JP2018024801A - セルロースアシレート、樹脂組成物、樹脂成形体、及びセルロースアシレートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
近年では、熱可塑性樹脂として植物由来の樹脂が利用されており、従来から知られている植物由来の樹脂の一つにセルロースアシレートがある。
」が開示されている。
酢酸の含有量が100ppm以上1000ppm以下であるセルロースアシレートである。
重合度が100以上350以下である請求項1に記載のセルロースアシレートである。
置換度が2.1以上2.6以下である請求項1又は請求項2に記載のセルロースアシレートである。
アセチル基を有する請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のセルロースアシレートである。
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のセルロースアシレートを含む樹脂組成物である。
請求項5に記載の樹脂組成物を含有する樹脂成形体である。
前記樹脂成形体が射出成形体である請求項6に記載の樹脂成形体である。
セルロースに対する質量比が1.5倍以上5倍以下の酢酸を含む溶媒中で、重合度が100以上350以下のセルロースをアシル化する第一工程と、
前記アシル化したセルロースに対する質量比が0.5倍以上2倍以下の酢酸を含む溶媒中で、前記アシル化したセルロースを脱アシル化する第二工程と、
を有するセルロースアシレートの製造方法である。
前記第一工程前に、塩酸の存在下で、セルロースを解重合し、前記重合度が100以上350以下のセルロースを得る第三工程をさらに有する請求項7に記載のセルロースアシレートの製造方法である。
請求項2に係る発明によれば、重合度が350超える場合に比べ、セルロースアシレートを含む樹脂組成物を高温で成形したときに生じる、樹脂成形体の着色を抑制するセルロースアシレートが提供される。
請求項3に係る発明によれば、置換度が2.1未満又は2.6超える場合に比べ、セルロースアシレートを含む樹脂組成物を高温で成形したときに生じる、樹脂成形体の着色を抑制するセルロースアシレートが提供される。
請求項4に係る発明によれば、酢酸の含有量が1000ppmを超える場合に比べ、セルロースアシレートとしてセルロースアセテートを含む樹脂組成物を高温で成形したときに生じる、樹脂成形体の着色を抑制するセルロースアシレートが提供される。
請求項7に係る発明によれば、酢酸の含有量が1000ppmを超えるセルロースアシレートを適用した場合に比べ、セルロースアシレートを含む樹脂組成物を射出成形で成形したときに生じる、着色が抑制された樹脂成形体が提供される。
本実施形態に係るセルロースアシレートは、酢酸の含有量が100ppm以上1000ppm以下である。なお、「ppm」は質量基準である。
このように、セルロースアシレートを含む樹脂組成物を高温(セルロースアシレートの融解温度(融点)近い温度以上)で成形(例えば、射出成形等)したときでも、樹脂成形体の着色を抑制することが望まれている。
セルロースアシレートの着色要因は、セルロースアシレートの主鎖の分解又は不純物の影響であると思われていたが、主鎖の分解又は不純物の影響ではなく、側鎖のアシル基の脱アシル化反応により起こるのではないかと考えられる。セルロースアシレートの合成には酢酸を溶媒として用いるため、セルロースアシレート内には酢酸が残留するが、高温での成形(射出成形等)時の温度上昇により、この酢酸が活性触媒として働き、脱アシル化反応が起こっているものと考えられる。そのため、活性触媒となる酢酸の含有量を低減することにより、セルロースアシレートを含む樹脂組成物を高温(セルロースアシレートの融解温度(融点)近い温度以上)で成形(例えば、射出成形等)したとき、脱アシル化反応の発生が抑えられ、樹脂成形体の着色が抑制されると考えられる。
特に、酢酸の含有量を低減すると、樹脂成形体の着色が抑制される一方で、酢酸の含有量を100ppm未満にすると、セルロースアシレートの分子間水素結合を酢酸が緩和する効果が小さくなりすぎて、加熱時の溶融粘度が高くなり、成形性が低下することがある。
