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公開番号2024148826
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023062303
出願日2023-04-06
発明の名称アニオン変性セルロースナノファイバーならびにアニオン変性セルロースナノファイバーを含む添加剤及びヘイズ向上剤
出願人日本製紙株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C08B 11/12 20060101AFI20241010BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】新規な特徴を有するアニオン変性セルロースナノファイバーを提供する。
【解決手段】アニオン変性セルロースナノファイバーの水分散体(固形分0.5%(w/v))を用意し、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に置いたシリコン枠内に0.2g/cm²になるように流し込み、50℃で乾燥させてフィルムを作製して全光線透過率及び拡散透過率を測定し、次いで、全光線透過率を100%とした場合の拡散透過率の割合をヘイズとして算出した際の全光線透過率が85.0%以上であり、ヘイズが50.0%以上であるアニオン変性セルロースナノファイバー。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記の方法にて測定した全光線透過率が８５．０％以上であり、ヘイズが５０．０％以上であるアニオン変性セルロースナノファイバー：
アニオン変性セルロースナノファイバーの水分散体（固形分０．５％（ｗ／ｖ））を用意し、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に置いたシリコン枠内に０．２ｇ／ｃｍ
２
になるように流し込み、５０℃で乾燥させてフィルムを作製して全光線透過率及び拡散透過率を測定する、
次いで、全光線透過率を１００％とした場合の拡散透過率の割合としてヘイズを算出する。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
アニオン変性セルロースナノファイバーが、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーである、請求項１記載のアニオン変性セルロースナノファイバー。
【請求項３】
平均繊維径が３～５００ｎｍであり、アスペクト比が１０～１０００である、請求項２記載のアニオン変性セルロースナノファイバー。
【請求項４】
カルボキシメチル置換度が０．０１～０．５０の範囲内で、セルロースＩ型の結晶化度が５０％以上である、請求項２又は３記載のアニオン変性セルロースナノファイバー。
【請求項５】
請求項１～３のいずれか一項記載のアニオン変性セルロースナノファイバーを含む添加剤。
【請求項６】
請求項１～３のいずれか一項記載のアニオン変性セルロースナノファイバーを含むヘイズ向上剤。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アニオン変性セルロースナノファイバーに関する。より詳細には、ヘイズの高いアニオン変性セルロースナノファイバーに関する。また、ヘイズの高いアニオン変性セルロースナノファイバーを含む添加剤及びヘイズ向上剤に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
セルロース分子鎖にカルボキシル基やカルボキシメチル基などのアニオン基を導入し、機械的に処理（解繊）すると、平均繊維幅が５００ｎｍ未満となるようなナノスケールの繊維幅を有するセルロースナノファイバーへと変換することができることが知られている（特許文献１及び２）。特に繊維径が４ｎｍ前後のセルロースナノファイバーは、植物の細胞壁におけるセルロース束の基本単位であるシングルミクロフィブリルに相当するものである。このようなセルロースナノファイバーは、高いチキソトロピー性や保水性を有し、様々な分野で利用され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－１７２８号公報
国際公開第２０１４／０８８０７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
セルロースナノファイバーをさらに様々な用途へと展開するにあたり、新規な特徴を有するセルロースナノファイバーを開発することは好ましい。本発明は、新規な特徴を有するアニオン変性セルロースナノファイバーを提供することを目的とする。また、その特徴を利用した添加剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、鋭意検討した結果、高いヘイズを有するアニオン変性セルロースナノファイバーを製造した。本発明としては、以下に限定されないが、次のものが挙げられる。
