(57)【要約】【課題】各種有機溶媒に配合した際に、安定分散可能な、熱的・化学的に安定な構造を有する改質セルロース繊維、及び、該改質セルロース繊維を効率良く製造する方法に関すること。【解決手段】平均繊維径が５μｍ以上である改質セルロース繊維であって、下記一般式（１）で表される置換基及び下記一般式（２）で表される置換基から選ばれる１種又は２種以上の置換基がエーテル結合を介してセルロース繊維に結合しており、セルロースＩ型結晶構造を有する、改質セルロース繊維。      −ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−Ｒ１            （１）      −ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２−（ＯＡ）ｎ−Ｏ−Ｒ１            （２）〔式中、一般式（１）及び一般式（２）におけるＲ１はそれぞれ独立して炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示し、一般式（２）におけるｎは０以上５０以下の数、Ａは炭素数１以上６以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基を示す〕【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均繊維径が５μｍ以上である改質セルロース繊維であって、下記一般式（１）で表される置換基及び下記一般式（２）で表される置換基から選ばれる１種又は２種以上の置換基がエーテル結合を介してセルロース繊維に結合しており、セルロースＩ型結晶構造を有する、改質セルロース繊維。
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−Ｒ１            （１）
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２−（ＯＡ）ｎ−Ｏ−Ｒ１            （２）
〔式中、一般式（１）及び一般式（２）におけるＲ１はそれぞれ独立して炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示し、一般式（２）におけるｎは０以上５０以下の数、Ａは炭素数１以上６以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基を示す〕
【請求項２】
下記一般式（３）で表される改質セルロース繊維である、請求項１に記載の改質セルロース繊維。
【化１】
2017052939.tif 000018
〔式中、Ｒは同一又は異なって、水素、もしくは前記一般式（１）で表される置換基及び前記一般式（２）で表される置換基から選ばれる置換基を示し、ｍは２０以上３０００以下の整数を示し、但し、すべてのＲが同時に水素である場合を除く〕
【請求項３】
一般式（１）で表される置換基及び一般式（２）で表される置換基から選ばれる置換基の導入率が無水グルコースユニット１モルに対し０．００１モル以上１．５モル以下である、請求項１又は２に記載の改質セルロース繊維。
【請求項４】
一般式（２）で表される置換基における、ｎが０以上２０以下の数、Ａが炭素数２以上３以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基である、請求項１〜３いずれかに記載の改質セルロース繊維。
【請求項５】
平均繊維径が５μｍ以上のセルロース系原料に対し、塩基存在下、１分子あたりの総炭素数が５以上３２以下のノニオン性酸化アルキレン化合物及び１分子あたりの総炭素数が５以上１００以下のノニオン性グリシジルエーテル化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を、エーテル結合を介して導入することを特徴とする、平均繊維径が５μｍ以上である改質セルロース繊維であって、下記一般式（１）で表される置換基及び下記一般式（２）で表される置換基から選ばれる１種又は２種以上の置換基がエーテル結合を介してセルロース繊維に結合しており、セルロースＩ型結晶構造を有する改質セルロース繊維の製造方法。
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−Ｒ１            （１）
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２−（ＯＡ）ｎ−Ｏ−Ｒ１            （２）
〔式中、一般式（１）及び一般式（２）におけるＲ１はそれぞれ独立して炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示し、一般式（２）におけるｎは０以上５０以下の数、Ａは炭素数１以上６以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基を示す〕
【請求項６】
塩基が、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、１〜３級アミン、４級アンモニウム塩、イミダゾール及びその誘導体、ピリジン及びその誘導体、並びにアルコキシドから選ばれる１種又は２種以上である、請求項５に記載の改質セルロース繊維の製造方法。
【請求項７】
塩基の量が、セルロース系原料中の無水グルコースユニットに対し０．０１等量以上１０等量以下である、請求項５又は６に記載の改質セルロース繊維の製造方法。
【請求項８】
改質セルロース繊維が下記一般式（３）で表される、請求項５〜７いずれかに記載の改質セルロース繊維の製造方法。
【化２】
2017052939.tif 000019
〔式中、Ｒは同一又は異なって、水素、もしくは前記一般式（１）で表される置換基及び前記一般式（２）で表される置換基から選ばれる置換基を示し、ｍは２０以上３０００以下の整数を示し、但し、すべてのＲが同時に水素である場合を除く〕
【請求項９】
改質セルロース繊維における、一般式（１）で表される置換基及び一般式（２）で表される置換基から選ばれる置換基の導入率が無水グルコースユニット１モルに対し０．００１モル以上１．５モル以下である、請求項５〜８いずれかに記載の改質セルロース繊維の製造方法。
【請求項１０】
改質セルロース繊維における、一般式（２）で表される置換基のｎが０以上２０以下の数、Ａが炭素数２以上３以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基である、請求項５〜９いずれかに記載の改質セルロース繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改質セルロース繊維に関する。更に詳しくは、日用雑貨品、家電部品、自動車部品、３次元造形用樹脂等にフィラーとして好適に配合し得る改質セルロース繊維、ならびに該改質セルロース繊維の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有限な資源である石油由来のプラスチック材料が多用されていたが、近年、環境に対する負荷の少ない技術が脚光を浴びるようになり、かかる技術背景の下、天然に多量に存在するバイオマスであるセルロース繊維を用いた材料が注目されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ミクロフィブリルの表面に存在するヒドロキシル官能基が、当該ヒドロキシル官能基と反応することが可能な、少なくとも一つの有機化合物によりエーテル化され、その際の表面置換度（ＤＳＳ）が少なくとも０．０５であることを特徴とする、変性表面を有するセルロースミクロフィブリルが開示されている。当該ミクロフィブリルは、エラストマー組成物中に均質に分散して、優れた機械的強度を示すことが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、表面に少なくとも０．０５の表面置換度（ＤＳＳ）でエーテル基で置換されたセルロースマイクロファイバーが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、セルロース繊維シートの調製に用いるのに好適な、優れた透明性、非着色性、低線膨張係数、高弾性率を有するセルロース複合材料として、木質から得られる解繊前のセルロースを芳香環含有置換基で修飾した後に、平均繊維径１００ｎｍ以下に解繊して、修飾セルロース繊維分散液を得る方法が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、有機溶媒中での分散安定性に優れる微細セルロース繊維として、カルボキシル基含有量０．１〜３ｍｍｏｌ／ｇの微細セルロース繊維に界面活性剤を吸着させた微細セルロース複合体が開示されている。
【０００７】
特許文献５には、有機溶媒と、該有機溶媒と反応しない修飾剤とを含む分散媒中に多糖類を添加して微細化することを特徴とする、セルロースの微細化方法が開示されている。ここで、修飾剤としては、酸無水物、酸ハライド、イソシアネート、及びシランカップリング剤が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００２−５２４６１８号公報
【特許文献２】ＦＲ２８００３７８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１６９９５号公報
【特許文献４】特開２０１１−１４０７３８号公報
【特許文献５】特開２００９−２６１９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１、２において具体的に開示されている微細セルロース繊維は、原料のセルロースを微細化した後に、修飾剤で表面の改質を行う方法によって調製されている。しかし、本発明者らが、当該方法に従って微細セルロース繊維を調製したところ、有機溶媒での分散性が十分ではなく、製造面においても溶媒や薬品使用量が多く、実用的な生産性が得られないことが判明した。
【００１０】
また、特許文献３におけるセルロース複合材料は、抄紙することを前提として水分散液として調製されていることから、分散媒体が有機溶媒になると分散性が低下することは容易に想到される。
【００１１】
特許文献４において開示されている微細セルロース繊維複合体は、有機溶媒での分散性が良好なことが記載されているが、微細化後の表面修飾であったり、その修飾方法がイオン結合を利用したものであることから、実用的な生産性の観点及び熱的／化学的な安定性の観点から更なる改良が求められる。
【００１２】
特許文献５において具体的に開示されている微細化セルロース繊維は、修飾剤が無水酢酸、無水酪酸、酪酸クロライドであり、その結合様式がエステル結合である。しかしながら、エステル結合では塩基性条件下に弱いこと、またポリエステル樹脂と複合化した際にエステル交換が起こり、樹脂強度を低下することが懸念され、使用場面が非常に限定的であることが容易に想到される。
【００１３】
上記を鑑みて、本発明は、各種有機溶媒に配合した際に、安定分散可能な、熱的・化学的に安定な構造を有する改質セルロース繊維、及び、該改質セルロース繊維を効率良く製造する方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そこで、本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、セルロース原料にエーテル結合を介して修飾基を導入することで、微細化工程を行ってから修飾基を導入しなくても、有機溶媒中での分散性が良好なセルロース繊維が効率よく得られることを見出した。
【００１５】
即ち、本発明は、下記〔１〕〜〔２〕に関する。
〔１〕  平均繊維径が５μｍ以上である改質セルロース繊維であって、下記一般式（１）で表される置換基及び下記一般式（２）で表される置換基から選ばれる１種又は２種以上の置換基がエーテル結合を介してセルロース繊維に結合しており、セルロースＩ型結晶構造を有する、改質セルロース繊維。
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−Ｒ１            （１）
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２−（ＯＡ）ｎ−Ｏ−Ｒ１            （２）
〔式中、一般式（１）及び一般式（２）におけるＲ１はそれぞれ独立して炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示し、一般式（２）におけるｎは０以上５０以下の数、Ａは炭素数１以上６以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基を示す〕
〔２〕  平均繊維径が５μｍ以上のセルロース系原料に対し、塩基存在下、１分子あたりの総炭素数が５以上３２以下のノニオン性酸化アルキレン化合物及び１分子あたりの総炭素数が５以上１００以下のノニオン性グリシジルエーテル化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を、エーテル結合を介して導入することを特徴とする、平均繊維径が５μｍ以上である改質セルロース繊維であって、下記一般式（１）で表される置換基及び下記一般式（２）で表される置換基から選ばれる１種又は２種以上の置換基がエーテル結合を介してセルロース繊維に結合しており、セルロースＩ型結晶構造を有する、改質セルロース繊維の製造方法。
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−Ｒ１            （１）
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２−（ＯＡ）ｎ−Ｏ−Ｒ１            （２）
〔式中、一般式（１）及び一般式（２）におけるＲ１はそれぞれ独立して炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示し、一般式（２）におけるｎは０以上５０以下の数、Ａは炭素数１以上６以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基を示す〕
【発明の効果】
【００１６】
本発明の改質セルロース繊維は、有機溶媒に配合した際に良好な安定分散及び増粘作用を示し、さらに該改質セルロース繊維を樹脂と複合化することで得られる樹脂組成物の機械的強度や耐熱性、寸法安定性を向上させるという優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［改質セルロース繊維］
本発明の改質セルロース繊維は、セルロース繊維表面に特定の置換基がエーテル結合を介して結合していることを特徴とする。なお、本明細書において、「エーテル結合を介して結合」とは、セルロース繊維表面の水酸基に修飾基が反応して、エーテル結合した状態を意味する。
【００１８】
