JP2021084960A - Cellulose derivative and cellulose derivative solution - Google Patents

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cellulose
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由紀子 松尾
Yukiko Matsuo
由紀子 松尾
知弘 橋爪
Tomohiro Hashizume
知弘 橋爪
大村 雅也
Masaya Omura
雅也 大村
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Abstract

To provide a cellulose derivative which has excellent solubility in toluene and can impart sufficient thixotropic nature to the toluene, without the need to add alcohols.SOLUTION: The cellulose derivative has a degree of methyl group substitution from 0.01 to less than 2.0, and a degree of octyl group substitution from 1.0 to less than 3.0.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、セルロース誘導体及びセルロース誘導体溶解液に関する。 The present invention relates to a cellulose derivative and a cellulose derivative solution.

油性ペイント及び油性塗料等の塗料組成物は、主に塗膜構成要素(例えば、油脂、合成樹脂、及び天然樹脂等の塗膜形成成分;可塑剤、乳化剤、及び増粘剤等の添加剤;並びに顔料);並びに溶媒等により構成される。溶媒としては、トルエン等の炭化水素類が用いられる。 Paint compositions such as oil-based paints and oil-based paints are mainly composed of coating components (for example, coating film-forming components such as fats and oils, synthetic resins, and natural resins; additives such as plasticizers, emulsifiers, and thickeners; And pigment); and a solvent and the like. As the solvent, hydrocarbons such as toluene are used.

そのうち増粘剤は、基材に塗布する際の作業性を調製するために塗料組成物に添加され得る。増粘剤(チキソトロピック剤)としては、例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、エチルヒドロキシエチルセルロース(EHEC)、メチルセルロース(MC)、メチルヒドロキシルエチルセルロース(MHEC)、及びヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)等のセルロース誘導体が用いられる。しかしながら、これらのセルロース誘導体は、塗料組成物における分散性及び溶解性が不十分である。分散性及び溶解性を向上するため、エチルアルコール及びイソプロピルアルコール(IPA)等のアルコール類をセルロース誘導体と共に塗料組成物に添加することが知られている。 Among them, the thickener can be added to the coating composition in order to adjust the workability when applied to the substrate. Examples of thickeners (thixotropic agents) include carboxymethyl cellulose (CMC), hydroxyethyl cellulose (HEC), ethyl hydroxyethyl cellulose (EHEC), methyl cellulose (MC), methyl hydroxylethyl cellulose (MHEC), and hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC). ) And other cellulose derivatives are used. However, these cellulose derivatives have insufficient dispersibility and solubility in the coating composition. It is known that alcohols such as ethyl alcohol and isopropyl alcohol (IPA) are added to the coating composition together with the cellulose derivative in order to improve the dispersibility and solubility.

特表2010−521554号公報Special Table 2010-521554

しかしながら、アルコール類を塗料組成物に添加すると、溶媒の揮発性が高まるため、形成された塗膜に凹凸が生じ、塗膜の外観不良が生じる。塗膜の外観不良を抑制するためには、アルコール類を添加せずとも塗料組成物の溶媒であるトルエン等の炭化水素類に対する溶解性に優れるセルロース誘導体が、増粘剤(チキソトロピック剤)として望ましい。 However, when alcohols are added to the coating composition, the volatility of the solvent is increased, so that the formed coating film becomes uneven and the appearance of the coating film is deteriorated. In order to suppress poor appearance of the coating film, a cellulose derivative having excellent solubility in hydrocarbons such as toluene, which is a solvent of the coating composition, is used as a thickener (thixotropic agent) without adding alcohols. desirable.

本開示は、アルコール類を添加することなく、トルエンに対する溶解性に優れると共に、トルエンに対して十分なチキソトロピー性を付与できるセルロース誘導体を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a cellulose derivative which is excellent in solubility in toluene and can impart sufficient thixotropy to toluene without adding alcohols.

本開示の第一は、メチル基置換度が0.01以上2.0未満であり、オクチル基置換度が1.0以上3.0未満である、セルロース誘導体に関する。 The first aspect of the present disclosure relates to a cellulose derivative having a methyl group substitution degree of 0.01 or more and less than 2.0 and an octyl group substitution degree of 1.0 or more and less than 3.0.

