JP2020158764A - 改質セルロース繊維を含有する組成物 - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
従って本発明の課題は、硬化して得られる透明性及び寸法安定性が高い、CNFを含有する組成物を提供することにある。
〔1〕 (A)イオン性基を含むセルロース繊維のイオン性基にシリコーン化合物が修飾基として結合されてなる改質セルロース繊維、及び、
(B)シリコーンオイル及び樹脂からなる群より選択される1種以上
を含有する組成物。
〔2〕 前記〔1〕に記載の組成物を硬化してなる、成形体。
〔3〕 (A)イオン性基を含むセルロース繊維のイオン性基にシリコーン化合物が修飾基として結合されてなる改質セルロース繊維、及び、
(B)シリコーンオイル及び樹脂からなる群より選択される1種以上
を混合する工程を含む、前記〔1〕に記載の組成物の製造方法。
〔4〕 イオン性基を含むセルロース繊維を含む分散体、
シリコーン化合物、並びに
シリコーンオイル及び樹脂からなる群より選択される1種以上
を混合する工程を含む、前記〔1〕に記載の組成物の製造方法。
〔5〕 (C)イオン性基を含むセルロース繊維のイオン性基に、EO/PO共重合部及び炭化水素基からなる群より選択される1種以上が修飾基として結合されてなる改質セルロース繊維、及び、
(D)シリコーンオイル及びシリコーン樹脂からなる群より選択される1種以上
を含有する組成物。
A成分の改質セルロース繊維は、イオン性基を含むセルロース繊維のイオン性基にシリコーン化合物が修飾基として結合されてなる改質セルロース繊維である。シリコーン化合物のような、修飾基を導入するための化合物を、本明細書では「修飾用化合物」と称する。
本発明における改質セルロース繊維におけるカルボキシ基含有量としては、安定な修飾基導入の観点から、好ましくは0.1mmol/g以上、より好ましくは0.4mmol/g以上、更に好ましくは0.6mmol/g以上である。また、取り扱い性を向上させる観点から、好ましくは3mmol/g以下、より好ましくは2mmol/g以下、更に好ましくは1.8mmol/g以下、更に好ましくは1.5mmol/g以下である。なお、「カルボキシ基含有量」とは、セルロース繊維を構成するセルロース中のカルボキシ基の総量を意味し、具体的には後述の実施例に記載の方法により測定される。
本発明における改質セルロース繊維の平均繊維径、平均繊維長及び平均アスペクト比の好適な範囲は特に限定されるものではなく、セルロース系原料と同様の範囲であってもよく、必要に応じて微細化を行い、数ナノメートル〜数百ナノメートルの平均繊維径であってもよい。前者の場合、取扱い性、入手性、及びコストの観点から、好ましくは5μm以上であり、一方、取扱い性の観点から、好ましくは10,000μm以下である。後者の場合、改質セルロース繊維又は酸化セルロース繊維の平均繊維径は、取扱い性、入手性、及びコストの観点から、好ましくは1nm以上、より好ましくは3nm以上、更に好ましくは10nm以上、更に好ましくは20nm以上であり、取扱い性の観点から、好ましくは1μm未満、好ましくは500nm以下、より好ましくは300nm以下、更に好ましくは200nm以下である。酸化セルロース繊維や改質セルロース繊維等の各種セルロース繊維の平均繊維径等は、具体的には後述の実施例に記載の方法により測定される。
A成分の改質セルロース繊維は、例えば、上記した酸化セルロース繊維のカルボキシ基に、シリコーン化合物を修飾基としてイオン結合及び/又は共有結合させることにより得られる。ここでの共有結合としては、例えば、アミド結合、エステル結合、ウレタン結合が挙げられ、なかでも、寸法安定性の観点から、好ましくはアミド結合である。従って、改質セルロース繊維としては、寸法安定性の観点から、セルロース繊維表面に既に存在するカルボキシ基に、シリコーン化合物をイオン結合及び/又はアミド結合させることにより得られるものが好ましく、特にシリコーン化合物をイオン結合させることにより得られるものが好ましい。
シリコーン化合物は、市販品を用いるか、公知の方法に従って調製することができる。シリコーン化合物は1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
アミノ変性シリコーン化合物としては、25℃での動粘度が10mm2/s以上20,000mm2/s以下、アミノ当量400g/mol以上8,000g/mol以下のアミノ変性シリコーン化合物が好ましいものとして挙げられる。