測定対象のセルロースアシレートをアセトンに溶解後メタノール中に再沈殿させ、遠心分離機で析出物を沈降させた後、上澄み液に水酸化ナトリウムを加えて攪拌、蒸発乾固する。これに蒸留水を加え、析出物を遠心分離後、上澄み液を濾過し、蒸留水で希釈する。この得られた希釈液を測定液とする。そして、測定液を用いて、イオンクロマトグラフ(Thermo Fishe SCIENTIFIC社製、Thermo Scientific Interrion)により、酢酸の含有量を求める。
なお、R1、R2、及びR3で表されるアシル基は、炭素数1以上6以下のアシル基が好ましい。
nを40以上にすると、樹脂成形体の強度が高まりやすくなる。nを300以下にすると、樹脂成形体の柔軟性の低下が抑制されやすくなる。
したがって、一般式(1)で表されるセルロースアシレート中にn個あるR1は、全て同一でも一部同一でも互いに異なっていてもよい。同様に、n個あるR2、及びn個あるR3も、それぞれ、全て同一でも一部同一でも互いに異なっていてもよい。そして、これらのうちの少なくとも一部がアシル基を表す。
RACで表される炭化水素基は、直鎖状、分岐状、及び環状のいずれであってもよいが、直鎖状であることがより好ましい。
また、炭化水素基は、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でもよいが、飽和炭化水素基であることがより好ましい。
また、炭化水素基は、炭素及び水素以外の他の原子(例えば酸素、窒素等)を有していてもよいが、炭素及び水素のみからなる炭化水素基であることがより好ましい。
アシル基としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基(ブタノイル基)、プロペノイル基、ヘキサノイル基等が挙げられる。
これらの中でもアシル基としては、樹脂組成物の成形性の向上の観点から、炭素数2以上4以下のアシル基がより好ましく、炭素数2以上3以下のアシル基がさらに好ましく、炭素数2のアシル基(アセチル基)が特に好ましい。つまり、セルロースアシレートは、アセチル基を有することが好ましい。
まず、セルロースアシレートの重量平均分子量を、ジメチルアセトアミド/塩化リチウム=90/10溶液を用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ装置(GPC装置:東ソー社製、HLC−8320GPC、カラム:TSKgelα−M)にてポリスチレン換算で測定する。
次いで、セルロースアシレートの構成単位分子量で割ることで、セルロースアシレートの重合度を求める。なお、例えば、セルロースアシレートの置換基がアセチル基の場合、構成単位分子量は、置換度が2.4のとき263、置換度が2.9のとき287となる
そして、置換度は、H1−NMR(JMN−ECA/JEOL RESONANCE社製)にて、セルロース由来水素とアシル基由来ピークの積分比から測定する。
本実施形態に係るセルロースアシレートの製造方法は、特に制限はないが、セルロースに対する質量比が1.5倍以上5倍以下の酢酸を含む溶媒中で、重合度が100以上350以下のセルロースをアシル化する第一工程(以下「アシル化工程」とも称する)と、アシル化したセルロースに対する質量比が0.5倍以上2倍以下の酢酸を含む溶媒中で、前記アシル化したセルロースを脱アシル化する第二工程(以下「脱アシル化工程」とも称する)と、を有するセルロースアシレートの製造方法であることが好ましい。
解重合工程は、解重合により高分子量のセルロースを低分子量化し、目的とする分子量のセルロース(重合度が100以上350以下のセルロース)を得る工程である。
具体的には、解重合工程では、例えば、塩酸、溶媒(水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン等の溶媒)を含む溶液に高分子量のセルロースを浸漬又は分散させた状態で、攪拌しながら、高分子量のセルロースを解重合する。なお、塩酸及び溶媒を含む溶液(例えば塩酸水溶液)にセルロースを浸漬又は分散させてもよいし、溶媒を含む溶液にセルロースを浸漬又は分散させた後、塩酸水溶液を添加してもよい。
なお、アシル化の対象となるセルロースには、通常、原料(パルプ)を由来とするヘミセルロース等の異成分も含むことがある。このため、本願明細書では、用語「セルロース」は、ヘミセルロース等の異成分を含むことも意味する。
温度:例えば、5℃以上40℃以下(好ましくは10℃以上30℃以下)
