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COMPOSITE meetings

Patent code P150011512
File No. S2013-1058-N0
Posted date Mar 9, 2015
Application number P2013-119861
Publication number P2014-237904A
Patent number P5900927
Date of filing Jun 6, 2013
Date of publication of application Dec 18, 2014
Date of registration Mar 18, 2016
Inventor
  • (In Japanese)内田 哲也
  • (In Japanese)岩畔 史明
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人岡山大学
Title COMPOSITE meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel cellulose nanofiber that can exhibit improved dispersibility in a resin into which it is blended.
SOLUTION: The composite includes a cellulose nanofiber and a high molecular part which is formed of a high molecular compound other than a cellulose and is jointed to at least part of a surface of the cellulose nanofiber. The high molecular parts are periodically formed in a direction of continuation of the cellulose nanofiber. Among a surface area S of the cellulose nanofiber existing in a formation area in the direction of continuation being an area where the high molecular parts are formed over a plurality of periods, an area Sc is covered by the high molecular parts, and a ratio (Sc/S) may be 0.6 or larger. In addition, a cross sectional shape of the high molecular parts in a cross section perpendicular to the direction of the continuation of the cellulose nanofiber may change according to a position of the direction of the continuation.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

セルロースナノファイバーは、木材等のセルロース系原料を解繊処理することにより得られるナノオーダー(例えば、幅:3nm~5μm、長さ:数百nm~数百μm程度)のセルロース繊維である。かかるセルロースナノファイバーは、高強度(2~3GPa程度)、高弾性率(約100GPa)及び低密度(1.46~1.63g/cm3程度)等といった性質を有することから、樹脂に混合することで物性(例えば、曲げ強度及び弾性率等の機械的強度)を向上させるための樹脂用の充填剤(フィラーと呼ばれることもある)として利用することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。

特許文献1には、「セルロースナノファイバーは、樹脂や、硬化剤との反応性や樹脂中での分散性が低いため、樹脂にセルロースナノファイバーを加えると、セルロースナノファイバーと樹脂との間の界面で、接着強度が落ちるという問題がある。それにより、セルロースナノファイバーの補強効果が発現せず、逆に曲げ強度等の機械的強度が低下する原因となる。」(特許文献1の段落番号0004)という問題が指摘されており、この解決方法として、「セルロースナノファイバーを変性剤等によって変性処理し、セルロースナノファイバーにカルボキシル基等の置換基を導入させ、樹脂中での分散性を向上させようとする」(特許文献1の段落番号0005)ことがなされていることが開示されている。

また、セルロースナノファイバーの樹脂中での分散性を向上させるため、相溶化剤(マレイン酸変性低分子量ポリオレフィンなど)を添加することも検討されてきた。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、複合体に関し、より詳細には、セルロースナノファイバーを含む複合体に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
セルロースナノファイバーと、
セルロース以外の高分子化合物の結晶化物により形成され、セルロースナノファイバーの表面の少なくとも一部に接合した高分子部分と、
を含んでなり、
セルロースナノファイバーが貫通するように複数の該高分子部分が形成されるものである、複合体。

【請求項2】
 
前記高分子部分がセルロースナノファイバーの連続方向に沿って周期的に形成されており、
前記高分子部分が複数の周期にわたり形成された該連続方向に沿った領域である形成領域に存するセルロースナノファイバーの表面積Sのうち前記高分子部分により覆われた面積Scが表面積Sに対してなす比率(Sc/S)が0.6以上である、請求項1に記載の複合体。

【請求項3】
 
セルロースナノファイバーの連続方向に対して垂直な断面における前記高分子部分の断面形状が該連続方向の位置に応じて変化するものである、請求項1又は2に記載の複合体。

【請求項4】
 
前記高分子部分の各々が、セルロースナノファイバーの連続方向に対して垂直な断面における断面積がセルロースナノファイバーの一端から他端に向かう方向に進むにつれて該連続方向の第1の位置まで単調増加する断面積増加部分と、第1の位置又は第1の位置よりも他端側に存する第2の位置から他端に向かう方向に進むにつれて該断面積が単調減少する断面積減少部分と、を有してなるものである、請求項1乃至3のいずれか1に記載の複合体。

【請求項5】
 
セルロースナノファイバーと、
セルロース以外の高分子化合物の結晶化物により形成され、セルロースナノファイバーの表面の少なくとも一部に接合した高分子部分と、
を含んでなり、
該高分子部分がセルロースナノファイバーの連続方向に沿って周期的に形成されており、
該高分子部分が複数の周期にわたり形成された該連続方向に沿った領域である形成領域に存するセルロースナノファイバーの表面積Sのうち該高分子部分により覆われた面積Scが表面積Sに対してなす比率(Sc/S)が0.6以上である、複合体。

【請求項6】
 
セルロースナノファイバーと、
セルロース以外の高分子化合物の結晶化物により形成され、セルロースナノファイバーの表面の少なくとも一部に接合した高分子部分と、
を含んでなり、
セルロースナノファイバーの連続方向に対して垂直な断面における該高分子部分の断面形状が該連続方向の位置に応じて変化するものである、複合体。

【請求項7】
 
セルロースナノファイバーと、
セルロース以外の高分子化合物の結晶化物により形成され、セルロースナノファイバーの表面の少なくとも一部に接合した高分子部分と、
を含んでなり、
該高分子部分がセルロースナノファイバーに螺旋状に巻回したものである、複合体。

【請求項8】
 
前記高分子化合物がポリビニルアルコールである、請求項1乃至7のいずれか1に記載の複合体。

【請求項9】
 
請求項1乃至8のいずれか1に記載の複合体を含んでなる、フィラー。

【請求項10】
 
樹脂と、請求項1乃至8のいずれか1に記載の複合体と、を含んでなる、樹脂組成物。

【請求項11】
 
セルロースナノファイバーと、
セルロース以外の高分子化合物の結晶化物により形成され、セルロースナノファイバーの表面の少なくとも一部に接合した高分子部分と、
を含んでなる複合体の製造方法であって、
該高分子化合物の溶液とセルロースナノファイバーとを接触させる溶液接触ステップと、
溶液接触ステップの後に該溶液中の該高分子化合物の溶解量を低下させ、セルロースナノファイバーの表面に該高分子化合物を結晶として析出させる析出ステップと、
を含むものである、製造方法。

【請求項12】
 
前記溶液中の前記高分子化合物の溶解度が、前記溶液の温度が低い方が低下するものであり、
前記析出ステップは、前記溶液を降温することで前記溶解量を低下させるものである、請求項11に記載の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2013119861thum.jpg
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