JP2011173993A - Composite composition and composite - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite composition that has a negative coefficient of thermal expansion and can easily achieve the production of a composite having a desired coefficient of thermal expansion, for example, a near zero coefficient of thermal expansion, by mixing other compositions and to provide a composite that is produced by molding the composite composition into a predetermined shape and has a desired coefficient of thermal expansion, for example, a near zero coefficient of thermal expansion, and various properties of high strength and a low coefficient of humidity expansion. <P>SOLUTION: The composite composition includes a fibrous filler and a resin material and can produce a composite by molding the composite composition into a predetermined shape. The fibrous filler used in the composite composition is composed of a polysaccharide material. The resin material used in the composite composition is characterized in that it can disperse the fibrous filler so that the average fiber diameter of the fibrous filler is reduced to not more than 100 μm and that the content of hydrogen atom which can form a hydrogen bond is less than 0.01 mol/g. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、繊維状フィラーを含む複合体組成物および複合体に関するものである。   The present invention relates to a composite composition containing a fibrous filler and a composite.

以前より、樹脂材料中にフィラーを配合することが広く行われている。このようなフィラーとしては、シリカ微粒子や金属微粒子等の球状フィラーや、ウィスカー等の棒状フィラーが知られており、フィラーを配合することによって、樹脂材料の熱膨張係数を低減したり、弾性率、曲げ強度等の機械的強度を高めることができる。   In the past, it has been widely practiced to add a filler to a resin material. As such fillers, spherical fillers such as silica fine particles and metal fine particles, and rod-like fillers such as whiskers are known, and by blending the filler, the thermal expansion coefficient of the resin material is reduced, the elastic modulus, Mechanical strength such as bending strength can be increased.

近年、セルロースを充填材として利用した複合体が提案されている。この複合体には、セルロースの微細な繊維が含まれており、このセルロース繊維としては、例えば、セルロースのフィブリル状物質を機械的に微細化してなるセルロースミクロフィブリル等が挙げられる(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, composites using cellulose as a filler have been proposed. This composite contains fine fibers of cellulose. Examples of the cellulose fibers include cellulose microfibrils obtained by mechanically refining cellulose fibrillar substances (for example, patent documents). 1).

このような微細化セルロース繊維を配合した複合体は、機械的強度および透明性が高く、軽量で、熱膨張係数が小さいという特徴を有するものとなる。このため、かかる特徴を活かし、光学分野、構造材料分野、建材分野、精密機械分野、半導体分野等の種々の分野において、応用が期待されている。   A composite containing such fine cellulose fibers has characteristics such as high mechanical strength and transparency, light weight, and low thermal expansion coefficient. For this reason, application of this feature is expected in various fields such as an optical field, a structural material field, a building material field, a precision machine field, and a semiconductor field.

例えば、液晶表示素子や有機EL素子用の表示基板、カラーフィルター基板、太陽電池基板としては、ガラス板が広く用いられている。しかしながら、ガラス板は割れ易い、曲げられない、比重が大きく軽量化に不向きなどの理由から、近年その代替としてプラスチック素材が検討されている。   For example, glass plates are widely used as display substrates for liquid crystal display elements and organic EL elements, color filter substrates, and solar cell substrates. However, in recent years, plastic materials have been studied as an alternative to glass plates because they are easily broken, cannot be bent, have a large specific gravity, and are not suitable for weight reduction.

表示素子用プラスチック基板に用いられる樹脂としては、脂環式エポキシ樹脂、アルコール、および硬化触媒からなる組成物(例えば、特許文献2参照)、脂環式エポキシ樹脂、アルコールで部分エステル化した酸無水物系硬化剤、および硬化触媒からなる樹脂組成物(例えば、特許文献3参照)、脂環式エポキシ樹脂、カルボン酸を有する酸無水物系硬化剤、および硬化触媒からなる樹脂組成物(例えば、特許文献4参照)等が示されている。しかし、これらの樹脂組成物からなるプラスチック基板の線膨張係数は、その上に積層するSi等の薄膜材料に比べて線膨張係数がかなり大きい。このため、このような線膨張係数のミスマッチは、熱ストレス、歪み、形成した層のクラックや剥がれを生じさせ、層を形成したプラスチック基板の湾曲を生じる原因となる(例えば、非特許文献1)。   Examples of the resin used for the plastic substrate for display elements include a composition comprising an alicyclic epoxy resin, an alcohol, and a curing catalyst (see, for example, Patent Document 2), an alicyclic epoxy resin, and an acid anhydride partially esterified with an alcohol. A resin composition comprising a physical curing agent and a curing catalyst (see, for example, Patent Document 3), an alicyclic epoxy resin, an acid anhydride curing agent having a carboxylic acid, and a curing catalyst (for example, (See Patent Document 4). However, the linear expansion coefficient of a plastic substrate made of these resin compositions is considerably larger than that of a thin film material such as Si laminated thereon. For this reason, such mismatch of linear expansion coefficients causes thermal stress, distortion, cracks and peeling of the formed layer, and causes the plastic substrate on which the layer is formed to be curved (for example, Non-Patent Document 1). .

特開2003−201695号公報JP 2003-201695 A 特開平6−337408号公報JP-A-6-337408 特開2001−59015号公報JP 2001-59015 A 特開2001−59014号公報JP 2001-59014 A

月間ディスプレイ2000年1月号 p.35Monthly Display January 2000 p. 35

本発明の目的は、負の熱膨張係数を有する複合体組成物、および、かかる複合体組成物を所定の形状に成形してなる複合体を提供することにある。また、他の組成物と混合することにより、所望の熱膨張係数、例えばゼロに近い熱膨張係数を有するとともに、高強度、低湿度膨張係数の各種特性を有する複合体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a composite composition having a negative thermal expansion coefficient, and a composite formed by molding the composite composition into a predetermined shape. Another object of the present invention is to provide a composite having a desired thermal expansion coefficient, for example, a thermal expansion coefficient close to zero, and various characteristics such as high strength and low humidity expansion coefficient by mixing with other compositions.

このような目的は、下記(1)〜(12)の本発明により達成される。
(1) 繊維状フィラーと樹脂材料とを含む複合体組成物であって、
前記繊維状フィラーは、多糖類材料で構成されたものであり、
前記樹脂材料は、前記繊維状フィラーを、平均繊維径が100μm以下になるよう分散可能なものであり、かつ、水素結合を形成可能な水素原子の含有が0.01mol/g未満であることを特徴とする複合体組成物。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (12) below.
(1) A composite composition comprising a fibrous filler and a resin material,
The fibrous filler is composed of a polysaccharide material,
The resin material, the fibrous filler, the average fiber diameter are those dispersible possible so as to be 100μm or less, and the content capable of forming a hydrogen atom hydrogen bonds is less than 0.01 mol / g A composite composition characterized by the above.

(2) 前記多糖類材料は、セルロースまたはキチンである上記(1)に記載の複合体組成物。   (2) The composite composition according to (1), wherein the polysaccharide material is cellulose or chitin.

(3) 前記セルロースで構成された繊維状フィラーは、セルロース原料を化学的処理および機械的処理の少なくとも一方により微細化されてなるセルロース繊維である上記(2)に記載の複合体組成物。   (3) The composite composition according to (2), wherein the fibrous filler composed of cellulose is a cellulose fiber obtained by refining a cellulose raw material by at least one of chemical treatment and mechanical treatment.

(4) 前記セルロースで構成された繊維状フィラーは、含まれるセルロース分子中の水酸基の一部が、アルデヒド基およびカルボキシル基の少なくとも一方で置換されてなるものである上記(2)または(3)に記載の複合体組成物。   (4) The above-mentioned (2) or (3), wherein the fibrous filler composed of the cellulose is obtained by substituting at least one of an aldehyde group and a carboxyl group in the hydroxyl group in the cellulose molecule contained. A composite composition according to 1.

(5) 前記水素結合を形成可能な水素原子は、窒素原子、酸素原子およびフッ素原子のいずれかと共有結合している水素原子である上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の複合体組成物。   (5) The composite according to any one of (1) to (4), wherein the hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond is a hydrogen atom covalently bonded to any one of a nitrogen atom, an oxygen atom, and a fluorine atom. Composition.

(6) 前記樹脂材料は、水溶性ポリマーである上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の複合体組成物。   (6) The composite composition according to any one of (1) to (5), wherein the resin material is a water-soluble polymer.

(7) 前記樹脂材料は、モノマーとして、N−ビニルピロリドンを含むものである上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の複合体組成物。   (7) The composite composition according to any one of (1) to (6), wherein the resin material includes N-vinylpyrrolidone as a monomer.

(8) 前記樹脂材料は、モノマーとして、アクリル酸エステルを含むものである上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の複合体組成物。   (8) The composite composition according to any one of (1) to (7), wherein the resin material includes an acrylate ester as a monomer.

(9) 前記樹脂材料は、アクリル酸エステルとアクリル酸塩との共重合体である上記(8)に記載の複合体組成物。   (9) The composite composition according to (8), wherein the resin material is a copolymer of an acrylate and an acrylate.

(10) 前記樹脂材料は、分子量200超のポリエチレングリコールを含むものである上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の複合体組成物。   (10) The composite composition according to any one of (1) to (9), wherein the resin material includes polyethylene glycol having a molecular weight exceeding 200.

(11) 前記繊維状フィラーの含有率は、0.1〜99.9重量%である上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の複合体組成物。   (11) The composite composition according to any one of (1) to (10), wherein the fibrous filler content is 0.1 to 99.9% by weight.

(12) 上記(1)ないし(11)のいずれかに記載の複合体組成物を成形してなることを特徴とする複合体。   (12) A composite formed by molding the composite composition according to any one of (1) to (11) above.

本発明によれば、負の熱膨張係数を有する複合体組成物が得られる。
また、本発明によれば、前記複合体組成物と他の組成物とを混合し、これを所定の形状に成形してなるものであり、所望の熱膨張係数、例えばゼロに近い熱膨張係数を有するとともに、高強度、低湿度膨張係数等の各種特性を有する複合体が得られる。
According to the present invention, a composite composition having a negative coefficient of thermal expansion is obtained.
According to the present invention, the composite composition and another composition are mixed and formed into a predetermined shape, and a desired thermal expansion coefficient, for example, a thermal expansion coefficient close to zero, is obtained. And a composite having various properties such as high strength and low humidity expansion coefficient.

以下、本発明の複合体組成物および複合体について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the composite composition and composite of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

<複合体組成物>
本発明の複合体組成物は、繊維状フィラーおよび樹脂材料を含み、例えば所定の形状に成形することにより成形体(複合体)を製造し得るものである。
<Composite composition>
The composite composition of the present invention includes a fibrous filler and a resin material, and can form a molded body (composite) by molding into a predetermined shape, for example.

繊維状フィラーを含む複合体組成物は、成形され、成形体(複合体)とされたとき、繊維状フィラー同士が絡み合うとともに樹脂材料中に分散して、成形体の機械的特性を高める。このため、得られた成形体は、機械的強度が高く、湿度膨張係数が低いものとなる。
本発明に用いられる繊維状フィラーには、多糖類材料で構成されたものが用いられる。
When a composite composition containing a fibrous filler is molded into a molded body (composite), the fibrous fillers are intertwined with each other and dispersed in the resin material to enhance the mechanical properties of the molded body. For this reason, the obtained molded body has a high mechanical strength and a low humidity expansion coefficient.
The fibrous filler used in the present invention is composed of a polysaccharide material.

一方、本発明に用いられる樹脂材料には、繊維状フィラーを、平均繊維径が100μm以下になるよう分散可能なものであり、かつ、水素結合を形成可能な水素原子の含有量が0.01mol/g未満であることを特徴とするものが用いられる。   On the other hand, the resin material used in the present invention can disperse the fibrous filler so that the average fiber diameter is 100 μm or less, and the content of hydrogen atoms capable of forming hydrogen bonds is 0.01 mol. What is characterized by being less than / g is used.

このような繊維状フィラーおよび樹脂材料を含む複合体組成物は、負の熱膨張係数を有するものとなる。このため、本発明の複合体組成物を他の組成物と混合することにより、所望の熱膨張係数、例えばゼロに近い熱膨張係数を有する複合体を容易に実現することができる。なお、本明細書では、熱線膨張係数のことを「熱膨張係数」ともいう。   The composite composition containing such a fibrous filler and a resin material has a negative thermal expansion coefficient. For this reason, the composite which has a desired thermal expansion coefficient, for example, the thermal expansion coefficient close | similar to zero, can be easily implement | achieved by mixing the composite composition of this invention with another composition. In the present specification, the thermal expansion coefficient is also referred to as “thermal expansion coefficient”.

以下、繊維状フィラーおよび樹脂材料について詳述する。
(繊維状フィラー)
本発明の複合体組成物に含まれる繊維状フィラーには、前述したように、多糖類材料で構成されたものが用いられる。
Hereinafter, the fibrous filler and the resin material will be described in detail.
(Fibrous filler)
As described above, the fibrous filler contained in the composite composition of the present invention is composed of a polysaccharide material.

多糖類材料としては、例えば、セルロース、キチン、キトサン等が挙げられる。これらの多糖類材料は、水に不溶であり、比較的水に分散し易いものであるため、このような多糖類材料で構成された繊維状フィラー(以下、「多糖類繊維」ともいう。)を用いることにより、機械的特性が高く、熱膨張係数の低い複合体組成物が得られる。   Examples of the polysaccharide material include cellulose, chitin, chitosan and the like. Since these polysaccharide materials are insoluble in water and relatively easy to disperse in water, fibrous fillers composed of such polysaccharide materials (hereinafter also referred to as “polysaccharide fibers”). By using this, a composite composition having high mechanical properties and a low thermal expansion coefficient can be obtained.

多糖類繊維のうち、セルロースで構成された繊維(セルロース繊維)としては、天然セルロース繊維、再生セルロース繊維が挙げられる。   Among the polysaccharide fibers, examples of the fibers composed of cellulose (cellulose fibers) include natural cellulose fibers and regenerated cellulose fibers.

このうち、天然セルロース繊維としては、針葉樹や広葉樹から得られる精製パルプ、コットンリンターやコットンリントより得られるセルロース繊維、バロニアやシオグサなどの海草より得られるセルロース繊維、ホヤより得られるセルロース繊維、バクテリアの生産するセルロース繊維等が挙げられる。一方、再生セルロース繊維としては、天然セルロース繊維をいったん溶解した後、セルロースの組成のままで繊維状に再生したものが挙げられる。   Among these, natural cellulose fibers include refined pulp obtained from conifers and broad-leaved trees, cellulose fibers obtained from cotton linters and cotton lint, cellulose fibers obtained from seaweeds such as valonia and rhododendrons, cellulose fibers obtained from sea squirts, and bacterial fibers. Examples include cellulose fibers to be produced. On the other hand, examples of the regenerated cellulose fiber include those obtained by once dissolving the natural cellulose fiber and then regenerating it into a fiber form with the cellulose composition.