前記セルロース誘導体において、前記メチル基置換度及び前記オクチル基置換度の和が2.0以上であってよい。 In the cellulose derivative, the sum of the degree of methyl group substitution and the degree of octyl group substitution may be 2.0 or more.

本開示の第二は、前記セルロース誘導体及び溶媒を含有し、前記セルロース誘導体の含有量が、前記溶媒100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下であり、前記溶媒が、ヘキサン、トルエン及びキシレンよりなる群から選択される1以上を含有する、セルロース誘導体溶解液に関する。 The second aspect of the present disclosure is that the cellulose derivative and the solvent are contained, and the content of the cellulose derivative is 0.1 part by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solvent. The present invention relates to a cellulose derivative solution containing one or more selected from the group consisting of hexane, toluene and xylene.

本開示のセルロース誘導体によれば、アルコール類を添加することなく、トルエンに対する溶解性に優れると共に、トルエンに対して十分なチキソトロピー性を付与できるセルロース誘導体を提供することができる。 According to the cellulose derivative of the present disclosure, it is possible to provide a cellulose derivative which is excellent in solubility in toluene and can impart sufficient thixotropy to toluene without adding alcohols.

<セルロース誘導体>
本開示のセルロース誘導体は、メチル基置換度が0.01以上2.0未満であり、オクチル基置換度が1.0以上3.0未満である。
<Cellulose derivative>
The cellulose derivative of the present disclosure has a methyl group substitution degree of 0.01 or more and less than 2.0, and an octyl group substitution degree of 1.0 or more and less than 3.0.

また、本開示のセルロース誘導体は、いいかえれば、水酸基の水素の一部又はすべてが、メチル基及びオクチル基に置換されたセルロースである。 Further, the cellulose derivative of the present disclosure is, in other words, a cellulose in which a part or all of hydrogen of a hydroxyl group is substituted with a methyl group and an octyl group.

セルロース誘導体のメチル基置換度は、0.01以上であるところ、0.2以上が好ましく、0.5以上がより好ましく、1.0以上がさらに好ましい。また、セルロース誘導体のメチル基置換度は、2.0未満であるところ、1.8以下であってよく、1.5以下であってよい。セルロース誘導体のメチル基置換度が小さすぎると、トルエン等の炭化水素類への溶解性に劣る。メチル基置換度が大きすぎると、セルロース誘導体製造時のオクチル基導入が難しくなる。 The degree of methyl group substitution of the cellulose derivative is preferably 0.01 or more, preferably 0.2 or more, more preferably 0.5 or more, still more preferably 1.0 or more. Further, the degree of methyl group substitution of the cellulose derivative may be 1.8 or less, and may be 1.5 or less, where it is less than 2.0. If the degree of methyl group substitution of the cellulose derivative is too small, the solubility in hydrocarbons such as toluene is poor. If the degree of methyl group substitution is too large, it becomes difficult to introduce an octyl group during the production of a cellulose derivative.

セルロース誘導体のオクチル基置換度は、1.0以上であるところ、1.1以上であってよく、1.2以上であってよい。また、オクチル基置換度は、3.0未満であるところ、2.8未満であってよく、2.5未満であってよく、2.0未満であってよい。セルロース誘導体のオクチル基置換度が小さすぎると、トルエン、ヘキサン、及びキシレン等の炭化水素類を含む非極性溶媒に対する溶解性に劣る。セルロース誘導体のオクチル基置換度が大きすぎると、炭化水素類を含む非極性溶媒に対して付与するチキソトロピー性が低くなりすぎる。 The degree of octyl group substitution of the cellulose derivative may be 1.1 or more, and may be 1.2 or more, where it is 1.0 or more. Further, the degree of octyl group substitution may be less than 2.8, less than 2.5, and less than 2.0, where it is less than 3.0. If the degree of octyl group substitution of the cellulose derivative is too small, the solubility in a non-polar solvent containing hydrocarbons such as toluene, hexane, and xylene is poor. If the degree of octyl group substitution of the cellulose derivative is too large, the thixotropic property imparted to a non-polar solvent containing hydrocarbons becomes too low.

