[发明专利]磷酸酯化微细纤维素纤维及其制造方法

说明书

本发明的目的在于，提供浆料透明性优异的磷酸酯化微细纤维素纤维；以及，提供高效且以高成品率制造透明性优异且经磷酸化的微细纤维素纤维的方法。根据本发明，提供在制成0.2质量%的水分散体时，溶液雾度为15%以下的磷酸酯化微细纤维素纤维。

本申请是原案申请日为2014年5月16日、原案申请号201480028348.X

(国际申请号为PCT/JP2014/063024)、发明名称为“磷酸酯化微细纤维素纤维及其制造方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及与以往相比透明性高且维持高聚合度的磷酸酯化微细纤维素纤维（纤维素纳米纤维）及其有效的制造方法。

背景技术

近年来，由于石油资源的替代和环境意识的提高，利用了可再生的天然纤维的材料备受关注。天然纤维之中，截止至今纤维直径为10~50μm的纤维素纤维、尤其是源自木材的纤维素纤维（纸浆）主要作为纸制品而被广泛应用。

另外，作为纤维素纤维，还已知纤维直径为1μm以下的微细纤维素纤维。含有微细纤维素纤维的片材、复合体由于纤维彼此的接点显著增加，因此拉伸强度大幅提高。另外，由于纤维宽度短于可见光的波长，因此透明度大幅提高。例如专利文献1公开了如下纤维强化复合材料，其通常维持高透明性且通过纤维与基质材料的复合化而被赋予了各种功能性，但不受温度条件、波长等的影响。

微细纤维素纤维可通过对以往的纤维素纤维进行机械处理来制造，纤维素纤维彼此通过氢键而稳固地键合。因此，仅单纯地进行机械处理时，至获得微细纤维素纤维为止需要较多的能量。

广泛已知的是，为了以更小的机械处理能量制造微细纤维素纤维，与机械处理配合地利用化学处理・生物处理进行前处理是有效的。尤其是，通过化学处理而向纤维素表面的羟基导入亲水性的官能团（例如羧基、阳离子基、磷酸基等）时，由于离子彼此的静电斥力和离子发生水和，尤其是在水系溶剂中的分散性显著提高。因此，与未进行化学处理的情况相比，微细化的能量效率变高。

例如，专利文献2公开了利用TEMPO催化剂氧化而将纤维素的羟基氧化至羧基后进行微细化的方法。专利文献3公开了如下方法：使具有季铵基和环氧基等反应性官能团的阳离子化剂与进行了碱活化的纤维素纤维发生反应，将羟基改性为具有阳离子性的醚后，进行微细化。

另外，专利文献4、专利文献5和专利文献6公开了磷酸基与纤维素的羟基形成酯的微细纤维素纤维的相关技术。可以认为：磷酸基以酯的形式导入至纤维素时会显示2价的酸，因此前述静电斥力与向纤维素中导入羧基、阳离子基团等1价官能团的情况相比变大。本发明人等在专利文献7中也研究了向纤维素中导入磷酸基从而收率良好地获得微细纤维素纤维的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-24788号公报

专利文献2：日本特开2009-263848号公报

专利文献3：日本特开2011-162608号公报

专利文献4：日本特表平9-509694号公报

专利文献5：日本特开2010-186124号公报

专利文献6：日本特开2011-001559号公报

专利文献7：国际公开第2013/073562号。

发明内容

发明所要解决的课题