CN112673133A - 纤维素纤维的成型体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

[课题]本发明提供一种拉伸模量提高的纤维素纤维的成型体、优选拉伸强度也提高的纤维素纤维的成型体及其制造方法。[解决手段]纤维素纤维的成型体X以纤维素纤维作为主要成分，纤维素纤维包含纸浆P和开纤纤维C，开纤纤维C包含微纤化纤维素。另外，制造该成型体X时，使用纸浆P和开纤纤维C制备纤维素纤维的浆料S，由该纤维素纤维的浆料S形成湿纸，对该湿纸进行脱水和加压加热。此时，作为开纤纤维C，使用微纤化纤维素、或者微纤化纤维素和纤维素纳米纤维。

Description

纤维素纤维的成型体及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种纤维素纤维的成型体及其制造方法。

背景技术

将纤维素纤维开纤至纳米级而得到的纤维素纳米纤维(CNF)由于强度、弹性、热稳定性等优异而被期待应用于各种用途。作为其中之一，有通过将纤维素纳米纤维的浆料干燥、成形等而得到的纤维素纳米纤维的成型体。例如，专利文献1提出了一种以纤维素纳米纤维作为主要成分的高强度材料(成型体)。该文献提出了规定纤维素纳米纤维的物性的各种方案。

但是，本发明人认为，在现阶段如果像该文献那样仅改良纤维素纳米纤维的物性，成型体的拉伸模量的提高可能存在极限。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-11026号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明所要解决的主要课题在于提供一种拉伸模量提高的纤维素纤维的成型体、优选拉伸强度也提高的纤维素纤维的成型体及其制造方法。

用于解决课题的手段

纤维素纳米纤维的脱水性差、干燥时需要大量的能量，结果，在干燥的过程中，纤维发生热劣化，所得到的成型体的质量可能降低。因此，本发明人认为，像上述文献那样仅改良纤维素纳米纤维的物性是有极限的。另一方面，获得了如下发现：使纤维素纤维的一部分为开纤纤维、余量为纸浆时，对制造来说是适宜的(脱水性提高)，结果所获得的成型体的质量提高，并且拉伸模量也收于容许范围内。另外还发现，这种情况下，作为开纤纤维，与全部使用纤维素纳米纤维相比，使一部分或全部为微纤化纤维素(MFC)时，从成型体的质量和拉伸模量的平衡的方面考虑是更为优异的。此外还发现，作为开纤纤维，与全部使用微纤化纤维素相比，使一部分为纤维素纳米纤维来作为该微纤化纤维素的补充材料时，拉伸强度更为优异。基于这样的发现，想到了如下所示的手段。

(发明1所述的手段)

一种纤维素纤维的成型体，其特征在于，

以纤维素纤维作为主要成分，

所述纤维素纤维包含纸浆和开纤纤维，

所述开纤纤维包含微纤化纤维素。

(发明2所述的手段)

如发明1所述的纤维素纤维的成型体，其中，

所述开纤纤维包含微纤化纤维素和作为该微纤化纤维素的补充材料的纤维素纳米纤维。

(发明3所述的手段)

如发明2所述的纤维素纤维的成型体，其中，

所述纤维素纤维中的所述纤维素纳米纤维的含量大于0质量％且为70质量％以下。

(发明4所述的手段)

如发明2或发明3所述的纤维素纤维的成型体，其中，

所述纸浆的平均纤维径为10～100μm，所述微纤化纤维素的平均纤维径为0.1～10μm，所述纤维素纳米纤维的平均纤维径为10～100nm，

所述纤维素纤维中的所述纸浆的含量为5～20质量％。

(发明5所述的手段)

