專利名稱：纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，更具體而言，涉及一種方法，其通過使用規(guī)定的過濾材料將含有纖維直徑比可見光波長細(xì)的纖維素纖維的分散液過濾，能夠以良好的生產(chǎn)率獲得由微細(xì)纖維素纖維構(gòu)成的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。本申請基于2010年2月I日在日本提交的日本特愿2010-020434號要求優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援引于此。
背景技術(shù)：
通常,液晶、有機(jī)EL等顯示器用基板廣泛使用玻璃板。但是,玻璃板比重大,難以實現(xiàn)輕量化，此外具有容易破裂、不能彎曲或需要規(guī)定的厚度等缺點(diǎn)，因此近年來研究了用 塑料基板代替玻璃板。具體而言，使用采用了聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等的顯示器用基板。然而，由于這些現(xiàn)有的用于替代玻璃的塑料材料的線膨脹系數(shù)大于玻璃板，因此在進(jìn)行向基板上以高溫蒸鍍薄膜晶體管等元件層的工藝時，容易發(fā)生翹曲、蒸鍍膜的破裂和半導(dǎo)體的斷線等問題，難以實用。即，這些用途要求高透明性、高耐熱性、低吸水性且低線膨脹系數(shù)的塑料材料。近年來，作為具有這種特性的材料，提出了使用纖維素的材料。具體而言，專利文獻(xiàn)I中公開了 由含有纖維素的無紡布和纖維素以外的樹脂形成的復(fù)合體顯示了優(yōu)異的耐熱性、透明性和線膨脹系數(shù)。另外，專利文獻(xiàn)2中公開了一種纖維復(fù)合體，其含有平均纖維直徑為30nm以下的纖維素纖維和基質(zhì)材料，顯示了規(guī)定的光學(xué)特性，通過使用具有納米級的極細(xì)的纖維直徑的纖維素纖維，預(yù)期可獲得顯示了更優(yōu)異性能的復(fù)合體。另一方面，在這些文獻(xiàn)中，作為獲得復(fù)合體的方法，使用首先將含有纖維素的分散液過濾(造紙)，制造由纖維素形成的無紡布，其后與其他材料復(fù)合化的方法?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2006-316253號公報專利文獻(xiàn)2 :國際公開第2009/081881號小冊子

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題在專利文獻(xiàn)I中，將分散有具有數(shù)十μ m平均直徑的纖維素的分散液過濾(造紙)時，具體地使用具有規(guī)定孔徑的聚對苯二甲酸乙二醇酯制的濾布。本發(fā)明人等為了將含有具有納米級的平均直徑的纖維素纖維的分散液過濾，而使用專利文獻(xiàn)I中具體公開的過濾材料(濾布)時，纖維素纖維的大部分存在于濾液中，用上述濾布無法效率良好地從分散液中回收極細(xì)的纖維素纖維。另一方面，在專利文獻(xiàn)2中，將纖維素纖維分散液過濾時，具體地使用聚四氟乙烯(PTFE)的多孔膜。本發(fā)明人等使用上述PTFE的過濾材料和支撐過濾材料的支撐材料(例如網(wǎng)布(mesh-net))研究過濾性能時，雖然能夠從分散液中回收具有納米級的平均直徑的纖維素纖維，但所得纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的表面上轉(zhuǎn)印有支撐材料的表面性狀。由于該轉(zhuǎn)印的表面性狀，結(jié)構(gòu)體內(nèi)光學(xué)特性等產(chǎn)生偏差，結(jié)果，在顯示器用途等上的應(yīng)用受到限制，因此需要對這種轉(zhuǎn)印性做進(jìn)一步改善。另外，上述PTFE的過濾材料通常較昂貴，對于大規(guī)模水平的使用來說，從工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來看是不實用的。另外，一般而言，由于PTFE的多孔膜僅以數(shù)十cm2左右的面積進(jìn)行市售、無法應(yīng)用于連續(xù)工藝等，因此從工業(yè)生產(chǎn)率的觀點(diǎn)考慮，其應(yīng)用也受到限制。鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法、由上述制造方法獲得的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體以及使用上述纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體獲得的纖維素纖維復(fù)合體及其制造方法，所述纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法能夠從含有具有納米級的平均纖維直徑的微細(xì)纖維素纖維的分散液中有效地回收微細(xì)纖維素纖維，制造具有良好表面性狀的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體，還能夠應(yīng)用于連續(xù)工藝等。用于解決問題的方案本發(fā)明人等著眼于以往使用的過濾材料，對其問題進(jìn)行了研究。作為深入研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)通過使用顯示規(guī)定性質(zhì)的過濾材料，可以解決上述問題。即本發(fā)明的要旨如下<1> 一種纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其包括使用透水量lOOml/m2 · s以下且初期拉伸彈性模量20MPa以上的過濾材料，將含有平均纖維直徑為Γ ΟΟηπι的微細(xì)纖維素纖維的微細(xì)纖維素纖維分散液過濾，獲得纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。<2>根據(jù)第〈1>項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述過濾材料是由選自由合成樹脂纖維、再生纖維和天然纖維組成的組中的至少一種纖維形成的。<3>根據(jù)上述第〈1>或〈2>項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述過濾材料是將使用平均紗線粗細(xì)度f 5d/f的纖維形成的布帛加熱加壓處理而得到的。<4>根據(jù)第〈3>項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述布帛的厚度為100 μ m以上。<5>根據(jù)上述第〈3>或〈4>項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述布帛是紡織物、編織物或無紡布。<6>根據(jù)第〈1>項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述過濾材料是由紙基材料形成的。<7>根據(jù)第〈6>項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述紙基材料具有90 μ m以上的厚度。<8>根據(jù)第<2?！?>項的任一項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述纖維是分割型復(fù)合纖維。<9>根據(jù)第<1?！?>項的任一項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其包括在使用所述過濾材料過濾而得到纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體之前，對分散有纖維素的原料分散液實施解纖處理，獲得所述微細(xì)纖維素纖維分散液。<10> 一種纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體，其是利用第<1Γ〈9>項的任一項所述的纖維素、纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法而得到的。<11> 一種纖維素纖維復(fù)合體，其是將第〈10>項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體與基質(zhì)材料復(fù)合化而得到的。<12> 一種纖維素纖維復(fù)合體的制造方法，其包括在第<1?！?>項的任一項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法中包含的、使用過濾材料過濾而得到纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體，還包括將所述纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體與基質(zhì)材料復(fù)合化。
<13> 一種過濾材料，其用于將含有平均纖維直徑4 IOOnm的纖維素纖維的微細(xì)纖維素纖維分散液過濾，所述過濾材料的透水量為lOOml/m2 · s以下且初期拉伸彈性模量為20MPa以上。<14> 一種纖維素纖維分散液的過濾方法，其包括使用透水量lOOml/m2-s以下且初期拉伸彈性模量20MPa以上的過濾材料，將含有平均纖維直徑為Γ ΟΟηπι的纖維素纖維的微細(xì)纖維素纖維分散液過濾，獲得纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。<15>根據(jù)第〈1> 〈5>、〈8>、〈9>和〈12>的任一項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其包括在使用所述過濾材料過濾而得到纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體之前，對分散有纖維素的原料分散液實施解纖處理，獲得所述微細(xì)纖維素纖維分散液；所述過濾材料是將使用平均紗線粗細(xì)度f5d/f的纖維形成的布帛加熱加壓處理而得到的；所述布帛的厚度為100 μ m以上；所述纖維是分割型復(fù)合纖維。<16>根據(jù)第〈1>、<6>和〈7>項的任一項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其包括在使用所述過濾材料過濾而得到纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體之前，對分散有纖維素的原料分散液實施解纖處理，獲得所述微細(xì)纖維素纖維分散液；所述過濾材料是由紙基材料形成的，所述紙基材料具有90 μ m以上的厚度。
