JP2020063321A - Fiber reinforced resin composition and manufacturing method therefor - Google Patents

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Abstract

To provide a fiber reinforced resin composition capable of maintaining flexibility even thought it contains a cellulose nanofiber.SOLUTION: A resin composition is manufactured by combining a thermoplastic resin (A), a cellulose nanofiber (B) which may be modified, and polysilane (C). The cellulose nanofiber (B) may contain a modified cellulose fiber in which a fluorene compound having an aryl group at a 9,9 position is bound. The thermoplastic resin (A) may be a polypropylene resin. A mass ration of the thermoplastic rein (A) and the cellulose nanofiber (B) is former:later=99/1 to 70/30. Percentage of the polysilane (C) is 0.1 to 10 pts.mass based on total amount 100 pts.mass of the thermoplastic rein (A) and the cellulose nanofiber (B).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、セルロースナノファイバーで強化された繊維強化樹脂組成物およびその製造方法に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fiber reinforced resin composition reinforced with cellulose nanofibers and a method for producing the same.

セルロースナノファイバー(CNF)は軽量であり、強度や弾性率に優れ、低線膨張係数を有することに加え、バイオマス由来の材料であることからプラスチックの新たな補強剤として近年注目されている。しかし、Biomacromolecules, Vol. 10, No. 2, 2009, 425-432(非特許文献1)の図6にも記載されているように、一般的にセルロースナノファイバーのような比表面積の大きい補強剤は、添加量に依存して著しく樹脂の柔軟性を低下させる傾向がある。   Cellulose nanofibers (CNFs) are lightweight, have excellent strength and elastic modulus, have a low linear expansion coefficient, and have recently attracted attention as a new reinforcing agent for plastics because they are materials derived from biomass. However, as described in FIG. 6 of Biomacromolecules, Vol. 10, No. 2, 2009, 425-432 (Non-Patent Document 1), a reinforcing agent having a large specific surface area such as cellulose nanofibers is generally used. Tends to significantly reduce the flexibility of the resin depending on the amount added.

また、特開2013−248824号公報(特許文献1)には、セルロースナノファイバーを樹脂中に含有する複合材料で構成される成形体であって、最小太さが1μm以上のセルロースナノファイバー凝集塊を含まない第一の複合材料からなる芯材部と、最小太さが1μm以上のセルロースナノファイバー凝集塊を含む第二の複合材料からなり、前記芯材部の表面を被覆する表面層とを備える成形体が開示されている。   In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 2013-248824 (Patent Document 1) discloses a molded body composed of a composite material containing cellulose nanofibers in a resin, and having a minimum thickness of 1 μm or more. And a surface layer that covers the surface of the core material portion, which is made of a second composite material containing a cellulose nanofiber aggregate having a minimum thickness of 1 μm or more. A molded body comprising is disclosed.

しかし、この成形体でも、セルロースナノファイバーの割合が増加すると、柔軟性が低下して成形性が低下する。   However, even in this molded product, if the proportion of cellulose nanofibers increases, the flexibility decreases and the moldability also decreases.

特開2013−248824号公報JP, 2013-248824, A

Biomacromolecules, Vol. 10, No. 2, 2009, 425-432 (Figure 6)Biomacromolecules, Vol. 10, No. 2, 2009, 425-432 (Figure 6)

従って、本発明の目的は、セルロースナノファイバーを含んでいても、柔軟性を維持できる繊維強化樹脂組成物およびその製造方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a fiber-reinforced resin composition that can maintain flexibility even when it contains cellulose nanofibers, and a method for producing the same.

本発明の他の目的は、高温で線熱膨張係数が低い繊維強化樹脂組成物およびその製造方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a fiber reinforced resin composition having a low linear thermal expansion coefficient at high temperature and a method for producing the same.

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、セルロースナノファイバーとポリシランとを組み合わせて、熱可塑性樹脂に配合することにより、セルロースナノファイバーを含んでいても、柔軟性を維持できることを見出し、本発明を完成した。   The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above-mentioned problems, and in combination with cellulose nanofibers and polysilane, by blending with a thermoplastic resin, even if the cellulose nanofibers are contained, the flexibility can be maintained. And completed the present invention.

すなわち、本発明の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂(A)、修飾されていてもよいセルロースナノファイバー(B)およびポリシラン(C)を含む。前記セルロースナノファイバー(B)は、9,9位にアリール基を有するフルオレン化合物が結合した修飾セルロースナノファイバー(B1)を含んでいてもよい。前記フルオレン化合物は、下記式(1)で表される化合物であってもよい。   That is, the resin composition of the present invention contains a thermoplastic resin (A), optionally modified cellulose nanofibers (B) and polysilane (C). The cellulose nanofiber (B) may include a modified cellulose nanofiber (B1) to which a fluorene compound having an aryl group at the 9,9 position is bonded. The fluorene compound may be a compound represented by the following formula (1).

(式中、環Zはアレーン環、RおよびRは置換基、Xはヘテロ原子含有官能基、kは0〜4の整数、nは1以上の整数、pは0以上の整数を示す)。 (In the formula, ring Z is an arene ring, R 1 and R 2 are substituents, X 1 is a heteroatom-containing functional group, k is an integer of 0 to 4, n is an integer of 1 or more, and p is an integer of 0 or more. Shown).

前記式(1)において、Xは、基−[(OA)m1−Y](式中、Aはアルキレン基、Yはヒドロキシル基またはグリシジルオキシ基、m1は0以上の整数を示す)であってもよい。前記フルオレン化合物の割合は、修飾セルロースナノファイバー(B1)中0.01〜33質量%であってもよい。前記セルロースナノファイバー(B)の平均繊維径は3〜500nmであってもよい。前記ポリシラン(C)は、下記式(2)および(3)で表される構造単位のうち少なくとも1つの構造単位を有していてもよい。 In the formula (1), X 1 represents a group — [(OA) m1 —Y 1 ] (in the formula, A represents an alkylene group, Y 1 represents a hydroxyl group or a glycidyloxy group, and m1 represents an integer of 0 or more). May be The ratio of the fluorene compound may be 0.01 to 33 mass% in the modified cellulose nanofiber (B1). The average fiber diameter of the cellulose nanofiber (B) may be 3 to 500 nm. The polysilane (C) may have at least one structural unit among the structural units represented by the following formulas (2) and (3).

(式中、R〜Rは、同一または相異なって、水素原子、ヒドロキシル基、有機基またはシリル基を示す)。 (In the formula, R 3 to R 5 are the same or different and represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an organic group or a silyl group).

前記ポリシラン(C)は、重量平均分子量100〜10000のポリアルキルアリールシランであってもよい。前記熱可塑性樹脂(A)はオレフィン系樹脂(特に、ポリプロピレン系樹脂)であってもよい。前記熱可塑性樹脂(A)と前記セルロースナノファイバー(B)との質量比は、前者/後者=99/1〜70/30であってもよい。前記ポリシラン(C)の割合は、前記熱可塑性樹脂(A)および前記セルロースナノファイバー(B)の総量100質量部に対して0.1〜10質量部であってもよい。   The polysilane (C) may be a polyalkylarylsilane having a weight average molecular weight of 100 to 10,000. The thermoplastic resin (A) may be an olefin resin (particularly a polypropylene resin). The mass ratio of the thermoplastic resin (A) to the cellulose nanofiber (B) may be the former / the latter = 99/1 to 70/30. The ratio of the polysilane (C) may be 0.1 to 10 parts by mass based on 100 parts by mass of the total amount of the thermoplastic resin (A) and the cellulose nanofiber (B).

本発明には、前記熱可塑性樹脂(A)と、前記セルロースナノファイバー(B)および/またはその原料と、前記ポリシラン(C)とを混合(特に、溶融混練)する混合工程を含む前記樹脂組成物の製造方法も含まれる。   In the present invention, the resin composition including a mixing step of mixing (particularly, melt kneading) the thermoplastic resin (A), the cellulose nanofiber (B) and / or its raw material, and the polysilane (C). It also includes a method of manufacturing a product.

本発明では、セルロースナノファイバーとポリシランとを組み合わせて、熱可塑性樹脂に配合しているため、セルロースナノファイバーを含んでいても、柔軟性を維持できる。特に、前記セルロースナノファイバーとして、9,9−ビス(アリール)フルオレン骨格を有する化合物が結合した修飾セルロースナノファイバーを用いると、高温で線熱膨張係数が低い樹脂組成物を効果的に調製できる。   In the present invention, since the cellulose nanofibers and polysilane are combined and blended with the thermoplastic resin, the flexibility can be maintained even if the cellulose nanofibers are included. In particular, when modified cellulose nanofibers having a compound having a 9,9-bis (aryl) fluorene skeleton bonded thereto are used as the cellulose nanofibers, a resin composition having a low linear thermal expansion coefficient at high temperature can be effectively prepared.

図1は、実施例で使用したセルロースナノファイバーの走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。FIG. 1 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of cellulose nanofibers used in the examples. 図2は、実施例1および比較例1〜2で得られたフィルムの線熱膨張係数を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the coefficient of linear thermal expansion of the films obtained in Example 1 and Comparative Examples 1-2.

本発明の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂(A)と、修飾されていてもよいセルロースナノファイバー(B)と、ポリシラン(C)とを含む。   The resin composition of the present invention contains a thermoplastic resin (A), optionally modified cellulose nanofibers (B), and polysilane (C).

[熱可塑性樹脂(A)]
熱可塑性樹脂(A)としては、例えば、オレフィン系樹脂(ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂などのポリα―C2−6オレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂などの環状オレフィン系樹脂など);変性オレフィン系樹脂(塩素化ポリエチレンなどのハロゲン化オレフィン系樹脂、架橋ポリプロピレンなどの架橋オレフィン系樹脂、無水マレイン酸グラフトポリエチレンなどのグラフト共重合体、エチレンー酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレンービニルアルコール共重合体などの共重合体など);塩化ビニル系樹脂(ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂など);酢酸ビニル系樹脂(ポリ酢酸ビニル又はその誘導体(ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタールなど)など);スチレン系樹脂(ポリスチレン;アクリロニトリルースチレン共重合体(AS樹脂)などのスチレン系共重合体、耐衝撃性ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリルーブタジエンースチレン共重合体などのゴム強化ポリスチレン系樹脂など);(メタ)アクリル系樹脂;ポリエステル系樹脂[ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのC2−4アルキレンC6−12アリレート単位を有するホモ又は共重合ポリエステル、ポリ(1,4−シクロヘキシルジメチレンテレフタレート)などのC5−10シクロアルキレンジC1−4アルキレンC6−12アリレート、ポリフェニレンアリレートなどの全芳香族系ポリエステル(ポリアリレート)など];ポリカーボネート系樹脂(ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂など);ポリアミド系樹脂(ポリアミド6、ポリアミド6−6などの脂肪族ポリアミド、シクロアルカンジカルボン酸とジアミンとなどで形成された脂環族ポリアミド、MXD−6、テレフタル酸とトリメチルヘキサメチレンジアミンとなどで形成された芳香族ポリアミドなど);ポリエーテル系樹脂(ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂など);ポリフェニレンスルフィド系樹脂;ポリスルホン系樹脂(ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂など);ポリアセタール系樹脂;フッ素系樹脂(ポリテトラフルオロエチレンなど);液晶プラスチック(液晶ポリエステルなど);熱可塑性エラストマー(オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、エステル系エラストマー、アミド系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、フッ素系エラストマーなど)などが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、単独でまたは2種以上組み合わせて含んでいてもよい。
[Thermoplastic resin (A)]
Examples of the thermoplastic resin (A) include olefin resins (poly-α-C 2-6 olefin resins such as polyethylene resins, polypropylene resins, polymethylpentene resins, and cyclic olefin resins such as norbornene resins). Modified olefin resin (halogenated olefin resin such as chlorinated polyethylene, cross-linked olefin resin such as cross-linked polypropylene, graft copolymer such as maleic anhydride graft polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), Copolymers such as ethylene-vinyl alcohol copolymers); Vinyl chloride resins (polyvinyl chloride resins, polyvinylidene chloride resins, etc.); Vinyl acetate resins (polyvinyl acetate or its derivatives (polyvinyl alcohol, polyvinyl) (Acetal etc.) etc.); Resins (polystyrene; styrene copolymers such as acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), impact-resistant polystyrene resins, rubber-reinforced polystyrene resins such as acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer); ( (Meth) acrylic resin; polyester resin [homogeneous or copolymerized polyester having a C 2-4 alkylene C 6-12 arylate unit such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, poly (1, 4-cyclohexyl dimethylene terephthalate) and other C 5-10 cycloalkylenedi C 1-4 alkylene C 6-12 arylates, polyphenylene arylates and other wholly aromatic polyesters (polyarylate), etc.]; Carbonate-based resins (bisphenol A-type polycarbonate resins and the like); Polyamide-based resins (polyamide 6, polyamide 6-6 and other aliphatic polyamides, cycloalkanedicarboxylic acids and diamines and other alicyclic polyamides, MXD-6, Aromatic polyamide formed from terephthalic acid and trimethylhexamethylenediamine, etc.); Polyether resin (polyphenylene ether resin, polyether ketone resin, polyether ether ketone resin, etc.); Polyphenylene sulfide resin; Polysulfone -Based resin (polysulfone resin, polyethersulfone-based resin, etc.); polyacetal-based resin; fluorine-based resin (polytetrafluoroethylene, etc.); liquid crystal plastic (liquid crystal polyester, etc.); thermoplastic elastomer (ole Fin elastomers, styrene elastomers, ester elastomer, amide elastomer, vinyl chloride elastomer, and fluorine-based elastomers) and the like. These thermoplastic resins may be contained alone or in combination of two or more kinds.

これらのうち、機械的特性や成形性などの点から、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂などが汎用され、ポリシラン(C)との相容性に優れ、ポリシラン(C)による柔軟性の向上などの効果が大きい点から、オレフィン系樹脂が好ましく、耐熱性などの諸特性のバランスに優れる点から、ポリプロピレン系樹脂が特に好ましい。   Of these, olefin-based resins, styrene-based resins, polyester-based resins, polycarbonate-based resins, polyamide-based resins, etc. are widely used from the viewpoint of mechanical properties and moldability, and have excellent compatibility with polysilane (C). The olefin resin is preferable because it has a large effect of improving the flexibility of the polysilane (C), and the polypropylene resin is particularly preferable because it has an excellent balance of various properties such as heat resistance.

ポリプロピレン系樹脂としては、アイソタクチックポリプロピレン(N−Z触媒系又はメタロセン触媒系)、シンジオタクチックポリプロピレン、アタクチックポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−C4−6アルケン共重合体(例えば、プロピレン−ブテン共重合体など)などのプロピレン単位を有する単独または共重合体が挙げられる。ポリプロピレン系樹脂のプロピレン単位の割合(プロピレン含量)は、ポリプロピレン系樹脂の総量に対して70モル%以上であればよく、例えば75〜100モル%、好ましくは80〜100モル%、さらに好ましくは90〜100モル%であってもよい。 As the polypropylene resin, isotactic polypropylene (NZ catalyst system or metallocene catalyst system), syndiotactic polypropylene, atactic polypropylene, propylene-ethylene copolymer, propylene-C 4-6 alkene copolymer (for example, , Propylene-butene copolymers, etc.). The proportion of propylene units (propylene content) in the polypropylene-based resin may be 70 mol% or more based on the total amount of the polypropylene-based resin, for example, 75 to 100 mol%, preferably 80 to 100 mol%, more preferably 90. May be up to 100 mol%.

なお、共重合の形態は、特に制限されず、例えば、ランダム共重合、交互共重合、ブロック共重合、グラフト共重合のいずれかの形態であってもよい。   The form of copolymerization is not particularly limited, and may be, for example, random copolymerization, alternating copolymerization, block copolymerization, or graft copolymerization.

