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強度の向上したミクロフィブリル化セルロース含有樹脂成形体

国内特許コード P09A014450
整理番号 1397
掲載日 2009年5月8日
出願番号 特願2006-197512
公開番号 特開2008-024795
登録番号 特許第5119432号
出願日 平成18年7月19日(2006.7.19)
公開日 平成20年2月7日(2008.2.7)
登録日 平成24年11月2日(2012.11.2)
発明者
  • 矢野 浩之
  • 岩竹 淳裕
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 強度の向上したミクロフィブリル化セルロース含有樹脂成形体
発明の概要

【課題】弾性率及び強度の向上した、ミクロフィブリル化セルロースを含有する樹脂成形体の提供
【解決手段】ミクロフィブリル化セルロース及び樹脂を含有する混練物を成形してなる樹脂成形体であって、
ミクロフィブリル化セルロースの含有量が成形体全体の4~15重量%であり、
前記成形体の強度がミクロフィブリル化セルロースを含まないことを除いて同じ方法で成形された成形体の強度と比較した相対強度が1.10以上であることを特徴とする樹脂成形体。
【選択図】なし

従来技術、競合技術の概要


すべての植物の細胞壁は、セルロースミクロフィブリルと呼ばれる幅約4nmの高強度ナノファイバーが基本骨格となっている。ミクロフィブリル化セルロースはパルプなどの植物繊維をセルロースミクロフィブリルのレベルにまで解繊して得られる、伸びきり鎖結晶からなるナノファイバーである。また、バクテリア(主として酢酸菌)由来のミクロフィブリル化セルロースも知られており、これを利用した食品としてナタデココがよく知られている。ミクロフィブリル化セルロースは、一般的には、セルロース系繊維をリファイナー、ホモジナイザー等により磨砕ないし叩解することにより製造できることが知られている(例えば、特許文献1参照)。ミクロフィブリル化セルロースは軽くて強度が高く、さらには生分解性も高いためパソコン、携帯電話等の家電製品の筐体、文房具等の事務機器、スポーツ用品、輸送機器、建築材料など幅広い分野への応用が期待されている。



このようなミクロフィブリル化セルロースの機械的特性を、既に幅広く利用されている樹脂の分野に活用することが試みられている。例えば、樹脂の物性、機能等の向上、新たな物性、機能等の付与を目的として、樹脂にミクロフィブリル化セルロースを混合、複合等することが試みられている。特に、環境負荷の観点から生分解性樹脂が注目されており、この生分解性樹脂とミクロフィブリル化セルロースを混合、複合することが試みられている。しかしながら、ミクロフィブリル化セルロースはその繊維径が多くの場合200nm以下と非常に小さいため通常のセルロース繊維と比較してはるかに凝集等がおこりやすい。このため、ミクロフィブリル化セルロースを樹脂中に分散させることが非常に困難であり、均一な複合樹脂を得ることが難しかった。これを解決するため、ポリ乳酸を含有する脂肪族ポリエステルと、一次壁及び二次壁外層を傷づけられた前処理パルプ及び/又はセルロース系繊維とを溶融混練中に繊維成分を解繊してミクロフィブリル化することによって、樹脂中にミクロフィブリル化セルロースを均一に分散させようとする技術(例えば、特許文献2参照)、ミクロフィブリル化セルロースとポリ乳酸繊維を混合し、抄紙によりシート状物を作成する技術(例えば、特許文献3参照)が知られている。しかしながら、これらの技術で得られる樹脂の成形体はもともとの樹脂の成形体よりも、弾性率は高くなることはあるが強度は低く、総じて脆いものであった。

【特許文献1】特公昭50-38720号公報

【特許文献2】特開2005-42283号公報

【特許文献3】特開2003-211695号公報

産業上の利用分野


本発明は、ミクロフィブリル化セルロースを含有し、強度に優れた樹脂成形体及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ミクロフィブリル化セルロース分散性及び樹脂溶解性を備えた溶媒に、ミクロフィブリル化セルロースの分散及び樹脂の溶解を行い、混合した後、溶媒を除去する工程を有するミクロフィブリル化セルロース含有樹脂成形体の製造方法であって、
溶媒がアセトン、ジクロロメタン、シクロヘキサン、クロロホルム、又は酢酸エチルであることを特徴とするミクロフィブリル化セルロース含有樹脂成形体の製造方法。

【請求項2】
溶媒がアセトン又はジクロロメタンである請求項に記載のミクロフィブリル化セルロース含有樹脂成形体の製造方法。

【請求項3】
樹脂を溶解した溶媒とミクロフィブリル化セルロースを分散した溶媒を混合した後、溶媒を除去する工程を有するミクロフィブリル化セルロース含有樹脂成形体の製造方法であって、
樹脂を溶解した溶媒、及びミクロフィブリル化セルロースを分散した溶媒が同じであって、アセトン、ジクロロメタン、シクロヘキサン、クロロホルム、又は酢酸エチルであることを特徴とするミクロフィブリル化セルロース含有樹脂成形体の製造方法。

【請求項4】
樹脂を溶解した溶媒、及びミクロフィブリル化セルロースを分散した溶媒が、アセトン又はジクロロメタンであることを特徴とする請求項に記載の製造方法。

【請求項5】
ミクロフィブリル化セルロースをアセトンに浸漬させ、さらにジクロロメタンでアセトンを置換させ、ミクロフィブリル化セルロースを分散した溶媒を調製する請求項に記載の製造方法。

【請求項6】
ミクロフィブリル化セルロース含有樹脂成形体におけるミクロフィブリル化セルロースの含有量が4~15重量%である請求項のいずれかに記載の製造方法。

【請求項7】
樹脂が生分解性樹脂及び脂肪族ポリエステルからなる群から選択される少なくとも1種である請求項のいずれかに記載の製造方法。
産業区分
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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