セルロース誘導体のメチル基置換度とオクチル基置換度の和は、1.5以上が好ましく、2.0以上がより好ましく、2.5以上がさらに好ましい。また、その和は、3.0未満であってよく、2.9未満であってよく、2.7未満であってよい。 The sum of the degree of methyl group substitution and the degree of octyl group substitution of the cellulose derivative is preferably 1.5 or more, more preferably 2.0 or more, still more preferably 2.5 or more. The sum may be less than 3.0, less than 2.9, and less than 2.7.

セルロース誘導体の各置換基の置換度の和を総置換度といい、セルロース誘導体の総置換度は、1.5以上が好ましく、2.0以上がより好ましく、2.5以上がさらに好ましい。また、総置換度の最大値は3.0であるところ、3.0未満であってよく、2.9未満であってよく、2.7未満であってよい。 The sum of the degree of substitution of each substituent of the cellulose derivative is referred to as the total degree of substitution, and the total degree of substitution of the cellulose derivative is preferably 1.5 or more, more preferably 2.0 or more, still more preferably 2.5 or more. Further, where the maximum value of the total substitution degree is 3.0, it may be less than 3.0, less than 2.9, or less than 2.7.

メチル基置換度及びオクチル基置換度を含むアルキル基置換度は、以下の方法により測定することができる。ASTM:D−817−91に準ずる方法や、13C−NMR、H−NMRにより測定できる。 The degree of alkyl group substitution including the degree of methyl group substitution and the degree of octyl group substitution can be measured by the following method. It can be measured by a method according to ASTM: D-817-91, 13 C-NMR, and 1 H-NMR.

セルロース誘導体のメチル基置換度及びオクチル基置換度をH−NMRにより定量する場合の条件の例を以下に記載する。 Examples of conditions for quantifying the degree of methyl group substitution and the degree of octyl group substitution of the cellulose derivative by 1 H-NMR are described below.

装置:JEOL JNM ECA−500
温度:80℃
溶媒:DMSO
試料濃度:0.8wt%
計算:
メチル基置換度=35β/(15α−15β−2γ)
オクチル基置換度=7γ/(15α−15β−2γ)
α:5.40〜2.70ppmの積分値
β:3.51〜3.41、3.32〜3.25ppmの積分値
γ:1.65〜0.70ppmの積分値
Equipment: JEOL JNM ECA-500
Temperature: 80 ° C
Solvent: DMSO
Sample concentration: 0.8 wt%
Calculation:
Methyl group substitution degree = 35β / (15α-15β-2γ)
Octyl group substitution degree = 7γ / (15α-15β-2γ)
α: Integral value of 5.40 to 2.70 ppm β: 3.51-3.41 Integral value of 3.32 to 3.25 ppm γ: Integral value of 1.65 to 0.70 ppm

セルロース誘導体の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されるものではないが、1.0×10以上が好ましく、2.0×10以上がより好ましく、3.0×10以上がさらに好ましい。また、当該重量平均分子量は、1.0×10以下が好ましく、5.0×10以下がより好ましく、2.0×10以下がさらに好ましい。当該範囲であることにより、セルロース誘導体はよりトルエン等の炭化水素類に対する溶解性に優れる。 The weight average molecular weight of the cellulose derivative (Mw) of, but are not limited to, preferably 1.0 × 10 4 or more, 2.0 × more preferably 10 4 or more, 3.0 × 10 4 or more preferable. Further, the weight average molecular weight is preferably from 1.0 × 10 6 or less, more preferably 5.0 × 10 5 or less, more preferably 2.0 × 10 5 or less. Within this range, the cellulose derivative is more excellent in solubility in hydrocarbons such as toluene.

重量平均分子量は、個々の分子の重量にその分子量を掛けて平均値を求める、いわゆる分子量の加重平均値であり、GPCで測定できる。 The weight average molecular weight is a so-called weighted average value of molecular weight, which is obtained by multiplying the weight of each molecule by the molecular weight to obtain an average value, and can be measured by GPC.

セルロース誘導体を、トルエン、ヘキサン、及びキシレン等の炭化水素類を含む非極性溶媒に溶解することにより、それらの溶媒に対し優れたチキソトロピー性を付与することができる。 By dissolving the cellulose derivative in a non-polar solvent containing hydrocarbons such as toluene, hexane, and xylene, excellent thixotropy can be imparted to those solvents.

