纤维素纤维干燥体、纤维素纤维树脂复合体、成型体.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911421584.9 (22)申请日 2019.12.31 (30)优先权数据 2019-019373 2019.02.06 JP (71)申请人 杉野机械股份有限公司 地址 日本国富山县 (72)发明人 森本裕辉峯村淳永田员也 真田和昭 (74)专利代理机构 北京五洲洋和知识产权代理 事务所(普通合伙) 11387 代理人 刘春成刘春燕 (51)Int.Cl. C08L 1/02(2006.01) C08L 23/12(2006.01) C08L 77/02(2006.。

2、01) C08L 51/06(2006.01) (54)发明名称 纤维素纤维干燥体、 纤维素纤维树脂复合 体、 成型体 (57)摘要 本发明提供一种纤维素纤维干燥体、 包含其 的纤维素纤维树脂复合体、 以及成型体， 其中， 所 述纤维素纤维干燥体在与树脂复合化时， 纤维素 纤维能够良好地分散在树脂中， 能够使得拉伸弹 性率或者拉伸强度这样的物性提升。 本发明是一 种包含纤维素纤维的纤维素纤维干燥体、 包含其 的纤维素纤维树脂复合体以及成型体。 纤维素纤 维的平均纤维直径为0.1m以上20m以下， 纤 维素纤维的构成糖成分中的半纤维素组分的比 例为50以下。 纤维素纤维干燥体的含水量为10 质量。

3、以下。 权利要求书1页 说明书20页 附图6页 CN 111533954 A 2020.08.14 CN 111533954 A 1.一种纤维素纤维干燥体， 其特征在于， 包含以下的成分： 平均纤维直径为0.1 m以上20 m以下， 构成糖成分中的半纤维素组分的比例为50以 下的纤维素纤维； 以及10质量以下的水。 2.根据权利要求1所述的纤维素纤维干燥体， 其特征在于， 所述纤维素纤维具有纤维素I型结晶。 3.根据权利要求1或2所述的纤维素纤维干燥体， 其特征在于， 所述纤维素纤维的粘度平均分子量为10万以上。 4.根据权利要求1-3中任一项所述的纤维素纤维干燥体， 其特征在于， 进一步地，。

4、 包含表面活性剂。 5.根据权利要求4所述的纤维素纤维干燥体， 其特征在于， 所述表面活性剂是选自硬脂酸衍生物、 油酸衍生物、 甘油衍生物以及聚甘油衍生物中 的至少一种。 6.根据权利要求1至5中任一项所述的纤维素纤维干燥体， 其特征在于， 相对于100质量份纤维素纤维， 包含1质量份以上30质量份以下的所述表面活性剂。 7.一种纤维素纤维树脂复合体， 其特征在于， 包含权利要求6所述的纤维素纤维干燥体和热塑性树脂。 8.根据权利要求7所述的纤维素纤维树脂复合体， 其特征在于， 最大直径为200 m以上的所述纤维素纤维干燥体的凝集物为5个/cm2以下。 9.根据权利要求7或8所述的纤维素纤维树。

5、脂复合体， 其特征在于， 所述热塑性树脂是选自聚烯烃系树脂和聚酰胺系树脂中的至少一种， 所述纤维素纤维 干燥体的含量为1质量以上。 10.根据权利要求7-9中任一项所述的纤维素纤维树脂复合体， 其特征在于， JIS K7161所规定的拉伸弹性率为1550MPa以上， 并且， 拉伸强度为36MPa以上。 11.一种成型体， 其特征在于， 由权利要求7-10中任一项所述的纤维素纤维树脂复合体形成。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111533954 A 2 纤维素纤维干燥体、 纤维素纤维树脂复合体、 成型体 技术领域 0001 本发明涉及一种纤维素纤维干燥体、 纤维素纤维树脂复合体、 成型体。 。

6、背景技术 0002 纤维素是植物细胞壁的主要成分， 与木质素、 半纤维素共存而发挥支撑植物体的 作用。 另外， 纤维素是在地球上生产量和积蓄量最多的资源， 从而期望能够对其进行有效利 用。 纤维素被应用于各种各样的工业领域， 可举出其中之一是作为填料的应用。 填料是指为 了提高强度或功能性、 降低成本而被添加到树脂或橡胶、 涂料等中的颗粒或者纤维状的物 质。 0003 在高分子材料的开发中， 功能性填料与聚合物的复合化是重要的开发因素。 根据 填料形状的不同， 对复合材料的物性造成的影响有很大地差异。 特别是， 针状纤维状填料 具有力学热增强效果高、 导电效率高、 减振性的赋予等的特点。 00。

7、04 另外， 无固定形状或者球状的填料具有易加工性、 物性的各向同性、 对韧性的负面 影响较小、 成型后的变形较小等的特点。 0005 在上述中， 作为葡萄糖以 -1,4-糖苷键连接而成的天然高分子的纤维素， 有希望 成为长宽比高的纤维状的填料。 0006 作为纤维强化树脂的填料， 玻璃纤维比较廉价、 成型和开孔加工等也容易， 并且增 强效果好， 目前被广泛使用于众多领域。 但是， 对于玻璃纤维而言， 其密度为2.55g/cm3， 相 对于树脂较重， 在要求轻量化的用途中是不利的。 0007 另外， 近年来， 碳纤维与树脂复合化得到的CFRP作为航空部件的应用化在持续进 行。 碳纤维(PAN系。

