[发明专利]含纤维素纳米纤维的树脂组合物的制造方法及成形体

说明书

技术领域

本发明涉及作为能够与具有反应性双键基团且羟值为10KOHmg/g以下的化合物进行复合化的高功能填料的纤维素纳米纤维的制造方法及将利用该制造方法得到的树脂组合物进行成形而得到的成形体。

背景技术

近年来开发的纤维素纳米纤维为源自植物的天然原料纳米填料，作为低比重且高强度的树脂用复合材料受到关注(参照专利文献1)。

然而，为了将具有大量羟基的纤维素微细化至纳米级，在目前的技术中，需要在水中进行解纤。为了将该水中解纤纤维素纳米纤维与各种树脂进行复合化，必须实施所制造的纤维素纳米纤维的脱水工序及溶剂置换工序。另外，纤维素容易形成分子间氢键，因此在纤维素纳米纤维脱水工序中发生再聚集，在树脂中的分散变得不良。

为了解决这些问题，报道了：不在水中而是在有机溶剂中将纤维素微细化，从而制造纤维素纳米纤维的技术(参照专利文献2)。通过该技术，因为不需要水而被视为减少了干燥的成本，但是向树脂中复合化时需要首先在有机溶剂中分散并纳米化之后再去除有机溶剂的工序，尚不能说改良了纳米纤维的繁杂的制造工序。

换言之，要求确立能够通过更廉价且简单的工序将纤维素纳米纤维向各种树脂中复合化那样的技术。

另外，报道了，在不使用溶剂的条件下在树脂中将纤维素微细化，从而制造纤维素纳米纤维的技术(参照专利文献3及4)。通过该技术，变得很容易向树脂中复合纤维素纳米纤维。专利文献3中使用的聚酯树脂、专利文献4中使用的丙烯酸类树脂为了使纤维素微细化而需要很多的量。大量的聚酯树脂及丙烯酸类树脂在使具有反应性双键基团的树脂固化时不会发生反应，以未固化物的形式残留在成形体中，从而作为增塑剂发挥作用，引起成形体的物性降低。另外，具有反应性双键基团的化合物的成形体往往期望吸水性低，因此作为单体使用具有反应性双键基团且羟值为10KOHmg/g以下的化合物。然而，对于具有反应性双键基团且羟值为10KOHmg/g以下的化合物而言，无法利用专利文献3及专利文献4的方法将纤维素微细化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-042283号公报

专利文献2：日本特开2009-261993号公报

专利文献3：国际公开第2012/043558号

专利文献4：日本特开2013-116928号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明中，课题在于，通过几乎不需要溶剂置换工序、脱溶剂之类的工序的简易的制造方法，提供与具有反应性双键基团的化合物的复合化容易且成形物中作为增塑剂发挥作用的未固化物少的纤维素纳米纤维、及使用了该纤维素纳米纤维的高强度的树脂组合物及成形体。

用于解决问题的方案

本发明人等反复进行了深入研究，结果发现，不在水中、有机溶剂中进行微细化而是在以具有反应性双键基团且羟值为10KOHmg/g以下的化合物和解纤树脂作为必需成分的混合物中能够将纤维素微细化，利用该方法得到的纤维素纳米纤维及含纤维素纳米纤维的组合物容易直接向其它稀释用树脂中复合化而不需要进行纤维素的修饰等，与现有方法相比，在成形后能够使作为增塑剂发挥作用的解纤树脂非常少。

即，本发明提供一种含纤维素纳米纤维的树脂组合物的制造方法，其特征在于，其为含纤维素纳米纤维的树脂组合物的制造方法，在以具有反应性双键基团且羟值为10KOHmg/g以下的化合物和解纤树脂作为必需成分的混合物中进行纤维素的微细化时，相对于将该纤维素的水分率换算成0％时的质量100质量份，将水分量设为4～25质量份。

进而，提供一种含纤维素纳米纤维的树脂组合物的制造方法，其中，相对于将水分率换算成0％的纤维素100质量份，解纤树脂为10质量份以上，并且，以具有反应性双键基团且羟值为10KOHmg/g以下的化合物和解纤树脂作为必需成分的混合物为40质量份以上且250质量份以下。

进而，提供一种含纤维素纳米纤维的树脂组合物的制造方法，其中，包括用具有反应性双键基团的化合物进行稀释的工序。

进而，提供一种含纤维素纳米纤维的树脂组合物的制造方法，其中，包括使其中含有聚合引发剂的工序。

进而，提供利用前述制造方法制造的含纤维素纳米纤维的树脂组合物的成形体。

发明的效果