時間:例えば、0.05時間以上4時間以下(好ましくは10.5時間以上2時間以下)である。
アシル化工程では、アシル化触媒(硫酸、及び特定有機酸(酸解離指数pKaが−7以上1以下の有機酸))の存在下で、セルロースをアシル化する。
具体的には、アシル化工程では、例えば、アシル化触媒、アシル化剤、及びアシル化溶媒を含む溶液にセルロースを浸漬又は分散させた状態で、攪拌しながら、セルロースをアシル化する。なお、アシル化触媒(又はアシル化触媒水溶液)、アシル化剤、及びアシル化溶媒を含む溶液にセルロースを浸漬又は分散させてもよいし、アシル化溶媒にセルロースを浸漬又は分散させた溶液に、アシル化触媒(又はアシル化触媒水溶液)及びアシル化剤を添加してもよい。
活性化処理の時間(2回処理するときは合計の時間)は、例えば、0.1時間以上20時間以下(好ましくは1時間以上15時間以下)である。
アシル化剤としては、アシル化で得たいセルロースアシレートの種類に応じて選択される。例えば、セルロースアセテートを得る場合は、アシル化剤として無水酢酸を適用する。また、セルロースアセテートプロピオネートを得る場合は、アシル化剤として、無水酢酸および無水プロピオン酸の2種を適用する。
なお、アシル化剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
アシル化溶媒としての酢酸量は、セルロースに対する質量比で1.5倍以上5倍以下であり、樹脂成形体の着色抑制の観点から、1.5倍以上4倍以下が好ましく、1.5倍以上3倍以下がより好ましい。
温度:例えば、20℃以上80℃以下(好ましくは30℃以上50℃以下)
時間:例えば、1時間以上24時間以下(好ましくは3時間以上12時間以下)である。
脱アシル化工程は、脱アシル化(加水分解又はケン化)により、アシル化工程でアシル化したセルロース(以下「一次セルロースアシレート」とも称する)の置換度を調整し、目的とする置換度のセルロースアシレート(以下「二次セルロースアシレート」とも称する)を得る工程である。
温度:例えば、20℃以上80℃以下(好ましくは30℃以上60℃以下)
時間:例えば、0.5時間以上12時間以下(好ましくは2時間以上6時間以下)である。
この場合、塩酸水溶液を加える前に、残存したアシル化剤を失活させるため、水、または、水とアシル化溶媒(アルキルカルボン酸)及び中和剤から選択された少なくとも一種とを含む混合液等の失活剤を溶液に加えることよい。
中和剤は、アルカリ金属化合物(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の炭酸塩;酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等の有機酸塩など)、アルカリ土類金属化合物(水酸化カルシウム等の水酸化物;炭酸カルシウム等の炭酸塩;酢酸カルシウム等の有機酸塩など)などの塩基が挙げられる。
なお、アシル化工程と脱アシル化工程とを同じ容器内で連続して実施する場合は、仕込んだセルロースが全て置換度3のトリアシレートになっていると仮定して一次セルロースアシレートの質量を算出する。
本実施形態に係る樹脂組成物は、本実施形態に係るセルロースアシレートを含む。本実施形態に係る樹脂組成物は、必要に応じて、可塑剤、その他の成分等を含んでもよい。
可塑剤としては、例えば、アジピン酸エステル含有化合物、ポリエーテルエステル化合物、セバシン酸エステル化合物、グリコールエステル化合物、酢酸エステル、二塩基酸エステル化合物、リン酸エステル化合物、フタル酸エステル化合物、樟脳、クエン酸エステル、ステアリン酸エステル、金属石鹸、ポリオール、ポリアルキレンオキサイド等が挙げられる。
これらの中でも、アジピン酸エステル含有化合物、ポリエーテルエステル化合物が好ましく、アジピン酸エステル含有化合物がより好ましい。
アジピン酸エステル含有化合物(アジピン酸エステルを含む化合物)とは、アジピン酸エステル単独の化合物、又は、アジピン酸エステルとアジピン酸エステル以外の成分(アジピン酸エステルとは異なる化合物)との混合物であることを示す。但し、アジピン酸エステル含有化合物は、アジピン酸エステルを全成分に対して50質量%以上で含むことがよい。
RAE3は、アルキレン基を表す。
m1は、1以上20以下の整数を表す。
m2は、1以上10以下の整数を表す。