8、)的密度为1.82g/cm3， 是比玻璃纤维更轻并且更加高强度的材料。 CFRP主 要进行着在以传输机械为中心的用途的应用开发。 0008 然而， 玻璃纤维或者碳纤维与树脂复合化得到的强化树脂仍残留着缺乏可循环 性， 不能燃烧处理的课题。 因此， 长期进行着由容易得到并且环保的纤维素或者几丁质壳 聚糖等的来自天然产物的纤维进行替代的项目。 对于纤维素而言， 其密度为1.5g/cm3， 比玻 璃纤维或碳纤维更轻， 并且具有较高的刚性， 因此， 其作为纤维强化填料的可能性备受瞩 目， 并且一些纤维素复合化树脂已经上市。 另外， 与玻璃纤维或碳纤维不同， 纤维素可以进 行燃烧， 具有热循环性。 进一。

9、步地， 近年来， 持续进行着将被称作纳米纤维素、 纤维素纳米纤 维的纤维直径100nm以下的纳米纤维添加到树脂中， 从而达成增强效果的研究。 0009 此外， 纤维素是天然产物， 其纤维直径由植物种类所决定， 代表性的植物纤维的纤 维直径为2050 m， 对原本的平均纤维直径进行进一步地变小加工、 调整是非常困难的。 0010 例如， 在日本专利第3867117号公报(以下， 称为 “专利文献1” )中， 作为橡胶或树脂 的添加剂， 制备纤维直径为20 m以下的纤维素。 0011 在日本专利第5592696号公报(以下， 称为 “专利文献2” )中， 公开了通过在脂肪族 聚酯树脂中添加纤维素纤。

10、维来缩短结晶峰时间， 从而提高结晶度的方法。 0012 在日本专利第4260045号公报(以下， 称为 “专利文献3” )中， 公开了利用纤维素纤 说明书 1/20 页 3 CN 111533954 A 3 维作为脱水助剂， 并且作为其纤维素的纤维直径为1030 m。 0013 在日本专利第6005470号公报(以下， 称为 “专利文献4” )中， 公开了作为用于制造 包含纤维素纤维的树脂的方法， 不使用水性介质， 使得解纤后纤维素纤维均匀地分散在树 脂中的方法。 0014 在日本专利第5675066号公报(以下， 称为 “专利文献5” )中， 公开了包含微小纤维 素系纤维的树脂组合物及其制造。

11、方法。 发明内容 0015 但是， 专利文献1的实施例中记载的纤维素不是纤维状而是扁平状的纤维素颗粒， 无法得到作为纤维形状的纤维素纤维。 0016 在专利文献2中发现效果的纤维素是扁平状的纤维素纤维并且其平均直径超过了 20 m。 0017 在专利文献3中得到的纤维素纤维是水合物， 其前提是在水中进行使用。 即， 没有 提及有关以干燥状态制造平均纤维直径为0.120 m的纤维素纤维。 0018 对于专利文献4， 在其制造方法中， 不能以单体的方式得到干燥后的平均纤维直径 为0.120 m的纤维素纤维， 必须使其分散于溶剂中并进行聚合反应， 作为一般的填料， 不 能向热塑性树脂或橡胶等中进行添。

12、加混合。 0019 对于专利文献5， 在实施例中具体地制作的纤维素系纤维的平均纤维直径为不足 0.1 m， 实际上没有提及有关实现以干燥状态制造平均纤维直径为0.120 m的纤维素纤 维。 0020 如以上所述， 在现有技术中没有具体提及有关以干燥状态得到平均纤维直径为 0.120 m的纤维素纤维。 因此， 在将保持这样的纤维形状的纤维素纤维的干燥体与树脂进 行复合化时， 无法获知示出了优异的特性。 0021 在另一方面， 已知通过水射流、 研磨机、 高压均质器、 珠磨机等分解纤维素纤维， 能 够得到平均纤维直径20nm的微细纤维素纤维。 另外， 已知通过并用化学处理来将纤维素的 纤维直径分解。

13、为3nm左右的技术。 在这些方法中， 作为水分散体， 可以得到纤维直径为0.1 m 以下的纳米纤维。 但是， 如果使得到的水分散体进行纯粹地干燥， 则会发生角质化现象， 在 除去水分的过程中纤维素会通过氢键形成牢固的宏观结构物。 特别是， 平均纤维直径0.1 m 以下的纤维素纤维在干燥时的凝集作用强， 以分解的纤维的状态得到干燥的纤维素纤维是 非常困难的。 0022 基于以上， 本发明是鉴于上述情况提出的， 其目的在于， 提供一种纤维素纤维干燥 体、 包含其的纤维素纤维树脂复合体、 以及成型体， 其中， 纤维素纤维干燥体在与树脂进行 复合化时， 纤维素纤维能够良好地分散在树脂中， 使得拉伸弹性。