熱可塑性樹脂(A)(特に、ポリプロピレン系樹脂などのオレフィン系樹脂)の分子量は、特に制限されず、重量平均分子量(単位:×10)は、例えば、0.1〜100、好ましくは1〜80、さらに好ましくは2〜70程度であってもよく、分散度(Mw/Mn)は、例えば、1〜5、好ましくは1〜3、さらに好ましくは1〜2、特に1〜1.5であってもよい。なお、樹脂の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、GPC(Gel Permeation Chromatography、ゲル浸透クロマトグラフィー)によりポリスチレン換算で測定できる。 The molecular weight of the thermoplastic resin (A) (in particular, olefin resin such as polypropylene resin) is not particularly limited, and the weight average molecular weight (unit: × 10 4 ) is, for example, 0.1 to 100, preferably 1 The degree of dispersion (Mw / Mn) may be, for example, 1 to 5, preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2, and particularly 1 to 1.5. May be The weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) of the resin can be measured in terms of polystyrene by GPC (Gel Permeation Chromatography, gel permeation chromatography).

熱可塑性樹脂(A)(特に、ポリプロピレン系樹脂などのオレフィン系樹脂)の融点は、例えば100〜190℃(例えば100〜180℃)、好ましくは130〜170℃、さらに好ましくは140〜165℃(特に145〜160℃)程度である。熱可塑性樹脂(A)の融点が低すぎると、耐熱性が低下する虞があり、逆に高すぎると、成形性が低下する虞がある。   The melting point of the thermoplastic resin (A) (particularly, olefin resin such as polypropylene resin) is, for example, 100 to 190 ° C. (for example, 100 to 180 ° C.), preferably 130 to 170 ° C., and more preferably 140 to 165 ° C. ( Particularly, it is about 145 to 160 ° C.). If the melting point of the thermoplastic resin (A) is too low, the heat resistance may decrease, and if it is too high, the moldability may decrease.

熱可塑性樹脂(A)(特に、ポリプロピレン系樹脂などのオレフィン系樹脂)のメルトフローレート(MFR)は、JIS K 7210に準拠した方法(例えば、試験温度:230℃、試験荷重:2.16kg)で、例えば1〜100g/10分、好ましくは5〜80g/10分、さらに好ましくは10〜50g/10分(特に20〜40g/10分)程度である。熱可塑性樹脂(A)のMFRが低すぎると、耐熱性が低下する虞があり、逆に高すぎると、成形性が低下する虞がある。   The melt flow rate (MFR) of the thermoplastic resin (A) (in particular, olefin resin such as polypropylene resin) is a method according to JIS K 7210 (for example, test temperature: 230 ° C., test load: 2.16 kg). It is, for example, about 1 to 100 g / 10 minutes, preferably 5 to 80 g / 10 minutes, and more preferably 10 to 50 g / 10 minutes (particularly 20 to 40 g / 10 minutes). If the MFR of the thermoplastic resin (A) is too low, the heat resistance may decrease, and if it is too high, the moldability may decrease.

[修飾されていてもよいセルロースナノファイバー(B)]
本発明の樹脂組成物は、前記熱可塑性樹脂(A)に対して、修飾されていてもよいセルロースナノファイバー(B)を配合することにより、樹脂組成物の機械的強度および耐熱性を向上できる。セルロースナノファイバー(B)は、未修飾セルロースナノファイバーであってもよく、修飾セルロースナノファイバーであってもよい。
[Cellulose nanofibers (B) which may be modified]
The resin composition of the present invention can improve the mechanical strength and heat resistance of the resin composition by blending the cellulose nanofiber (B) which may be modified with the thermoplastic resin (A). . The cellulose nanofiber (B) may be unmodified cellulose nanofiber or modified cellulose nanofiber.

前記セルロースナノファイバー(B)を構成するセルロースナノファイバー(またはセルロースナノ繊維)は、セルロース(セルロース原料)をナノメータサイズまで微細化(またはミクロフィブリル化)したセルロースファイバーや、微生物由来のナノメータサイズのセルロースファイバーである。前記セルロースナノファイバーとしては、リグニン、ヘミセルロースなどの非セルロース成分の含有量が少ないパルプ、例えば、植物由来のセルロース原料{例えば、木材[例えば、針葉樹(マツ、モミ、トウヒ、ツガ、スギなど)、広葉樹(ブナ、カバ、ポプラ、カエデなど)など]、草本類[麻類(麻、亜麻、マニラ麻、ラミーなど)、ワラ、バガス、ミツマタなど]、種子毛繊維(コットンリンター、ボンバックス綿、カポックなど)、竹、サトウキビなど}、動物由来のセルロース原料(ホヤセルロースなど)、バクテリア由来のセルロース原料(ナタデココに含まれるセルロースなど)などから製造されたパルプ由来のセルロースナノファイバーなどが例示できる。これらのセルロースナノファイバーは、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのセルロースナノファイバーのうち、木材パルプ(例えば、針葉樹パルプ、広葉樹パルプなど)、種子毛繊維パルプ(例えば、コットンリンターパルプ)由来のセルロースナノファイバーなどが好ましい。なお、パルプは、パルプ材を機械的に処理した機械パルプであってもよいが、非セルロース成分の含有量が少ないことからパルプ材を化学的に処理した化学パルプが好ましい。   Cellulose nanofibers (or cellulose nanofibers) constituting the cellulose nanofibers (B) are cellulose fibers obtained by micronizing (or microfibrillating) cellulose (cellulose raw material) to nanometer size, or nanometer-sized cellulose derived from microorganisms. It is fiber. The cellulose nanofibers, lignin, pulp with a low content of non-cellulose components such as hemicellulose, for example, plant-derived cellulose raw material {for example, wood [for example, conifer (pine, fir, spruce, hemlock, cedar, etc.), Hardwood (beech, hippopotamus, poplar, maple, etc.), herbs (linen (hemp, flax, Manila hemp, ramie, etc.), straw, bagasse, mitsumata, etc.), seed hair fiber (cotton linter, bombax cotton, kapok) Etc.), bamboo, sugar cane etc.}, animal-derived cellulose raw materials (such as ascidian cellulose), bacterial-derived cellulose raw materials (such as cellulose contained in nata de coco), and the like, and pulp-derived cellulose nanofibers. These cellulose nanofibers can be used alone or in combination of two or more kinds. Among these cellulose nanofibers, cellulose nanofibers derived from wood pulp (eg, softwood pulp, hardwood pulp, etc.) and seed hair fiber pulp (eg, cotton linter pulp) are preferable. The pulp may be mechanical pulp obtained by mechanically treating the pulp material, but chemical pulp obtained by chemically treating the pulp material is preferable because the content of the non-cellulose component is small.

これらのうち、柔軟性および耐熱性を高度に向上できる点から、修飾セルロースナノファイバーが好ましく、芳香環を有する化合物が結合した修飾セルロースナノファイバーがさらに好ましく、9,9位にアリール基を有するフルオレン化合物が結合した修飾セルロースナノファイバー(B1)が特に好ましい。   Among these, modified cellulose nanofibers are preferable, modified cellulose nanofibers having a compound having an aromatic ring bonded thereto are more preferable, and fluorene having an aryl group at the 9- and 9-positions is preferable, because the flexibility and the heat resistance can be highly improved. A modified cellulose nanofiber (B1) having a compound bound thereto is particularly preferable.

(フルオレン化合物)
9,9位にアリール基を有するフルオレン化合物は、修飾セルロースナノ繊維(B1)を構成する官能基として、セルロースナノファイバーを熱可塑性樹脂中に均一に分散させるための相容化剤または分散剤として機能し、後述するポリシラン(C)との組み合わせにより、熱可塑性樹脂(A)中にセルロースナノファイバーをより高度に均一に分散させるためか、樹脂組成物の機械的特性を大きく向上でき、特に、高温で線熱膨張係数の低い樹脂組成物も効果的に調製できる。
(Fluorene compound)
The fluorene compound having an aryl group at the 9th and 9th positions serves as a functional group that constitutes the modified cellulose nanofiber (B1), and serves as a compatibilizer or dispersant for uniformly dispersing the cellulose nanofiber in the thermoplastic resin. The mechanical properties of the resin composition can be greatly improved, probably because the cellulose nanofibers are more highly uniformly dispersed in the thermoplastic resin (A) by the combination with the polysilane (C) which functions and is described later. A resin composition having a low linear thermal expansion coefficient at high temperature can be effectively prepared.

このようなフルオレン化合物は、9,9−ビスアリールフルオレン骨格を有する化合物であればよく、例えば、前記式(1)で表されるフルオレン化合物であってもよい。   Such a fluorene compound may be a compound having a 9,9-bisarylfluorene skeleton, and may be, for example, the fluorene compound represented by the formula (1).

前記式(1)において、環Zで表されるアレーン環として、ベンゼン環などの単環式アレーン環、多環式アレーン環などが挙げられ、多環式アレーン環には、縮合多環式アレーン環(縮合多環式炭化水素環)、環集合アレーン環(環集合芳香族炭化水素環)などが含まれる。   In the above formula (1), examples of the arene ring represented by the ring Z include a monocyclic arene ring such as a benzene ring and a polycyclic arene ring. The polycyclic arene ring includes a condensed polycyclic arene. A ring (fused polycyclic hydrocarbon ring), a ring-collecting arene ring (ring-collecting aromatic hydrocarbon ring) and the like are included.

縮合多環式アレーン環としては、例えば、縮合二環式アレーン環(例えば、ナフタレン環などの縮合二環式C10−16アレーン環)、縮合三環式アレーン(例えば、アントラセン環、フェナントレン環など)などの縮合二乃至四環式アレーン環などが挙げられる。好ましい縮合多環式アレーン環としては、ナフタレン環、アントラセン環などが挙げられ、特に、ナフタレン環が好ましい。 Examples of the condensed polycyclic arene ring include a condensed bicyclic arene ring (for example, a condensed bicyclic C 10-16 arene ring such as a naphthalene ring), a condensed tricyclic arene (for example, an anthracene ring, a phenanthrene ring, etc.). And a fused bi- to tetracyclic arene ring. Examples of preferable fused polycyclic arene ring include naphthalene ring and anthracene ring, and naphthalene ring is particularly preferable.

環集合アレーン環としては、ビアレーン環[例えば、ビフェニル環、ビナフチル環、フェニルナフタレン環(例えば、1−フェニルナフタレン環、2−フェニルナフタレン環など)などのビC6−12アレーン環など]、テルアレーン環(例えば、テルフェニレン環などのテルC6−12アレーン環など)が例示できる。好ましい環集合アレーン環としては、ビC6−10アレーン環、特にビフェニル環などが挙げられる。 Examples of the ring-assembled arene ring include a biarene ring [eg, biphenyl ring, binaphthyl ring, phenylnaphthalene ring (eg, 1-phenylnaphthalene ring, 2-phenylnaphthalene ring, etc.) and other biC 6-12 arene ring], terarene Examples thereof include a ring (for example, a ter C 6-12 arene ring such as a terphenylene ring). Preferred ring-assembled arene rings include biC 6-10 arene rings, especially biphenyl rings.

フルオレンの9位に置換する2つの環Zは、異なっていてもよく、同一であってもよいが、通常、同一の環である場合が多い。環Zのうち、ベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環(特にベンゼン環)などが好ましい。   The two rings Z substituting at the 9-position of fluorene may be different or the same, but usually, they are often the same ring. Of the ring Z, a benzene ring, a naphthalene ring, a biphenyl ring (particularly a benzene ring) and the like are preferable.

なお、フルオレンの9位に置換する環Zの置換位置は、特に限定されない。例えば、環Zがナフタレン環の場合、フルオレンの9位に置換する環Zに対応する基は、1−ナフチル基、2−ナフチル基などであってもよい。   In addition, the substitution position of the ring Z substituting at the 9-position of fluorene is not particularly limited. For example, when the ring Z is a naphthalene ring, the group corresponding to the ring Z substituting at the 9-position of fluorene may be a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group or the like.

で表されるヘテロ原子含有官能基としては、ヘテロ原子として、酸素、イオウおよび窒素原子から選択された少なくとも一種を有する官能基などが例示できる。このような官能基に含まれるヘテロ原子の数は、特に制限されないが、通常、1〜3個、好ましくは1または2個であってもよい。 Examples of the hetero atom-containing functional group represented by X 1 include a functional group having, as a hetero atom, at least one selected from oxygen, sulfur and nitrogen atoms. The number of heteroatoms contained in such a functional group is not particularly limited, but may be usually 1 to 3, and preferably 1 or 2.

前記官能基としては、例えば、基−[(OA)m1−Y](式中、Yはヒドロキシル基、グリシジルオキシ基、アミノ基、N置換アミノ基またはメルカプト基であり、Aはアルキレン基、m1は0以上の整数である)、基−(CH)m2−COOR(式中、Rは水素原子またはアルキル基であり、m2は0以上の整数である)などが挙げられる。 Examples of the functional group, for example, group - [(OA) m1 -Y 1 ] ( wherein, Y 1 is a hydroxyl group, glycidyloxy group, an amino group, N-substituted amino group or a mercapto group, A is an alkylene group , M1 is an integer of 0 or more), a group — (CH 2 ) m 2 —COOR 3 (in the formula, R 3 is a hydrogen atom or an alkyl group, and m 2 is an integer of 0 or more).

基−[(OA)m1−Y]において、YのN置換アミノ基としては、例えば、メチルアミノ、エチルアミノ基などのN−モノアルキルアミノ基(N−モノC1−4アルキルアミノ基など)、ヒドロキシエチルアミノ基などのN−モノヒドロキシアルキルアミノ基(N−モノヒドロキシC1−4アルキルアミノ基など)などが挙げられる。 Group - in [(OA) m1 -Y 1] , as the N-substituted amino group of Y 1, for example, N- monoalkylamino group (N- mono C 1-4 alkylamino group such as methylamino, ethylamino group Etc.), N-monohydroxyalkylamino groups such as hydroxyethylamino groups (N-monohydroxyC 1-4 alkylamino groups, etc.) and the like.

アルキレン基Aには、直鎖状または分岐鎖状アルキレン基が含まれ、直鎖状アルキレン基としては、例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基などのC2−6アルキレン基(好ましくは直鎖状C2−4アルキレン基、さらに好ましくは直鎖状C2−3アルキレン基、特にエチレン基)が例示でき、分岐鎖状アルキレン基としては、例えば、プロピレン基、1,2−ブタンジイル基、1,3−ブタンジイル基などの分岐鎖状C3−6アルキレン基(好ましくは分岐鎖状C3−4アルキレン基、特にプロピレン基)などが挙げられる。 The alkylene group A includes a straight chain or branched chain alkylene group, and examples of the straight chain alkylene group include a C 2-6 alkylene group (preferably a straight chain) such as an ethylene group, a trimethylene group, and a tetramethylene group. A chain C 2-4 alkylene group, more preferably a straight chain C 2-3 alkylene group, particularly an ethylene group) can be exemplified, and examples of the branched chain alkylene group include a propylene group, a 1,2-butanediyl group, Examples thereof include a branched C 3-6 alkylene group such as a 1,3-butanediyl group (preferably a branched C 3-4 alkylene group, particularly a propylene group).

