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ミクロフィブリル化セルロース複合樹脂及びその製造方法

国内特許コード P130009541
整理番号 1637
掲載日 2013年7月10日
出願番号 特願2007-142560
公開番号 特開2008-297364
登録番号 特許第5030667号
出願日 平成19年5月29日(2007.5.29)
公開日 平成20年12月11日(2008.12.11)
登録日 平成24年7月6日(2012.7.6)
発明者
  • 北川 和男
  • 矢野 浩之
出願人
  • 国立大学法人京都大学
  • 地方独立行政法人京都市産業技術研究所
発明の名称 ミクロフィブリル化セルロース複合樹脂及びその製造方法
発明の概要 【課題】親水性であるミクロフィブリル化セルロースを疎水性である樹脂に複合化するにあたって、有機溶媒を必要とせずに複合化する方法の提供。
【解決手段】ミクロフィブリル化セルロースを薄い濃度で水に添加し十分に分散させた後に、平均粒子径1000μm以下の樹脂粉末を添加し混合することによって、均質な混合分散液の調製が可能となり、これを脱水、乾燥させることによって、樹脂中のミクロフィブリル化セルロースの分散性が改善され、さらに高温又は有機溶媒を必要とせずにミクロフィブリル化セルロースと樹脂の複合体(複合樹脂)が得られる。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


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軽くて強い特性を有することが知られており、これを樹脂に配合することによって樹脂の強度等の物性を向上させることが試みられている(例えば、非特許文献1,2,3参照)。非特許文献1では、水に溶解したポリビニールアルコール(PVA)に所定量のミクロフィブリル化セルロースを均一分散させ、フィルムキャストによりセルロースナノファイバー強化PVAシート(繊維率1-10%)を得ている。また、非特許文献2,3では、溶融された樹脂にセルロースナノウィスカーと分散助剤を含有する水を混合し、混練することによってセルロースナノウィスカーを含有する樹脂を製造している。すなわち、ポリ乳酸の粒状物を二軸押出機に供給し、溶融工程、溶融・ウィスカー混合・分散工程、水分離・押出工程の3工程を行っており、所定割合で混合された水とセルロースナノウィスカー、分散助剤を所定の割合で予備混合した混合液を高圧ポンプにより溶融工程で二軸押出機に注入している。
【非特許文献1】
Zimmermann, T., Pohler, E., Geiger, T.: Cellulose fibrils for polymer reinforcement. Advanced Engineering Materials 6(9), 754-761 (2004).
【非特許文献2】
Mathew, A. P., Oksman, K., Sain, M.: Mechanical properties of biodegradable composites from poly lactic acid (PLA) and microcrystalline cellulose (MCC). Journal of Applied Polymer Science 97, 2014-2025(2005).
【非特許文献3】
Oksman, K., Mathew, A. P., Bondeson, D., Kvien, I.: Manufacturing process of cellulose whiskers/polylactic acid nanocomposites. Composites Science and Technology (2006).

産業上の利用分野


本発明は、表面にミクロフィブリル化セルロースを有する樹脂粉末の凝集体からなるミクロフィブリル化セルロース複合樹脂、当該複合樹脂の製造方法、当該複合物樹脂の混練物、当該混練物の成形体、当該成形体の製造方法等に関する。

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を水に分散させミクロフィブリル化セルロース濃度が0.1~5重量%の分散液を調製する工程、
該分散液と平均粒子径1~1000μmの樹脂粉末を、分散液中のミクロフィブリル化セルロース重量と混合される樹脂粉末重量の合計重量に対し、樹脂粉末の量が1~99重量%となる量で混合し、分散させて水を分散媒とする混合分散液を調製する工程、
該混合分散液から水を分離し、ミクロフィブリル化セルロース複合樹脂を得る工程、及び、
該ミクロフィブリル化セルロース複合樹脂を混練して得られる混練物を、圧縮、射出、押出又はブロー成形する工程、
を含む、ミクロフィブリル化セルロース複合樹脂成形体を製造する方法であって、
該ミクロフィブリル化セルロースが、セルロース繊維含有材料を磨砕及び/又は叩解することによって解繊又は微細化して製造されたものである、
ミクロフィブリル化セルロース複合樹脂成形体の製造方法。

【請求項2】
樹脂粉末の平均粒子径が1~100μmである請求項1に記載のミクロフィブリル化セルロース複合樹脂成形体の製造方法。

【請求項3】
表面にミクロフィブリル化セルロースを有する平均粒子径1~1000μmの樹脂粉末の凝集体からなるミクロフィブリル化セルロース複合樹脂を混練して得られる混練物を、圧縮、射出、押出又はブロー成形することにより得られるミクロフィブリル化セルロース複合樹脂成形体であって、
該ミクロフィブリル化セルロースが、セルロース繊維含有材料を磨砕及び/又は叩解することによって解繊又は微細化して製造されたものである、
ミクロフィブリル化セルロース複合樹脂成形体

【請求項4】
樹脂粉末の平均粒子径が1~100μmである請求項3に記載のミクロフィブリル化セルロース複合樹脂成形体

【請求項5】
請求項1又は2に記載の方法により得られるものである請求項3又は4に記載のミクロフィブリル化セルロース複合樹脂成形体
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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