_] 發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以提供纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法、由上述制造方法獲得的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體以及使用上述纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體獲得的纖維素纖維復(fù)合體及其制造方法，所述纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法能夠從含有具有納米級的平均纖維直徑的微細(xì)纖維素纖維的分散液中有效地回收微細(xì)纖維素纖維，制造具有良好表面性狀的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體，還能夠應(yīng)用于連續(xù)工藝等。


圖I為用于制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體制造裝置的第一實施方式的概略圖。圖2為用于制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體制造裝置的第二實施方式的概略圖。圖3為用于制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體制造裝置的第三實施方式的概略圖。圖4為用于制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體制造裝置的第四實施方式的概略圖。圖5A為用于干燥纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的干燥裝置的第一概略圖。
圖5B為用于干燥纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的干燥裝置的第二概略圖。圖5C為用于干燥纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的干燥裝置的第三概略圖。
具體實施例方式以下針對本發(fā)明的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法的實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。上述制造方法具有以下的過濾工序。
(過濾工序)使用透水量100ml/m2· s以下且初期拉伸彈性模量20MPa以上的過濾材料，將含有平均纖維直徑為riOOnm的微細(xì)纖維素纖維的微細(xì)纖維素纖維分散液過濾，從而獲得纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的工序。以下對上述工序中使用的材料及其步驟以及可以任選實施的工序進(jìn)行說明。首先對所使用的微細(xì)纖維素纖維分散液和過濾材料進(jìn)行詳細(xì)描述?！次⒓?xì)纖維素纖維分散液〉微細(xì)纖維素纖維分散液是指含有平均纖維直徑為riOOnm的微細(xì)的纖維素纖維的分散液。本發(fā)明中，微細(xì)纖維素纖維是指主要由纖維素形成的纖維，特別優(yōu)選使用植物來源的纖維素作為原料的纖維，是指解纖為規(guī)定平均纖維直徑的微細(xì)的纖維素纖維的材料。通過將該微細(xì)纖維素纖維分散液過濾(造紙)，可以獲得平面結(jié)構(gòu)體。(纖維素I型結(jié)晶)微細(xì)纖維素纖維優(yōu)選是具有纖維素I型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的材料。纖維素I型結(jié)晶結(jié)構(gòu)例如是如朝倉書店發(fā)行的&口一 7 Θ事典(纖維素詞典)”，新版本第一次印刷第81頁 第86頁，或者第93 99頁中記載的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，大部分的天然纖維素是纖維素I型結(jié)晶結(jié)構(gòu)。與此相對，不是纖維素I型結(jié)構(gòu)而是例如纖維素II、
III、IV型結(jié)構(gòu)的纖維素纖維是由具有纖維素I型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的纖維素衍生的。纖維素纖維為I型結(jié)晶結(jié)構(gòu)可以通過根據(jù)其廣角X射線衍射線形測定獲得的衍射圖中的2Θ=1Γ17°附近和2 Θ =22 23°附近的兩個位置處具有典型峰來鑒定。(重復(fù)單元)微細(xì)纖維素纖維優(yōu)選由含有下述式(I)所示的重復(fù)單元的纖維素和/或其衍生物形成。其中，纖維素的全部重復(fù)單元(100摩爾％)中，優(yōu)選含有50摩爾％以上的式(I)所示的重復(fù)單元，特別優(yōu)選為僅由式(I)所示的重復(fù)單元形成的纖維素和/或其衍生物。微細(xì)纖維素纖維如果具有這種重復(fù)單元，則結(jié)晶性增高，可以制造高耐熱、高彈性模量、高強(qiáng)度和低線膨脹系數(shù)的纖維素纖維復(fù)合體。
O——'
H2C:
I
CH—O
~0-j— ⑴
\ GH-CHI π
/ \
0O—X2
1
X3
式(I)中，\、&和&各自獨(dú)立地表示氫原子、碳原子數(shù)廣20的烷基羰基、任選被烯丙基取代的碳原子數(shù)2飛的烯基羰基、炔基羰基、烯丙基羰基、煙?；?、異煙?；蜻秽柞；?furoyl)。在式(I)中，XpX2和X3各自獨(dú)立地是氫原子；乙?；?、丙?；⒍□；?、2-丁?；⑽祯；⒓乎；⒏；?、辛?；?、壬酰基、癸酰基、i^一烷酰基、十二烷酰基、肉豆蘧?；?、棕櫚酰基、硬脂?；?、新戊?；忍荚訑?shù)廣20的烷基羰基；丙烯?；?、甲基丙烯?；?、肉桂?；热芜x被烯丙基取代的碳原子數(shù)2飛的烯基羰基；丙炔?；热不驶?；苯甲?；?、萘甲?；认┍驶?；以及煙?；?、異煙?；⑦秽柞；⑷夤瘐；瑑?yōu)選的是，XpX2和X3是氫原子。在該情況下，結(jié)晶性增高，具有高耐熱、高彈性模量、高強(qiáng)度和低線膨脹系數(shù)，因此是優(yōu)選的。在需要疏水性的情況下，X1^ X2和X3 —部分可以為乙?；⒈；?、丁?；?、2- 丁?；?、戊?；⒓乎；?、庚?；?、辛?；?、壬?；⒐秕；⑹煌轷；⑹轷；?、肉豆蘧酰基、棕櫚?；⒂仓；⑿挛祯；?、苯甲?；?、萘甲酰基、煙酰基、異煙酰基、呋喃甲?；蛉夤瘐；?。另外，在下述的纖維素纖維復(fù)合材料中，與(甲基)丙烯酸樹脂復(fù)合化時，XpX2和X3優(yōu)選是丙烯酰基、甲基丙烯?；捅蝉；?。其中，纖維素的重復(fù)單元的化學(xué)結(jié)構(gòu)可以通過固體NMR來確認(rèn)。(平均纖維直徑)本發(fā)明的微細(xì)纖維素纖維分散液的特征在于，所含有的纖維素纖維的纖維直徑非常細(xì)。微細(xì)纖維素纖維分散液中的微細(xì)纖維素纖維的平均纖維直徑(直徑)為IOOnm以下，優(yōu)選為30nm以下，更優(yōu)選為20nm以下。對下限值沒有特別限制，通常為4nm以上。如果為IOOnm以下，能維持透明性。另外，基本上可制造的纖維直徑為4nm以上。作為上述微細(xì)纖維素纖維，含有纖維直徑IOOnm以下的纖維，優(yōu)選不含有纖維直徑IOym以上的纖維，進(jìn)一步優(yōu)選不含有纖維直徑Iym以上的纖維，特別優(yōu)選不含有纖維直徑400nm以上的纖維。400nm為最短可見光波長，因此，含有纖維直徑400nm以上的纖維時，光的散射大，與基質(zhì)材料復(fù)合化時，有時會損害透明性。其中，微細(xì)纖維素纖維的平均纖維直徑可以通過SEM (掃描電子顯微鏡)觀察微細(xì)纖維素纖維分散液、下述纖維素纖維復(fù)合材料的斷裂面來確認(rèn)。(纖維長度)對本發(fā)明的微細(xì)纖維素纖維分散液中的微細(xì)纖維素纖維的長度沒有特別限制，平均長度優(yōu)選為IOOnm以上。纖維的平均長度過短時，下述纖維素纖維復(fù)合體的強(qiáng)度有可能變得不充分。其中，微細(xì)纖維素纖維的纖維長度可以與上述微細(xì)纖維素纖維的纖維直徑同樣地測定。(分散介質(zhì))對本發(fā)明的微細(xì)纖維素纖維分散液中的分散介質(zhì)沒有特別限制，通常是水，也可以是有機(jī)溶劑的一種或兩種以上的混合溶劑。另外，還可以是水與有機(jī)溶劑的混合溶劑。其中，作為有機(jī)溶劑，可列舉出甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇等醇類，丙酮、甲乙酮等酮類，以及其他水溶性有機(jī)溶劑。(微細(xì)纖維素纖維濃度)對本發(fā)明的微細(xì)纖維素纖維分散液中的微細(xì)纖維素纖維的濃度沒有特別限制，相對于分散液總量，優(yōu)選為O. 05重量％以上，更優(yōu)選為O. 07重量％以上，特別優(yōu)選為O. I重量％以上，且優(yōu)選為O. 5重量％以下，更優(yōu)選為O. 4重量％以下，特別優(yōu)選為O. 3重量％以下。微細(xì)纖維素纖維的濃度過低時，由于分散液中的纖維素纖維量少，因此下述纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的生產(chǎn)效率低劣。濃度過高時，纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的面內(nèi)均勻性低劣。(各種添加劑)
另外，在微細(xì)纖維素纖維分散液中還可以進(jìn)一步含有表面活性劑、紙力增強(qiáng)劑(paper strong agent)、柔順劑和施膠劑等中的一種或兩種以上。作為上述添加劑,例如，可以使用日本特開2009-299043號公報的段落