オキシアルキレン基(OA)の繰り返し数(平均付加モル数)を示すm1は、0または1以上の整数(例えば0〜15、好ましくは0〜10程度)であればよく、例えば0〜8(例えば1〜8)、好ましくは0〜5(例えば1〜5)、さらに好ましくは0〜4(例えば1〜4)、特に0〜3(例えば1〜3)程度であってもよく、通常0〜2(例えば0または1)であってもよい。なお、m1が2以上である場合、アルキレン基Aの種類は、同一または異なっていてもよい。また、アルキレン基Aの種類は、同一のまたは異なる環Zにおいて、同一または異なっていてもよい。   M1 representing the number of repeating oxyalkylene groups (OA) (average number of moles added) may be 0 or an integer of 1 or more (for example, 0 to 15, preferably about 0 to 10), for example, 0 to 8 (for example, 1-8), preferably 0-5 (eg 1-5), more preferably 0-4 (eg 1-4), especially 0-3 (eg 1-3), usually 0-. It may be 2 (eg 0 or 1). When m1 is 2 or more, the types of the alkylene group A may be the same or different. Further, the types of the alkylene group A may be the same or different in the same or different ring Z.

基−(CH)m2−COORにおいて、Rで表されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基などの直鎖状または分岐鎖状C1−6アルキル基が例示できる。好ましいアルキル基は、C1−4アルキル基、特にC1−2アルキル基である。メチレン基の繰り返し数(平均付加モル数)を示すm2は0または1以上の整数(例えば1〜6、好ましくは1〜4、さらに好ましくは1〜2程度)であってもよい。m2は、通常、0または1〜2であってもよい。 Group - in (CH 2) m2 -COOR 3, the alkyl group represented by R 3, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, straight or branched chain, such as t- butyl group An example is a C 1-6 alkyl group. Preferred alkyl groups are C 1-4 alkyl groups, especially C 1-2 alkyl groups. M2, which represents the number of repeating methylene groups (average number of moles added), may be 0 or an integer of 1 or more (for example, 1 to 6, preferably 1 to 4, and more preferably about 1 to 2). m2 may typically be 0 or 1-2.

これらのうち、基Xは、基−[(OA)m1−Y](式中、Aはアルキレン基、Yはヒドロキシル基またはグリシジルオキシ基、m1は0以上の整数である)が好ましく、Yがグリシジルオキシ基である基−[(OA)m1−Y][式中、Aはエチレン基などのC2−6アルキレン基(例えばC2−4アルキレン基、特にC2−3アルキレン基)、Yはグリシジルオキシ基、m1は0〜5の整数(例えば0または1)である]が特に好ましい。 Among these, the group X 1 is preferably a group — [(OA) m1 —Y 1 ] (in the formula, A is an alkylene group, Y 1 is a hydroxyl group or a glycidyloxy group, and m1 is an integer of 0 or more). , Y 1 is a glycidyloxy group-[(OA) m 1 -Y 1 ] [wherein A is a C 2-6 alkylene group such as an ethylene group (for example, a C 2-4 alkylene group, particularly C 2-3 Alkylene group), Y 1 is a glycidyloxy group, and m 1 is an integer of 0 to 5 (for example, 0 or 1)] is particularly preferable.

前記式(1)において、環Zに置換した基Xの個数を示すnは、1以上であり、好ましくは1〜3、さらに好ましくは1または2(特に1)であってもよい。なお、置換数nは、それぞれの環Zにおいて、同一または異なっていてもよい。 In the formula (1), n indicating the number of the groups X 1 substituted on the ring Z may be 1 or more, preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2 (particularly 1). The number of substitutions n may be the same or different in each ring Z.

基Xは、環Zの適当な位置に置換でき、例えば、環Zがベンゼン環である場合には、フェニル基の2,3,4位(特に、3位および/または4位)に置換している場合が多く、環Zがナフタレン環である場合には、ナフチル基の5〜8位のいずれかに置換している場合が多く、例えば、フルオレンの9位に対してナフタレン環の1位または2位が置換し(1−ナフチルまたは2−ナフチルの関係で置換し)、この置換位置に対して、1,5位、2,6位などの関係(特にnが1である場合、2,6位の関係)で基Xが置換している場合が多い。また、nが2以上である場合、置換位置は、特に限定されない。また、環集合アレーン環Zにおいて、基Xの置換位置は、特に限定されず、例えば、フルオレンの9位に結合したアレーン環および/またはこのアレーン環に隣接するアレーン環に置換していてもよい。例えば、ビフェニル環Zの3位または4位がフルオレンの9位に結合していてもよく、ビフェニル環Zの3位がフルオレンの9位に結合しているとき、基Xの置換位置は、2,4,5,6,2’,3’,4’位のいずれであってもよく、好ましくは6位に置換していてもよい。 The group X 1 can be substituted at an appropriate position on the ring Z, for example, when the ring Z is a benzene ring, it is substituted at the 2,3,4 position (particularly the 3 and / or 4 position) of the phenyl group. When the ring Z is a naphthalene ring, it is often substituted at any of the 5- to 8-positions of the naphthyl group, for example, 1-position of the naphthalene ring with respect to the 9-position of fluorene. Position or 2 position (substitution with 1-naphthyl or 2-naphthyl relation) and 1,5-position, 2,6-position or the like with respect to this substitution position (especially when n is 1, In many cases, the group X 1 is substituted in the (2, 6-position relationship). Further, when n is 2 or more, the substitution position is not particularly limited. Further, in the ring-assembled arene ring Z, the substitution position of the group X 1 is not particularly limited, and, for example, even if it is substituted with an arene ring bonded to the 9-position of fluorene and / or an arene ring adjacent to this arene ring. Good. For example, the 3-position or 4-position of the biphenyl ring Z may be bonded to the 9-position of fluorene, and when the 3-position of the biphenyl ring Z is bonded to the 9-position of fluorene, the substitution position of the group X 1 is It may be at any of the 2,4,5,6,2 ′, 3 ′, 4 ′ positions, and preferably may be substituted at the 6 position.

前記式(1)において、置換基Rとしては、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基などの直鎖状または分岐鎖状C1−10アルキル基、好ましくは直鎖状または分岐鎖状C1−6アルキル基、さらに好ましくは直鎖状または分岐鎖状C1−4アルキル基など)、シクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロへキシル基などのC5−10シクロアルキル基など)、アリール基[フェニル基、アルキルフェニル基(メチルフェニル(トリル)基、ジメチルフェニル(キシリル)基など)、ビフェニル基、ナフチル基などのC6−12アリール基]、アラルキル基(ベンジル基、フェネチル基などのC6−10アリール−C1−4アルキル基など)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、t−ブトキシ基などの直鎖状または分岐鎖状C1−10アルコキシ基など)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロへキシルオキシ基などのC5−10シクロアルキルオキシ基など)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基などのC6−10アリールオキシ基など)、アラルキルオキシ基(例えば、ベンジルオキシ基などのC6−10アリール−C1−4アルキルオキシ基など)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、n−ブチルチオ基、t−ブチルチオ基などのC1−10アルキルチオ基など)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロへキシルチオ基などのC5−10シクロアルキルチオ基など)、アリールチオ基(例えば、チオフェノキシ基などのC6−10アリールチオ基など)、アラルキルチオ基(例えば、ベンジルチオ基などのC6−10アリール−C1−4アルキルチオ基など)、アシル基(例えば、アセチル基などのC1−6アシル基など)、ニトロ基、シアノ基などが例示できる。 In the above formula (1), as the substituent R 2 , a halogen atom (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), an alkyl group (methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, Linear or branched C 1-10 alkyl group such as s-butyl group and t-butyl group, preferably linear or branched C 1-6 alkyl group, and more preferably linear or branched chain etc. Jo C 1-4 alkyl group), a cycloalkyl group (cyclopentyl group and C 5-10 cycloalkyl groups such as cyclohexyl group), an aryl group [phenyl group, alkylphenyl group (methylphenyl (tolyl) group, dimethylphenyl (xylyl), etc. group), biphenyl group, C 6-12 aryl group such as a naphthyl group, an aralkyl group (benzyl group, a phenethyl group C 6-10 an aryl -C 1-4 alkyl group), alkoxy groups (e.g., methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, n- butoxy group, isobutoxy group, a linear or branched chain, such as t- butoxy C 1-10 alkoxy group, etc.), cycloalkoxy group (for example, C 5-10 cycloalkyloxy group such as cyclohexyloxy group), aryloxy group (for example, C 6-10 aryloxy group such as phenoxy group) Etc.), an aralkyloxy group (for example, a C 6-10 aryl-C 1-4 alkyloxy group such as a benzyloxy group), an alkylthio group (for example, a methylthio group, an ethylthio group, a propylthio group, an n-butylthio group, t A C 1-10 alkylthio group such as a butylthio group), a cycloalkylthio group (eg, a cycloalkylthio group) A C 5-10 cycloalkylthio group such as a hexylthio group, an arylthio group (eg, a C 6-10 arylthio group such as a thiophenoxy group), an aralkylthio group (eg a C 6-10 aryl such as a benzylthio group) Examples thereof include a -C 1-4 alkylthio group), an acyl group (for example, a C 1-6 acyl group such as an acetyl group), a nitro group, a cyano group and the like.

これらの置換基Rのうち、代表的には、ハロゲン原子、炭化水素基(アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基)、アルコキシ基、アシル基、ニトロ基、シアノ基、置換アミノ基などが挙げられる。好ましい置換基Rとしては、アルコキシ基(メトキシ基などの直鎖状または分岐鎖状C1−4アルコキシ基など)、特に、アルキル基(特に、メチル基などの直鎖状または分岐鎖状C1−4アルキル基)が好ましい。なお、置換基Rがアリール基であるとき、置換基Rは、環Zとともに、前記環集合アレーン環を形成してもよい。置換基Rの種類は、同一のまたは異なる環Zにおいて、同一または異なっていてもよい。 Of these substituents R 2 , typically, a halogen atom, a hydrocarbon group (alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group), an alkoxy group, an acyl group, a nitro group, a cyano group, a substituted amino group. And so on. Preferable substituent R 2 is an alkoxy group (linear or branched C 1-4 alkoxy group such as methoxy group), particularly an alkyl group (particularly linear or branched C 1 such as methyl group). 1-4 alkyl groups) are preferred. When the substituent R 2 is an aryl group, the substituent R 2 together with the ring Z may form the ring-collecting arene ring. The types of the substituent R 2 may be the same or different in the same or different ring Z.

置換基Rの係数pは、環Zの種類などに応じて適宜選択でき、例えば0〜8程度の整数であってもよく、0〜4の整数、好ましくは0〜3(例えば0〜2)の整数、さらに好ましくは0または1であってもよい。特に、pが1である場合、環Zがベンゼン環、ナフタレン環またはビフェニル環、置換基Rがメチル基であってもよい。 The coefficient p of the substituent R 2 can be appropriately selected depending on the type of the ring Z, and may be, for example, an integer of 0 to 8, an integer of 0 to 4, preferably 0 to 3 (for example, 0 to 2). ), More preferably 0 or 1. In particular, when p is 1, the ring Z may be a benzene ring, a naphthalene ring or a biphenyl ring, and the substituent R 2 may be a methyl group.

置換基Rとしては、シアノ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子など)、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基などのC1−4アルコキシ−カルボニル基など)、アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基などのC1−6アルキル基)、アリール基(フェニル基などのC6−10アリール基)などが挙げられる。 As the substituent R 1 , a cyano group, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, etc.), a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group (for example, a C 1-4 alkoxy-carbonyl group such as a methoxycarbonyl group, etc.), alkyl Examples thereof include groups (C 1-6 alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, t-butyl group) and aryl groups (C 6-10 aryl groups such as phenyl group).

これらの置換基Rのうち、直鎖状または分岐鎖状C1−4アルキル基(特に、メチル基などのC1−3アルキル基)、カルボキシル基またはC1−2アルコキシ−カルボニル基、シアノ基、ハロゲン原子が好ましい。置換数kは0〜4(例えば0〜3)の整数、好ましくは0〜2の整数(例えば0または1)、特に0である。なお、置換数kは、互いに同一または異なっていてもよく、kが2以上である場合、置換基Rの種類は互いに同一または異なっていてもよく、フルオレン環の2つのベンゼン環に置換する置換基Rの種類は同一または異なっていてもよい。また、置換基Rの置換位置は、特に限定されず、例えば、フルオレン環の2位ないし7位(2位、3位および/または7位など)であってもよい。 Among these substituents R 1 , a linear or branched C 1-4 alkyl group (in particular, a C 1-3 alkyl group such as a methyl group), a carboxyl group or a C 1-2 alkoxy-carbonyl group, cyano A group and a halogen atom are preferable. The substitution number k is an integer of 0 to 4 (for example, 0 to 3), preferably an integer of 0 to 2 (for example, 0 or 1), and particularly 0. The substitution numbers k may be the same or different from each other, and when k is 2 or more, the types of the substituents R 1 may be the same or different from each other, and the two benzene rings of the fluorene ring are substituted. The types of the substituents R 1 may be the same or different. The substitution position of the substituent R 1 is not particularly limited, and may be, for example, the 2nd to 7th positions (2nd, 3rd and / or 7th etc.) of the fluorene ring.

これらのうち、好ましいフルオレン化合物としては、基Xが、基−[(OA)m1−Y](式中、Yがヒドロキシル基を示す)である場合、例えば、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(6−ヒドロキシ−2−ナフチル)フルオレン、9,9−ビス(5−ヒドロキシ−1−ナフチル)フルオレンなどの9,9−ビス(ヒドロキシC6−12アリール)フルオレン;9,9−ビス(3,4−ジヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3,5−ジヒドロキシフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(ジまたはトリヒドロキシC6−12アリール)フルオレン;9,9−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(モノまたはジC1−4アルキル−ヒドロキシC6−12アリール)フルオレン;9,9−ビス(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−フェニル−3−ヒドロキシフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(C6−12アリール−ヒドロキシC6−12アリール)フルオレン;9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン、9,9−ビス[6−(2−ヒドロキシエトキシ)−2−ナフチル]フルオレンなどの9,9−ビス(ヒドロキシ(ポリ)C2−4アルコキシ−C6−12アリール)フルオレン;9,9−ビス[3−メチル−4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレンなどの9,9−ビス(C1−4アルキル−ヒドロキシ(ポリ)C2−4アルコキシ−C6−12アリール)フルオレン;9,9−ビス[3−フェニル−4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン、9,9−ビス[4−フェニル−3−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレンなどの9,9−ビス(C6−12アリール−ヒドロキシ(ポリ)C2−4アルコキシ−C6−12アリール)フルオレンなどが挙げられる。 Among these, preferred fluorene compound, group X 1 is a group - if it is [(OA) m1 -Y 1] ( in the formula, shown Y 1 is a hydroxyl group), for example, 9,9-bis ( 9,9-bis (hydroxy C 6-, such as 4-hydroxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (6-hydroxy-2-naphthyl) fluorene and 9,9-bis (5-hydroxy-1-naphthyl) fluorene. 12 aryl) fluorene; 9,9-bis (3,4-dihydroxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (3,5-dihydroxyphenyl) fluorene and other 9,9-bis (di- or trihydroxy C 6-12) Aryl) fluorene; 9,9-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) 9,9-bis fluorene (mono- or di-C 1-4 alkyl - hydroxy C 6-12 aryl) fluorene; 9,9-bis (3-phenyl-4-hydroxyphenyl) fluorene, 9,9-bis ( 9,9-bis (C 6-12 aryl-hydroxy C 6-12 aryl) fluorene such as 4-phenyl-3-hydroxyphenyl) fluorene; 9,9-bis [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] fluorene , 9,9-bis [6- (2-hydroxyethoxy) -2-naphthyl] fluorene such as 9,9-bis (hydroxy (poly) C 2-4 alkoxy -C 6-12 aryl) fluorene; 9,9 - bis [3-methyl-4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] fluorene such as 9,9-bis (C 1-4 alkyl - hydroxy Poly) C 2-4 alkoxy -C 6-12 aryl) fluorene; 9,9-bis [3-phenyl-4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] fluorene, 9,9-bis [4-phenyl-3- Examples include 9,9-bis (C 6-12 aryl-hydroxy (poly) C 2-4 alkoxy-C 6-12 aryl) fluorene such as (2-hydroxyethoxy) phenyl] fluorene.

