JP2018070851A - 非水系粘度調整剤 - Google Patents
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(1)セルロースナノファイバー、及び
(2)可塑剤、樹脂及びその他の液状添加物からなる群から選ばれる少なくとも一種の媒体を含むことを特徴とする、非水系粘度調整剤。
前記可塑剤が、フタル酸エステル系可塑剤、アジピン酸エステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、エポキシ化植物油、プロセスオイル及び鉱物油からなる群から選ばれる可塑剤であることを特徴とする、前記項1に記載の非水系粘度調整剤。
前記フタル酸エステル系可塑剤が、フタル酸ジイソノニル及びフタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジブチルからなる群から選ばれる少なくとも一種の可塑剤であることを特徴とする、前記項2に記載の非水系粘度調整剤。
前記樹脂が、変成シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリオール樹脂及びアクリル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種の樹脂であることを特徴とする、前記項1〜3のいずれかに記載の非水系粘度調整剤。
前記エポキシ樹脂が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂及びビスフェノールF型エポキシ樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種の樹脂であることを特徴とする、前記項4に記載の非水系粘度調整剤。
前記セルロースナノファイバーの含有量が、全量に対して0.01〜60質量%であることを特徴とする、前記項1〜5のいずれかに記載の非水系粘度調整剤。
前記項1〜6のいずれかに記載の非水系粘度調整剤の製造方法であって、パルプを、可塑剤、樹脂及びその他の液状添加物からなる群から選ばれる少なくとも一種の媒体中で解繊することを特徴とする、非水系粘度調整剤の製造方法。
本発明の非水系粘度調整剤は、
(1)セルロースナノファイバー(CNF)、及び
(2)可塑剤、樹脂及びその他の液状添加物からなる群から選ばれる少なくとも一種の媒体を含むことを特徴とする。
CNF(修飾CNFを含む)は、パルプ(セルロース繊維)(修飾パルプ、修飾セルロース繊維を含む)を微細化(解繊)することで得られる。CNFは、樹脂に含有させることで、樹脂の破壊靭性等を強化できる。
媒体は、目的とする組成物の群に対して許容される薬品類の中から選ぶことができる。媒体は、可塑剤、改質剤、希釈剤等が好ましい。これら不活性な媒体を用いることから、高温条件下で剪断力をかけられるセルロース繊維の解繊を、安定的に進めることができる。樹脂等でも加工条件下で安定なものを選ぶことができる。
本発明の非水系粘度調整剤では、可塑剤は、フタル酸エステル系可塑剤、アジピン酸エステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、エポキシ化植物油、プロセスオイル等の鉱物油からなる群から選ばれる少なくとも一種の可塑剤であることが好ましい。
本発明の非水系粘度調整剤では、樹脂は、変成シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリオール樹脂及びアクリル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種の樹脂で安定であることが好ましい。増粘しようとする組成物に使用される樹脂を用いることができる。
パルプ(セルロース繊維)を解繊してCNFを調製する際に、変成シリコーン樹脂を用いることも可能である。
エポキシ樹脂にCNFと媒体との混合物(マスターバッチ)を添加することで、成分が均一に分散された非水系粘度調整剤を製造することができる。この非水系粘度調整剤の硬化物は、CNFにより補強されており、接着力や圧縮力が向上している。
パルプ(セルロース繊維)を解繊してCNFを調製する際に、エポキシ樹脂に添加する希釈剤を用いることも可能である。
パルプ(セルロース繊維)を解繊してCNFを調製する際に、ウレタン用硬化剤を用いることも可能である。
本発明の非水系粘度調整剤では、その他の液状添加物は、油(オイル)及び蝋(ろう、ワックス)からなる群から選ばれる少なくとも一種の樹脂であることが好ましい。
本発明の非水系粘度調整剤の製造方法は、パルプを、可塑剤、樹脂及びその他の液状添加物からなる群から選ばれる少なくとも一種の媒体中で解繊することを特徴とする。
媒体中で、パルプ(セルロース繊維)を解繊(微細化)することで、CNF混合物を作製する。
CNF混合物は、媒体中でパルプを微細化(解繊)することにより製造することができる。
非水系粘度調整剤では、パルプが媒体中で解繊されてCNFが調製される際、CNFはフタル酸エステル系可塑剤を媒体として用い、解繊したCNFであることが好ましい。
本発明の非水系粘度調整剤を用いて、樹脂を添加し、樹脂組成物の製造することが可能である。
熱可塑性樹脂として、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂;ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル樹脂;ポリメチルメタクリレート(PMMA)やポリエチルメタクリレート(PEMA)等のアクリル樹系脂;ポリスチレン(PS)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂、アクリロニトリル-アクリルゴム-スチレン樹脂、アクリロニトリル-エチレンゴム-スチレン樹脂、(メタ)アクリル酸エステル-スチレン樹脂、スチレン-ブタジエン-スチレン樹脂等のスチレン樹脂;アイオノマー樹脂、ポリアクリルニトリル、ナイロン等のポリアミド樹脂、エチレン-酢酸ビニル樹脂、エチレン-アクリル酸樹脂、エチレン-エチルアクリレート樹脂、エチレン-ビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデン等の塩素樹脂、ポリフッ化ビニルやポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂;ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、メチルペンテン樹脂、セルロース樹脂等の熱可塑性樹脂、オレフィン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、スチレン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等の熱可塑性エラストマー等樹脂が好ましい。
