[发明专利]修饰纤维素纤维及其纤维素复合体

说明书

技术领域

本发明涉及修饰纤维素纤维和使用了该修饰纤维素纤维的复合体，特别是涉及通过控制修饰纤维素纤维的修饰取代基和修饰率来实现高耐热性、易解织性和高生产率并在制成纤维素复合体后实现高透明性、低线膨胀系数化、高弹性模量、加热时提高强度等的技术。

背景技术

近年来，使用以细菌纤维素为首的纤维素的微细纤维的复合材料得到积极的研究。已知纤维素因其伸直链结晶的缘故而表现出低线膨胀系数、高弹性模量、高强度。另外，通过进行微细化而制成复合材料时，该材料显示出高透明性，因而受到了关注。

专利文献1中，通过使用经表面修饰的纤维素的微细纤维进行复合化而得到提高了吸湿性和透明性的复合材料。作为该表面修饰剂，公开了脂肪族系的表面修饰剂，并公开了特别优选乙酰基、甲基丙烯酰基的内容。

专利文献2中公开了一种无纺布，其由导入了具有芳香环结构的化合物作为控制光学各向异性的化合物的改质纤维构成。

另外，非专利文献1中公开了一种表现出热致液晶特性的苯甲酰基化细菌纤维素。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2007-51266号公报

专利文献2：日本国特开2008-274461号公报

非专利文献

非专利文献1：Carbohydrate Polymers，Vol.74，Issue4，p875-879(2008)

发明内容

上述专利文献1中具体公开的纤维素的微细纤维无纺布(纤维素片)的制造方法是利用玻璃过滤器对经机械解织的纤维素微细纤维的水悬浮液进行过滤、脱水并进行制膜的方法。

但是，本发明人按照专利文献1公开的方法进行纤维素复合材料的制造后发现，制造纤维素片时用于纤维素微细纤维的水悬浮液的脱水的过滤所花的时间长，不能得到实用的生产率。

上述专利文献2中具体公开的无纺布(纤维素片)是在N，N-二甲基甲酰胺、乙基溶纤剂等的存在下使含芳香环的化合物和纤维素反应而得到的。

但是，本发明人按照专利文献2公开的方法进行纤维素片的制造后发现，纤维素的结晶结构明显受到破坏，I型结晶结构的比例变低。由于I型结晶结构的比例低的纤维素片的耐热性差，因此认为即使将该纤维素片与高分子材料复合，也不能得到低线膨胀系数、高弹性模量，并且受加热时产生气体等的影响，强度发生降低。

另外，因具有玻璃化转变温度，因此认为按非专利文献1的方法得到的苯甲酰基化细菌纤维素是非晶质，即使将其与高分子材料复合，也不能得到低线膨胀系数、高弹性模量、高强度。

本发明是鉴于上述现有情况完成的，其目的是提供一种实现高耐热性、易解织性和高生产率的纤维素纤维，并且在将其制成复合体时实现高透明性、低线膨胀系数化、高弹性模量。

为了解决上述课题，本发明人进行了深入研究，结果发现：通过控制修饰纤维素纤维的平均纤维径、结晶性、修饰取代基和修饰率或者在进行修饰反应时以有机酸为溶剂，能够实现高耐热性、易解织性和高生产率。

即，本发明的要点如下。

[1]一种修饰纤维素纤维的制造方法，其具有通过使纤维素在溶剂中与芳香族化合物反应来用含芳香环的取代基对该纤维素进行修饰的修饰反应工序，

其特征在于，使用有机酸作为该修饰反应工序中的所述溶剂。

[2]如[1]所述的修饰纤维素纤维的制造方法，其中，含芳香环的取代基是选自由含芳香环的酯基、含芳香环的醚基以及含芳香环的氨基甲酸酯基组成的组中的1种以上的基团。

[3]如[1]或[2]所述的修饰纤维素纤维的制造方法，其中，含芳香环的取代基对纤维素的全部羟基的修饰率为10摩尔％以上。

[4]一种修饰纤维素纤维片的制造方法，该制造方法包括：

修饰反应工序，在含有纤维素和有机酸的纤维素分散液中使纤维素和芳香族化合物反应，由此用含芳香环的取代基对该纤维素进行修饰；和

抄纸工序。

[5]如[4]所述的修饰纤维素纤维片的制造方法，其中，含芳香环的取代基是选自由含芳香环的酯基、含芳香环的醚基以及含芳香环的氨基甲酸酯基组成的组中的1种以上的基团。

[6]如[4]或[5]所述的修饰纤维素纤维片的制造方法，其中，含芳香环的取代基对纤维素的全部羟基的修饰率为10摩尔％以上。

[7]一种纤维素纤维复合体的制造方法，该制造方法具有如下工序：