一般式(AE−1)及び(AE−2)中、RAE1及びRAE2が表すポリオキシアルキル基[−(CxH2X−O)y−RA1]において、RA1が表すアルキル基は、炭素数1以上6以下のアルキル基が好ましく、炭素数1以上4以下のアルキル基がより好ましい。RA1が表すアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよいが、直鎖状、分岐状が好ましい。
ポリエーテルエステル化合物として具体的には、例えば、一般式(EE)で表されるポリエーテルエステル化合物が挙げられる。
REE1が表すアルキレン基の炭素数を3以上にすると、樹脂組成物の流動性の低下が抑制され、熱可塑性が発現しやすくなる。REE1が表すアルキレン基の炭素数を10以下又はREE1が表すアルキレン基を直鎖状にすると、セルロースアシレートとの親和性が高まりやすくなる。このため、REE1が表すアルキレン基を直鎖状とし、且つ炭素数を上記範囲とすると、樹脂組成物の成形性が向上する。
これら観点から、特に、REE1が表すアルキレン基は、n−ヘキシレン基(−(CH2)6−)が好ましい。つまり、ポリエーテルエステル化合物は、REE1としてn−ヘキシレン基(−(CH2)6−)を表す化合物であることが好ましい。
REE2が表すアルキレン基の炭素数を3以上にすると、樹脂組成物の流動性の低下が抑制され、熱可塑性が発現しやすくなる。REE2が表すアルキレン基の炭素数を10以下又はREE2が表すアルキレン基を直鎖状にすると、セルロースアシレートとの親和性が高まりやすくなる。このため、REE2が表すアルキレン基を直鎖状とし、且つ炭素数を上記範囲とすると、樹脂組成物の成形性が向上する。
これら観点から、特に、REE2が表すアルキレン基は、n−ブチレン基(−(CH2)4−)が好ましい。つまり、ポリエーテルエステル化合物は、REE2としてn−ブチレン基(−(CH2)4−)を表す化合物であることが好ましい。
AEE1、及びAEE2が表すアリール基は、炭素数6以上12以下のアリール基であり、フェニル基、ナフチル基等の無置換アリール基、又はt−ブチルフェニル基、ヒドロキシフェニル基等の置換フェニル基が挙げられる。
AEE1、及びAEE2が表すアラルキル基としては、−RA−Phで示される基である。RAは、直鎖状又は分岐状の炭素数1以上6以下(好ましくは炭素数2以上4以下)のアルキレン基を表す。Phは、無置換フェニル基、又は直鎖状若しくは分岐状の炭素数1以上6以下(好ましくは炭素数2以上6以下)のアルキル基で置換された置換フェニル基を表す。アラルキル基として具体的には、例えば、ベンジル基、フェニルメチル基(フェネチル基)、フェニルプロピル基、フェニルブチル基等の無置換アラルキル基、又はメチルベンジル基、ジメチルベンジル基、メチルフェネチル基等の置換アラルキル基が挙げられる。
重量平均分子量(Mw)を450以上にすると、ブリード(析出する現象)し難くなる。重量平均分子量(Mw)を650以下にすると、セルロースアシレートとの親和性が高まりやすくなる。このため、重量平均分子量(Mw)を上記範囲にすると、樹脂組成物の成形性が向上する。
なお、ポリエーテルエステル化合物の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)により測定される値である。具体的には、GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー社製、HPLC1100を用い、東ソー製カラム・TSKgel GMHHR−M+TSKgel GMHHR−M(7.8mmI.D.30cm)を使用し、クロロホルム溶媒で行う。そして、重量平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
粘度を35mPa・s以上にすると、セルロースアシレートへの分散性が向上しやすくなる。粘度を50mPa・s以下にすると、ポリエーテルエステル化合物の分散の異方性が出現し難くなる。このため、粘度を上記範囲にすると、樹脂組成物の成形性が向上する。
なお、粘度は、E型粘度計により測定される値である。
溶解度パラメータ(SP値)を9.5以上9.9以下にすると、セルロースアシレートへの分散性が向上しやすくなる。
溶解度パラメータ(SP値)は、Fedorの方法により算出された値である、具体的には、溶解度パラメータ(SP値)は、例えば、Polym.Eng.Sci.,vol.14,p.147(1974)の記載に準拠し、下記式によりSP値を算出する。