中記載的添加劑等。(化學(xué)修飾)本發(fā)明的微細(xì)纖維素纖維分散液中含有的纖維素纖維也可以是通過化學(xué)修飾而衍生的纖維素纖維?；瘜W(xué)修飾是指通過纖維素中的羥基與化學(xué)修飾劑發(fā)生反應(yīng)來進(jìn)行化學(xué)修飾。其中，化學(xué)修飾也可以對下述纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體進(jìn)行?；蛘?，還可以對解纖前的纖維素原料或除去木質(zhì)素、半纖維素等的精制處理后的纖維素原料進(jìn)行，從使化學(xué)修飾劑能夠有效地反應(yīng)的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選對精制處理后的纖維素進(jìn)行化學(xué)修飾。<微細(xì)纖維素纖維分散液的制造方法>對上述分散液的制造方法沒有特別限制，可列舉出對纖維素原料進(jìn)行化學(xué)溶液處理、機(jī)械解纖處理的方法。其中，優(yōu)選實施對分散有纖維素的原料分散液實施解纖處理，從而獲得上述微細(xì)纖維素纖維分散液的工序(分散液制造工序)。通過實施解纖處理，原料分散液中的纖維素被充分微細(xì)化，從而可以獲得規(guī)定尺寸的纖維素纖維，并可獲得顯示所需光學(xué)特性和力學(xué)特性的復(fù)合材料。以下，針對對分散有纖維素的原料分散液進(jìn)行解纖處理時使用的材料(纖維素原料等)和解纖處理的方法進(jìn)行說明。(纖維素原料)對本發(fā)明中使用的纖維素原料的種類沒有特別限制，優(yōu)選由植物來源原料獲得的纖維素。作為植物來源原料，具體而言，可列舉出針葉樹、闊葉樹等木質(zhì)，棉短絨(c ο 11 ο ηlinter)、皮棉(cotton lint)等棉,洋麻(kenaf )或麻(hemp)以及芒麻(ramie)等。與細(xì)菌纖維素(bacterial cellulose)等非植物來源的纖維素相比,植物來源的原料在生產(chǎn)率、成本方面具有非常高的實用性，在經(jīng)濟(jì)上是優(yōu)選的。另外，由植物來源的原料獲得的纖維素由于結(jié)晶性高，形成低線膨脹系數(shù)，因此是優(yōu)選的。在植物來源原料中，棉從容易獲得微細(xì)纖維直徑的纖維的觀點(diǎn)來看是優(yōu)選的，但由于與木質(zhì)相比生產(chǎn)量欠乏，因此在經(jīng)濟(jì)上是不優(yōu)選的。另一方面，針葉樹、闊葉樹等木質(zhì)的微原纖維(microfibril)非常微細(xì),約為4nm,并具有無分支的線狀纖維形態(tài)，因此不容易發(fā)生光的散射。此外，在地球上是量最大的生物資源，并為年產(chǎn)量約700億噸以上的可持續(xù)型資源，因此，大大有助于影響全球變暖的二氧化碳的削減，在性能上、經(jīng)濟(jì)上均是非常優(yōu)選的。所使用的纖維素原料是這種植物來源原料，優(yōu)選使用最小長度的平均值為10 μ m以上且最大長度的平均值為IOcm以下的植物來源原料。在此處，“最小長度的平均值”是指，原料碎片(該原料碎片形成纖維狀和粒狀等各種形狀)中，長度(或直徑)最小部分的長度的平均值，“最大長度的平均值”是指，原料碎片中，長度(或直徑)最大部分的長度的平均值，它們可以如下測定。(最小長度和最大長度的測定方法)對于最小長度和最大長度，在ImnTlOcm左右的尺寸內(nèi)可以通過規(guī)尺或游標(biāo)卡尺等來測量。而在IOynTlmm左右的尺寸內(nèi)，可以用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察、測量。平均值為隨機(jī)抽出的10個樣品的平均值。
原料的最小長度的平均值過小時，下述纖維素精制工序中的洗滌液的脫液速度變慢，效率低，而原料的最大長度的平均值過大時，有時處理性變差，精制的效率降低。優(yōu)選的是，原料的最小長度的平均值為50 μ m以上，原料的最大長度的平均值為5cm以下，更優(yōu)選的是，原料的最小長度的平均值為5(Γ100 μ m，原料的最大長度的平均值為 100 500μπι。因此，在本發(fā)明中，上述的植物來源原料在根據(jù)需要切斷或破碎成這種適當(dāng)尺寸的碎片狀后使用。在進(jìn)行下述原料的精制等表面處理的情況下，這種原料的切斷或破碎可以在該處理前、處理中和處理后的任何一個時期進(jìn)行。例如，如果是精制處理前，則可以使用沖擊式粉碎機(jī)、剪切式粉碎機(jī)等進(jìn)行，另外，如果是在精制處理中、處理后，則可以使用精煉機(jī)等進(jìn)行。(精制處理)優(yōu)選的是，將上述植物來源原料在水性分散介質(zhì)中精制處理，將原料中的除了纖維素以外的物質(zhì)例如木質(zhì)素、半纖維素和樹脂(resin)等除去。作為用于精制處理的水性分散介質(zhì)，一般使用水，也可以是酸或堿以及其他處理劑的水溶液，在該情況下，最終也可以用水進(jìn)行洗滌處理。另外，精制處理時，也可以施加溫度、壓力。此外，也可以將原料破碎成木材碎片、木粉等狀態(tài)，該破碎如上所述可以在精制處理前、處理中和處理后的任何一個時間點(diǎn)進(jìn)行。對用于原料的精制處理的酸或堿、其他處理劑沒有特別限制。例如，可列舉出碳酸鈉；碳酸氫鈉；氫氧化鈉；氫氧化鉀；氫氧化鎂；硫化鈉；硫化鎂；亞硫酸鈉；亞硫酸鈣；亞硫酸鎂；亞硫酸銨；硫酸鈉；硫代硫酸鈉；氧化鈉；氧化鎂；氧化鈣；醋酸；草酸；次氯酸鈉；次氯酸鈣；亞氯酸鈉；氯酸鈉；二氧化氯；氯；高氯酸鈉；硫代硫酸鈉；過氧化氫；臭氧；次硫酸鹽；蒽醌；二氫二羥基蒽醌；四氫蒽醌；蒽氫醌(Anthrahydroquinone);以及乙醇、甲醇、2-丙醇等醇類；以及丙酮等水溶性有機(jī)溶劑等。這些處理劑可以單獨(dú)使用一種，也可以將兩種以上組合使用。另外，根據(jù)需要，也可以用氯、臭氧、次氯酸鈉、過氧化氫或二氧化氯等進(jìn)行漂白處理。另外，還可以使用兩種以上的處理劑，進(jìn)行2次以上的精制處理，在該情況下，在使用不同處理劑的精制處理之間，優(yōu)選用水洗滌處理。對上述精制處理時的溫度和壓力沒有特別限制，溫度可在0°C以上且100°C以下的范圍內(nèi)選擇，在超過I個大氣壓的加壓下進(jìn)行處理時，溫度優(yōu)選為100°c以上且200°C以下。另外，也可以使無水醋酸等有機(jī)酸等化學(xué)修飾劑反應(yīng)，進(jìn)行纖維素表面的化學(xué)修飾，還可以在精制之后進(jìn)行化學(xué)修飾。(分散介質(zhì))
原料分散液的分散介質(zhì)(溶劑)通常是水，也可以是有機(jī)溶劑中的一種或兩種以上的混合溶劑。另外，還可以是水與有機(jī)溶劑的混合溶劑。其中，作為有機(jī)溶劑，可列舉出甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇和正丁醇等醇類；丙酮、甲乙酮等酮類；以及其他水溶性的有機(jī)溶劑。其中，對原料分散液中的纖維素的含量沒有特別限制，從下述解纖處理的觀點(diǎn)考慮，相對于原料分散液總量，優(yōu)選為O. 2^10重量％，更優(yōu)選為O. 3飛重量％。(解纖處理)原料分散液的解纖處理方法只要可獲得具有所需平均纖維直徑的微細(xì)纖維素纖維，則對其沒有特別限制。例如，可列舉出以下方法將直徑Imm左右的陶瓷制珠粒投入到濃度O. f 10重量％，例如I重量％左右的微細(xì)纖維素纖維分散液中，使用油漆振蕩器或珠磨機(jī)等施加振動，將纖維素解纖的方法等。另外，可列舉出以下方法將微細(xì)纖維素纖維分散液投入到摻混機(jī)類型的分散機(jī)、M TECHNIQUE Co. , Ltd.制造的“CLEARMIX”等使刀片、螺桿高速旋轉(zhuǎn)，從狹縫射出時受到剪切的高速旋轉(zhuǎn)均化器等中，使刀片、螺桿高速旋轉(zhuǎn)，從而將纖維素解纖的方法。此外，可以采用以下方法通過將微細(xì)纖維素纖維分散液從14MPa左右的壓力急劇減壓，使纖維素纖維之間發(fā)生剪切力從而將其解纖的方法(高壓均化器法)或使用“MAS SCOMIZERX (增幸產(chǎn)業(yè))”之類的相向撞擊型的分散機(jī)等的方法等。其中，優(yōu)選在規(guī)定條件下進(jìn)行超聲波處理。此外，從顯著提高解纖效率的觀點(diǎn)考慮，更優(yōu)選的是，通過將原料分散液從高壓氣氛下噴出、減壓來進(jìn)行解纖(高壓均化器處理)之后，進(jìn)行超聲波處理。這是因為，通過高壓均化器處理，纖維素纖維被解纖至數(shù)μ m以下，超聲波的照射效率得到提高。以下對使原料分散液從上述高壓氣氛下噴出、減壓的處理方法(高壓均化器處理)和超聲波處理進(jìn)行詳細(xì)描述。(高壓均化器處理)如上所述，通過使原料分散液從高壓氣氛下噴出、減壓來進(jìn)行解纖時，使纖維素濃度(固體成分濃度)優(yōu)選為O. 2重量％以上且10重量％以下、特別優(yōu)選為O. 3重量％以上且6重量％以下的原料分散液從高壓氣氛下噴出。原料分散液中的纖維素濃度過低時，液量相對于所處理的纖維素量變得過多，效率變差。另外，纖維素濃度過高時，有時難以從細(xì)孔噴出，因此，通過對供給于解纖處理的原料分散液適當(dāng)添加水等來進(jìn)行濃度調(diào)整。作為原料分散液的噴出手段，優(yōu)選使用高壓均化器。具體而言，用增壓機(jī)將原料分散液加壓至優(yōu)選30MPa以上，更優(yōu)選IOOMPa以上，進(jìn)一步優(yōu)選150MPa以上，特別優(yōu)選220MPa以上，從細(xì)孔直徑50 μ m以上的噴嘴噴出，并以壓力差達(dá)到30MPa以上，優(yōu)選達(dá)到SOMPa以上，更優(yōu)選達(dá)到90MPa以上的方式進(jìn)行減壓。通過由該壓力差產(chǎn)生的裂開現(xiàn)象，將纖維素解纖。在此處，高壓條件的壓力低時或從高壓下減壓的減壓條件的壓力差小時，解纖效率降低，為了形成所需纖維直徑，需要增加重復(fù)噴出的次數(shù)，因此不優(yōu)選。另外，用于噴出原料分散液的細(xì)孔的細(xì)孔直徑過大時，也無法獲得充分的解纖效果。在該情況下，即使重復(fù)進(jìn)行噴出處理，也有可能無法獲得所需纖維直徑的纖維素纖維。通過將原料分散液的噴出根據(jù)需要重復(fù)2次以上，可以獲得所需纖維直徑的纖維素纖維。該重復(fù)次數(shù)(通過次數(shù))通常為I次以上，優(yōu)選為3次以上，且通常為20次以下，優(yōu)選為15次以下。通過次數(shù)越多，則越可提高微細(xì)化的程度，但通過次數(shù)過多時，成本增高，因而不優(yōu)選。更具體而言，重復(fù)次數(shù)通常為f 20次，優(yōu)選為3 15次。對高壓均化器沒有特別限制，作為具體的裝置，可以使用GAULIN公司制造、SUGINOMACHINE LIMITED 制造的 “Ultimizer”。噴出時的高壓條件越高，則通過由壓力差產(chǎn)生的大的裂開現(xiàn)象可以實現(xiàn)更進(jìn)一步的微細(xì)化，作為裝置規(guī)格的上限，通常是245MPa以下。同樣地，優(yōu)選從高壓條件減壓的壓力差也較大，一般而言，通過從利用增壓機(jī)的加壓條件噴出到大氣壓下，壓力差的上限通常為245MPa以下。另外，如果用于噴出原料分散液的細(xì)孔的直徑較小，則容易產(chǎn)生高壓狀態(tài)，但過小時噴出效率變差。該細(xì)孔直徑優(yōu)選為50 μ m以上且800 μ m以下，更優(yōu)選為100 μ m以上且500 μ m以下，進(jìn)一步優(yōu)選為150 μ m以上且350 μ m以下。對噴出時的溫度(原料分散液溫度)沒有特別限制，通常為5°C以上且100°C以下。