本発明の改質セルロース繊維が、有機溶媒中での分散性に優れる理由は、次のように考えられる。セルロースは、一般に、その表面水酸基による水素結合で凝集してミクロフィブリルの束を形成するが、本発明の改質セルロース繊維は、表面水酸基に特定の修飾基を導入する反応を行うことで、該修飾基がセルロース繊維骨格のセルロース鎖に直接エーテル結合するため、セルロースの結晶構造を維持した、疎水化セルロース繊維となる。また、導入された修飾基が特定鎖長のアルキル基末端を有することから、立体斥力による反発が得られるため、有機溶媒中での分散性に優れる。従って、本発明の改質セルロース繊維は有機溶媒中で均一に分散し、かつ、結晶構造が安定して維持されやすいことから、該改質セルロース繊維を樹脂と複合化することで得られる樹脂組成物の機械的強度が向上し、また、耐熱性や寸法安定性が良好なものとなる。ただし、これらの推測は、本発明を限定するものではない。
【００１９】
（平均繊維径）
本発明の改質セルロース繊維は、平均繊維径が５μｍ以上であるが、取扱い性、入手性、及びコストの観点から、好ましくは７μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上である。また、上限は特に設定されないが、取扱い性の観点から、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは７０μｍ以下、更に好ましくは５０μｍ以下、更に好ましくは４０μｍ以下、更に好ましくは３０μｍ以下である。なお、本明細書において、セルロース繊維の平均繊維径は、以下の方法に従って測定することができる。
【００２０】
具体的には、例えば、絶乾したセルロース繊維をイオン交換水中で家庭用ミキサー等を用いて攪拌して繊維を解した後、さらにイオン交換水を加え均一になるよう攪拌して得られた水分散液の一部を、メッツォオートメーション社製の「Ｋａｊａａｎｉ  Ｆｉｂｅｒ  Ｌａｂ」にて分析する方法が挙げられる。かかる方法により、平均繊維径がマイクロオーダーの繊維径を測定することができる。なお、詳細な測定方法は実施例に記載の通りである。
【００２１】
（修飾基）
本発明の改質セルロース繊維における修飾基は、以下の一般式（１）で表される置換基及び一般式（２）で表される置換基であり、これらの置換基群は単独で又は任意の組み合わせで導入される。なお、導入される修飾基が前記置換基群のいずれか一方の場合であっても、各置換基群においては同一の置換基であっても２種以上が組み合わさって導入されてもよい。
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−Ｒ１            （１）
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２−（ＯＡ）ｎ−Ｏ−Ｒ１            （２）
〔式中、一般式（１）及び一般式（２）におけるＲ１はそれぞれ独立して炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示し、一般式（２）におけるｎは０以上５０以下の数、Ａは炭素数１以上６以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基を示す〕
【００２２】
一般式（１）におけるＲ１は、炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基である。アルキル基の炭素数は、３以上３０以下であるが、得られる樹脂組成物の機械的強度、耐熱性、及び寸法安定性の観点から、好ましくは４以上、より好ましくは６以上であり、入手性及び反応性向上の観点から、好ましくは２０以下、より好ましくは１６以下、更に好ましくは１２以下、より更に好ましくは１０以下である。具体的には、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基、トリアコンチル基等が例示される。
【００２３】
また、一般式（１）におけるＲ１は、分散剤である有機溶媒等の種類にもよるが、増粘作用の観点から、以下の範囲が好ましい。
・ＳＰ値１１以上１３以下の有機溶媒の場合：好ましくは３以上、より好ましくは４以上であり、好ましくは１２以下、より好ましくは１０以下である。
・ＳＰ値９．２以上１１未満の有機溶媒の場合：好ましくは５以上、より好ましくは６以上であり、好ましくは１４以下、より好ましくは１２以下である。
・ＳＰ値９．２未満の有機溶媒の場合：好ましくは８以上、より好ましくは１０以上であり、好ましくは２０以下、より好ましくは１８以下である。
なお、ここで、ＳＰ値１１以上１３以下の有機溶媒としては、ジメチルホルムアミド、エタノール、アセトニトリル、イソプロピルアルコール等が例示され、ＳＰ値９．２以上１１未満の有機溶媒としては、メチルエチルケトン、アセトン、クロロホルム、ジオキサン等が例示され、ＳＰ値９．２未満の有機溶媒としては、トルエン、キシレン、酢酸エチル等が例示される。また、ＳＰ値とは、Ｆｅｄｏｒｓ法で計算される溶解度パラメーター（単位：(cal/cm3)1/2）を示し、例えば、参考文献「ＳＰ値基礎・応用と計算方法」（情報機構社，２００５年）、Ｐｏｌｙｍｅｒ  ｈａｎｄｂｏｏｋ  Ｔｈｉｒｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ（Ａ  Ｗｉｌｅｙ-Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ  ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ，１９８９）等に記載されている。
【００２４】
一般式（２）におけるＲ１は、炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基である。アルキル基の炭素数は、３以上３０以下であるが、得られる樹脂組成物の機械的強度、耐熱性、及び寸法安定性の観点から、好ましくは４以上、より好ましくは６以上であり、入手性及び反応性向上の観点から、好ましくは２０以下、より好ましくは１６以下、更に好ましくは１２以下である。具体的には、前記した一般式（１）におけるＲ１と同じものが挙げられる。
【００２５】
また、一般式（２）におけるＲ１は、分散媒である有機溶媒等の種類にもよるが、増粘作用の観点から、以下の範囲が好ましい。なお、ここでの有機溶媒は前述の通りである。
・ＳＰ値１１以上１３以下の有機溶媒の場合：好ましくは４以上、より好ましくは６以上であり、好ましくは１４以下、より好ましくは１２以下、更に好ましくは１０以下である。
・ＳＰ値９．２以上１１未満の有機溶媒の場合：好ましくは８以上、より好ましくは１０以上であり、好ましくは１６以下、より好ましくは１４以下である。
・ＳＰ値９．２未満の有機溶媒の場合：好ましくは１０以上、より好ましくは１２以上であり、好ましくは２２以下、より好ましくは２０以下である。
【００２６】
一般式（２）におけるＡは、炭素数１以上６以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基であり、隣接する酸素原子とオキシアルキレン基を形成する。Ａの炭素数は１以上６以下であるが、入手性及びコストの観点から、好ましくは２以上であり、同様の観点から、好ましくは４以下、より好ましくは３以下である。具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基等が例示され、なかでも、エチレン基、プロピレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。
【００２７】
一般式（２）におけるｎは、アルキレンオキサイドの付加モル数を示す。ｎは０以上５０以下の数であるが、入手性及びコストの観点から、好ましくは３以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは１０以上であり、同様の観点及び得られる樹脂組成物の機械的強度、耐熱性、及び寸法安定性の観点から、好ましくは４０以下、より好ましくは３０以下、更に好ましくは２０以下、更に好ましくは１５以下である。
【００２８】
一般式（２）におけるＡとｎの組み合わせとしては、反応性及び立体斥力発現による増粘効果の観点から、好ましくはＡが炭素数２以上３以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基で、ｎが０以上２０以下の数の組み合わせであり、より好ましくはＡが炭素数２以上３以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基で、ｎが５以上１５以下の数の組み合わせである。
【００２９】
一般式（１）で表される置換基の具体例としては、例えば、プロピルヒドロキシエチル基、ブチルヒドロキシエチル基、ペンチルヒドロキシエチル基、ヘキシルヒドロキシエチル基、ヘプチルヒドロキシエチル基、オクチルヒドロキシエチル基、ノニルヒドロキシエチル基、デシルヒドロキシエチル基、ウンデシルヒドロキシエチル基、ドデシルヒドロキシエチル基、ヘキサデシルヒドロキシエチル基、オクタデシルヒドロキシエチル基、イコシルヒドロキシエチル基、トリアコンチルヒドロキシエチル基等が挙げられる。
【００３０】
一般式（２）で表される置換基の具体例としては、例えば、３−ブトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ヘキトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ヘキトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−オクトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−オクトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、６−エチル―３−ヘキトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、６−エチル―３−ヘキトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−デトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−デトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ウンデトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ウンデトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ドデトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ドデトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ヘキサデトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ヘキサデトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−オクタデトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−オクタデトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基等が挙げられる。なお、アルキレンオキサイドの付加モル数は０以上５０以下であればよく、例えば、前記したエチレンオキシド等のオキシアルキレン基を有する置換基において付加モル数が１０、１２、１３、２０モルの置換基が例示される。
【００３１】
（導入率）
本発明の改質セルロース繊維において、セルロースの無水グルコースユニット１モルに対する前記一般式（１）で表される置換基及び一般式（２）で表される置換基から選ばれる置換基の導入率は、溶媒との親和性の観点から、好ましくは０．００１モル以上、より好ましくは０．００５モル以上、更に好ましくは０．０１モル以上、更に好ましくは０．０５モル以上、更に好ましくは０．１モル以上、更に好ましくは０．２モル以上、更に好ましくは０．３モル以上、更に好ましくは０．４モル以上である。また、セルロースＩ型結晶構造を有し、強度を発現する観点から、好ましくは１．５モル以下、より好ましくは１．３モル以下、更に好ましくは１．０モル以下、更に好ましくは０．８モル以下、更に好ましくは０．６モル以下、更に好ましくは０．５モル以下である。ここで、一般式（１）で表される置換基と一般式（２）で表される置換基のいずれもが導入されている場合は合計した導入モル率のことである。なお、本明細書において、導入率は、後述の実施例に記載の方法に従って測定することができ、また、導入モル比又は修飾率と記載することもある。
【００３２】
（結晶化度）
改質セルロース繊維の結晶化度は、強度発現の観点から、好ましくは１０％以上、より好ましくは１５％以上、更に好ましくは２０％以上である。また、原料入手性の観点から、好ましくは９０％以下、より好ましくは８５％以下、更に好ましくは８０％以下、更に好ましくは７５％以下である。なお、本明細書において、セルロースの結晶化度は、Ｘ線回折法による回折強度値から算出したセルロースＩ型結晶化度であり、後述の実施例に記載の方法に従って測定することができる。なお、セルロースＩ型とは天然セルロースの結晶形のことであり、セルロースＩ型結晶化度とは、セルロース全体のうち結晶領域量の占める割合のことを意味する。
【００３３】
［改質セルロース繊維の製造方法］
本発明の改質セルロース繊維は、上記したようにセルロース繊維表面に前記置換基がエーテル結合を介して結合しているが、置換基の導入は、特に限定なく公知の方法に従って行うことができる。
【００３４】
具体的には、セルロース系原料に、塩基の存在下で、前記置換基を有する化合物を反応させればよい。
【００３５】
（セルロース系原料）
本発明で用いられるセルロース系原料は、特に制限はなく、木本系（針葉樹・広葉樹）、草本系（イネ科、アオイ科、マメ科の植物原料、ヤシ科の植物の非木質原料）、パルプ類（綿の種子の周囲の繊維から得られるコットンリンターパルプ等）、紙類（新聞紙、段ボール、雑誌、上質紙等）が挙げられる。なかでも、入手性及びコストの観点から、木本系、草本系が好ましい。
【００３６】
セルロース系原料の形状は、特に制限はないが、取扱い性の観点から、繊維状、粉末状、球状、チップ状、フレーク状が好ましい。また、これらの混合物であってもよい。
【００３７】
また、セルロース系原料は、取扱い性等の観点から、生化学的処理、化学処理、及び機械処理から選ばれる少なくとも１つの前処理を予め行なうことができる。生化学的処理としては、使用する薬剤には特に制限がなく、例えばエンドグルカナーゼやエキソグルカナーゼ、ベータグルコシダーゼといった酵素を使用する処理が挙げられる。化学処理としては、使用する薬剤には特に制限がなく、例えば塩酸や硫酸などによる酸処理、過酸化水素やオゾンなどによる酸化処理が挙げられる。機械処理としては、使用する機械や処理条件には特に制限がなく、例えば、高圧圧縮ロールミルや、ロール回転ミル等のロールミル、リングローラーミル、ローラーレースミル又はボールレースミル等の竪型ローラーミル、転動ボールミル、振動ボールミル、振動ロッドミル、振動チューブミル、遊星ボールミル又は遠心流動化ミル等の容器駆動媒体ミル、塔式粉砕機、攪拌槽式ミル、流通槽式ミル又はアニュラー式ミル等の媒体攪拌式ミル、高速遠心ローラーミルやオングミル等の圧密せん断ミル、乳鉢、石臼、マスコロイダー、フレットミル、エッジランナーミル、ナイフミル、ピンミル、カッターミル等が挙げられる。