セルロース誘導体は、例えば、以下のようにして製造することができる。セルロース原料を塩基性条件下でアルカリセルロースにする工程(活性化工程);及び前記アルカリセルロースをハロゲン化アルキルと反応させる工程(エーテル化処理)を含む製造方法が挙げられる。 The cellulose derivative can be produced, for example, as follows. Examples thereof include a production method including a step of converting a cellulose raw material into alkaline cellulose under basic conditions (activation step); and a step of reacting the alkali cellulose with an alkyl halide (etherification treatment).

より具体的には、例えば、セルロース原料を水酸化ナトリウムによりマーセル化して、アルカリセルロースにする工程;前記アルカリセルロースをメチル化剤と反応させてエーテル化することにより、メチルセルロースを得る工程;その後、塩基性条件下、前記メチルセルロースをオクチル化剤と反応させてエーテル化することにより、メチルオクチルセルロース(セルロース誘導体)を得る工程を有する製造方法(二段階反応と称する)が挙げられる。また、前記アルカリセルロースをメチル化剤及びオクチル化剤の両方と反応させてエーテル化することにより、メチルオクチルセルロース(セルロース誘導体)を得ることもできる(一段階反応と称する)。メチル化剤及びオクチル化剤の配合量及び配合割合は任意に選択できる。 More specifically, for example, a step of marcelifying a cellulose raw material with sodium hydroxide to obtain alkali cellulose; a step of reacting the alkali cellulose with a methylating agent to etherify it to obtain methyl cellulose; and then a base. Examples thereof include a production method (referred to as a two-step reaction) having a step of obtaining methyl octyl cellulose (cellulose derivative) by reacting the methyl cellulose with an octylizing agent to etherify it under sexual conditions. Further, methyloctyl cellulose (cellulose derivative) can also be obtained by reacting the alkaline cellulose with both a methylating agent and an octylizing agent to etherify it (referred to as a one-step reaction). The blending amount and blending ratio of the methylating agent and the octylling agent can be arbitrarily selected.

メチルオクチルセルロース(セルロース誘導体)のメチル基及びオクチル基の置換度を精度よく調整するため、メチルセルロースを得た後、前記メチルセルロースをオクチル化剤と反応させてエーテル化することにより、メチルオクチルセルロース(セルロース誘導体)を得る工程を有する方法(二段階反応)が好ましい。 In order to accurately adjust the degree of substitution of the methyl group and the octyl group of methyl octyl cellulose (cellulose derivative), after obtaining methyl cellulose, the methyl cellulose is reacted with an octylizing agent to etherify the methyl octyl cellulose (cellulose). A method (two-step reaction) having a step of obtaining the derivative) is preferable.

メチル化剤としては、メチルクロライド等のハロゲン化メチルが、また、オクチル化剤としては、オクチルクロライド等のハロゲン化オクチルが挙げられる。 Examples of the methylating agent include methyl halides such as methyl chloride, and examples of the octylizing agent include octyl halides such as octyl chloride.

<セルロース誘導体溶解液>
本開示のセルロース誘導体溶解液は、前記セルロース誘導体及び溶媒を含有し、前記セルロース誘導体の含有量が、前記溶媒100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下である。
<Cellulose derivative solution>
The cellulose derivative solution of the present disclosure contains the cellulose derivative and the solvent, and the content of the cellulose derivative is 0.1 part by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solvent.

セルロース誘導体溶解液は、溶媒中に、セルロース誘導体が溶解した液であり、溶解した液であるどうかは目視で観察する。セルロース誘導体の固形物、膨潤体、及びゲル状体等の形状が観察される場合は溶解液とはいえない。これらの形状が確認できず透明である場合は溶解液である。 The cellulose derivative solution is a solution in which the cellulose derivative is dissolved in a solvent, and it is visually observed whether or not the solution is a solution in which the cellulose derivative is dissolved. When the shape of a solid substance, a swollen body, a gel-like body, or the like of a cellulose derivative is observed, it cannot be said to be a solution. If these shapes cannot be confirmed and are transparent, it is a solution.