基Xが、基−[(OA)m1−Y](式中、Yがグリシジルオキシ基を示す)である場合の好ましいフルオレン化合物としては、9,9−ビス(グリシジルオキシアリール)フルオレン、例えば、9,9−ビス(3−グリシジルオキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−グリシジルオキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(5−グリシジルオキシ−1−ナフチル)フルオレン、9,9−ビス(6−グリシジルオキシ−2−ナフチル)フルオレンなどの9,9−ビス(グリシジルオキシC6−10アリール)フルオレン;9,9−ビス(グリシジルオキシ(ポリ)アルコキシアリール)フルオレン、例えば、9,9−ビス(4−(2−グリシジルオキシエトキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(2−グリシジルオキシプロポキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(5−(2−グリシジルオキシエトキシ)−1−ナフチル)フルオレン、9,9−ビス(6−(2−グリシジルオキシエトキシ)−2−ナフチル)フルオレンなどの9,9−ビス(グリシジルオキシ(ポリ)C2−4アルコキシC6−10アリール)フルオレン;9,9−ビス(アルキル−グリシジルオキシアリール)フルオレン、例えば、9,9−ビス(3−メチル−4−グリシジルオキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3,5−ジメチル−4−グリシジルオキシフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(モノまたはジC1−4アルキル−グリシジルオキシC6−10アリール)フルオレン;9,9−ビス(アルキル−グリシジルオキシ(ポリ)アルコキシアリール)フルオレン、例えば、9,9−ビス(3−メチル−4−(2−グリシジルオキシエトキシ)フェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(モノまたはジC1−4アルキル−グリシジルオキシ(ポリ)C2−4アルコキシC6−10アリール)フルオレン;9,9−ビス(アリール−グリシジルオキシアリール)フルオレン、例えば、9,9−ビス(3−フェニル−4−グリシジルオキシフェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(C6−10アリール−グリシジルオキシC6−10アリール)フルオレン;9,9−ビス(アリール−グリシジルオキシ(ポリ)アルコキシアリール)フルオレン、例えば、9,9−ビス(4−フェニル−3−(2−グリシジルオキシエトキシ)フェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(C6−10アリール−グリシジルオキシ(ポリ)C2−4アルコキシC6−10アリール)フルオレン;9,9−ビス(ジ(グリシジルオキシ)アリール)フルオレン、例えば、9,9−ビス(3,4−ジ(グリシジルオキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(3,5−ジ(グリシジルオキシ)フェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(ジ(グリシジルオキシ)C6−10アリール)フルオレン;9,9−ビス(ジ(グリシジルオキシ(ポリ)アルコキシ)アリール)フルオレン、例えば、9,9−ビス(3,4−ジ(2−グリシジルオキシエトキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(3,5−ジ(2−グリシジルオキシエトキシ)フェニル)フルオレンなどの9,9−ビス(ジ(グリシジルオキシ(ポリ)C2−4アルコキシ)C6−10アリール)フルオレンなどが例示できる。 Group X 1 is a group - [(OA) m1 -Y 1 ] Preferred fluorene compounds when (wherein, Y 1 represents a glycidyloxy group), 9,9-bis (glycidyloxy aryl) fluorene , For example, 9,9-bis (3-glycidyloxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-glycidyloxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (5-glycidyloxy-1-naphthyl) fluorene, 9, 9,9-bis (glycidyloxy C6-10 aryl) fluorene such as 9-bis (6-glycidyloxy-2-naphthyl) fluorene; 9,9-bis (glycidyloxy (poly) alkoxyaryl) fluorene, for example, 9,9-bis (4- (2-glycidyloxyethoxy) phenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-gly Diloxypropoxy) phenyl) fluorene, 9,9-bis (5- (2-glycidyloxyethoxy) -1-naphthyl) fluorene, 9,9-bis (6- (2-glycidyloxyethoxy) -2-naphthyl) 9,9-bis fluorene (glycidyloxy (poly) C 2-4 alkoxy C 6-10 aryl) fluorene; 9,9-bis (alkyl - glycidyloxy aryl) fluorene, e.g., 9,9-bis (3 -Methyl-4-glycidyloxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (3,5-dimethyl-4-glycidyloxyphenyl) fluorene and other 9,9-bis (mono or diC 1-4 alkyl-glycidyloxy C 6-10 aryl) fluorene; 9,9-bis (alkyl - glycidyloxy (poly) Arukokishiari Le) fluorene, e.g., 9,9-bis (3-methyl-4- (2-glycidyloxyethoxy) phenyl) fluorene such as 9,9-bis (mono- or di-C 1-4 alkyl - glycidyloxy (poly) C 2-4 alkoxy C 6-10 aryl) fluorene; 9,9-bis (aryl-glycidyloxyaryl) fluorene, for example, 9,9-bis (3-phenyl-4-glycidyloxyphenyl) fluorene 9, 9-bis ( C6-10 aryl-glycidyloxy C6-10 aryl) fluorene; 9,9-bis (aryl-glycidyloxy (poly) alkoxyaryl) fluorene, for example 9,9-bis (4-phenyl-). 9,9-bis (C 6-10 ants such as 3- (2-glycidyloxyethoxy) phenyl) fluorene Lumpur - glycidyloxy (poly) C 2-4 alkoxy C 6-10 aryl) fluorene; 9,9-bis (di (glycidyloxy) aryl) fluorene, e.g., 9,9-bis (3,4-di ( 9,9-bis (di (glycidyloxy) C 6-10 aryl) fluorene such as glycidyloxy) phenyl) fluorene and 9,9-bis (3,5-di (glycidyloxy) phenyl) fluorene; 9,9- Bis (di (glycidyloxy (poly) alkoxy) aryl) fluorene, for example, 9,9-bis (3,4-di (2-glycidyloxyethoxy) phenyl) fluorene, 9,9-bis (3,5-di) (2-glycidyloxyethoxy) phenyl) fluorene such as 9,9-bis (di (glycidyloxy (poly) C 2-4 alkoxy) C 6- 0 aryl) fluorene, and others.

これらのフルオレン化合物は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。なお、「(ポリ)アルコキシ」は、アルコキシ基およびポリアルコキシ基の双方を含む意味に用いる。   These fluorene compounds can be used alone or in combination of two or more. In addition, "(poly) alkoxy" is used to mean both an alkoxy group and a polyalkoxy group.

(修飾セルロースナノファイバー(B1)およびその製造方法)
修飾セルロースナノファイバー(または変性セルロースナノ繊維)(B1)は、前記未修飾セルロースナノファイバーと前記フルオレン化合物とが結合したセルロース誘導体である。
(Modified Cellulose Nanofiber (B1) and Manufacturing Method Thereof)
The modified cellulose nanofiber (or modified cellulose nanofiber) (B1) is a cellulose derivative in which the unmodified cellulose nanofiber and the fluorene compound are bonded.

修飾セルロースナノファイバー(B1)の化学修飾(または結合)の形態は、特に限定されず、例えば、フルオレン化合物が前記式(1)で表されるフルオレン化合物の場合、フルオレン化合物の反応性基(ヘテロ原子含有官能基)の種類に応じて適宜選択できる。具体的には、前記式(1)において、Xが−[(OA)m1−Y](であり、かつYがヒドロキシル基である場合、セルロースナノファイバーのヒドロキシル基および/またはカルボキシル基と前記式(1)で表されるフルオレン化合物のヒドロキシル基とのエーテル結合および/またはエステル結合であってもよく、Yがグリシジルオキシ基である場合、セルロースナノファイバーのヒドロキシル基および/またはカルボキシル基と前記式(1)で表されるフルオレン化合物のグリシジル基とのエーテル結合および/またはエステル結合であってもよい。なお、セルロースナノファイバーのカルボキシル基は、パルプなどの製造過程で形成される場合がある。 The form of chemical modification (or binding) of the modified cellulose nanofiber (B1) is not particularly limited, and for example, when the fluorene compound is the fluorene compound represented by the above formula (1), the reactive group (hetero) of the fluorene compound is It can be appropriately selected depending on the type of atom-containing functional group). Specifically, in the formula (1), when X 1 is — [(OA) m1 —Y 1 ] (and Y 1 is a hydroxyl group, the hydroxyl group and / or the carboxyl group of the cellulose nanofibers are used. May be an ether bond and / or an ester bond with the hydroxyl group of the fluorene compound represented by the above formula (1), and when Y 1 is a glycidyloxy group, the hydroxyl group and / or the carboxyl of the cellulose nanofiber The group may be an ether bond and / or an ester bond between the glycidyl group of the fluorene compound represented by the formula (1) and the carboxyl group of the cellulose nanofiber is formed during the production process of pulp or the like. There are cases.

修飾セルロースナノファイバー(B1)は、所定の触媒の非存在下または存在下、原料である未修飾セルロースナノファイバーと前記フルオレン化合物とを反応させて製造してもよく、熱可塑性樹脂(A)中において、未修飾セルロースナノファイバーと前記フルオレン化合物とを混練する過程で反応させて製造してもよい。   The modified cellulose nanofiber (B1) may be produced by reacting an unmodified cellulose nanofiber as a raw material with the fluorene compound in the absence or presence of a predetermined catalyst, and the modified cellulose nanofiber (B1) may be produced in the thermoplastic resin (A). In the above, it may be produced by reacting unmodified cellulose nanofibers with the fluorene compound in the process of kneading.

原料である未修飾セルロースナノファイバーの割合は、フルオレン化合物の反応性基に応じて選択できるが、フルオレン化合物100質量部に対して、例えば0.1〜500質量部(例えば1〜300質量部)程度の範囲から選択でき、例えば5〜200質量部(特に10〜150質量部)程度であってもよい。   The ratio of the unmodified cellulose nanofiber as a raw material can be selected according to the reactive group of the fluorene compound, but is, for example, 0.1 to 500 parts by mass (for example, 1 to 300 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the fluorene compound. It can be selected from a range of about 5 to 200 parts by mass (particularly 10 to 150 parts by mass).

触媒を使用する場合、触媒もフルオレン化合物の反応性基に応じて選択でき、反応性基がヒドロキシル基の場合、酸触媒を利用してもよい。酸触媒としては、ブレンステッド酸、例えば、硫酸、塩酸、リン酸などの無機酸、p−トルエンスルホン酸などの有機酸、固体酸[例えば、ヘテロポリ酸(タングステン系ヘテロポリ酸、モリブデン系ヘテロポリ酸など)、陽イオン交換樹脂(スルホン酸基を有する強酸性陽イオン交換樹脂、スルホン酸基を有する含フッ素陽イオン交換樹脂、カルボン酸基を有する弱酸性陽イオン交換樹脂など)]などが挙げられる。これらの酸触媒は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。   When a catalyst is used, the catalyst can also be selected according to the reactive group of the fluorene compound, and when the reactive group is a hydroxyl group, an acid catalyst may be used. As the acid catalyst, Bronsted acid, for example, inorganic acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, organic acid such as p-toluenesulfonic acid, solid acid [for example, heteropoly acid (tungsten-based heteropoly acid, molybdenum-based heteropoly acid, etc. ), Cation exchange resins (strongly acidic cation exchange resins having sulfonic acid groups, fluorine-containing cation exchange resins having sulfonic acid groups, weakly acidic cation exchange resins having carboxylic acid groups, etc.)] and the like. These acid catalysts can be used alone or in combination of two or more kinds.

反応性基がグリシジル基の場合、塩基触媒を利用してもよい。塩基触媒は、無機塩基および有機塩基のいずれであってもよい。無機塩基としては、例えば、アルカリ金属水酸化物(水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど)、アルカリ金属炭酸塩などが例示できる。有機塩基としては、三級アミン類、例えば、トリアルキルアミン(トリメチルアミン、トリエチルアミンなど)、アルカノールアミン(トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノールなど)、複素環式アミン(N−メチルモルホリンなど)、ヘキサメチレンテトラミン、ジアザビシクロウンデセン(DBU)、ジアザビシクロノネン(DBN)、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)などが挙げられる。これらの塩基触媒も単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。   When the reactive group is a glycidyl group, a base catalyst may be used. The base catalyst may be either an inorganic base or an organic base. Examples of the inorganic base include alkali metal hydroxides (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.), alkali metal carbonates and the like. Examples of organic bases include tertiary amines such as trialkylamines (trimethylamine, triethylamine, etc.), alkanolamines (triethanolamine, dimethylaminoethanol, etc.), heterocyclic amines (N-methylmorpholine, etc.), hexamethylenetetramine. , Diazabicycloundecene (DBU), diazabicyclononene (DBN), 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO), and the like. These base catalysts can also be used alone or in combination of two or more.

触媒の使用量は、触媒の種類に応じて選択できるが、原料である未修飾セルロースナノファイバー100質量部に対して、例えば0.01〜100質量部程度の範囲から適当に選択でき、通常0.01〜20質量部(例えば0.1〜18質量部)、好ましくは0.5〜18質量部(例えば1〜17質量部)、さらに好ましくは3〜15質量部(特に5〜15質量部)程度であってもよい。   The amount of the catalyst used can be selected according to the type of the catalyst, but can be appropriately selected from the range of, for example, about 0.01 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the unmodified cellulose nanofiber as a raw material, and is usually 0 0.01 to 20 parts by mass (eg 0.1 to 18 parts by mass), preferably 0.5 to 18 parts by mass (eg 1 to 17 parts by mass), more preferably 3 to 15 parts by mass (particularly 5 to 15 parts by mass). ) May be about.

反応は有機溶媒の非存在下で行ってもよいが、通常、有機溶媒の存在下で行われる。この有機溶媒は原料セルロースナノ繊維に含浸していてもよいが、未修飾セルロースナノファイバーを有機溶媒に分散させた分散系で反応させる場合が多い。未修飾セルロースナノファイバーを有機溶媒に分散させた分散系で、未修飾セルロースナノファイバーと前記フルオレン化合物とを反応させると、均一に反応させることができる。このような方法で得られた修飾セルロースナノファイバー(B1)は、取り扱い性および分散性が高い。   The reaction may be carried out in the absence of an organic solvent, but it is usually carried out in the presence of an organic solvent. The raw material cellulose nanofibers may be impregnated with this organic solvent, but the unmodified cellulose nanofibers are often reacted in a dispersion system in which they are dispersed in an organic solvent. When the unmodified cellulose nanofibers and the fluorene compound are reacted with each other in a dispersion system in which the unmodified cellulose nanofibers are dispersed in an organic solvent, a uniform reaction can be achieved. The modified cellulose nanofiber (B1) obtained by such a method has high handleability and dispersibility.

原料である未修飾セルロースナノファイバー(特に、ミクロフィブリル化した繊維、平均繊維径がナノメーターサイズのナノ繊維)を乾燥すると、繊維が絡み合って再分散できなくなる場合がある。そのため、通常、未修飾セルロースナノファイバーは水含浸または水分散液として市販されている場合が多い。このような水分散液では、水分散液の水を有機溶媒に置換する慣用の溶媒置換法、例えば、未修飾セルロースナノファイバーの水分散液に水溶性溶媒を添加混合し、未修飾セルロースナノファイバーを分離(または溶媒を除去)した後、さらに有機溶媒を添加混合する操作を繰り返す方法などにより、未修飾セルロースナノファイバーが有機溶媒に分散した分散液を調製できる。なお、沸点が水よりも高い水溶性有機溶媒を用いる場合、水を蒸留(共沸蒸留を含む)により除去することにより溶媒置換できる。   When the raw material, unmodified cellulose nanofibers (particularly, microfibrillated fibers, nanofibers having an average fiber diameter of nanometer size) are dried, the fibers may become entangled and cannot be redispersed. Therefore, in general, unmodified cellulose nanofibers are often marketed as a water-impregnated or water-dispersed liquid. In such an aqueous dispersion, a conventional solvent substitution method for substituting water in the aqueous dispersion with an organic solvent, for example, by adding and mixing a water-soluble solvent to an aqueous dispersion of unmodified cellulose nanofibers, unmodified cellulose nanofibers A dispersion liquid in which unmodified cellulose nanofibers are dispersed in an organic solvent can be prepared by a method of repeating the operation of separating (or removing the solvent) and then adding and mixing the organic solvent. When a water-soluble organic solvent having a boiling point higher than that of water is used, the solvent can be replaced by removing water by distillation (including azeotropic distillation).