【００３８】
また、上記機械処理の際に水やエタノール、イソプロピルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、トルエン、キシレン等の溶媒、フタル酸系やアジピン酸系、トリメリット酸系などの可塑剤、尿素やアルカリ（土類）金属水酸化物、アミン系化合物などの水素結合阻害剤、等の助剤を添加することで機械処理による形状変化の促進を行うこともできる。このように形状変化を加えることで、セルロース系原料の取扱い性が向上し、置換基の導入が良好となって、ひいては得られる改質セルロース繊維の物性も向上させることが可能となる。添加助剤の使用量は、用いる添加助剤や使用する機械処理の手法等によって変わるが、形状変化を促進する観点から、原料１００質量部に対して、通常５質量部以上、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは２０質量部以上であり、また、形状変化を促進する観点及び経済性の観点から、通常１００００質量部以下、好ましくは５０００質量部以下、より好ましくは３０００質量部以下である。
【００３９】
セルロース系原料の平均繊維径は、５μｍ以上であれば特に制限はないが、取扱い性及びコストの観点から、好ましくは７μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上、更に好ましくは１５μｍ以上である。また、上限は特に設定されないが、取扱い性の観点から、好ましくは１０,０００μｍ以下、より好ましくは５,０００μｍ以下、更に好ましくは１,０００μｍ以下、更に好ましくは５００μｍ以下、より更に好ましくは１００μｍ以下である。セルロース系原料の平均繊維径は、前記した改質セルロース繊維と同様にして測定することができる。詳細は、実施例に記載の通りである。
【００４０】
セルロース系原料の組成は、特に限定されないが、セルロース系原料中のセルロース含有量が、セルロースファイバーを得る観点から、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは７０質量％以上であり、入手性の観点から、好ましくは９９質量％以下、より好ましくは９８質量％以下、更に好ましくは９５質量％以下、更に好ましくは９０質量％以下であるものが好ましい。ここで、セルロース系原料中のセルロース含有量とは、セルロース系原料中の水分を除いた残余の成分中のセルロース含有量のことである。
【００４１】
また、セルロース系原料中の水分含有量は、特に制限はなく、入手性及びコストの観点から、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、更に好ましくは０．５質量％以上、更に好ましくは１．０質量％以上、更に好ましくは１．５質量％以上、更に好ましくは２．０質量％以上であり、取扱い性の観点から、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、更に好ましくは３０質量％以下、更に好ましくは２０質量％以下である。
【００４２】
（塩基）
本発明では、前記セルロース系原料に、塩基を混合する。
【００４３】
本発明で用いられる塩基としては、特に制限はないが、エーテル化反応を進行させる観点から、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、１〜３級アミン、４級アンモニウム塩、イミダゾール及びその誘導体、ピリジン及びその誘導体、並びにアルコキシドからなる群より選ばれる１種又は２種以上が好ましい。
【００４４】
アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等が挙げられる。
【００４５】
１〜３級アミンとは、１級アミン、２級アミン、及び３級アミンのことであり、具体例としては、エチレンジアミン、ジエチルアミン、プロリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミン、トリス（３−ジメチルアミノプロピル）アミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、トリエチルアミン等が挙げられる。
【００４６】
４級アンモニウム塩としては、水酸化テトラブチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、フッ化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、フッ化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラメチルアンモニウム、フッ化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム等が挙げられる。
【００４７】
イミダゾール及びその誘導体としては、１−メチルイミダゾール、３−アミノプロピルイミダゾール、カルボニルジイミダゾール等が挙げられる。
【００４８】
ピリジン及びその誘導体としては、Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジン、ピコリン等が挙げられる。
【００４９】
アルコキシドとしては、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウム−ｔ−ブトキシド等が挙げられる。
【００５０】
塩基の量は、セルロース系原料の無水グルコースユニットに対して、エーテル化反応を進行させる観点から、好ましくは０．０１等量以上、より好ましくは０．０５等量以上、更に好ましくは０．１等量以上、更に好ましくは０．２等量以上であり、製造コストの観点から、好ましくは１０等量以下、より好ましくは８等量以下、更に好ましくは５等量以下、更に好ましくは３等量以下である。
【００５１】
なお、前記セルロース系原料と塩基の混合は、溶媒の存在下で行ってもよい。溶媒としては、特に制限はなく、例えば、水、イソプロパノール、ｔ−ブタノール、ジメチルホルムアミド、トルエン、メチルイソブチルケトン、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ヘキサン、１，４−ジオキサン、及びこれらの混合物が挙げられる。
【００５２】
セルロース系原料と塩基の混合は、均一に混合できるのであれば、温度や時間は特に制限はない。
【００５３】
（置換基を有する化合物）
次に、前記で得られたセルロース系原料と塩基の混合物に、置換基を有する化合物として、前記一般式（１）で表される置換基を有する化合物及び一般式（２）で表される置換基を有する化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を反応させる。かかる化合物はセルロース系原料と反応する際に、前記置換基を結合させることができるものであれば特に制限はなく、本発明においては、反応性及び非ハロゲン含有化合物の観点から、反応性を有する環状構造基を有する化合物を用いることが好ましく、エポキシ基を有する化合物を用いることが好ましい。以下に、それぞれの化合物を例示する。
【００５４】
一般式（１）で表される置換基を有する化合物としては、例えば、下記一般式（１Ａ）で示されるノニオン性の酸化アルキレン化合物が好ましい。かかる化合物は公知技術に従って調製したものを用いてもよく、市販品を用いてもよい。該化合物の総炭素数としては、得られる樹脂組成物の機械的強度、耐熱性、及び寸法安定性の観点から、５以上であり、好ましくは６以上、より好ましくは８以上であり、得られる樹脂組成物の機械的強度、耐熱性、及び寸法安定性の観点から、３２以下であり、好ましくは２２以下、より好ましくは１８以下、更に好ましくは１４以下、更に好ましくは１２以下である。
【００５５】
【化１】
2017052939.tif 000002
【００５６】
〔式中、Ｒ１は炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示す〕
【００５７】
一般式（１Ａ）におけるＲ１は、炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基である。アルキル基の炭素数は、３以上３０以下であるが、得られる樹脂組成物の機械的強度、耐熱性、及び寸法安定性の観点から、好ましくは４以上、より好ましくは６以上であり、得られる樹脂組成物の機械的強度、耐熱性、及び寸法安定性の観点から、好ましくは２０以下、より好ましくは１６以下、更に好ましくは１２以下、更に好ましくは１０以下である。具体的には、一般式（１）で表される置換基におけるＲ１の項に記載のものを挙げることができる。
【００５８】
一般式（１Ａ）で示される化合物の具体例としては、１，２−エポキシヘキサン、１，２−エポキシデカン、１，２−エポキシオクタデカンが挙げられる。
【００５９】
一般式（２）で表される置換基を有する化合物としては、例えば、下記一般式（２Ａ）で示されるノニオン性のグリシジルエーテル化合物が好ましい。かかる化合物は公知技術に従って調製したものを用いてもよく、市販品を用いてもよい。該化合物の総炭素数としては、得られる樹脂組成物の機械的強度、耐熱性、及び寸法安定性の観点から、５以上であり、好ましくは６以上、より好ましくは１０以上、更に好ましくは２０以上であり、得られる樹脂組成物の機械的強度、耐熱性、及び寸法安定性の観点から、１００以下であり、好ましくは７５以下、より好ましくは５０以下、更に好ましくは２５以下である。
【００６０】
【化２】
2017052939.tif 000003
【００６１】
〔式中、Ｒ１は炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、Ａは炭素数１以上６以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基、ｎは０以上５０以下の数を示す〕
【００６２】
一般式（２Ａ）におけるＲ１は、炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基である。アルキル基の炭素数は、３以上３０以下であるが、得られる樹脂組成物の機械的強度、耐熱性、及び寸法安定性の観点から、好ましくは４以上、より好ましくは６以上であり、得られる樹脂組成物の機械的強度、耐熱性、及び寸法安定性の観点から、好ましくは２０以下、より好ましくは１６以下、更に好ましくは１２以下である。具体的には、一般式（２）で表される置換基におけるＲ１の項に記載のものを挙げることができる。
【００６３】
一般式（２Ａ）におけるＡは、炭素数１以上６以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基であり、隣接する酸素原子とオキシアルキレン基を形成する。Ａの炭素数は１以上６以下であるが、入手性及びコストの観点から、好ましくは２以上であり、同様の観点から、好ましくは４以下、より好ましくは３以下である。具体的には、一般式（２）で表される置換基におけるＡの項に記載のものが例示され、なかでも、エチレン基、プロピレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。
【００６４】
一般式（２Ａ）におけるｎは、アルキレンオキサイドの付加モル数を示す。ｎは０以上５０以下の数であるが、入手性及びコストの観点から、好ましくは３以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは１０以上であり、同様の観点及び低極性溶媒との親和性の観点から、好ましくは４０以下、より好ましくは３０以下、更に好ましくは２０以下、更に好ましくは１５以下である。
【００６５】
一般式（２Ａ）で示される化合物の具体例としては、ブチルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、ドデシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが挙げられる。
【００６６】
前記化合物の量は、得られる改質セルロース繊維における前記一般式（１）で表される置換基及び／又は一般式（２）で表される置換基の所望の導入率により決めることができるが、反応性の観点から、セルロース系原料の無水グルコースユニットに対して、好ましくは０．０１等量以上、より好ましくは０．１等量以上、更に好ましくは０．３等量以上、更に好ましくは０．５等量以上、より更に好ましくは１．０等量以上であり、製造コストの観点から、好ましくは１０等量以下、より好ましくは８等量以下、更に好ましくは６．５等量以下、更に好ましくは５等量以下である。
【００６７】
（エーテル反応）
前記化合物とセルロース系原料とのエーテル反応は、溶媒の存在下で、両者を混合することにより行うことができる。溶媒としては、特に制限はなく、前記塩基を存在させる際に使用することができると例示した溶媒を用いることができる。
【００６８】
溶媒の使用量としては、セルロース系原料や前記置換基を有する化合物の種類によって一概には決定されないが、セルロース系原料１００質量部に対して、反応性の観点から、好ましくは３０質量部以上、より好ましくは５０質量部以上、更に好ましくは７５質量部以上、更に好ましくは１００質量部以上、更に好ましくは２００質量部以上であり、生産性の観点から、好ましくは１０，０００質量部以下、より好ましくは５，０００質量部以下、更に好ましくは２，５００質量部以下、更に好ましくは１，０００質量部以下、更に好ましくは５００質量部以下である。
【００６９】
混合条件としては、セルロース系原料や前記置換基を有する化合物が均一に混合され、十分に反応が進行できるのであれば特に制限はなく、連続的な混合処理は行っても行わなくてもよい。１Ｌを超えるような比較的大きな反応容器を用いる場合には、反応温度を制御する観点から、適宜攪拌を行ってもよい。
【００７０】
反応温度としては、セルロース系原料や前記置換基を有する化合物の種類及び目標とする導入率によって一概には決定されないが、反応性を向上させる観点から、好ましくは４０℃以上、より好ましくは５０℃以上、更に好ましくは６０℃以上であり、熱分解を抑制する観点から、好ましくは１２０℃以下、より好ましくは１１０℃以下、更に好ましくは１００℃以下である。
【００７１】
反応時間としては、セルロース系原料や前記置換基を有する化合物の種類及び目標とする導入率によって一概には決定されないが、反応性の観点から、好ましくは３時間以上、より好ましくは６時間以上、更に好ましくは１０時間以上であり、生産性の観点から、好ましくは６０時間以下、より好ましくは４８時間以下、更に好ましくは３６時間以下である。