一种纤维素纤维成型体的制造方法，其特征在于，

使用纸浆和开纤纤维制备纤维素纤维的浆料，由该纤维素纤维的浆料形成湿纸，对该湿纸进行加压加热而制作成型体，

作为所述开纤纤维，使用微纤化纤维素、或者微纤化纤维素和纤维素纳米纤维。

发明的效果

根据本发明，得到一种拉伸模量提高的纤维素纤维的成型体、优选拉伸强度也提高的纤维素纤维的成型体及其制造方法。

附图说明

图1为成型体的制造方法的说明图。

具体实施方式

接着，对本发明的具体实施方式进行说明。需要说明的是，本实施方式为本发明的一例。本发明的范围不限定于本实施方式的范围。

本方式的纤维素纤维的成型体以纤维素纤维作为主要成分。另外，该纤维素纤维包含纸浆和开纤纤维。此外，该开纤纤维包含微纤化纤维素，优选进一步包含纤维素纳米纤维作为该微纤化纤维素的补充材料。

本方式的纤维素纤维的成型体例如通过使用纸浆和开纤纤维制备纤维素纤维的浆料，由该纤维素纤维的浆料形成湿纸，对该湿纸进行加压加热而得到。以下依次进行说明。

(纤维素纳米纤维)

本方式中，纤维素纳米纤维用作微纤化纤维素的补充材料，对微纤化纤维素的作用进行补充。关于这一点，使用微纤化纤维素作为开纤纤维时，拉伸模量提高，但拉伸强度减弱。但是，若还包含纤维素纳米纤维作为开纤纤维，则拉伸强度也变得充分。因此，本方式的纤维素纤维以含有微纤化纤维素为前提，通过不含有微纤化纤维素而仅含有纤维素纳米纤维的方式，无法获得本发明的作用效果。

纤维素纳米纤维增加纤维素纤维的氢键点，由此具有补充成型体等的强度表现的作用。纤维素纳米纤维可以通过对原料纸浆进行开纤(微细化)而得到。

作为纤维素纳米纤维的原料纸浆，例如可以从以阔叶树、针叶树等作为原料的木材纸浆；以稻草、甘蔗渣、棉、麻、韧皮纤维等作为原料的非木材纸浆；以回收废纸、损纸等作为原料的废纸纸浆(DIP)等中选择1种或2种以上来使用。需要说明的是，以上的各种原料例如也可以是被称为纤维素系粉末等的粉碎物的状态等。

其中，为了尽可能地避免杂质的混入，优选使用木材纸浆。作为木材纸浆，例如可以从阔叶树硫酸盐纸浆(LKP)、针叶树硫酸盐纸浆(NKP)等化学纸浆、机械纸浆(TMP)等中选择1种或2种以上来使用。

阔叶树硫酸盐纸浆可以为阔叶树漂白硫酸盐纸浆、可以为阔叶树未漂白硫酸盐纸浆、也可以为阔叶树半漂白硫酸盐纸浆。同样地，针叶树硫酸盐纸浆可以为针叶树漂白硫酸盐纸浆、可以为针叶树未漂白硫酸盐纸浆、也可以为针叶树半漂白硫酸盐纸浆。

作为机械纸浆，例如可以从磨石磨纸浆(SGP)、压力磨石磨纸浆(PGW)、木片磨纸浆(RGP)、化学磨纸浆(CGP)、热磨浆(TGP)、磨纸浆(GP)、热磨机械浆(TMP)、化学热磨机械浆(CTMP)、盘磨机械纸浆(RMP)、漂白热磨机械浆(BTMP)等中选择1种或2种以上来使用。

在纤维素纳米纤维的开纤之前，也可以利用化学方法进行预处理。作为利用化学方法进行的预处理，例如可以例示利用酸进行的多糖的水解(酸处理)、利用酶进行的多糖的水解(酶处理)、利用碱进行的多糖的溶胀(碱处理)、利用氧化剂进行的多糖的氧化(氧化处理)、利用还原剂进行的多糖的还原(还原处理)等。

在开纤之前进行碱处理时，纸浆所具有的半纤维素、纤维素的羟基发生部分解离，分子发生阴离子化，由此使分子内和分子间氢键减弱，促进开纤中的纤维素纤维的分散。

作为碱处理中使用的碱，例如可以使用氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、氨水溶液、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、苄基三甲基氢氧化铵等有机碱等。其中，从制造成本的方面考虑，优选使用氢氧化钠。

