[发明专利]改性纤维素纳米纤维、其生产方法和使用其的树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及通过用阴离子性添加剂中和阳离子性纤维素获得的改性纤维素纳米纤维、其生产方法、包含改性纤维素纳米纤维的树脂组合物及其成型体。

背景技术

包含纤维素的植物纤维例如大麻、棉花、黄麻、木浆或竹等在如纸、衣服和包装材料等各种应用中已被用作天然来源的可再生原料。纤维素为多糖类，其通常并不以分子形式存在，而是采用以由纤维素分子的集料组成的纤维素微原纤、由纤维素微原纤的集料组成的微原纤束及其聚集体的形式的多层结构。

近年来，已开发了通过借助于进行机械和/或化学处理使包含纤维素的植物纤维解纤(fibrillating)至纳米水平来获得纤维素纳米纤维的技术，并且这些纤维素纳米纤维作为具有低比重和高强度的树脂复合材料受到关注(参见，专利文献1)。

由于纤维素纳米纤维本身因包含大量羟基而亲水性极高，它们通常通过使包含纤维素的植物纤维在水性介质进行机械处理获得。然而，由于在水中解纤至纳米水平后获得的纤维素纳米纤维高度亲水并且通过纤维素纳米纤维形成网络，所以所得浆料的粘度和保水性变得极高。因此，存在当通过过滤等使纤维素纳米纤维的水分散液脱水时需要极长的滤水时间的问题。

另外，即使在耗费时间通过滤水获得纤维素纳米纤维后，如果所得纤维素纳米纤维最终干燥，由于纳米纤维之间的氢键而使它们最终聚集，由此引起难以均匀地再分散的问题，尽管在水中具有相对优异的分散性。因此，甚至更加难以在高疏水性树脂中形成高亲水性纤维素纳米纤维的复合化。例如，虽然已知在干燥之前通过溶剂置换等来通过使片状纤维素纳米纤维脱水，随后浸渍于树脂中来使纤维素纳米纤维和树脂复合化的方法(参见，专利文献2)，但是在该方法中，由于树脂中纤维素纳米纤维局限于片形式的那些，因此，难以在树脂中均匀地分散纳米纤维。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本未经审查的专利申请，特开2005-42283号公报

[专利文献2]日本未经审查的专利申请，特开2006-241450号公报

[专利文献3]日本未经审查的专利申请，特开2010-168336号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的是提供当回收纤维素纳米纤维时滤水时间短的改性纤维素纳米纤维，和具有高强度并且在其回收后能够使纤维素纳米纤维均匀分散于树脂的包含改性纤维素纳米纤维的树脂组合物。

用于解决问题的方案

本发明的发明人发现前述问题可通过用阴离子性添加剂中和阳离子性纤维素纳米纤维来解决。作为该中和的结果，发现当从水性介质回收纤维素纳米纤维时的滤水时间缩短，所得纤维素纳米纤维可均匀地分散于成型树脂中，并且所得树脂的强度进一步增强。

即，本发明涉及通过用阴离子性添加剂中和阳离子性纤维素纳米纤维的阳离子基团而获得的改性纤维素纳米纤维。

另外，本发明涉及包含前述改性纤维素纳米纤维和成型树脂的树脂组合物，并涉及通过将树脂组合物成型而获得的成型体。

此外，本发明涉及改性纤维素纳米纤维的生产方法，其包括用阴离子性添加剂来中和阳离子性纤维素纳米纤维的阳离子基团。

发明的效果

根据本发明，可获得回收纤维素纳米纤维期间的滤水时间大大缩短且可容易地分散于成型树脂中的改性纤维素纳米纤维、均匀分散有改性纤维素纳米纤维的成型树脂组合物和所述组合物的成型体。

具体实施方式

以下提供用于进行本发明的方案的详细说明。

[纤维素纳米纤维]