溫度過高時，有可能加快裝置的劣化，具體而言，有可能加快送液泵、高壓密封部等的劣化，因而不優(yōu)選。其中，噴出噴嘴可以是一個，也可以是2個，可以使噴出的纖維素碰撞到噴出前方設(shè)置的壁、球或環(huán)上。此外，在噴嘴為2個時，也可以使纖維素之間在噴出前方相互撞擊。其中，僅通過基于這種高壓均化器的處理也能獲得本發(fā)明的微細(xì)纖維素纖維分散液，但在該情況下，用于形成充分的微細(xì)化度的重復(fù)次數(shù)增多，處理效率差，因此，優(yōu)選的是，在f 5次左右的高壓均化器處理后，進(jìn)行下述超聲波處理來實現(xiàn)微細(xì)化。(超聲波處理)在本發(fā)明中，照射超聲波的原料分散液中的纖維素濃度相對于原料分散液總量優(yōu)選為O. 0Γ10重量％，更優(yōu)選為O. Γ5重量％，特別優(yōu)選為O. 2 2重量％。照射超聲波的原料分散液的纖維素濃度過低時，效率低，而過高時，粘度增高，解纖處理變得不均勻。在本發(fā)明中，根據(jù)需要，可以添加水和/或有機(jī)溶劑，使得供給于超聲波處理的原料分散液的纖維素濃度達(dá)到上述規(guī)定濃度。另外，照射超聲波的原料分散液中的纖維素的纖維直徑從解纖效率的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選為10 μ m以下，更優(yōu)選為2 μ m以下，特別優(yōu)選為I μ m以下。對下限值沒有特別限制，通常為4nm以上。照射于纖維素分散液的超聲波的頻率優(yōu)選為15kHz lMHz，更優(yōu)選為20kHz 500kHz，特別優(yōu)選為20kHz 100kHz。所照射的超聲波的頻率過小的話，不容易發(fā)生下述的氣穴(cavitation)。頻率過大時，由于所發(fā)生的氣穴不會生長到能產(chǎn)生物理作用的大小，而是在這之前消失掉，因此無法獲得微細(xì)化效果。、
另外，作為超聲波的輸出，按實際輸出密度計，優(yōu)選為lW/cm2以上，更優(yōu)選為IOW/cm2以上，特別優(yōu)選為20W/cm2以上。超聲波的輸出過小時，微細(xì)化效率降低，為了進(jìn)行充分的微細(xì)化需要長時間的照射，這是不實用的。其中，超聲波的實際輸出密度的上限從振子、變幅桿等的耐久性的觀點(diǎn)考慮為500W/cm2以下。其中，超聲波的實際輸出密度可以由500ml水的溫度上升來計算。具體而言，在容器中投入500ml水，對水照射超聲波，測定此時的溫度上升的程度，根據(jù)下述式(2)計算來求出實際輸出密度P=(T/s) X4. 18X500/A ...(2)在此處，P為超聲波的實際輸出密度(W/cm2)，T為上升溫度(°C)，s為時間(秒)，A為超聲波的振動部的面積(cm2)，在變幅桿類型的情況下是其端面的面積。另外，在浴槽式的情況下相當(dāng)于振子安裝面的面積。
其中，在測定溫度時，加入水的容器有必要充分絕熱，使得通過所投入的超聲波能量產(chǎn)生的熱不傳遞到外部。另外，由于在高于室溫的溫度下熱容易傳遞到外部，使用升高到比室溫高10°C為止的溫度和此時的時間，通過上述式(2)進(jìn)行計算。對超聲波的照射方法沒有特別限制，可以利用各種方法。例如，可以采用通過將傳達(dá)超聲波振子的振動的變幅桿直接插入到上述原料分散液中，直接將纖維素微細(xì)化的方法；在加入了原料分散液的容器的底板、壁的一部分設(shè)置超聲波振子，從而將纖維素微細(xì)化的方法；將水等液體投入到安裝了超聲波振子的容器中，將裝有原料分散液的容器浸入到其中，從而介由水等液體將超聲波振動間接地施加于原料分散液，將其微細(xì)化的方法。其中，將變幅桿直接插入原料分散液中的方法可以直接傳達(dá)超聲波能量，可以提高能量密度，因此效率是良好的，可優(yōu)選利用。就原料分散液而言，可以對一定量的原料分散液以規(guī)定的實際輸出密度照射一定時間的規(guī)定頻率的超聲波之后，更換全部液體的間歇式處理方法進(jìn)行微細(xì)化處理。另外，也可以用使一定量的原料分散液在變幅桿的附近、底板、壁中設(shè)置了超聲波振子的處理容器中流通，從而連續(xù)地接觸超聲波的方法進(jìn)行處理。此外，可以在一個處理容器中設(shè)置2個以上的超聲波振子，也可以將2個以上在一個處理容器中設(shè)置一個振子的處理容器連接使用。尤其是，在使原料分散液連續(xù)流動來處理時，將具有振子的處理容器串聯(lián)連接而使原料分散液依次流通的方法從效率方面來看是優(yōu)選的。此時，2個以上的振子可以是同一頻率，也可以使頻率變化。另外，超聲波可以連續(xù)地照射，也可以按規(guī)定的間隔間歇地照射。例如，也可以是O. Γ0. 9秒鐘的超聲波照射和O. Γ0. 9秒鐘的停止運(yùn)轉(zhuǎn)交替地重復(fù)進(jìn)行的方法。進(jìn)行超聲波處理時，施加的能量轉(zhuǎn)換為熱，從而使原料分散液的溫度上升。因此，為了在恒定處理條件下進(jìn)行微細(xì)化處理，優(yōu)選通過冷卻或加熱等使原料分散液的溫度保持恒定。超聲波處理時的原料分散液的溫度優(yōu)選為f80°C，更優(yōu)選為1(T60°C，更優(yōu)選為15 4(TC。如果該溫度過低，則將水用做分散介質(zhì)時會導(dǎo)致凍結(jié)，從而變得不能處理。即，固體的冰難以發(fā)生空穴，另外，水與冰混合存在時，冰的表面發(fā)生氣穴而消耗能量，從而導(dǎo)致纖維素的微細(xì)化效率降低。相反地，如果處理溫度過高，則在超聲波振子表面產(chǎn)生微小的水蒸汽等蒸氣，從而導(dǎo)致能量效率降低，因而不優(yōu)選。超聲波照射的處理時間只要是將分散液中的纖維素纖維微細(xì)化至所需的微細(xì)化度的時間即可，可通過所使用的超聲波的輸出、頻率和超聲波照射前的纖維素纖維的纖維直徑等來適當(dāng)設(shè)定。纖維素纖維通過超聲波處理而微細(xì)化的原理尚未完全明確，推測發(fā)生了以下的現(xiàn)
象。 即，在纖維素纖維懸浮或分散于水等液體中的狀態(tài)下，照射超聲波時，由超聲波振子發(fā)生的超聲波與纖維素纖維接觸，纖維素纖維與水之間的界面發(fā)生氣穴。所發(fā)生的氣穴急劇收縮、消失，但此時使周邊發(fā)生了大的剪切力。通過該剪切力將微細(xì)的纖維素纖維從纖維素纖維表面剝離，從而生成了微細(xì)纖維素纖維。其中，超聲波處理前的原料分散液中的纖維素的纖維直徑可以通過光學(xué)顯微鏡來確認(rèn)。另外，通過超聲波處理等生成的納米級的微細(xì)纖維素纖維的纖維直徑可以干燥除去分散液中的分散介質(zhì)之后通過SEM、TEM觀察來測量求出。其中，上述解纖處理(例如超聲波處理)之后，根據(jù)需要，也可以實施離心分離處理
坐寸ο尤其是，本發(fā)明優(yōu)選在使用過濾材料過濾而得到纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體之前實施解纖處理?！催^濾材料〉接著，對所使用的過濾材料進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明中使用的過濾材料的透水量為lOOml/m2 · s以下且初期拉伸彈性模量為20MPa以上。通過使用上述過濾材料，可以從分散液中效率良好地回收上述微細(xì)的纖維素纖維，且可以獲得具有更加良好表面性狀的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。(透水量)過濾材料的透水量為100ml/m2 · s以下。如果過濾材料的透水量在上述范圍內(nèi)，則可以效率良好地回收具有規(guī)定的平均纖維直徑的纖維素纖維，且可以獲得表面性狀優(yōu)異的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。其中，從膜殘留率的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選為70ml/m2 · s以下，更優(yōu)選為50ml/m2 · s以下，進(jìn)一步優(yōu)選為30ml/m2 · s以下，特別優(yōu)選為20ml/m2 · s以下。關(guān)于下限，通常優(yōu)選為5ml/m2 · s以上,更優(yōu)選為10ml/m2 · s以下。更具體而言，過濾材料的透水量為5 100ml/m2 *s,優(yōu)選為5 70ml/m2 *s,更優(yōu)選為5 50ml/m2 · s,進(jìn)一步優(yōu)選為10 30ml/m2 · s,特別優(yōu)選為10 20ml/m2 · S。透水量超過100ml/m2 · s時，濾液中含有的纖維素纖維的量增加，回收效率變差，且所得纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的表面性狀也惡化。另外，透水量過小時，發(fā)生分散介質(zhì)難以除去、過濾無法結(jié)束的問題。透水量的測定方法在下述實施例欄中詳細(xì)描述。(初期拉伸彈性模量)從過濾材料變形少、進(jìn)一步抑制作為支撐材料的網(wǎng)等的性狀向纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體表面的轉(zhuǎn)印性的觀點(diǎn)考慮，過濾材料的初期拉伸彈性模量為20MPa以上。其中，優(yōu)選為30MPa以上，更優(yōu)選為50MPa以上，優(yōu)選為500MPa以下。更具體而言，過濾材料的初期拉伸彈性模量為2(T500MPa，更優(yōu)選為3(T500MPa，進(jìn)一步優(yōu)選為5(T500MPa。