在开纤之前实施酶处理、酸处理、氧化处理时，能够降低纤维素纳米纤维的保水度、提高结晶度，并且能够提高均质性。关于这一点，纤维素纳米纤维的保水度低时容易脱水，纤维素纤维浆料的脱水性提高。

对原料纸浆进行酶处理、酸处理、氧化处理时，纸浆所具有的半纤维素、纤维素的非晶区域被分解，结果能够减少微细化处理的能量，能够提高纤维素纤维的均一性、分散性。例如在由纤维素纤维浆料制造成型体等的情况下，纤维素纤维的分散性有助于该成型体等的均质性。但是，预处理会使纤维素纳米纤维的长径比降低，因此优选避免过度的预处理。

原料纸浆的开纤例如可以通过使用打浆机、高压均质机、高压均质化装置等均化器、研磨机、磨碎机等石臼式摩擦机、单轴混炼机、多轴混练机、捏合机、匀浆机、气流粉碎机等将原料纸浆打浆来进行。其中，优选使用匀浆机、气流粉碎机来进行。

原料纸浆的开纤优选按照所得到的纤维素纳米纤维的平均纤维径、平均纤维长度、保水度、结晶度、模拟粒度分布的峰值、纸浆粘度、分散液的B型粘度达到如下所示的期望值或评价的方式来进行。

纤维素纳米纤维的平均纤维径(平均纤维宽度；单纤维的平均直径)优选为10～100nm、更优选为15～90nm、特别优选为20～80nm。纤维素纳米纤维的平均纤维径小于10nm时，脱水性可能变差。另外，成型体等变得过于致密，干燥性可能变差。

另一方面，纤维素纳米纤维的平均纤维径大于100nm时，可能无法获得氢键点的增加效果。

纤维素纳米纤维的平均纤维径例如可以通过原料纸浆的选择、预处理、开纤等进行调整。

纤维素纳米纤维的平均纤维径的测定方法如下所述。

首先，将固体成分浓度0.01～0.1质量％的纤维素纳米纤维的水分散液100ml用特氟龙(注册商标)制膜滤器过滤，用乙醇100ml进行1次溶剂置换、用叔丁醇20ml进行3次溶剂置换。接着，进行冷冻干燥、锇涂布而制成试样。对于该试样，根据构成的纤维的宽度，以3,000倍～30,000倍中的任一倍率进行基于电子显微镜SEM图像的观察。具体地说，在观察图像上引出两条对角线，并任意引出三条通过对角线的交点的直线。进一步，通过目视测量与这三条直线交错的合计100根纤维的宽度。并且，将测量值的中值径作为平均纤维径。

纤维素纳米纤维的平均纤维长度(单纤维的长度)优选为0.3～2000μm、更优选为0.4～200μm、特别优选为0.5～20μm。纤维素纳米纤维的平均纤维长度小于0.3μm时，在制造成型体等的情况下，在脱水的过程中流出的纤维的比例变多，另外可能无法确保成型体等的强度。

另一方面，纤维素纳米纤维的平均纤维长度大于2000μm时，纤维之间容易缠绕，另外成型体等的表面性可能变差。

纤维素纳米纤维的平均纤维长度例如可以通过原料纸浆的选择、预处理、开纤等而进行调整。

关于纤维素纳米纤维的平均纤维长度的测定方法，与平均纤维径的情况下同样地通过目视测量各纤维的长度。将测量值的中值长度作为平均纤维长度。

纤维素纳米纤维的保水度例如为90～600％、优选为220～500％、更优选为240～460％。纤维素纳米纤维的保水度低于200％时，纤维素纳米纤维的分散性变差、可能无法与纸浆均匀混合。