【００７２】
反応後は、未反応の化合物や塩基等を除去するために、適宜後処理を行うことができる。該後処理の方法としては、例えば、未反応の塩基を酸（有機酸、無機酸など）で中和し、その後、未反応の化合物や塩基が溶解する溶媒を用いて洗浄することができる。所望により、更に乾燥（真空乾燥など）を行ってもよい。
【００７３】
また、前記反応後に、取扱い性の観点から、例えば、セルロース系原料に対して行う前処理と同様の処理を反応物に対して行なって、チップ状やフレーク状、粉末状にしてもよい。かかる形状変化がもたらされることで、得られる本発明の改質セルロース繊維を樹脂組成物に添加した場合は、樹脂組成物の弾性率等の物性を向上させることができる。
【００７４】
かくして、本発明の改質セルロース繊維が得られる。よって、本発明の改質セルロース繊維の好適な製造方法としては、例えば、平均繊維径が５μｍ以上のセルロース系原料に対し、塩基存在下、１分子あたりの総炭素数が５以上３２以下のノニオン性酸化アルキレン化合物及び１分子あたりの総炭素数が５以上１００以下のノニオン性グリシジルエーテル化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を、エーテル結合を介して導入することを特徴とする態様を挙げることができる。
【００７５】
得られた改質セルロース繊維は、平均繊維径が５μｍ以上であって、セルロース繊維表面に一般式（１）で表される置換基及び／又は一般式（２）で表される置換基がエーテル結合した状態である。具体的には、例えば、下記一般式（３）で表される改質セルロース繊維が例示される。
【００７６】
【化３】
2017052939.tif 000004
【００７７】
〔式中、Ｒは同一又は異なって、水素、もしくは前記一般式（１）で表される置換基及び前記一般式（２）で表される置換基から選ばれる置換基を示し、ｍは２０以上３０００以下の整数を示し、但し、すべてのＲが同時に水素である場合を除く〕
【００７８】
一般式（３）で表される改質セルロース繊維は、Ｒが同一又は異なって、水素、もしくは、一般式（１）で表される置換基及び／又は一般式（２）で表される置換基を示すものであり、前記置換基が導入されたセルロースユニットの繰り返し構造を有するものである。繰り返し構造の繰り返し数として、一般式（３）におけるｍは２０以上３０００以下の整数であればよく、得られる樹脂組成物の機械的強度、耐熱性、及び寸法安定性の観点から１００以上２０００以下が好ましい。
【００７９】
また、本発明の改質セルロース繊維は、前記反応後に、公知の微細化処理を行って微細化してもよい。例えば、有機溶媒中で高圧ホモジナイザー等を用いた処理を行なうことで微細化することができる。微細化した改質セルロース繊維は、有機溶媒中での分散安定性により優れるものである。本発明では、このように有機溶媒に分散させた微細化した改質セルロース繊維のことを、微細改質セルロース分散体と記載することもある。微細化した改質セルロース繊維の平均繊維径は、例えば、３〜５００ｎｍ程度であればよく、入手性およびコストの観点から、好ましくは３ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、更に好ましくは２０ｎｍ以上であり、増粘性および寸法安定性発現の観点から、好ましくは３００ｎｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ以下、更に好ましくは１５０ｎｍ以下、更に好ましくは１２０ｎｍ以下である。なお、本明細書において、微細化した改質セルロース繊維の平均繊維径は、下記の方法に従って、測定することができる。
【００８０】
前記のような微細な平均繊維径を有する場合には、微細化処理を行なって得られた分散液を、光学顕微鏡（キーエンス社製、「デジタルマイクロスコープＶＨＸ−１０００」）を用いて倍率３００〜１０００倍で観察し、繊維３０本以上の平均値を計測することで、ナノオーダーの繊維径を測定することができる。光学顕微鏡での観察が困難な場合は、前記分散液に溶媒を更に加えて調製した分散液を、マイカ（雲母）上に滴下して乾燥したものを観察試料として、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ、Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ  ＩＩＩ  Ｔａｐｐｉｎｇ  ｍｏｄｅ  ＡＦＭ、Ｄｉｇｉｔａｌ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製、プローブはナノセンサーズ社製Ｐｏｉｎｔ  Ｐｒｏｂｅ  （ＮＣＨ）を使用）を用いて測定することができる。一般に、高等植物から調製されるセルロースナノファイバーの最小単位は６×６の分子鎖がほぼ正方形の形でパッキングされていることから、ＡＦＭによる画像で分析される高さを繊維の幅と見なすことができる。なお、詳細な測定方法は実施例に記載の通りである。
【００８１】
微細化した改質セルロース繊維をＳＰ値１３以下の有機溶媒（ジメチルホルムアミド、メチルエチルケトン、トルエンなど）に０．２質量（ｗ/ｖ）％で分散させた場合、２５℃における粘度が、増粘性を付与する観点から、１０ｍＰａ・ｓ以上が好ましく、１５ｍＰａ・ｓ以上がより好ましく、２０ｍＰａ・ｓ以上が更に好ましく、取扱い性の観点から、１０，０００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、７，０００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましく、４，０００ｍＰａ・ｓ以下が更に好ましい。なお、本明細書において、粘度はＥ型粘度計を用いて測定した値のことであり、詳細は実施例に記載する。
【００８２】
本発明の改質セルロース繊維は、有機溶媒への分散性に優れることから、公知の樹脂と混合して樹脂組成物とすることができる。得られる樹脂組成物は、混合する樹脂の特性に応じて加工することができるが、本発明の改質セルロース繊維が配合されることで、立体斥力による反発により樹脂中への分散性が高められると共に、改質セルロース繊維が結晶構造を維持したままであるため、機械的強度に優れ、更に耐熱性や寸法安定性を向上させることが可能になると考えられる。
【００８３】
樹脂組成物中の改質セルロース繊維の含有量は、一概には設定されず、本発明の改質セルロース繊維の樹脂中への分散性に優れることから、所望する特性に応じて適宜設定することができる。また、樹脂組成物へ配合可能な他の剤に関しても、本発明の改質セルロース繊維が一般式（１）で表される置換基及び／又は一般式（２）で表される置換基が導入されていることから反応性が低いため、公知のものであれば特に制限はない。
【００８４】
得られる樹脂組成物は、日用雑貨品、家電部品、家電部品用梱包資材、自動車部品、３次元造形用樹脂等各種用途に好適に用いることができる。
【００８５】
上述した実施形態に関し、本発明は、さらに、以下の改質セルロース繊維及び該改質セルロース繊維の製造方法を開示する。
＜１＞  平均繊維径が５μｍ以上である改質セルロース繊維であって、下記一般式（１）で表される置換基及び下記一般式（２）で表される置換基から選ばれる１種又は２種以上の置換基がエーテル結合を介してセルロース繊維に結合しており、セルロースＩ型結晶構造を有する、改質セルロース繊維。
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−Ｒ１            （１）
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２−（ＯＡ）ｎ−Ｏ−Ｒ１            （２）
〔式中、一般式（１）及び一般式（２）におけるＲ１はそれぞれ独立して炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示し、一般式（２）におけるｎは０以上５０以下の数、Ａは炭素数１以上６以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基を示す〕
【００８６】
＜２＞  平均繊維径が、好ましくは７μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上であり、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは７０μｍ以下、更に好ましくは５０μｍ以下、更に好ましくは４０μｍ以下、更に好ましくは３０μｍ以下である、前記＜１＞記載の改質セルロース繊維。
＜３＞  一般式（１）におけるＲ１の炭素数は、好ましくは４以上、より好ましくは６以上であり、好ましくは２０以下、より好ましくは１６以下、更に好ましくは１２以下、より更に好ましくは１０以下である、前記＜１＞又は＜２＞記載の改質セルロース繊維。
＜４＞  一般式（２）におけるＲ１の炭素数は、好ましくは４以上、より好ましくは６以上であり、好ましくは２０以下、より好ましくは１６以下、更に好ましくは１２以下である、前記＜１＞〜＜３＞いずれか記載の改質セルロース繊維。
＜５＞  一般式（２）におけるＡの炭素数は、好ましくは２以上であり、好ましくは４以下、より好ましくは３以下である、前記＜１＞〜＜４＞いずれか記載の改質セルロース繊維。
＜６＞  一般式（２）におけるＡは、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、及びヘキシレン基からなる群より選ばれる基が好ましく、エチレン基、プロピレン基がより好ましく、エチレン基が更に好ましい、前記＜１＞〜＜５＞いずれか記載の改質セルロース繊維。
＜７＞  一般式（２）におけるｎは、好ましくは３以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは１０以上であり、好ましくは４０以下、より好ましくは３０以下、更に好ましくは２０以下、更に好ましくは１５以下である、前記＜１＞〜＜６＞いずれか記載の改質セルロース繊維。
＜８＞  一般式（２）におけるＡとｎの組み合わせとしては、好ましくはＡが炭素数２以上３以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基で、ｎが０以上２０以下の数の組み合わせであり、より好ましくはＡが炭素数２以上３以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基で、ｎが５以上１５以下の数の組み合わせである、前記＜１＞〜＜７＞いずれか記載の改質セルロース繊維。
＜９＞  一般式（１）で表される置換基としては、プロピルヒドロキシエチル基、ブチルヒドロキシエチル基、ペンチルヒドロキシエチル基、ヘキシルヒドロキシエチル基、ヘプチルヒドロキシエチル基、オクチルヒドロキシエチル基、ノニルヒドロキシエチル基、デシルヒドロキシエチル基、ウンデシルヒドロキシエチル基、ドデシルヒドロキシエチル基、ヘキサデシルヒドロキシエチル基、オクタデシルヒドロキシエチル基、イコシルヒドロキシエチル基、及びトリアコンチルヒドロキシエチル基から選ばれる基が好ましい、前記＜１＞〜＜８＞いずれか記載の改質セルロース繊維。
＜１０＞  一般式（２）で表される置換基としては、３−ブトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ヘキトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ヘキトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−オクトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−オクトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、６−エチル―３−ヘキトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、６−エチル―３−ヘキトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−デトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−デトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ウンデトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ウンデトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ドデトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ドデトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ヘキサデトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−ヘキサデトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−オクタデトキシエチレンオキシド−２−ヒドロキシ−プロピル基、３−オクタデトキシ−２−ヒドロキシ−プロピル基から選ばれる基が好ましい、前記＜１＞〜＜９＞いずれか記載の改質セルロース繊維。
＜１１＞  セルロースの無水グルコースユニット１モルに対する前記一般式（１）で表される置換基及び／又は一般式（２）で表される置換基の導入率は、好ましくは０．００１モル以上、より好ましくは０．００５モル以上、更に好ましくは０．０１モル以上、更に好ましくは０．０５モル以上、更に好ましくは０．１モル以上、更に好ましくは０．２モル以上、更に好ましくは０．３モル以上、更に好ましくは０．４モル以上であり、好ましくは１．５モル以下、より好ましくは１．３モル以下、更に好ましくは１．０モル以下、更に好ましくは０．８モル以下、更に好ましくは０．６モル以下、更に好ましくは０．５モル以下である、前記＜１＞〜＜１０＞いずれか記載の改質セルロース繊維。
＜１２＞  結晶化度が、好ましくは１０％以上、より好ましくは１５％以上、更に好ましくは２０％以上であり、好ましくは９０％以下、より好ましくは８５％以下、更に好ましくは８０％以下、更に好ましくは７５％以下である、前記＜１＞〜＜１１＞いずれか記載の改質セルロース繊維。
＜１３＞  セルロース系原料に、塩基の存在下で、一般式（１）で表される置換基を有する化合物及び一般式（２）で表される置換基を有する化合物から選ばれる化合物を反応させることを特徴とする、前記＜１＞〜＜１２＞いずれか記載の改質セルロース繊維の製造方法。
＜１４＞  セルロース系原料の平均繊維径は、好ましくは７μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上、更に好ましくは１５μｍ以上であり、好ましくは１０,０００μｍ以下、より好ましくは５,０００μｍ以下、更に好ましくは１,０００μｍ以下、更に好ましくは５００μｍ以下、より更に好ましくは１００μｍ以下である、前記＜１３＞記載の製造方法。