14、率、 拉伸强度这样的物性提 高。 0023 本发明的发明人等为解决上述课题进行了深入地研究， 发现了通过平均纤维直径 为0.1 m以上20 m以下， 纤维素纤维的构成糖成分中的半纤维素组分的比例为50以下的 纤维素纤维干燥体， 能够解决该课题， 完成了本发明。 0024 即， 本发明如下述： 0025一种纤维素纤维干燥体， 包含： 说明书 2/20 页 4 CN 111533954 A 4 0026 以下的成分： 0027 平均纤维直径为0.1 m以上20 m以下， 0028 构成糖成分中的半纤维素组分的比例为50以下的纤维素纤维； 以及10质量以 下的水。 0029包含纤维素纤维干燥体和热塑。

15、性树脂的纤维素纤维树脂复合体。 0030由纤维素纤维树脂复合体形成的成型体。 0031 根据本发明， 能够提供一种纤维素纤维干燥体， 其在与树脂进行复合化时， 维素纤 维能够良好地分散在树脂中， 使得拉伸弹性率、 拉伸强度这样的物性提高。 进一步地， 能够 提供一种包含这样的纤维素纤维干燥体的纤维素纤维树脂复合体、 以及成型体。 附图说明 0032 图1为制造例1的纤维素纤维干燥体的电子显微镜图像。 0033 图2为制造例2的纤维素纤维干燥体的电子显微镜图像。 0034 图3为制造例3的纤维素纤维干燥体的电子显微镜图像。 0035 图4为制造例4的纤维素纤维干燥体的电子显微镜图像。 0036 。

16、图5为制造例5的纤维素纤维干燥体的电子显微镜图像。 0037 图6为制造例6的纤维素纤维干燥体的电子显微镜图像。 具体实施方式 0038 【1.纤维素纤维干燥体】 0039 关于本发明的纤维素纤维干燥体的一个实施方式(本实施方式)在以下进行详细 地说明。 0040 本实施方式是包含纤维素纤维和水的纤维素纤维干燥体。 在此处， 纤维素纤维的 平均纤维直径为0.1 m以上20 m以下， 纤维素纤维的构成糖成分中的半纤维素组分的比例 为50以下。 然后， 纤维素纤维干燥体的含水量为10质量以下。 在本说明书中， 将最多含 有10质量的水的纤维素纤维称为 “纤维素纤维干燥体” 。 0041 在本实施方。

17、式中， 优选纤维素纤维的平均纤维直径为0.1 m以上20 m以下。 通过形 成比纳米纤维(所谓的纤维素纳米纤维)纤维直径更粗的纤维， 能够良好地保证纤维形状的 保持性。 即， 如果对纤维素纤维进行干燥， 有时会存在角质化所导致的纤维形状的保持性下 降， 但本发明能够抑制其发生。 另外， 在将纤维素纤维与树脂进行复合化时， 能够得到纤维 树脂复合体的拉伸强度或者拉伸弹性率能够大幅度提高的纤维素纤维干燥体。 进一步地， 优选纤维素纤维的构成糖成分中的半纤维素组分的比例为50以下。 通过使半纤维素组分 的比例处于此范围内， 即使平均纤维直径为0.1 m以上20 m以下也能够保持分解的干燥状 态。 0。

18、042 在纤维素纤维的平均纤维直径不足0.1 m的情况下， 会发生上述角质化的问题， 如 果超过20 m， 则会使得纤维素纤维与树脂复合化得到的纤维树脂复合体的拉伸强度或者拉 伸弹性率的大幅度提高变得困难。 纤维素纤维的平均纤维直径优选为0.5 m以上， 更优选为 1 m以上。 进一步地， 纤维素纤维的平均纤维直径优选为17 m以下， 更优选为10 m以下。 0043 需要说明的是， 纤维素纤维的平均纤维直径能够通过实施例记载的方法来进行测 说明书 3/20 页 5 CN 111533954 A 5 定。 0044 在现有的获得纳米纤维的方法中， 例如， 在将纤维素纤维的平均纤维直径控制在 0。

19、.1 m以上20 m以下之间的情况下， 考虑对粉碎的次数、 压力或者旋转数进行调整。 但是， 如 果使用大量含有半纤维素组分的纤维素原料， 则因为易于成为纳米纤维的部分和难以成为 纳米纤维的部分共存， 所以得到的纤维的纤维直径分布变得较宽。 因此， 对于得到的具有 0.1 m以上20 m以下的平均纤维直径的纤维， 通过构成糖分析， 在以纤维素纤维的构成糖总 量为100时， 优选使用葡萄糖的比例为50以上的纤维素， 即半纤维素组分为50以下的 纤维素。 0045 如果纤维素纤维中的半纤维素的比例超过50， 则不能得到已述的分解的干燥状 态的纤维素纤维。 半纤维素的比例优选为35以下， 更优选为3。

20、0以下， 进一步优选为5 以下。 另外， 半纤维素的比例优选较低的。 0046 需要说明的是， 半纤维素的比例能够通过实施例中记载的方法进行测定。 0047 当纤维素纤维中的半纤维素的比例为50以下， 作为原料纤维素， 使用半纤维素 的比例较低的例如硫酸盐纸浆或者棉即可。 另外， 根据原料， 对纤维素纤维实施由碱进行处 理的丝光处理， 由此， 能够使得半纤维素的比例处于50以下。 0048 此处， 半纤维素是指木材纸浆以及非木材纸浆中所包含的纤维素以外的多糖的总 称。 纸浆的主要成分是纤维素， 纤维素是仅由葡萄糖沿直链状聚合而成的结晶物质的多糖。 另一方面， 半纤维素是具有包含木糖、 甘露糖、。