另一方面，纤维素纳米纤维的保水度大于600％时，纤维素纳米纤维本身的保水力提高，纤维素纤维浆料的脱水性可能变差。

纤维素纳米纤维的保水度例如可以通过原料纸浆的选择、预处理、开纤等而进行调整。

纤维素纳米纤维的保水度为依据日本TAPPI No.26(2000)测定的值。

纤维素纳米纤维结晶度优选为45～90％、更优选为55～88％、特别优选为60～86％。纤维素纳米纤维的结晶度为以上的范围内时，能够确保成型体等的强度。

结晶度例如可以通过原料纸浆的选择、预处理、开纤等而任意地调整。

纤维素纳米纤维的模拟粒度分布曲线中的峰值优选为一个峰。在一个峰的情况下，纤维素纳米纤维的纤维长度和纤维径的均一性高，纤维素纤维浆料的脱水性优异。

纤维素纳米纤维的峰值例如为1～100μm、优选为3～800μm、更优选为5～60μm。

纤维素纳米纤维的峰值例如可以通过原料纸浆的选择、预处理、开纤等而进行调整。

纤维素纳米纤维的峰值为依据ISO-13320(2009)测定的值。更详细地说，首先，使用粒度分布测定装置(Seishin Enterprise Co.,Ltd.的激光衍射散射式粒度分布测定器)调查纤维素纳米纤维的水分散液的体积基准粒度分布。接着，根据该分布测定纤维素纳米纤维的中值径。将该中值径作为峰值。

纤维素纳米纤维的纸浆粘度优选为1～10cps、更优选为1～9cps、特别优选为1～8cps。纸浆粘度是将纤维素溶解于铜乙二胺溶液后的溶解液的粘度，纸浆粘度越大，表示纤维素的聚合度越大。纸浆粘度若为以上的范围内，能够在对浆料赋予脱水性的同时保持制成成型体时的机械物性。

开纤得到的纤维素纳米纤维可以根据需要在与微纤化纤维素、纸浆混合之前分散在水系介质中而制成分散液。水系介质特别优选全部为水(水溶液)。但是，水系介质也可以一部分为与水具有相容性的其他液体。作为其他液体，例如可以使用碳原子数3以下的低级醇类等。

纤维素纳米纤维的分散液(浓度1％)的B型粘度优选为10～4000cps、更优选为80～3000cps、特别优选为100～2000cps。使分散液的B型粘度为以上的范围内时，与微纤化纤维素、纸浆的混合变得容易，另外纤维素纤维浆料的脱水性提高。

纤维素纳米纤维的分散液的B型粘度(固体成分浓度1％)为依据JIS-Z8803(2011)的“液体的粘度测定方法”测定的值。B型粘度为搅拌分散液时的阻力矩，越高就意味着搅拌所需的能量越多。

(微纤化纤维素)

本方式中，微纤化纤维素具有确保脱水性、并且增加氢键点、提高成型体的拉伸模量的作用。

微纤化纤维素是指平均纤维径比纤维素纳米纤维粗的纤维。具体地说，例如为0.1～10μm、优选为0.3～5μm、更优选为0.5～2μm。

微纤化纤维素的平均纤维径小于0.1μm时，与纤维素纳米纤维无异，无法充分获得强度(特别是弯曲模量)增加效果。另外，开纤时间变长，需要大量的能量。此外，纤维素纤维浆料的脱水性变差。脱水性变差时，在由纤维素纤维浆料制造成型体等的情况下，成型体等的干燥需要大量的能量，为干燥而施加大量的能量时，微纤化纤维素可能发生热劣化而强度降低。

另一方面，微纤化纤维素的平均纤维径大于10μm时，有分散性差的倾向，与纸浆、纤维素纳米纤维的混合可能变得困难。

微纤化纤维素可以通过对原料纸浆进行开纤(微细化)而得到。作为原料纸浆，可以使用与纤维素纳米纤维相同的原料纸浆，优选使用与纤维素纳米纤维相同的原料纸浆。

另外，微纤化纤维素的原料纸浆可以通过与纤维素纳米纤维的情况下同样的方法进行预处理、开纤。但是，开纤的程度不同，例如，需要在平均纤维径保持于0.1μm以上的范围内进行。以下，以与纤维素纳米纤维的情况下的不同点为中心来进行说明。