初期拉伸彈性模量為20MPa以上時，可抑制支撐材料的轉(zhuǎn)印性，纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的表面性狀良好。初期拉伸彈性模量為500MPa以下時，對過濾材料施加張力時，過濾材料變得平坦，因而優(yōu)選。初期拉伸彈性模量過高時，即使對過濾材料施加張力，過濾材料也可能不會變得平坦。但是，在紙制過濾材料的情況下，由于伸長率非常小，因此優(yōu)選為4000MPa以下。更具體而言，使用紙基材料作為過濾材料時的初期彈性模量為100(T6000MPa，優(yōu)選為 1500 5000MPa，進(jìn)一步優(yōu)選為 200(T4000MPa。(厚度)過濾材料的厚度通常優(yōu)選為90 μ m以上。如果過濾材料的厚度在上述范圍內(nèi)，則 可有效地實施過濾，且可抑制過濾材料的皺折、塑性變形等的發(fā)生，其結(jié)果，可以獲得表面凹凸少的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。過濾材料的厚度優(yōu)選為100 μ m以上，另外優(yōu)選為3mm以下，更優(yōu)選為Imm以下。更具體而言，過濾材料的厚度為100 μ nT3mm,優(yōu)選為100 μ nTlmm,更優(yōu)選為120 300 μ m,進(jìn)一步優(yōu)選為 150 μ πΓ200 μ m。厚度過厚時，在長條狀化的情況下，卷取直徑、重量增大，裝置上的負(fù)荷增大，因此，再考慮到經(jīng)濟(jì)制約，難以在連續(xù)生產(chǎn)工序上使用。(形狀)過濾材料的形狀可以根據(jù)使用目的適當(dāng)選擇最佳形狀。例如，可列舉出長條狀、圓狀和橢圓狀等。從在下述纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的連續(xù)制造工藝中的應(yīng)用的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選為長條狀。過濾材料為長條狀時，其寬度優(yōu)選為30cm以上，更優(yōu)選為Im以上，特別優(yōu)選為5m以上。另外，其寬度優(yōu)選為IOm以下，更優(yōu)選為Sm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為6m以下。過濾材料的長度優(yōu)選為50m以上，更優(yōu)選為IOOm以上，特別優(yōu)選為IOOOm以上。另外，過濾材料的長度優(yōu)選為20000m以下，更優(yōu)選為15000m以下，進(jìn)一步優(yōu)選為10000m以下。(材料)過濾材料的構(gòu)成材料只要滿足上述特性即可，對其沒有特別限制，可列舉出樹脂、纖維、金屬和陶瓷等，其中，優(yōu)選由纖維形成。作為纖維，例如可列舉出棉、麻和絲綢等天然纖維；人造絲、富纖(Polynosic)、銅氨纖維、醋酸酯纖維、三醋酸酯纖維和普羅米克斯(Promix)等再生纖維；以尼龍6和尼龍66為代表的聚酰胺系纖維；以及聚酯、丙烯酸系、聚氯乙烯、維尼綸、聚丙烯、聚氨酯、聚偏氯乙烯纖維和聚偏氟乙烯等合成纖維(合成樹脂纖維)等。其中，從兼顧分散介質(zhì)的易脫除性和纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的剝離性考慮，優(yōu)選為合成纖維。另外，由屬于天然纖維的纖維素形成的紙基材料可以用作過濾材料。紙基材料可以簡單地制造寬幅、長條狀的材料，且可以通過改變作為原料的紙漿的種類、紙漿的打漿度來控制紙的通水量，因此是非常優(yōu)選的。另外，也可以用耐水化劑、疏水化劑等容易地賦予基材以耐水性。另外，還可以用紙漿的種類、打漿度來控制拉伸彈性模量。過濾材料由上述纖維形成時，作為過濾材料，可以是無紡布、編織物、平紋組織、雙面組織、斜紋組織和緞紋組織等任何一種形態(tài)的纖維片(纖維布料)，從過濾材料表面的平滑性高、可抑制過濾材料的表面性狀的轉(zhuǎn)印的觀點(diǎn)、微細(xì)纖維素纖維的回收率高的觀點(diǎn)以及能夠制造廉價且寬幅長條狀(例如Im寬IOOm長)的材料的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選編織物或平紋組織，特別優(yōu)選編織物。(孔隙率)過濾材料的孔隙率只要過濾材料滿足上述透水量和初期拉伸彈性模量即可，對其沒有特別限制，優(yōu)選為60%以下，更優(yōu)選為40%以下。作為下限，優(yōu)選為10%以上?？紫堵蔬^大時，微細(xì)纖維素纖維的回收率惡化，孔隙率過小時，過濾速度變慢，生產(chǎn)率降低。其中，孔隙率可以使用氮吸附法、透射型電子顯微鏡(TEM)和掃描型電子顯微鏡(SEM)等來測定?！催^濾材料的優(yōu)選實施方式〉作為過濾材料的優(yōu)選實施方式，可列舉出將使用平均紗線粗細(xì)度f5d/f的纖維形成的布帛(布料)加熱加壓而得到的過濾材料。通過實施加熱加壓處理，纖維之間的間隙 被填埋，形成更平坦的表面，從而可抑制用于支撐過濾材料的支撐材料的表面性狀的轉(zhuǎn)印，且可以實現(xiàn)微細(xì)纖維素纖維的高回收效率和過濾時間的縮短。首先，對所使用的布帛(纖維布料)進(jìn)行說明，接著，對加熱加壓處理的條件進(jìn)行詳細(xì)描述?！床疾?d (旦尼爾)/f (單絲))作為形成布帛的纖維，優(yōu)選使用平均紗線粗細(xì)度為f 5d/f的纖維。通過使用上述范圍的纖維，通過微細(xì)纖維素纖維的過濾可以獲得具有優(yōu)選的孔隙形狀的過濾材料。平均紗線粗細(xì)度優(yōu)選為I. 2d/f以上，更優(yōu)選為I. 5d/f以上，進(jìn)一步優(yōu)選為I. 6d/f以上。另外，優(yōu)選為4. 5d/f以下，進(jìn)一步優(yōu)選為2. Od/f以下。更具體而言，平均紗線粗細(xì)度為I. 2^4. 5d/f，更優(yōu)選為I. 5^4. 5d/f，進(jìn)一步優(yōu)選為 I. 6 2. Od/f。d (旦尼爾)/f (單絲)的d (旦尼爾)用克單位表示9000m紗線的質(zhì)量。在細(xì)旦尼爾紗線的情況下，集束后作為一根紗線使用，表示集束了多少根紗線的是f (單絲)。d/f是9000m的質(zhì)量除以集束的紗線數(shù)量而算出的值。(材料)作為形成布帛的纖維，可列舉出上述例示的天然纖維、再生纖維和合成纖維等，其中，合成纖維是優(yōu)選的。在合成纖維當(dāng)中，聚酯、尼龍6和尼龍66等聚酰胺系纖維；聚丙烯；以及聚氨酯等是優(yōu)選的。其中，作為纖維，可以是含有兩種以上上述纖維(例如合成纖維)的混紡纖維。另外，作為所使用的纖維，優(yōu)選的是分割型復(fù)合纖維。分割型復(fù)合纖維是指由不同種纖維構(gòu)成且具有各成分交替排列的截面結(jié)構(gòu)的纖維，根據(jù)壓力或溶劑等，纖維可分割為2根以上。作為截面結(jié)構(gòu)，例如可列舉出放射狀、多層狀和十字狀等。使用該分割型復(fù)合纖維，進(jìn)行加熱加壓處理或溶劑處理，可以將過濾材料的孔隙變得更窄，結(jié)果，進(jìn)一步提高微細(xì)纖維素纖維的回收率。對分割型復(fù)合纖維的材質(zhì)沒有特別限制，從獲得的容易性和微細(xì)纖維素纖維的回收效率的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選用上述合成纖維構(gòu)成的分割型復(fù)合纖維。特別優(yōu)選選自聚酯和聚酰胺系纖維中的合成纖維的組合。其中，對分割型復(fù)合纖維的情況下的各纖維的重量百分率沒有特別限制。使用兩種纖維時，一種纖維的含有率優(yōu)選為5 95重量％，更優(yōu)選為6(Γ70重量％。另一種纖維的含有率優(yōu)選為5 95重量％，更優(yōu)選為3(Γ40重量％。分割型復(fù)合纖維的分割數(shù)也是任意的，具體而言，優(yōu)選使用4分割以上、更優(yōu)選使用8分割以上、最優(yōu)選使用12 32分割的分割型復(fù)合纖維。(織造方式)對形成布帛的纖維的織造方式?jīng)]有特別限制，可列舉出上述無紡布、編織物、平紋組織、雙面組織、斜紋組織和緞紋組織等。其中，如上述理由所述，優(yōu)選編織物和平紋織物，特別優(yōu)選編織物。 (單位面積重量)對實施了加熱加壓處理的布帛的單位面積重量沒有特別限制，從微細(xì)纖維素纖維的高回收率的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選為50g/m2以上，更優(yōu)選為100g/m2以上，且優(yōu)選為3000g/m2以下，更優(yōu)選為1000g/m2以下。更具體而言，實施了加熱加壓處理的布帛的單位面積重量優(yōu)選為5(T3000g/m2，更優(yōu)選為 10(Tl000g/m2。(紙基材料) 作為紙基材料,可列舉出優(yōu)質(zhì)紙、中質(zhì)紙、復(fù)印用紙、美術(shù)紙(art paper )、銅版紙、微涂布紙、牛皮紙等。作為紙基材料的原料，可列舉出化學(xué)紙漿、機(jī)械紙漿。作為化學(xué)紙漿，有牛皮紙漿(KP，蒸煮液為NaOH和Na2S)、多硫化物紙漿(SP，蒸煮液為NaOH和Na2Sx,X=2飛)、燒堿法紙漿(蒸煮液為NaOH)、亞硫酸鹽紙漿(蒸煮液為Na2S03)、碳酸鈉紙漿(蒸煮液為Na2CO3)以及氧堿法紙漿(蒸煮液為O2和NaOH)等。在這些當(dāng)中，牛皮紙漿從平滑性和成本方面考慮是優(yōu)選的。另外，紙漿可以使用未漂紙漿和漂白紙漿的任何一種。原料紙漿可以使用未打漿和打漿的任何一種，打漿會提高紙基材料的平滑性，因此是優(yōu)選的。紙漿的打漿度優(yōu)選為4(T450ml (JIS P8121的加拿大標(biāo)準(zhǔn)濾水度。以下相同)，更優(yōu)選為6(T400ml，特別優(yōu)選為8(T380ml。紙漿的打漿度超過450ml時，紙基材料的平滑性降低。紙漿的打漿度低于40ml時，紙基材料的透水性增高，微細(xì)纖維素纖維分散液的脫水速度下降，因而不優(yōu)選。為了提高紙基材料的強(qiáng)度，優(yōu)選在原料紙漿中適當(dāng)添加淀粉或聚丙烯酰胺等紙力增強(qiáng)劑、松香系施膠劑、烷基烯酮二聚體系施膠劑、ASA系施膠劑、硫酸鋁和蠟乳液等添加劑。紙基材料的基重優(yōu)選為3(T300g/m2，進(jìn)一步優(yōu)選為45 250g/m2，特別優(yōu)選為6(T200g/m2。低于30g/m2時，透水量增大，因此不優(yōu)選。超過300g/m2時，難以作為長條狀物進(jìn)行處理，因此不優(yōu)選。紙基材料的厚度優(yōu)選為50 μ πΓ350 μ m,進(jìn)一步優(yōu)選為70 μ πΓ300 μ m,特別優(yōu)選為90 μ πΓ250 μ m。50 μ m以上時，透水量增大，350 μ m以下時，容易作為長條狀物處理，因此是優(yōu)選的。紙的密度(基重除以厚度而得到的值)優(yōu)選為0. 5g/CnTl. 3g/cm3，特別優(yōu)選為0. 6 I. 2g/cm3。低于0. 5g/cm3時,透水量增大,而超過I. 3g/cm3時,脫水速度降低，因此不優(yōu)選。(厚度、形狀)
對實施了加熱加壓處理的布帛的厚度沒有特別限制，優(yōu)選為ΙΟΟμπι以上，更優(yōu)選為200 μ m以上,且優(yōu)選為5mm以下,更優(yōu)選為3mm以下。更具體而言，實施了加熱加壓處理的布帛的厚度優(yōu)選為100μπΓ5πιπι，更優(yōu)選為200 μ m 3mm。通過從上述范圍的厚度壓縮至規(guī)定的厚度(優(yōu)選為90 μ m以上的厚度)，使內(nèi)部的孔隙變得更狹窄，并進(jìn)一步提高微細(xì)纖維素纖維的回收率。對布帛的形狀沒有特別限制，可根據(jù)過濾材料的使用目的適當(dāng)選擇最佳形狀，例如，可列舉出長條狀、圓狀和橢圓狀等?！醇訜峒訅禾幚怼?