また、本発明では、高結晶性のセルロース繊維が好ましく用いられる。このようなセルロース繊維は、特に線膨張係数が小さく、機械的強度が高いため、繊維状フィラーとして好適に用いられる。なお、かかる観点から、本発明に用いられるセルロース繊維としては、再生セルロース繊維よりも天然セルロース繊維が好ましい。   In the present invention, highly crystalline cellulose fibers are preferably used. Since such a cellulose fiber has a particularly small linear expansion coefficient and high mechanical strength, it is suitably used as a fibrous filler. From this viewpoint, natural cellulose fibers are preferable to regenerated cellulose fibers as the cellulose fibers used in the present invention.

また、セルロース繊維の結晶化度は、特に限定されないものの、50〜95%であるのが好ましく、70〜90%であるのがより好ましい。このような結晶化度のセルロース繊維は、繊維自体の機械的特性が特に高くなり、複合体の機械的特性を特に高めることができる。   Moreover, although the crystallinity degree of a cellulose fiber is not specifically limited, It is preferable that it is 50 to 95%, and it is more preferable that it is 70 to 90%. Cellulose fibers having such a crystallinity have particularly high mechanical properties of the fibers themselves, and can particularly improve the mechanical properties of the composite.

一方、多糖類繊維のうち、セルロース繊維以外の繊維としては、特にキチン繊維が好ましく用いられる。キチン繊維は、例えばキチンをアルカリ溶液に溶解し、これをビスコースレーヨン法により繊維化することによって製造される。   On the other hand, among the polysaccharide fibers, chitin fibers are particularly preferably used as fibers other than cellulose fibers. The chitin fiber is produced, for example, by dissolving chitin in an alkaline solution and fiberizing it by the viscose rayon method.

多糖類繊維の平均繊維径は、1〜1000nmであるのが好ましく、2〜300nmであるのがより好ましく、4〜200nmであるのがさらに好ましい。多糖類繊維の平均繊維径が前記範囲内であれば、最終的に得られる複合体において、繊維状フィラーが光の透過の阻害要因となることが防止される。このため、透明性を有する樹脂材料を用いることにより、透明性の高い複合体が得られる。   The average fiber diameter of the polysaccharide fiber is preferably 1-1000 nm, more preferably 2-300 nm, and even more preferably 4-200 nm. When the average fiber diameter of the polysaccharide fiber is within the above range, it is prevented that the fibrous filler becomes a light transmission inhibiting factor in the finally obtained composite. For this reason, a highly transparent composite can be obtained by using a resin material having transparency.

なお、本発明に用いられるセルロース繊維は、このような多糖類繊維単体であってもよいが、複数の多糖類繊維の集合体であってもよい。多糖類繊維の集合体である場合、集合体の平均繊維径は、複合体組成物中において100μm以下になっている。   The cellulose fiber used in the present invention may be such a polysaccharide fiber alone, or may be an aggregate of a plurality of polysaccharide fibers. In the case of an aggregate of polysaccharide fibers, the average fiber diameter of the aggregate is 100 μm or less in the composite composition.

ここで、多糖類繊維の平均繊維径の測定は、以下のようにして行うことができる。
まず、固形分率で0.05〜0.1重量%の多糖類繊維の分散体を調製し、該分散体を、カーボン膜被覆グリッド上にキャストして透過型電子顕微鏡(TEM)観察用試料とする。また、大きな繊維径の多糖類繊維を含む場合には、ガラス上へキャストした表面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察してもよい。
Here, the measurement of the average fiber diameter of polysaccharide fiber can be performed as follows.
First, a dispersion of polysaccharide fibers having a solid content of 0.05 to 0.1% by weight was prepared, and the dispersion was cast on a carbon film-coated grid, and a transmission electron microscope (TEM) observation sample And Moreover, when the polysaccharide fiber of a big fiber diameter is included, you may observe the surface cast on glass with a scanning electron microscope (SEM).

顕微鏡観察時には、多糖類繊維の繊維径に応じて、5000倍、10000倍あるいは50000倍のいずれかの倍率で電子顕微鏡画像を取得する。この際に、得られた画像内に縦横任意の画像幅の軸を想定した場合に、少なくとも軸に対し、20本以上の多糖類繊維が交差するように、試料条件および観察条件(倍率等)を設定する。   At the time of microscopic observation, an electron microscope image is acquired at a magnification of 5000 times, 10000 times, or 50000 times according to the fiber diameter of the polysaccharide fiber. At this time, when assuming an axis of arbitrary image width in the obtained image, sample conditions and observation conditions (magnification, etc.) so that 20 or more polysaccharide fibers intersect at least the axis. Set.

そして、この条件を満足する観察画像に対し、1枚の画像当たり縦横2本ずつの無作為な軸を引き、各軸に交錯する繊維の繊維径を目視で読み取っていく。なお、試料表面について、互いに重複しないように撮影位置をずらしつつ、最低3枚の観察画像を電子顕微鏡で取得し、各画像についてそれぞれ上記のようにして繊維径を読み取る。これにより、最低20本×2×3=120本の多糖類繊維について繊維径の情報が得られる。このようにして得られた繊維径のデータに基づき、平均繊維径を算出する。   Then, two random axes, vertical and horizontal, per image are drawn with respect to the observation image satisfying this condition, and the fiber diameter of the fiber intersecting with each axis is visually read. It should be noted that at least three observation images are acquired with an electron microscope while shifting the photographing positions so as not to overlap each other on the sample surface, and the fiber diameter is read for each image as described above. Thereby, the fiber diameter information is obtained for at least 20 × 2 × 3 = 120 polysaccharide fibers. Based on the fiber diameter data thus obtained, the average fiber diameter is calculated.

一方、多糖類繊維(繊維状フィラー)の平均長さは、特に限定されないが、100nm以上であるのが好ましく、200nm以上であるのがより好ましい。これにより、繊維状フィラーの補強効果がより顕著なものとなり、複合体において、機械的強度のさらなる向上と、湿度膨張係数のさらなる低下が図られる。   On the other hand, the average length of the polysaccharide fiber (fibrous filler) is not particularly limited, but is preferably 100 nm or more, and more preferably 200 nm or more. Thereby, the reinforcing effect of the fibrous filler becomes more remarkable, and in the composite, the mechanical strength is further improved and the humidity expansion coefficient is further reduced.

(繊維状フィラーの作製方法)
次に、繊維状フィラーの作製方法について説明するが、ここでは、一例としてセルロース繊維の作製方法について説明する。
(Fabric filler production method)
Next, a method for producing a fibrous filler will be described. Here, a method for producing a cellulose fiber will be described as an example.

本発明に用いられるセルロース繊維としては、公知のいかなる方法で得られたものでもよく、その製法は特に限定されないが、一例として、セルロース原料(天然セルロースまたは再生セルロース)を、媒体撹拌ミル処理装置、振動ミル処理装置、高圧ホモジナイザー処理装置、超高圧ホモジナイザー処理装置等の各種微細化装置により機械的に微細化したものが用いられる。また、別の方法として、エレクトロスピニング法、スチームジェット法、APEX(登録商標)技術(Polymer Group.Inc)法などにより得られたセルロース繊維を用いることもできる。しかしながら、エネルギー効率等を考慮すると、セルロース原料としては、以下に示す化学的な処理を伴う方法により得られたセルロース繊維が最も好ましい。   The cellulose fiber used in the present invention may be obtained by any known method, and its production method is not particularly limited. As an example, a cellulose raw material (natural cellulose or regenerated cellulose) is treated with a medium stirring mill processing device, Those that are mechanically refined by various miniaturization devices such as a vibration mill treatment device, a high-pressure homogenizer treatment device, and an ultra-high pressure homogenizer treatment device are used. As another method, cellulose fibers obtained by an electrospinning method, a steam jet method, an APEX (registered trademark) technique (Polymer Group. Inc) method, or the like can also be used. However, considering energy efficiency and the like, the cellulose raw material is most preferably a cellulose fiber obtained by a method involving chemical treatment shown below.

以下で説明するセルロース繊維の作製方法は、セルロース原料に化学的処理を施した後、機械的処理に供することで分散媒中に分散させ、セルロース繊維(ナノセルロースファイバー)を作製する方法である。   The cellulose fiber production method described below is a method for producing a cellulose fiber (nanocellulose fiber) by subjecting a cellulose raw material to chemical treatment and then subjecting it to a mechanical treatment to disperse it in a dispersion medium.

具体的には、[1]天然セルロースを原料とし、水中においてN−オキシル化合物を酸化触媒とし、共酸化剤を作用させることにより天然セルロースを酸化して反応物繊維を得る酸化反応工程と、[2]不純物を除去して水を含浸させた反応物繊維を得る精製工程と、[3]水を含浸させた反応物繊維を分散媒に分散させる分散工程とを有する。以下に各工程について詳細に説明する。   Specifically, [1] an oxidation reaction step in which natural cellulose is used as a raw material, an N-oxyl compound is used as an oxidation catalyst in water, and a co-oxidant is allowed to act to oxidize natural cellulose to obtain reactant fibers; 2) a purification step of obtaining a reactant fiber impregnated with water by removing impurities, and [3] a dispersion step of dispersing the reactant fiber impregnated with water in a dispersion medium. Each step will be described in detail below.

[1]酸化反応工程
まず、酸化反応工程では、水中にセルロース原料を分散させた分散液を調製する。ここで、用いるセルロース原料には、あらかじめ叩解等の表面積を高める処理を施したものが好ましく用いられる。これにより反応効率を高めることができ、生産性を高めることができるからである。また、セルロース原料としては、単離、精製の後、ネバードライで保存していたものを使用するのが好ましい。これにより、セルロース原料を構成するミクロフィブリルの集束体が膨潤し易い状態になるため、やはり反応効率を高め、微細化処理後の数平均繊維径を小さくすることができる。
[1] Oxidation reaction step First, in the oxidation reaction step, a dispersion in which a cellulose raw material is dispersed in water is prepared. Here, as the cellulose raw material to be used, those subjected to a treatment for increasing the surface area such as beating in advance are preferably used. It is because reaction efficiency can be raised by this and productivity can be raised. Moreover, as a cellulose raw material, it is preferable to use what was stored by Never Dry after isolation and purification. As a result, since the microfibril bundle constituting the cellulose raw material is easily swollen, it is possible to increase the reaction efficiency and reduce the number average fiber diameter after the refining treatment.

なお、本工程におけるセルロース原料の分散媒として水を用いた場合、分散液(反応水溶液)中のセルロース濃度は、試薬の十分な拡散が可能な濃度であれば任意であるが、通常、分散液の重量に対して5重量%以下である。   When water is used as the dispersion medium for the cellulose raw material in this step, the cellulose concentration in the dispersion (reaction aqueous solution) is arbitrary as long as the reagent can be sufficiently diffused. 5% by weight or less based on the weight of

また、セルロースの酸化触媒として使用可能なN−オキシル化合物は数多く報告されている。例えば、「Cellulose」Vol.10、2003年、第335〜341ページにおけるI.ShibataおよびA.Isogaiによる「TEMPO誘導体を用いたセルロースの触媒酸化:酸化生成物のHPSEC及びNMR分析」と題する記事に記載された、TEMPO(2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジン−N−オキシル)、4−アセトアミド−TEMPO、4−カルボキシ−TEMPO、および4−フォスフォノオキシ−TEMPOの各種N−オキシル系化合物触媒は、水中における常温での反応速度において好ましく用いられる。なお、これらのN−オキシル化合物の添加は触媒量で十分であり、好ましくは0.1〜4mmol/l、より好ましくは0.2〜2mmol/lの範囲で反応水溶液に添加する。   Many N-oxyl compounds that can be used as an oxidation catalyst for cellulose have been reported. For example, “Cellulose” Vol. 10, 2003, pages 335-341. Shibata and A.I. TEMPO (2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidine-N-oxyl) described in an article entitled “Catalyzed Oxidation of Cellulose Using TEMPO Derivatives: HPSEC and NMR Analysis of Oxidation Products” by Isogai ), 4-acetamido-TEMPO, 4-carboxy-TEMPO, and 4-phosphonooxy-TEMPO are preferably used in the reaction rate at room temperature in water. In addition, the addition of these N-oxyl compounds is sufficient in a catalytic amount, preferably 0.1 to 4 mmol / l, more preferably 0.2 to 2 mmol / l.

また、共酸化剤としては、例えば、次亜ハロゲン酸またはその塩、亜ハロゲン酸またはその塩、過ハロゲン酸またはその塩、過酸化水素、および過有機酸などが挙げられるが、特に、アルカリ金属次亜ハロゲン酸塩、具体的には、次亜塩素酸ナトリウムや次亜臭素酸ナトリウム等が好ましく用いられる。次亜塩素酸ナトリウムを使用する場合、臭化アルカリ金属、たとえば臭化ナトリウムの存在下で反応を進めることが反応速度において好ましい。この臭化アルカリ金属の添加量は、N−オキシル化合物に対して好ましくは約1〜40倍モル量、より好ましくは約10〜20倍モル量とされる。   Examples of the co-oxidant include hypohalous acid or a salt thereof, hypohalous acid or a salt thereof, perhalogenic acid or a salt thereof, hydrogen peroxide, and a perorganic acid. Hypohalite, specifically, sodium hypochlorite and sodium hypobromite are preferably used. When sodium hypochlorite is used, it is preferable in terms of the reaction rate to advance the reaction in the presence of an alkali metal bromide such as sodium bromide. The addition amount of the alkali metal bromide is preferably about 1 to 40 times mol, more preferably about 10 to 20 times mol for the N-oxyl compound.

また、反応水溶液のpHは約8〜11の範囲で維持されることが好ましい。水溶液の温度は約4〜40℃の範囲において任意であるが、反応は室温で行うことが可能であり、特に温度の制御は必要としない。   The pH of the aqueous reaction solution is preferably maintained in the range of about 8-11. The temperature of the aqueous solution is arbitrary in the range of about 4 to 40 ° C., but the reaction can be performed at room temperature, and the temperature is not particularly required to be controlled.

共酸化剤によりセルロース分子には水酸基を置換するようにカルボキシル基が導入されるが、本発明に使用する微細セルロース繊維を得るにあたっては、セルロース原料の種類によって必要とされるカルボキシル基量が異なるため、それに応じて共酸化剤の添加量や共酸化剤を作用させる時間を設定すればよい。具体的には、カルボキシル基量が多いほど、最終的に得られるセルロース繊維の最大繊維径および数平均繊維径は小さくなるので、それを考慮して設定すればよい。   A carboxyl group is introduced into the cellulose molecule by the co-oxidant so as to replace the hydroxyl group, but in obtaining the fine cellulose fiber used in the present invention, the amount of carboxyl group required differs depending on the type of cellulose raw material. Accordingly, the amount of the co-oxidant added and the time for which the co-oxidant is allowed to act may be set accordingly. Specifically, the larger the amount of carboxyl groups, the smaller the maximum fiber diameter and the number average fiber diameter of the cellulose fiber finally obtained, so that it may be set in consideration thereof.