式:SP値=√(Ev/v)=√(ΣΔei/ΣΔvi)
(式中、Ev:蒸発エネルギー(cal/mol)、v:モル体積(cm3/mol)、Δei:それぞれの原子又は原子団の蒸発エネルギー、Δvi:それぞれの原子又は原子団のモル体積)
なお、溶解度パラメータ(SP値)は、単位として(cal/cm3)1/2を採用するが、慣行に従い単位を省略し、無次元で表記する。
その他の成分としては、例えば、難燃剤、相溶化剤、酸化防止剤、離型剤、耐光剤、耐候剤、着色剤、顔料、改質剤、ドリップ防止剤、帯電防止剤、加水分解防止剤、充填剤、補強剤(ガラス繊維、炭素繊維、タルク、クレー、マイカ、ガラスフレーク、ミルドガラス、ガラスビーズ、結晶性シリカ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド等)などが挙げられる。これらの成分の含有量は、樹脂組成物全体に対してそれぞれ、0質量%以上5質量%以下であることが好ましい。ここで、「0質量%」とはその他の成分を含まないことを意味する。
本実施形態に係る樹脂組成物は、上記セルロースアシレート以外の他の樹脂を含有していてもよい。但し、他の樹脂は、樹脂組成物全体に占めるセルロースアシレートの比率が前述の範囲となる量とすることが好ましい。
他の樹脂としては、例えば、従来公知の熱可塑性樹脂が挙げられ、具体的には、ポリカーボネート樹脂;ポリプロピレン樹脂;ポリエステル樹脂;ポリオレフィン樹脂;ポリエステルカーボネート樹脂;ポリフェニレンエーテル樹脂;ポリフェニレンスルフィド樹脂;ポリスルホン樹脂;ポリエーテルスルホン樹脂;ポリアリーレン樹脂;ポリエーテルイミド樹脂;ポリアセタール樹脂;ポリビニルアセタール樹脂;ポリケトン樹脂;ポリエーテルケトン樹脂;ポリエーテルエーテルケトン樹脂;ポリアリールケトン樹脂;ポリエーテルニトリル樹脂;液晶樹脂;ポリベンズイミダゾール樹脂;ポリパラバン酸樹脂;芳香族アルケニル化合物、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、及びシアン化ビニル化合物からなる群より選ばれる1種以上のビニル単量体を、重合若しくは共重合させて得られるビニル系重合体若しくは共重合体樹脂;ジエン−芳香族アルケニル化合物共重合体樹脂;シアン化ビニル−ジエン−芳香族アルケニル化合物共重合体樹脂;芳香族アルケニル化合物−ジエン−シアン化ビニル−N−フェニルマレイミド共重合体樹脂;シアン化ビニル−(エチレン−ジエン−プロピレン(EPDM))−芳香族アルケニル化合物共重合体樹脂;塩化ビニル樹脂;塩素化塩化ビニル樹脂;などが挙げられる。これら樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施形態に係る樹脂組成物は、例えば、セルロースアシレートと、必要に応じて、可塑剤、その他の成分等と、を少なくとも含む混合物を溶融混練することにより製造される。ほかに、本実施形態に係る樹脂組成物は、例えば、上記成分を溶剤に溶解することによっても製造される。
溶融混練の手段としては公知の手段が挙げられ、具体的には例えば、二軸押出機、ヘンシェルミキサー、バンバリーミキサー、単軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機、コニーダ等が挙げられる。
なお、混練の際の温度は、使用するセルロースアシレートの溶融温度に応じて決定すればよいが、熱分解と流動性の点から、例えば、140℃以上240℃以下が好ましく、160℃以上200℃以下がより好ましい。
以下、本実施形態に係る樹脂組成物を使用した樹脂成形体(以下「本実施形態に係る樹脂成形体」とも称する)について説明する。
具体的には、本実施形態に係る樹脂成形体は、本実施形態に係る樹脂組成物を成形して得られる。成形方法は、例えば、射出成形、押し出し成形、ブロー成形、熱プレス成形、カレンダ成形、コーティング成形、キャスト成形、ディッピング成形、真空成形、トランスファ成形などを適用してよい。
射出成形のシリンダ温度は、例えば140℃以上240℃以下であり、好ましくは150℃以上220℃以下であり、より好ましくは160℃以上200℃以下である。射出成形の金型温度は、例えば30℃以上120℃以下であり、40℃以上80℃以下がより好ましい。射出成形は、例えば、日精樹脂工業製NEX500、日精樹脂工業製NEX150、日精樹脂工業製NEX70000、東芝機械製SE50D等の市販の装置を用いて行ってもよい。
