[发明专利]纤维素纤维及其制造方法、纤维素纤维聚集体以及纤维素纤维复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及纤维素的羟基的一部分被羧基及甲酰基中的至少一种基团取代而得到的纤维素纤维，具体来说，涉及对于与树脂进行了复合化的纤维素纤维复合材料而言有用的纤维素纤维及其制造方法、使用了该纤维素纤维的纤维素纤维聚集体及纤维素纤维复合材料。

背景技术

近年，对于使用纤维素的微细纤维而得到的复合材料进行了广泛研究。已知纤维素由于其高分子单结晶的缘故，表现出低线膨胀系数、高弹性模量及高强度。另外，通过进行微细化，在与树脂复合化来制成复合材料时，作为显示高透明性的材料受到关注。

作为这样的具有高透明性及低线膨胀系数的纤维素纤维的复合材料(纤维素纤维复合材料)的用途的实例，可以举出面向平板显示器、有机LED照明或太阳光发电面板等为代表的电气电子设备的透明基板材料，但在这些设备的制作工序中，有时需要对透明基板材料进行加热处理。在这些用途中，不优选在加热处理时产生着色的材料。

即，为了将上述纤维素纤维复合材料在产业上加以利用，必须要满足以下所有要件：

·所使用的纤维素纤维的开纤性优异；

·将纤维素纤维与树脂进行复合化而得到的复合材料能够保持高透明性；

·即使进行纤维素纤维复合材料的加热处理也不着色。

在专利文献1中公开了通过使用超高压均质机对由经过了纯化处理的木粉形成的纤维素纤维原料进行开纤处理来制造纤维素的微细纤维的方法。另外，在专利文献2中公开了通过使用超声波照射器进行开纤处理来制造纤维素的微细纤维的方法。

另外，还报道了通过将上述采用物理处理的开纤方法与化学处理组合使用来提高开纤性的方法。例如，在专利文献3中公开了如下的技术：利用基于N-烃氧基化合物的纤维素的表面氧化反应而在纤维素纤维中导入羧基、从而提供在水中的分散性得到提高且开纤性优异的纤维素纤维。但是，对该方法而言，在纤维素的氧化时使用的N-烃氧基化合物通常是高价的，并且氧化反应所需要的药品种类多，制造工序复杂，制造费用高，因而不优选。

另外，专利文献4中公开了通过进行对纤维素纤维进行臭氧处理这样的化学处理来提高开纤性的方法。纤维素的臭氧处理在纸浆制造时一直被用作漂白方法，是一种廉价的工业的氧化方法。

专利文献5中公开了可以通过使用羟基被化学修饰的纤维素无纺布来抑制复合材料加热时的着色的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-155772号公报

专利文献2：日本特开2009-299043号公报

专利文献3：日本特开2008-1728号公报

专利文献4：日本特开2010-254726号公报

专利文献5：日本特开2009-161896号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是可知，使用根据专利文献1～4记载的制造方法得到的纤维素的微细纤维制造的纤维素纤维复合材料存在加热时着色增大的问题。

另外，如专利文献5所记载，制成无纺布后进行化学修饰的方法需要用于对无纺布进行化学修饰的特殊的制造设备，制造费用高，不优选。另外可知，专利文献5虽然公开了可以对微细化前的纤维素纤维进行化学修饰，但化学修饰后的纤维素纤维成为疏水性高的状态，存在容易在水分散液中沉降、难以微细化的问题。

因此，本发明的课题在于提供一种开纤性优异、与树脂进行复合化时的透明性优异、并且在加热时不易引起着色问题的纤维素纤维。另外，本发明 的课题还在于提供用来获得这样的纤维素纤维的制造方法、使用该纤维素纤维而得到的纤维素纤维复合材料。

解决问题的方法

本发明人等进行了深入研究的结果发现，通过使用纤维素的羟基的一部分以相对于纤维素纤维的重量为0.1mmol/g以上被羧基及甲酰基中的至少一种基团取代，并且还被羧基及甲酰基以外的化学修饰基团取代的纤维素纤维，不仅可以解决上述问题，而且使用该纤维素纤维制造的纤维素纤维复合材料还获得了线膨胀系数低这样的预料不到的效果，以至完成了本发明。

即，本发明如下所述。

1.一种纤维素纤维，其中，纤维素的羟基的一部分被羧基及甲酰基中的至少一种基团取代，其取代量相对于纤维素纤维的重量为0.1mmol/g以上，并且还有部分羟基被羧基及甲酰基以外的化学修饰基团取代。

2.上述1所述的纤维素纤维，其中，所述化学修饰基团的取代度为0.05以上。