水溶性有機溶媒としては、例えば、アルコール類(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのC1−4アルカノールなど)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフランなどの環状エーテル類)、ケトン類(アセトンなど)、アミド類(ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジエチルアセトアミドなど)、スルホキシド類(ジメチルスルホキシドなど)、アルカンジオール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのC2−4アルカンジオール)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど)、カルビトール類(エチルカルビトールなど)、カーボネート類(エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネートなど)などが挙げられる。これらの溶媒は、単独でまたは二種以上組み合わせてもよい。 Examples of the water-soluble organic solvent include alcohols (C 1-4 alkanols such as methanol, ethanol, propanol, and isopropanol), ethers (cyclic ethers such as dioxane and tetrahydrofuran), ketones (acetone, etc.), and amides. (Dimethylformamide, diethylformamide, dimethylacetamide, diethylacetamide, etc.), sulfoxides (dimethylsulfoxide, etc.), alkanediols (for example, C 2-4 alkanediols such as ethylene glycol and propylene glycol), cellosolves (methylcellosolve, Ethyl cellosolve, etc.), carbitols (ethyl carbitol, etc.), carbonates (ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, etc.), etc. And the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

なお、水溶性有機溶媒を用いて溶媒置換したセルロース含有分散液において、水溶性有機溶媒は、前記と同様にして、非水溶性有機溶媒に溶媒置換することもできる。非水溶性有機溶媒としては、エーテル類(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテルなどのジアルキルエーテル)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、ケトン類(メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)、ニトリル類(ベンゾニトリルなど)、セロソルブアセテート類、カルビトールアセテート類、炭化水素類(ヘキサン、オクタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素類、トルエンなどの芳香族炭化水素類)、ハロゲン化炭化水素類(ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、トリクロロエチレンなど)などが例示できる。これらの非水溶性有機溶媒も単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。   In the cellulose-containing dispersion liquid that has been solvent-substituted with a water-soluble organic solvent, the water-soluble organic solvent can be replaced with a non-water-soluble organic solvent in the same manner as described above. Non-water-soluble organic solvents include ethers (dialkyl ethers such as diethyl ether and diisopropyl ether), esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, etc.), ketones (methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), nitriles ( Benzonitrile), cellosolve acetates, carbitol acetates, hydrocarbons (aliphatic hydrocarbons such as hexane, octane and cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as toluene), halogenated hydrocarbons (dichloromethane, chloroform) , Carbon tetrachloride, dichloroethane, trichloroethylene, etc.) and the like. These water-insoluble organic solvents can also be used alone or in combination of two or more.

これらの有機溶媒のうち、非プロトン性溶媒、特に非プロトン性極性溶媒(例えば、エーテル類、ケトン類、アミド類、スルホキシド類など)が好ましい。   Of these organic solvents, aprotic solvents, particularly aprotic polar solvents (eg ethers, ketones, amides, sulfoxides, etc.) are preferable.

有機溶媒(例えば、非プロトン性極性溶媒)の溶解度パラメーター(SP値、(cal/cm))は8〜15(例えば8.5〜15)程度であってもよく、通常9〜14.5(例えば10〜14.5)程度であってもよい。 The solubility parameter (SP value, (cal / cm) 2 ) of the organic solvent (eg, aprotic polar solvent) may be about 8 to 15 (eg, 8.5 to 15), and is usually 9 to 14.5. It may be about (for example, 10 to 14.5).

分散液中の未修飾セルロースナノファイバーの固形分濃度は、例えば0.01〜30質量%(例えば0.1〜20質量%)、好ましくは1〜15質量%、さらに好ましくは3〜12質量%(例えば5〜10質量%)程度であってもよい。固形分濃度が低すぎると、反応効率が低下する虞がある。   The solid content concentration of the unmodified cellulose nanofibers in the dispersion is, for example, 0.01 to 30% by mass (e.g. 0.1 to 20% by mass), preferably 1 to 15% by mass, and more preferably 3 to 12% by mass. (For example, 5 to 10% by mass) may be sufficient. If the solid content concentration is too low, the reaction efficiency may decrease.

反応は、減圧下で行ってもよいが、通常、加圧下または常圧下で行う場合が多い。反応温度は、溶媒の沸点などにより適宜選択でき、例えば50〜200℃(例えば70〜170℃)、好ましくは80〜150℃(例えば100〜130℃)程度であってもよい。なお、反応は溶媒の還流下で行ってもよい。また、反応時間は、特に限定されず、例えば10分〜48時間(例えば30分〜24時間)程度である。さらに、反応は、空気中または不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガスなどの希ガスなど)雰囲気下、攪拌しながら行うことができる。   The reaction may be carried out under reduced pressure, but it is usually carried out under increased pressure or normal pressure. The reaction temperature can be appropriately selected depending on the boiling point of the solvent and the like, and may be, for example, about 50 to 200 ° C (eg, 70 to 170 ° C), preferably about 80 to 150 ° C (eg, 100 to 130 ° C). The reaction may be performed under reflux of the solvent. The reaction time is not particularly limited and is, for example, about 10 minutes to 48 hours (for example, 30 minutes to 24 hours). Furthermore, the reaction can be carried out in air or in an atmosphere of an inert gas (a rare gas such as nitrogen gas or argon gas) with stirring.

なお、反応は、反応系を撹拌しながら行ってもよく、原料となる未修飾セルロース繊維として、ナノメータサイズではない繊維を使用し、セルロースに機械的剪断力を作用させながら行い、セルロースを微細化した修飾セルロースナノファイバーを得てもよい。さらに、反応終了後に解繊して修飾セルロースファイバーを微細化してもよい。   The reaction may be carried out while stirring the reaction system, and as the raw material unmodified cellulose fiber, which is not nanometer size is used, it is carried out by applying mechanical shearing force to the cellulose to make the cellulose fine. Modified cellulose nanofibers may be obtained. Further, the modified cellulose fiber may be pulverized by defibration after the reaction is completed.

反応により生成した修飾セルロースナノファイバー(B1)は、慣用の方法(例えば、遠心分離、濾過、濃縮、抽出など)により分離精製してもよい。例えば、少なくとも前記フルオレン化合物を溶解可能な溶媒を反応混合物に添加し、前記遠心分離、濾過、抽出などの分離法(慣用の方法)で未反応フルオレン化合物を除去し、分離精製してもよい。なお、前記分離操作は複数回(例えば2〜5回程度)行うことができる。さらに、分離精製した修飾セルロースナノファイバーを加熱下または減圧下あるいは常圧下で乾燥することにより、粉末状の形態を有する修飾セルロースファイバーを得ることができる。   The modified cellulose nanofiber (B1) produced by the reaction may be separated and purified by a conventional method (for example, centrifugation, filtration, concentration, extraction, etc.). For example, a solvent capable of dissolving at least the fluorene compound may be added to the reaction mixture, and the unreacted fluorene compound may be removed by a separation method (conventional method) such as the centrifugation, filtration, or extraction to separate and purify. The separation operation can be performed multiple times (for example, about 2 to 5 times). Further, the modified cellulose nanofibers that have been separated and purified are dried under heating, under reduced pressure or under normal pressure to obtain a modified cellulose fiber having a powder form.

なお、未反応フルオレン化合物を前記分離方法などにより繰り返し除去して精製した修飾セルロースを、ラマン分析などの方法により分析すると、セルロースに由来するピークとフルオレン化合物に由来するピークとが存在し、セルロースにフルオレン化合物が結合していることが確認できる。   Incidentally, the modified cellulose purified by repeatedly removing the unreacted fluorene compound by the separation method, when analyzed by a method such as Raman analysis, there is a peak derived from the cellulose and a peak derived from the fluorene compound, in the cellulose. It can be confirmed that the fluorene compound is bonded.

一方、熱可塑性樹脂(A)中での溶融混練によって修飾セルロースナノファイバーを製造する場合は、後述するように、樹脂組成物の溶融混練過程で修飾セルロースナノファイバーを製造してもよい。   On the other hand, when producing the modified cellulose nanofibers by melt-kneading in the thermoplastic resin (A), the modified cellulose nanofibers may be produced in the process of melt-kneading the resin composition, as described later.

(セルロースナノファイバー(B)の特性)
前記セルロースナノファイバー(B)の平均繊維径は、例えば1〜1000nm(例えば2〜800nm)、好ましくは3〜500nm(例えば5〜300nm)、さらに好ましくは10〜200nm(特に15〜100nm)程度であってもよい。平均繊維径が大きすぎると、樹脂組成物の強度などの特性が低下する虞がある。なお、セルロースナノファイバーの最大繊維径は、例えば3〜1000nm(例えば4〜900nm)、好ましくは5〜700nm(例えば10〜500nm)、さらに好ましくは15〜400nm(特に20〜300nm)程度であってもよい。なお、セルロースナノファイバーは、繊維径がマイクロメータサイズのセルロース繊維を実質的に含んでいない場合が多い。
(Characteristics of Cellulose Nanofiber (B))
The average fiber diameter of the cellulose nanofiber (B) is, for example, about 1 to 1000 nm (eg, 2 to 800 nm), preferably 3 to 500 nm (eg, 5 to 300 nm), and more preferably 10 to 200 nm (particularly 15 to 100 nm). It may be. If the average fiber diameter is too large, the properties such as strength of the resin composition may deteriorate. The maximum fiber diameter of the cellulose nanofibers is, for example, about 3 to 1000 nm (eg, 4 to 900 nm), preferably 5 to 700 nm (eg, 10 to 500 nm), and more preferably 15 to 400 nm (particularly 20 to 300 nm). Good. In many cases, the cellulose nanofibers do not substantially contain cellulose fibers having a fiber diameter of micrometer size.

前記セルロースナノファイバー(B)の平均繊維長は、例えば0.01〜500μm(例えば0.1〜400μm)程度の範囲から選択でき、通常1μm以上(例えば5〜300μm)、好ましくは10μm以上(例えば20〜200μm)、さらに好ましくは30μm以上(特に50〜150μm)であってもよい。平均繊維長が短すぎると、樹脂組成物の機械的特性が低下する虞があり、逆に長すぎると、樹脂組成物中での分散性が低下する虞がある。   The average fiber length of the cellulose nanofiber (B) can be selected from the range of, for example, about 0.01 to 500 μm (eg, 0.1 to 400 μm), and is usually 1 μm or more (eg, 5 to 300 μm), preferably 10 μm or more (eg, 20 to 200 μm), more preferably 30 μm or more (particularly 50 to 150 μm). If the average fiber length is too short, the mechanical properties of the resin composition may deteriorate, while if it is too long, the dispersibility in the resin composition may decrease.

前記セルロースナノファイバー(B)の平均繊維径に対する平均繊維長の割合(アスペクト比)は、例えば5以上(例えば5〜10000程度)、好ましくは10以上(例えば10〜5000程度)、さらに好ましくは20以上(例えば20〜3000程度)、特に50以上(例えば50〜2000程度)であってもよく、100以上(例えば100〜1000程度)、さらには200以上(例えば200〜800程度)であってもよい。アスペクト比が小さすぎると、熱可塑性樹脂に対する補強効果が低下し、アスペクト比が大きすぎると、均一な分散が困難となり、繊維が分解(または損傷)し易くなる虞がある。   The ratio (aspect ratio) of the average fiber length to the average fiber diameter of the cellulose nanofiber (B) is, for example, 5 or more (eg, about 5 to 10000), preferably 10 or more (eg, about 10 to 5000), and more preferably 20. It may be above (e.g., about 20 to 3000), particularly 50 or more (e.g., about 50 to 2000), 100 or more (e.g., about 100 to 1000), and even 200 or more (e.g., about 200 to 800). Good. If the aspect ratio is too small, the reinforcing effect on the thermoplastic resin will be reduced, and if the aspect ratio is too large, uniform dispersion will be difficult and the fibers may be easily decomposed (or damaged).

なお、本明細書および特許請求の範囲では、前記セルロースナノファイバー(B)の平均繊維径、平均繊維長およびアスペクト比は、走査型電子顕微鏡写真の画像からランダムに50個の繊維を選択し、加算平均して算出してもよい。   In the present specification and claims, the average fiber diameter, the average fiber length and the aspect ratio of the cellulose nanofiber (B) are 50 fibers randomly selected from the image of the scanning electron micrograph, It may be calculated by averaging.

本発明の樹脂組成物において、前記セルロースナノファイバー(B)の特性(例えば、低線熱膨張特性、強度、耐熱性など)を有効に発現させる場合、結晶性の高いセルロースナノファイバーが好ましい。前記セルロースナノファイバー(B)において、セルロースの結晶化度は、例えば40〜100%(例えば50〜100%)、好ましくは60〜100%、さらに好ましくは70〜100%(特に75〜100%)程度であってもよく、通常、結晶化度が60%以上(例えば60〜99%)であってもよい。結晶化度が小さすぎると、線熱膨張特性や強度などの特性を低下させる虞がある。また、セルロースの結晶構造としては、例えば、I型、II型、III型、IV型などが例示でき、低線膨張特性や弾性率などに優れたI型結晶構造が好ましい。なお、結晶化度は、粉末X線回折装置((株)リガク製「Ultima IV」)などを用いて測定できる。   In the resin composition of the present invention, when the properties (for example, low linear thermal expansion property, strength, heat resistance, etc.) of the cellulose nanofiber (B) are effectively exhibited, the cellulose nanofiber having high crystallinity is preferable. In the cellulose nanofiber (B), the crystallinity of cellulose is, for example, 40 to 100% (for example, 50 to 100%), preferably 60 to 100%, more preferably 70 to 100% (particularly 75 to 100%). The degree of crystallinity may be about 60% or more (for example, 60 to 99%). If the crystallinity is too low, the properties such as linear thermal expansion property and strength may be deteriorated. As the crystal structure of cellulose, for example, I-type, II-type, III-type, IV-type and the like can be exemplified, and the I-type crystal structure excellent in low linear expansion characteristics and elastic modulus is preferable. The crystallinity can be measured using a powder X-ray diffractometer (“Ultima IV” manufactured by Rigaku Corporation) or the like.

(修飾セルロースナノファイバー(B1)の特性)
セルロースナノファイバー(B)が修飾セルロースナノファイバー(B1)である場合、修飾セルロースナノファイバー(B1)は、前記特性に加えて、さらに下記特性を有していてもよい。
(Characteristics of modified cellulose nanofiber (B1))
When the cellulose nanofiber (B) is the modified cellulose nanofiber (B1), the modified cellulose nanofiber (B1) may have the following properties in addition to the above properties.

触媒を用いて得られた修飾セルロースナノファイバー(B1)は、通常、粉末状の形態を有しており、取り扱い性に優れる。また、前記フルオレン化合物の修飾割合(結合量)が、比較的少なくても、修飾セルロースナノファイバー(B1)は粉末状の形態を有していてもよい。   The modified cellulose nanofiber (B1) obtained by using the catalyst usually has a powdery form and is excellent in handleability. Further, the modified cellulose nanofibers (B1) may have a powdery form even if the modification ratio (bonding amount) of the fluorene compound is relatively small.

