersion by stirring, and filtration and dehydration to obtain phosphorylated cellulose fibers B.

<粉砕工程>
得られたリン酸化セルロース繊維Bを乾燥して乾燥シートを得た。乾燥シートをウィリーミル(Wiley mill)で1cm角程度の大きさに裁断し、それから衝撃式粉砕機ターボミルT−400標準型(フロイント・ターボ工業製)を用いて回転数7000rpmで粉砕処理を行い、粉砕物(リン酸化セルロース粉末1)を得た。
<Crushing process>
The obtained phosphorylated cellulose fiber B was dried to obtain a dry sheet. The dried sheet is cut into a size of about 1 cm square by a Willy mill, and then pulverized at a rotational speed of 7000 rpm using an impact pulverizer turbo mill T-400 standard type (manufactured by Freund Turbo). A pulverized product (phosphorylated cellulose powder 1) was obtained.

(実施例2)
実施例1と同様にして、粉砕物(リン酸化セルロース粉末1)を得た。次いで、得られた粉砕物(リン酸化セルロース粉末1)に対し、さらにマルチノジェットミルMJ2070(太平洋機工株式会社製)を用いて粉砕圧0.6MPaで粉砕処理を行い、粉砕物(リン酸化セルロース粉末2)を得た。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, a pulverized product (phosphorylated cellulose powder 1) was obtained. Next, the obtained pulverized product (phosphorylated cellulose powder 1) was further pulverized at a pulverization pressure of 0.6 MPa using a multinojet mill MJ2070 (manufactured by Taiheiyo Kiko Co., Ltd.) to obtain a pulverized product (phosphorylated cellulose powder). 2) was obtained.

(実施例3)
実施例1と同様にして、リン酸化セルロース繊維Bを得た。次いで、得られたリン酸化セルロース繊維Bを、さらにカッターミルRC−250(有限会社吉工製)を用いて粉砕し、0.5mmΦスクリーン通過分を回収し、粉砕物(リン酸化セルロース粉末3)を得た。
Example 3
In the same manner as in Example 1, phosphorylated cellulose fiber B was obtained. Subsequently, the obtained phosphorylated cellulose fiber B was further pulverized using a cutter mill RC-250 (manufactured by Kiko Co., Ltd.), and the portion passing through the 0.5 mmφ screen was collected and pulverized (phosphorylated cellulose powder 3) Got.

(実施例4)
<リン酸化反応工程>
実施例1のリン酸化反応工程における圧搾においてリン酸二水素アンモニウム40質量部、尿素120質量部、イオン交換水150質量部となるように配合を変更した以外は実施例1と同様にしてパルプ中のセルロースにリン酸基を導入し、リン酸化セルロース繊維Cを得た。
(Example 4)
<Phosphorylation reaction process>
In the pulp as in Example 1, except that the composition was changed to 40 parts by mass of ammonium dihydrogen phosphate, 120 parts by mass of urea, and 150 parts by mass of ion-exchanged water in the pressing in the phosphorylation reaction step of Example 1. Phosphoric acid groups were introduced into the cellulose to obtain phosphorylated cellulose fibers C.

<洗浄・アルカリ処理工程>
リン酸化セルロース繊維Aからリン酸化セルロース繊維Bを得る実施例1の洗浄・アルカリ処理工程と同様の手順により、リン酸化セルロース繊維Cからリン酸化セルロース繊維Dを得た。
<Washing and alkali treatment process>
Phosphorylated cellulose fiber D was obtained from phosphorylated cellulose fiber C by the same procedure as the washing and alkali treatment step of Example 1 for obtaining phosphorylated cellulose fiber B from phosphorylated cellulose fiber A.

<粉砕工程>
得られたリン酸化セルロース繊維DをカッターミルRC−250(有限会社吉工製)を用いて粉砕し、0.5mmφスクリーン通過分を回収し、粉砕物(リン酸化セルロース粉末4)を得た。
<Crushing process>
The obtained phosphorylated cellulose fiber D was pulverized using a cutter mill RC-250 (manufactured by Yoshiko Co., Ltd.), and the portion passing through the 0.5 mmφ screen was collected to obtain a pulverized product (phosphorylated cellulose powder 4).