セルロース誘導体溶解液の溶媒としては、例えば、トルエン、ヘキサン、及びキシレン等の炭化水素類を含む非極性溶媒;並びにメチルエチルケトン、及びメチルイソブチルケトン等のケトン系有機溶剤等の極性溶媒が挙げられる。これらのうち、ヘキサン、トルエン及びキシレンよりなる群から選択される1以上を含有する溶媒が好ましい。塗膜性や揮発性が良好となり、作業性が向上するためである。 Examples of the solvent for the cellulose derivative solution include non-polar solvents containing hydrocarbons such as toluene, hexane, and xylene; and polar solvents such as methyl ethyl ketone and ketone-based organic solvents such as methyl isobutyl ketone. Of these, a solvent containing one or more selected from the group consisting of hexane, toluene and xylene is preferable. This is because the coating film property and volatility are improved and the workability is improved.

セルロース誘導体溶解液におけるセルロース誘導体の含有量は、溶媒100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下であるところ、0.1質量部以上10質量部以下が好ましく、0.1質量部以上5以下がより好ましい。 The content of the cellulose derivative in the cellulose derivative solution is 0.1 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, preferably 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the solvent. More preferably, it is 5 parts by mass or more.

本開示のセルロース誘導体溶解液のチキソトロピーインデックス値は5以上が好ましく、10以上がより好ましい。また、50以下であってよい。 The thixotropy index value of the cellulose derivative solution of the present disclosure is preferably 5 or more, and more preferably 10 or more. Moreover, it may be 50 or less.

チキソトロピーインデックス値とは、加えた力が大きくなるにつれ、粘度が下がるチキソトロピー性の指標である。その数値が大きいほどチキソトロピー性が高い。 The thixotropy index value is an index of thixotropy in which the viscosity decreases as the applied force increases. The larger the value, the higher the thixotropy.

また、チキソトロピーインデックス値は、以下の方法により測定することができる。まず、95質量部のNMPに対し、5質量部の試料を溶解してNMP溶液を調製し、以下の(1)〜(4)の装置及び条件下にて、回転速度0.5rpmでの粘度、及び回転速度50rpmでの粘度求める。
(1)装置:TV−22(東機産業(株)社製)
(2)測定治具:コーンプレート(1°34' × R24)、
(3)温度:25℃
(4)回転速度:0.5rpm、50rpm
The thixotropy index value can be measured by the following method. First, 5 parts by mass of a sample is dissolved in 95 parts by mass of NMP to prepare an NMP solution, and the viscosity at a rotation speed of 0.5 rpm under the following devices and conditions (1) to (4). , And the viscosity at a rotation speed of 50 rpm.
(1) Equipment: TV-22 (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.)
(2) Measuring jig: Cone plate (1 ° 34'x R24),
(3) Temperature: 25 ° C
(4) Rotation speed: 0.5 rpm, 50 rpm

次に、回転速度0.5rpmでの粘度/回転速度50rpmでの粘度をチキソトロピーインデックス値(TI値)として算出する。 Next, the viscosity at a rotation speed of 0.5 rpm / the viscosity at a rotation speed of 50 rpm is calculated as a thixotropy index value (TI value).

[用途]
本開示のセルロース誘導体は、アルコール類を添加することなく、トルエン、ヘキサン、及びキシレン等の炭化水素類を含む非極性溶媒に対する溶解性を有する。そのため、塗料組成物に添加することにより、塗料組成物の増粘剤(チキソトロピック剤)として機能し、塗膜の外観不良を抑制した塗膜を形成することができる。
[Use]
The cellulose derivatives of the present disclosure have solubility in non-polar solvents containing hydrocarbons such as toluene, hexane, and xylene without the addition of alcohols. Therefore, by adding it to the coating composition, it is possible to form a coating film that functions as a thickener (thixotropic agent) of the coating composition and suppresses the appearance deterioration of the coating film.