例えば、セルロース原料として木材パルプおよび綿系パルプを用いる場合、必要とされるカルボキシル基量はセルロース原料に対して0.2〜2.2mmol/gであり、セルロース原料としてバクテリアセルロース(BC)やホヤからの抽出セルロースを用いる場合、必要とされるカルボキシル基量は0.1〜0.8mmol/gとされる。このようにセルロース原料の種類に応じて、共酸化剤の添加量と反応時間とを制御することにより、各セルロース原料に最適なカルボキシル基量を導入することができる。   For example, when wood pulp and cotton pulp are used as the cellulose raw material, the required carboxyl group amount is 0.2 to 2.2 mmol / g with respect to the cellulose raw material, and bacterial cellulose (BC) or sea squirt as the cellulose raw material When using the cellulose extracted from the above, the required carboxyl group amount is 0.1 to 0.8 mmol / g. Thus, the optimal amount of carboxyl groups can be introduced into each cellulose raw material by controlling the addition amount of the co-oxidant and the reaction time according to the type of the cellulose raw material.

なお、以上のようなカルボキシル基の導入量に基づけば、共酸化剤の添加量を導くことができ、一例として、セルロース原料1gに対して約0.5〜8mmolの共酸化剤を添加することが好ましく、反応時間は約5〜120分、長くとも240分以内とするのが好ましい。   In addition, based on the introduction amount of the carboxyl group as described above, the addition amount of the co-oxidant can be derived. As an example, about 0.5 to 8 mmol of the co-oxidant is added to 1 g of the cellulose raw material. The reaction time is preferably about 5 to 120 minutes, and at most 240 minutes.

なお、本酸化反応工程を経ることにより、セルロース分子にはカルボキシル基が導入されるが、酸化処理の進行度合いによっては、アルデヒド基が導入される場合もある。したがって、本酸化反応工程終了後のセルロース分子の水酸基の一部は、アルデヒド基およびカルボキシル基の少なくとも一方で置換されていることになる。   In addition, although a carboxyl group is introduce | transduced into a cellulose molecule through this oxidation reaction process, an aldehyde group may be introduce | transduced depending on the progress degree of an oxidation process. Therefore, a part of the hydroxyl group of the cellulose molecule after the end of this oxidation reaction step is substituted with at least one of an aldehyde group and a carboxyl group.

[2]精製工程
精製工程においては、反応スラリー中に含まれる反応物繊維と水以外の化合物、具体的には、未反応の次亜塩素酸や各種副生成物等のような化合物を系外へ除去することを目的とする。反応物繊維は通常、この段階ではナノファイバー単位までバラバラに分散しているわけではないため、通常の精製法、すなわち水洗とろ過とを繰り返すことで高純度(99重量%以上)化を図ることができる。
[2] Purification step In the purification step, compounds other than the reaction fiber and water contained in the reaction slurry, specifically, compounds such as unreacted hypochlorous acid and various by-products are removed from the system. It is intended to be removed. At this stage, the reaction fiber is usually not dispersed evenly to the nanofiber unit. Therefore, the high purity (99% by weight or more) should be achieved by repeating the usual purification method, that is, washing with water and filtration. Can do.

本精製工程における精製方法は、遠心脱水を利用する方法のように、上述した目的を達成できる装置(例えば、連続式デカンダー)であればいかなる装置を利用しても構わない。こうして得られる反応物繊維は、絞った状態の固形分(セルロース)濃度として、およそ10〜50重量%の範囲にある。なお、この後の工程で、ナノファイバー単位に分散させることを考慮すると、50重量%よりも高い固形分濃度にすることは、分散に極めて高いエネルギーが必要となることから好ましくない。   As a purification method in this purification step, any apparatus may be used as long as it is an apparatus (for example, a continuous decander) that can achieve the above-described object, such as a method using centrifugal dehydration. The reactant fibers thus obtained are in the range of approximately 10 to 50% by weight as the solid content (cellulose) concentration in the squeezed state. In consideration of dispersion in the nanofiber unit in the subsequent step, it is not preferable to make the solid content concentration higher than 50% by weight because extremely high energy is required for dispersion.

[3]分散工程
上述した精製工程においては、水を含浸した反応物繊維(水分散体)が得られるが、これを溶媒中に分散させ、分散処理を施すことにより、本発明に用いられる微細セルロース繊維が、水分散体の状態で得られる。
[3] Dispersion Step In the above-described purification step, a reaction fiber (water dispersion) impregnated with water is obtained. By dispersing this in a solvent and subjecting it to a dispersion treatment, the fine fibers used in the present invention are obtained. Cellulose fibers are obtained in the state of an aqueous dispersion.

ここで、分散媒としての溶媒は通常は水が好ましいが、水以外にも目的に応じて水に可溶するアルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコール、グリセリン等)、エーテル類(エチレングリコールジメチルエーテル、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン等)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン)、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキサイド等であってもよい。また、これらの混合物も好適に使用できる。   Here, the solvent as the dispersion medium is usually preferably water, but in addition to water, alcohols that are soluble in water depending on the purpose (methanol, ethanol, isopropanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, methyl) Cellosolve, ethyl cellosolve, ethylene glycol, glycerin, etc.), ethers (ethylene glycol dimethyl ether, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, etc.), ketones (acetone, methyl ethyl ketone), N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide , Dimethyl sulfoxide and the like. Moreover, these mixtures can also be used conveniently.

また、上述した反応物繊維溶媒によって希釈、分散する際には、少しずつ溶媒を加えて分散していくという段階的な分散を行うことにより、効率的にナノファイバーレベルの繊維の分散体を得ることができる。なお、操作上の問題から、分散工程後には、分散体が粘性のある状態あるいはゲル状となるように分散条件を選ぶとよい。   In addition, when diluting and dispersing with the above-described reactant fiber solvent, nanofiber level fiber dispersion is efficiently obtained by performing stepwise dispersion in which the solvent is gradually added and dispersed. be able to. In view of operational problems, after the dispersion step, the dispersion conditions may be selected so that the dispersion is in a viscous state or gel.

ここで、分散工程で使用する分散機としては、種々なものを使用することができる。具体例を示せば、反応物繊維における反応の進行度(アルデヒド基やカルボキシル基への変換量)にも依存するが、好適に反応が進行する条件下では、スクリュー型ミキサー、パドルミキサー、ディスパー型ミキサー、タービン型ミキサー等の工業生産機としての汎用の分散機で十分に微細セルロース繊維の分散体を得ることができる。   Here, various devices can be used as the disperser used in the dispersion step. For example, depending on the progress of the reaction in the reaction product fiber (the amount of conversion to aldehyde groups and carboxyl groups), a screw-type mixer, paddle mixer, and disper type are suitable under conditions where the reaction proceeds appropriately. A dispersion of fine cellulose fibers can be sufficiently obtained with a general-purpose disperser as an industrial production machine such as a mixer or a turbine mixer.

また、ホモミキサー、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、超音波分散処理、ビーター、ディスク型レファイナー、コニカル型レファイナー、ダブルディスク型レファイナー、グラインダーのような高速回転下で強力な叩解能力を有する装置を使用することにより、より効率的かつ高度なダウンサイジングが可能となる。さらに、これらの装置を使用することにより、アルデヒド基やカルボキシル基の量が比較的小さい場合(例えば、アルデヒド基やカルボキシル基のセルロースに対する量の総和として、0.1〜0.5mmol/g)にも、高度に微細化された微細セルロース繊維の分散体を提供できる。   Also, use equipment with strong beating ability under high speed rotation such as homomixer, high pressure homogenizer, ultrasonic homogenizer, ultrasonic dispersion treatment, beater, disc type refiner, conical type refiner, double disc type refiner, grinder This allows more efficient and advanced downsizing. Furthermore, by using these apparatuses, when the amount of aldehyde group or carboxyl group is relatively small (for example, 0.1 to 0.5 mmol / g as the total amount of aldehyde group or carboxyl group to cellulose). Can also provide a highly refined dispersion of fine cellulose fibers.

次に、微細セルロース繊維を分散媒中に分散させた分散体から、微細セルロース繊維を回収する方法について説明する。   Next, a method for recovering fine cellulose fibers from a dispersion in which fine cellulose fibers are dispersed in a dispersion medium will be described.

具体的には、上述した微細セルロース繊維の分散体を乾燥させることによって微細セルロース繊維を回収することができる。   Specifically, fine cellulose fibers can be recovered by drying the dispersion of fine cellulose fibers described above.

ここで乾燥には、例えば、分散媒が水である場合には凍結乾燥法、分散媒が水と有機溶媒の混合液である場合には、ドラムドライヤーによる乾燥や場合によってはスプレードライヤーによる噴霧乾燥を好適に使用することができる。   Here, for example, when the dispersion medium is water, the drying is performed by freeze-drying. When the dispersion medium is a mixture of water and an organic solvent, drying by a drum dryer or, in some cases, spray drying by a spray dryer. Can be preferably used.

また、上述した微細セルロース繊維の分散体の中には、バインダーとして水溶性高分子(ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、デンプン、天然ガム類等)、糖類(グルコース、フルクトース、マンノース、ガラクトース、トレハロース等)を添加するようにしてよい。これらのバインダー成分は、極めて沸点が高くしかもセルロースに対して親和性を有するため、これらの成分を分散体中に添加することにより、ドラムドライヤーやスプレードライヤーのような汎用の乾燥法で乾燥させた場合でも、再度分散媒中に分散させたときの凝集が防止され、ナノファイバーとして分散した微細セルロース繊維の分散体を確実に得ることができる。この場合には、分散体中に添加するバインダーの量は、反応物繊維に対して10〜80重量%の範囲にあることが好ましい。   In addition, in the dispersion of fine cellulose fibers described above, a water-soluble polymer (polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, methylcellulose, starch, natural gums, etc.) is used as a binder. Sugars (glucose, fructose, mannose, galactose, trehalose, etc.) may be added. Since these binder components have a very high boiling point and affinity for cellulose, they are dried by a general-purpose drying method such as a drum dryer or a spray dryer by adding these components to the dispersion. Even in such a case, aggregation when dispersed again in the dispersion medium is prevented, and a dispersion of fine cellulose fibers dispersed as nanofibers can be obtained with certainty. In this case, the amount of the binder added to the dispersion is preferably in the range of 10 to 80% by weight with respect to the reactant fiber.

なお、回収した微細セルロース繊維は再び、分散媒(水や有機溶媒あるいはこれらの混合液)中へ混入し、適当な分散力を加える(例えば、上述した分散工程で使用する各種分散機を用いた分散を行う)ことにより微細セルロース繊維の分散体とすることができる。   The recovered fine cellulose fibers are again mixed into the dispersion medium (water, organic solvent or a mixture thereof) and applied with an appropriate dispersion force (for example, using various dispersers used in the dispersion step described above). By performing dispersion), a dispersion of fine cellulose fibers can be obtained.

本発明に使用する微細セルロース繊維は、セルロースの水酸基の一部がカルボキシル基またはアルデヒド基に酸化されている。また、この微細セルロース繊維は、セルロースI型結晶構造を有することが好ましい。なお、微細セルロース繊維がI型結晶構造を有することは、天然由来のセルロース固体原料を表面酸化し、微細化した繊維であることを意味する。   In the fine cellulose fiber used in the present invention, a part of the hydroxyl group of cellulose is oxidized to a carboxyl group or an aldehyde group. Moreover, it is preferable that this fine cellulose fiber has a cellulose I type crystal structure. In addition, that a fine cellulose fiber has an I type crystal structure means that it is the fiber which surface-oxidized the natural cellulose solid raw material and refined | miniaturized.

また、微細セルロース繊維がI型結晶構造を有することは、その広角X線回折像測定により得られる回折プロファイルにおいて、2シータ=14〜17°付近と2シータ=22〜23°付近の二つの位置に典型的なピークを持つことに基づいて同定することができる。さらに、微細セルロース繊維のセルロースにアルデヒド基あるいはカルボキシル基が導入されていることは、水分を完全に除去したサンプルについての全反射式赤外分光スペクトル(ATR)において、カルボニル基に起因する吸収(1608cm−1付近)が存在することにより確認することができる。特に、セルロースに酸型のカルボキシル基(−COOH)が導入されている場合には、上記の測定において1730cm−1に吸収が存在する。 In addition, the fact that the fine cellulose fiber has the I-type crystal structure is that two positions of 2 theta = 14-17 ° and 2 theta = 22-23 ° in the diffraction profile obtained by wide-angle X-ray diffraction image measurement. Can be identified based on having a typical peak. Furthermore, the introduction of an aldehyde group or a carboxyl group into the cellulose of the fine cellulose fiber means that the absorption due to the carbonyl group (1608 cm) in the total reflection infrared spectroscopic spectrum (ATR) of the sample from which moisture has been completely removed. -1 vicinity) can be confirmed. In particular, when an acid-type carboxyl group (—COOH) is introduced into cellulose, absorption is present at 1730 cm −1 in the above measurement.

微細なセルロース繊維は、上述した理由により、セルロースに存在するカルボキシル基とアルデヒド基の量の総和が多ければ多いほど、より微小な繊維径として安定に存在し得る。例えば木材パルプや綿パルプの場合、微細なセルロース繊維に存在するカルボキシル基とアルデヒド基の量の総和(以下、省略して「総和量」という。)がセルロース繊維の重量に対し、0.2〜2.2mmol/g、好ましくは0.5〜2.2mmol/g、さらに好ましくは0.8〜2.2mmol/gであれば、ナノファイバーとしての安定性に優れたセルロース繊維が得られる。また、BCやホヤからの抽出セルロースのようなミクロフィブリルの繊維径が比較的太いセルロースの場合(平均繊維径が数10nmのオーダー)には、総和量は0.1〜0.8mmol/g、好ましくは0.2〜0.8mmol/gであれば、ナノファイバーとしての安定性に優れたセルロース繊維が得られる。なお、総和量が前記下限値よりも小さい場合には、従来知られている微細化されたセルロース繊維との物性上の差異(例えば、分散体における分散安定化効果)も小さくなるとともに、微小な繊維径の繊維として得られ難くなるため、好ましくない。   For the reasons described above, the fine cellulose fibers can be stably present as finer fiber diameters as the total amount of carboxyl groups and aldehyde groups present in the cellulose is larger. For example, in the case of wood pulp and cotton pulp, the total amount of carboxyl groups and aldehyde groups present in fine cellulose fibers (hereinafter referred to as “total amount”) is 0.2 to When the concentration is 2.2 mmol / g, preferably 0.5 to 2.2 mmol / g, more preferably 0.8 to 2.2 mmol / g, a cellulose fiber excellent in stability as a nanofiber can be obtained. Moreover, when the fiber diameter of microfibrils such as cellulose extracted from BC or sea squirt is relatively thick (average fiber diameter is on the order of several tens of nm), the total amount is 0.1 to 0.8 mmol / g, If it is 0.2-0.8 mmol / g, the cellulose fiber excellent in stability as a nanofiber will be obtained. In addition, when the total amount is smaller than the lower limit, the difference in physical properties from the conventionally known refined cellulose fibers (for example, the dispersion stabilization effect in the dispersion) is reduced and the minute amount is small. Since it becomes difficult to obtain as a fiber of a fiber diameter, it is not preferable.