21、 阿拉伯糖、 半乳糖、 葡萄糖醛酸、 以及半乳糖 醛酸等的单糖的支链的多糖。 半纤维素是比纤维素分子量低且非结晶物质的多糖。 作为代 表性的半纤维素， 已知例如： 木聚糖， 阿拉伯木聚糖， 甘露聚糖， 葡甘露聚糖， 葡糖醛酸木聚 糖这样的多糖。 0049 本实施方式的纤维素纤维优选具有纤维素I型结晶。 相对于其他结晶构造(纤维素 、 、 型构造)， 纤维素I型结晶的结晶弹性率较高， 因此， 在获取具有高弹性率、 高强度、 低线膨胀系数的纤维素纤维时是有效的。 0050 在通过纤维素纤维的广角X射线衍射图像测定得到的曲线轮廓(广角X射线衍射图 像)中， 在扫描角度2 1417 附近和2 2223。

22、 附近的两个位置上具有的典型的峰， 由 此能够鉴定纤维素纤维具有I型结晶构造。 0051 纤维素纤维的粘度平均分子量优选为10万以上， 更优选为12万以上， 进一步优选 为20万以上。 通过粘度平均分子量为10万以上， 能够获得纤维素纤维所引起的纤维树脂复 合体的更加良好的优异物性。 粘度平均分子量实际上优选为30万以下。 0052 需要说明的是， 纤维素纤维的粘度平均分子量能够通过实施例所记载的方法进行 测定。 0053 本实施方式所涉及的纤维素纤维干燥体优选为进一步地， 包含表面活性剂。 由于 包含表面活性剂， 能够产生更加良好的纤维素纤维干燥体的向树脂中的分散性。 0054 本实施方式中。

23、使用的表面活性剂是在水以及乙醇甲醇等水溶性醇中可以溶解 并且分散的阴离子系、 非离子系表面活性剂， 以及这些的混合物即可， 具体而言， 可举出： 硬 脂酸衍生物、 油酸衍生物、 甘油衍生物以及聚甘油衍生物等， 但并不限定于这些。 0055 硬脂酸是在动物植物脂肪中含量最高的饱和脂肪酸， 作为油脂成分在自然界中 广泛分布。 作为硬脂酸衍生物， 具体而言， 可举出： 硬脂酸、 硬脂酰胺、 硬脂酸铝、 硬脂酸镁、 说明书 4/20 页 6 CN 111533954 A 6 硬脂酸钠、 硬脂酸钙、 硬脂酸钡、 硬脂酸酯PEG、 硬脂酸PEG-甘油酯、 硬脂酸酯PG、 抗坏血酸硬 脂酸酯、 硬脂酸异辛酯。

24、、 乙二醇单硬脂酸酯、 硬脂酸甘油酯、 甘油基硬脂酸、 硬脂酸胆固醇 酯、 硬脂酸二乙醇酰胺、 硬脂酸二乙基氨基乙基酰胺、 硬脂酸乙酯、 硬脂酸乙烯酯、 蔗糖硬脂 酸酯、 脂肪酸失水山梨醇酯、 硬脂酸钠、 鲨肝醇硬脂酸酯、 硬脂酸丁酯、 硬脂酸鲸蜡酯、 硬脂 酸甲酯、 硬脂酸十六烷酯、 硬脂酸硬脂醇酯、 甘油二硬脂酸酯、 硬脂酸异十六烷基酯、 单硬脂 酸甘油酯、 12-羟基硬脂酸、 硬脂酸2-乙基己酯、 甘油单异硬脂酸酯、 N,N-乙撑双硬脂酸酰 胺、 硬脂酸酯等。 0056 作为油酸衍生物， 具体而言， 可举出： 油酸、 油酸酐、 油酸乙酯、 油酸丁酯、 油酸甲 酯、 油酸油醇酯、 油酸钠、。

25、 油酸缩水甘油酯、 油酸铜()、 胆固醇油酸酯、 二油酸甘油酯、 单油 酸甘油酯、 油酸酯、 油酸丁酯、 油酸丙酯、 油酸二丁铵、 油酸钾、 油酸乙酯、 N,N-二乙醇油酸酰 胺、 N,N-二乙醇油酸酰胺、 油酸4-甲基伞形酮酯、 三羟甲基丙烷三油酸酯、 磺基琥珀酰亚胺 基油酸酯钠盐、 N,N-乙撑双油酸酰胺、 5-溴-4-氯-3-吲哚基油酸盐等。 0057 作为甘油衍生物和聚甘油衍生物， 具体而言， 可举出： 甘油、 双甘油、 PPG-9双甘油 基、 PPG-14聚甘油-2醚、 甘油二辛酸酯、 POP(9)聚甘油醚、 POP(14)聚甘油醚、 POP(24)聚甘油 醚、 POE(13)聚甘油。