本開示のセルロース誘導体溶解液を、例えば、油脂、合成樹脂、及び天然樹脂等の塗膜形成成分;可塑剤、乳化剤、及び他の増粘剤等の添加剤;並びに顔料等の従来公知の塗膜構成要素と共に混合することにより、塗料組成物を調製することができる。 The cellulose derivative solution of the present disclosure is used as a coating film-forming component such as fats and oils, synthetic resins, and natural resins; additives such as plasticizers, emulsifiers, and other thickeners; and conventionally known coatings such as pigments. A coating composition can be prepared by mixing with the membrane components.

以下、実施例に基づいて本開示を詳述するが、これらの実施例によってその技術的範囲が限定されるものではない。 Hereinafter, the present disclosure will be described in detail based on examples, but the technical scope is not limited by these examples.

実施例及び比較例における各種の測定は、以下の方法により行った。
<置換度>
アルキル基置換度(メチル基置換度及びオクチル基置換度)は、以下の条件にて、H−NMRにより定量した。
装置:JEOL JNM ECA−500
温度:80℃
溶媒:DMSO
試料濃度:0.8wt%
計算:
メチル基置換度=35β/(15α−15β−2γ)
オクチル基置換度=7γ/(15α−15β−2γ)
α:5.40〜2.70ppmの積分値
β:3.51〜3.41、3.32〜3.25ppmの積分値
γ:1.65〜0.70ppmの積分値
Various measurements in Examples and Comparative Examples were carried out by the following methods.
<Degree of substitution>
The degree of alkyl group substitution (degree of methyl group substitution and degree of octyl group substitution) was quantified by 1 H-NMR under the following conditions.
Equipment: JEOL JNM ECA-500
Temperature: 80 ° C
Solvent: DMSO
Sample concentration: 0.8 wt%
Calculation:
Methyl group substitution degree = 35β / (15α-15β-2γ)
Octyl group substitution degree = 7γ / (15α-15β-2γ)
α: Integral value of 5.40 to 2.70 ppm β: 3.51-3.41 Integral value of 3.32 to 3.25 ppm γ: Integral value of 1.65 to 0.70 ppm

<溶媒溶解性の評価>
300mlビーカーに所定の溶媒200gを採取し、室温(25℃)もしくは80℃加温下、マグネチックスターラーにて撹拌しているところに試料2gを添加した。その後の状態を目視で観察して以下の基準にて、各溶媒に対する溶解性を評価した。溶媒は、非極性溶媒として、ヘキサン、トルエン及びキシレンを用いた。
◎:室温で容易に完全溶解
〇:80℃に加温することで完全に溶解
△:80℃に加温しても膨潤またはゲル化
×:80℃に加温しても不溶
<Evaluation of solvent solubility>
200 g of the predetermined solvent was collected in a 300 ml beaker, and 2 g of the sample was added to the place where the mixture was stirred at room temperature (25 ° C.) or 80 ° C. with a magnetic stirrer. The subsequent state was visually observed and the solubility in each solvent was evaluated according to the following criteria. As the solvent, hexane, toluene and xylene were used as non-polar solvents.
⊚: Easy complete dissolution at room temperature 〇: Completely dissolved by heating to 80 ° C Δ: Swelling or gelation even when heated to 80 ° C ×: Insoluble even when heated to 80 ° C

<チキソトロピー性の評価>
まず、60℃下、95質量部のNMPに対し、5質量部の試料を溶解してNMP溶液を調製し、以下の(1)〜(4)の装置及び条件にて、回転速度0.5rpmでの粘度、及び回転速度50rpmでの粘度求めた。
(1)装置:TV−22(東機産業(株)社製)
(2)測定治具:コーンプレート(1°34' × R24)、
(3)温度:25℃
(4)回転速度:0.5rpm、50rpm
<Evaluation of thixotropy>
First, at 60 ° C., 5 parts by mass of a sample was dissolved in 95 parts by mass of NMP to prepare an NMP solution, and the rotation speed was 0.5 rpm under the following devices and conditions (1) to (4). And the viscosity at a rotation speed of 50 rpm were determined.
(1) Equipment: TV-22 (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.)
(2) Measuring jig: Cone plate (1 ° 34'x R24),
(3) Temperature: 25 ° C
(4) Rotation speed: 0.5 rpm, 50 rpm