微纤化纤维素的平均纤维长度(单纤维的平均长度)例如为0.01～1mm、优选为0.03～0.7mm、更优选为0.05～0.5mm。平均纤维长度小于0.01mm时，无法形成纤维之间的三维网络，增强效果可能降低。

平均纤维长度例如可以通过原料纸浆的选择、预处理、开纤等而任意地调整。

微纤化纤维素的纤维长度优选0.2mm以下的比例为60％以上、更优选为70％以上、特别优选为75％以上。该比例小于60％时，可能无法获得充分的增强效果。另一方面，微纤化纤维素的纤维长度中，0.2mm以下的比例没有上限，也可以全部为0.2mm以下。

在由纤维素纤维浆料制造成型体等的情况下，在需要一定程度地保持该成型体等的延展性并且提高强度的情况下，微纤化纤维素的长径比优选为1～10000、更优选为5～5000。

需要说明的是，长径比为平均纤维长度除以平均纤维宽度而得到的值。据知长径比越大，纸浆中产生钩挂的地方越多，因此增强效果提高；但另一方面，成型体等的延展性与钩挂多的程度相应地降低。

微纤化纤维素的原纤化率优选为0.5％以上、更优选为1.0％以上、特别优选为1.5％以上。另外，原纤化率优选为10％以下、更优选为9％以下、特别优选为8％以下。原纤化率大于10％时，与水的接触面积变得过大，因此，即使能够在平均纤维宽度保持于0.1μm以上的范围内进行开纤，也可能难以脱水。

另一方面，原纤化率小于0.5％时，原纤维之间的氢键减少，可能无法形成牢固的三维网络。

微纤化纤维素的结晶度优选为45％以上、更优选为55％以上、特别优选为60％以上。结晶度小于50％时，虽然与纸浆、纤维素纳米纤维的混合性提高，但纤维本身的强度降低，因此可能无法确保强度。

另一方面，微纤化纤维素的结晶度优选为90％以下、更优选为88％以下、特别优选为86％以下。结晶度大于90％时，分子内的牢固的氢键比例增多，纤维本身变得刚性，因此与纸浆的氢键点不能充分增加，在由纤维素纤维浆料制造成型体等的情况下，该成型体等的强度可能提高不充分。

微纤化纤维素的结晶度例如可以通过原料纸浆的选择、预处理、微细化处理而任意地调整。

微纤化纤维素的纸浆粘度优选为1cps以上、更优选为2cps以上。纸浆粘度小于1cps时，可能不能充分抑制微纤化纤维素的聚集。

微纤化纤维素的打浆度优选为200cc以下、更优选为150cc以下、特别优选为100cc以下。微纤化纤维素的打浆度超过200cc时，微纤化纤维素的平均纤维径大于10μm，可能无法获得与强度相关的效果。

微纤化纤维素的保水度优选为500％以下、更优选为450％以下、特别优选为400％以下。微纤化纤维素的保水度超过500％时，有脱水性差的倾向，另外可能发生聚集。

微纤化纤维素的保水度例如可以通过原料纸浆的选择、预处理、开纤等而任意地调整。

纤维素纤维中的微纤化纤维素的含量优选为1～90质量％、更优选为5～80质量％、特别优选为10～50质量％。微纤化纤维素的含量低于1质量％时，可能无法获得充分的增强效果。

另一方面，微纤化纤维素的含量大于90质量％时，纸浆、纤维素纳米纤维的含量相对减少，可能无法获得通过含有纸浆、纤维素纳米纤维而带来的效果。

只要没有特别与此相反的记载，微纤化纤维素的各种物性的测定方法与纤维素纳米纤维、纸浆的情况下相同。

(纸浆)