＜１５＞  セルロース系原料中のセルロース含有量が、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは７０質量％以上であり、好ましくは９９質量％以下、より好ましくは９８質量％以下、更に好ましくは９５質量％以下、更に好ましくは９０質量％以下である、前記＜１３＞又は＜１４＞記載の製造方法。
＜１６＞  セルロース系原料中の水分含有量は、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、更に好ましくは０．５質量％以上、更に好ましくは１．０質量％以上、更に好ましくは１．５質量％以上、更に好ましくは２．０質量％以上であり、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、更に好ましくは３０質量％以下、更に好ましくは２０質量％以下である、前記＜１３＞〜＜１５＞いずれか記載の製造方法。
＜１７＞  セルロース系原料に塩基を混合する、前記＜１３＞〜＜１６＞いずれか記載の製造方法。
＜１８＞  塩基としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、１〜３級アミン、４級アンモニウム塩、イミダゾール及びその誘導体、ピリジン及びその誘導体、並びにアルコキシドからなる群より選ばれる１種又は２種以上が好ましい、前記＜１３＞〜＜１７＞いずれか記載の製造方法。
＜１９＞  アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、及び水酸化バリウムからなる群より選ばれる、前記＜１８＞記載の製造方法。
＜２０＞  １〜３級アミンとしては、エチレンジアミン、ジエチルアミン、プロリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミン、トリス（３−ジメチルアミノプロピル）アミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、及びトリエチルアミンからなる群より選ばれる、前記＜１８＞記載の製造方法。
＜２１＞  ４級アンモニウム塩としては、水酸化テトラブチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、フッ化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、フッ化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラメチルアンモニウム、フッ化テトラメチルアンモニウム、及び臭化テトラメチルアンモニウムからなる群より選ばれる、前記＜１８＞記載の製造方法。
＜２２＞  イミダゾール及びその誘導体としては、１−メチルイミダゾール、３−アミノプロピルイミダゾール、及びカルボニルジイミダゾールからなる群より選ばれる、前記＜１８＞記載の製造方法。
＜２３＞  ピリジン及びその誘導体としては、Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジン及びピコリンからなる群より選ばれる、前記＜１８＞記載の製造方法。
＜２４＞  アルコキシドとしては、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、及びカリウム−ｔ−ブトキシドからなる群より選ばれる、前記＜１８＞記載の製造方法。
＜２５＞  塩基の量は、セルロース系原料の無水グルコースユニットに対して、好ましくは０．０１等量以上、より好ましくは０．０５等量以上、更に好ましくは０．１等量以上、更に好ましくは０．２等量以上であり、好ましくは１０等量以下、より好ましくは８等量以下、更に好ましくは５等量以下、更に好ましくは３等量以下である、前記＜１３＞〜＜２４＞いずれか記載の製造方法。
＜２６＞  一般式（１）で表される置換基を有する化合物としては、下記一般式（１Ａ）で示されるノニオン性の酸化アルキレン化合物が好ましく、該化合物の総炭素数としては、５以上であり、好ましくは６以上、より好ましくは８以上であり、３２以下であり、好ましくは２２以下、より好ましくは１８以下、更に好ましくは１４以下、更に好ましくは１２以下である、前記＜１３＞〜＜２５＞いずれか記載の製造方法。
【００８７】
【化４】
2017052939.tif 000005
【００８８】
〔式中、Ｒ１は炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示す〕
＜２７＞  一般式（１Ａ）におけるＲ１の炭素数は、好ましくは４以上、より好ましくは６以上であり、好ましくは２０以下、より好ましくは１６以下、更に好ましくは１２以下、更に好ましくは１０以下である、前記＜２６＞記載の製造方法。
＜２８＞  一般式（１Ａ）で示される化合物としては、１，２−エポキシヘキサン、１，２−エポキシデカン、及び１，２−エポキシオクタデカンからなる群より選ばれる、前記＜２６＞又は＜２７＞記載の製造方法。
＜２９＞  一般式（２）で表される置換基を有する化合物としては、下記一般式（２Ａ）で示されるノニオン性のグリシジルエーテル化合物が好ましく、該化合物の総炭素数としては、５以上であり、好ましくは６以上、より好ましくは１０以上、更に好ましくは２０以上であり、１００以下であり、好ましくは７５以下、より好ましくは５０以下、更に好ましくは２５以下である、前記＜１３＞〜＜２５＞いずれか記載の製造方法。
【００８９】
【化５】
2017052939.tif 000006
【００９０】
〔式中、Ｒ１は炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、Ａは炭素数１以上６以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基、ｎは０以上５０以下の数を示す〕
＜３０＞  一般式（２Ａ）におけるＲ１の炭素数は、好ましくは４以上、より好ましくは６以上であり、好ましくは２０以下、より好ましくは１６以下、更に好ましくは１２以下である、前記＜２９＞記載の製造方法。
＜３１＞  一般式（２Ａ）におけるＡの炭素数は、好ましくは２以上であり、好ましくは４以下、より好ましくは３以下である、前記＜２９＞又は＜３０＞記載の製造方法。
＜３２＞  一般式（２Ａ）におけるｎは、好ましくは３以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは１０以上であり、好ましくは４０以下、より好ましくは３０以下、更に好ましくは２０以下、更に好ましくは１５以下である、前記＜２９＞〜＜３１＞いずれか記載の製造方法。
＜３３＞  一般式（２Ａ）で示される化合物としては、ブチルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、ドデシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルからなる群より選ばれる、前記＜２９＞〜＜３２＞いずれか記載の製造方法。
＜３４＞  一般式（１）で表される置換基を有する化合物及び／又は一般式（２）で表される置換基を有する化合物の使用量は、セルロース系原料の無水グルコースユニットに対して、好ましくは０．０１等量以上、より好ましくは０．１等量以上、更に好ましくは０．３等量以上、更に好ましくは０．５等量以上、更に好ましくは１．０等量以上であり、好ましくは１０等量以下、より好ましくは８等量以下、更に好ましくは６．５等量以下、更に好ましくは５等量以下である、前記＜１３＞〜＜３３＞いずれか記載の製造方法。
＜３５＞  溶媒として、水、イソプロパノール、ｔ−ブタノール、ジメチルホルムアミド、トルエン、メチルイソブチルケトン、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ヘキサン、１，４−ジオキサン、及びこれらの混合物を用いることができる、前記＜１３＞〜＜３４＞いずれか記載の製造方法。
＜３６＞  溶媒の使用量としては、セルロース系原料１００質量部に対して、好ましくは３０質量部以上、より好ましくは５０質量部以上、更に好ましくは７５質量部以上、更に好ましくは１００質量部以上、更に好ましくは２００質量部以上であり、好ましくは１０，０００質量部以下、より好ましくは５，０００質量部以下、更に好ましくは２，５００質量部以下、更に好ましくは１，０００質量部以下、更に好ましくは５００質量部以下である、前記＜３５＞記載の製造方法。
＜３７＞  反応温度としては、好ましくは４０℃以上、より好ましくは５０℃以上、更に好ましくは６０℃以上であり、好ましくは１２０℃以下、より好ましくは１１０℃以下、更に好ましくは１００℃以下である、前記＜１３＞〜＜３６＞いずれか記載の製造方法。
＜３８＞  反応時間としては、好ましくは３時間以上、より好ましくは６時間以上、更に好ましくは１０時間以上であり、好ましくは６０時間以下、より好ましくは４８時間以下、更に好ましくは３６時間以下である、前記＜１３＞〜＜３７＞いずれか記載の製造方法。
＜３９＞  平均繊維径が５μｍ以上のセルロース系原料に対し、塩基存在下、１分子あたりの総炭素数が５以上３２以下のノニオン性酸化アルキレン化合物及び１分子あたりの総炭素数が５以上１００以下のノニオン性グリシジルエーテル化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を、エーテル結合を介して導入することを特徴とする、前記＜１３＞〜＜３８＞いずれか記載の製造方法。
＜４０＞  平均繊維径が５μｍ以上のセルロース系原料に対し、塩基存在下、１分子あたりの総炭素数が５以上３２以下のノニオン性酸化アルキレン化合物及び１分子あたりの総炭素数が５以上１００以下のノニオン性グリシジルエーテル化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を、エーテル結合を介して導入することを特徴とする、平均繊維径が５μｍ以上である改質セルロース繊維であって、下記一般式（１）で表される置換基及び下記一般式（２）で表される置換基から選ばれる１種又は２種以上の置換基がエーテル結合を介してセルロース繊維に結合しており、セルロースＩ型結晶構造を有する改質セルロース繊維の製造方法。
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−Ｒ１            （１）
−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２−（ＯＡ）ｎ−Ｏ−Ｒ１            （２）
〔式中、一般式（１）及び一般式（２）におけるＲ１はそれぞれ独立して炭素数３以上３０以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示し、一般式（２）におけるｎは０以上５０以下の数、Ａは炭素数１以上６以下の直鎖又は分岐鎖の２価の飽和炭化水素基を示す〕
＜４１＞  下記一般式（３）で表される、前記＜１＞〜＜１２＞いずれか記載の改質セルロース繊維。
【００９１】
【化６】
2017052939.tif 000007
【００９２】
〔式中、Ｒは同一又は異なって、水素、もしくは前記一般式（１）で表される置換基及び前記一般式（２）で表される置換基から選ばれる置換基を示し、ｍは２０以上３０００以下の整数を示し、但し、すべてのＲが同時に水素である場合を除く〕
＜４２＞  一般式（３）で表される改質セルロース繊維は、Ｒが同一又は異なって、水素、もしくは、一般式（１）で表される置換基及び一般式（２）で表される置換基から選ばれる置換基を示すものであり、前記置換基が導入されたセルロースユニットの繰り返し構造を有し、一般式（３）におけるｍは１００以上２０００以下が好ましい、前記＜４１＞記載の改質セルロース繊維。
＜４３＞  公知の微細化処理を行って微細化してなる、前記＜１＞〜＜１２＞、＜４１＞、＜４２＞いずれか記載の改質セルロース繊維。
＜４４＞  微細化した改質セルロース繊維は、平均繊維径が、３〜５００ｎｍ程度であればよく、好ましくは３ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、更に好ましくは２０ｎｍ以上であり、好ましくは３００ｎｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ以下、更に好ましくは１５０ｎｍ以下、更に好ましくは１２０ｎｍ以下である、前記＜４３＞記載の改質セルロース繊維。
＜４５＞  微細化した改質セルロース繊維をＳＰ値１３以下の有機溶媒（ジメチルホルムアミド、メチルエチルケトン、トルエンなど）に０．２質量（ｗ/ｖ）％で分散させた場合、２５℃における粘度が、１０ｍＰａ・ｓ以上が好ましく、１５ｍＰａ・ｓ以上がより好ましく、２０ｍＰａ・ｓ以上が更に好ましく、１０，０００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、７，０００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましく、４，０００ｍＰａ・ｓ以下が更に好ましい、前記＜４３＞又は＜４４＞記載の改質セルロース繊維。
＜４６＞  前記＜１＞〜＜１２＞、＜４１＞〜＜４５＞いずれか記載の改質セルロース繊維と公知の樹脂とを含有してなる、樹脂組成物。
＜４７＞  日用雑貨品、家電部品、家電部品用梱包資材、自動車部品、３次元造形用樹脂等各種用途に好適に用いることができる、前記＜４６＞記載の樹脂組成物。
【実施例】
【００９３】
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明する。なお、この実施例は、単なる本発明の例示であり、何ら限定を意味するものではない。例中の部は、特記しない限り質量部である。なお、「常圧」とは１０１．３ｋＰａを、「常温（室温）」とは２５℃を示す。
【００９４】
置換基を有する化合物の製造例１  ステアリルグリシジルエーテルの製造
１００Ｌ反応槽に、ステアリルアルコール（花王社製、カルコール８０９８）１０ｋｇ、テトラブチルアンモニウムブロマイド（広栄化学工業社製）０．３６ｋｇ、エピクロルヒドリン（ダウケミカル社製）７．５ｋｇ、ヘキサン１０ｋｇを投入し、窒素雰囲気下で混合した。混合液を５０℃に保持しながら４８質量％水酸化ナトリウム水溶液（南海化学社製）１２ｋｇを３０分かけて滴下した。滴下終了後、さらに５０℃で４時間熟成した後、水１３ｋｇで８回水洗を繰り返し、塩及びアルカリの除去を行った。その後、槽内温度を９０℃に昇温して上層からヘキサンを留去し、減圧下（６．６ｋＰａ）、さらに水蒸気を吹き込んで低沸点化合物を除去した。脱水後、槽内温度２５０℃、槽内圧力１．３ｋＰａで減圧蒸留することによって、白色のステアリルグリシジルエーテル８．６ｋｇを得た。
【００９５】
置換基を有する化合物の製造例２  ポリオキシアルキレンアルキルエーテル化剤の製造