(セルロースアセテート(CA1)の合成)
−解重合工程−
セルロース粉末(日本製紙ケミカル社製、KCフロックW50、重合度=1020)2kgを0.1M塩酸水溶液2L中に入れ、10L反応容器中25℃で30分間攪拌した後、ろ過して粉末状の解重合セルロース(重合度=305)を得た。
得られた解重合セルロース1.5kgと共に、酢酸3kg、無水酢酸3kg、及び硫酸100gを20L反応容器中に入れ、40℃で8時間攪拌し、繊維片が溶解したことを確認して攪拌を止め、30Lの純水中に攪拌しながら滴下し、白色沈殿物をろ過してセルロースアセテート(セルローストリアセテート)を得た。
得られたセルロースアセテート(セルローストリアセテート)1.5kgを20L反応容器に戻し、酢酸1.5kg、純水1.5kg、及び0.2M塩酸水溶液7Lを加え40℃で4時間反応させた。この溶液を、10Lの純水中に滴下し、生じた白色沈殿物をろ過し、セルロースアセテート(セルロースジアセテート)を得た。
得られたセルロースアセテート(セルロースジアセテート)を、フィルタープレス(栗田機械社製、SF(PP))により、純水にて電導度が50μS以下になるまで洗浄後、乾燥した。
乾燥後の白色粉末1.2kgに80gの酢酸カルシウムと20Lの純水を加え、25℃で2時間攪拌した後、ろ過し、得られた粉末を60℃で72時間乾燥し、目的とするセルロースアセテート(CA1)を1kg得た。
アシル化工程で使用する酢酸量3kgをそれぞれ、2.3kg、7.2kg、脱アシル化工程で使用する酢酸1.5kgをそれぞれ0.8kg、2.8kgに変えた以外は、セルロースアセテート(CA1)と同様にして、セルロースアセテート(CA2)〜(CA3)を各1kg得た。
解重合工程での0.1M塩酸水溶液中での反応時間30分間をそれぞれ、45分、40分、10分、5分に変えた以外は、セルロースアセテートCA1)と同様にして、セルロースアセテート(CA4)〜(CA7)を各1kg得た。
脱アシル化工程の反応時間4時間を、それぞれ2時間、2時間30分、5時間、5時間30分とした以外は、セルロースアセテート(CA1)と同様にして、セルロースアセテート(CA8)〜(CA11)を各1kg得た。
アシル化工程で用いる硫酸量100gを150gに変更し、脱アシル化工程で0.2M塩酸水溶液50gを用いない以外は、セルロースアセテートCA1と同様にして、セルロースアセテート(CA12)を1kg得た。
アシル化工程で無水酢酸3kgに代わりに無水プロピオン酸4kgを用いた以外は、セルロースアセテート(CA1)と同様にして、セルロースプロピオネート(CP1)を1.5kg得た。
アシル化工程で使用する酢酸量3kgをそれぞれ、2kg、8kg、脱アシル化工程で使用する酢酸1.5kgをそれぞれ0.7kg、3.2kgに変えた以外は、セルロースアセテート(CA1)と同様にして、セルロースアセテート(CA13)〜(CA14)を各1kg得た。
市販のセルロースアセテート(ダイセル社製、L50)をセルロースアセテート(CA15)、市販のセルロースアセテート(イーストマンケミカル社製、CA398−3)をセルロースアセテート(CA16)、市販のセルロースアセテート(ダイセル社製、LT−55)をセルロースアセテート(CA17)として準備した。
特開2009−161701の実施例1および実施例7に記載の合成方法で、それぞれセルロースアセテート(CA18)〜(CA19)を合成した。
セルロースアセテート(CA1)と同様の方法で得たセルロースアセテート1kgをアセトン20kgに溶解し、それを蒸留水100kg中に2時間かけて敵下し、再沈殿したものをセルロースアセテート(CA20)、この工程を3回繰り返したものをセルロースアセテート(CA21)として得た。
得られた各セルロースアシレートの物性(重合度、置換度、酢酸の含有量)について、既述の方法に従って測定した。その結果を表1に示す。
市販のアジピン酸エステル含有化合物(大八化学工業社製、Daifatty101)を化合物AE1として準備した。
表2に示す仕込み組成比で、シリンダ温度を調整し、2軸混練装置(東芝機械社製、TEX41SS)にて混練を実施し、樹脂組成物(ペレット)を得た。