(実施例5)
<リン酸化反応工程>
実施例1のリン酸化反応工程における圧搾においてリン酸二水素アンモニウム20質量部、尿素120質量部、イオン交換水150質量部となるように配合を変更した以外は実施例1と同様にしてパルプ中のセルロースにリン酸基を導入し、リン酸化セルロース繊維Eを得た。
(Example 5)
<Phosphorylation reaction process>
In the pulp as in Example 1, except that the composition was changed to 20 parts by mass of ammonium dihydrogen phosphate, 120 parts by mass of urea, and 150 parts by mass of ion-exchanged water in the squeezing in the phosphorylation reaction step of Example 1. A phosphoric acid group was introduced into the cellulose to obtain phosphorylated cellulose fiber E.

<洗浄・アルカリ処理工程>
リン酸化セルロース繊維Aからリン酸化セルロース繊維Bを得る実施例1の洗浄・アルカリ処理工程と同様の手順により、リン酸化セルロース繊維Eからリン酸化セルロース繊維Fを得た。
<Washing and alkali treatment process>
Phosphorylated cellulose fiber F was obtained from phosphorylated cellulose fiber E by the same procedure as the washing and alkali treatment step of Example 1 for obtaining phosphorylated cellulose fiber B from phosphorylated cellulose fiber A.

<粉砕工程>
実施例1の粉砕工程と同様にして、リン酸化セルロース繊維Fから粉砕物(リン酸化セルロース粉末5)を得た。
<Crushing process>
In the same manner as in the pulverization step of Example 1, a pulverized product (phosphorylated cellulose powder 5) was obtained from phosphorylated cellulose fiber F.

(実施例6)
<カルボキシメチル化反応工程>
実施例1と同じく王子製紙株式会社製のNBKPからなるパルプシートを原料として使用した。NBKPからなるパルプシート100質量部(絶乾質量換算)に対して、225質量部の12%水酸化ナトリウム水溶液を添加し、室温で5分撹拌した。その後、モノクロロ酢酸ナトリウムを72質量部添加し、60℃に加熱し60分間反応を行った。
(Example 6)
<Carboxymethylation reaction process>
As in Example 1, a pulp sheet made of NBKP manufactured by Oji Paper Co., Ltd. was used as a raw material. 225 parts by mass of a 12% aqueous sodium hydroxide solution was added to 100 parts by mass of the NBKP pulp sheet (in terms of absolute dry mass), and the mixture was stirred at room temperature for 5 minutes. Thereafter, 72 parts by mass of sodium monochloroacetate was added, and the mixture was heated to 60 ° C. and reacted for 60 minutes.

<洗浄工程>
得られたカルボキシメチル化繊維にイオン交換水を注ぎ、攪拌して均一に分散させた後、濾過脱水して脱水ケーキを得た。得られた脱水ケーキに対するイオン交換水の注水、攪拌による均一分散、および濾過脱水の操作を繰り返すことにより、余剰の薬液および副生成物を十分に洗い流した。
<Washing process>
Ion exchange water was poured into the obtained carboxymethylated fiber, stirred and dispersed uniformly, and then filtered and dehydrated to obtain a dehydrated cake. Excess chemicals and by-products were sufficiently washed away by repeating the operations of ion-exchanged water injection, uniform dispersion by stirring, and filtration dehydration for the obtained dehydrated cake.

<粉砕工程>
得られたカルボキシメチル化繊維を乾燥して乾燥ケーキを得た。乾燥ケーキをウィリーミル(Wiley mill)で1cm角程度の大きさに裁断し、それから衝撃式粉砕機ターボミルT−400標準型(フロイント・ターボ工業製)を用いて回転数5000rpmで粉砕処理を行い、粉砕物(カルボキシメチル化セルロース粉末1)を得た。
<Crushing process>
The obtained carboxymethylated fiber was dried to obtain a dry cake. The dried cake is cut into a size of about 1 cm square by a Willy mill, and then pulverized at a rotational speed of 5000 rpm using an impact type pulverizer Turbo Mill T-400 (manufactured by Freund Turbo). A pulverized product (carboxymethylated cellulose powder 1) was obtained.

(実施例7)
実施例6と同様に反応工程および洗浄工程を行い、カルボキシメチル化繊維の乾燥ケーキを得た。乾燥ケーキを、実施例6と同様に1cm角程度の大きさに裁断後、衝撃式粉砕機ターボミルT−400標準型(フロイント・ターボ工業製)を用いて回転数4000rpmで粉砕処理を行い、粉砕物(カルボキシメチル化セルロース粉末2)を得た。
(Example 7)
The reaction step and the washing step were performed in the same manner as in Example 6 to obtain a dry cake of carboxymethylated fibers. The dried cake was cut into a size of about 1 cm square in the same manner as in Example 6 and then pulverized at a rotational speed of 4000 rpm using an impact pulverizer turbo mill T-400 standard type (made by Freund Turbo). A product (carboxymethylated cellulose powder 2) was obtained.