本方式中，纸浆具有大幅提高纤维素纤维浆料的脱水性的作用。另外，纸浆在与微纤化纤维素共同使用的情况下，具有提高成型体的强度的作用。

其中，纸浆优选含量在规定的范围内(后述)，更优选按照保水度比(纤维素纤维浆料的保水度除以纤维素纳米纤维的保水度而得到的值)和纤维素纤维浆料的自重脱水性在规定范围内(后述)的方式含有纸浆。通过增加这样的限定，在由纤维素纤维浆料制造成型体等的情况下，可确保该成型体等的强度。需要说明的是，关于保水度比和自重脱水性的详细情况，在下文中记述。

使微纤化纤维素、纸浆以及纤维素纳米纤维的平均纤维径在特定的范围内的情况下，纤维素纤维中的纸浆的含量优选为1～50质量％、更优选为3～40质量％、特别优选为5～20质量％。纸浆的含量低于1质量％时，纤维素纤维浆料的脱水性可能提高不充分。另外，纸浆的含量低于1质量％时，在由纤维素纤维浆料制造成型体等的情况下，可能无法确保该成型体等的强度。

另一方面，纸浆的含量大于50质量％时，结果微纤化纤维素等的含量减少，因此即使可期待纤维素纳米纤维的补充效果，也可能无法确保上述成型体等的强度。

作为纸浆，可以使用与微纤化纤维素、纤维素纳米纤维的原料纸浆相同的纸浆。其中，优选使用与微纤化纤维素、纤维素纳米纤维的原料纸浆相同的纸浆作为纸浆。使用与微纤化纤维素、纤维素纳米纤维的原料纸浆相同的纸浆作为纸浆时，纤维素纤维的亲和性提高，结果纤维素纤维浆料、成型体等的均质性提高。

另外，作为纸浆，优选使用含有木质素的纸浆，更优选使用机械纸浆，特别优选使用BTMP。使用这些纸浆时，纤维素纤维浆料的脱水性进一步提高。

纸浆的平均纤维径(平均纤维宽度；单纤维的平均直径)优选为10～100μm、更优选为10～80μm、特别优选为10～60μm。若纸浆的平均纤维径为以上的范围内，通过使纸浆的含量在上述范围内，纤维素纤维浆料的脱水性进一步提高。

纸浆的平均纤维径例如可以通过原料纸浆的选择、轻度开纤等而进行调整。

纸浆的平均纤维径的测定方法如下所述。

首先，将固体成分浓度0.01～0.1质量％的纸浆的水分散液100ml用特氟龙(注册商标)制膜滤器过滤，用乙醇100ml进行1次溶剂置换、用叔丁醇20ml进行3次溶剂置换。接着，进行冷冻干燥、锇涂布而制成试样。对于该试样，根据构成的纤维的宽度，以100倍～1000倍中的任一倍率进行基于电子显微镜SEM图像的观察。具体地说，在观察图像上引出两条对角线，并任意引出三条通过对角线的交点的直线。进一步，通过目视测量与这三条直线交错的合计100根纤维的宽度。并且，将测量值的中值径作为平均纤维径。

纸浆的打浆度优选为10～800ml、更优选为200～780ml、特别优选为400～750ml。纸浆的打浆度超过800ml时，虽然纤维素纤维浆料的脱水性能够提高，但是制成成型体等时表面容易形成凹凸，另外，纤维变得刚直，与微纤化纤维素、纤维素纳米纤维无法一体化、密度可能不提高。

另一方面，纸浆的打浆度低于10ml时，纤维素纤维浆料的脱水性可能提高不充分，另外，纸浆纤维本身的刚直性降低，可能无法作为支撑成型体等的纤维发挥功能。

纸浆的打浆度为依据JIS P8121-2(2012)测定的值。

(浆料的制备)