作為將上述布帛加熱加壓的處理，例如，可列舉出壓延處理和加熱壓制處理等。其中，從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選壓延處理。壓延處理例如使用金屬輥和彈性輥(樹脂制輥等)在高溫高壓下對布帛進(jìn)行處理，可使與金屬輥側(cè)接觸的布帛的表面性狀變得特別平滑。金屬輥的表面溫度可以根據(jù)所選擇的合成纖維的種類適當(dāng)選擇。例如，在聚酯/尼龍混紡的情況下，優(yōu)選為100°C以上，更優(yōu)選為150°C以上。作為上限，為250°C左右。作為壓延處理時的棍隙壓力，優(yōu)選為100kg/cm以上,更優(yōu)選為200 1000kg/cm?！催^濾方法〉對使用上述微細(xì)纖維素纖維分散液和過濾材料進(jìn)行過濾的方法沒有特別限制，例如，可以適當(dāng)選擇減壓過濾法、常壓過濾法、加壓過濾法等。對減壓過濾時的減壓條件沒有特別限制，優(yōu)選為-O. OlO'O. 099MPa，更優(yōu)選為-0. 040 -0· 095MPa。另外，對加壓過濾時的加壓條件沒有特別限制，優(yōu)選為0. 0Γ5ΜΡΒ,更優(yōu)選為
0.ΓIMPaο作為過濾裝置，可以使用公知的裝置。例如，可列舉出壓濾機(jī)、轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)或泵加壓式管道過濾機(jī)等。對過濾的方式?jīng)]有特別限制，可以按間歇式進(jìn)行，也可以連續(xù)地進(jìn)行。其中，從工業(yè)生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選連續(xù)地制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。S卩，優(yōu)選連續(xù)地進(jìn)行過濾的工藝(連續(xù)過濾方式)。以下，對連續(xù)地制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。圖I所示的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體制造裝置100包括供給過濾材料W的過濾材料供給部10 ;將微細(xì)纖維素纖維分散液供給至過濾材料W的表面的分散液供給部12 ;通過減壓處理從供給至過濾材料W的表面的微細(xì)纖維素纖維分散液中除去溶劑，并在過濾材料W上制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R的真空腔室部14A ;從過濾材料W的表面剝離所形成的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R的剝離部16 ;將在剝離部16剝離的過濾材料W回收的過濾材料回收部18 ;將在剝離部16剝離的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R干燥的干燥部20 ;以及將在干燥部20干燥的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R回收的結(jié)構(gòu)體回收部22。在各部之間配置有導(dǎo)向輥，由過濾材料供給部10供給的過濾材料W在導(dǎo)向輥的引導(dǎo)下輸送到各部，該輸送過程中在各部連續(xù)地實施處理。上述過濾材料W被卷繞成卷筒狀而設(shè)置在過濾材料供給部(過濾材料供給輥)10上，由上述供給部10依次供給。供給的過濾材料W介由導(dǎo)向輥24配置在輸送輥28和30上架設(shè)的環(huán)狀金屬絲網(wǎng)26上。輸送輥28和30由未圖示的驅(qū)動裝置驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，從而使金屬絲網(wǎng)26沿著箭頭的方向旋轉(zhuǎn)。在金屬絲網(wǎng)26的上側(cè)設(shè)置有用于供給微細(xì)纖維素纖維分散液的分散液供給部12，隔著金屬絲網(wǎng)26在與設(shè)置分散液供給部12的一側(cè)相反的側(cè)上，設(shè)置有真空腔室部14A。圖I中的分散液供給部12可以設(shè)置I個或2個以上。從分散液供給部12供給的微細(xì) 纖維素纖維分散液被供給至過濾材料W上，形成液膜。使用在與形成了液膜的過濾材料W的表面?zhèn)认喾匆粋?cè)配置的真空腔室部14A，將上述部分設(shè)定在減壓條件下，從而介由過濾材料W回收和除去液膜中含有的溶劑，在過濾材料W的表面上形成纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R。真空腔室部14A只要能產(chǎn)生減壓狀態(tài)或真空狀態(tài)即可，可以采用公知的裝置。在過濾材料W上形成的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R通過導(dǎo)向輥32，在剝離部16中分離為過濾材料W和纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R。在剝離部16的下游側(cè)配置有過濾材料回收部(過濾材料卷取輥)18，將已分離的過濾材料W卷取為卷筒狀并回收。另外，在剝離部16剝離的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R，為了除去所含有的溶劑而被輸送到干燥部20。干燥部20只要能除去溶劑即可，可以采用公知的各種方式。例如可列舉出熱風(fēng)循環(huán)方式、真空方式、遠(yuǎn)紅外線方式和加熱輥接觸式等。其中，優(yōu)選圖5A 圖5C所示的方式。如圖5A所示，可以將纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R按壓在PET制網(wǎng)眼織物40上，使用PTFE輥42A、42B、42C和42D在常溫下加壓，用吸收海綿輥44A和44B除去上述輥上附著的溶劑，從而將纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R干燥。另外，如圖5B所示，可以將纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R卷繞到加熱輥46上，從而使其干燥。另外，雖然在圖5B中沒有示出，但在將纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R卷繞到加熱輥46上而使其干燥時，可以從加熱輥的相反側(cè)對布狀的材料施加張力進(jìn)行按壓。此外，如圖5C所示，邊對2對以上的加熱輥46之間加壓邊使纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R通過加熱輥46之間，從而使其干燥。經(jīng)上述干燥部20干燥的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R在配置于干燥部20的下游側(cè)的結(jié)構(gòu)體回收部(結(jié)構(gòu)體卷取輥)22上卷繞成卷筒狀并回收。圖2所示的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體制造裝置102包括供給過濾材料W的過濾材料供給部10 ;卷繞所供給的過濾材料W的轉(zhuǎn)鼓狀真空腔室部14B ;貯存微細(xì)纖維素纖維分散液并浸潰在轉(zhuǎn)鼓狀真空腔室部14B上卷繞的過濾材料W，從而在其表面上形成纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R的分散液槽50A ;將所形成的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R從過濾材料W的表面上剝離的剝離部16 ;將在剝離部16剝離的過濾材料W回收的過濾材料回收部18 ;將在剝離部16剝離的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R干燥的干燥部20 ;以及將在干燥部20干燥的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R回收的結(jié)構(gòu)體回收部22。從過濾材料供給部10供給的過濾材料W介由導(dǎo)向輥52以在濾布Z上接觸的方式配置。作為濾布Z，只要具有規(guī)定的機(jī)械強(qiáng)度即可，對其種類沒有特別限制。其中，在附圖中沒有示出濾布Z的供給部，濾布Z沿著箭頭的方向輸送。過濾材料W在配置于導(dǎo)向輥52的下游的轉(zhuǎn)鼓狀真空腔室部14B的表面上卷繞的同時，在忙存有微細(xì)纖維素纖維分散液的分散液槽50A中浸潰。此時，在真空腔室部14B的真空部14C中產(chǎn)生減壓或真空狀態(tài)，在與分散液接觸的過濾材料W的表面上進(jìn)行過濾，并在該表面上形成纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R。過濾材料W從分散液槽50A介由導(dǎo)向輥54、56和58輸送。首先，濾布Z被卷取，接著，在剝離部16中分離為過濾材料W和纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R。在剝離部16的下游側(cè)配置有過濾材料回收部18，將已分離的過濾材料W卷取為卷筒狀并回收。另外，在剝離部16剝離的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R為了除去所含有的溶劑而被輸送到干燥部20。在上述干燥部20干燥的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R在干燥部20的下游側(cè)配置的結(jié)構(gòu)體回收部22中卷繞成卷筒狀并回收。圖3所示的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體制造裝置104包括供給過濾材料W的過濾材料供給部10 ;將微細(xì)纖維素纖維分散液供給至過濾材料W的表面的分散液供給部12 ;通過減壓處理從供給至過濾材料W的表面的微細(xì)纖維素纖維分散液中除去溶劑，并在過濾材料W上制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R的真空腔室部14A ;從過濾材料W的表面剝離所形成的纖 維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R的剝離部16 ;將在剝離部16剝離的過濾材料W回收的過濾材料回收部18 ;將在剝離部16剝離的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R干燥的干燥部20 ；以及將在干燥部20干燥的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R回收的結(jié)構(gòu)體回收部22。圖3中的分散液供給部12可以是I個或2個以上。從過濾材料供給部10供給的過濾材料W介由輸送輥60和導(dǎo)向輥62以在濾布Y上接觸的方式配置。作為濾布Y，只要具有規(guī)定的機(jī)械強(qiáng)度即可，對其種類沒有特別限制。濾布Y是在輸送棍60、64和66上架設(shè)的環(huán)狀帶。輸送棍60、64和66被未圖不的驅(qū)動裝置驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，由此濾布Y也旋轉(zhuǎn)。由分散液供給部12供給的微細(xì)纖維素纖維分散液被供給至過濾材料W上而形成液膜。此后，使用在與已形成液膜的過濾材料W的表面?zhèn)认喾匆粋?cè)配置的真空腔室部14A，將上述部分設(shè)定在減壓條件下，從而介由過濾材料W回收和除去液膜中含有的溶劑，在過濾材料W的表面上形成纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R。過濾材料W上所形成的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R通過導(dǎo)向輥68，在剝離部16中分離為過濾材料W和纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R。在剝離部16的下游側(cè)配置有過濾材料回收部18，將已分離的過濾材料W卷取為卷筒狀并回收。另外，在剝離部16剝離的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R為了除去所含有的溶劑而被輸送到干燥部20。在上述干燥部20干燥的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R在干燥部20的下游側(cè)配置的結(jié)構(gòu)體回收部22中卷繞成卷筒狀并回收。圖4所示的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體制造裝置106包括供給過濾材料W的過濾材料供給部10 ;貯存微細(xì)纖維素纖維分散液并浸潰過濾材料W的分散液槽50B ;通過減壓處理從與過濾材料W的表面接觸的微細(xì)纖維素分散液中除去溶劑并在過濾材料W上制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R的、在分散液槽50B的底部設(shè)置的真空腔室部14C ;將所形成的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R從過濾材料W的表面上剝離的剝離部16 ;將在剝離部16剝離的過濾材料W回收的過濾材料回收部18 ;將在剝離部16剝離的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R干燥的干燥部20 ;以及將在干燥部20干燥的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R回收的結(jié)構(gòu)體回收部22。從過濾材料供給部10供給的過濾材料W介由導(dǎo)向輥70以在濾布Z上接觸的方式配置。其中，附圖中沒有示出濾布Z的供給部，濾布Z沿著箭頭的方向輸送。過濾材料W被輸送至貯存有微細(xì)纖維素纖維分散液的分散液槽50B中，與分散液接觸。在分散液槽50B的底部隔著過濾材料W設(shè)置的真空腔室部14C中，形成減壓狀態(tài)或真空狀態(tài)，過濾材料W在真空腔室部14C上移動時，過濾材料W的表面上形成纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R。過濾材料W從分散液槽50B介由導(dǎo)向輥74、76和78輸送。