−C3H6−NH2
−C3H6−NH−C2H4−NH2
−C3H6−NH−[C2H4−NH]e−C2H4−NH2
−C3H6−NH(CH3)
−C3H6−NH−C2H4−NH(CH3)
−C3H6−NH−[C2H4−NH]f−C2H4−NH(CH3)
−C3H6−N(CH3)2
−C3H6−N(CH3)−C2H4−N(CH3)2
−C3H6−N(CH3)−[C2H4−N(CH3)]g−C2H4−N(CH3)2
−C3H6−NH−cyclo-C5H11
(ここで、e、f、gは、それぞれ1〜30の数である。)
H2N(CH2)2NH(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2 (a2)
(a1−2)成分としては、SF8417(動粘度:1200、アミノ当量:1700)、BY16−209(動粘度:500、アミノ当量:1800)、FZ−3760(動粘度:220、アミノ当量:1600)がより好ましい。
改質セルロース繊維の原料である酸化セルロース繊維は、例えば、触媒として2,2,6,6,−テトラメチル−1−ピペリジン−N−オキシル(TEMPO)を使用し、更に次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤、臭化ナトリウム等の臭化物を併用して、セルロース繊維を酸化する方法が適用できる。より詳細には、特開2011−140632号公報に記載の方法を参照することができ、更に、追酸化処理又は還元処理を行うことで、アルデヒドを除去した酸化セルロース繊維として調製することができる。
酸化セルロース繊維の原料であるセルロース繊維としては、環境面から天然セルロース繊維が好ましく、例えば、針葉樹系パルプ、広葉樹系パルプ等の木材パルプ;コットンリンター、コットンリントのような綿系パルプ;麦わらパルプ、バガスパルプ等の非木材系パルプ;バクテリアセルロース等が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明におけるB成分は、シリコーンオイル及び樹脂からなる群より選択される1種以上の成分である。
シリコーンオイルは、好ましくは25℃で液体のものであり、例えば、ジメチルポリシロキサン、環状ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、メチルヘキシルポリシロキサン、ジシロキサン、トリシロキサン、メチルトリメチコン、シクロペンタシロキサン(デカメチルシクロペンタシロキサン)、シクロヘキサシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、アミノ変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルボキシ変性シリコーン、アルコール変性シリコーン、メタクリル変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、メチルスチリル変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、高級脂肪酸エステル変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、フッ素変性シリコーン等が挙げられる。
使用できる樹脂は特に限定されないが、例えば、主鎖にポリシロキサン構造を有するシリコーン樹脂、および主鎖にポリシロキサン構造を有していない熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、セルロース系樹脂、ゴム系樹脂を用いることができる。かかる主鎖にポリシロキサン構造を有するシリコーン樹脂、および主鎖にポリシロキサン構造を有していない熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、セルロース系樹脂及びゴム系樹脂は、樹脂として1種のみ使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。この中でも、耐熱性の観点から、主鎖にポリシロキサン構造を有するシリコーン樹脂が好ましい。
主鎖にポリシロキサン構造を有するシリコーン樹脂としては、ラジカル架橋タイプ、付加架橋タイプ等のミラブル型シリコーン樹脂、あるいはラジカル架橋、付加架橋、縮合などの方法で硬化可能な;室温硬化1液タイプ、加熱硬化1液タイプ、UV硬化1液タイプ、室温硬化2液タイプ、加熱硬化2液タイプ等の液状シリコーン樹脂、非硬化性のエマルション系のシリコーン樹脂あるいは溶剤溶解系シリコーン樹脂等が挙げられる。