26、醚、 POE(20)聚甘油醚、 POE(30)聚甘油醚、 POE(40)聚甘油醚、 聚甘油、 甘 油脂肪酸酯、 聚甘油单异硬脂酸酯、 聚甘油二异硬脂酸酯、 聚甘油单月桂酸酯、 肉豆蔻酸十 甘油酯、 聚甘油单油酸酯、 聚单硬脂酸甘油酯、 聚二硬脂酸甘油酯、 缩合聚甘油蓖麻油酸酯、 四异硬脂酸甘油二酯、 聚甘油五羟基硬脂酸酯、 己二酸、 二甘醇、 乙基己基甘油、 辛氧基甘 油、 臭氧油、 环己基甘油、 硫甘油、 双(二油酰甘油基磷酸)甘油酯二钠、 己基甘油、 聚甘油-4、 聚甘油-6、 聚甘油-10、 聚甘油-20、 聚甘油脂肪酸酯、 双甘油脂肪酸酯、 聚氧乙烯聚甘油醚、 甘油脂肪酸酯、 单酸甘油。

27、脂、 乙酰化单酸甘油脂、 有机酸单酸甘油脂、 中链脂肪酸甘油单酯、 聚甘油脂肪酸酯、 山梨糖醇酐脂肪酸酯、 丙二醇脂肪酸酯等。 0058 另外， 作为其他的甘油衍生物， 能够举出： 月桂酸酯、 肉豆蔻酸酯、 辛酸酯、 山萮酸 酯、 芥酸酯、 缩合蓖麻油酸酯等的甘油酯。 0059 作为表面活性剂， 从进一步提高纤维素纤维干燥体的向树脂中的分散性的观点出 发， 优选选自硬脂酸衍生物、 油酸衍生物、 甘油衍生物以及聚甘油衍生物中的至少一种。 其 中， 优选聚甘油衍生物， 更优选由聚甘油和缩合蓖麻油酸所构成的聚甘油缩合蓖麻油酸酯。 0060 相对于纤维素纤维(固体成分)100质量份， 优选包含1质量份。

28、以上30质量份以下的 表面活性剂。 包含1质量份以上的表面活性剂， 则会变得容易获得纤维素纤维的凝集抑制效 果。 另一方面， 包含30质量份以下的表面活性剂， 则不会相对于纤维素纤维而言成为过剩 量， 其结果是， 纤维素纤维的变色或干燥不良被抑制。 0061 相对于纤维素纤维(固体成分)100质量份， 表面活性剂的含量更优选为3质量份以 上， 进一步优选为5质量份以上。 另外， 更优选为20质量份以下， 进一步优选为15质量份以 下。 0062 对于以上那样的本实施方式所涉及的纤维素纤维干燥体而言， 例如， 能通过由下 述那样的纤维素原料经机械处理工序等而制作成纤维素纤维水系分散体， 并通过对。

29、其进行 干燥处理等而得到。 0063 需要说明的是， 纤维素纤维水系分散体中的 “水系” 是指溶剂或者分散剂含有50质 量以上的水的意思。 溶剂或者分散剂也可以是仅由水所构成的水分散体， 但还可以包含 说明书 5/20 页 7 CN 111533954 A 7 由添加剂等所引起的各种有机物在水中能够溶解的物质。 0064 (纤维素原料) 0065 用于上述纤维素纤维水系分散体的制造的原料纤维素优选具有纤维素I型结晶。 原料纤维素可举出： 木本系(针叶树、 阔叶树)、 草本系、 硫酸盐纸浆、 棉、 麻、 藻类、 海鞘或细 菌的纤维素等。 其中， 优选硫酸盐纸浆或棉(棉纤维素)。 作为纤维素的构成。

30、糖， 优选半纤维 素的含有率较低的， 并且优选纤维素纯度较高的。 具体而言， 在以通过构成等分析检测出的 糖的总量为100时， 优选构成糖的葡萄糖的比例为50以上。 换言之， 优选纤维素纤维的 构成糖成分中的半纤维素组分的比例为50以下。 这些的纤维素系纤维可以单独使用或者 两种以上组合进行使用。 另外， 从操作性的便利的观点出发， 纤维素系原料的形状优选为纤 维状、 粉末状、 碎片状、 薄片状， 并且也可以是这些的混合物。 0066 (机械处理工序) 0067 机械处理工序是使得纤维直径为2050 m的纤维素纤维成为平均纤维直径为0.1 20 m的原纤化的工序。 原纤化是指分解纤维并进一步使。

31、其蓬松的工序。 优选的是， 在机械 处理前， 使纤维素原料在水中稀释分散， 从而调整为纤维素浓度为0.130质量分散液。 在原纤化中， 更优选使用120质量的分散液。 特别是在纤维素的浓度为120质量的 情况下， 能够抑制分散液的粘度上升， 从而提高纤维素纤维的原纤化的效率。 0068 在机械处理的工序中， 能够采用能进行湿式粉碎的粉碎装置。 作为粉碎装置， 可举 出： 湿式微粒化装置、 高压均质机、 超高压均质机、 磨床(石臼式粉碎机)、 高速解纤机、 球磨 机、 珠磨机、 盘式磨浆机、 锥形磨浆机、 双螺杆混炼机、 振动磨、 均相混合机(homomixer)、 超 声波分散机、 打浆机等。。