熱硬化性樹脂として、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、ジアリルフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ケイ素樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂等が好ましい。フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等がより好ましい。
不飽和ポリエステル樹脂は、FRP(繊維強化プラスチック)に代表されるプラスチック製品の原料として、身の回りの用途で幅広く使用されている。
ビニルエステル樹脂は、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との付加反応により生成したビニルエステルに、主としてスチレン等の反応性モノマーを希釈溶解して、製造する。
熱硬化性エポキシアクリレート樹脂としては、2官能タイプでビスフェノールA型構造を有するもの、2官能タイプで変性ビスフェノールA型又はF型構造を有するもの、2官能タイプで臭素化ビスフェノールA型構造を有するもの、2官能タイプで特殊ポリフェニレンエーテル型構造を有するもの、多官能タイプで変性ビスフェノールA型構造を有するもの、多官能タイプでビスフェノールF型構造を有するもの、多官能タイプでフェノールノボラック型構造を有するもの、多官能タイプで窒素含有特殊型構造を有するもの等が挙げられる。
熱硬化性ウレタンアクリレート樹脂としては、2官能で芳香族タイプ、2官能で脂肪族及び脂環タイプ等がある。
ゲルコート用樹脂、トップコート用樹脂、注形用樹脂等がある。
パルプを、媒体中で解繊することにより、CNFと媒体との混合物(非水系粘度調整剤)を得ることができる。
パルプを、各液状物中に10質量%加えて、撹拌羽根にて撹拌し予備分散した。
DINP:フタル酸ジイソノニル/新日本理化社製
実施例1
製造例で得られたCNF含有非水系粘度調整剤を、表1の割合で媒体(DINP)と混合し下記の割合の液状組成物を得た。液状組成物をディスパーで夫々15分間撹拌した。
アエロジル:アエロジルRY200S/日本アエロジル社製
ベントン:有機ベントナイト/エレメンティス社製
ミルコン:セピオライト/昭和KDE社製
カルシーズ:コロイダル炭酸カルシウムPLS505/神島化学社製
粉末セルロース:KCフロックW50/日本製紙社製
粘度を概ね75〜135Pa・sくらい(BH10 rpm)になるように調整した液状組成物を試験管に入れて50℃にて静置し、1週間後のその液状組成物の分離状態を調べた。
○:液状組成物の分離状態は良好であった(分離していない)。
△:液状組成物は、やや分離した。
×:液状組成物は、分離した。
BH型粘度計ローターはスケールオーバーする一つ下のローターを使用し、DINPにCNFを1〜4質量%添加した時の粘度を10rpm、20rpmで、1分値で測定した(表2及び図1)。
実施例1と同様に、CNFの液状組成物を調整した。
(表4及び5、及び図3及び4)
粘度調整剤の添加量について仮に10rpmにおいて100Pa・sが望ましい粘度とした場合、図3と図4との比較においてCNFは3.4質量%ぐらいで効果があるのに対して、アエロジルRY200Sは10.5質量%ぐらい必要である。
CNFを添加した液状組成物を攪拌条件の差がどの程度影響を与えるかを、攪拌時間を変化させて負荷を変化させることでその粘度変化をみた。ディスパーの回転数は1500rpm、攪拌時間は、15分、30分、45分とした。
3-1 DINP-CNFとDINP-アエロジルRY200Sとの攪拌時間の差による粘度変化の比較 23℃
(表6及び7、及び図5及び6)
(表8及び9、及び図7及び8)
Claims (7)
- (1)セルロースナノファイバー、及び
(2)可塑剤、樹脂及びその他の液状添加物からなる群から選ばれる少なくとも一種の媒体を含むことを特徴とする、非水系粘度調整剤。 - 前記可塑剤が、フタル酸エステル系可塑剤、アジピン酸エステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、エポキシ化植物油、プロセスオイル及び鉱物油からなる群から選ばれる可塑剤であることを特徴とする、請求項1に記載の非水系粘度調整剤。
- 前記フタル酸エステル系可塑剤が、フタル酸ジイソノニル及びフタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジブチルからなる群から選ばれる少なくとも一種の可塑剤であることを特徴とする、請求項2に記載の非水系粘度調整剤。
- 前記樹脂が、変成シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリオール樹脂及びアクリル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種の樹脂であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の非水系粘度調整剤。
- 前記エポキシ樹脂が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂及びビスフェノールF型エポキシ樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種の樹脂であることを特徴とする、請求項4に記載の非水系粘度調整剤。
- 前記セルロースナノファイバーの含有量が、全量に対して0.01〜60質量%であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の非水系粘度調整剤。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の非水系粘度調整剤の製造方法であって、パルプを、可塑剤、樹脂及びその他の液状添加物からなる群から選ばれる少なくとも一種の媒体中で解繊することを特徴とする、非水系粘度調整剤の製造方法。
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