主鎖にポリシロキサン構造を有していない熱可塑性樹脂としては、ポリ乳酸樹脂等の飽和ポリエステル樹脂;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のオレフィン樹脂;塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、スチレン樹脂、ビニルエーテル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂等のビニル樹脂;(メタ)アクリル系樹脂;ビニルエーテル樹脂;ポリビニルアルコール樹脂;ポリビニルアセタール樹脂;ポリ酢酸ビニル樹脂;ポリアミド樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリスルホン樹脂;ポリウレタン樹脂等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で使用してもよく、2種以上の混合樹脂として用いても良い。なお、本明細書において、(メタ)アクリル系樹脂とは、メタクリル系樹脂及びアクリル系樹脂を含む概念を意味する。
主鎖にポリシロキサン構造を有していない硬化性樹脂としては、光硬化性樹脂及び/又は熱硬化性樹脂が好ましい。
光硬化性樹脂は、紫外線や電子線等の活性エネルギー線照射により、ラジカルやカチオンを発生する光重合開始剤を用いることで重合反応が進行する。
主鎖にポリシロキサン構造を有していないセルロース系樹脂としては、酢酸セルロース(セルロースアセテート)、セルロースアセテートプロピオネート等のセルロース混合アシレートなどの有機酸エステル;硝酸セルロース、リン酸セルロース等の無機酸エステル;硝酸酢酸セルロース等の有機酸無機酸混酸エステル;アセチル化ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロースエーテルエステルなどが挙げられる。上記酢酸セルロースには、セルローストリアセテート(アセチル置換度2.6〜3)、セルロースジアセテート(アセチル置換度2以上2.6未満)、セルロースモノアセテートが含まれる。セルロース系樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、本発明では、主鎖にポリシロキサン構造を有していない樹脂として主鎖にポリシロキサン構造を有していないゴム系樹脂を用いることができる。
ジエン系ゴムとしては、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ブチルゴム、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体ゴム、クロロプレンゴム及び変性天然ゴム等が挙げられる。変性天然ゴムとしては、エポキシ化天然ゴム、水素化天然ゴム等が挙げられる。非ジエン系ゴムとしては、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、多硫化ゴム、エピクロルヒドリンゴムなどが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の組成物は、A成分と、シリコーンオイル及び樹脂からなる群より選択される1種以上であるB成分とを含有するが、成形体を製造する観点から、B成分として、シリコーンオイル及び樹脂を含有することが好ましい。
本発明の組成物は、前記成分以外に、可塑剤、結晶核剤、充填剤(無機充填剤、有機充填剤)、加水分解抑制剤、難燃剤、酸化防止剤、炭化水素系ワックス類やアニオン型界面活性剤である滑剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、防曇剤、光安定剤、顔料、防カビ剤、抗菌剤、発泡剤、界面活性剤;でんぷん類、アルギン酸等の多糖類;ゼラチン、ニカワ、カゼイン等の天然たんぱく質;タンニン、ゼオライト、セラミックス、金属粉末等の無機化合物;香料;流動調整剤;レべリング剤;導電剤;紫外線分散剤;消臭剤等を、本発明の効果を損なわない範囲で含有することができる。また同様に、本発明の効果を阻害しない範囲内で他の高分子材料や他の組成物を添加することも可能である。
本発明の成形体は、前述の本発明の組成物を利用した押出成形、射出成形、プレス成形、注型成形又は溶媒キャスト法等の公知の硬化方法又は成形方法を適宜用いることによって調製することができる。本発明の成形体は寸法安定性に優れているので、成形体を各種用途に好適に用いることができる。