(比較例1)
セニブラ(Celulose Nipo−Brasireira S.A)製の広葉樹漂白クラフトパルプ(以下、単にLBKPともいう)からなるパルプシート(固形分93質量%、坪量1300g/m2、離解して日本工業規格JIS P 8121に準じて測定される際のカナダ標準濾水度(CSF)は550ml)を原料として使用した。本パルプにセルロース由来の親水性官能基以外の親水性官能基は存在しない。前記LBKPをカッターミルRC−250(有限会社吉工製)で粉砕し、0.5mmφスクリーン通過分を回収して、粉砕物(セルロース粉末6)を得た。
(Comparative Example 1)
Pulp sheet (solid content 93% by mass, basis weight 1300 g / m 2 ) made from broad-leaved tree bleached kraft pulp (hereinafter also referred to simply as LBKP) manufactured by Cenirose Nipo-Brasireira S.A. Canadian standard freeness (CSF) (550 ml) when measured according to 8121) was used as a raw material. There is no hydrophilic functional group other than the hydrophilic functional group derived from cellulose in this pulp. The LBKP was pulverized with a cutter mill RC-250 (manufactured by Yoshiko Co., Ltd.), and the 0.5 mmφ screen passage was collected to obtain a pulverized product (cellulose powder 6).

(比較例2)
比較例1と同様にして、粉砕物(セルロース粉末6)を得た。次いで、得られた粉砕物(セルロース粉末6)を、さらに衝撃式粉砕機ターボミルT−400を用いて回転数7000rpmで粉砕し、粉砕物(セルロース粉末7)を得た。
(Comparative Example 2)
In the same manner as in Comparative Example 1, a pulverized product (cellulose powder 6) was obtained. Subsequently, the obtained pulverized product (cellulose powder 6) was further pulverized at a rotational speed of 7000 rpm using an impact pulverizer Turbo Mill T-400 to obtain a pulverized product (cellulose powder 7).

(測定結果)
表1に実施例および比較例の条件および測定結果を示す。
(Measurement result)
Table 1 shows the conditions and measurement results of Examples and Comparative Examples.

Figure 2018184596
Figure 2018184596

実施例1から5の方法により得られたリン酸化セルロース粉末ならびに実施例6および7の方法により得られたカルボキシメチル化セルロース粉末は、比較例1、2の方法により得られたセルロース粉末と比較して、カチオン要求量の値が高く、沈降速度の評価結果が優れていた。この結果から、リン酸基やカルボキシメチル基が導入された親水性官能基含有セルロース粉末は、親水性官能基が導入されていないセルロース粉末と比較して、イオン結合による吸着性能に優れており、さらに液体中での分散性に優れていることが示唆された。   The phosphorylated cellulose powder obtained by the methods of Examples 1 to 5 and the carboxymethylated cellulose powder obtained by the methods of Examples 6 and 7 were compared with the cellulose powder obtained by the methods of Comparative Examples 1 and 2. In addition, the value of the required cation amount was high, and the evaluation result of the sedimentation rate was excellent. From this result, the hydrophilic functional group-containing cellulose powder having a phosphate group or a carboxymethyl group introduced is superior in adsorption performance by ionic bonds, compared to a cellulose powder having no hydrophilic functional group introduced, Furthermore, it was suggested that the dispersibility in the liquid is excellent.

本発明によれば、吸着性能が高く液体中での分散性に優れたセルロース粉末を提供することが可能となる。本発明の実施の形態に係るセルロース粉末は、用途に特に限定はなく、例えば、特に、イオン交換樹脂の分離材料として好適に使用され得る。   According to the present invention, it is possible to provide a cellulose powder having high adsorption performance and excellent dispersibility in a liquid. The cellulose powder according to the embodiment of the present invention is not particularly limited in use. For example, the cellulose powder can be suitably used as, for example, a separation material for an ion exchange resin.