さらに、ノニオン性の置換基であるアルデヒド基に対し、カルボキシル基が導入されることにより、電気的な反発力が生まれる。これにより、ミクロフィブリルが凝集を維持せずにバラバラになろうとする傾向が増大するため、ナノファイバーの分散体としての安定性はより増大する。例えば木材パルプや綿パルプの場合、微細なセルロース繊維に存在するカルボキシル基の量がセルロース繊維の重量に対し、0.2〜2.2mmol/g、好ましくは0.4〜2.2mmol/g、さらに好ましくは0.6〜2.2mmol/gであると、ナノファイバーとしての安定性に極めて優れたセルロース繊維が得られる。また、BCやホヤからの抽出セルロースのようなミクロフィブリルの繊維径が比較的太いセルロースの場合には、カルボキシル基の量は0.1〜0.8mmol/g、好ましくは0.2〜0.8mmol/gであると、ナノファイバーとしての安定性に優れたセルロース繊維が得られる。   Furthermore, the introduction of a carboxyl group with respect to the aldehyde group, which is a nonionic substituent, produces an electrical repulsive force. This increases the tendency of the microfibrils to fall apart without maintaining agglomeration, thereby further increasing the stability of the nanofiber as a dispersion. For example, in the case of wood pulp or cotton pulp, the amount of carboxyl groups present in fine cellulose fibers is 0.2 to 2.2 mmol / g, preferably 0.4 to 2.2 mmol / g, based on the weight of the cellulose fibers. More preferably, when it is 0.6 to 2.2 mmol / g, a cellulose fiber having extremely excellent stability as a nanofiber can be obtained. In the case of cellulose having a relatively large fiber diameter of microfibrils, such as cellulose extracted from BC or sea squirt, the amount of carboxyl groups is 0.1 to 0.8 mmol / g, preferably 0.2 to 0.00. A cellulose fiber excellent in stability as a nanofiber is obtained as it is 8 mmol / g.

ここで、セルロース繊維の重量に対するセルロースのアルデヒド基およびカルボキシル基の量(mmol/g)は、以下の手法により評価する。   Here, the amount (mmol / g) of aldehyde group and carboxyl group of cellulose relative to the weight of cellulose fiber is evaluated by the following method.

乾燥重量を精秤したセルロース試料を用いて濃度が0.5〜1重量%のスラリーを60ml調製し、0.1Mの塩酸水溶液によってpHを約2.5とした後、0.05Mの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してスラリーの電気伝導度測定を行う。この測定はpHが約11になるまで続ける。電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量(V)から、下式を用いて官能基量を算出する。ここで算出された官能基量を「官能基量1」とする。この官能基量1がカルボキシル基の量を示す。
官能基量(mmol/g)=V(ml)×0.05/セルロースの質量(g)
60 ml of a slurry having a concentration of 0.5 to 1% by weight was prepared using a cellulose sample with a precisely weighed dry weight, adjusted to pH 2.5 with a 0.1 M hydrochloric acid aqueous solution, An aqueous sodium solution is dropped to measure the electrical conductivity of the slurry. This measurement is continued until the pH is about 11. The amount of functional groups is calculated from the amount of sodium hydroxide (V) consumed in the neutralization step of the weak acid with a slow change in electrical conductivity using the following formula. The calculated functional group amount is defined as “functional group amount 1”. This functional group amount 1 indicates the amount of carboxyl groups.
Functional group amount (mmol / g) = V (ml) × 0.05 / mass of cellulose (g)

次に、セルロース試料を、酢酸によってpH4〜5に調製した2%亜塩素酸ナトリウム水溶液中でさらに48時間常温で酸化し、上記手法によって再び官能基量を算出する。ここで算出された官能基量を「官能基量2」とする。そして、この酸化によって追加された官能基量(=官能基量2−官能基量1)を算出する。この官能基量がアルデヒド基の量を示す。
以上のようにして、本発明に用いられるセルロース繊維が得られる。
Next, the cellulose sample is further oxidized at room temperature for 48 hours in a 2% aqueous sodium chlorite solution adjusted to pH 4 to 5 with acetic acid, and the functional group amount is calculated again by the above method. The calculated functional group amount is defined as “functional group amount 2”. Then, the amount of functional groups added by this oxidation (= functional group amount 2−functional group amount 1) is calculated. This amount of functional groups indicates the amount of aldehyde groups.
The cellulose fiber used for this invention is obtained as mentioned above.

(樹脂材料)
従来、繊維状フィラーを含む複合体組成物に用いられる樹脂材料としては、各種硬化性樹脂材料、各種可塑性樹脂材料等が用いられていた。しかしながら、これらの樹脂材料を用いた場合、複合体組成物の熱膨張係数は正であり、負の熱膨張係数を有する複合体組成物は実現できなかった。
(Resin material)
Conventionally, as a resin material used for a composite composition containing a fibrous filler, various curable resin materials, various plastic resin materials, and the like have been used. However, when these resin materials are used, the composite composition has a positive thermal expansion coefficient, and a composite composition having a negative thermal expansion coefficient cannot be realized.

かかる課題に対し、本発明者は、複合体組成物に用いられる樹脂材料について、特に多糖類材料で構成された繊維状フィラーに対する分散性と、水素結合を形成可能な水素原子の含有量とに着目した。そして、これらの因子が、所定の条件を満足するとき、上記課題を解決し得る、すなわち、負の熱膨張係数を有する複合体組成物を実現することができることを見出し、本発明を完成するに至った。   In response to such a problem, the present inventor has made the resin material used for the composite composition particularly dispersible with respect to the fibrous filler composed of the polysaccharide material and the content of hydrogen atoms capable of forming hydrogen bonds. Pay attention. Then, when these factors satisfy predetermined conditions, it is found that the above problem can be solved, that is, a composite composition having a negative thermal expansion coefficient can be realized, and the present invention is completed. It came.

すなわち、本発明に用いられる樹脂材料としては、前述したように、樹脂材料とともに添加される繊維状フィラーを、平均繊維径が100μm以下となるよう分散可能なものであり、かつ、水素結合を形成可能な水素原子の含有量が0.01mol/g未満であることを特徴とするものである。このような特徴を有する樹脂材料は、繊維状フィラーと混合されることにより、負の熱膨張係数を有する複合体組成物を実現することができる。   That is, as described above, the resin material used in the present invention can disperse the fibrous filler added together with the resin material so that the average fiber diameter is 100 μm or less, and forms hydrogen bonds. The possible hydrogen atom content is less than 0.01 mol / g. By mixing the resin material having such characteristics with a fibrous filler, a composite composition having a negative thermal expansion coefficient can be realized.

上記のように負の熱膨張係数を有する複合体組成物は、正の熱膨張係数を有する組成物と混ぜ合わせることにより、両者の熱膨張の特性を相殺することが可能である。その結果、混合物およびこの混合物を成形してなる複合体の熱膨張係数をほぼゼロにすることができる。また、両者の混合比を変更することで、混合物の熱膨張係数を適宜変更し、所望の熱膨張係数を有する混合物および複合体を実現することができる。   As described above, the composite composition having a negative thermal expansion coefficient can be mixed with the composition having a positive thermal expansion coefficient to cancel the thermal expansion characteristics of the two. As a result, the coefficient of thermal expansion of the mixture and the composite formed by molding the mixture can be made substantially zero. In addition, by changing the mixing ratio of the two, the thermal expansion coefficient of the mixture can be changed as appropriate, and a mixture and a composite having a desired thermal expansion coefficient can be realized.

このようにして得られた複合体は、例えば、他の部材と接着された際に、接着界面への応力集中を抑制可能なものとなる。具体的には、他の部材の熱膨張係数とほぼ等しい熱膨張係数を有する複合体を作製することにより、接着に供される両者の間には熱膨張差に伴う応力はほとんど発生しない。このため、外部温度が変化したとしても、応力集中により生じる界面剥離等の不具合を確実に防止することができる。   For example, when the composite obtained in this manner is bonded to another member, stress concentration on the bonding interface can be suppressed. Specifically, by producing a composite having a thermal expansion coefficient substantially equal to the thermal expansion coefficient of the other member, almost no stress associated with the thermal expansion difference is generated between the two used for bonding. For this reason, even if the external temperature changes, it is possible to reliably prevent problems such as interface peeling caused by stress concentration.

また、本発明によれば、ガラス材料等の無機材料よりも熱膨張係数の小さい複合体も実現することができる。すなわち、本発明の複合体は、ガラス材料等の無機材料と同等またはそれより小さい熱膨張係数を有し、かつ、軽量、高強度、および低湿度膨張係数という優れた特徴をも併せ持つため、各種ガラス製部材の代替材として極めて有用である。   Further, according to the present invention, a composite having a smaller thermal expansion coefficient than that of an inorganic material such as a glass material can be realized. That is, the composite of the present invention has a thermal expansion coefficient equal to or smaller than that of an inorganic material such as a glass material, and also has excellent characteristics such as light weight, high strength, and low humidity expansion coefficient. It is extremely useful as a substitute for glass members.

本発明の複合体組成物が奏する上述したような効果が発現するメカニズムについては明らかではないが、下記のように推察される。   Although it is not clear about the mechanism in which the effect as described above produced by the composite composition of the present invention is manifested, it is presumed as follows.

まず、本発明の複合体組成物は、多糖類繊維を含む繊維状フィラーと、上述したような特徴と有する樹脂材料とを含むものである。   First, the composite composition of the present invention includes a fibrous filler containing polysaccharide fibers and a resin material having the characteristics as described above.

多糖類繊維は、その分子構造中に親水性の官能基を有しており、この親水性の官能基が主に、繊維状フィラー同士の相互作用や、繊維状フィラーと樹脂材料との間の相互作用をもたらす要因になっていると考えられる。一方、樹脂材料は、それ単体の熱膨張係数は正である。   The polysaccharide fiber has a hydrophilic functional group in its molecular structure, and this hydrophilic functional group mainly serves as an interaction between the fibrous fillers and between the fibrous filler and the resin material. It is thought to be a factor that brings about an interaction. On the other hand, the resin material has a positive coefficient of thermal expansion.

本発明の複合体組成物を加熱すると、樹脂材料のガラス転移温度または融点以下の温度領域では、温度の上昇と共に樹脂が熱膨張するため、複合体組成物全体は、一旦、正の線膨張係数を示す。このとき、複合体組成物中の繊維状フィラーは樹脂材料との間の相互作用によって樹脂の膨張に引っ張られ、繊維状フィラーが形成するネットワークに歪みが生じる。そして、引き続き昇温し、温度が樹脂材料のガラス転移温度または融点を超えると、樹脂の粘性が急激に低下し、繊維状フィラーのネットワークにかかっていた歪みが緩和されて収縮が生じ、複合体組成物として、負の線膨張係数を示すものと考えられる。また、このとき、樹脂材料の水素結合を形成可能な水素原子の含有量の大小によって、樹脂材料と繊維状フィラーの相互作用の強さが異なるため、負の線膨張係数を示す樹脂と示さない樹脂の違いが生じると考えられる。   When the composite composition of the present invention is heated, in the temperature range below the glass transition temperature or the melting point of the resin material, the resin thermally expands as the temperature rises. Therefore, the entire composite composition once has a positive linear expansion coefficient. Indicates. At this time, the fibrous filler in the composite composition is pulled by the expansion of the resin due to the interaction with the resin material, and the network formed by the fibrous filler is distorted. Then, when the temperature is continuously raised and the temperature exceeds the glass transition temperature or melting point of the resin material, the viscosity of the resin rapidly decreases, the strain applied to the fibrous filler network is relaxed, and shrinkage occurs. It is considered that the composition exhibits a negative linear expansion coefficient. In addition, at this time, the strength of interaction between the resin material and the fibrous filler differs depending on the content of hydrogen atoms capable of forming hydrogen bonds in the resin material, and thus the resin does not show a negative linear expansion coefficient. It is thought that a difference in resin occurs.

また、本発明に用いられる樹脂材料は、繊維状フィラーを平均繊維径が100μm以下になるよう分散可能なものであれば、複合体組成物中において繊維状フィラーの著しい凝集が防止されることとなり、凝集に伴って上述したような相互作用が抑制されてしまうのを防止することができる。なお、繊維状フィラーの平均繊維径は、前述した多糖類繊維の平均繊維径と同様にして測定することができる。   In addition, if the resin material used in the present invention can disperse the fibrous filler so that the average fiber diameter is 100 μm or less, significant aggregation of the fibrous filler in the composite composition is prevented. It is possible to prevent the interaction as described above from being suppressed due to aggregation. The average fiber diameter of the fibrous filler can be measured in the same manner as the average fiber diameter of the polysaccharide fibers described above.

さらには、本発明に用いられる樹脂材料において、水素結合を形成可能な水素原子の含有量が0.01mol/g未満、好ましくは0.005mol/g未満であれば、繊維状フィラーに含まれる親水性の官能基と、樹脂材料に含まれる水素結合を形成可能な水素原子との間で、水素結合に基づく強固な引力が生じるのを防止することができる。   Furthermore, in the resin material used in the present invention, if the content of hydrogen atoms capable of forming hydrogen bonds is less than 0.01 mol / g, preferably less than 0.005 mol / g, the hydrophilicity contained in the fibrous filler It is possible to prevent a strong attractive force based on the hydrogen bond between the functional group and the hydrogen atom that can form a hydrogen bond contained in the resin material.

以上のようなメカニズムにより、本発明の複合体組成物は、負の熱膨張係数を有すると考えられる。   Due to the above mechanism, the composite composition of the present invention is considered to have a negative coefficient of thermal expansion.