本発明の組成物は、例えば、(1)A成分の改質セルロース繊維と、B成分のシリコーンオイル及び樹脂からなる群より選択される1種以上とを混合する工程を含む方法、(2)A成分を含む分散体とB成分とを混合する工程を含む方法、並びに(3)イオン性基を含むセルロース繊維を含む分散体、シリコーン化合物、並びに、シリコーンオイル及び樹脂からなる群より選択される1種以上を混合する工程を含む方法により得ることができる。本発明の製造方法において、A成分を含む分散体及びイオン性基を含むセルロース繊維を含む分散体には、B成分のシリコーンオイルが含まれていてもよい。また、セルロース繊維のイオン性基に結合していないシリコーン化合物をシリコーンオイルとみなすことができる。シリコーンオイルは公知の方法によって樹脂と複合体化することができる。かかる組成物を使用して、公知の成形方法により成形体を製造できる。
本明細書では、更に、C成分及びD成分を含有する組成物に係る発明を開示する。
本発明におけるC成分とは、イオン性基を含むセルロース繊維のイオン性基に、EO/PO共重合部及び炭化水素基からなる群より選択される1種以上が修飾基として結合されてなる改質セルロース繊維である。従って、C成分の改質セルロース繊維における「修飾用化合物」としては、例えば、後述の、EO/PO共重合部を有するアミン、炭化水素基を有するアミン、及び芳香族炭化水素基を有するアミンが挙げられる。
以下、イオン性基がカルボキシ基の場合を例として説明する。
本発明におけるC成分の改質セルロース繊維は、例えば、上記した酸化セルロース繊維のカルボキシ基に、EO/PO共重合部及び炭化水素基からなる群より選択される1種以上を修飾基としてイオン結合及び/又は共有結合させることにより得られる。ここでの共有結合としては、例えば、アミド結合、エステル結合、ウレタン結合が挙げられ、なかでも、寸法安定性の観点から、好ましくはアミド結合である。従って、改質セルロース繊維としては、寸法安定性の観点から、セルロース繊維表面に既に存在するカルボキシ基に、EO/PO共重合部及び炭化水素基からなる群より選択される1種以上をイオン結合及び/又はアミド結合させることにより得られるものが好ましい。
EO/PO共重合部とは、エチレンオキサイド(EO)とプロピレンオキサイド(PO)がランダム又はブロック状に重合した構造を意味する。例えば、EO/PO共重合部を有するアミンが後述する式(i)で表される場合は、エチレンオキサイド(EO)とプロピレンオキサイド(PO)はランダム又はブロック状の連鎖構造となるが、該アミンが後述する式(ii)で表される構造を有するアミンである場合は、(EO)a(PO)b、(EO)c(PO)d、(EO)e(PO)fは、連鎖している必要はない。
EO/PO共重合部が修飾基として結合するC成分の改質セルロース繊維は、前記の酸化セルロース繊維のカルボキシ基が、EO/PO共重合部を有するアミンとイオン結合又は共有結合している。よって、本発明におけるEO/PO共重合部を有するアミンは、EO/PO共重合部によって置換されたものであればよく、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミンのいずれでもよいが、カルボキシ基との反応性の観点から、第1級アミン又は第2級アミンが好ましい。
で示される化合物が挙げられる。
C成分の修飾基として結合される炭化水素基としては、飽和アルキル基又は不飽和アルキル基などが使用でき、芳香族を含んでも良い。
芳香族を含む炭化水素基が修飾基として結合するC成分の改質セルロース繊維は、前記の酸化セルロース繊維のカルボキシ基が、芳香族炭化水素基を有するアミンとイオン結合又は共有結合している。該アミンとしては、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミンのいずれでもよいが、反応性の観点から、第1級アミン又は第2級アミンが好ましく、第1級アミンがより好ましい。
本発明における芳香族炭化水素基としては、例えば、アリール基及びアラルキル基からなる群より選ばれる。アリール基及びアラルキル基としては、芳香族環そのものが置換されたものでも非置換のものであってもよい。
D成分は、シリコーンオイル及びシリコーン樹脂からなる群より選択される1種以上である。