如图1所示，将微细纤维(微纤化纤维素、或者微纤化纤维素和纤维素纳米纤维)C和纸浆P按规定的比例混合，优选按照纸浆P的含量为上述范围内的方式混合，由此制备纤维素纤维的浆料S(浆料制备工序10)。微细纤维C和纸浆P也可以分别以分散液的状态进行混合。

在微细纤维C和纸浆P的混合时，优选添加水等介质W等来调节纤维素纤维浆料S中的纤维素纤维的固体成分浓度。纤维素纤维的固体成分浓度优选为1～15质量％、更优选为1～7质量％、特别优选为1～5质量％。纤维素纤维的固体成分浓度低于1质量％时，流动性高，在脱水工序30中纤维素纤维流出的可能性变高。

另一方面，纤维素纤维的固体成分浓度超过15质量％时，流动性显著降低，加工性变差，例如在制造成型体的工序中容易产生厚度的不均，可能难以获得均质的成型体。

水等介质(水系介质)W优选全部为水。但是，水系介质W也可以一部分为与水具有相容性的其他液体。作为其他液体，例如可以使用碳原子数3以下的低级醇类、碳原子数5以下的酮类等。

纤维素纤维的浆料优选通过适当调节纸浆的含量而使保水度比为0.50～0.99、更优选为0.55～0.98、特别优选为0.60～0.97。

在以上的基础上，纤维素纤维的浆料优选通过适当调节纸浆的种类、含量而使自重脱水性为1.1～3.0、更优选为1.2～2.0、特别优选为1.3～1.8。

通过使纤维素纤维浆料S的保水度比为0.50以上、并且使自重脱水性为3.0以下，能够确保最终得到的成型体(最终产品)X的强度。

纤维素纤维浆料S的保水度为通过以下的方法测定的值。

首先，将纤维素纤维的浆料(浓度2质量％)用离心分离机(条件：3000G、15分钟)脱水，测定所得到的脱水物的质量。接着，将该脱水物完全干燥，测定所得到的干燥物的质量。并且，保水度(％)＝(脱水物的质量-干燥物的质量)/纤维素纤维浆料的质量×100。

保水度是指施加一定的离心力后残存于浆料中的水量，保水度越低，表示脱水性越良好。另外，保水度比越低，表示与原来的纤维素纳米纤维浆料相比保水度越减少，表示脱水性越增加。

另一方面，纤维素纤维浆料的自重脱水性为通过以下的方法测定的值。

将纤维素纤维的浆料涂布于吸水基材上的金属网(300目、宽10cm×长10cm×厚2mm)上，放置2分钟。并且，自重脱水性＝放置2分钟后的固体成分浓度/涂布前的固体成分浓度。

(成型体)

如上所述得到的浆料可以通过适当进行湿纸形成20、脱水30和加压加热40等而得到成型体X。存在各种从浆料S制造成型体的方法，例如优选日本特开2018-62727号公报(纤维素纳米纤维成型体)中记载的方法。需要说明的是，关于湿纸的形成方法，上述为优选例，并不意味着本方式的制造方法限定于此。

如上所述得到的成型体X的密度优选为0.8～1.5g/m³、更优选为0.9～1.4g/m³、特别优选为1.0～1.3g/m³。成型体X的密度低于0.8g/m³时，可能由于氢键点的减少而导致强度不充分。

成型体X的密度为依据JIS-P-8118:1998测定的值。

成型体X的拉伸破坏应变优选为10％以下、更优选为5％以下、特别优选为4％以下，最优选为3％以下。拉伸破坏应变超过上述上限时，应变大，有时用途受到限制。另一方面，成型体X的拉伸破坏应变最优选为0％，但例如1～3％也是容许的。

成型体X的拉伸破坏应变是依据JIS K7127:1999，在温度为23℃的环境下使试验片为JIS-K6251所规定的拉伸2号型哑铃形状、使试验速度为10mm/分钟而测定的值。

(其他)

纤维素纤维的浆料S中，可以根据需要添加例如抗氧化剂、防腐蚀剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、耐热稳定剂、分散剂、消泡剂、杀粘菌剂、防腐剂等添加剂。