［１］下記の方法にて測定した全光線透過率が８５．０％以上であり、ヘイズが５０．０％以上であるアニオン変性セルロースナノファイバー：
アニオン変性セルロースナノファイバーの水分散体（固形分０．５％（ｗ／ｖ））を用意し、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に置いたシリコン枠内に０．２ｇ／ｃｍ
２
になるように流し込み、５０℃で乾燥させてフィルムを作製して全光線透過率及び拡散透過率を測定する、
次いで、全光線透過率を１００％とした場合の拡散透過率の割合としてヘイズを算出する。
［２］アニオン変性セルロースナノファイバーが、カルボキシメチル化セルロースナノファイバーである、［１］記載のアニオン変性セルロースナノファイバー。
［３］平均繊維径が３～５００ｎｍであり、アスペクト比が１０～１０００である、［１］又は［２］記載のアニオン変性セルロースナノファイバー。
［４］カルボキシメチル置換度が０．０１～０．５０の範囲内で、セルロースＩ型の結晶化度が５０％以上である、［２］又は［３］記載のアニオン変性セルロースナノファイバー。
［５］［１］～［４］のいずれか１つに記載のアニオン変性セルロースナノファイバーを含む添加剤。
［６］［１］～［４］のいずれか１つに記載のアニオン変性セルロースナノファイバーを含むヘイズ向上剤。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のアニオン変性セルロースナノファイバーは、高いヘイズを有する。ヘイズの高い素材は、艶を消してマット感を付与したり、また、曇りを付与することができるため、そのような意匠性を付与させるための塗料やインク、また、化粧品、フィルム、液晶などへの添加剤、特にヘイズ向上剤として使用することができると考えられる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明は、後述する方法で測定した全光線透過率が８５．０％以上であり、ヘイズが５０．０％以上であるアニオン変性セルロースナノファイバー（以下、「セルロースナノファイバー」を「ＣＮＦ」と呼ぶ。）に関する。
【０００８】
＜アニオン変性ＣＮＦ＞
アニオン変性ＣＮＦは、セルロースのヒドロキシル基にアニオン性の基を導入することにより得たアニオン変性セルロースを、ナノオーダーの繊維径となるように解繊したものである。本発明で用いるアニオン変性ＣＮＦの平均繊維径は、好ましくは３～５００ｎｍ、さらに好ましくは５～１５０ｎｍ、さらに好ましくは１０～１００ｎｍ、さらに好ましくは１０～５０ｎｍ、さらに好ましくは１０～２０ｎｍである。アニオン変性ＣＮＦの繊維径は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて観察した繊維の形状像の断面高さを計測することにより求めることができる。また、アニオン変性ＣＮＦの平均繊維径は、ランダムに選んだ５０本の繊維について上述の方法で繊維径を測定し、長さ加重平均繊維径を算出することにより求めることができる。
【０００９】
アニオン変性ＣＮＦのアスペクト比は、好ましくは１０～１０００であり、さらに好ましくは１０～５００である。アニオン変性ＣＮＦの平均繊維長は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いてランダムに選んだ２００本の繊維の繊維長を測定し、長さ加重平均繊維長を算出することにより求めることができ、アニオン変性ＣＮＦのアスペクト比は、上述した平均繊維長と平均繊維径を用いて、以下の式で求めることができる：
アスペクト比＝平均繊維長（ｎｍ）／平均繊維径（ｎｍ）。
【００１０】
＜アニオン変性＞
本発明のアニオン変性ＣＮＦを製造する際には、まず、原料となるセルロース繊維をアニオン変性してアニオン変性セルロースとする。アニオン変性の種類としては、これらに限定されないが、例えば、セルロース鎖にカルボキシル基を導入する酸化（カルボキシル化ともいう。）、セルロース鎖にカルボキシメチル基（以下、「カルボキシメチル」を「ＣＭ」と呼ぶ。）などのカルボキシアルキル基をエーテル結合させるカルボキシアルキル化、セルロース鎖にリン酸基を導入するリン酸エステル化などを挙げることができる。中でも、解繊の程度を高めても高いヘイズを有するＣＮＦが得られることから、カルボキシアルキル化が好ましく、特に、ＣＭ化が最も好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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