１０００Ｌの反応槽に、ポリオキシエチレン（１３）−ｎ−アルキル（Ｃ１２）エーテル（花王社製、エマルゲン１２０、アルキル鎖長；ｎ−Ｃ１２、オキシエチレン基のモル平均重合度；１３）２５０ｋｇを融解して仕込み、さらにテトラブチルアンモニウムブロミド（広栄化学工業社製）３．８ｋｇ、エピクロルヒドリン（ダウケミカル社製）８１ｋｇ、トルエン８３ｋｇを投入して、攪拌・混合した。槽内温度を５０℃に維持しつつ、攪拌しながら、４８質量％水酸化ナトリウム水溶液（南海化学社製）１３０ｋｇを１時間で滴下した。滴下終了後、槽内温度を５０℃に維持したまま６時間、攪拌・熟成した。熟成終了後、反応混合物を水２５０ｋｇで６回水洗して塩及びアルカリを除去し、その後、有機相を減圧（６．６ｋＰａ）下、９０℃まで昇温し、残留するエピクロルヒドリン、溶媒及び水を留去した。減圧下、さらに水蒸気２５０ｋｇを吹き込んで低沸点化合物を除去し、下式（４）の構造を有するｎ−アルキル（Ｃ１２）ポリオキシエチレン（１３）グリシジルエーテル２４０ｋｇを得た。
【００９６】
【化７】
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【００９７】
セルロース系原料の製造例１  アルカリ処理バガスの製造
バガス（サトウキビの搾りかす）１００質量部（乾燥重量）に対し、処理液全体として水９３７質量部、水酸化ナトリウム１５．２質量部となるよう顆粒状の水酸化ナトリウム及びイオン交換水を加え、オートクレーブ（トミー精工社製、ＬＳＸ−７００）にて、温度１２０℃で２時間加熱処理を行った。処理後、ろ過・イオン交換水洗浄し、一昼夜７０℃で真空乾燥することによりアルカリ処理バガス（繊維状、平均繊維径２４μｍ、セルロース含有量７０質量％、水分含有量３質量％）を得た。
【００９８】
セルロース系原料の製造例２  粉末セルロースＡの製造
針葉樹の漂白クラフトパルプ（以後ＮＢＫＰと略称、フレッチャー  チャレンジ  カナダ社製、「Ｍａｃｈｅｎｚｉｅ」、ＣＳＦ６５０ｍｌ、繊維状、平均繊維径２４μｍ、セルロース含有量９０質量％、水分含有量５質量％）を乾燥質量として１００ｇ計り取り、バッチ式振動ミル（中央化工機社製「ＭＢ−１」：容器全容積３．５Ｌ、ロッドとして、φ３０ｍｍ、長さ２１８ｍｍ、断面形状が円形のＳＵＳ３０４製ロッドを１３本使用、ロッド充填率５７％）に投入し、２０分間粉砕処理することで粉末セルロースＡ（平均繊維径２５μｍ、結晶化度３５％、水分含有量３質量％）を得た。
【００９９】
実施例１＜１，２−エポキシヘキサンを用いた改質＞
針葉樹の漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）をセルロース系原料として用いた。まず、絶乾したＮＢＫＰ１．５ｇに６．４質量％の水酸化ナトリウム水溶液１．５ｇ（和光純薬社製水酸化ナトリウム顆粒及びイオン交換水により調製、ＮａＯＨ０．２６等量／無水グルコースユニット１等量（ＡＧＵ：セルロース原料がすべて無水グルコースユニットで構成されていると仮定し算出、以下同様））及びイソプロパノール１．５ｇ（和光純薬社製）を添加し、均一に混合した後、１，２−エポキシヘキサン１．４ｇ（和光純薬社製、１．５等量／ＡＧＵ）を添加し、密閉した後に７０℃、２４ｈ静置反応を行った。反応後、酢酸（和光純薬社製）で中和し、水／イソプロパノール混合溶媒で十分に洗浄することで不純物を取り除き、さらに５０℃で一晩真空乾燥を行うことで、改質セルロース繊維を得た。
【０１００】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをジメチルホルムアミド４９．９ｇ（和光純薬社製、ＤＭＦ）中に投入し、ホモジナイザー（プライミクス社製、Ｔ．Ｋ．ロボミックス）にて３０００ｒｐｍ、３０分間攪拌後、高圧ホモジナイザー（吉田機械社製、「ナノヴェイタＬ−ＥＳ」）にて１００ＭＰａで１０パス処理することで微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１０１】
実施例２＜１，２−エポキシヘキサンを用いた改質＞
絶乾したＮＢＫＰ１．５ｇにＤＭＦ６．０ｇ及びＮ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジン１．８ｇ（和光純薬社製、ＤＭＡＰ、１．６等量／ＡＧＵ）を添加し、均一に混合した後、１，２−エポキシヘキサン４．６ｇ（５等量／ＡＧＵ）を添加し、密閉した後に９０℃、２４ｈ静置反応を行った。反応後、酢酸で中和し、ＤＭＦ及び水／イソプロパノール混合溶媒で十分に洗浄することで不純物を取り除き、さらに５０℃で一晩真空乾燥を行うことで、改質セルロース繊維を得た。
【０１０２】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＤＭＦ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１０３】
実施例３＜１，２−エポキシデカンを用いた改質＞
絶乾したＮＢＫＰ１．５ｇにＤＭＦ６．０ｇ及びＤＭＡＰ１．８ｇ（１．６等量／ＡＧＵ）を添加し、均一に混合した後、１，２−エポキシデカン７．２ｇ（和光純薬社製、５等量／ＡＧＵ）を添加し、密閉した後に９０℃、２４ｈ静置反応を行った。反応後、酢酸で中和し、ＤＭＦ及び水／イソプロパノール混合溶媒で十分に洗浄することで不純物を取り除き、さらに５０℃で一晩真空乾燥を行うことで、改質セルロース繊維を得た。
【０１０４】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをメチルエチルケトン４９．９ｇ（和光純薬社製、ＭＥＫ）中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＭＥＫに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１０５】
実施例４＜１，２−エポキシデカンを用いた改質＞
実施例３で得られた改質セルロース繊維０．１ｇをトルエン４９．９ｇ（和光純薬社製）中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がトルエンに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１０６】
実施例７＜１，２−エポキシオクタデカンを用いた改質＞
絶乾したＮＢＫＰ１．５ｇにＤＭＦ６．０ｇ及びＤＭＡＰ１．８ｇ（１．６等量／ＡＧＵ）を添加し、均一に混合した後、１，２−エポキシオクタデカン１２．４ｇ（東京化成社製、５等量／ＡＧＵ）を添加し、密閉した後に９０℃、２４ｈ静置反応を行った。反応後、酢酸で中和し、ＤＭＦ及び水／イソプロパノール混合溶媒で十分に洗浄することで不純物を取り除き、さらに５０℃で一晩真空乾燥を行うことで、改質セルロース繊維を得た。
【０１０７】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをトルエン４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がトルエンに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１０８】
実施例３１＜１，２−エポキシオクタデカンを用いた改質＞
１，２−エポキシオクタデカンの添加量を２４．８ｇ（１０等量／ＡＧＵ）に変更した以外は実施例７と同様の処理を行うことで、改質セルロース繊維を得た。
【０１０９】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをトルエン４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がトルエンに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１１０】
実施例３２＜ブチルグリシジルエーテルを用いた改質＞
反応試薬をブチルグリシジルエーテル（東京化成工業社製）に変更し、試薬添加量を６．０ｇ（５等量／ＡＧＵ）にした以外は、実施例２と同様の手法を用いることで改質セルロース繊維を得た。
【０１１１】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＤＭＦ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１１２】
実施例３３＜２−エチルヘキシルグリシジルエーテルを用いた改質＞
反応試薬を２−エチルヘキシルグリシジルエーテル（東京化成工業社製）に変更し、試薬添加量を８．６ｇ（５等量／ＡＧＵ）にした以外は、実施例２と同様の手法を用いることで改質セルロース繊維を得た。
【０１１３】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＤＭＦ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１１４】
実施例３４＜ドデシルグリシジルエーテルを用いた改質＞
反応試薬をドデシルグリシジルエーテル（東京化成工業社製）に変更し、試薬添加量を１１．２ｇ（５等量／ＡＧＵ）にした以外は、実施例２と同様の手法を用いることで改質セルロース繊維を得た。
【０１１５】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＤＭＦ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１１６】
実施例３５＜ドデシルグリシジルエーテルを用いた改質＞
実施例３４で得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＭＥＫ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＭＥＫに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１１７】
実施例８＜ステアリルグリシジルエーテルを用いた改質＞
絶乾したＮＢＫＰ１．５ｇにアセトニトリル６．０ｇ（和光純薬社製）及び水酸化テトラブチルアンモニウム２．７ｇ（和光純薬社製、１０％水溶液、ＴＢＡＨ、０．８等量／ＡＧＵ）を添加し、均一に混合した後、置換基を有する化合物の製造例１で調製したステアリルグリシジルエーテル１５．５ｇ（３等量／ＡＧＵ）を添加し、密閉した後に７０℃、２４ｈ静置反応を行った。反応後、酢酸で中和し、ＤＭＦ及び水／イソプロパノール混合溶媒で十分に洗浄することで不純物を取り除き、さらに５０℃で一晩真空乾燥を行うことで、改質セルロース繊維を得た。
【０１１８】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをトルエン４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がトルエンに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１１９】
実施例３６＜ステアリルグリシジルエーテルを用いた改質＞
ステアリルグリシジルエーテルの添加量を３１．０ｇ（６等量／ＡＧＵ）にした以外は、実施例８と同様の手法を用いることで改質セルロース繊維を得た。
【０１２０】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをトルエン４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がトルエンに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１２１】
実施例９
絶乾したＮＢＫＰ１．５ｇにアセトニトリル６．０ｇ及びＴＢＡＨ２．７ｇ（０．８等量／ＡＧＵ）を添加し、均一に混合した後、置換基を有する化合物の製造例２で調製したポリオキシアルキレンアルキルエーテル化剤２２．６ｇ（３等量／ＡＧＵ）を添加し、密閉した後に７０℃、２４ｈ静置反応を行った。反応後、酢酸で中和し、ＤＭＦ及び水／イソプロパノール混合溶媒で十分に洗浄することで不純物を取り除き、さらに５０℃で一晩真空乾燥を行うことで、改質セルロース繊維を得た。
【０１２２】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＭＥＫ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＭＥＫに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１２３】
比較例１＜未反応パルプ＞
絶乾したＮＢＫＰ０．１ｇを直接ＤＭＦ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化されたセルロース繊維がＤＭＦに分散された微細セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１２４】
比較例２＜酸化プロピレンを用いた改質＞
反応試薬を酸化プロピレンに変更し、試薬添加量を０．１６ｇ（０．３等量／ＡＧＵ）にした以外は、実施例１と同様の手法を用いることで改質セルロース繊維を得た。
【０１２５】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＤＭＦ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１２６】
比較例３＜酸化プロピレンを用いた改質＞
比較例２で得た改質セルロース繊維０．１ｇをＭＥＫ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＭＥＫに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１２７】
比較例４＜酸化プロピレンを用いた改質＞
比較例２で得た改質セルロース繊維０．１ｇをトルエン４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がトルエンに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１２８】
比較例３１＜酸化ブチレンを用いた改質＞
反応試薬を酸化ブチレン（和光純薬製）に変更し、試薬添加量を０．４０ｇ（０．６等量／ＡＧＵ）にした以外は、実施例１と同様の手法を用いることで改質セルロース繊維を得た。
【０１２９】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＤＭＦ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１３０】
比較例３２＜グリシジルメチルエーテルを用いた改質＞
反応試薬をグリシジルメチルエーテル（東京化成工業社製）に変更し、試薬添加量を０．４８ｇ（０．６等量／ＡＧＵ）にした以外は、実施例１と同様の手法を用いることで改質セルロース繊維を得た。
【０１３１】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＤＭＦ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１３２】