实施例

接着，对本发明的实施例进行说明。

首先，作为纤维素纤维，使用微纤化纤维素、纸浆和纤维素纳米纤维，制造纤维素纤维的浆料。作为微纤化纤维素和纤维素纳米纤维的原料纸浆和纸浆，使用了LBKP纸浆。微纤化纤维素通过使用匀浆机对原料纸浆(水分含量98质量％)进行预打浆而获得。该微纤化纤维素为浓度2.5质量％的水分散液。所得到的微纤化纤维素的平均纤维径为1μm、保水度为296％、结晶度为75％。另一方面，纤维素纳米纤维通过使用高压均质机将上述微纤化纤维素开纤而获得。该纤维素纳米纤维为浓度2.0质量％的水分散液。所得到的纤维素纳米纤维的平均纤维径为30nm、保水度为348％、结晶度为75％。微纤化纤维素、纸浆以及纤维素纳米纤维按表1所示的比例进行混合，使固体成分浓度为2.0质量％。

接着，将所得到的纤维素纤维的浆料制作成厚度100μm的片(成型体)，对该成型体进行了调查拉伸模量和拉伸强度的试验。具体地说，首先，由纤维素纤维的浆料制作湿纸，对该湿纸进行加压脱水和加压加热而制作了成型体。加压脱水在25℃、2MPa下进行了5分钟。另外，加压加热在120℃、2MPa下进行了5分钟。所得到的成型体的密度为1.0g/m³。

将结果示于表1。需要说明的是，拉伸模量和拉伸强度的测定方法如下所述。

拉伸模量依据JIS K7127:1999进行测定。试验片(片)制成JIS-K6251所规定的拉伸2号型哑铃形状。试验速度设为10mm/分钟。另外，在温度23℃、湿度50％的环境下进行测定。

拉伸强度依据JIS K7127:1999进行测定。试验片(片)制成JIS-K6251所规定的拉伸2号型哑铃形状。试验速度设为10mm/分钟。另外，在温度23℃、湿度50％的环境下进行测定。

[表1]

(考察)

由表1可知，纤维素纤维在含有纸浆和微纤化纤维素时，拉伸模量提高。另外可知，在该情况下，若纤维素纤维进一步以含量为70质量％以下的比例含有纤维素纳米纤维，则拉伸强度也提高。

工业实用性

本发明能够作为纤维素纤维的成型体及其制造方法而利用。

符号的说明

10 浆料制备工序

20 湿纸形成工序

30 脱水工序

40 加压加热工序

C 微细纤维

P 纸浆

W 水等介质

X 成型体

Claims (5)

1.一种纤维素纤维的成型体，其特征在于，

以纤维素纤维作为主要成分，

所述纤维素纤维包含纸浆和开纤纤维，

所述开纤纤维包含微纤化纤维素。

2.如权利要求1所述的纤维素纤维的成型体，其中，

所述开纤纤维包含微纤化纤维素和作为该微纤化纤维素的补充材料的纤维素纳米纤维。

3.如权利要求2所述的纤维素纤维的成型体，其中，

所述纤维素纤维中的所述纤维素纳米纤维的含量大于0质量％且为70质量％以下。

4.如权利要求2或权利要求3所述的纤维素纤维的成型体，其中，

所述纸浆的平均纤维径为10μm～100μm，所述微纤化纤维素的平均纤维径为0.1μm～10μm，所述纤维素纳米纤维的平均纤维径为10nm～100nm，

所述纤维素纤维中的所述纸浆的含量为5质量％～20质量％。

5.一种纤维素纤维成型体的制造方法，其特征在于，

使用纸浆和开纤纤维制备纤维素纤维的浆料，由该纤维素纤维的浆料形成湿纸，对该湿纸进行加压加热而制作成型体，

作为所述开纤纤维，使用微纤化纤维素、或者微纤化纤维素和纤维素纳米纤维。

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