D成分のシリコーンオイルは前記B成分における「シリコーンオイル」と同じものであり、D成分のシリコーン樹脂は前記B成分における「主鎖にポリシロキサン構造を有するシリコーン樹脂」と同じものである。
本発明の組成物におけるC成分の量は、成形体の所望の物性や成形法によって一概には決められないが、改質セルロース繊維の添加効果を発揮させる観点から、配合量で換算して、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは5質量%以上であり、一方、B成分本来の性能を発揮させる観点から、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。
C成分及びD成分を含有する組成物は、前記のA成分及びB成分を含有する組成物と同様の「その他成分」を含んでいてもよい。
測定対象のセルロース繊維にイオン交換水を加えて、その含有量が0.01質量%の分散液を調製する。該分散液を湿式分散タイプ画像解析粒度分布計(ジャスコインターナショナル社製、商品名:IF−3200)を用いて、フロントレンズ:2倍、テレセントリックズームレンズ:1倍、画像分解能:0.835μm/ピクセル、シリンジ内径:6515μm、スペーサー厚み:500μm、画像認識モード:ゴースト、閾値:8、分析サンプル量:1mL、サンプリング:15%の条件で測定する。セルロース繊維を100本以上測定し、それらの平均ISO繊維径を平均繊維径をとして、平均ISO繊維長を平均繊維長として算出する。
測定対象のセルロース繊維に水又はエタノールを加えて、その含有量が0.0001質量%の分散液を調製し、該分散液をマイカ(雲母)上に滴下して乾燥したものを観察試料として、原子間力顕微鏡(AFM)、(Digital instrument社製、Nanoscope III Tapping mode AFM、プローブはナノセンサーズ社製、Point Probe (NCH)を使用)を用いて、該観察試料中のセルロース繊維の繊維高さを測定する。その際、該セルロース繊維が確認できる顕微鏡画像において、測定対象のセルロース繊維を100本以上抽出し、それらの繊維高さから平均繊維径を算出する。繊維方向の距離より、平均繊維長を算出する。平均アスペクト比は平均繊維長/平均繊維径より算出し、標準偏差も算出する。
乾燥質量0.5gの測定対象のセルロース繊維を100mLビーカーにとり、イオン交換水を加えて全体で55mLとし、そこに0.01M塩化ナトリウム水溶液5mLを加えて分散液を調製する。測定対象のセルロース繊維が十分に分散するまで該分散液を撹拌する。この分散液に0.1M塩酸を加えてpHを2.5〜3に調整し、自動滴定装置(東亜ディーケーケー社製、商品名「AUT−701」)を用い、0.05M水酸化ナトリウム水溶液を待ち時間60秒の条件で該分散液に滴下し、1分ごとの電導度及びpHの値を測定する。pH11程度になるまで測定を続け、電導度曲線を得る。この電導度曲線から水酸化ナトリウム滴定量を求め、次式により、測定対象のセルロース繊維のカルボキシ基含有量を算出する。
カルボキシ基含有量(mmol/g)=水酸化ナトリウム滴定量×水酸化ナトリウム水溶液濃度(0.05M)/測定対象のセルロース繊維の質量(0.5g)
EO/PO共重合部を有するアミンの結合量を次のIR測定方法によって求め、下記式によりその平均結合量及び導入率を算出する。IR測定は、具体的には、乾燥させた改質セルロース繊維を赤外吸収分光装置(IR)(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、商品名:Nicolet 6700)を用いATR法にて測定し、次式により、イオン結合による前記アミンの平均結合量及び導入率を算出する。以下はイオン性基がカルボキシ基の場合を示す。以下の「1720cm−1のピーク強度」は、カルボニル基に由来するピーク強度である。なお、カルボキシ基以外のイオン性基の場合はピーク強度の値を適宜変更し、アミンの平均結合量及び導入率を算出すればよい。
EO/PO共重合部を有するアミンの導入率(%)=100×(EO/PO共重合部を有するアミンの結合量(mmol/g))/(アニオン変性セルロース繊維中のカルボキシ基含有量(mmol/g))
平均結合量については下記式により算出する。
EO/PO共重合部を有するアミド基の結合量(mmol/g)=アミド基導入前のアニオン変性セルロース繊維中のカルボキシ基含有量(mmol/g)−アミド基導入後の改質セルロース繊維中のカルボキシ基含有量(mmol/g)
導入率(%)=〔アミド基の結合量(mmol/g)/アミド基導入前のアニオン変性セルロース繊維中のカルボキシ基含有量(mmol/g)〕×100