比較例５＜ミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）を原料として使用＞
セルロース系原料を、予めＤＭＦに溶媒置換したミクロフィブリル化セルロース１．５ｇ（固形分含有量として）（ダイセルファインケム社製、「セリッシュ  ＦＤ１００−Ｇ」、固形分濃度１０質量％、平均繊維径１００ｎｍ以下、セルロース含有量９０質量％、水分含有量３質量％）に変更し、追加で溶媒を添加しなかった以外は、実施例２と同様の手法を用いることで改質セルロース繊維を得た。
【０１３３】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＤＭＦ４９．９ｇ中に投入し、マグネチックスターラーを用い、室温、１５００ｒｐｍで一時間攪拌することで改質された微細セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１３４】
比較例６＜ミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）を原料として使用＞
セルロース系原料を、予めＤＭＦに溶媒置換したミクロフィブリル化セルロース１．５ｇ（固形分含有量として）（ダイセルファインケム社製、「セリッシュ  ＦＤ１００−Ｇ」）に変更し、追加で溶媒を添加しなかった以外は、実施例３と同様の手法を用いることで改質セルロース繊維を得た。
【０１３５】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＭＥＫ４９．９ｇ中に投入し、マグネチックスターラーを用い、室温、１５００ｒｐｍで一時間攪拌することで改質された微細セルロース繊維がＭＥＫに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１３６】
比較例７＜ミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）を原料として使用＞
比較例６で得た改質セルロース繊維０．１ｇをトルエン４９．９ｇ中に投入し、マグネチックスターラーを用い、室温、１５００ｒｐｍで一時間攪拌することで改質された微細セルロース繊維がトルエンに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１３７】
実施例１０＜バガスを原料として使用＞
セルロース系原料の製造例１で調製したアルカリ処理バガスをセルロース繊維として用いた。還流管と滴下ロートを取り付けたニーダー（入江商会社製、ＰＮＶ−１型、容積１．０Ｌ）に絶乾したアルカリ処理バガス１００ｇを投入し、６．４質量％の水酸化ナトリウム水溶液１００ｇ（０．２６等量／ＡＧＵ）及びイソプロパノール１００ｇを順次添加した後、室温、５０ｒｐｍで３０分間攪拌して均一に混合した。さらに１，２−エポキシヘキサン９２．７ｇ（１．５等量／ＡＧＵ）を１分で滴下し、攪拌を行いながら７０℃還流条件にて２４ｈ反応を行った。反応後、酢酸（和光純薬社製）で中和し、水／イソプロパノール混合溶媒で十分に洗浄することで不純物を取り除き、さらに５０℃で一晩真空乾燥を行うことで、改質セルロース繊維を得た。
【０１３８】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＤＭＦ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１３９】
実施例３７＜ＬＢＫＰを原料として使用＞
使用する原料をユーカリ由来の広葉樹漂白クラフトパルプ（以後ＬＢＫＰと略称、ＣＥＮＩＢＲＡ社製、繊維状、平均繊維径２４μｍ、セルロース含有量９０質量％、水分含有量５質量％）に変更した以外は、実施例１０と同様の手法を用いることで改質セルロース繊維を得た。
【０１４０】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＤＭＦ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１４１】
実施例３８＜ＨＹＰを原料として使用＞
使用する原料をスプルース由来のＨｉｇｈＹｉｅｌｄＰｕｌｐ（以後ＨＹＰと略称、Ｒｏｔｔｎｅｒｏｓ社製、繊維状、平均繊維径２８μｍ、セルロース含有量５５質量％、水分含有量１５質量％）に変更した以外は、実施例１０と同様の手法を用いることで改質セルロース繊維を得た。
【０１４２】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＤＭＦ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１４３】
実施例３９＜粉末セルロースＡを原料として使用＞
使用する原料をセルロース系原料の製造例２で得られた粉末セルロースＡに変更した以外は、実施例１０と同様の手法を用いることで改質セルロース繊維を得た。
【０１４４】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＤＭＦ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１４５】
実施例１１＜バガスを原料として使用＞
出発原料をセルロース系原料の製造例１で調製したアルカリ処理バガスに変更した以外は、実施例３と同様の手法を用いることで改質セルロース繊維を得た。
【０１４６】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＭＥＫ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＭＥＫに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１４７】
比較例８＜未反応バガス＞
セルロース系原料の製造例１で調製したアルカリ処理バガス０．１ｇを直接ＤＭＦ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化されたセルロース繊維がＤＭＦに分散した微細セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１４８】
比較例９＜酸化プロピレンを用いた改質＞
反応試薬を酸化プロピレンに変更し、試薬添加量を０．１６ｇ（０．３等量／ＡＧＵ）にした以外は、実施例１０と同様の手法を用いることで改質セルロース繊維を得た。
【０１４９】
得られた改質セルロース繊維０．１ｇをＤＭＦ４９．９ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．２質量％）を得た。
【０１５０】
参考例１
上記実施例及び比較例で使用したＤＭＦ、ＭＥＫ、トルエンに対し粘度測定を行ったところ、本測定条件における計測粘度は測定下限以下（Ｎ．Ｄ．）であった。
【０１５１】
実施例１３＜改質セルロース繊維とポリエチレンの溶融混練コンポジット＞
ポリエチレン（日本ポリエチレン社製、：ノバッテックＬＬ  ＵＦ６４１）８０ｇと実施例１０で得られた改質セルロース繊維８．０ｇを順次添加し、混練機（東洋精機社製、：ラボプラストミル）を用いて、回転数５０ｒｐｍ、２４０℃で８分混練して均一混合物を得た。該均一混合物を、プレス機（東洋精機社製、「ラボプレス」）を用いて、２４０℃、０．４ＭＰａにて１分、２０ＭＰａにて１分、次に８０℃、０．４ＭＰａにて１分の条件で順次プレスし、改質セルロース繊維を１０質量％（対ポリエチレン樹脂）含む、厚さ約０．４ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１５２】
実施例４０＜改質セルロース繊維とポリエチレンの溶融混練コンポジット＞
使用する改質セルロース繊維を実施例２で得た改質セルロース繊維に変更した以外は、実施例１３と同様の処理を行うことで、改質セルロース繊維を１０質量％（対ポリエチレン樹脂）含む、厚さ約０．４ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１５３】
実施例４１＜改質セルロース繊維（粉砕物）とポリエチレンの溶融混練コンポジット＞
実施例２で得た改質セルロース繊維１００ｇ（乾燥質量）に対し、あらかじめバッチ式振動ミル（中央化工機社製「ＭＢ−１」：容器全容積３．５Ｌ、ロッドとして、φ３０ｍｍ、長さ２１８ｍｍ、断面形状が円形のＳＵＳ３０４製ロッドを１３本使用、ロッド充填率５７％）に投入し、２０分間粉砕処理することで、得られた粉末状の改質セルロース繊維８．０ｇを用いた以外は、実施例１３と同様の処理を行うことで、改質セルロース繊維を１０質量％（対ポリエチレン樹脂）含む、厚さ約０．４ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１５４】
実施例４２＜改質セルロース繊維とポリエチレンの溶融混練コンポジット＞
使用する改質セルロース繊維を実施例３１で得た改質セルロース繊維に変更した以外は、実施例１３と同様の処理を行うことで、改質セルロース繊維を１０質量％（対ポリエチレン樹脂）含む、厚さ約０．４ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１５５】
実施例４３＜改質セルロース繊維とポリエチレンの溶融混練コンポジット＞
使用する改質セルロース繊維を実施例３６で得た改質セルロース繊維に変更した以外は、実施例１３と同様の処理を行うことで、改質セルロース繊維を１０質量％（対ポリエチレン樹脂）含む、厚さ約０．４ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１５６】
比較例１０＜ポリエチレンブランク＞
改質セルロース繊維を用いなかった以外は、実施例１３と同等の処理を行うことで厚さ約０．４ｍｍのシート状のポリエチレン樹脂成形体を製造した。
【０１５７】
比較例３３＜改質セルロース繊維とポリエチレンの溶融混練コンポジット＞
使用する改質セルロース繊維を比較例２で得た改質セルロース繊維に変更した以外は、実施例１３と同様の処理を行うことで、改質セルロース繊維を１０質量％（対ポリエチレン樹脂）含む、厚さ約０．４ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１５８】
実施例１４＜改質セルロース繊維とエポキシ樹脂のコンポジット＞
実施例１０で得られた改質セルロース繊維０．２５ｇをＤＭＦ４９．７５ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで、微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．５質量％）を調製した。該分散体５０ｇと、エポキシ樹脂であるｊＥＲ８２８（三菱化学社製）２．５ｇを混合し、高圧ホモジナイザーを用いて、６０ＭＰａで１パス、１００ＭＰａで１パスを行って微細化処理を行なった。得られた溶液に対して、硬化剤として２−エチル−４−メチルイミダゾール（和光純薬工業社製）を０．４ｇ加え、自転公転式攪拌機  あわとり練太郎（シンキー社製）を用いて７分間攪拌した。得られたワニスをバーコーターを用いて塗布厚２ｍｍで塗工した。１００℃で１時間乾燥し、溶媒を除去した後、１５０℃２時間で熱硬化させて、微細改質セルロース繊維を１０質量％（対エポキシ樹脂）含む、厚さ約０．２ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１５９】
実施例４４＜改質セルロース繊維とエポキシ樹脂のコンポジット＞
使用した改質セルロース繊維を実施例１で調製した改質セルロース繊維に変えた以外は、実施例１４と同等の処理を行うことで、微細改質セルロース繊維を１０質量％（対エポキシ樹脂）含む、厚さ約０．１ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１６０】
比較例１１＜エポキシ樹脂ブランク＞
改質セルロース繊維分散体の代わりにＤＭＦ１０ｍＬを使用し、塗布厚を０．５ｍｍに変更した以外は、実施例１４と同等の処理を行うことで厚さ約０．２ｍｍのシート状のエポキシ樹脂成形体を製造した。
【０１６１】
実施例１５＜改質セルロース繊維とアクリル樹脂のコンポジット＞
実施例２で得られた改質セルロース繊維０．２５ｇをＤＭＦ４９．７５ｇ中に投入し、実施例１と同様の分散処理を行うことで、微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度０．５質量％）を調製した。該分散体４０ｇと、ウレタンアクリレート樹脂であるＵＶ−３３１０Ｂ（日本合成化学社製）２．０ｇを混合し、高圧ホモジナイザーを用いて、６０ＭＰａで１パス、１００ＭＰａで１パスを行って微細化処理を行なった。光重合開始剤として、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン（和光純薬工業社製）を０．０８ｇ加え、自転公転式攪拌機  あわとり練太郎（シンキー社製）を用いて７分間攪拌した。得られたワニスをバーコーターを用いて塗布厚２ｍｍで塗工した。８０℃で１２０分乾燥し、溶媒を除去した。ＵＶ照射装置（フュージョンシステムズジャパン製、Ｌｉｇｈｔ  Ｈａｍｍｅｒ１０）を用い２００ｍＪ／ｃｍ２照射して光硬化させて、微細改質セルロース繊維を１０質量％（対アクリル樹脂）含む、厚さ約０．１ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１６２】
実施例１６＜改質セルロース繊維とアクリル樹脂のコンポジット＞
使用した改質セルロース繊維を実施例３で調製した改質セルロース繊維に変え、使用する溶媒をＭＥＫに変更した以外は、実施例１５と同等の処理を行うことで、微細改質セルロース繊維を１０質量％（対アクリル樹脂）含む、厚さ約０．１ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１６３】
実施例４５＜改質セルロース繊維とアクリル樹脂のコンポジット＞
使用した改質セルロース繊維を実施例３１で調製した改質セルロース繊維に変え、使用する溶媒をトルエンに変更した以外は、実施例１５と同等の処理を行うことで、微細改質セルロース繊維を１０質量％（対アクリル樹脂）含む、厚さ約０．１ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１６４】
実施例４６＜改質セルロース繊維とアクリル樹脂のコンポジット＞
使用した改質セルロース繊維を実施例３２で調製した改質セルロース繊維に変えた以外は、実施例１５と同等の処理を行うことで、微細改質セルロース繊維を１０質量％（対アクリル樹脂）含む、厚さ約０．１ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１６５】
実施例４７＜改質セルロース繊維とアクリル樹脂のコンポジット＞
使用した改質セルロース繊維を実施例３３で調製した改質セルロース繊維に変えた以外は、実施例１５と同等の処理を行うことで、微細改質セルロース繊維を１０質量％（対アクリル樹脂）含む、厚さ約０．１ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１６６】