なお、水素結合を形成可能な水素原子とは、窒素原子、酸素原子およびフッ素原子のいずれかと共有結合している水素原子である。このような水素原子は強固な水素結合を形成可能であるため、複合体組成物の熱膨張係数に大きな影響を与えると考えられる。本発明者は、水素結合を形成可能な水素原子の含有量と、複合体組成物の熱膨張係数との因果関係に着目し、熱膨張係数が負の値になる水素原子の含有量を前述のように見出した。   Note that a hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond is a hydrogen atom covalently bonded to any one of a nitrogen atom, an oxygen atom, and a fluorine atom. Since such hydrogen atoms can form strong hydrogen bonds, it is considered that the thermal expansion coefficient of the composite composition is greatly affected. The inventor paid attention to the causal relationship between the content of hydrogen atoms capable of forming hydrogen bonds and the thermal expansion coefficient of the composite composition, and described the content of hydrogen atoms having a negative thermal expansion coefficient. I found it like this.

また、前述したように、本発明に用いられる繊維状フィラーには、セルロース繊維やキチン繊維が好ましく用いられるが、これらの繊維は分子構造中に親水性の官能基を有しており、上記メカニズムにおいて明らかなように、複合体組成物は、負の熱膨張係数を確実に有するものとなる。   Further, as described above, cellulose fibers and chitin fibers are preferably used for the fibrous filler used in the present invention. These fibers have a hydrophilic functional group in the molecular structure, and the above mechanism. As can be seen, the composite composition will certainly have a negative coefficient of thermal expansion.

ここで、本発明に用いられる樹脂材料としては、例えば、各種硬化性樹脂、各種可塑性樹脂、各種水溶性樹脂(水溶性ポリマー)等が挙げられるが、このうち、水溶性樹脂が好ましく用いられる。樹脂材料として水溶性樹脂を用いることにより、繊維状フィラーと樹脂材料との間の相互作用がより安定化し、繊維状フィラーが安定的に分散する。具体的には、複合体組成物中の繊維状フィラーは、平均繊維径が100μm以下になる程度にまで安定した分散性を呈する。その結果、複合体組成物の熱膨張係数が負の値になる可能性がより高くなる。   Here, examples of the resin material used in the present invention include various curable resins, various plastic resins, various water-soluble resins (water-soluble polymers), and among these, water-soluble resins are preferably used. By using a water-soluble resin as the resin material, the interaction between the fibrous filler and the resin material is further stabilized, and the fibrous filler is stably dispersed. Specifically, the fibrous filler in the composite composition exhibits stable dispersibility to such an extent that the average fiber diameter is 100 μm or less. As a result, the composite composition is more likely to have a negative coefficient of thermal expansion.

特に、本発明に用いられる樹脂材料は、(i)モノマーとしてN−ビニルピロリドンを含むもの、(ii)モノマーとしてアクリル酸エステルを含むもの、および(iii)ポリエチレングリコールを含むもの等が好ましい。このような樹脂材料は、特に、複合体組成物の熱膨張係数を確実に負の値にすることができる。この詳細な理由は明確ではないものの、樹脂材料単体の正の熱膨張係数に対して、繊維状フィラーと樹脂材料との間の相互作用がTg以上の温度域において下回ることにより、複合体組成物の熱膨張係数が負の値になっているものと考えられる。具体的には、その樹脂材料が、繊維状フィラーを特に高度に分散可能であるとともに、水素結合を形成可能な水素原子の含有量が特に少ないということが、本発明の複合体組成物の熱膨張係数が負の値になることの要因になっていると考えられる。   In particular, the resin material used in the present invention is preferably (i) one containing N-vinylpyrrolidone as a monomer, (ii) one containing an acrylate ester as a monomer, and (iii) one containing polyethylene glycol. In particular, such a resin material can ensure a negative thermal expansion coefficient of the composite composition. Although the detailed reason is not clear, the composite composition is formed by the fact that the interaction between the fibrous filler and the resin material is lower than the positive thermal expansion coefficient of the resin material alone in the temperature range of Tg or higher. It is considered that the thermal expansion coefficient is negative. Specifically, the heat resistance of the composite composition of the present invention is that the resin material is particularly highly dispersible with fibrous filler and has a particularly low content of hydrogen atoms capable of forming hydrogen bonds. This is considered to be a factor in the negative expansion coefficient.

(i)モノマーとしてN−ビニルピロリドンを含む樹脂材料は、水溶性(親水性)の樹脂であり、透明性が比較的高い樹脂材料である。このような樹脂材料としては、具体的には、N−ビニルピロリドン(N−ビニルー2−ピロリドン)の単独重合体、または、N−ビニルピロリドンのモノマーと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。   (I) A resin material containing N-vinylpyrrolidone as a monomer is a water-soluble (hydrophilic) resin and a resin material having a relatively high transparency. Specific examples of such a resin material include a homopolymer of N-vinylpyrrolidone (N-vinyl-2-pyrrolidone), or a copolymer of a monomer of N-vinylpyrrolidone and another monomer. .

他のモノマーとしては、N−ビニルピロリドンと共重合可能なものであれば、特に限定されないものの、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸のアルキルエステル(メチルアクリレート、エチルアクリレート等)、メタクリル酸のアルキルエステル(メチルメタクリレート、エチルメタクリレート等)、アクリル酸のアミノアルキルエステル(ジエチルアミノエチルアクリレート等)、メタクリル酸のアミノアルキルエステル、アクリル酸とグリコールとのモノエステル、メタクリル酸とグリコールとのモノエステル(ヒドロキシエチルメタクリレート等)、アクリル酸のアルカリ金属塩、メタクリル酸のアルカリ金属塩、アクリル酸のアンモニウム塩、メタクリル酸のアンモニウム塩、アクリル酸のアミノアルキルエステルの第4級アンモニウム誘導体、メタクリル酸のアミノアルキルエステルの第4級アンモニウム誘導体、ジエチルアミノエチルアクリレートとメチルサルフェートとの第4級アンモニウム化合物、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルスルホン酸のアルカリ金属塩、ビニルスルホン酸のアンモニウム塩、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸塩、アリルスルホン酸、アリルスルホン酸塩、メタリルスルホン酸、メタリルスルホン酸塩、酢酸ビニル、ビニルステアレート、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルカルバゾール、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−アルキルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N,N−メチレンビスアクリルアミド、グリコールジアクリレート、グリコールジメタクリレート、ジビニルベンゼン、グリコールジアリルエーテル等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせたものが用いられる。   The other monomer is not particularly limited as long as it is copolymerizable with N-vinylpyrrolidone. For example, acrylic acid, methacrylic acid, alkyl esters of acrylic acid (methyl acrylate, ethyl acrylate, etc.), methacrylic acid Alkyl esters (methyl methacrylate, ethyl methacrylate, etc.), aminoalkyl esters of acrylic acid (diethylaminoethyl acrylate, etc.), aminoalkyl esters of methacrylic acid, monoesters of acrylic acid and glycol, monoesters of methacrylic acid and glycol (hydroxy Ethyl methacrylate), alkali metal salt of acrylic acid, alkali metal salt of methacrylic acid, ammonium salt of acrylic acid, ammonium salt of methacrylic acid, aminoalkyl ester of acrylic acid Quaternary ammonium derivatives, quaternary ammonium derivatives of aminoalkyl esters of methacrylic acid, quaternary ammonium compounds of diethylaminoethyl acrylate and methyl sulfate, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, alkali metal salts of vinyl sulfonic acid, vinyl sulfonic acid Ammonium salt, styrene sulfonic acid, styrene sulfonate, allyl sulfonic acid, allyl sulfonate, methallyl sulfonic acid, methallyl sulfonate, vinyl acetate, vinyl stearate, N-vinyl imidazole, N-vinyl acetamide, N-vinylformamide, N-vinylcaprolactam, N-vinylcarbazole, acrylamide, methacrylamide, N-alkylacrylamide, N-methylolacrylamide, N, N-methylene Scan acrylamide, glycol diacrylate, glycol dimethacrylate, divinylbenzene, and glycol diallyl ether and the like, a combination of one or more of them are used.

共重合体の場合、N−ビニルピロリドンのモノマーの含有率は、20重量%以上であるのが好ましく、30重量%以上であるのがより好ましい。これにより、N−ビニルピロリドンのモノマーを含む樹脂材料は、負の熱膨張係数を有する複合体組成物を確実に実現することができる。   In the case of the copolymer, the content of the N-vinylpyrrolidone monomer is preferably 20% by weight or more, and more preferably 30% by weight or more. Thereby, the resin material containing the monomer of N-vinylpyrrolidone can reliably realize a composite composition having a negative thermal expansion coefficient.

N−ビニルピロリドンを含む樹脂材料の重量平均分子量は、特に限定されないが、好ましくは2万〜500万程度とされ、より好ましくは20万〜200万程度とされる。   Although the weight average molecular weight of the resin material containing N-vinylpyrrolidone is not particularly limited, it is preferably about 20,000 to 5,000,000, and more preferably about 200,000 to 2,000,000.

(ii)モノマーとしてアクリル酸エステルを含む樹脂材料も、水溶性(親水性)の樹脂であり、透明性が比較的高い樹脂材料である。このような樹脂材料としては、具体的には、アクリル酸エステルの単独重合体、または、アクリル酸エステルのモノマーと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。   (Ii) A resin material containing an acrylate ester as a monomer is also a water-soluble (hydrophilic) resin and a resin material having a relatively high transparency. Specific examples of such a resin material include a homopolymer of an acrylate ester, or a copolymer of a monomer of an acrylate ester and another monomer.

アクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸パルミチル、アクリル酸ステアリル等が挙げられ、これらの1種または2種以上を組み合わせたものが用いられる。   Examples of the acrylate ester include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, pentyl acrylate, hexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, isooctyl acrylate, palmityl acrylate, A stearyl acrylate etc. are mentioned, What combined these 1 type (s) or 2 or more types is used.

また、他のモノマーとしては、アクリル酸エステルと共重合可能なものであれば、特に限定されないものの、例えば、(メタ)アクリル酸の他、(メタ)アクリル酸アンモニウム、(メタ)アクリル酸アミド、(メタ)アクリル酸金属のような各種の(メタ)アクリル酸塩、酢酸ビニル等が挙げられる。このうち、好ましくは(メタ)アクリル酸アンモニウムが用いられる。   In addition, the other monomer is not particularly limited as long as it is copolymerizable with an acrylate ester. For example, in addition to (meth) acrylic acid, ammonium (meth) acrylate, (meth) acrylic amide, Various (meth) acrylates such as (meth) acrylic acid metal, vinyl acetate and the like can be mentioned. Of these, ammonium (meth) acrylate is preferably used.

共重合体の場合、アクリル酸エステルのモノマーの含有率は、80重量%以上であるのが好ましく、90重量%以上であるのがより好ましい。これにより、アクリル酸エステルのモノマーを含む樹脂材料は、負の熱膨張係数を有する複合体組成物を確実に実現することができる。   In the case of the copolymer, the content of the acrylic ester monomer is preferably 80% by weight or more, and more preferably 90% by weight or more. Thereby, the resin material containing the acrylate monomer can reliably realize a composite composition having a negative thermal expansion coefficient.

アクリル酸エステルを含む樹脂材料の重量平均分子量は、特に限定されないが、好ましくは500〜10万程度とされ、より好ましくは1000〜7万程度とされる。   Although the weight average molecular weight of the resin material containing an acrylic ester is not particularly limited, it is preferably about 500 to 100,000, and more preferably about 1000 to 70,000.

(iii)ポリエチレングリコールを含む樹脂材料も、水溶性(親水性)の樹脂であり、透明性が比較的高い樹脂材料である。このような樹脂材料としては、特に重量平均分子量が200超のポリエチレングリコールが好ましく用いられ、重量平均分子量が400以上のものがより好ましく用いられ、重量平均分子量が1000以上のものがさらに好ましく用いられる。このような重量平均分子量のポリエチレングリコールであれば、負の熱膨張係数を有する複合体組成物を確実に実現することができる。   (Iii) A resin material containing polyethylene glycol is also a water-soluble (hydrophilic) resin, and is a resin material having relatively high transparency. As such a resin material, polyethylene glycol having a weight average molecular weight of more than 200 is particularly preferably used, those having a weight average molecular weight of 400 or more are more preferably used, and those having a weight average molecular weight of 1000 or more are more preferably used. . With such a weight average molecular weight of polyethylene glycol, a composite composition having a negative thermal expansion coefficient can be reliably realized.

なお、ポリエチレングリコールに代えて、エチレングリコールと他のモノマーとの共重合体を用いるようにしてもよい。   In place of polyethylene glycol, a copolymer of ethylene glycol and another monomer may be used.

他のモノマーとしては、エチレングリコールと共重合可能なものであれば、特に限定されないものの、例えば、乳酸、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、シュウ酸、テレフタル酸等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせたものが用いられる。   The other monomer is not particularly limited as long as it is copolymerizable with ethylene glycol, and examples thereof include lactic acid, propylene glycol, butanediol, hexanediol, oxalic acid, terephthalic acid, and the like. What combined 1 type or 2 types or more is used.

共重合体の場合、エチレングリコールのモノマーの含有率は、50重量%以上であるのが好ましく、60重量%以上であるのがより好ましい。   In the case of a copolymer, the content of the ethylene glycol monomer is preferably 50% by weight or more, and more preferably 60% by weight or more.

また、本発明の複合体組成物には、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤のような各種カップリング剤、各種酸化防止剤、金属酸化物の粒子やシリカの粒子のような各種粒子等を含んでいてもよい。   In addition, the composite composition of the present invention includes various coupling agents such as silane coupling agents and titanium coupling agents, various antioxidants, various particles such as metal oxide particles and silica particles. Etc. may be included.

なお、本発明に用いられる樹脂材料単体の熱膨張係数は、特に限定されないものの、その樹脂材料のガラス転移温度Tg以上の温度領域において、50〜250ppm/℃程度であるのが好ましく、100〜200ppm/℃程度であるのがより好ましい。   The coefficient of thermal expansion of the resin material used in the present invention is not particularly limited, but is preferably about 50 to 250 ppm / ° C. in the temperature range of the glass transition temperature Tg or more of the resin material, and is 100 to 200 ppm. More preferably, it is about / ° C.

また、本発明に用いられる樹脂材料のガラス転移温度Tgは、特に限定されないものの、好ましくは−30〜300℃程度とされ、より好ましくは0〜200℃程度とされる。   The glass transition temperature Tg of the resin material used in the present invention is not particularly limited, but is preferably about −30 to 300 ° C., more preferably about 0 to 200 ° C.