次に、回転速度0.5rpmでの粘度/回転速度50rpmでの粘度をチキソトロピーインデックス値(TI値)として算出し、以下の基準でチキソトロピー性を評価した。
◎:TI値が10以上
○:TI値が5以上10未満
×:TI値が5未満
Next, the viscosity at a rotation speed of 0.5 rpm / the viscosity at a rotation speed of 50 rpm was calculated as a thixotropy index value (TI value), and the thixotropy property was evaluated according to the following criteria.
⊚: TI value is 10 or more ○: TI value is 5 or more and less than 10 ×: TI value is less than 5

<メチルセルロースの合成>
(MC−1)
2Lの撹拌機付きオートクレーブに解砕パルプ100g、水酸化ナトリウム水溶液(水酸化ナトリウム(NaOH)75g、水150ml)を加え、窒素雰囲気下、45℃で1時間撹拌した(第一工程)。放冷後、ドライアイス/メタノールバスで−40℃に冷却し、さらにトルエン150ml、クロロメタン120g、60℃(反応温度(1))で1時間(反応時間(1))、その後100℃(反応温度(2))で3時間(反応時間(2))撹拌した(第二工程)。室温に戻した後、系内の残存ガスを排気し、メタノール12L中へ激しく撹拌しながら投入し白色固体を得た(第三工程)。白色固体を吸引濾過により濾別し、大量のイソプロピルアルコールで3回洗浄を行った。得られた白色固体を100℃で6時間真空乾燥することによりメチルセルロース(MC−1)を白色粉末として得た(収量98g)。メチルセルロース(MC−1)のメチル基置換度を表1に示す。
<Synthesis of methyl cellulose>
(MC-1)
100 g of crushed pulp and an aqueous sodium hydroxide solution (75 g of sodium hydroxide (NaOH), 150 ml of water) were added to a 2 L autoclave with a stirrer, and the mixture was stirred at 45 ° C. for 1 hour under a nitrogen atmosphere (first step). After allowing to cool, the mixture is cooled to −40 ° C. in a dry ice / methanol bath, and further, 150 ml of toluene, 120 g of chloromethane, 60 ° C. (reaction temperature (1)) for 1 hour (reaction time (1)), and then 100 ° C. (reaction). Stirring at temperature (2)) for 3 hours (reaction time (2)) (second step). After returning to room temperature, the residual gas in the system was exhausted and poured into 12 L of methanol with vigorous stirring to obtain a white solid (third step). The white solid was filtered off by suction filtration and washed 3 times with a large amount of isopropyl alcohol. The obtained white solid was vacuum dried at 100 ° C. for 6 hours to obtain methyl cellulose (MC-1) as a white powder (yield 98 g). The degree of methyl group substitution of methyl cellulose (MC-1) is shown in Table 1.

(MC−2〜5)
第一工程及び第二工程における各条件を表1のとおり換えた以外は、MC−1の合成と同様にして、各メチルセルロース(MC−2、MC−3、MC−4及びMC−5)を得た。各メチルセルロースのメチル基置換度を表1に示す。
(MC-2 to 5)
Each methyl cellulose (MC-2, MC-3, MC-4 and MC-5) was prepared in the same manner as in the synthesis of MC-1 except that the conditions in the first step and the second step were changed as shown in Table 1. Obtained. The degree of methyl group substitution of each methyl cellulose is shown in Table 1.

(MC−6)
MC−6として、メチルセルロース(信越化学工業(株)製)を用いた。
(MC-6)
Methyl cellulose (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as MC-6.

