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CELLULOSE NANOFIBER/RESIN COMPOSITE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND COATED CELLULOSE NANOFIBER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME UPDATE_EN meetings

Patent code P190015943
File No. FU-321
Posted date Mar 28, 2019
Application number P2018-145331
Publication number P2020-019901A
Date of filing Aug 1, 2018
Date of publication of application Feb 6, 2020
Inventor
  • (In Japanese)八尾 滋
  • (In Japanese)平井 翔
  • (In Japanese)中野 涼子
Applicant
  • FUKUOKA UNIVERSITY
Title CELLULOSE NANOFIBER/RESIN COMPOSITE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND COATED CELLULOSE NANOFIBER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME UPDATE_EN meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a cellulose nanofiber/resin composite having excellent mechanical properties.
SOLUTION: Provided is a method for manufacturing a cellulose nanofiber/resin composite comprising coated cellulose nanofibers having cellulose nanofibers coated with a copolymer and a resin. The copolymer is a copolymer having an alkane group of 8 or more carbon atoms as a side chain of any one monomer, selected from the group consisting of (meth)acrylates, (meth)acryl amides, vinyl ethers, vinyl esters, siloxanes, α-olefins, and substituted styrenes, and (meth)acrylic acid. In the coated cellulose nanofibers, at least a part of the copolymer and at least a part of the cellulose nanofibers are forming ester bonds. The manufacturing method contains a coated CNF resin mixing step where a composition (2) is prepared by mixing a composition (1) containing the coated cellulose nanofibers and the resin.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

樹脂とセルロースナノファイバーとを複合化することで、樹脂の機械物性を向上させることができる。また、セルロースナノファイバーは植物由来の材料であり、カーボンニュートラルであることからも注目されている。しかしながら、セルロースは、親水性が高く、汎用樹脂のような疎水性の樹脂と相溶性が低いため、樹脂中に分散しにくい。このため、セルロースナノファイバーの樹脂中への分散を向上させることを目的として種々の検討がされている。

例えば、特許文献1には、セルロースと、樹脂と、分散剤とを含む樹脂組成物が開示されている。特許文献1の分散剤は、樹脂親和性セグメントAとセルロース親和性セグメントBとを有し、ブロック共重合体構造又はグラジエント共重合体構造を有するものである。

一方、本発明者等は、長鎖アルカン基を保有し側鎖結晶性を示すモノマーと溶媒親和性を示すモノマーを用いたブロック共重合体である、側鎖結晶性ブロック共重合体(SCCBC:Side Chain Crystalline Block Copolymer)を用いた表面修飾材料を開示している(特許文献2)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、セルロースナノファイバー樹脂複合体およびその製造方法、ならびに、被覆セルロースナノファイバーおよびその製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
セルロースナノファイバーが共重合体により被覆された被覆セルロースナノファイバーと、樹脂とを含むセルロースナノファイバー樹脂複合体の製造方法であって、
前記共重合体は、側鎖に炭素数8以上の長さのアルカン鎖を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、αオレフィン及び置換スチレンからなる群より選ばれるいずれかのモノマーと、(メタ)アクリル酸との共重合体であり、
前記被覆セルロースナノファイバーは、前記共重合体の少なくとも一部と前記セルロースナノファイバーの少なくとも一部とがエステル結合を形成しており、
前記被覆セルロースナノファイバーを含む組成物(1)と、前記樹脂とを混合し組成物(2)を調製する被覆CNF樹脂混合工程を有するセルロースナノファイバー樹脂複合体の製造方法。

【請求項2】
 
前記共重合体により被覆された被覆セルロースナノファイバーにおいて、前記セルロースナノファイバーに対する前記共重合体の質量比が1質量%以上100質量%以下である請求項1に記載のセルロースナノファイバー樹脂複合体の製造方法。

【請求項3】
 
前記樹脂は、疎水性樹脂である請求項1または2に記載のセルロースナノファイバー樹脂複合体の製造方法。

【請求項4】
 
前記組成物(1)は、前記被覆セルロースナノファイバーと有機溶媒とを含む組成物である請求項1~3のいずれかに記載のセルロースナノファイバー樹脂複合体の製造方法。

【請求項5】
 
前記有機溶媒が、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、トルエン、キシレン、エタノール、プロパノール及びブタノールからなる群から選択される1種以上である請求項4に記載のセルロースナノファイバー樹脂複合体の製造方法。

【請求項6】
 
前記被覆CNF樹脂混合工程の前に、前記共重合体と、前記セルロースナノファイバーと、前記有機溶媒とを混合した反応液の中で、前記共重合体の少なくとも一部と前記セルロースナノファイバーの少なくとも一部をエステル結合させることによって、前記被覆セルロースナノファイバーと前記有機溶媒とを含む組成物を調製する被覆CNF調製工程を有する請求項4または5に記載のセルロースナノファイバー樹脂複合体の製造方法。

【請求項7】
 
前記反応液の含水率が、20質量%以下である請求項6に記載のセルロースナノファイバー樹脂複合体の製造方法。

【請求項8】
 
前記被覆CNF調製工程において、前記反応液を110℃以上に加熱し、前記共重合体の少なくとも一部と前記セルロースナノファイバーの少なくとも一部をエステル結合させる請求項6または7に記載のセルロースナノファイバー樹脂複合体の製造方法。

【請求項9】
 
セルロースナノファイバーが共重合体により被覆された被覆セルロースナノファイバーと、樹脂とを含むセルロースナノファイバー樹脂複合体であって、
前記共重合体は、側鎖に炭素数8以上の長さのアルカン鎖を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、αオレフィン及び置換スチレンからなる群より選ばれるいずれかのモノマーと、(メタ)アクリル酸との共重合体であり、
前記被覆セルロースナノファイバーは、前記共重合体の少なくとも一部と前記セルロースナノファイバーの少なくとも一部とがエステル結合を形成しているセルロースナノファイバー樹脂複合体。

【請求項10】
 
セルロースナノファイバーが共重合体により被覆された被覆セルロースナノファイバーの製造方法であって、
前記共重合体は、側鎖に炭素数8以上の長さのアルカン鎖を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、αオレフィン及び置換スチレンからなる群より選ばれるいずれかのモノマーと、(メタ)アクリル酸との共重合体であり、
前記共重合体と、前記セルロースナノファイバーと、有機溶媒とを混合した反応液の中で、前記共重合体の少なくとも一部と前記セルロースナノファイバーの少なくとも一部とをエステル結合させる工程を有する被覆セルロースナノファイバーの製造方法。

【請求項11】
 
セルロースナノファイバーが共重合体により被覆された被覆セルロースナノファイバーであって、
前記共重合体は、側鎖に炭素数8以上の長さのアルカン鎖を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、αオレフィン及び置換スチレンからなる群より選ばれるいずれかのモノマーと、(メタ)アクリル酸との共重合体であり、
前記共重合体の少なくとも一部と前記セルロースナノファイバーの少なくとも一部とがエステル結合を形成している被覆セルロースナノファイバー。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2018145331thum.jpg
State of application right Published
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