(組成物)
上述したような繊維状フィラーおよび樹脂材料を含む複合体組成物においては、繊維状フィラーの配合量の重量分率が0.1〜99.9%であることが好ましく、0.1〜75%であることがさらに好ましい。なお、配合量は特に限定されるものではなく樹脂組成物を成形した際に必要とされる特性に応じて調整される。例えば、繊維状フィラーの特性を反映させたい場合は繊維状フィラーの配合量を増加させ、樹脂材料の特性を反映させたい場合は樹脂の配合量を増加させるようにすればよい。また、複合体組成物中の繊維状フィラーの含有量を適宜変更することにより、負の熱膨張係数の絶対値を調整することができる。
(Composition)
In the composite composition including the fibrous filler and the resin material as described above, the weight fraction of the blended amount of the fibrous filler is preferably 0.1 to 99.9%, preferably 0.1 to 75%. More preferably. In addition, a compounding quantity is not specifically limited, It adjusts according to the characteristic required when shape | molding a resin composition. For example, when it is desired to reflect the characteristics of the fibrous filler, the blending amount of the fibrous filler is increased, and when it is desired to reflect the characteristics of the resin material, the blending amount of the resin is increased. Moreover, the absolute value of a negative thermal expansion coefficient can be adjusted by changing suitably content of the fibrous filler in a composite composition.

また、本発明の複合体組成物においては、必要に応じて、熱可塑性または熱硬化性のオリゴマーやポリマーを併用することができる。また、本発明の組成物には、必要に応じて、特性を損なわない範囲で、少量の紫外線吸収剤、染顔料、他の無機フィラー等の充填剤等を含んでいてもよい。   In the composite composition of the present invention, a thermoplastic or thermosetting oligomer or polymer can be used in combination as required. In addition, the composition of the present invention may contain a small amount of a filler such as an ultraviolet absorber, a dye / pigment, other inorganic fillers and the like as long as the characteristics are not impaired.

このような本発明の複合体組成物は、任意の方法により各成分を混合することにより得ることができる。例えば樹脂材料と繊維状フィラーをそのまま混合するようにしてもよく、必要に応じて加熱しつつ混合するようにしてもよい。また、分散媒を用いて繊維状フィラーの均一分散液を調製し、後に脱分散媒を行う方法を用いると、繊維状フィラーの分散性に優れた組成物を得ることができる。用いる分散媒としては、例えば繊維状フィラーの分散性を維持でき、かつ樹脂材料および/または後述するカップリング剤を溶解し得る溶剤を用いることにより均一に混合することができる。このような溶剤としては、例えば水、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセルソルブ、テトラヒドロフラン、ペンタエリスリトール、ジメチルスルホキサイド、ジメチルホルムアミド等が挙げられ、これらを単独もしくは2種類以上を混合して用いることもできる。また、元の分散媒の分極率を目的の分散媒の極性へと徐々に変化させ、繊維状フィラーを異なる極性の分散媒に分散することも可能である。   Such a composite composition of the present invention can be obtained by mixing each component by any method. For example, the resin material and the fibrous filler may be mixed as they are, or may be mixed while being heated as necessary. Moreover, the composition excellent in the dispersibility of a fibrous filler can be obtained by preparing the uniform dispersion liquid of a fibrous filler using a dispersion medium, and using the method of performing a dedispersion medium later. As the dispersion medium to be used, for example, the dispersibility of the fibrous filler can be maintained, and the resin material and / or a solvent capable of dissolving the coupling agent described later can be mixed uniformly. Examples of such a solvent include water, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, dioxane, acetone, methyl ethyl ketone, methyl cellosolve, tetrahydrofuran, pentaerythritol, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, and the like. Two or more types can be mixed and used. It is also possible to gradually change the polarizability of the original dispersion medium to the polarity of the target dispersion medium and disperse the fibrous filler in a dispersion medium having a different polarity.

また、本発明の複合体組成物は、所定の形状に成形されることにより、複合体となる。この複合体は、機械的強度が高く、熱膨張係数および湿度膨張係数が低いだけでなく、透明性が高いという特徴を有する。このため、複合体は、機械的特性を活かした用途のみならず、光学分野への応用も期待されている。   Moreover, the composite composition of the present invention is formed into a composite by being molded into a predetermined shape. This composite is characterized by high mechanical strength, low thermal expansion coefficient and humidity expansion coefficient, as well as high transparency. For this reason, the composite is expected to be applied not only to applications utilizing mechanical properties but also to the optical field.

また、本発明の複合体組成物は、前述したように負の熱膨張係数を有するものとなる。具体的には、本発明の複合体組成物の熱膨張係数は、好ましくは−50〜0ppm/℃程度となることが期待され、より好ましくは−30〜−1ppm/℃程度となることが期待される。このような複合体組成物は、他の組成物と混合することで、例えばゼロに近い熱膨張係数を有する複合体の製造を可能にする。これにより、例えば他の部材と接着したときに、接着界面の剥離等の不具合を確実に防止し得る複合体が得られる。さらには、本発明の複合体組成物によれば、熱による寸法変化がほとんどなく、信頼性の高い光学部品、構造部品、精密機械部品等を実現することができる。   Moreover, the composite composition of the present invention has a negative thermal expansion coefficient as described above. Specifically, the thermal expansion coefficient of the composite composition of the present invention is preferably expected to be about −50 to 0 ppm / ° C., more preferably about −30 to −1 ppm / ° C. Is done. Such a composite composition can be mixed with other compositions, for example, to produce a composite having a coefficient of thermal expansion close to zero. Thereby, for example, when bonded to another member, a composite that can reliably prevent problems such as peeling of the bonding interface can be obtained. Furthermore, according to the composite composition of the present invention, there is almost no dimensional change due to heat, and highly reliable optical parts, structural parts, precision machine parts, and the like can be realized.

本発明の複合体組成物との混合に供される他の組成物としては、各種水溶性樹脂、各種可塑性樹脂、各種硬化性樹脂等が挙げられる。両者の混合比は特に限定されず、混合物の線膨張係数が−5〜5ppm、好ましくは−3〜3ppmになるように、任意に混合することができる。   Examples of other compositions used for mixing with the composite composition of the present invention include various water-soluble resins, various plastic resins, and various curable resins. The mixing ratio of the two is not particularly limited, and can be arbitrarily mixed so that the linear expansion coefficient of the mixture is −5 to 5 ppm, preferably −3 to 3 ppm.

水溶性樹脂としては、水に溶解するものであれば特に限定されないが、好ましくはポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミドのような合成高分子、デンプン類、アルギン酸類のような多糖類、木材の構成成分であるヘミセルロース、ゼラチン、ニカワ、カゼインをはじめとするたんぱく質のような天然高分子等が挙げられる。   The water-soluble resin is not particularly limited as long as it is soluble in water, but is preferably a synthetic polymer such as polyvinyl alcohol, polyethylene oxide and polyacrylamide, polysaccharides such as starches and alginic acids, and the constitution of wood. Examples thereof include natural polymers such as proteins such as hemicellulose, gelatin, glue, casein and the like.

また、可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン、ABS樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ−3−ヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバリレート、ポリエチレンアジペート、ポリカプロラクトン、ポリプロピルラクトン等のポリエステル、ポリエチレングリコール等のポリエーテル、ポリグルタミン酸、ポリリジン等のポリアミド等が挙げられる。   In addition, the plastic resin is not particularly limited. For example, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, polystyrene, ABS resin, acrylic resin, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene, fluororesin, polyamide resin, Thermoplastic polyimide resin, polyacetal resin, polycarbonate, polylactic acid, polyglycolic acid, poly-3-hydroxybutyrate, polyhydroxyvalylate, polyethylene adipate, polycaprolactone, polyester such as polypropyllactone, polyether such as polyethylene glycol, Examples thereof include polyamides such as polyglutamic acid and polylysine.

一方、硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、オキセタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ケイ素樹脂、マレイミド樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。   On the other hand, as curable resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, acrylic resin, oxetane resin, diallyl phthalate resin, polyurethane resin, silicon resin, maleimide resin, thermosetting polyimide resin, etc. Is mentioned.

このうち、アクリル樹脂としては、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレートのようなアルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレートの他、環状のアクリレートまたはメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート等を1種以上含む樹脂が挙げられる。   Among these, examples of the acrylic resin include resins containing at least one cyclic acrylate or methacrylate, hydroxyethyl acrylate, or the like in addition to alkyl acrylate or alkyl methacrylate such as acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, and methyl methacrylate.

また、フェノール樹脂は、分子内にフェノール性水酸基を1つ以上有する有機化合物である。例えば、ノボラックやビスフェノール類、ナフトールやナフトールを分子内に有する樹脂、パラキシリレン変性フェノール樹脂、ジメチレンエーテル型レゾール、メチロール型フェノール等のレゾール樹脂が挙げられる。また、これらの樹脂をさらにメチロール化させた化合物、フェノール性水酸基を1つ以上含むリグニンやリグニン誘導体、リグニン分解物、さらにリグニンやリグニン誘導体、リグニン分解物を変性したもの、あるいはこれらを石油資源から製造されたフェノール樹脂と混合したものを含む樹脂が挙げられる。   A phenol resin is an organic compound having one or more phenolic hydroxyl groups in the molecule. Examples include novolak and bisphenols, resins having naphthol and naphthol in the molecule, paraxylylene-modified phenol resins, dimethylene ether type resols, methylol type phenols and the like. Further, compounds obtained by further methylolating these resins, lignins or lignin derivatives containing one or more phenolic hydroxyl groups, lignin degradation products, lignin or lignin derivatives, lignin degradation products modified, or these from petroleum resources Resins including those mixed with the manufactured phenolic resin may be mentioned.

また、エポキシ樹脂は、少なくとも1個のエポキシ基を有する有機化合物である。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂等のビスフェノール型のエポキシ樹脂、これらのビスフェノール型エポキシ樹脂の水添化物、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート骨格を有するエポキシ樹脂、カルド骨格を有するエポキシ樹脂、ポリシロキサン構造を有するエポキシ樹脂、脂環式多官能エポキシ樹脂、水添ビフェニル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA骨格を有する脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。   The epoxy resin is an organic compound having at least one epoxy group. For example, bisphenol type epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, hydrogenated products of these bisphenol type epoxy resins, epoxy resins having a dicyclopentadiene skeleton, triglycidyl isocyanate Epoxy resin having nurate skeleton, epoxy resin having cardo skeleton, epoxy resin having polysiloxane structure, alicyclic polyfunctional epoxy resin, alicyclic epoxy resin having hydrogenated biphenyl skeleton, fat having hydrogenated bisphenol A skeleton Examples thereof include cyclic epoxy resins.

また、樹脂材料として硬化性樹脂を用いた場合、硬化性樹脂の硬化方法は特に限定されないが、組成物中に、酸無水物や脂肪族アミン等の架橋剤、またはカチオン系硬化触媒もしくはアニオン系硬化触媒等の硬化促進剤を添加することが好ましい。   In addition, when a curable resin is used as the resin material, the curing method of the curable resin is not particularly limited, but in the composition, a crosslinking agent such as an acid anhydride or an aliphatic amine, or a cationic curing catalyst or an anionic system. It is preferable to add a curing accelerator such as a curing catalyst.

このうち、カチオン系硬化触媒としては、例えば加熱によりカチオン重合を開始させる物質を放出するもの、例えばオニウム塩系カチオン硬化触媒、またはアルミニウムキレート系カチオン硬化触媒)や、活性エネルギー線によってカチオン重合を開始させる物質を放出させるもの(例えばオニウム塩系カチオン系硬化触媒等)が挙げられる。具体的には、芳香族スルホニウム塩としては、三新化学工業製のSI−60L、SI−80L、SI−100L、旭電化工業製のSP−66やSP−77等のヘキサフルオロアンチモネート塩等が挙げられ、アルミニウムキレートとしては、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が挙げられ、三フッ化ホウ素アミン錯体としては、三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体、三フッ化ホウ素イミダゾール錯体、三フッ化ホウ素ピペリジン錯体等が挙げられる。   Among these, as the cationic curing catalyst, for example, a substance that releases a substance that initiates cationic polymerization by heating (for example, an onium salt cationic curing catalyst or an aluminum chelate cationic curing catalyst) or an active energy ray is used to initiate cationic polymerization. For releasing a substance to be released (for example, an onium salt-based cationic curing catalyst). Specifically, as an aromatic sulfonium salt, hexafluoroantimonate salts such as SI-60L, SI-80L, SI-100L made by Sanshin Chemical Industry, SP-66, SP-77 made by Asahi Denka Kogyo, etc. Examples of the aluminum chelate include ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate and aluminum tris (ethyl acetoacetate). Examples of the boron trifluoride amine complex include boron trifluoride monoethylamine complex and boron trifluoride. Examples include imidazole complexes and boron trifluoride piperidine complexes.

一方、アニオン系硬化促進剤としては、例えば1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、トリエチレンジアミン等の三級アミン類、2−エチル−4−メチルイミダゾールや1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等のリン化合物、四級アンモニウム塩、有機金属塩類、およびこれらの誘導体等が挙げられ、これらの中でも透明性が優れることからリン化合物や1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類が好ましい。これら硬化促進剤は、単独で用いても2種以上を併用して用いてもよい。   On the other hand, examples of the anionic curing accelerator include tertiary amines such as 1,8-diaza-bicyclo (5,4,0) undecene-7, triethylenediamine, 2-ethyl-4-methylimidazole and 1-benzyl. Examples include imidazoles such as 2-phenylimidazole, phosphorus compounds such as triphenylphosphine and tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, quaternary ammonium salts, organometallic salts, and derivatives thereof, and among these, transparency is excellent. Accordingly, phosphorus compounds and imidazoles such as 1-benzyl-2-phenylimidazole are preferable. These curing accelerators may be used alone or in combination of two or more.

なお、上述した水溶性樹脂、可塑性樹脂および硬化性樹脂は、それぞれ個別に用いることも、または、2つ以上を組み合わせて用いることもできる。   In addition, the water-soluble resin, the plastic resin, and the curable resin described above can be used individually or in combination of two or more.

<複合体>
本発明の複合体組成物は、成形されることにより、所定の形状を有する複合体となる。
<Composite>
The composite composition of the present invention is formed into a composite having a predetermined shape by being molded.

例えば、本発明の複合体組成物を板状に成形することにより、太陽電池用基板、有機EL用基板、電子ペーパー用基板、液晶表示素子用プラスチック基板、カラーフィルター用基板、タッチパネル用基板等に利用可能な各種透明基板(複合体)が得られる。   For example, by forming the composite composition of the present invention into a plate shape, it can be used for solar cell substrates, organic EL substrates, electronic paper substrates, liquid crystal display plastic substrates, color filter substrates, touch panel substrates, etc. Various usable transparent substrates (composites) can be obtained.

この場合、本発明の複合体の厚さは10〜2000μm程度であるのが好ましく、20〜200μm程度であるのがより好ましい。これにより、本発明の複合体は、上述したような透明基板として必要かつ十分な機械的強度と光透過性とを兼ね備えたものとなる。また、複合体の厚さが前記範囲内であれば、平坦性に優れ、従来のガラス基板と比較して透明基板の軽量化を図ることができる。   In this case, the thickness of the composite of the present invention is preferably about 10 to 2000 μm, and more preferably about 20 to 200 μm. As a result, the composite of the present invention has both necessary and sufficient mechanical strength and light transmittance as the transparent substrate as described above. Moreover, if the thickness of a composite is in the said range, it is excellent in flatness and can achieve weight reduction of a transparent substrate compared with the conventional glass substrate.