以下に、本発明の好ましい実施の形態の例を示す。
1. 導入された親水性官能基を含有するセルロース粉末であって、前記親水性官能基の導入量が、0.1mmol/g以上3.0mmol/g以下であり、50%粒子径が、1μm以上100μm以下であることを特徴とするセルロース粉末。
2. カチオン要求量が、0.1meq/g以上5meq/g以下であることを特徴とする1.に記載のセルロース粉末。
3. 粘度平均重合度が、500以上であることを特徴とする1.または2.に記載のセルロース粉末。
4. 前記セルロース粉末のセルロースI型の結晶化度が、50%以上であることを特徴とする1.から3.のいずれかに記載のセルロース粉末。
5. 前記親水性官能基が、リン酸基、カルボキシ基、ヒドロキシ基およびスルホン基からなる群から選ばれる1種以上であることを特徴とする1.から4.のいずれかに記載のセルロース粉末。
6. セルロース原料に親水性官能基を導入する工程と、前記親水性官能基が導入された前記セルロース原料を粉砕してセルロース粉末を得る工程と、を含み、前記粉砕は、カッティング式粉砕機、衝撃式粉砕機および気流式粉砕機からなる群から選ばれる少なくとも1種の粉砕機を用いて行われることを特徴とするセルロース粉末の製造方法。
7. セルロース原料に親水性官能基を導入する工程と、前記親水性官能基が導入された前記セルロース原料を粉砕してセルロース粉末を得る工程と、を含み、前記粉砕は、カッティング式粉砕機を用いて行われる処理と、その後の、衝撃式粉砕機および気流式粉砕機からなる群から選ばれる少なくとも1種の粉砕機を用いて行われる処理と、を含む多段処理であることを特徴とするセルロース粉末の製造方法。
8. 前記セルロース原料はリグノセルロースを含むことを特徴とする6.または7.に記載のセルロース粉末の製造方法。
Examples of preferred embodiments of the present invention are shown below.
1. A cellulose powder containing an introduced hydrophilic functional group, wherein the introduction amount of the hydrophilic functional group is 0.1 mmol / g or more and 3.0 mmol / g or less, and a 50% particle diameter is 1 μm or more and 100 μm. Cellulose powder characterized by:
2. The required cation amount is 0.1 meq / g or more and 5 meq / g or less. Cellulose powder described in 1.
3. The viscosity average degree of polymerization is 500 or more. Or 2. Cellulose powder described in 1.
4). The cellulose I type crystallinity of the cellulose powder is 50% or more. To 3. Cellulose powder according to any of the above.
5). The hydrophilic functional group is at least one selected from the group consisting of a phosphate group, a carboxy group, a hydroxy group and a sulfone group. To 4. Cellulose powder according to any of the above.
6). Including a step of introducing a hydrophilic functional group into a cellulose raw material, and a step of obtaining a cellulose powder by pulverizing the cellulose raw material into which the hydrophilic functional group has been introduced, wherein the pulverization is a cutting pulverizer, an impact type A method for producing a cellulose powder, which is performed using at least one pulverizer selected from the group consisting of a pulverizer and an airflow pulverizer.
7). A step of introducing a hydrophilic functional group into the cellulose raw material, and a step of pulverizing the cellulose raw material into which the hydrophilic functional group has been introduced to obtain a cellulose powder. The pulverization is performed using a cutting pulverizer. Cellulose powder, characterized in that it is a multi-stage treatment comprising: a treatment to be performed; and a subsequent treatment to be performed using at least one pulverizer selected from the group consisting of an impact pulverizer and an airflow pulverizer Manufacturing method.
8). 5. The cellulose raw material contains lignocellulose. Or 7. The manufacturing method of the cellulose powder of description.

Claims (8)