32、 0069 作为在保持纤维长度的同时能够进行原纤化的装置， 湿式微粒化装置是有效的， 从而优选。 对于使用湿式微粒化装置的纤维的原纤化， 具体而言， 是经由直径0.10.8mm的 喷射喷嘴， 通过100245MPa的高压喷射处理， 与碰撞用硬质体碰撞， 或者使其相互碰撞而 进行解纤方法。 该原纤化手法， 不仅是市售的高压均质机那样的使得分散流体以高压低速 沿狭窄的流路通过所产生的剪切力， 还可以是利用与用于碰撞的硬质体碰撞， 或者使其相 互碰撞所产生的碰撞力， 或者空化的、 在高压下的连续解纤。 在由该手法得到均一的纤维素 纤维中， 以进行一次碰撞处理作为1个过程()， 优选为130个过程， 。

33、进一步优选为进行 120个过程的重复碰撞。 0070 在本工序中， 优选将原料纤维素纤维解纤为纤维直径为0.1 m以上20 m以下。 由 此， 解纤的纤维素纤维能够抑制在干燥时由于牢固的氢键所导致的凝集。 虽然在干燥过程 中进行轻度的凝集， 但经过干式粉碎的过程可以分解为平均纤维直径0.1 m以上20 m以下 的纤维状。 即， 即使在干燥的状态， 也能够保持本实施方式的纤维素纤维水系分散体中的纤 维素纤维的平均纤维直径。 0071 (表面活性剂的添加混合) 0072 对于使得表面活性剂包含于本实施方式的纤维素纤维水系分散体而言， 将在水、 乙醇或者甲醇等的水溶性醇中可以溶解并且分散的阴离子系、。

34、 非离子系表面活性剂添加至 经过机械处理工序而制作好的纤维素纤维水系分散体中， 通过市售的螺旋式搅拌器、 搅拌 器、 螺带混合机、 自转公转式搅拌脱泡机、 行星式混合机等进行均一地搅拌混合。 另外， 也可 以将表面活性剂添加至机械处理工序前的纤维素纤维中， 在其后进行湿式粉碎。 说明书 6/20 页 8 CN 111533954 A 8 0073 从提高树脂与纤维素纤维复合化得到的纤维树脂复合体的物性的观点出发， 由以 上方式制作的本实施方式所涉及的纤维素纤维水系分散体的纤维素纤维的中位粒径优选 为10 m以上， 更优选为15 m以上， 进一步优选为20 m以上。 另外， 从良好地保持纤维素纤。

35、维 的向树脂中的分散性的观点出发， 该中位粒径优选为80 m以下， 更优选为70 m以下， 进一步 地优选为60 m以下。 另外， 对于该中位粒径而言， 如果水系分散体中的纤维素纤维的分散性 的尺度处于上述范围， 则可以说保持了纤维素纤维的向树脂中的良好的分散性。 0074 需要说明的是， 纤维素纤维水系分散体中的纤维素纤维的中位粒径能够以实施例 中所述的方法进行测定。 0075 从更有效率地生产纤维素纤维干燥体的观点出发， 纤维素纤维水系分散体中的纤 维素纤维的比例(固体成分浓度)优选为0.1质量以上， 更优选为1质量以上， 进一步优 选为10质量以上， 特别优选为15质量以上。 需要说明的。

36、是， 从实用性的角度， 上限为30 质量左右。 0076 一般来说， 在实用性上纤维素纤维水系分散体中的固体成分浓度最多为10质量 左右， 但因为本实施方式的纤维素纤维水系分散体的纤维素纤维的分散性良好， 所以能够 让固体成分浓度比较的高。 0077 关于以上那样的纤维素纤维水系分散体， 通过公知的干燥处理(干燥工序)进行干 燥， 由此， 能够形成纤维素纤维干燥体。 需要说明的是， 从使得纤维素纤维干燥体的向树脂 中的分散性提高的观点出发， 也可以在干燥工序后设置粉碎工序。 0078 (干燥工序) 0079 干燥方法没有特别限定， 只要使用市售的干燥装置来进行干燥即可。 例如， 可举 出： 利。

37、用喷雾干燥法的喷雾干燥装置、 利用真空干燥法的干燥装置、 利用气流干燥法的气流 式干燥装置、 利用热风的热风干燥装置、 利用蒸汽的蒸汽干燥装置、 利用离心力的旋转干燥 装置、 利用振动的力的振动干燥装置、 利用流动层干燥法的流动层干燥装置、 在旋转的加热 筒表面上进行附着干燥的筒式干燥装置、 在真空中让冻结的浆料分散液进行干燥的冻结干 燥装置。 然后， 通过该干燥处理， 使得纤维素纤维干燥体中所包含的水的量(含水量)成为10 质量以下。 只要采用实施例所记载的方法就能够让纤维素纤维干燥体的含水量处于10质 量以下。 0080 需要说明的是， 含水量可以通过例如加热干燥式的水分计进行测定。 00。

38、81 (粉碎工序) 0082 粉碎工序没有特别限定， 只要使用市售的粉碎装置来进行粉碎即可。 例如， 可举 出： 辊磨机， 靠辊子的重力离心力对旋转的台状碗状的粉碎容器进行推压并且进行压 缩粉碎； 喷射式粉碎机， 使得几个大气压以上的挤压高压空气或高压气体喷出， 由喷射气 流使得原料颗粒加速， 并通过颗粒的碰撞碰击作用使其粉碎； 锤式粉碎机， 由高速旋转的 锤子对供给颗粒给予碰击并进行粉碎； 针磨机， 将数十根针钉固定在两块彼此面对的圆板 表面， 并以高速旋转物体方式粉碎对象物； 旋转磨机， 在旋转圆筒中填充以水平轴为中心达 到的体积的三分之一的量的粉碎介质， 并通过旋转粉碎对象物； 振动研磨。

