[发明专利]改性微纤化纤维素及含有其的树脂复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及可得到与树脂的混合性、树脂成型物的机械物性、特别是断裂韧性优异的成型物的改性微纤化纤维素及含有其的树脂组合物及树脂复合材料。

背景技术

对于所有植物的细胞壁而言，被称为微纤化纤维素的宽约4nm的高强度纳米纤维成为基本骨架。微纤化纤维素是将浆粕等植物纤维解纤至微纤化纤维素的水平而得到的由极限伸长链晶体构成的纳米纤维。另外，源于细菌（以乙酸菌为主）的微纤化纤维素也是已知的，作为利用其的食品，椰果已广为熟知。已知微纤化纤维素通常可以通过利用匀浆机、均化器等将纤维素系纤维磨碎打浆来制造（参照例如专利文献1）。微纤化纤维素轻且强度高，而且生物降解性也高，因此，可期待应用于个人计算机、手机等家电产品的壳体、文具等办公设备、体育用品、输送设备、建筑材料等广泛的领域。

近年来，对于微纤化纤维素而言，已知有通过将其表面用单异氰酸酯实施改性而分散于有机溶剂中的微纤化纤维素。（专利文献2）

然而，这种改性微纤化纤维素存在如下问题：因表面的羟基残留，亲水性性质残留，从而导致在有机溶剂中的分散不充分，投入树脂中时会发生凝聚·凝结的现象、或者即使混合在树脂中使用也无法提高树脂的机械物性。

另外，还尝试了将微纤化纤维素用硅烷偶联剂进行表面处理、其后使其与树脂复合化来制造复合化树脂以提高该复合化树脂的机械物性的方法（专利文献3）。然而，对于这种物质，表面处理剂是作为硅烷偶联剂的低分子量的单体，因此，为了提高复合化树脂的机械物性，如果不使微纤化纤维素表面结合大量的硅烷偶联剂，就显现不出其所期待的功能。欲使更多的硅烷偶联剂结合在微纤化纤维素表面时，存在表面处理中发生作为副反应的硅烷偶联剂之间的缩聚反应而不能有效处理之类的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特公昭50-38720号公报

专利文献2:日本特表2002-524618

专利文献3:日本特开2008-266630

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于，提供一种可以在疏水性树脂中不发生凝聚地分散、均匀混合的改性微纤化纤维素。即，通过将微纤化纤维素改性，可以得到不会因纤维之间接近、互相缠绕、氢键而产生凝聚物的分散性和与树脂的亲和性（反应性）优异的改性微纤化纤维素，将该改性微纤化纤维素添加在树脂中，制成可得到树脂成型物的机械物性、特别是断裂韧性优异的成型物的成型用树脂复合材料。

另外，涉及一种即使结合或吸附在纤维素表面的表面处理剂的量少也能显现出功能、例如机械物性提高那样的利用表面处理剂进行改性了的改性微纤化纤维素。

用于解决问题的方案

发明人等对为了得到在树脂中的混合分散性优异、与树脂的亲和性（反应性）优异的微纤化纤维素的改性方法进行了深入研究，结果完成了本发明。

即，本发明提供一种改性微纤化纤维素及含有其而成的树脂组合物以及树脂复合材料，所述改性微纤化纤维素的特征在于，是在纤维素表面结合或吸附有含水解性甲硅烷基树脂（A）的改性微纤化纤维素，硅原子的含量为0.01~0.5原子数%。

发明的效果

本发明的改性微纤化纤维素是使高分子的含水解性甲硅烷基树脂（A）结合或吸附于该微纤化纤维素而成的，以硅原子的含量为0.01~0.5原子数%的方式用较少的树脂量对该微纤化纤维素进行改性，因此，在将该改性微纤化纤维素混合在其他树脂中时，与混合的树脂的分散性和亲和性（反应性）优异。

对于该分散性，可以认为由于树脂骨架中导入了水解性甲硅烷基，因此分子运动受到控制，不易发生水解性甲硅烷基之间的缩聚之类的副反应。进而，含有本发明的改性微纤化纤维素的树脂复合材料可以得到断裂韧性优异的树脂成型物。

认为，通过使微纤化纤维素结合或吸附含水解性甲硅烷基树脂（A），因表面附着的含水解性甲硅烷基树脂（A），微纤化纤维素之间相互相斥，由此能够防止改性微纤化纤维素凝聚，进行均匀处理。另外，通过将本发明的改性微纤化纤维素添加在树脂中，能明显提高添加的树脂固化物的断裂韧性等机械物性。

具体实施方式