導入された親水性官能基を含有するセルロース粉末であって、前記親水性官能基の導入量が、0.1mmol/g以上3.0mmol/g以下であり、50%粒子径が、1μm以上100μm以下であることを特徴とするセルロース粉末。   A cellulose powder containing an introduced hydrophilic functional group, wherein the introduction amount of the hydrophilic functional group is 0.1 mmol / g or more and 3.0 mmol / g or less, and a 50% particle diameter is 1 μm or more and 100 μm. Cellulose powder characterized by: カチオン要求量が、0.1meq/g以上5meq/g以下であることを特徴とする請求項1に記載のセルロース粉末。   The cellulose powder according to claim 1, wherein the cation requirement is 0.1 meq / g or more and 5 meq / g or less. 粘度平均重合度が、500以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のセルロース粉末。   Viscosity average polymerization degree is 500 or more, The cellulose powder of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記セルロース粉末のセルロースI型の結晶化度が、50%以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のセルロース粉末。   The cellulose powder according to any one of claims 1 to 3, wherein a cellulose I type crystallinity of the cellulose powder is 50% or more. 前記親水性官能基が、リン酸基、カルボキシ基、ヒドロキシ基およびスルホン基からなる群から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のセルロース粉末。   The cellulose powder according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydrophilic functional group is at least one selected from the group consisting of a phosphate group, a carboxy group, a hydroxy group, and a sulfone group. . セルロース原料に親水性官能基を導入する工程と、
前記親水性官能基が導入された前記セルロース原料を粉砕してセルロース粉末を得る工程と、
を含み、
前記粉砕は、カッティング式粉砕機、衝撃式粉砕機および気流式粉砕機からなる群から選ばれる少なくとも1種の粉砕機を用いて行われることを特徴とするセルロース粉末の製造方法。
Introducing a hydrophilic functional group into the cellulose raw material;
Pulverizing the cellulose raw material introduced with the hydrophilic functional group to obtain a cellulose powder;
Including
The method for producing cellulose powder, wherein the pulverization is performed using at least one pulverizer selected from the group consisting of a cutting pulverizer, an impact pulverizer, and an airflow pulverizer.
セルロース原料に親水性官能基を導入する工程と、
前記親水性官能基が導入された前記セルロース原料を粉砕してセルロース粉末を得る工程と、
を含み、
前記粉砕は、カッティング式粉砕機を用いて行われる処理と、その後の、衝撃式粉砕機および気流式粉砕機からなる群から選ばれる少なくとも1種の粉砕機を用いて行われる処理と、を含む多段処理であることを特徴とするセルロース粉末の製造方法。
Introducing a hydrophilic functional group into the cellulose raw material;
Pulverizing the cellulose raw material introduced with the hydrophilic functional group to obtain a cellulose powder;
Including
The pulverization includes a process performed using a cutting pulverizer and a subsequent process performed using at least one pulverizer selected from the group consisting of an impact pulverizer and an airflow pulverizer. A method for producing a cellulose powder, which is a multistage treatment.
前記セルロース原料はリグノセルロースを含むことを特徴とする請求項6または7に記載のセルロース粉末の製造方法。   The said cellulose raw material contains lignocellulose, The manufacturing method of the cellulose powder of Claim 6 or 7 characterized by the above-mentioned.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS594601A (en) * 1982-06-30 1984-01-11 Unitika Ltd Crystalline cellulose of high whiteness and manufacture of the same
JPS6375001A (en) * 1986-09-18 1988-04-05 Gotoku Yakuhin Kogyo Kk Production of carboxymethyl cellulose powder
JP2008133432A (en) * 2006-08-08 2008-06-12 Shin Etsu Chem Co Ltd Low substituted hydroxypropylcellulose powder and method for producing the same
JP2015530112A (en) * 2012-09-27 2015-10-15 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー Method for reducing oil and / or fat absorption in fried foods
JP2016106166A (en) * 2016-01-18 2016-06-16 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー Method for dry-grinding a polysaccharide derivative
JP2017057285A (en) * 2015-09-17 2017-03-23 王子ホールディングス株式会社 Method for producing fine fibrous cellulose-containing material
JP2017066272A (en) * 2015-09-30 2017-04-06 王子ホールディングス株式会社 Fine fibrous cellulose inclusion

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS594601A (en) * 1982-06-30 1984-01-11 Unitika Ltd Crystalline cellulose of high whiteness and manufacture of the same
JPS6375001A (en) * 1986-09-18 1988-04-05 Gotoku Yakuhin Kogyo Kk Production of carboxymethyl cellulose powder
JP2008133432A (en) * 2006-08-08 2008-06-12 Shin Etsu Chem Co Ltd Low substituted hydroxypropylcellulose powder and method for producing the same
JP2015530112A (en) * 2012-09-27 2015-10-15 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー Method for reducing oil and / or fat absorption in fried foods
JP2017057285A (en) * 2015-09-17 2017-03-23 王子ホールディングス株式会社 Method for producing fine fibrous cellulose-containing material
JP2017066272A (en) * 2015-09-30 2017-04-06 王子ホールディングス株式会社 Fine fibrous cellulose inclusion
JP2016106166A (en) * 2016-01-18 2016-06-16 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー Method for dry-grinding a polysaccharide derivative

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