なお、本発明の複合体の厚さが前記範囲内である場合、その全光線透過率は70%以上であるのが好ましく、80%以上であるのがより好ましく、88%以上であるのがさらに好ましい。   When the thickness of the composite of the present invention is within the above range, the total light transmittance is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and 88% or more. Further preferred.

また、本発明の複合体は、例えば、光学レンズ、光学シートのような光学素子の他、光導波路、LED封止材等に利用することもできる。   In addition, the composite of the present invention can be used for, for example, an optical element such as an optical lens and an optical sheet, an optical waveguide, an LED sealing material, and the like.

また、本発明の複合体の湿度膨張係数は、好ましくは100ppm/湿度%以下であり、より好ましくは50ppm/湿度%以下であり、さらに好ましくは30ppm/湿度%以下である。湿度膨張係数を前記範囲内とすることにより、本発明の複合体は、製造工程や使用時において吸湿したとしても、その寸法変化は十分に抑制されることとなる。その結果、寸法変化に伴う複合体の反りや複合体上に形成されたアルミ配線の断線等の不具合を確実に防止することができる。   Moreover, the humidity expansion coefficient of the composite of the present invention is preferably 100 ppm / humidity% or less, more preferably 50 ppm / humidity% or less, and further preferably 30 ppm / humidity% or less. By setting the humidity expansion coefficient within the above range, the dimensional change of the composite of the present invention is sufficiently suppressed even if the composite absorbs moisture during the production process or use. As a result, it is possible to reliably prevent problems such as warpage of the composite accompanying change in dimensions and disconnection of the aluminum wiring formed on the composite.

また、本発明の複合体を光学素子に適用する場合、平滑性向上のために両面に樹脂のコート層を設けてもよい。コートする樹脂としては、優れた透明性、耐熱性、耐薬品性を有していることが好ましく、具体的には多官能アクリレートやエポキシ樹脂などが挙げられる。コート層の厚みは0.1〜50μmが好ましく、0.5〜30μmであるのがより好ましい。   Moreover, when applying the composite_body | complex of this invention to an optical element, you may provide the coat layer of resin on both surfaces for smoothness improvement. The resin to be coated preferably has excellent transparency, heat resistance and chemical resistance, and specific examples include polyfunctional acrylates and epoxy resins. The thickness of the coat layer is preferably from 0.1 to 50 μm, more preferably from 0.5 to 30 μm.

さらに、本発明の複合体の表面には、必要に応じて水蒸気や酸素に対するガスバリア層や透明電極層を設けてもよい。   Furthermore, you may provide the gas barrier layer and transparent electrode layer with respect to water vapor | steam or oxygen as needed on the surface of the composite_body | complex of this invention.

なお、本発明の組成物を用いて、シート状の複合体を得るには、一般的なシート形成方法を用いればよく、その形成方法は特に限定されない。形成方法としては、例えば複合体組成物をそのまま圧延してシート化する方法や、繊維状フィラーの分散媒を流延した後、分散媒を除去し、繊維状フィラーのシートを得、後に樹脂材料を含浸させる方法、または樹脂材料と繊維状フィラーと分散媒とを含む溶液を流延した後、分散媒を除去し、シートを得る方法が挙げられる。   In addition, in order to obtain a sheet-like composite using the composition of the present invention, a general sheet forming method may be used, and the forming method is not particularly limited. As a forming method, for example, a method of rolling the composite composition as it is to form a sheet, or after casting a dispersion medium of fibrous filler, removing the dispersion medium to obtain a sheet of fibrous filler, and then a resin material Or a method of casting a solution containing a resin material, a fibrous filler, and a dispersion medium, and then removing the dispersion medium to obtain a sheet.

そのようなプロセスにおいて好ましい態様の一つとしては、樹脂材料と繊維状フィラーとをあらかじめ分散媒中に分散して分散液を調製した後、得られた分散液をろ紙、メンブレンフィルターまたは抄網などに流延し、分散媒等のその他成分を濾別および/または乾燥させ、シートを得る方法である。なお、前記濾別乾燥工程においては、作業効率を高めるため減圧下、加圧下で行っても構わない。また、連続的に形成する場合には、製紙業界で使用される抄紙機を用いて薄層シートを連続的に形成する方法も含まれる。   As one of preferred embodiments in such a process, a resin material and a fibrous filler are previously dispersed in a dispersion medium to prepare a dispersion, and then the obtained dispersion is filtered with a filter paper, a membrane filter, a paper mesh, or the like. And the other components such as a dispersion medium are filtered and / or dried to obtain a sheet. In addition, in the said filtration separation drying process, in order to improve work efficiency, you may carry out under pressure reduction and pressurization. Moreover, when forming continuously, the method of forming a thin layer sheet continuously using the paper machine used in the paper industry is also included.

流延してシートを作製する場合、濾別および/または乾燥後に形成されたシートが容易に剥離する基材上に作製されることが好ましい。このような基材としては、金属製または樹脂製のものが挙げられる。金属製基材としてはステンレス製基材、真ちゅう製基材、亜鉛製基材、銅製基材、鉄製基材などが挙げられ、樹脂製基材としてはアクリル製基材、フッ素系基材、ポリエチレンテレフタレート製基材、塩化ビニル製基材、ポリスチレン製基材、ポリ塩化ビニリデン製基材などが例示できる。   In the case of producing a sheet by casting, it is preferable that the sheet formed after filtration and / or drying is produced on a substrate from which the sheet is easily peeled off. Examples of such a substrate include those made of metal or resin. Examples of metal base materials include stainless steel base materials, brass base materials, zinc base materials, copper base materials, and iron base materials. Resin base materials include acrylic base materials, fluorine base materials, and polyethylene. Examples thereof include a terephthalate substrate, a vinyl chloride substrate, a polystyrene substrate, and a polyvinylidene chloride substrate.

以上、本発明の複合体組成物および複合体の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば複合体には、任意の構成物が付加されていてもよい。   The embodiments of the composite composition and composite of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to this, and for example, an arbitrary component may be added to the composite. .

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
[繊維状フィラーの作製]
(作製例1)
まず、主に1000nmを超える繊維径のセルロース繊維からなり、乾燥重量で2g相当分の未乾燥のパルプと、0.025gのTEMPO(2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジン−N−オキシル)と、0.25gの臭化ナトリウムとを、水150mlに分散させ、分散液を調製した。
Next, specific examples of the present invention will be described.
[Fabric filler production]
(Production Example 1)
First, it is mainly composed of cellulose fibers having a fiber diameter of more than 1000 nm, dry pulp equivalent to 2 g in dry weight, and 0.025 g of TEMPO (2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidine-N -Oxyl) and 0.25 g of sodium bromide were dispersed in 150 ml of water to prepare a dispersion.

次いで、この分散液に対して、13重量%次亜塩素酸ナトリウム水溶液を、1gのパルプに対して次亜塩素酸ナトリウムの量が2.5mmolとなるように加えて反応を開始した。反応中は分散液中に0.5Mの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHを10.5に保つようにした。その後、pHに変化が見られなくなった時点で反応終了と見なし、0.5Mの塩酸水溶液でpH7に中和し、反応物をガラスフィルターにてろ過し、ろ過物を十分な量の水で水洗するとともに、ろ過を6回繰り返した。これにより、固形分濃度2重量%の反応物繊維を得た。   Next, a 13 wt% aqueous sodium hypochlorite solution was added to this dispersion so that the amount of sodium hypochlorite was 2.5 mmol per 1 g of pulp, and the reaction was started. During the reaction, a 0.5 M sodium hydroxide aqueous solution was dropped into the dispersion to keep the pH at 10.5. Thereafter, when no change in pH is observed, the reaction is considered to be complete, neutralized to pH 7 with a 0.5 M aqueous hydrochloric acid solution, the reaction product is filtered through a glass filter, and the filtrate is washed with a sufficient amount of water. And filtration was repeated 6 times. As a result, a reactant fiber having a solid concentration of 2% by weight was obtained.

次に、該反応物繊維に水を加え、0.2重量%とした。この反応物繊維分散液を高圧ホモジナイザー(APV GAULIN LABORATORY製、15MR−8TA型)を用いて圧力20MPaで15回処理し、透明なセルロースナノファイバー分散液(繊維状フィラー分散液)を得た。   Next, water was added to the reaction product fiber to make 0.2% by weight. This reactant fiber dispersion was treated 15 times at a pressure of 20 MPa using a high-pressure homogenizer (manufactured by APV GAULIN LABORATORY, 15MR-8TA type) to obtain a transparent cellulose nanofiber dispersion (fibrous filler dispersion).

次に、分散体を親水処理済みのカーボン膜被覆グリッド上にキャスト後、2%ウラニルアセテートでネガティブ染色し、TEM観察した。観察の結果、最大繊維径が10nmであり、数平均繊維径が6nmであった。   Next, the dispersion was cast on a carbon film-coated grid that had been subjected to a hydrophilic treatment, then negatively stained with 2% uranyl acetate, and observed with a TEM. As a result of observation, the maximum fiber diameter was 10 nm and the number average fiber diameter was 6 nm.

また、乾燥させて得られた透明な膜状のセルロース繊維の集合体について、広角X線回折分析を行い、回折像を得た。広角X線回折像からは、この膜状セルロースが、セルロースI型結晶構造を有するセルロース繊維からなることが示された。   Further, the aggregate of transparent film-like cellulose fibers obtained by drying was subjected to wide-angle X-ray diffraction analysis to obtain a diffraction image. A wide-angle X-ray diffraction image showed that this membranous cellulose was composed of cellulose fibers having a cellulose I-type crystal structure.

また、同じ膜状セルロースについて、全反射式赤外分光分析を行い、ATRスペクトルを得た。ATRスペクトルのパターンからは、カルボニル基の存在が確認され、上述した方法により評価したセルロース繊維中のアルデヒド基の量およびカルボキシル基の量は、0.31mmol/gおよび1.7mmol/gであった。   Moreover, the total reflection type infrared spectroscopic analysis was performed about the same membranous cellulose, and the ATR spectrum was obtained. From the ATR spectrum pattern, the presence of carbonyl groups was confirmed, and the amounts of aldehyde groups and carboxyl groups in the cellulose fibers evaluated by the method described above were 0.31 mmol / g and 1.7 mmol / g. .

(作製例2)
高圧ホモジナイザーに代えて、超音波ホモジナイザー(BRANSON製、Digital Sonifier S−450)を用いるようにした以外は、作製例1と同様にしてセルロースナノファイバー分散液(繊維状フィラー分散液)を得た。なお、超音波ホモジナイザーの出力(パワー)は40%、処理時間は30秒とした。
(Production Example 2)
A cellulose nanofiber dispersion (fibrous filler dispersion) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that an ultrasonic homogenizer (manufactured by BRANSON, Digital Sonifier S-450) was used instead of the high-pressure homogenizer. The output (power) of the ultrasonic homogenizer was 40%, and the treatment time was 30 seconds.

[複合体の作製]
(実施例1)
作製例1で得られた固形分濃度0.2重量%のセルロースナノファイバー分散水溶液とアクリル酸エステル系の共重合体(サイテック社製、Viacryl6286、ガラス転移温度30℃)とを混合し、室温で30分間撹拌した。得られた混合溶液を離型処理したシャーレに注ぎ、温度50℃のオーブンで水分を蒸発させ、さらに120℃の真空オーブン中で乾燥し、セルロースナノファイバーの含有量が25重量%で厚み30μmの透明なフィルム(複合体)を得た。
[Production of complex]
Example 1
The cellulose nanofiber dispersion aqueous solution having a solid content concentration of 0.2% by weight obtained in Production Example 1 and an acrylic ester copolymer (Vaicry 6286, manufactured by Cytec Co., Ltd., glass transition temperature 30 ° C.) are mixed at room temperature. Stir for 30 minutes. The obtained mixed solution was poured into a petri dish that had been subjected to mold release treatment, water was evaporated in an oven at a temperature of 50 ° C, and further dried in a vacuum oven at 120 ° C. A transparent film (composite) was obtained.

ところで、セルロースナノファイバー分散水溶液と前記共重合体との混合溶液を偏光顕微鏡で観察したところ、セルロースナノファイバーが均一に分散していることが認められた。また、各繊維状フィラーの平均繊維径を測定したところ、100μm以下であることが認められた。   By the way, when a mixed solution of the cellulose nanofiber-dispersed aqueous solution and the copolymer was observed with a polarizing microscope, it was found that the cellulose nanofibers were uniformly dispersed. Moreover, when the average fiber diameter of each fibrous filler was measured, it was recognized that it was 100 micrometers or less.

(実施例2)
前記共重合体に代えて、アクリル酸アンモニウムとアクリル酸エステルとの共重合体(東亞合成(株)製、ジュリマーAT510、ガラス転移温度27.5℃)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Example 2)
Example 1 except that a copolymer of ammonium acrylate and an acrylate ester (manufactured by Toagosei Co., Ltd., Jurimer AT510, glass transition temperature 27.5 ° C.) was used instead of the copolymer. In the same manner, a transparent film (composite) was obtained.

(実施例3)
前記共重合体に代えて、アクリル酸アンモニウムとアクリル酸エステルとの共重合体(東亞合成(株)製、ジュリマーET325、ガラス転移温度28.0℃)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Example 3)
Example 1 except that a copolymer of ammonium acrylate and an acrylate ester (manufactured by Toagosei Co., Ltd., Jurimer ET325, glass transition temperature 28.0 ° C.) was used instead of the copolymer. In the same manner, a transparent film (composite) was obtained.

(実施例4)
前記共重合体に代えて、アクリル酸アンモニウムとアクリル酸エステルとの共重合体(東亞合成(株)製、ジュリマーAT613、ガラス転移温度76.0℃)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
Example 4
Example 1 except that a copolymer of ammonium acrylate and an acrylate ester (manufactured by Toagosei Co., Ltd., Jurimer AT613, glass transition temperature 76.0 ° C.) was used instead of the copolymer. In the same manner, a transparent film (composite) was obtained.

(実施例5)
前記共重合体に代えて、ポリビニルピロリドン(和光純薬工業社製、ポリビニルピロリドン、ガラス転移温度160℃)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Example 5)
A transparent film (composite) was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyvinylpyrrolidone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, polyvinylpyrrolidone, glass transition temperature 160 ° C.) was used instead of the copolymer. Obtained.