首先，濾布Z被卷取，接著，在剝離部16中分離為過濾材料W和纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R。在剝離部16的下游側(cè)配置有過濾材料回收部18，將已分離的過濾材料W卷取為卷筒狀并回收。另外，在剝離部16剝離的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R為了除去所含有的溶劑而被輸送到干燥部20。在干燥部20干燥的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R在干燥部20的下游側(cè)配置的結(jié)構(gòu)體回收部22中卷繞成卷筒狀并回收。在上述纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體制造裝置100、102、104和106中，將過濾材料配置在金屬絲網(wǎng)、濾布上，但只要過濾材料具有充分的機(jī)械強(qiáng)度，這些不是特別必要的。另外，也可以將上述纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體制造裝置100、102、104和106設(shè)置2臺以上，在干燥部20處理之前或之后，將2個以上的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體R貼合、層疊。通常從過濾效率的觀點(diǎn)考慮，與單層相比，通過層疊而達(dá)成厚度的方式可提高生產(chǎn)率。<纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體>通過上述過濾方法獲得的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體是由上述微細(xì)的纖維素纖維構(gòu)成的(薄膜或薄片)。(干燥處理)通過上述方法獲得的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體可以根據(jù)需要實施干燥處理。該干燥可以是送風(fēng)干燥，也可以是減壓干燥，另外，還可以是加壓干燥。另外，也可以是加熱干燥。在加熱的情況下，溫度優(yōu)選為50°C以上，更優(yōu)選為80°C以上，另外，優(yōu)選為250°C以下，更優(yōu)選為150°C以下。更具體而言，加熱溫度為5(T250°C，優(yōu)選為8(T200°C，更優(yōu)選為10(Tl50°C。加熱溫度過低時，存在干燥費(fèi)時或干燥不充分的可能，而加熱溫度過高時，存在纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體著色或纖維素分解的可能。另外，在加壓的情況下，優(yōu)選為O. OlMPa以上，更優(yōu)選為O. IMPa以上，另外，優(yōu)選為5MPa以下，更優(yōu)選為2MPa以下。壓力過低時，干燥可能變得不充分，而壓力過高時，存在纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體被壓壞或纖維素分解的可能。(粗直徑纖維含有率)本發(fā)明的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體在浸滲于折射率I. 52的油中并用顯微鏡觀察時，優(yōu)選的是，纖維直徑400nm以上的纖維的體積百分率(以下有時將該比例稱為“粗直徑纖維含有率”)為5%以下。該粗直徑纖維含有率具體而言可以用在下述實施例的項中記載的方法來測定。該粗直徑纖維含有率過多時，由于存在較多纖維直徑比可見光波長粗的纖維素纖維，因此其自身的透明性低劣，另外，無法獲得高透明性的高分子纖維素復(fù)合體。該粗直徑纖維含有率優(yōu)選為少，更優(yōu)選為1%以下，特別優(yōu)選為O. 1%以下。、
<纖維素纖維復(fù)合體>纖維素纖維復(fù)合體是將上述纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體和基質(zhì)材料復(fù)合化而得到的復(fù)合體。基質(zhì)材料是填埋纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的孔隙的材料，優(yōu)選為高分子材料。其中，優(yōu)選的是，選自通過加熱會變成具有流動性的液體的熱塑性樹脂、通過加熱而聚合的熱固性樹脂和通過照射紫外線、電子束等活性能量射線而聚合固化的光(活性能量射線)固化性樹脂等中的一種以上的高分子材料或其前體(例如單體)。另外，在本發(fā)明中，高分子材料的前體是指所謂的單體和低聚物。作為這種基質(zhì)材料，可以使用W02009/081881號的段落

中記載的材料。另外，作為纖維素纖維復(fù)合體的制造方法，可以使用W02009/081881號的段落

中記載的方法。即，包括將上述纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體與基質(zhì)材料復(fù)合化的工序。〈用途〉上述纖維素纖維復(fù)合體可以形成具有高透明性、高強(qiáng)度和低吸水性且濁度小的復(fù)合體，光學(xué)特性優(yōu)異，因此適合作為液晶顯示器、等離子體顯示器、有機(jī)EL顯示器、場發(fā)射型顯示器、背投電視機(jī)(Rear Projection TV)等顯示器、基板、面板。另外，也適合于硅系太陽能電池和色素增感太陽能電池等太陽能電池用基板。在作為基板的用途中，可以與阻隔膜、ITO和TFT等層疊。另外，可適合用于汽車用窗材料、鐵路車輛用窗材料、住宅用窗材料和辦公室、工廠等的窗材料等。作為窗材料，根據(jù)需要，可以將氟覆膜和硬涂層膜等膜或耐沖擊性或耐光性的原料層疊。另外，利用低線膨脹系數(shù)、高彈性和高強(qiáng)度等特性，還可以作為除了透明材料用途以外的結(jié)構(gòu)材料使用。尤其是，可適合用作玻璃窗(glazing)、內(nèi)部裝飾材料、外板和保險杠等汽車材料，計算機(jī)的殼體、家電部件、包裝用材料、建筑材料、土木材料、水產(chǎn)材料以及其他工業(yè)用材料等。實施例以下通過制造例、實施例和比較例，進(jìn)一步具體地說明本發(fā)明，本發(fā)明只要不超出其主旨，就不受以下實施例限制。[評價方法]制造例、實施例和比較例中制作的試樣的物性等用下述的方法來評價。<微細(xì)纖維素纖維分散液中含有的纖維素纖維含量>微細(xì)纖維素纖維分散液中含有的纖維素纖維含量(重量％)的測定如下進(jìn)行根據(jù)JAPAN TAPPI No. 56“紙漿材料-分析用試樣的水分試驗方法”，求出分散介質(zhì)含量(重量％)，從100重量％減去該分散介質(zhì)含量，得出纖維素纖維含量。S卩，將干燥前的微細(xì)纖維素纖維分散液的重量設(shè)定為SI (g)，并將在105±2°C下干燥2小時之后在干燥器中冷卻至室溫之后的重量設(shè)定為LI (g)時，分散介質(zhì)(M重量％)和纖維素含量Cl (重量％)由下式求出M={(Sl-Ll)/SI}100 Cl=IOO-M<微細(xì)纖維素纖維分散液中的纖維素纖維的平均纖維直徑>微細(xì)纖維素纖維分散液中的纖維素纖維的平均纖維直徑通過在干燥除去分散液中的分散介質(zhì)之后，用SEM或TEM觀察來測量并求出。將隨機(jī)抽取的10個測定值的平均值作為平均纖維直徑。〈粗直徑纖維的確認(rèn)〉為了確認(rèn)不含400nm以上的粗直徑纖維，根據(jù)油浸滲法的觀察來實施。油浸滲法觀察如下進(jìn)行。首先將用下述方法制作的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體切斷為適當(dāng)?shù)某叽纾谳d玻片上浸滲在浸滲油(IMMERSION OIL TYPE B (折射率I. 52) CARGILLELABORATORIES公司制造)中，用蓋玻片覆蓋。在該狀態(tài)下放置12小時以上之后，用偏光顯微鏡(光學(xué)顯微鏡，Nikon Corporation制造)觀察。用偏光顯微鏡觀察時,選擇代表試樣形狀的視野之后，在正交偏振條件下觀察，對將試樣邊每隔15度旋轉(zhuǎn)邊以4倍的倍率拍攝的照片進(jìn)行合成，獲得不取決于面內(nèi)取向角的纖維形狀圖像。從所得照片確認(rèn)是否含有400nm
以上的粗直徑纖維。<過濾材料的厚度>使用膜厚計(IP65, Mitutoyo Corporation制造),對于所使用的過濾材料的任意位置進(jìn)行3 10個點(diǎn)的測定，將其平均值設(shè)為過濾材料的厚度。<過濾材料的透水量>將過濾材料切斷為Φ60mm圓形,將其載置在Φ60mm用的桐山漏斗上。將桐山漏斗設(shè)置在減壓過濾瓶上之后，用約IOml的脫礦質(zhì)水將過濾材料潤濕，減壓過濾至用肉眼觀察過濾材料上的脫礦質(zhì)水消失為止。在過濾瓶內(nèi)部返回至常壓之后，在過濾材料上注入30ml脫礦質(zhì)水，用秒表測定常壓下IOml的脫礦質(zhì)水通過的時間(透水時間)(水常溫，無壓差)。通過下式算出透水量，該測定實施5次，將其平均值設(shè)為過濾材料的透水量[ml/m2 秒]。其中，在下述壓延處理獲得的過濾材料的用金屬輥處理的面上注入上述脫礦質(zhì)水。[數(shù)學(xué)式I]
IO [ml]
透水量[ml/in2 ·秒=-Tmmmmm..........................
1J 30 [mm] X 30 [mm] χ 3.14 χ IO'6 χ 透水時間[秒其中，對于下述比較例I中使用的聚四氟乙烯的過濾材料，首先，用約IOml的乙醇將過濾材料潤濕，減壓過濾至用肉眼觀察過濾材料上的乙醇消失為止，然后使過濾瓶內(nèi)部返回至常壓，此后，用上述方法測定并計算。<過濾材料的初期拉伸彈性模量>根據(jù)JIS Κ7127，使用0RIENTEC Co.，LTD.制造的拉伸試驗機(jī)STA-1225和伸長率計U-4301B,測定初期拉伸彈性模量。由試驗片為試驗片類型2(b=20mm, L0=50mm, L=IOOmm,13=150mm)且拉伸速度為5mm/分鐘時獲得的應(yīng)變-應(yīng)力曲線算出初期的拉伸彈性模量。此時，將過濾材料的卷取方向設(shè)為試驗片的縱向。拉伸彈性模量用Et=(o 2-0 1)/( ε 2- ε I)來提供。Et為拉伸彈性模量[MPa]，σ I和σ 2是所測定的拉伸應(yīng)力[MPa]，ε I和ε 2是應(yīng)變量。ε 和ε2以可從圖獲得初期斜率的方式任意地設(shè)定?！茨埩袈省凳褂酶鬟^濾材料用下述制造例I的方法制作的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的重量A[g]除以使用比較例I的過濾材料(T100A090C)用下述制造例2的方法制作的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的重量Rl [g]，將所獲得的值乘以100，得到膜殘留率[重量％]。
膜殘留率(％)=A + R1X100〈支撐體的轉(zhuǎn)印性〉將下述過濾材料放置在作為支撐體的紗線直徑250 μ m、25目(紗線間距Imm)的氟樹脂PFA網(wǎng)上，用制造例I或制造例2的方法獲得纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。使用KEYENCECORPORATION制造的數(shù)字顯微鏡VHX-200和輪廓測量系統(tǒng)VHS-S15，進(jìn)行該纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的過濾材料面?zhèn)鹊男誀钣^察并測定凹凸與峰的間距。將纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的表面上轉(zhuǎn)印有屬于作為支撐體的氟樹脂PFA網(wǎng)的性狀的、約Imm間距等的情況評價為“B”，并將沒有轉(zhuǎn)印的情況評價為“A”?！次⒓?xì)纖維素纖維分散液的制造〉作為原料準(zhǔn)備美國松木粉(粒徑5(Γ250 μ m (平均粒徑138 μ m),宮下木材公司制 造)。接著，用下述工序?qū)嵤├w維素的精制處理。在木粉中添加調(diào)整至2重量％的碳酸鈉水溶液，邊在液溫78 82°C下不停攪拌邊加熱6小時。在該處理后濾去液體，用脫礦質(zhì)水對殘余木粉進(jìn)行洗滌并過濾。接著，在剩余的木粉中添加調(diào)整至O. 27重量％醋酸和I. 33重量％亞氯酸鈉的水溶液，在液溫78、2°C下加熱5小時。處理后濾去液體，用脫礦質(zhì)水對殘余木粉進(jìn)行洗滌并過濾。接著，在殘余木粉中添加調(diào)整至5重量％的氫氧化鈉水溶液，在常溫 30°C下靜置16小時。最后，用脫礦質(zhì)水對殘余木粉進(jìn)行洗滌并過濾，獲得纖維素。其中，在實施該精制處理時，包括過濾分離時在內(nèi)，不使纖維素完全干燥，制為總是被水潤濕的狀態(tài)(含水率50重量％以上)。在所得纖維素中添加脫礦質(zhì)水，制作3kg纖維素纖維含量被調(diào)整至O. 5重量％的纖維素纖維分散液。接著，進(jìn)行以下循環(huán)處理6小時將纖維素纖維分散液加入到罐中，使用泵以IOL/分鐘的流量導(dǎo)入到轉(zhuǎn)子在20000rpm下旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)式均化器(CLEARMIX CLM-2. 2S (轉(zhuǎn)子Rl/篩網(wǎng)S1. 0-24/帶有350ml間歇/連續(xù)式附件)M TECHNIQUE Co.，Ltd.制造)的容器內(nèi)，使其通過轉(zhuǎn)子和篩網(wǎng)后再返回罐中。此時，將容器內(nèi)的內(nèi)壓調(diào)整至O. 2MPa。另外，用5°C的夾套冷卻水將容器或罐冷卻，將處理液的溫度保持在25°C。進(jìn)行2次上述處理，獲得合計6kg的CLEARMIX處理纖維素纖維分散液。接著，使用超高壓均化器(Ultimizer HJP-25005 (單一噴嘴類型/細(xì)孔直徑150 μ m), SUGINO MACHINE LIMITED 制造)，在噴出壓力 245MPa 下對 6kg 的 CLEARMIX 處理纖維素纖維分散液進(jìn)行單程處理，獲得6kg的Ultimizer處理纖維素纖維分散液。進(jìn)而，將6kg的Ultimizer處理纖維素纖維分散液加入到罐中，使用泵以每分鐘4L的速度從超聲波處理裝置(UIP2000,Hielscher公司制造)的流動容器(flow vessel)下部導(dǎo)入，在輸出功率2000W、頻率20kHz下進(jìn)行超聲波處理。此時，用5°C的夾套冷卻水將處理液冷卻，其結(jié)果，液溫為15°C。將超聲波處理過的液體返回到罐中，邊循環(huán)邊處理2小時30分鐘,獲得5. 5kg超聲波處理纖維素纖維分散液。最后，將連續(xù)離心分離單元R18C設(shè)定在離心分離機(jī)(CR22，日立工機(jī)公司制造)上，一邊使空轉(zhuǎn)子在3000rpm下旋轉(zhuǎn),一邊使5. 5kg超聲波處理纖維素纖維分散液以每分鐘IOOml的速度通過。在轉(zhuǎn)子內(nèi)充滿超聲波處理纖維素分散液之后，將轉(zhuǎn)數(shù)增加到18000rpm。在轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到18000rpm的10分鐘之后采集上清液，獲得5kg的微細(xì)纖維素纖維含量O. 31wt%的微細(xì)纖維素纖維分散液。根據(jù)上述 Μ觀察，該微細(xì)纖維素纖維分散液中的微細(xì)纖維素纖維的平均纖維直徑為16nm。另外，根據(jù)上述油浸滲法觀察，完全沒有觀察到400nm以上的粗直徑纖維。根據(jù)廣角X射線衍射線形可以確認(rèn)分散液中的微細(xì)纖維素纖維是纖維素I型結(jié)晶結(jié)構(gòu)。<制造例I :纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造1>將下述過濾材料設(shè)置在減壓過濾用的過濾漏斗(filter holder) (KG-90 ( Φ90ι πι直徑)ADVANTEC CO.，LTD.制造)。接著，用脫礦質(zhì)水將上述制造的微細(xì)纖維素纖維分散液稀釋，將纖維素纖維濃度設(shè)定為O. 13重量％，并將分散液量設(shè)定為150g，在減壓條件下(_0.09MPa)開始過濾。剛開始后，投入30ml的2-丙醇，繼續(xù)過濾。過濾結(jié)束后，將在過濾材料上殘留的微細(xì)纖維素纖維的堆積物從過濾材料上剝離，在溫度120°C、壓力2MPa下進(jìn)行5分鐘壓縮干燥，從而獲得纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。