修飾セルロースナノファイバー(B1)において、未修飾セルロースナノファイバーに結合しているフルオレン化合物の割合(修飾率)は、修飾セルロースナノファイバー(B1)中0.01〜33質量%(例えば1〜25質量%)程度の範囲から選択できる。特に、フルオレン化合物の基Xが基−[(OA)m1−Y](式中、Yがヒドロキシル基を示す)である場合、前記修飾率(フルオレン化合物の含有割合)は、修飾セルロースナノファイバー(B1)中0.01〜30質量%程度の範囲から選択でき、例えば0.1〜30質量%、好ましくは0.5〜25質量%(例えば1〜25質量%)、さらに好ましくは2〜20質量%(特に3〜20質量%)程度であってもよい。また、フルオレン化合物の基Xが基−[(OA)m1−Y](式中、Yがグリシジルオキシ基を示す)である場合、前記修飾率は0.01〜33質量%程度(例えば0.1〜30質量%)、好ましくは1〜25質量%(例えば2〜25質量%)、さらに好ましくは3〜20質量%(特に5〜20質量%)程度であってもよい。 In the modified cellulose nanofiber (B1), the ratio (modification rate) of the fluorene compound bonded to the unmodified cellulose nanofiber is 0.01 to 33% by mass (for example, 1 to 25% by mass) in the modified cellulose nanofiber (B1). %) Range can be selected. In particular, when the group X 1 of the fluorene compound is a group — [(OA) m1 —Y 1 ] (in the formula, Y 1 represents a hydroxyl group), the modification ratio (content ratio of the fluorene compound) is modified cellulose. It can be selected from the range of about 0.01 to 30% by mass in the nanofiber (B1), for example, 0.1 to 30% by mass, preferably 0.5 to 25% by mass (eg 1 to 25% by mass), and more preferably It may be about 2 to 20% by mass (particularly 3 to 20% by mass). When the group X 1 of the fluorene compound is a group — [(OA) m1 —Y 1 ] (wherein Y 1 represents a glycidyloxy group), the modification rate is about 0.01 to 33% by mass ( For example, it may be about 0.1 to 30% by mass, preferably about 1 to 25% by mass (for example, 2 to 25% by mass), and more preferably about 3 to 20% by mass (particularly 5 to 20% by mass).

修飾率が大きすぎると、水性溶媒に対する分散性、低線熱膨張係数などの特性が低下する虞があり、逆に小さすぎると、粉体状の形態を形成できなくなり、取り扱い性が低下し易くなったり、樹脂組成物中での熱可塑性樹脂との分散性(または混和性)が低下する虞がある。修飾率は、後述する実施例に記載の方法などにより測定できる。   If the modification ratio is too large, the properties such as dispersibility in an aqueous solvent and the low linear thermal expansion coefficient may be deteriorated. Conversely, if it is too small, a powdery morphology cannot be formed, and the handleability tends to be deteriorated. Or the dispersibility (or miscibility) with the thermoplastic resin in the resin composition may decrease. The modification rate can be measured by the method described in Examples below.

修飾セルロースナノファイバー(B1)は、前記フルオレン化合物の修飾により疎水性が向上するためか、水分含有量が少ない。すなわち、水分含有量は、温度25℃、湿度60%の条件下、1昼夜放置したとき、例えば0〜7質量%(例えば0〜5質量%)、好ましくは0.1〜5質量%、さらに好ましくは0.3〜3質量%程度であってもよい。なお、水分含有量は、近赤外線分析計などを用いて測定できる。   The modified cellulose nanofiber (B1) has a low water content, probably because the hydrophobicity is improved by the modification of the fluorene compound. That is, the water content is, for example, 0 to 7% by mass (for example, 0 to 5% by mass), preferably 0.1 to 5% by mass, when left to stand for one day under the conditions of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 60%. Preferably, it may be about 0.3 to 3% by mass. The water content can be measured using a near infrared analyzer or the like.

修飾セルロースナノファイバー(B1)の嵩密度(見掛密度)は、温度25℃、湿度60%の条件下において、JIS K7365−1999に準拠して測定したとき、例えば0.01〜0.7g/ml、好ましくは0.05〜0.5g/ml、さらに好ましくは0.1〜0.3g/ml程度であってもよい。なお、嵩密度Pは、所定重量Wの修飾セルロースナノ繊維をメスシリンダーに入れて体積Vを測定し、式P=W/Vで算出できる。   The bulk density (apparent density) of the modified cellulose nanofiber (B1) is, for example, 0.01 to 0.7 g / when measured in accordance with JIS K7365-1999 under the conditions of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 60%. ml, preferably 0.05 to 0.5 g / ml, more preferably 0.1 to 0.3 g / ml. The bulk density P can be calculated by the formula P = W / V by inserting a modified cellulose nanofiber having a predetermined weight W into a graduated cylinder and measuring the volume V.

修飾セルロースナノファイバー(B1)は、流動性が高く、安息角が、温度25℃、湿度60%の条件下において、JIS R9301−2−2に準拠して測定したとき、例えば20〜45°、好ましくは25〜40°、さらに好ましくは30〜35°程度であってもよい。流動性が大きすぎると、取り扱い性が低下し、逆に小さすぎると、分散性が低下するおそれがある。   The modified cellulose nanofiber (B1) has high fluidity, and the angle of repose is, for example, 20 to 45 ° when measured according to JIS R9301-2-2 under the conditions of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 60%. It may be preferably 25 to 40 °, more preferably about 30 to 35 °. If the fluidity is too large, the handleability is lowered, and if it is too small, the dispersibility may be lowered.

修飾セルロースナノファイバー(B1)は、粘稠な液体を形成することなく、ナノファイバーの形態を維持している。そのため、比較的分子量(または重合度)が大きく、粘度平均重合度は、例えば100〜10000、好ましくは200〜5000、より好ましくは300〜2000程度であってもよい。   The modified cellulose nanofiber (B1) maintains the nanofiber morphology without forming a viscous liquid. Therefore, the molecular weight (or the degree of polymerization) is relatively large, and the viscosity average degree of polymerization may be, for example, 100 to 10,000, preferably 200 to 5,000, and more preferably 300 to 2,000.

粘度平均重合度は、TAPPI T230に記載の粘度法により測定できる。すなわち、修飾セルロースナノファイバー0.04gを精秤し、水10mLと1M銅エチレンジアミン水溶液10mLとを加え、5分間程度攪拌して修飾セルロースナノファイバーを溶解する。得られた溶液をウベローデ型粘度管に入れ、25℃下で流下速度を測定する。水10mLと1M銅エチレンジアミン水溶液10mLとの混合液の流下速度をブランクとして測定する。これらの測定値に基づいて算出した固有粘度[η]を用い、木質科学実験マニュアル(日本木材学会編、文永堂出版)に記載の下記式に従って粘度平均重合度を算出できる。   The viscosity average degree of polymerization can be measured by the viscosity method described in TAPPI T230. That is, 0.04 g of the modified cellulose nanofiber is precisely weighed, 10 mL of water and 10 mL of a 1M copper ethylenediamine aqueous solution are added, and the modified cellulose nanofiber is dissolved by stirring for about 5 minutes. The obtained solution is put into an Ubbelohde type viscosity tube, and the flow rate is measured at 25 ° C. The flow rate of a mixed solution of 10 mL of water and 10 mL of a 1 M copper ethylenediamine aqueous solution is measured as a blank. Using the intrinsic viscosity [η] calculated on the basis of these measured values, the viscosity average degree of polymerization can be calculated according to the following formula described in the Wood Science Experiment Manual (edited by the Wood Research Society of Japan, published by Bunagaido).

粘度平均重合度=175×[η]。       Viscosity average degree of polymerization = 175 × [η].

(前記セルロースナノファイバー(B)の割合)
前記熱可塑性樹脂(A)(特に、ポリプロピレン系樹脂などのオレフィン系樹脂)と前記セルロースナノファイバー(B)との質量比は、前者/後者=99.9/0.1〜50/50程度の範囲から選択でき、例えば99/1〜70/30、好ましくは97/3〜75/25、さらに好ましくは95/5〜80/20(特に93/7〜85/15)程度であってもよい。前記セルロースナノファイバー(B)の割合が少なすぎると、樹脂組成物の機械的特性が低下する虞があり、逆に多すぎると、樹脂組成物の柔軟性が低下して成形性が低下する虞がある。
(Ratio of the cellulose nanofiber (B))
The mass ratio of the thermoplastic resin (A) (particularly, an olefin resin such as polypropylene resin) and the cellulose nanofiber (B) is about the former / the latter = 99.9 / 0.1 to 50/50. It may be selected from the range, and may be, for example, about 99/1 to 70/30, preferably 97/3 to 75/25, and more preferably 95/5 to 80/20 (particularly 93/7 to 85/15). . If the proportion of the cellulose nanofibers (B) is too small, the mechanical properties of the resin composition may deteriorate. On the contrary, if the proportion is too large, the flexibility of the resin composition may decrease and the moldability may decrease. There is.

[ポリシラン(C)]
本発明の樹脂組成物は、前記熱可塑性樹脂(A)に対して、前記セルロースナノファイバー(B)に加えてポリシラン(C)を配合することにより、熱可塑性樹脂(A)にセルロースナノファイバーを配合しているにも拘わらず、樹脂組成物の柔軟性を維持でき、成形性も向上できる。
[Polysilane (C)]
In the resin composition of the present invention, cellulose nanofibers are added to the thermoplastic resin (A) by adding polysilane (C) to the thermoplastic resin (A) in addition to the cellulose nanofibers (B). Despite being compounded, the flexibility of the resin composition can be maintained and the moldability can be improved.

ポリシランは、Si−Si結合を有する鎖状(直鎖状もしくは分岐鎖状)、環状または網目状の化合物であれば特に限定されない。ポリシランは、通常、前記式(2)および(3)で表される構造単位のうち少なくとも1つの構造単位を有する場合が多い。ポリシランの分子構造は、鎖状(直鎖状もしくは分岐鎖状)、または環状であるのが好ましい。   Polysilane is not particularly limited as long as it is a chain (linear or branched), cyclic or network compound having a Si—Si bond. Polysilane usually has at least one structural unit among the structural units represented by the formulas (2) and (3). The molecular structure of polysilane is preferably linear (linear or branched) or cyclic.

前記式(2)および(3)において、R〜Rで表される有機基としては、炭化水素基、これらの炭化水素基に対応するエーテル基などが挙げられる。前記炭化水素基としては、例えば、アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、2−プロピル基(イソプロピル基)、n−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、へキシル基などの直鎖状または分岐鎖状C1−12アルキル基など);シクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基などのC5−12シクロアルキル基など);アルケニル基(アリル基、ブテニル基、ペンテニル基などのC2−12アルケニル基など);シクロアルケニル基(シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基などのC5−12シクロアルケニル基など);アリール基(フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などのC6−14アリール基など);アラルキル基(ベンジル基、フェネチル基などのC6−10アリールC1−4アルキル基など)などが挙げられる。これらの炭化水素基のうち、特にアルキル基、アリール基が好ましい。 In the above formulas (2) and (3), examples of the organic group represented by R 3 to R 5 include a hydrocarbon group and an ether group corresponding to these hydrocarbon groups. Examples of the hydrocarbon group include linear groups such as alkyl groups (methyl group, ethyl group, propyl group, 2-propyl group (isopropyl group), n-butyl group, isobutyl group, pentyl group, hexyl group, or the like. Branched C 1-12 alkyl group etc.); cycloalkyl group (C 5-12 cycloalkyl group such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, methylcyclohexyl group etc.); alkenyl group (allyl group, butenyl group, pentenyl group etc. C 2-12 alkenyl group etc.); Cycloalkenyl group (C 5-12 cycloalkenyl group such as cyclopentenyl group, cyclohexenyl group etc.); Aryl group (C 6 such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group etc. -14 an aryl group); an aralkyl group (benzyl group, C 6-10 ants such as phenethyl Le etc. C 1-4 alkyl group). Of these hydrocarbon groups, an alkyl group and an aryl group are particularly preferable.

これらの炭化水素基に対応するエーテル基としては、例えば、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基などのC1−12アルコキシ基など);シクロアルキルオキシ基(シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基などのC5−12シクロアルキルオキシ基など);アリールオキシ基(フェノキシ基、ナフチルオキシ基などのC6−14アリールオキシ基など)などが挙げられる。 Examples of the ether group corresponding to these hydrocarbon groups include an alkoxy group (a C 1-12 alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group and a pentyloxy group); a cycloalkyloxy group (cyclopentyl group). An oxy group, a C 5-12 cycloalkyloxy group such as a cyclohexyloxy group); an aryloxy group (a C 6-14 aryloxy group such as a phenoxy group and a naphthyloxy group) and the like.

これらの有機基のうち、炭化水素基が好ましく、アルキル基、アリール基がさらに好ましく、C1−6アルキル基、C6−10アリール基が最も好ましい。 Of these organic groups, a hydrocarbon group is preferable, an alkyl group and an aryl group are more preferable, and a C 1-6 alkyl group and a C 6-10 aryl group are most preferable.

シリル基としては、例えば、シリル基、シジラニル基、トリシラニル基、テトラシラニル基などが挙げられる。   Examples of the silyl group include a silyl group, a silidanyl group, a trisilanyl group, and a tetrasilanyl group.

これらのうち、R〜Rは、通常、アルキル基、アリール基であってもよい。アルキル基は、例えば、C1−6アルキル基、好ましくはC1−4アルキル基、さらに好ましくはC1−2アルキル基、通常、メチル基であってもよい。アリール基は、好ましくはC6−14アリール基、さらに好ましくはC6−10アリール基、特にフェニル基が好ましい。 Of these, R 3 to R 5 may usually be an alkyl group or an aryl group. The alkyl group may be, for example, a C 1-6 alkyl group, preferably a C 1-4 alkyl group, more preferably a C 1-2 alkyl group, usually a methyl group. The aryl group is preferably a C 6-14 aryl group, more preferably a C 6-10 aryl group, and particularly preferably a phenyl group.

とRとの組み合わせとしては、アルキル基およびアリール基のいずれかを少なくとも含んでいればよく、RとRとは同一であってもよく、異なっていてもよい。RとRとの組み合わせは、好ましくはアルキル基とアリール基との組み合わせ、さらに好ましくはC1−2アルキル基とC6−10アリール基との組み合わせ、特にメチル基とフェニル基との組み合わせが好ましい。 The combination of R 3 and R 4 may include at least one of an alkyl group and an aryl group, and R 1 and R 2 may be the same or different. The combination of R 3 and R 4 is preferably a combination of an alkyl group and an aryl group, more preferably a combination of a C 1-2 alkyl group and a C 6-10 aryl group, particularly a combination of a methyl group and a phenyl group. Is preferred.

具体的なポリシランとしては、前記式(2)で表される構造単位を有する直鎖状または環状ポリシラン、前記式(3)で表される構造単位を有する分岐鎖状または網目状ポリシラン、前記式(2)および(3)で表される構造単位を組み合わせて有するポリシランなどが挙げられる。これらのポリシランは単独でまたは2種以上組み合わせてもよい。なお、分岐鎖状または網目状ポリシランは、下記式(4)で表される構造単位をさらに含んでいてもよい。   Specific polysilanes include linear or cyclic polysilanes having the structural unit represented by the formula (2), branched or network polysilanes having the structural unit represented by the formula (3), and the above formulas. Examples thereof include polysilane having a combination of the structural units represented by (2) and (3). These polysilanes may be used alone or in combination of two or more. The branched or network polysilane may further contain a structural unit represented by the following formula (4).