得られたペレットについて、射出成形機(日精樹脂工業社製、NEX140III)を用い、射出ピーク圧力が180MPaを越えないシリンダ温度で、D1及びD2試験片(測定部寸法:幅60×60mm/厚さ1mmのD1試験片および幅60×60mm/厚さ2mmのD2試験片)を成形した。シリンダ温度については表2に示した。
得られたD1及びD2試験片の全光線透過率を分光ヘイズメーター(日本電色工業社製、SH7000)にて測定し、着色を定量評価した。結果を表2に示す。
なお、表1において、アシル化工程の欄の酢酸量は「セルロースに対する酢酸の質量比(倍)」を示し、脱アシル化工程の欄の酢酸量は「アシル化したセルロース(セルロースアシレート)に対する酢酸の質量比(質量%)を示す。
なお、比較例5、9では他の例と比べて高温でなければ混練及び成形ができず、結果として全光線透過率が低下した。
酢酸の含有量が650ppm以上1000ppm以下、重合度が100以上350以下、置換度が2.1以上2.6以下であり、アセチル基を有するセルロースアシレート。
である。
請求項1に記載のセルロースアシレートを含む樹脂組成物である。
請求項2に記載の樹脂組成物を含有する樹脂成形体である。
前記樹脂成形体が射出成形体である請求項3に記載の樹脂成形体である。
セルロースに対する質量比が1.5倍以上5倍以下の酢酸を含む溶媒中で、重合度が100以上350以下のセルロースをアシル化する第一工程と、
前記アシル化したセルロースに対する質量比が0.5倍以上2倍以下の酢酸を含む溶媒中で、前記アシル化したセルロースを脱アシル化する第二工程と、
を有する請求項1に記載のセルロースアシレートの製造方法である。
前記第一工程前に、塩酸の存在下で、セルロースを解重合し、前記重合度が100以上350以下のセルロースを得る第三工程をさらに有する請求項5に記載のセルロースアシレートの製造方法である。
請求項1に係る発明によれば、重合度が350超える場合に比べ、セルロースアシレートを含む樹脂組成物を高温で成形したときに生じる、樹脂成形体の着色を抑制するセルロースアシレートが提供される。
請求項1に係る発明によれば、置換度が2.1未満又は2.6超える場合に比べ、セルロースアシレートを含む樹脂組成物を高温で成形したときに生じる、樹脂成形体の着色を抑制するセルロースアシレートが提供される。
請求項1に係る発明によれば、酢酸の含有量が1000ppmを超える場合に比べ、セルロースアシレートとしてセルロースアセテートを含む樹脂組成物を高温で成形したときに生じる、樹脂成形体の着色を抑制するセルロースアシレートが提供される。
請求項4に係る発明によれば、酢酸の含有量が1000ppmを超えるセルロースアシレートを適用した場合に比べ、セルロースアシレートを含む樹脂組成物を射出成形で成形したときに生じる、着色が抑制された樹脂成形体が提供される。
Claims (9)
- 酢酸の含有量が100ppm以上1000ppm以下であるセルロースアシレート。
- 重合度が100以上350以下である請求項1に記載のセルロースアシレート。
- 置換度が2.1以上2.6以下である請求項1又は請求項2に記載のセルロースアシレート。
- アセチル基を有する請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のセルロースアシレート。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のセルロースアシレートを含む樹脂組成物。
- 請求項5に記載の樹脂組成物を含有する樹脂成形体。
- 前記樹脂成形体が射出成形体である請求項6に記載の樹脂成形体。
- セルロースに対する質量比が1.5倍以上5倍以下の酢酸を含む溶媒中で、重合度が100以上350以下のセルロースをアシル化する第一工程と、
前記アシル化したセルロースに対する質量比が0.5倍以上2倍以下の酢酸を含む溶媒中で、前記アシル化したセルロースを脱アシル化する第二工程と、
を有するセルロースアシレートの製造方法。 - 前記第一工程前に、塩酸の存在下で、セルロースを解重合し、前記重合度が100以上350以下のセルロースを得る第三工程をさらに有する請求項8に記載のセルロースアシレートの製造方法。
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