[发明专利]阳离子性微纤丝化植物纤维及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及阳离子性微纤丝化植物纤维及其制造方法。

背景技术

对于将植物等的纤维（例如木材的浆粕等）微纤丝化而得到将纤维直径微细化到纳米量级的微纤丝化植物纤维（纳米纤维）的方法，已知有各种方法。例如，专利文献1中，公开有如下的内容，即，将具有特定的纤维长度的纤维素纤维加以微纤丝化，得到纤维直径小而纤维长度长、保水性等优异的微小纤维状纤维素。另外，专利文献2中，提出过如下的方法，即，通过对纤维原料进行蒸煮处理，来减弱纤维素系的纤维原料中所含的不需要的木质素、半纤维素等的粘接力，促进纳米纤维化。此外，作为促进纳米纤维化、由木质纤维素直接制造纤维素纳米纤维的方法，还提出过如下的方法，即，在含有硝酰游离基衍生物、溴化碱及氧化剂的水系介质中对木质纤维素进行处理（专利文献3）。

另一方面，公开过如下的方法，即，向纤维素系纤维中添加阴离子性、阳离子性、非离子性表面活性剂等疏水化药品后实施机械的搅拌处理，对纤维素系物质赋予高空隙，以提高纸尿布等中所用的纤维的吸水力（专利文献4）。另外，虽然并非以微纤丝化植物纤维（纳米纤维）那样微小纤维的制造为对象，然而与专利文献4相同，还提出过如下的方案，即，向纤维素系纤维的表面导入阳离子基，使纤维表面带阳离子电荷而提高与阴离子性染料的亲和性，或进一步微细化而在保持作为纤维素粒子的功能的同时，改善其保水性、保形性、分散性（专利文献5）。

在先技术文件

专利文献

[专利文献1]日本特开2007－231438号公报

[专利文献2]日本特开2008－75214号公报

[专利文献3]日本特开2008－308802号公报

[专利文献4]日本特开平8－10284号公报

[专利文献5]日本特开2002－226501号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的主要目的在于，提供阳离子化了的新型的微纤丝化植物纤维及其制造方法。

解决课题的手段

如前所述，已知在由木材浆粕等植物纤维来制造微纤丝化植物纤维时，对起始原料或解纤方法下工夫而促进纳米纤维化、或对原料纤维实施化学处理而提高保水性。但是，在像微纤丝化植物纤维那样高度地微细化的纤维的情况下，纤维的分散性或表面的损伤程度等根据解纤方法或化学处理的方法而不同，它们对制成微纤丝化植物纤维的片材或树脂复合体时的强度等物性会造成很大的差别。本发明人对可以很容易地由含有植物纤维的材料获得微纤丝化植物纤维、并且在所得的微纤丝化植物纤维的强度的方面优异的制造方法反复进行了深入研究。其结果是发现，通过采用具备（1）使含有纤维素纤维的材料中的羟基与具有季铵基的阳离子化剂反应而将含有该纤维素纤维的材料进行阳离子改性的工序、（2）将所得的阳离子改性纤维在水的存在下解纤的工序的制造方法，不仅植物纤维的解纤变得容易，而且可以得到在制成片材或与树脂的复合体时的强度的方面特别优异的微纤丝化植物纤维。

微纤丝化植物纤维通常因还原末端被部分氧化等理由，虽然微量，然而也会带有阴离子性电荷。由此，即使只是将植物纤维加以阳离子改性，也会因静电相互作用而促进纤维间的结合形成，从而会有强度提高的情况。但是，由于植物纤维中所含的阴离子性基极其微量，因此其效果甚微。然而，本发明人等反复进行了深入研究，结果发现，通过在将植物纤维加以阳离子改性后，施加机械的剪切应力，微纤丝化就会显著地进行。

本发明是基于此种见解进一步反复进行深入研究而完成的发明。即，本发明提供下述第1～7项中所示的微纤丝化植物纤维、其制造方法、包含该植物纤维的片材、以及含有该植物纤维的热固化性树脂复合体。

第一项.一种阳离子性微纤丝化植物纤维，其为以含有季铵基的化合物进行阳离子改性后的纤维直径的平均值为4～200nm的阳离子性微纤丝化植物纤维。

第二项.一种阳离子性微纤丝化植物纤维，每个无水葡萄糖单元的季铵基的置换度为0.03以上且小于0.4，纤维直径的平均值为4～200nm。

第三项.根据第一项或第二项所述的阳离子性微纤丝化植物纤维的制造方法，具备下述工序（1）及（2）：

（1）使含有纤维素纤维的材料中的羟基与具有季铵基的阳离子化剂反应，将含有该纤维素纤维的材料进行阳离子改性的工序；以及

（2）将所得的阳离子改性纤维在水的存在下解纤至纤维直径的平均值为4～200nm的工序。

第四项.一种片材，其含有第一项或第二项所述的阳离子性微纤丝化植物纤维。