Figure 2021084960
Figure 2021084960

<メチルオクチルセルロースの合成>
(実施例1)
2Lの撹拌機付きオートクレーブに、原料としてメチルセルロース(MC−2)100g、48%水酸化ナトリウム水溶液520gを添加した。室温で1時間攪拌した後、トルエン500mL、オクチルクロライド1920gを添加し、室温で30分攪拌した。さらに130℃(反応温度)で11時間(反応時間)攪拌し、反応終了後、室温に戻した。白色固体を吸引ろ過によりろ別した後、大量のイソプロピルアルコールで3回洗浄を行った。得られた白色固体を100℃で6時間真空乾燥することによりメチルオクチルセルロースを白色粉末として得た(収量105g)。
<Synthesis of methyloctyl cellulose>
(Example 1)
To a 2 L autoclave with a stirrer, 100 g of methyl cellulose (MC-2) and 520 g of a 48% sodium hydroxide aqueous solution were added as raw materials. After stirring at room temperature for 1 hour, 500 mL of toluene and 1920 g of octyl chloride were added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Further, the mixture was stirred at 130 ° C. (reaction temperature) for 11 hours (reaction time), and after the reaction was completed, the temperature was returned to room temperature. The white solid was filtered by suction filtration and then washed 3 times with a large amount of isopropyl alcohol. The obtained white solid was vacuum dried at 100 ° C. for 6 hours to obtain methyloctyl cellulose as a white powder (yield 105 g).

得られたメチルオクチルセルロースについて、各物性を評価した結果は、表3に示す。 Table 3 shows the results of evaluating each physical property of the obtained methyloctyl cellulose.

(実施例2〜7、比較例7〜13)
原料、オクチルクロライド量、48%水酸化ナトリウム水溶液量、及び反応温度及び反応時間を、表2のとおり換えた以外は、実施例1と同様にして、各メチルオクチルセルロースを得た。得られたメチルオクチルセルロースについて、各物性を評価した結果は、表3に示す。
(Examples 2 to 7, Comparative Examples 7 to 13)
Each methyloctyl cellulose was obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw material, the amount of octyl chloride, the amount of 48% aqueous sodium hydroxide solution, and the reaction temperature and reaction time were changed as shown in Table 2. Table 3 shows the results of evaluating each physical property of the obtained methyloctyl cellulose.

Figure 2021084960
Figure 2021084960

(比較例1〜6)
表2に示す各メチルセルロース(MC−1、MC−2、MC−3、MC−4、MC−5及びMC−6)の各物性を評価した結果は、表3に示す。
(Comparative Examples 1 to 6)
The results of evaluating the physical characteristics of each of the methyl celluloses (MC-1, MC-2, MC-3, MC-4, MC-5 and MC-6) shown in Table 2 are shown in Table 3.

Figure 2021084960
Figure 2021084960

表3に示すように、実施例のセルロース誘導体によれば、アルコール類を添加することなく、トルエン、ヘキサン、及びキシレン等の炭化水素類を含む非極性溶媒に対する優れた溶解性を有すると共に、トルエンに対して十分なチキソトロピー性を付与できることが分かる。そのため、実施例のセルロース誘導体は、塗料組成物に含有し得る増粘剤(チキソトロピック剤)として好適である。また、実施例のセルロース誘導体によれば、塗膜の外観不良の抑制も可能である。
As shown in Table 3, the cellulose derivatives of Examples have excellent solubility in non-polar solvents containing hydrocarbons such as toluene, hexane, and xylene without the addition of alcohols, and toluene. It can be seen that sufficient thixotropy can be imparted to the substance. Therefore, the cellulose derivative of the example is suitable as a thickener (thixotropic agent) that can be contained in the coating composition. Further, according to the cellulose derivative of the example, it is possible to suppress the appearance deterioration of the coating film.

Claims (3)

メチル基置換度が0.01以上2.0未満であり、
オクチル基置換度が1.0以上3.0未満である、セルロース誘導体。
The degree of methyl group substitution is 0.01 or more and less than 2.0,
A cellulose derivative having an octyl group substitution degree of 1.0 or more and less than 3.0.
前記メチル基置換度及び前記オクチル基置換度の和が2.0以上である、請求項1に記載のセルロース誘導体。 The cellulose derivative according to claim 1, wherein the sum of the degree of methyl group substitution and the degree of octyl group substitution is 2.0 or more. 請求項1又は2に記載のセルロース誘導体及び溶媒を含有し、
前記セルロース誘導体の含有量が、前記溶媒100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下であり、
前記溶媒が、ヘキサン、トルエン及びキシレンよりなる群から選択される1以上を含有する、セルロース誘導体溶解液。
Contains the cellulose derivative and solvent according to claim 1 or 2.
The content of the cellulose derivative is 0.1 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solvent.
A cellulose derivative solution containing one or more selected from the group consisting of hexane, toluene and xylene as the solvent.
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