(実施例6)
前記共重合体に代えて、ポリエチレングリコール(和光純薬工業社製、ポリエチレングリコール20,000、重量平均分子量20000、融点56〜63℃)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Example 6)
In the same manner as in Example 1 except that polyethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., polyethylene glycol 20,000, weight average molecular weight 20000, melting point 56 to 63 ° C.) was used instead of the copolymer. A transparent film (composite) was obtained.

(実施例7)
前記共重合体に代えて、ポリエチレングリコール(アルドリッチ社製、Poly(ethylene glycol)、重量平均分子量8000、融点60〜63℃)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Example 7)
A transparent film in the same manner as in Example 1 except that polyethylene glycol (manufactured by Aldrich, Poly (ethylene glycol), weight average molecular weight 8000, melting point 60 to 63 ° C.) was used instead of the copolymer. (Complex) was obtained.

(実施例8)
前記共重合体に代えて、ポリエチレングリコール(アルドリッチ社製、Poly(ethylene glycol)、重量平均分子量1540、融点43〜46℃)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Example 8)
A transparent film in the same manner as in Example 1 except that polyethylene glycol (manufactured by Aldrich, Poly (ethylene glycol), weight average molecular weight 1540, melting point 43 to 46 ° C.) was used instead of the copolymer. (Complex) was obtained.

(実施例9)
前記共重合体に代えて、ポリエチレングリコール(アルドリッチ社製、Poly(ethylene glycol)、重量平均分子量400、融点4〜8℃)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
Example 9
A transparent film in the same manner as in Example 1 except that polyethylene glycol (manufactured by Aldrich, Poly (ethylene glycol), weight average molecular weight 400, melting point 4 to 8 ° C.) was used instead of the copolymer. (Complex) was obtained.

(実施例10)
作製例2で得られた固形分濃度0.2重量%のセルロースナノファイバー分散水溶液を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Example 10)
A transparent film (composite) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aqueous solution of cellulose nanofibers having a solid content concentration of 0.2% by weight obtained in Production Example 2 was used.

(比較例1)
前記共重合体に代えて、ポリエチレングリコール(和光純薬工業社製、ポリエチレングリコール200、重量平均分子量200)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Comparative Example 1)
A transparent film (composite) was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, polyethylene glycol 200, weight average molecular weight 200) was used instead of the copolymer. Obtained.

(比較例2)
前記共重合体に代えて、ポリアクリル酸(和光純薬工業社製、ポリアクリル酸25,000)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Comparative Example 2)
A transparent film (composite) was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyacrylic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., polyacrylic acid 25,000) was used instead of the copolymer. It was.

(比較例3)
前記共重合体に代えて、ポリアクリル酸アンモニウム(和光純薬工業社製、ポリアクリル酸アンモニウム溶液70〜110)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Comparative Example 3)
A transparent film (composite) in the same manner as in Example 1 except that ammonium polyacrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., ammonium polyacrylate solution 70 to 110) was used instead of the copolymer. )

(比較例4)
前記共重合体に代えて、ポリアクリル酸ナトリウム(比較例2で用いたポリアクリル酸の水溶液に水酸化ナトリウム水溶液を加え、PH12.4に調製したもの)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Comparative Example 4)
Example except that sodium polyacrylate (prepared to PH12.4 by adding sodium hydroxide aqueous solution to the polyacrylic acid aqueous solution used in Comparative Example 2) was used instead of the copolymer. In the same manner as in Example 1, a transparent film (composite) was obtained.

(比較例5)
前記共重合体に代えて、ポリビニルアルコール(和光純薬工業社製、ポリビニルアルコール)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Comparative Example 5)
A transparent film (composite) was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyvinyl alcohol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., polyvinyl alcohol) was used instead of the copolymer.

(比較例6)
前記共重合体に代えて、ポリエチレンイミン(MP Biomedical社製、POLYETHYLENEIMINE 50%SOLUTION)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Comparative Example 6)
A transparent film (composite) was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyethyleneimine (manufactured by MP Biomedical, POLYETHYLEENEIMINE 50% SOLUTION) was used instead of the copolymer.

(比較例7)
前記共重合体に代えて、ヒドロキシエチルセルロース(和光純薬工業社製、ヒドロキシエチルセルロース)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Comparative Example 7)
A transparent film (composite) was obtained in the same manner as in Example 1 except that hydroxyethylcellulose (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., hydroxyethylcellulose) was used instead of the copolymer.

(比較例8)
前記共重合体に代えて、カルボキシメチルセルロースアンモニウム(和光純薬工業社製、カルボキシメチルセルロースアンモニウム)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Comparative Example 8)
A transparent film (composite) was obtained in the same manner as in Example 1 except that carboxymethyl cellulose ammonium (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., carboxymethyl cellulose ammonium) was used instead of the copolymer.

(比較例9)
前記共重合体に代えて、カルボキシメチルセルロースナトリウム(和光純薬工業社製、 カルボキシメチルセルロースナトリウム)を用いるようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルム(複合体)を得た。
(Comparative Example 9)
A transparent film (composite) was obtained in the same manner as in Example 1 except that sodium carboxymethylcellulose (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., carboxymethylcellulose sodium) was used instead of the copolymer.

(比較例10)
繊維状フィラーの添加を省略し、以下のようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルムを得た。
(Comparative Example 10)
A transparent film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the addition of the fibrous filler was omitted and the following was performed.

アクリル酸エステル系の共重合体(サイテック社、Viacryl6286、ガラス転移温度30℃)をシャーレに注ぎ、温度50℃のオーブンで水分を蒸発させ、さらに120℃の真空オーブン中で乾燥し、厚み30μmの透明なフィルムを得た。   An acrylic ester copolymer (Cytech, Viacryl 6286, glass transition temperature 30 ° C.) is poured into a petri dish, moisture is evaporated in an oven at a temperature of 50 ° C., and further dried in a vacuum oven at 120 ° C. A transparent film was obtained.

(比較例11)
樹脂材料の添加を省略し、以下のようにした以外は、実施例1と同様にして透明なフィルムを得た。
(Comparative Example 11)
A transparent film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the addition of the resin material was omitted and the procedure was as follows.

作製例1で得られた固形分濃度0.2重量%のセルロースナノファイバー分散水溶液をシャーレに注ぎ、温度50℃のオーブンで水分を蒸発させ、さらに120℃の真空オーブン中で乾燥し、厚み30μmの透明なフィルムを得た。   The cellulose nanofiber dispersion aqueous solution having a solid content concentration of 0.2% by weight obtained in Preparation Example 1 is poured into a petri dish, water is evaporated in an oven at a temperature of 50 ° C., and further dried in a vacuum oven at 120 ° C., and the thickness is 30 μm. A transparent film was obtained.

(比較例12)
作製例2で得られた固形分濃度0.2重量%のセルロースナノファイバー分散水溶液を用いるようにした以外は、比較例11と同様にして透明なフィルムを得た。
(Comparative Example 12)
A transparent film was obtained in the same manner as in Comparative Example 11 except that the cellulose nanofiber-dispersed aqueous solution having a solid content concentration of 0.2% by weight obtained in Production Example 2 was used.

[複合体の評価]
各実施例および各比較例で得られたフィルムについて、以下の手順で熱線膨張係数をそれぞれ測定した。
[Evaluation of complex]
About the film obtained by each Example and each comparative example, the thermal expansion coefficient was measured in the following procedures, respectively.

<熱線膨張係数の測定手順>
セイコー電子(株)製TMA/SS120C型熱応力歪測定装置を用いて、窒素雰囲気下、1分間に5℃の割合で温度を所定の温度範囲(表1参照)で変化させた後、一旦0℃まで冷却し、再び1分間に5℃の割合で温度を上昇させて表1に記載の温度範囲の時の値を測定して求めた。そして、荷重を5gにし、引張モードで測定を行った。
<Measurement procedure of thermal linear expansion coefficient>
Using a TMA / SS120C type thermal stress strain measuring device manufactured by Seiko Denshi Co., Ltd., after changing the temperature within a predetermined temperature range (see Table 1) at a rate of 5 ° C. per minute in a nitrogen atmosphere, once 0 The temperature was lowered to 5 ° C., the temperature was increased again at a rate of 5 ° C. per minute, and the values in the temperature range shown in Table 1 were measured and determined. Then, the load was set to 5 g, and the measurement was performed in the tension mode.

上記測定の結果を表1、2に示す。   The results of the above measurements are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2011173993
Figure 2011173993

表1から明らかなように、各実施例で得られたフィルムでは、いずれも、繊維状フィラーの平均繊維径が100μm以下であり、かつ、樹脂材料の水素結合を形成可能な水素原子の含有量が0.01mol/g未満であるが、これらのフィルムでは、熱線膨張係数が負の値を示すことが認められた。   As is clear from Table 1, in the films obtained in each example, the average fiber diameter of the fibrous filler is 100 μm or less, and the content of hydrogen atoms capable of forming hydrogen bonds in the resin material Is less than 0.01 mol / g, however, these films were found to exhibit a negative value for the coefficient of thermal expansion.

なお、表1中には示していないが、各実施例で得られた複合体組成物と、他の組成物とを、所定の割合で混合してフィルム(複合体)を形成したところ、熱線膨張係数がほぼゼロとなるフィルムが得られた。また、本発明の複合体組成物と他の組成物との混合比を変化させたところ、得られるフィルムの熱線膨張係数を変化させることもできた。   Although not shown in Table 1, the composite composition obtained in each example and another composition were mixed at a predetermined ratio to form a film (composite). A film having an expansion coefficient of almost zero was obtained. Moreover, when the mixing ratio of the composite composition of the present invention and the other composition was changed, the coefficient of thermal expansion of the resulting film could be changed.

さらには、表1中には示していないが、超音波ホモジナイザーの出力または処理時間を変更することにより、フィルムの熱膨張係数を、実施例10の結果から変化させることができた。具体的には、超音波ホモジナイザーの出力を高めるか、または処理時間を増やすことにより、セルロースナノファイバーの平均繊維径が小さくなり、負の熱膨張係数の絶対値が大きくなる傾向が認められた。   Furthermore, although not shown in Table 1, the coefficient of thermal expansion of the film could be changed from the results of Example 10 by changing the output of the ultrasonic homogenizer or the processing time. Specifically, by increasing the output of the ultrasonic homogenizer or increasing the treatment time, it was observed that the average fiber diameter of the cellulose nanofibers decreased and the absolute value of the negative thermal expansion coefficient increased.

Figure 2011173993
Figure 2011173993

一方、表2から明らかなように、比較例1〜9で得られたフィルムでは、いずれも、繊維状フィラーの平均繊維径が100μm超であった。また、これらのフィルムでは、熱線膨張係数が正の値を示すことが認められた。   On the other hand, as apparent from Table 2, in the films obtained in Comparative Examples 1 to 9, the average fiber diameter of the fibrous filler was more than 100 μm. Moreover, in these films, it was recognized that a thermal linear expansion coefficient shows a positive value.

また、比較例10〜12で得られたフィルムは、繊維状フィラーと樹脂材料との複合体ではないが、やはり熱線膨張係数は正の値を示した。   Moreover, although the film obtained in Comparative Examples 10-12 was not a composite of a fibrous filler and a resin material, the thermal linear expansion coefficient also showed a positive value.

Claims (12)

繊維状フィラーと樹脂材料とを含む複合体組成物であって、
前記繊維状フィラーは、多糖類材料で構成されたものであり、
前記樹脂材料は、前記繊維状フィラーを、平均繊維径が100μm以下になるよう分散可能なものであり、かつ、水素結合を形成可能な水素原子の含有量が0.01mol/g未満であることを特徴とする複合体組成物。
A composite composition comprising a fibrous filler and a resin material,
The fibrous filler is composed of a polysaccharide material,
The resin material is capable of dispersing the fibrous filler so that the average fiber diameter is 100 μm or less, and the content of hydrogen atoms capable of forming hydrogen bonds is less than 0.01 mol / g. A composite composition characterized by the above.
前記多糖類材料は、セルロースまたはキチンである請求項1に記載の複合体組成物。   The composite composition according to claim 1, wherein the polysaccharide material is cellulose or chitin. 前記セルロースで構成された繊維状フィラーは、セルロース原料を化学的処理および機械的処理の少なくとも一方により微細化されてなるセルロース繊維である請求項2に記載の複合体組成物。   The composite composition according to claim 2, wherein the fibrous filler composed of cellulose is a cellulose fiber obtained by refining a cellulose raw material by at least one of chemical treatment and mechanical treatment. 前記セルロースで構成された繊維状フィラーは、含まれるセルロース分子中の水酸基の一部が、アルデヒド基およびカルボキシル基の少なくとも一方で置換されてなるものである請求項2または3に記載の複合体組成物。   4. The composite composition according to claim 2, wherein the fibrous filler composed of cellulose is obtained by substituting at least one of an aldehyde group and a carboxyl group for a part of the hydroxyl group in the cellulose molecule contained therein. 5. object. 前記水素結合を形成可能な水素原子は、窒素原子、酸素原子およびフッ素原子のいずれかと共有結合している水素原子である請求項1ないし4のいずれかに記載の複合体組成物。   5. The composite composition according to claim 1, wherein the hydrogen atom capable of forming a hydrogen bond is a hydrogen atom covalently bonded to any one of a nitrogen atom, an oxygen atom, and a fluorine atom. 前記樹脂材料は、水溶性ポリマーである請求項1ないし5のいずれかに記載の複合体組成物。   The composite composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the resin material is a water-soluble polymer. 前記樹脂材料は、モノマーとして、N−ビニルピロリドンを含むものである請求項1ないし6のいずれかに記載の複合体組成物。   The composite composition according to claim 1, wherein the resin material contains N-vinylpyrrolidone as a monomer. 前記樹脂材料は、モノマーとして、アクリル酸エステルを含むものである請求項1ないし7のいずれかに記載の複合体組成物。   The composite composition according to claim 1, wherein the resin material contains an acrylate ester as a monomer. 前記樹脂材料は、アクリル酸エステルとアクリル酸塩との共重合体である請求項8に記載の複合体組成物。   The composite composition according to claim 8, wherein the resin material is a copolymer of an acrylate and an acrylate. 前記樹脂材料は、分子量200超のポリエチレングリコールを含むものである請求項1ないし9のいずれかに記載の複合体組成物。   The composite composition according to any one of claims 1 to 9, wherein the resin material contains polyethylene glycol having a molecular weight of more than 200. 前記繊維状フィラーの含有率は、0.1〜99.9重量%である請求項1ないし10のいずれかに記載の複合体組成物。   The composite composition according to any one of claims 1 to 10, wherein a content of the fibrous filler is 0.1 to 99.9 wt%. 請求項1ないし11のいずれかに記載の複合体組成物を成形してなることを特徴とする複合体。   A composite formed by molding the composite composition according to claim 1.
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