好ましいポリシランとしては、前記式(2)で表される構造単位を有する直鎖状または環状ポリシランが挙げられ、好ましくはポリジアルキルシラン、ポリアルキルアリールシラン、ポリジアリールシラン、これらのポリシラン共重合体、さらに好ましくは直鎖状ポリアルキルアリールシラン、環状ポリジアリールシラン(例えば、環状ポリジフェニルシラン)、特に直鎖状ポリC1−2アルキルC6−10アリールシラン(例えば、ポリメチルフェニルシラン)が好ましい。 Preferred polysilanes include linear or cyclic polysilanes having the structural unit represented by the above formula (2), preferably polydialkylsilanes, polyalkylarylsilanes, polydiarylsilanes, and polysilane copolymers thereof. More preferably, linear polyalkylarylsilane, cyclic polydiarylsilane (eg, cyclic polydiphenylsilane), and particularly linear polyC 1-2 alkylC 6-10 arylsilane (eg, polymethylphenylsilane) is preferable. .

ポリシラン(C)の末端構造は、特に制限されず、例えば、上述と同様の有機基(例えば、アルキル基、アルコキシ基など)、水素原子、ヒドロキシル基、シリル基などが挙げられ、通常、水素原子、ヒドロキシル基、アルコキシ基、シリル基であってもよい。   The terminal structure of the polysilane (C) is not particularly limited, and examples thereof include the same organic groups (for example, an alkyl group, an alkoxy group, etc.), a hydrogen atom, a hydroxyl group and a silyl group as described above, and usually a hydrogen atom. It may be a hydroxyl group, an alkoxy group or a silyl group.

ポリシラン(C)の分子量について、例えば、重量平均分子量は、例えば100〜10000、好ましくは300〜5000、さらに好ましくは500〜3000程度;数平均分子量は、例えば100〜10000、好ましくは300〜5000、さらに好ましくは500〜3000程度であってもよく、分散度(M/M)は、例えば1〜5、好ましくは1〜3、さらに好ましくは1〜2、特に1〜1.5であってもよい。なお、ポリシランの重量平均分子量(M)及び数平均分子量(M)は、GPCによりポリスチレン換算で測定できる。ポリシラン(C)が低分子量(例えば、重量平均分子量が3000以下)であると、熱可塑性樹脂(A)の粘度が低下し易くなるためか、樹脂組成物の溶融流動性を向上させる効果が大きくなる。また、熱可塑性樹脂(A)との相容性の観点からも、ポリシラン(C)は低分子量であることが好ましいようである。 Regarding the molecular weight of the polysilane (C), for example, the weight average molecular weight is, for example, 100 to 10,000, preferably 300 to 5,000, more preferably about 500 to 3,000; the number average molecular weight is, for example, 100 to 10,000, preferably 300 to 5,000. The degree of dispersion (M w / M n ) may be, for example, 1 to 5, preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2, and especially 1 to 1.5. May be. The weight average molecular weight (M w ) and the number average molecular weight (M n ) of polysilane can be measured by GPC in terms of polystyrene. If the polysilane (C) has a low molecular weight (for example, a weight average molecular weight of 3,000 or less), the viscosity of the thermoplastic resin (A) tends to decrease, and the effect of improving the melt fluidity of the resin composition is large. Become. From the viewpoint of compatibility with the thermoplastic resin (A), it seems that the polysilane (C) preferably has a low molecular weight.

ポリシラン(C)の平均重合度は、ケイ素原子換算(すなわち、一分子当たりのケイ素原子の平均数)で、例えば2〜25、好ましくは2〜15、さらに好ましくは3〜10程度であってもよい。   The average degree of polymerization of the polysilane (C) is, for example, 2 to 25, preferably 2 to 15, and more preferably 3 to 10 in terms of silicon atom (that is, the average number of silicon atoms per molecule). Good.

ポリシラン(C)の割合は、前記熱可塑性樹脂(A)(特に、ポリプロピレン系樹脂などのオレフィン系樹脂)および前記セルロースナノファイバー(B)の総量100質量部に対して0.01質量部以上(例えば0.1〜10質量部程度)の範囲から選択でき、例えば0.2〜5質量部(例えば0.3〜3質量部)、好ましくは0.4〜2質量部、さらに好ましくは0.5〜1.5質量部(特に0.8〜1.2質量部)程度である。ポリシラン(C)の割合が少なすぎると、樹脂組成物の柔軟性が低下する虞がある。   The proportion of the polysilane (C) is 0.01 parts by mass or more based on 100 parts by mass of the total amount of the thermoplastic resin (A) (in particular, olefin resin such as polypropylene resin) and the cellulose nanofibers (B) ( For example, it can be selected from the range of 0.1 to 10 parts by mass), for example, 0.2 to 5 parts by mass (for example, 0.3 to 3 parts by mass), preferably 0.4 to 2 parts by mass, more preferably 0. It is about 5 to 1.5 parts by mass (particularly 0.8 to 1.2 parts by mass). If the proportion of polysilane (C) is too low, the flexibility of the resin composition may decrease.

[他の添加剤]
本発明の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂(A)(特に、ポリプロピレン系樹脂などのオレフィン系樹脂)、前記セルロースナノファイバー(B)およびポリシラン(C)に加えて、他の添加剤をさらに含んでいてもよい。他の添加剤としては、慣用の添加剤を利用でき、例えば、着色剤(例えば、染顔料など)、導電剤、難燃剤(リン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤、無機系難燃剤など)、難燃助剤、可塑剤、滑剤、安定剤(例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐光安定剤、熱安定剤など)、離型剤、帯電防止剤、流動調整剤、レベリング剤、消泡剤、表面改質剤、低応力化剤、核剤、結晶化促進剤、抗菌剤、防腐剤などが挙げられる。これらの添加剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。
[Other additives]
The resin composition of the present invention further contains other additives in addition to the thermoplastic resin (A) (in particular, an olefin resin such as polypropylene resin), the cellulose nanofiber (B) and polysilane (C). You can leave. As other additives, conventional additives can be used, for example, colorants (for example, dyes and pigments), conductive agents, flame retardants (phosphorus flame retardants, halogen flame retardants, inorganic flame retardants, etc.), Flame retardant aids, plasticizers, lubricants, stabilizers (eg antioxidants, UV absorbers, light stabilizers, heat stabilizers, etc.), mold release agents, antistatic agents, flow control agents, leveling agents, defoaming agents. Agents, surface modifiers, stress reducing agents, nucleating agents, crystallization accelerators, antibacterial agents, preservatives and the like. These additives can be used alone or in combination of two or more.

他の添加剤の合計割合は、樹脂組成物中10質量%以下(例えば0.01〜10質量%程度)であってもよく、例えば5質量%以下、好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下であってもよい。   The total proportion of the other additives may be 10% by mass or less (for example, about 0.01 to 10% by mass) in the resin composition, for example, 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and further preferably It may be 1% by mass or less.

[樹脂組成物の製造方法および特性]
本発明の樹脂組成物は、柔軟性に優れ、120℃における引張試験おける破壊応力は、特に限定されないが、例えば1〜30MPa、好ましくは3〜20MPa、さらに好ましくは5〜15MPa程度である。
[Production method and characteristics of resin composition]
The resin composition of the present invention has excellent flexibility, and the breaking stress in a tensile test at 120 ° C is not particularly limited, but is, for example, 1 to 30 MPa, preferably 3 to 20 MPa, more preferably 5 to 15 MPa.

なお、本明細書および特許請求の範囲において、破壊応力は、詳細には、後述する実施例に記載の方法で測定できる。   In the present specification and claims, the fracture stress can be measured in detail by the method described in Examples below.

本発明の樹脂組成物は、高温での線熱膨張係数が低く、80℃以上(例えば80〜120℃程度)であっても、低い線熱膨張係数を示す。具体的には、120℃における線熱膨張係数は、特に限定されないが、3×10−4/K以下であってもよく、例えば1×10−4〜2.5×10−4/K、好ましくは1.2×10−4〜2.3×10−4/K、さらに好ましくは1.5×10−4〜2×10−4/K程度である。 The resin composition of the present invention has a low coefficient of linear thermal expansion at high temperatures, and exhibits a low coefficient of linear thermal expansion even at 80 ° C or higher (for example, about 80 to 120 ° C). Specifically, the coefficient of linear thermal expansion at 120 ° C. is not particularly limited, but may be 3 × 10 −4 / K or less, for example, 1 × 10 −4 to 2.5 × 10 −4 / K, It is preferably 1.2 × 10 −4 to 2.3 × 10 −4 / K, more preferably about 1.5 × 10 −4 to 2 × 10 −4 / K.

なお、本明細書および特許請求の範囲において、線熱膨張係数は、詳細には、後述する実施例に記載の方法で測定できる。   In the present specification and claims, the linear thermal expansion coefficient can be measured in detail by the method described in Examples described later.

本発明の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂(A)と、修飾されていてもよいセルロースナノファイバー(B)および/またはその原料(セルロース系原料)と、ポリシラン(C)とを混合する混合工程を経て調製できる。混合方法は、乾式混合、溶融混練などの慣用の方法であればよく、乾式混合であってもよいが、簡便性などの点から、溶融混練する方法が好ましい。得られる樹脂組成物の形態は、熱可塑性樹脂(A)と前記セルロースナノファイバー(B)とポリシラン(C)とが溶融混練されて一体化したペレットなどの形態であってもよい。   The resin composition of the present invention is a mixing step of mixing the thermoplastic resin (A), the optionally modified cellulose nanofiber (B) and / or its raw material (cellulosic raw material), and polysilane (C). Can be prepared. The mixing method may be a conventional method such as dry mixing or melt kneading, and may be dry mixing, but the method of melt kneading is preferable from the viewpoint of simplicity and the like. The form of the obtained resin composition may be a form such as a pellet in which the thermoplastic resin (A), the cellulose nanofibers (B) and the polysilane (C) are melt-kneaded and integrated.

各成分(原料)の形態は特に制限されず、例えば、粉粒状であってもよく、ペレット状であってもよい。また、溶融混練において、各成分を添加する順序は特に制限されず、例えば、熱可塑性樹脂(A)と、セルロース系原料およびポリシラン(C)の一方の成分とを含む混合物またはペレットに、粉粒状またはペレット状の他方の成分を添加して、溶融混練してもよい。また、予め、セルロース系原料をポリシラン(C)で処理し、またはセルロース系原料とポリシラン(C)とを混合し、さらに熱可塑性樹脂(A)を添加した後に溶融混練してもよい。さらに、各成分を一括添加して溶融混練してもよい。   The form of each component (raw material) is not particularly limited, and may be, for example, powdery or granular. In addition, in the melt-kneading, the order of adding the respective components is not particularly limited, and for example, a mixture or pellets containing the thermoplastic resin (A) and one component of the cellulosic raw material and the polysilane (C) may be powdered or granular. Alternatively, the other component in pellet form may be added and melt-kneaded. Alternatively, the cellulosic raw material may be treated with polysilane (C) in advance, or the cellulosic raw material and polysilane (C) may be mixed, and the thermoplastic resin (A) may be further added, followed by melt kneading. Further, each component may be added all at once and melt-kneaded.

前記混合工程(特に、溶融混練する混合工程)において、前記セルロースナノファイバー(B)が修飾セルロースナノファイバー(B1)である場合、修飾セルロースナノファイバー(B1)は、その原料であるフルオレン化合物および未修飾セルロースナノファイバーであってもよく、これらの原料を添加することにより、混練工程によって修飾セルロースナノファイバー(B1)を生成させてもよい。   When the cellulose nanofibers (B) are the modified cellulose nanofibers (B1) in the mixing step (particularly, the mixing step of melt-kneading), the modified cellulose nanofibers (B1) include the fluorene compound as the raw material and the unmodified cellulose nanofibers (B1). Modified cellulose nanofibers may be used, and modified cellulose nanofibers (B1) may be generated by a kneading step by adding these raw materials.

溶融混練方法は、特に制限されず、熱可塑性樹脂(A)が溶融した状態で前記セルロースナノファイバー(B)およびポリシラン(C)と混練(または混合)できればよく、通常、略均一に混練(または混合)される。   The melt-kneading method is not particularly limited as long as the thermoplastic resin (A) can be kneaded (or mixed) with the cellulose nanofibers (B) and the polysilane (C) in a molten state, and generally kneaded substantially uniformly (or Mixed).

溶融混練の方法としては、慣用の方法、例えば、一軸または二軸押出機、ロール混練、ニーダ、バンバリーミキサーなどを用いた方法などが挙げられる。   Examples of the melt kneading method include a conventional method, for example, a method using a single-screw or twin-screw extruder, roll kneading, a kneader, a Banbury mixer, and the like.

溶融混練における温度は、特に制限されず、熱可塑性樹脂(A)の溶融温度以上、分解温度未満であればよく、樹脂の種類に応じて、例えば100〜400℃の範囲から選択できる。ポリプロピレン系樹脂などのオレフィン系樹脂の場合、例えば100〜300℃、好ましくは130〜260℃、さらに好ましくは160〜250℃(特に180〜220℃)程度であってもよい。   The temperature in the melt-kneading is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the melting temperature of the thermoplastic resin (A) and lower than the decomposition temperature, and can be selected from the range of 100 to 400 ° C. depending on the type of resin. In the case of an olefin resin such as a polypropylene resin, the temperature may be, for example, 100 to 300 ° C, preferably 130 to 260 ° C, more preferably 160 to 250 ° C (particularly 180 to 220 ° C).

混練条件も、溶融混練の種類に応じて適宜選択できるが、例えば10〜500rpm、好ましくは20〜100rpm、さらに好ましくは30〜80rpm(特に40〜60rpm)程度の回転速度で溶融混練してもよい。   The kneading conditions can be appropriately selected depending on the type of melt kneading, but may be, for example, 10 to 500 rpm, preferably 20 to 100 rpm, and more preferably 30 to 80 rpm (particularly 40 to 60 rpm). .

溶融混練時間は、特に限定されないが、例えば1分〜1時間、好ましくは3〜30分、さらに好ましくは5〜10分程度であってもよい。   The melt-kneading time is not particularly limited, but may be, for example, 1 minute to 1 hour, preferably 3 to 30 minutes, more preferably 5 to 10 minutes.

樹脂組成物は、柔軟性および成形性に優れるため、慣用の成形方法、例えば、圧縮成形法、射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法、カレンダー成形法、トランスファー成形法、ブロー成形法、加圧成形法、キャスティング成形法などを利用して成形できる。   Since the resin composition is excellent in flexibility and moldability, a conventional molding method, for example, compression molding method, injection molding method, injection compression molding method, extrusion molding method, calender molding method, transfer molding method, blow molding method, It can be molded using a pressure molding method, a casting molding method, or the like.

得られた成形体の形状は、特に限定されず、用途に応じて選択でき、例えば、一次元的構造体(例えば、線状または糸状など)、二次元的構造体(例えば、フィルム状、シート状、板状など)、三次元的構造体[例えば、ブロック状、棒状、中空状(管状またはチューブ状)など]などであってもよい。   The shape of the obtained molded body is not particularly limited and can be selected depending on the application, and for example, one-dimensional structure (for example, linear or thread-like), two-dimensional structure (for example, film, sheet). Shape, plate shape, etc.), a three-dimensional structure [eg, block shape, rod shape, hollow shape (tubular or tube shape), etc.] and the like.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。以下に、用いた原料および評価方法は以下の通りである。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples. The raw materials used and the evaluation method are as follows.