<制造例2 :纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造2>將下述過濾材料設(shè)置在減壓過濾用的過濾漏斗(KG-90 ( Φ 90mm直徑)ADVANTECCO. , LTD.制造)。接著，用約IOml 2-丙醇將過濾材料潤濕，過濾至肉眼觀察過濾材料上的2-丙醇消失為止，然后使過濾瓶內(nèi)部返回到常壓。用脫礦質(zhì)水將上述制造的微細(xì)纖維素纖維分散液稀釋，將纖維素纖維濃度設(shè)定為O. 13重量％，并將分散液量設(shè)定為150g，在減壓條件下(_0.09MPa)開始過濾。剛開始后，投入30ml的2-丙醇，繼續(xù)過濾。過濾結(jié)束后，將在過濾材料上殘留的微細(xì)纖維素纖維的堆積物從過濾材料上剝離，在溫度120°C、壓力2MPa下進(jìn)行5分鐘壓縮干燥，從而獲得纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體?！磳嵤├?>將作為編織物的布帛(平均紗線粗細(xì)度2. Od/f (50d/25f)，組成聚酯70重量％/尼龍30重量％ (分割型復(fù)合纖維)，厚度370 μ m,單位面積重量180g/m2)進(jìn)行壓延處理，制造過濾材料(5025SDY)。所得過濾材料(5025SDY)的厚度為180μπι，透水量為17.0ml/
m2 ·秒。使用所得過濾材料，按照上述制造例I的方法，制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。過濾材料的初期拉伸彈性模量為220MPa。另外，作為纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的表面性狀，確認(rèn)僅有編織物來源的表面性狀(凹凸45μπι，間距168μπι)，確認(rèn)沒有網(wǎng)來源的表面性狀等，無支撐體的轉(zhuǎn)印。結(jié)果在表I中示出。其中，向進(jìn)行壓延處理而得到的過濾材料的金屬輥處理面上注入了分散液。〈實施例2>將作為編織物的布帛(平均紗線粗細(xì)度1. 6d/f(50d/32f)，組成聚酯60重量％/尼龍40重量％ (分割型復(fù)合纖維)，厚度390 μ m，單位面積重量160g/m2)進(jìn)行壓延處理，制造過濾材料(535CL)。所得過濾材料(535CL)的厚度為165 μ m，透水量為29. Oml/m2 ·秒。使用所得過濾材料，按照上述制造例I的方法，制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。過濾材料的初期拉伸彈性模量為260MPa。結(jié)果在表I中示出。其中，向進(jìn)行壓延處理而得到的過濾材料的金屬輥處理面上注入了分散液。<實施例3>將作為編織物的布帛(平均紗線粗細(xì)度1. 6d/f(50d/32f)，組成聚酯60重量％/尼龍40重量％ (分割型復(fù)合纖維)，厚度360 μ m,單位面積重量155g/m2)進(jìn)行壓延處理，制造過濾材料(500ASCL)。所得過濾材料(500ASCL)的厚度為172 μ m，透水量為49. Oml/m2 ·秒。使用所得過濾材料，按照上述制造例I的方法，制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。過濾材料的初期拉伸彈性模量為lOOMPa。結(jié)果在表I中示出。其中，向進(jìn)行壓延處理而得到的過濾材料的金屬輥處理面上注入了分散液。
<實施例4>使用優(yōu)質(zhì)紙(基重70g/m2，厚度100 μ m, LBKP,纖維直徑18 μ m，王子制紙公司制造)作為過濾材料，按照上述制造例I的方法，制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。過濾材料的透水量為25ml/m2 ·秒，初期拉伸彈性模量為3500MPa，膜殘留率為95%。<實施例5>使用優(yōu)質(zhì)紙(基重100g/m2,厚度130 μ m, LBKP,纖維直徑18 μ m,王子制紙公司制造)作為過濾材料，按照上述制造例I的方法，制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。過濾材料的透水量為19ml/m2 ·秒，初期拉伸彈性模量為3800MPa，膜殘留率為96%。<比較例1>使用T100A090C (PTFE 膜濾器(孔徑 I. O μ m)，ADVANTEC CO.，LTD.制造)作為過濾材料，按照上述制造例2的方法，制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。過濾材料的厚度為82 μ m,透水量為68.0ml/m2·秒。另外，過濾材料的初期拉伸彈性模量為lOMPa。作為纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的表面性狀，確認(rèn)沒有編織物來源的表面性狀，且確認(rèn)有包括網(wǎng)來源的間距間隔(凹凸118 μ m，間距1039 μ m)的表面性狀，有支撐體的轉(zhuǎn)印。結(jié)果在表I中示出。<比較例2>使用NT20(Shikishima Canvas Co. , Ltd.制造)作為過濾材料，按照上述制造例I的方法，制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。過濾材料的厚度為100 μ m,透水量為136. 0ml/m2 秒。另外，過濾材料的初期拉伸彈性模量為lOOMPa。結(jié)果在表I中示出?！幢容^例3>使用PET6HD (聚酯交叉網(wǎng)(孔眼6 μ m)，SEMI TEC CORPORATION制造)作為過濾材料，按照上述制造例I的方法，制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。然而，過濾材料上沒有殘留微細(xì)纖維素纖維，膜殘留率為0%。其中，過濾材料的厚度為80 μ m,透水量為322. 0ml/m2 ·秒。另外，過濾材料的初期拉伸彈性模量為400MPa。結(jié)果在表I中示出。<比較例4>使用咖啡濾紙用原紙(基重30g/m2，厚度50 μ m,麻衆(zhòng)，纖維直徑32 μ m,王子特殊紙公司制造)作為過濾材料，按照上述制造例I的方法，制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。過濾材料的透水量為230ml/m2 ·秒，初期拉伸彈性模量為6500MPa，膜殘留率為23%。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其包括使用透水量lOOml/m2-s以下且初期拉伸彈性模量20MPa以上的過濾材料，將含有平均纖維直徑為Γ ΟΟηπι的微細(xì)纖維素纖維的微細(xì)纖維素纖維分散液過濾，獲得纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述過濾材料是由選自由合成樹脂纖維、再生纖維和天然纖維組成的組中的至少一種纖維形成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述過濾材料是將使用平均紗線粗細(xì)度f 5d/f的纖維形成的布帛加熱加壓處理而得到的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述布帛的厚度為100 μ m以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述布帛是紡織物、編織物或無紡布。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述過濾材料是由紙基材料形成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述紙基材料具有90 μ m以上的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求2 5的任一項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述纖維是分割型復(fù)合纖維。
9.根據(jù)權(quán)利要求廣8的任一項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其包括在使用所述過濾材料過濾而得到纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體之前，對分散有纖維素的原料分散液實施解纖處理，獲得所述微細(xì)纖維素纖維分散液。
10.一種纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體，其是利用權(quán)利要求廣9的任一項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法而得到的。
11.一種纖維素纖維復(fù)合體，其是將權(quán)利要求10所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體與基質(zhì)材料復(fù)合化而得到的。
12.—種纖維素纖維復(fù)合體的制造方法，其包括在權(quán)利要求廣9的任一項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法中包含的、使用過濾材料過濾而得到纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體， 還包括將所述纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體與基質(zhì)材料復(fù)合化。
13.一種過濾材料，其用于將含有平均纖維直徑Γ ΟΟηπι的纖維素纖維的微細(xì)纖維素纖維分散液過濾，所述過濾材料的透水量為lOOml/m2-s以下且初期拉伸彈性模量為20MPa以上。
14.一種纖維素纖維分散液的過濾方法，其包括使用透水量lOOml/m2 · s以下且初期拉伸彈性模量20MPa以上的過濾材料，將含有平均纖維直徑為Γ ΟΟηπι的纖維素纖維的微細(xì)纖維素纖維分散液過濾，獲得纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。
15.根據(jù)權(quán)利要求f5、8、9和12的任一項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其包括在使用所述過濾材料過濾而得到纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體之前，對分散有纖維素的原料分散液實施解纖處理，獲得所述微細(xì)纖維素纖維分散液； 所述過濾材料是將使用平均紗線粗細(xì)度f 5d/f的纖維形成的布帛加熱加壓處理而得到的；所述布帛的厚度為IOOym以上； 所述纖維是分割型復(fù)合纖維。
16.根據(jù)權(quán)利要求1、6和7的任一項所述的纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其包括在使用所述過濾材料過濾而得到纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體之前，對分散有纖維素的原料分散液實施解纖處理，獲得所述微細(xì)纖維素纖維分散液； 所述過濾材料是由紙基材料形成的， 所述紙基材料具有90 μ m以上的厚度。
全文摘要
本發(fā)明涉及纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其包括使用透水量100ml/m2·s以下且初期拉伸彈性模量20MPa以上的過濾材料，將含有平均纖維直徑為4~100nm的微細(xì)纖維素纖維的微細(xì)纖維素纖維分散液過濾，獲得纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體。本發(fā)明可提供纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體的制造方法，其能夠從含有具有納米級的平均纖維直徑的微細(xì)纖維素纖維的分散液中有效地回收微細(xì)纖維素纖維，制造纖維素纖維平面結(jié)構(gòu)體，還能夠應(yīng)用于連續(xù)工藝等。
文檔編號D21F1/10GK102741477SQ2011800075
公開日2012年10月17日 申請日期2011年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者河向隆, 荻田尚秀, 藤原毅 申請人:三菱化學(xué)株式會社, 王子制紙株式會社