調製例1(アニオン変性セルロース繊維1の調製)
針葉樹の漂白クラフトパルプ(ウエストフレザー社製、商品名:ヒントン)を天然セルロース繊維として用いた。TEMPOとしては、市販品(ALDRICH社製、Free radical、98質量%)を用いた。次亜塩素酸ナトリウムとしては、市販品(和光純薬工業社製、10.5質量%水溶液)を用いた。臭化ナトリウムとしては市販品(和光純薬工業社製)を用いた。
マグネティックスターラー、攪拌子を備えたバイアル瓶に、調製例1で得られたアニオン変性セルロース繊維1を絶乾質量で7.2g仕込み、処理液の質量が360gとなるまで、イオン交換水を添加し、処理液を95℃で24時間撹拌することで、アニオン変性セルロース繊維2を得た。また、このアニオン変性セルロース繊維のカルボキシ基含有量は1.3mmol/gであった。
調製例1で得られたアニオン変性セルロース繊維1の懸濁液(固形分含有量2.0質量%)100gを調製し、これに0.5M水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH=10に調整後、イオン交換水を加えて合計200gとした。この懸濁液を高圧ホモジナイザー(吉田機械社製、ナノヴェイタL−ES)を用いて150MPaで微細化処理を3回行い、微細化されたアニオン変性セルロース繊維1の分散液を得た。その後、該分散液に、1M塩酸水溶液をpHが2となるまで添加し、室温下1時間反応させプロトン化を行った。反応終了後ろ過し、得られたケークをイオン交換水にて洗浄し塩酸及び塩を除去した。最後にイソプロピルアルコール(IPA)、次いでメチルエチルケトン(MEK)で溶媒置換し、微細化されたアニオン変性セルロース繊維1の分散液を得た。得られた分散液(固形分含有量2.03質量%)中の微細化されたアニオン変性セルロース繊維1の平均繊維径は3.7nm、カルボキシ基含有量は1.3mmol/gであった。
調製例2で得られたアニオン変性セルロース繊維2の懸濁液(固形分含有量2.0質量%)100gを調製し、これに0.5M水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH=10に調整後、この懸濁液を高圧ホモジナイザー(吉田機械社製、ナノヴェイタL−ES)を用いて150MPaで微細化処理を3回行い、微細化されたアニオン変性セルロース繊維2の分散液を得た。その後、該分散液に、1M塩酸水溶液をpHが2となるまで添加し、室温下1時間反応させプロトン化を行った。反応終了後ろ過し、得られたケークをイオン交換水にて洗浄し塩酸及び塩を除去した。最後にアセトンで溶媒置換し、微細化されたアニオン変性セルロース繊維2の分散液を得た。得られた分散液(固形分含有量5.82質量%)中の微細化されたアニオン変性セルロース繊維2の平均繊維径は3.3nm、カルボキシ基含有量は1.3mmol/gであった。
製造例1(改質セルロース繊維1の製造)
マグネティックスターラー、攪拌子を備えたビーカーに、調製例4で得られた微細化されたアニオン変性セルロース繊維2の分散液30.0g(固形分濃度5.82質量%)を仕込んだ。続いて、修飾用化合物としてのアミノ変性シリコーン(東レ・ダウコーニング株式会社製:SS−3551)を、微細化されたアニオン変性セルロース繊維100質量部に対して200質量部仕込み、シリコーンオイル(信越シリコーン製:KF−96L−0.65cs)を147g添加した。
修飾用化合物として使用するアミノ変性シリコーンを、東レ・ダウコーニング株式会社製:FZ 3760とし、その仕込み量を、微細化されたアニオン変性セルロース繊維100質量部に対して100質量部に変更した以外は、製造例1と同様にして、改質セルロース繊維2のシリコーンオイル分散体(改質セルロース繊維濃度1%、総固形分濃度2%)を得た。
マグネティックスターラー、攪拌子を備えたビーカーに、調製例3で得られた微細化されたアニオン変性セルロース繊維1の分散液25.0g(固形分濃度2.03質量%)を仕込んだ。続いて、修飾用化合物としてのアミノ変性シリコーン(SS−3551)を、微細化されたアニオン変性セルロース繊維100質量部に対して155質量部、及び更なる修飾用化合物としてのEOPOアミン(ハンツマン社製:Jeffamine M−2070)を、微細化されたアニオン変性セルロース繊維100質量部に対して80質量部仕込み、MEKを86.1g添加した。