(使用原料)
BPFG:9,9−ビス(4−グリシジルオキシフェニル)フルオレン
ポリプロピレン(PP):(株)プライムポリマー製、「プライムポリプロ(登録商標)F113G」、重量平均分子量6.0×10、融点160℃、MFR3.0g/10分
ポリシラン:大阪ガスケミカル(株)製、「ポリメチルフェニルシラン(OGSOL SI−10−40)」(重量平均分子量:700、数平均分子量:620)。
(Raw materials used)
BPFG: 9,9-bis (4-glycidyloxyphenyl) fluorene polypropylene (PP): manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., “Prime Polypro (registered trademark) F113G”, weight average molecular weight 6.0 × 10 5 , melting point 160 ° C. , MFR 3.0 g / 10 min Polysilane: "Polymethylphenylsilane (OGSOL SI-10-40)" manufactured by Osaka Gas Chemicals, Inc. (weight average molecular weight: 700, number average molecular weight: 620).

(修飾セルロースナノファイバーに結合したフルオレン化合物の修飾率)
フルオレン化合物の修飾率(以下フルオレン修飾率)は、ラマン顕微鏡(HORIBA JOBIN YVON社製、XploRA)を使用してラマン分析を行い、芳香族環(1604cm−1)とセルロースの環内CH(1375cm−1)との吸収バンドの強度比(I1604/I1375)により算出した。なお、算出にあたっては、フルオレン化合物を所定量含有するジアセチルセルロース((株)ダイセル製)フィルムを、溶液キャスト法により作成し、これらの強度比(I1604/I1375)から作成した検量線を用いた。すべてのサンプルは3回測定し、その結果から算出される値の平均値をフルオレン修飾率とした。
(Modification rate of fluorene compound bonded to modified cellulose nanofiber)
The modification ratio of the fluorene compound (hereinafter referred to as the fluorene modification ratio) was measured by Raman analysis using a Raman microscope (HORIBA JOBIN YVON, XploRA), and the aromatic ring (1604 cm −1 ) and the endocyclic CH of cellulose (1375 cm − 1 ) and the intensity ratio of the absorption band (I 1604 / I 1375 ). In the calculation, a diacetylcellulose (manufactured by Daicel Corporation) film containing a predetermined amount of a fluorene compound was prepared by a solution casting method, and a calibration curve prepared from these intensity ratios (I 1604 / I 1375 ) was used. I was there. All samples were measured three times, and the average value of the values calculated from the results was taken as the fluorene modification rate.

(修飾セルロースナノファイバーの合成)
セルロースナノファイバーの水分散液(固形分濃度15質量%)100gをN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)500gに分散して遠心分離した後、沈降した固形分をさらに500gのDMAcに分散して再び遠心分離することにより、溶媒置換し、セルロースナノファイバーとDMAcとの混合物(セルロース含量約10質量%)を得た。この混合物を1000mLの三口フラスコに移し、さらにDMAc350g、9,9−ビス(4−グリシジルオキシフェニル)フルオレン(BPFG)15g、ジアザビシクロウンデセン(DBU)10gを加え、120℃で3時間攪拌した。得られた混合液を遠心分離で回収し、1200mLのDMAcで洗浄する工程を3回繰り返し、修飾セルロースナノファイバー(B−CNF)を得た。フルオレン化合物の修飾率は12質量%であった。なお、使用した原料である植物由来のセルロースナノファイバーをSEM(日本電子(株)製「JSM−6510」)で観察したSEM写真を図1に示す。
(Synthesis of modified cellulose nanofiber)
100 g of an aqueous dispersion of cellulose nanofibers (solid content concentration 15% by mass) was dispersed in 500 g of N, N-dimethylacetamide (DMAc) and centrifuged, and then the precipitated solid content was further dispersed in 500 g of DMAc and again. The solvent was replaced by centrifugation to obtain a mixture of cellulose nanofibers and DMAc (cellulose content of about 10% by mass). This mixture was transferred to a 1000 mL three-necked flask, DMAc 350 g, 9,9-bis (4-glycidyloxyphenyl) fluorene (BPFG) 15 g and diazabicycloundecene (DBU) 10 g were added, and the mixture was stirred at 120 ° C. for 3 hours. . The step of collecting the obtained mixed solution by centrifugation and washing with 1200 mL of DMAc was repeated 3 times to obtain a modified cellulose nanofiber (B-CNF). The modification rate of the fluorene compound was 12% by mass. In addition, the SEM photograph which observed the cellulose nanofiber derived from the plant which is the used raw material by SEM ("JSM-6510" by JEOL Ltd.) is shown in FIG.

(引張破壊応力および引張破断伸び)
動的粘弾性測定装置((株)UBM製、「Rheogel−E4000」)を用いて、JIS K 7161に準拠して5回測定し、5回測定した平均値を、それぞれ引張破壊応力および引張破断伸びとした。ISO多目的タイプBの試験片を用い、試験温度120℃、試験速度:0.275mm/分、チャック間距離:20mmとした。なお、引張破断伸びは、初期のチャック間距離を基準とし、破断時のチャック間距離の増加割合を表す。
(Tensile breaking stress and tensile breaking elongation)
A dynamic viscoelasticity measuring device (manufactured by UBM Co., Ltd., "Rheogel-E4000") was used to measure 5 times in accordance with JIS K 7161, and the average value of 5 measurements was taken as tensile breaking stress and tensile breaking, respectively. I tried to grow. Using an ISO multipurpose type B test piece, the test temperature was 120 ° C., the test speed was 0.275 mm / min, and the chuck distance was 20 mm. The tensile elongation at break represents the rate of increase in the distance between chucks at the time of break, based on the initial distance between chucks.

(線熱膨張係数)
サンプルを粉砕し、ホットプレスで厚み0.3mmに調整したフィルムを24mm×5mmに切り出し、熱機械分析装置((株)Rigaku製、「Thermo plus2 TMA8310」)を用いて、静荷重49mNの引張モード、窒素雰囲気下、温度範囲40〜130℃、昇温速度5℃/minで熱機械分析を行った。得られた結果を2℃毎に区切り、区間毎に傾きを算出することで40〜130℃における線熱膨張係数を算出した。
(Linear thermal expansion coefficient)
A sample was crushed, and a film adjusted to a thickness of 0.3 mm by a hot press was cut into 24 mm × 5 mm, and a thermomechanical analyzer (manufactured by Rigaku Co., “Thermo plus2 TMA8310”) was used to pull a static load of 49 mN in a tensile mode. The thermomechanical analysis was performed under a nitrogen atmosphere at a temperature range of 40 to 130 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min. The linear thermal expansion coefficient at 40 to 130 ° C. was calculated by dividing the obtained results by 2 ° C. and calculating the slope for each section.

(実施例1)
ラボプラストミル((株)東洋精機製「50M」)を用いて、溶融温度を200℃に調整し、ポリプロピレン(PP)90質量部、修飾セルロースナノファイバー(B−CNF)10質量部、ポリシラン1質量部を20rpmで2分間混練した後、50rpmにして6分間混練した。得られた混練物を粉砕し、200℃で2分間無加圧溶融した後に、熱プレス機((株)井元製作所製「MH−10」)を用いて、10MPaで3分間加圧成形し、110℃で同圧力下、5分間保持し、厚み300μmフィルムを得た。
(Example 1)
Using a Labo Plastomill (“50M” manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), the melting temperature was adjusted to 200 ° C., 90 parts by mass of polypropylene (PP), 10 parts by mass of modified cellulose nanofiber (B-CNF), polysilane 1 The mass parts were kneaded at 20 rpm for 2 minutes and then at 50 rpm for 6 minutes. The obtained kneaded product was crushed and melted under pressureless pressure at 200 ° C. for 2 minutes, and then pressure-molded at 10 MPa for 3 minutes using a heat press machine (“MH-10” manufactured by Imoto Manufacturing Co., Ltd.), The film was maintained at 110 ° C. under the same pressure for 5 minutes to obtain a film having a thickness of 300 μm.

(実施例2)
B−CNFの代わりに、未修飾セルロースナノファイバー(CNF)として、修飾セルロースナノファイバーの合成に用いた原料であるセルロースナノファイバーの水分散液(固形分濃度15質量%)を用いる以外は実施例1と同様にしてフィルムを得た。
(Example 2)
An example except that an aqueous dispersion (solid content concentration 15% by mass) of cellulose nanofibers, which is a raw material used in the synthesis of modified cellulose nanofibers, was used as the unmodified cellulose nanofibers (CNF) instead of B-CNF. A film was obtained in the same manner as in 1.

(比較例1)
B−CNFを用いず、PPを100質量部用いる以外は実施例1と同様にしてフィルムを得た。
(Comparative Example 1)
A film was obtained in the same manner as in Example 1 except that B-CNF was not used and 100 parts by mass of PP was used.

(比較例2)
ポリシランを用いない以外は実施例1と同様にしてフィルムを得た。
(Comparative example 2)
A film was obtained in the same manner as in Example 1 except that polysilane was not used.

(比較例3)
ポリシランを用いない以外は実施例2と同様にしてフィルムを得た。
(Comparative example 3)
A film was obtained in the same manner as in Example 2 except that polysilane was not used.

(比較例4)
B−CNFおよびポリシランを用いず、PPを100質量部用いる以外は実施例1と同様にしてフィルムを得た。
(Comparative example 4)
A film was obtained in the same manner as in Example 1 except that B-CNF and polysilane were not used and 100 parts by mass of PP was used.

実施例および比較例で得られたフィルムについて、引張破壊応力および引張破断伸びを評価した結果を表1に示す。   Table 1 shows the results of evaluation of tensile breaking stress and tensile breaking elongation of the films obtained in Examples and Comparative Examples.

表1の結果から明らかなように、実施例で得られたフィルムの柔軟性が高いのに対して、比較例のフィルムの柔軟性は低かった。なお、引張破断伸びの「NB」は、装置内で破断が起こらなかったことを示す。   As is clear from the results in Table 1, the flexibility of the films obtained in the examples was high, while the flexibility of the films of the comparative examples was low. In addition, "NB" of tensile elongation at break indicates that no fracture occurred in the apparatus.

さらに、実施例1および比較例1〜2の線熱膨張係数を評価した結果を図2に示す。図2の結果から明らかなように、実施例1のフィルムを構成する組成物は、線熱膨張係数が低い。そのため、本発明の組成物は、柔軟性を維持しつつ、低線熱膨張係数を達成できることが明らかとなった。   Furthermore, the result of having evaluated the linear thermal expansion coefficient of Example 1 and Comparative Examples 1-2 is shown in FIG. As is clear from the results of FIG. 2, the composition constituting the film of Example 1 has a low coefficient of linear thermal expansion. Therefore, it became clear that the composition of the present invention can achieve a low linear thermal expansion coefficient while maintaining flexibility.

本発明の樹脂組成物は、成形性に優れるため、種々の用途、例えば、自動車部品、家電・電化製品の部品、事務機器の部材、漁業用資材、農業用資材、園芸用資材、土木・建築用資材などに好適に利用できる。   Since the resin composition of the present invention is excellent in moldability, it is used in various applications, for example, automobile parts, home appliances / electric appliances parts, office equipment members, fishery materials, agricultural materials, gardening materials, civil engineering / construction. It is suitable for use as materials.

Claims (14)

熱可塑性樹脂(A)、修飾されていてもよいセルロースナノファイバー(B)およびポリシラン(C)を含む樹脂組成物。   A resin composition comprising a thermoplastic resin (A), an optionally modified cellulose nanofiber (B) and a polysilane (C). セルロースナノファイバー(B)が、9,9位にアリール基を有するフルオレン化合物が結合した修飾セルロースナノファイバー(B1)を含む請求項1記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 1, wherein the cellulose nanofiber (B) contains a modified cellulose nanofiber (B1) to which a fluorene compound having an aryl group at the 9,9 position is bonded. フルオレン化合物が、下記式(1)で表される化合物である請求項2記載の樹脂組成物。
(式中、環Zはアレーン環、RおよびRは置換基、Xはヘテロ原子含有官能基、kは0〜4の整数、nは1以上の整数、pは0以上の整数を示す)
The resin composition according to claim 2, wherein the fluorene compound is a compound represented by the following formula (1).
(In the formula, ring Z is an arene ring, R 1 and R 2 are substituents, X 1 is a heteroatom-containing functional group, k is an integer of 0 to 4, n is an integer of 1 or more, and p is an integer of 0 or more. Show)
式(1)において、Xが、基−[(OA)m1−Y](式中、Aはアルキレン基、Yはヒドロキシル基またはグリシジルオキシ基、m1は0以上の整数を示す)である請求項3記載の樹脂組成物。 In the formula (1), X 1 is a group — [(OA) m1 —Y 1 ] (in the formula, A is an alkylene group, Y 1 is a hydroxyl group or a glycidyloxy group, and m1 is an integer of 0 or more). The resin composition according to claim 3. フルオレン化合物の割合が、修飾セルロースナノファイバー(B1)中0.01〜33質量%である請求項2〜4のいずれかに記載の樹脂組成物。   The resin composition according to any one of claims 2 to 4, wherein the ratio of the fluorene compound is 0.01 to 33% by mass in the modified cellulose nanofiber (B1). セルロースナノファイバー(B)の平均繊維径が3〜500nmである請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂組成物。   The resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the cellulose nanofiber (B) has an average fiber diameter of 3 to 500 nm. ポリシラン(C)が、下記式(2)および(3)で表される構造単位のうち少なくとも1つの構造単位を有する請求項1〜6のいずれかに記載の樹脂組成物。
(式中、R〜Rは、同一または相異なって、水素原子、ヒドロキシル基、有機基またはシリル基を示す)
The resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the polysilane (C) has at least one structural unit among structural units represented by the following formulas (2) and (3).
(In the formula, R 3 to R 5 are the same or different and represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an organic group or a silyl group.)
ポリシラン(C)が、重量平均分子量100〜10000のポリアルキルアリールシランである請求項1〜7のいずれかに記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 1, wherein the polysilane (C) is a polyalkylarylsilane having a weight average molecular weight of 100 to 10,000. 熱可塑性樹脂(A)がオレフィン系樹脂である請求項1〜8のいずれかに記載の樹脂組成物。   The resin composition according to any one of claims 1 to 8, wherein the thermoplastic resin (A) is an olefin resin. 熱可塑性樹脂(A)がポリプロピレン系樹脂である請求項1〜9のいずれかに記載の樹脂組成物。   The resin composition according to any one of claims 1 to 9, wherein the thermoplastic resin (A) is a polypropylene resin. 熱可塑性樹脂(A)とセルロースナノファイバー(B)との質量比が、前者/後者=99/1〜70/30である請求項1〜10のいずれかに記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 1, wherein the mass ratio of the thermoplastic resin (A) and the cellulose nanofiber (B) is former / latter = 99/1 to 70/30. ポリシラン(C)の割合が、熱可塑性樹脂(A)およびセルロースナノファイバー(B)の総量100質量部に対して0.1〜10質量部である請求項1〜11のいずれかに記載の樹脂組成物。   The resin according to any one of claims 1 to 11, wherein the proportion of the polysilane (C) is 0.1 to 10 parts by mass based on 100 parts by mass of the total amount of the thermoplastic resin (A) and the cellulose nanofiber (B). Composition. 熱可塑性樹脂(A)と、修飾されていてもよいセルロースナノファイバー(B)および/またはその原料と、ポリシラン(C)とを混合する混合工程を含む請求項1〜12のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。   The thermoplastic resin (A), the optionally modified cellulose nanofiber (B) and / or a raw material thereof, and a mixing step of mixing the polysilane (C) with each other. A method for producing a resin composition. 混合工程において、熱可塑性樹脂(A)と、修飾されていてもよいセルロースナノファイバー(B)および/またはその原料と、ポリシラン(C)とを溶融混練する請求項13記載の製造方法。   The production method according to claim 13, wherein in the mixing step, the thermoplastic resin (A), the optionally modified cellulose nanofiber (B) and / or its raw material, and the polysilane (C) are melt-kneaded.
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