実施例４８＜改質セルロース繊維とアクリル樹脂のコンポジット＞
使用した改質セルロース繊維を実施例３６で調製した改質セルロース繊維に変え、使用する溶媒をトルエンに変更した以外は、実施例１５と同等の処理を行うことで、微細改質セルロース繊維を１０質量％（対アクリル樹脂）含む、厚さ約０．１ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１６７】
実施例１７＜改質セルロース繊維とアクリル樹脂のコンポジット＞
使用した改質セルロース繊維を実施例９で調製した改質セルロース繊維に変え、使用する溶媒をＭＥＫに変更した以外は、実施例１５と同等の処理を行うことで、微細改質セルロース繊維を１０質量％（対アクリル樹脂）含む、厚さ約０．１ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１６８】
実施例４９＜改質セルロース繊維とアクリル樹脂のコンポジット＞
使用した改質セルロース繊維を実施例３７で調製した改質セルロース繊維に変えた以外は、実施例１５と同等の処理を行うことで、微細改質セルロース繊維を１０質量％（対アクリル樹脂）含む、厚さ約０．１ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１６９】
実施例５０＜改質セルロース繊維とアクリル樹脂のコンポジット＞
使用した改質セルロース繊維を実施例３８で調製した改質セルロース繊維に変えた以外は、実施例１５と同等の処理を行うことで、微細改質セルロース繊維を１０質量％（対アクリル樹脂）含む、厚さ約０．１ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１７０】
実施例５１＜改質セルロース繊維とアクリル樹脂のコンポジット＞
使用した改質セルロース繊維を実施例３９で調製した改質セルロース繊維に変えた以外は、実施例１５と同等の処理を行うことで、微細改質セルロース繊維を１０質量％（対アクリル樹脂）含む、厚さ約０．１ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１７１】
比較例１２＜アクリル樹脂ブランク＞
改質セルロース繊維分散体の代わりにＭＥＫ１０ｍＬを使用し、塗布厚を０．５ｍｍに変更した以外は、実施例１５と同等の処理を行うことで厚さ約０．１ｍｍのシート状のアクリル樹脂成形体を製造した。
【０１７２】
実施例１８＜改質セルロース繊維とポリスチレン樹脂のコンポジット＞
実施例２で得られた改質セルロース繊維０．５０ｇをＤＭＦ４９．５０ｇ中に投入し、ホモジナイザーにて３０００ｒｐｍ、３０分間攪拌後、高圧ホモジナイザーにて１００ＭＰａで１０パス処理することで微細化された改質セルロース繊維がＤＭＦに分散した微細改質セルロース分散体（固形分濃度１．０質量％）を得た。
【０１７３】
上記で得られた微細改質セルロース分散体１５ｇ、ポリスチレン樹脂（シグマアルドリッチ社製、数平均分子量１７０，０００、製造番号441147-1ＫＧ）１．５ｇ、ＤＭＦ３０ｇを混合し、マグネチックスターラーを用い、室温、１５００ｒｐｍで１２時間攪拌した後、高圧ホモジナイザーを用いて、６０ＭＰａで１パス、１００ＭＰａで１パスを行って、微細化処理を行なった。その後、自転公転式攪拌機  あわとり練太郎（シンキー社製）を用いて７分間攪拌した。得られたワニスを直径９ｃｍのガラス製シャーレに投入し、１００℃で１２時間乾燥し、溶媒を除去することで、微細改質セルロース繊維を１０質量％（対ポリスチレン樹脂）含む、厚さ約０．２ｍｍのシート状の複合材料成形体を製造した。
【０１７４】
比較例１３＜ポリスチレン樹脂ブランク＞
改質セルロース繊維分散体の代わりにＤＭＦ１５ｇを使用した以外は、実施例１８と同等の処理を行うことで厚さ約０．２ｍｍのシート状のポリスチレン樹樹脂成形体を製造した。
【０１７５】
得られた改質セルロース繊維について、置換基導入率、平均繊維径（セルロース系原料の平均繊維径も含む）、微細化後の平均繊維径、及び結晶構造の確認（結晶化度）を、下記試験例１〜４の方法に従って評価した。また、分散体の特性については下記試験例５〜６の方法に従って、成形体の特性については下記試験例７〜９の方法に従って、それぞれ評価した。結果を表１〜９に示す。
【０１７６】
試験例１（置換基導入率（置換度））
得られた改質セルロース繊維中に含有される、疎水エーテル基の含有量％（質量％）は、Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．１３，２１７２（１９７９）、「第十五改正日本薬局方（ヒドロキシプロピルセルロースの分析方法の項）」等に記載の、セルロースエーテルのアルコキシ基の平均付加モル数を分析する手法として知られるＺｅｉｓｅｌ法に準じて算出した。以下に手順を示す。
（ｉ）２００ｍＬメスフラスコにｎ−オクタデカン０．１ｇを加え、ヘキサンにて標線までメスアップを行い、内標溶液を調製した。
（ｉｉ）精製、乾燥を行った改質セルロース繊維１００ｍｇ、アジピン酸１００ｍｇを１０ｍＬバイアル瓶に精秤し、ヨウ化水素酸２ｍＬを加えて密栓した。
（ｉｉｉ）上記バイアル瓶中の混合物を、スターラーチップにより攪拌しながら、１６０℃のブロックヒーターにて１時間加熱した。
（ｉｖ）加熱後、バイアルに内標溶液３ｍＬ、ジエチルエーテル３ｍＬを順次注入し、室温で１分間攪拌した。
（ｖ）バイアル瓶中の２相に分離した混合物の上層（ジエチルエーテル層）をガスクロマトグラフィー（ＳＨＩＭＡＤＺＵ社製、「ＧＣ２０１０Ｐｌｕｓ」）にて分析した。分析条件は以下のとおりであった。
カラム：アジレント・テクノロジー社製ＤＢ−５（１２ｍ、０．２ｍｍ×０．３３μｍ）
カラム温度：１００℃→１０℃／ｍｉｎ→２８０℃（１０ｍｉｎ  Ｈｏｌｄ）
インジェクター温度：３００℃、検出器温度：３００℃、打ち込み量：１μＬ
使用したエーテル化試薬の検出量から改質セルロース繊維中のエーテル基の含有量（質量％）を算出した。
得られたエーテル基含有量から、下記数式（１）を用いてモル置換度（ＭＳ）（無水グルコースユニット１モルに対する置換基モル量）を算出した。
（数式１）
ＭＳ＝（Ｗ１／Ｍｗ）／（（１００−Ｗ１）／１６２．１４）
Ｗ１：改質セルロース繊維中のエーテル基の含有量（質量％）
Ｍｗ：導入したエーテル化試薬の分子量（ｇ／ｍｏｌ）
【０１７７】
試験例２（改質セルロース繊維及びセルロース系原料の平均繊維径）
改質セルロース繊維及びセルロース系原料の繊維径は、以下の手法により求めた。絶乾したサンプル約０．３ｇを精秤し、１．０Ｌのイオン交換水中で家庭用ミキサーを用いて1分間攪拌し、繊維を水中に解した。その後、さらにイオン交換水４．０Ｌを加え、均一になるよう攪拌した。得られた水分散液から、約５０ｇを測定液として回収し、精秤した。得られた測定液を、メッツォオートメーション社製の「Ｋａｊａａｎｉ  Ｆｉｂｅｒ  Ｌａｂ」にて分析することで、平均繊維径を得た。
【０１７８】
試験例３（微細改質セルロース繊維の平均繊維径）
得られた分散体を光学顕微鏡（キーエンス社製、「デジタルマイクロスコープＶＨＸ−１０００」）を用い、倍率３００〜１０００倍で観察した繊維３０本以上の平均値を計測した（四捨五入して有効数字１ケタで計算）。光学顕微鏡での観察が困難な場合は、セルロース繊維分散体に溶媒をさらに加えて０．０００１質量％の分散液を調製し、該分散液をマイカ（雲母）上に滴下して乾燥したものを観察試料として、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ、Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ  ＩＩＩ  Ｔａｐｐｉｎｇ  ｍｏｄｅ  ＡＦＭ、Ｄｉｇｉｔａｌ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製、プローブはナノセンサーズ社製Ｐｏｉｎｔ  Ｐｒｏｂｅ  （ＮＣＨ）を使用）を用いて、該観察試料中のセルロース繊維の繊維高さを測定した。その際、該セルロース繊維が確認できる顕微鏡画像において、微細セルロース繊維を５本以上抽出し、それらの繊維高さから平均繊維径（分散体中の繊維径）を算出した。なお、分散体中に繊維が凝集して分析が不可能な場合を「＞１００００」と記載した。
【０１７９】
試験例４（結晶構造の確認）
改質セルロース繊維の結晶構造は、リガク社製の「ＲｉｇａｋｕＲＩＮＴ  ２５００ＶＣ  Ｘ−ＲＡＹ  ｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ」を用いて以下の条件で測定することにより確認した。測定条件は、Ｘ線源：Ｃｕ／Ｋα−ｒａｄｉａｔｉｏｎ、管電圧：４０ｋｖ、管電流：１２０ｍＡ、測定範囲：回折角２θ＝５〜４５°、Ｘ線のスキャンスピード：１０°／ｍｉｎとした。測定用サンプルは面積３２０ｍｍ２×厚さ１ｍｍのペレットを圧縮し作製した。また、セルロースＩ型結晶構造の結晶化度は得られたＸ線回折強度を、以下の式（Ａ）に基づいて算出した。
セルロースＩ型結晶化度(％)＝［（Ｉ22.6−Ｉ18.5）／Ｉ22.6］×100    （Ａ）
〔式中、Ｉ22.6は、Ｘ線回折における格子面（００２面）（回折角２θ＝22.6°）の回折強度、Ｉ18.5は，アモルファス部（回折角２θ＝18.5°）の回折強度を示す〕
一方、上記式（Ａ）で得られる結晶化度が３５％以下の場合には、算出精度の向上の観点から、「木質科学実験マニュアル」（日本木材学会編）のＰ１９９−２００の記載に則り、以下の式（Ｂ）に基づいて算出した値を結晶化度として用いることが好ましい。
したがって、上記式（Ａ）で得られる結晶化度が３５％以下の場合には、以下の式（Ｂ）に基づいて算出した値を結晶化度として用いることができる。
セルロースＩ型結晶化度(％)＝［Ａｃ／（Ａｃ＋Ａａ）］×100    （Ｂ）
〔式中、Ａｃは、Ｘ線回折における格子面（００２面）（回折角２θ＝22.6°）、（０１１面）（回折角２θ＝15.1°）および（０-１１面）（回折角２θ＝16.2°）のピーク面積の総和、Ａａは，アモルファス部（回折角２θ＝18.5°）のピーク面積を示し、各ピーク面積は得られたＸ線回折チャートをガウス関数でフィッティングすることで求める〕
【０１８０】
試験例５（分散安定性試験）
得られた固形分濃度０．２質量％のセルロース繊維分散液を室温で１週間静置し、沈殿物の有無を目視で確認し、以下の評価基準に基づいて評価した。
評価Ａ：沈殿物なし
評価Ｂ：一部沈殿物を確認
評価Ｃ：全量が沈殿（完全分離）
分散安定性はＡ＞Ｂ＞Ｃの序列で評価され、分散安定性Ａで優れた分散安定性を有していることを示す。
【０１８１】
試験例６（粘度測定）
得られた固形分濃度０．２質量％のセルロース繊維分散液の粘度を、Ｅ型粘度測定機（東機産業社製、「ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ  ＴＶＥ−３５Ｈ」、コーンローター：１°３４′×Ｒ２４を使用）及び温度調節器（東機産業社製、「ＶＩＳＣＯＭＡＴＥ  ＶＭ−１５０III」）を用いて、２５℃、１ｒｐｍ、１分の条件で測定した。計測粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上の場合に増粘効果に優れていることを示し、その値がより高い方が増粘特性に優れていることを示す。なお、粘度が測定下限以下で分析が不可能な場合を「Ｎ．Ｄ．」と記載した。
【０１８２】
試験例７（引張弾性率）
２５℃の恒温室において、引張圧縮試験機（ＳＨＩＭＡＤＺＵ社製、「Ａｕｔｏｇｒａｐｈ  ＡＧＳ−Ｘ」）を用いて、ＪＩＳ  Ｋ７１１３に準拠して、成形体の引張弾性率を引張試験によって測定した。２号ダンベルで打ち抜いたサンプルを支点間距離８０ｍｍでセットし、クロスヘッド速度１０ｍｍ／ｍｉｎで測定した。引張弾性率がより高い方が機械的強度に優れていることを示す。
【０１８３】
試験例８（貯蔵弾性率）
動的粘弾性装置（ＳＩＩ社製、「ＤＭＳ６１００」）を用いて、得られた成形体から幅５ｍｍ、長さ２０ｍｍで切り出した短冊型サンプルの貯蔵弾性率を、窒素雰囲気下、周波数１Ｈｚで、−５０℃から２００℃まで、１分間に２℃の割合で温度を上昇させて、引張モードで計測した。表中に記載の貯蔵弾性率は使用した樹脂のガラス転移温度以上の温度(括弧内に示す)での値であり、貯蔵弾性率（ＭＰａ）が高いほど強度に優れることから、高温時の強度が高い程耐熱性に優れることを示す。
【０１８４】
試験例９（線熱膨張係数（ＣＴＥ））
熱応力歪測定装置（セイコー電子社製、「ＥＸＳＴＡＲ  ＴＭＡ／ＳＳ６１００」）を用いて、幅３ｍｍ、長さ２０ｍｍの短冊型サンプルを窒素雰囲気下１分間に５℃の割合で温度を上昇させて引張モードで荷重を２５ｇで計測した。線熱膨張係数（ＣＴＥ）は所定の温度範囲での平均線熱膨張係数を算出して得た。表中に記載の括弧内の数値は算出に用いた温度範囲を示し、ＣＴＥが低い方が寸法安定性に優れていることを示す。
【０１８５】
【表１】
2017052939.tif 000009
【０１８６】
【表２】
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【０１８７】
【表３】
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【０１８８】
【表４】
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【０１８９】
【表５】
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【０１９０】
【表６】
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【０１９１】
【表７】
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【０１９２】
【表８】
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【０１９３】
【表９】
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【０１９４】
表１〜４より、本発明の改質セルロース繊維は、低極性有機溶媒中への分散安定性及び増粘作用に優れていることがわかる。また、表５〜９より、該改質セルロース繊維を樹脂と複合化することにより、樹脂の種類や複合化の方法を問わず、幅広い適用範囲において高い強度や寸法安定性を発現可能なことがわかる。なかでも、高温下での溶融混練を経て得られた樹脂組成物が高い強度を示すことから（表５）、本発明の改質セルロース繊維は熱的安定性が高いことが示唆される。
【産業上の利用可能性】
【０１９５】
本発明の改質セルロース繊維は、樹脂に対して高い分散性を有し、強度増強効果を発現させることができるものであり、各種充填剤等として好適である。また、該改質セルロース繊維を配合した樹脂組成物は、日用雑貨品、家電部品、家電部品用梱包資材、自動車部品、３次元造形用樹脂等の様々な工業用途に好適に使用することができる。