製造例1で得られた改質セルロース繊維1の分散体1g(即ち、改質セルロース繊維換算で0.01g)と、一液型RTVシリコーンゴム(B成分、信越シリコーン社製、KE−347T)1gと、シリコーンオイル(B成分、信越シリコーン製、KF−96L−0.65cs)4gとを、自動公転式撹拌機(シンキー社製、あわとり練太郎)を用いて、室温(25℃)で2000rpmで9分間攪拌して混合した。次いで室温(25℃)で2200rpmで1分間攪拌して脱泡し、塗工液(本発明の組成物)を得た。塗工液は、透明度の高い液状の組成物として得られた。
改質セルロース繊維1の分散体の代わりに、製造例2で得られた改質セルロース繊維2の分散体を用いる以外は実施例1と同様にして、本発明の樹脂成形体(塗膜)(塗膜厚は約0.3mm)を製造した。樹脂成形体の組成等を表1に示す。
製造例3で得られた改質セルロース繊維3の分散体2g(即ち、改質セルロース繊維換算で0.01g)と、一液型RTVシリコーンゴム(B成分、信越シリコーン社製、KE−347T)1gと、MEK3gとを、自動公転式撹拌機(シンキー社製、あわとり練太郎)を用いて、室温(25℃)で2000rpmで9分間攪拌して混合した。次いで室温(25℃)で2200rpmで1分間攪拌して脱泡し、塗工液(本発明の組成物)を得た。塗工液は、透明度の高い液状の組成物として得られた。
改質セルロース繊維の分散体1gを配合しなかったこと以外は実施例1と同じ方法により、樹脂成形体を製造した。
改質セルロース繊維の代わりに、酸化処理や改質処理を受けていないセルロース繊維(ダイセル社製:セリッシュFD−100G、平均繊維径:50nm)を用いた。このセルロース繊維にシリコーンオイル(信越シリコーン製:KF−96L−0.65cs)を添加し、高圧ホモジナイザーを用いて、150MPaで5パス分散処理して、セルロース繊維換算で0.01g含有する1gのシリコーンオイル懸濁液を得た。改質セルロース繊維の分散体1gに代えて、このシリコーンオイル懸濁液1gを使用したこと以外は実施例1と同じ方法により、樹脂成形体を製造した。
前記の実施例及び比較例のそれぞれで得られた樹脂成形体を、幅3mm、長さ20mmの短冊型に切断してサンプルとした。熱応力歪測定装置(セイコー電子社製、EXSTAR TMA/SS6100)を用いて、窒素雰囲気下で1分間に5℃の割合で、該短冊型サンプルの温度を上昇又は降下させて、引張モードで荷重を30mNに設定して計測した。線熱膨張係数は、前記シリコーンゴム(KE−347T)のTg以上の20℃から40℃(昇温モード)と65℃から55℃(降温モード)のそれぞれの温度範囲での平均線熱膨張係数を算出して得た。表1に示された各寸法安定性の値は、比較例1における線熱膨張係数を100とした相対値(Index)である。線熱膨張係数(又は係数のIndex)の値が低い方が寸法安定性に優れていることを示す。
Claims (7)
- (A)イオン性基を含むセルロース繊維のイオン性基にシリコーン化合物が修飾基として結合されてなる改質セルロース繊維、及び、
(B)シリコーンオイル及び樹脂からなる群より選択される1種以上
を含有する組成物。 - 前記(B)がシリコーン樹脂である、請求項1に記載の組成物。
- 前記(A)の改質セルロース繊維におけるイオン性基がカルボキシ基である、請求項1又は2に記載の組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物を硬化してなる、成形体。
- (A)イオン性基を含むセルロース繊維のイオン性基にシリコーン化合物が修飾基として結合されてなる改質セルロース繊維、及び、
(B)シリコーンオイル及び樹脂からなる群より選択される1種以上
を混合する工程を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物の製造方法。 - イオン性基を含むセルロース繊維を含む分散体、
シリコーン化合物、並びに
シリコーンオイル及び樹脂からなる群より選択される1種以上
を混合する工程を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物の製造方法。 - (C)イオン性基を含むセルロース繊維のイオン性基に、EO/PO共重合部及び炭化水素基からなる群より選択される1種以上が修飾基として結合されてなる改質セルロース繊維、及び、
(D)シリコーンオイル及びシリコーン樹脂からなる群より選択される1種以上
を含有する組成物。
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