39、机， 将粉碎介质填 充到圆筒状或者槽状的研磨机中， 通过向研磨机施加振动使介质移动并进行粉碎； 行星式 粉碎机， 通过将粉碎介质和对象物一同填充的容器的进行自转和公转的机构的碰撞力进行 粉碎； 磨碎机， 使用约310毫米的球并通过棒状的搅拌臂粉碎对象物； 珠磨机， 在容器之中 说明书 7/20 页 9 CN 111533954 A 9 填充作为介质的珠子， 并通过搅拌器的旋转使得珠子碰撞并进行粉碎； 气流式粉碎机， 通过 旋转叶轮所产生的气流使得原料之间对向碰撞而粉碎。 0083 对于由以上方法获得的纤维素纤维干燥体而言， 因为是平均纤维直径为0.1 m以 上20 m以下的被分解的干燥状态， 。

40、所以在与树脂等进行复合化时操作性也好， 并且保持良 好的分散性， 而能够存在于树脂中， 因此， 能够使得拉伸弹性率或拉伸强度这样的纤维树脂 复合体的物性提高。 0084 【2.纤维素纤维树脂复合体、 成型体】 0085 本实施方式的纤维素纤维树脂复合体包含纤维素纤维干燥体和热塑性树脂。 此 时， 最大直径为200 m以上的纤维素纤维干燥体的凝集物优选为5个/cm2以下。 由于这样的 纤维素纤维干燥体的凝集物为5个/cm2以下， 能够良好地保证纤维素纤维干燥体的向热塑 性树脂中的分散性， 变得容易获得所期望的物性。 0086 需要说明的是， 能够通过与纤维素纤维复合化得到的树脂压制片， 以实施例。

41、所记 载的方法来测定该凝集物的个数。 0087 (热塑性树脂) 0088 作为混合的树脂， 可举出熔融温度为300以下的热塑性树脂等， 具体而言， 可举 出： 聚乙烯、 聚丙烯等的聚烯烃、 聚苯乙烯、 AS树脂(丙烯腈苯乙烯)、 ABS树脂、 聚氯乙烯、 氯 乙烯树脂、 丙烯酸树脂、 甲基丙烯酸树脂、 PET树脂、 聚对苯二甲酸乙二酯、 PVA树脂、 聚乙烯 醇、 聚偏二氯乙烯、 聚偏二氟乙烯、 尼龙6、 尼龙66、 尼龙11、 尼龙12、 缩醛树脂、 聚缩醛、 聚碳 酸酯、 PBT树脂、 聚对苯二甲酸丁二醇酯、 聚苯硫醚、 聚醚酰亚胺、 聚砜、 聚三氟氯乙烯、 氟树 脂、 聚酰胺酰亚胺、 乙。

42、酰基纤维素、 醋酸纤维素、 硝化纤维素、 硝酸纤维素、 丙酸纤维素、 乙基 纤维素等。 这些热塑性树脂可以单独使用或者两种以上组合进行使用。 另外， 在上述中， 优 选选自聚烯烃系树脂和聚酰胺系树脂中的至少一种。 0089 对于本实施方式所涉及的纤维素纤维树脂复合体中的纤维素纤维干燥体(纤维素 纤维)的含量而言， 虽然也根据树脂的种类， 但从得到优选的纤维树脂复合体的物性的观点 出发， 优选为0.3质量以上， 更优选为0.5质量以上， 进一步优选为1质量。 另外， 优选 为50质量以下， 更优选为40质量以下。 0090 需要说明的是， 在本实施方式的纤维素纤维树脂复合体中， 在不妨碍其效果的。

43、范 围内， 能够混合公知的添加剂(相容剂， 热稳定剂， 抗氧化剂等)。 0091 对于制作纤维素纤维树脂复合体而言， 首先， 以公知的方法将纤维素纤维干燥体 与树脂进行混合。 此后， 优选的是， 作为前分散， 使用亨舍尔(Henschel)混合器、 搅拌器或三 臂搅拌机(trimix)等的搅拌器、 以及混合装置来进行干混。 此后， 使用各种混炼机， 以指定 的旋转数、 温度并以规定的时间进行混炼， 从而能够制作纤维素纤维树脂复合体。 0092 对于本实施方式所涉及的纤维素纤维树脂复合体而言， 优选的是， JISK7161所规 定的拉伸弹性率为1550MPa以上， 并且， 拉伸强度为36MPa以。

44、上。 通过处于上述范围， 能够进 一步提高纤维素纤维树脂复合体的实用性。 纤维素纤维树脂复合体的拉伸弹性率更优选为 2000MPa以上， 拉伸强度更优选为38MPa以上。 0093 另外， 通过使用以上那样的纤维素纤维树脂复合体， 能得到本实施方式所涉及的 成型体。 即， 本实施方式所涉及的成型体由本发明的纤维素纤维树脂复合体所形成。 作为成 型方法， 能够适当地使用挤出成型、 注塑成型、 压力成型、 浇铸成型或者溶剂浇铸法等的公 说明书 8/20 页 10 CN 111533954 A 10 知的成型方法。 0094 【3.纤维素纤维干燥体、 纤维素纤维树脂复合体、 成型体的其他构成】 00。

