[發(fā)明專(zhuān)利]纖維素納米纖維

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380053423.3
• 申請(qǐng)日: 2013-10-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104704005A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辻志穗;中山武史;宮脅正一
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 日本制紙株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): C08B15/08
• 分類(lèi)號(hào): C08B15/08;D21H11/18;D21H11/20
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 苗堃;金世煜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及纖維素納米纖維。

背景技術(shù)

直徑為1～100nm左右的天然纖維或合成纖維通常被稱(chēng)為納米纖維。可期待作為納米纖維之一的纖維素納米纖維在復(fù)合材料的增強(qiáng)材料等各種用途中的展開(kāi)。

作為得到纖維素納米纖維的方法，已知有將纖維素纖維在水中在N-氧基化合物等的存在下氧化，除去雜質(zhì)，施加分散力的方法(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。

隨著纖維素納米纖維在各種用途中的展開(kāi)，期望開(kāi)發(fā)具有多種特性的纖維素納米纖維。例如具有短纖維長(zhǎng)度的纖維素納米纖維也是其中之一。作為具有短纖維長(zhǎng)度的纖維素納米纖維的用途的例子，考慮有將纖維素納米纖維分散液涂布于基材而在基材上形成膜；將纖維素納米纖維分散液混合到含有顏料、粘結(jié)劑等的涂料中。將纖維素納米纖維分散液涂布于基材而在基材上形成膜時(shí)，如果分散液的粘度過(guò)高，則無(wú)法均勻涂布，另一方面，如果為了均勻涂布而稀釋纖維素納米纖維分散液來(lái)使用，則在實(shí)現(xiàn)所希望的膜厚度之前不得不反復(fù)實(shí)施多次涂布和干燥，從而導(dǎo)致有效率降低的問(wèn)題。另外，將纖維素納米纖維分散液混合到含有顏料和粘結(jié)劑的涂料中時(shí)，如果分散液的粘度過(guò)高，則有無(wú)法均勻混合在涂料中的問(wèn)題。在這些情況下，考慮通過(guò)使用纖維長(zhǎng)度短的纖維素納米纖維來(lái)制備低粘度的纖維素納米纖維分散液而使用。

作為低粘度的纖維素納米纖維分散液的制造方法，報(bào)道有如下方法：在將氧化的纖維素解纖之前進(jìn)行酶處理的方法(專(zhuān)利文獻(xiàn)2和3)；添加過(guò)氧化氫和臭氧來(lái)進(jìn)行氧化分解處理的方法(專(zhuān)利文獻(xiàn)4)；照射紫外線的方法(專(zhuān)利文獻(xiàn)5)；添加酸來(lái)進(jìn)行水解處理的方法(專(zhuān)利文獻(xiàn)6)。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2008-001728號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2009-298972號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)2010-235679號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)4：日本特開(kāi)2010-235681號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)5：日本特開(kāi)2010-236109號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)6：日本特開(kāi)2010-275659號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述方法，能夠制造濃度1％(w/v)時(shí)的B型粘度(60rpm、20℃)為幾百～1000mPa·s左右的纖維素納米纖維分散液，但如果能夠制造更低粘度的纖維素納米纖維分散液，則有如下優(yōu)點(diǎn)：即使在提高分散液的濃度的情況下也可保持流動(dòng)性，能夠進(jìn)行與現(xiàn)有的低濃度的情況相同的操作，因而優(yōu)選。

鑒于以上，本發(fā)明的目的是提供一種能夠供給具有比以往更低的粘度的纖維素納米纖維分散液這樣的更微小的纖維素納米纖維。

本發(fā)明人等經(jīng)過(guò)深入研究，結(jié)果成功地制造出平均纖維長(zhǎng)度為250nm以下且平均纖維直徑為2～5nm的具有以往沒(méi)有的短纖維長(zhǎng)度的纖維素納米纖維。如果使用本發(fā)明的纖維素納米纖維，則能夠制造濃度3％(w/v)時(shí)的B型粘度(60rpm、20℃)為1000mPa·s以下的、即使為高濃度也具有低粘度的纖維素納米纖維分散液。

本發(fā)明提供以下的(1)～(3)。

(1)一種纖維素納米纖維，其個(gè)數(shù)平均纖維長(zhǎng)度為250nm以下且個(gè)數(shù)平均纖維直徑為2～5nm。

(2)一種纖維素納米纖維分散液，是上述(1)所述的纖維素納米纖維在分散介質(zhì)中分散而成的。

(3)如上述(2)所述的纖維素納米纖維分散液，其中，濃度3％(w/v)時(shí)的B型粘度(60rpm、20℃)為1000mPa·s以下。

本發(fā)明提供以往沒(méi)有的極微小的纖維素納米纖維，具體而言個(gè)數(shù)平均纖維長(zhǎng)度為250nm以下且個(gè)數(shù)平均纖維直徑為2～5nm的纖維素納米纖維。如果使用本發(fā)明的纖維素納米纖維，則與現(xiàn)有的纖維素納米纖維相比，能夠制備具有低粘度的纖維素納米纖維分散液。例如，現(xiàn)有的纖維素納米纖維分散液在濃度1％(w/v)時(shí)的B型粘度(60rpm、20℃)為幾百～1000mPa·s左右，與此相對(duì)，本發(fā)明的纖維素納米纖維的分散液在1％(w/v)時(shí)的粘度為1～30mPa·s左右。另外，如果使用本發(fā)明的纖維素納米纖維，則能夠制備即便在使?jié)舛葹?％(w/v)的情況下也具有1000mPa·s以下的低粘度的分散液。

這樣，能夠供給即使為高濃度也具有低粘度的分散液，對(duì)于纖維素納米纖維的工業(yè)利用有利。例如有如下優(yōu)點(diǎn)：在基材上涂布而形成膜時(shí)，能夠形成具有平滑、均勻的表面的膜；能夠以少的涂布次數(shù)形成所希望的厚度的膜；能夠縮短膜形成時(shí)的分散介質(zhì)的干燥時(shí)間等。

具體實(shí)施方式