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樹脂改質剤、及び樹脂組成物 新技術説明会

国内特許コード P200016774
整理番号 5859
掲載日 2020年4月10日
出願番号 特願2017-203885
公開番号 特開2019-077753
出願日 平成29年10月20日(2017.10.20)
公開日 令和元年5月23日(2019.5.23)
発明者
  • 岡田 きよみ
  • 長嶺 信輔
  • 大嶋 正裕
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 樹脂改質剤、及び樹脂組成物 新技術説明会
発明の概要 【課題】本発明の目的は、樹脂に対する接着性及び分散性が良好で、樹脂に優れた機械的強度及び耐熱性を付与できる樹脂改質剤を提供することである。
【解決手段】セルロース繊維とポリドーパミン及び/又はその誘導体との複合体を含む、樹脂改質剤。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要

従来、樹脂成形体の機械的強度の向上や耐熱性の付与等を目的として、樹脂の改質剤(補強材)として、セルロース繊維、ガラス繊維、炭素繊維等が利用されている。特に、セルロース繊維は、高弾性率、軽量、低線熱膨張性等の利点があり、更に、カーボンニュートラルな素材としてバイオマスの有効利用にもなるため、樹脂の改質剤として注目されている。しかしながら、セルロース繊維は親水性を示すのに対し、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の樹脂は疎水性(親水性基を有していない)であるため、セルロース繊維は、これらの樹脂に対する接着性や分散性が悪く、十分な機械的強度や耐熱性を付与できないという欠点がある。

そこで、従来、セルロース繊維を改質することにより、樹脂との親和性を高める手法が提案されている。例えば、特許文献1には、樹脂親和性セグメントA及びセルロース親和性セグメントBを有するブロック共重合体又はグラジエント共重合体からなる分散剤と、セルロースとを併用することによって、樹脂に対するセルロースの分散性を向上できることが開示されている。また、特許文献2には、水酸基の一部を脂環式炭化水素基又は脂環式炭化水素基に置換した変性ナノセルロースは、界面での接着性が高く、樹脂の補強に好適に使用し得ることが開示されている。

しかしながら、特許文献1の技術では、2つの異なるセグメントを有する共重合体が必要とされており、当該共重合体の製造コストが高いという欠点がある。また、特許文献1の技術では、使用する樹脂の種類に応じて、樹脂親和性セグメントAの設計が必要とされるため、汎用性の点でも欠点がある。一方、特許文献2の技術では、セルロースの水酸基に疎水性基を置換することによって樹脂との親和性を高めているが、疎水性樹脂に添加する場合には、当該疎水性基の置換度を高める必要があり、その結果、変性セルロースの結晶性が低くなり、十分な機械的強度を具備できなくなることがある。

一方、ドーパミンは、材料表面に付着して酸化重合するとポリドーパミンの膜を形成することが知られており、様々な材料の表面コーティングに利用されている。しかしながら、従来、ポリドーパミンを樹脂の改質剤として利用する技術については報告されていない。

産業上の利用分野

本発明は、樹脂に対する接着性及び分散性が良好で、樹脂に優れた機械的強度及び耐熱性を付与できる樹脂改質剤に関する。また、本発明は、当該樹脂改質剤を含む、樹脂組成物、及び樹脂成形体に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
セルロース繊維とポリドーパミン及び/又はその誘導体との複合体を含む、樹脂改質剤。

【請求項2】
前記セルロース繊維がセルロースナノファーバーである、請求項1に記載の、樹脂改質剤。

【請求項3】
前記セルロース繊維100質量部当たり、前記ポリドーパミン及び/又はその誘導体が0.2~20質量部含まれる、請求項1又は2に記載の樹脂改質剤。

【請求項4】
請求項1~3のいずれかに記載の樹脂改質剤、及び樹脂を含有する、樹脂組成物。

【請求項5】
前記樹脂が疎水性樹脂である、請求項4に記載の樹脂組成物。

【請求項6】
前記樹脂改質剤が0.5~45質量%含まれる、請求項4又は5に記載の樹脂組成物。

【請求項7】
請求項4~6のいずれかに記載の樹脂組成物を用いて成形された、樹脂成形体。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開
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