45、95 作为将纤维素纤维干燥体中的纤维素纤维用作填料时的树脂， 并不限于聚烯烃等 的乙烯系树脂、 聚酰胺等的缩聚系树脂等， 只要是熔点为300以下的热塑性树脂即可适 用。 另外， 通过与折射率等于纤维素的环氧树脂等的透明基材(树脂)的复合化， 能够合成新 功能性透明膜或者透明树脂。 特别是， 通过将本实施方式所涉及的纤维素纤维干燥体与可 形成氢键的酚醛树脂、 聚乙二醇、 聚对苯二甲酸乙二醇酯、 聚乙烯醇等的高分子进行复合 化， 能够改变将这些的高分子的强度乃至表面特性。 0096 进一步地， 将本实施方式所涉及的纤维素纤维干燥体与聚乳酸、 聚丁二酸丁二醇 酯、 聚己内酯等的生物分解性树脂的复合化。

46、， 由此， 能够提高这些树脂的强度、 耐热性等的 特性。 0097 根据本实施方式， 通过纤维素纤维的表面改性(化学修饰)， 例如， 对纤维素纤维进 行乙酰化， 从而使其具有疏水性的性质， 由此， 变得可以与具有上述以外的树脂例如丙烯酸 树脂那样的疏水性树脂进行复合化。 0098 另外， 能够制造运用通过微细纤维素纤维而得到的光学特性的化妆品(防晒霜)或 者液晶基板， 甚至运用在纤维素纤维之间产生的纳米级的空隙的过滤器。 通过让各种各样 的官能团对纤维素的羟基进行取代， 能够制造出具有不同特性功能的分离过滤材料。 另外， 通过控制纤维素纤维的直径， 能够改变空隙的大小。 通过将纤维素纤维进行微。

47、细纤维 化， 其比表面积增大， 因此， 适用于作为吸附体的应用。 因为能够使其干燥的膜是具有被控 制在微级中的空隙的多孔质膜， 所以能够应用于酶等的生物体催化剂的固定化载体、 分离 精制等的用于色谱的载体或者细胞培养底物。 将本实施方式所涉及的纤维素纤维干燥体在 扬声器等音响振动板的表面上进行涂布而均一地形成有硬质的皮膜， 能够得到相同的效 果。 为了得到优异的音响特性， 要求具有整体统一振动的硬的高强度高弹性率的材料作 为刚体。 本实施方式所涉及的纤维素纤维干燥体可以在保证高结晶性的同时进行微细化， 因此， 能够作为高弹性率的音响振动板的材料进行利用。 0099 另外， 通过将作为来自天然产。

48、物的阳离子性聚合物的壳聚糖纤维和作为阴离子性 聚合物的纤维素纤维之间进行组合， 从而期待阴离子和阳离子的电荷导致的静电引力的增 强效果， 也可以创制出更加牢固的复合纤维。 关于纸的强度的最主要的因素是纤维之间的 粘接强度， 这是由纤维素的羟基之间的氢键所决定的。 因此， 为了提高纸的强度， 只要增加 氢键即可， 并且能够作为纸力增强剂来使用。 0100 另外， 在无氧条件下(氮或者氩等的非活性气体环境下)， 通过对本实施方式所涉 及的纤维素纤维干燥体进行高温处理而能够碳化。 即， 能够制造来自生物量的碳纤维。 大量 含有微级的小孔的多孔质碳被用作脱臭剂或脱色剂、 或者用于水净化的过滤器， 在本。

49、实施 方式中， 能够使得天然纤维碳化的生物纳米碳纤维也能够利用于这样的领域。 另外， 多孔质 碳在其小孔(细孔)中不仅能够捕捉臭的或者脏污的分子， 还能够通过借助电力来捕获离子 (带电荷的原子或分子)。 也可以将捕捉到的电荷除去， 因此， 利用其来开发大容量的电容器 (电容)。 这样的电容器也可以用作将燃料电池汽车的辅助电源或者夜间的剩余电力进行储 存的储藏库， 因此， 近年来备受关注。 电气双层电容器的静电容量是由在电气双层中所积蓄 的电荷量所决定的， 由此， 电极的表面积越大得到的静电容量也越大， 因此， 具有高导电性 说明书 9/20 页 11 CN 111533954 A 11 和比表。

50、面积的活性炭被用作电极材料。 在本实施方式中， 能够碳化来自天然的纤维的生物 碳纤维具有高比表面积， 由于细孔被控制在纳米级的介孔活性炭， 能够被用作使得电气双 层电容器等的静电容量飞跃式提高的电极材料。 0101 另外， 本实施方式所涉及的纤维素纤维干燥体也能够作为衣物清洗剂应用。 从古 至今， 纤维素或纤维素衍生物作为再污染防止剂被应用于清洗剂。 再污染防止剂是指具有 由于清洗剂的表面活性剂的动作而防止从被清洗物中脱离的污渍成分再次附着在衣服的 功能， 伴随着节水型的洗衣机的普及而成为的重要的技术。 在本实施方式中， 通过对纤维素 进行微纤维化， 其比表面积增大， 从而能够期待比现有的纤维。