JP2023115645A - セルロース粒子 - Google Patents
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Abstract
【課題】生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子の提供。【解決手段】セルロースである第1成分と、脂肪酸誘導体(A)、長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)、並びに(メタ)アクリル酸系化合物(C)からなる群から選択される少なくとも1種である第2成分と、を含むセルロース粒子。【選択図】なし
Description
本発明は、セルロース粒子に関する。
特許文献1には、「平均粒子径が1.0~30.0μmである表面処理された球状セルロース粉体を含有することを特徴とする油性固形化粧料。」が提案されている。
特許文献2には、「セルロースを主成分とする樹脂で形成された樹脂ビーズであって、体積基準の累積50%粒子径が、50μm以下であり、真球度が、0.7~1.0であり、表面平滑度が、70~100%であり、中実度が、50~100%であり、JIS K6950:2000(ISO 14851:1999)に準拠して測定される5日間の生分解率が、20%以上であり、前記樹脂中のセルロースの含有量が、90~100質量%である樹脂ビーズ。」が提案されている。
特許文献2には、「セルロースを主成分とする樹脂で形成された樹脂ビーズであって、体積基準の累積50%粒子径が、50μm以下であり、真球度が、0.7~1.0であり、表面平滑度が、70~100%であり、中実度が、50~100%であり、JIS K6950:2000(ISO 14851:1999)に準拠して測定される5日間の生分解率が、20%以上であり、前記樹脂中のセルロースの含有量が、90~100質量%である樹脂ビーズ。」が提案されている。
本発明の課題は、セルロースを含むセルロース粒子において、脂肪酸誘導体(A)、長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)、並びに(メタ)アクリル酸系化合物(C)からなる群から選択される少なくとも1種を含まない場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子を提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち
<1> セルロースである第1成分と、
脂肪酸誘導体(A)、長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)、並びに(メタ)アクリル酸系化合物(C)からなる群から選択される少なくとも1種である第2成分と、を含むセルロース粒子。
<2> 前記第1成分の含有量が、前記第1成分及び前記第2成分の合計の含有量に対して、70質量%以上95質量%以下である<1>に記載のセルロース粒子。
<3> 前記第2成分の合計の含有量が、前記第1成分及び前記第2成分の合計の含有量に対して、5質量%以上30質量%以下である<1>又は<2>に記載のセルロース粒子。
<4> 前記脂肪酸誘導体(A)が炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体である<1>~<3>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<5> 前記炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体のオクタノール/水分配係数が5以上10以下である<4>に記載のセルロース粒子。
<6> 前記脂肪酸誘導体(A)が脂肪酸エタノールアミドである<1>~<5>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<7> 前記芳香族化合物(B)が炭素数8以上20以下である脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B0)である<1>~<3>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<8> 前記芳香族化合物(B0)のオクタノール/水分配係数が5以上20以下である<7>に記載のセルロース粒子。
<9> 前記第1成分と、前記第2成分と、を含む母粒子と、
前記母粒子を被覆する被覆層であって、ポリアミン化合物、ワックス、直鎖飽和脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸及びアミノ酸系化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を含む被覆層と、
を有する<1>~<8>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<10> 前記ポリアミン化合物が、ポリエチレンイミン、及びポリリジンよりなる群から選択される少なくとも1種である<9>に記載のセルロース粒子。
<11> 前記ワックスが、カルバナワックスである<9>又は<10>に記載のセルロース粒子。
<12> 前記被覆層が、前記母粒子を被覆し、前記ポリアミン化合物を含む第一被覆層と、前記第一被覆層を被覆し、前記ワックスを含む第二被覆層と、を有する<9>~<11>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<13> 前記第二被覆層に、多価金属塩をさらに含む<12>に記載のセルロース粒子。
<14> 珪素含有化合物粒子、及び金属石鹸粒子よりなる群から選択される少なくとも1種の外添剤が外添されている<1>~<13>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<15> 前記珪素含有化合物粒子が、シリカ粒子である<14>に記載のセルロース粒子。
<16> 体積平均粒子径が、3μm以上10μm未満である<1>~<15>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<17> 大径側個数粒度分布指標GSDvが1.0以上1.7以下である<1>~<16>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<18> 真球度が0.90以上である<1>~<17>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<19> 前記セルロースの数平均分子量が、37000以上である<1>~<18>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<20> 前記セルロースの数平均分子量が、45000以上である<19>に記載のセルロース粒子。
<21> 表面平滑度が80%以上である<1>~<20>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<1> セルロースである第1成分と、
脂肪酸誘導体(A)、長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)、並びに(メタ)アクリル酸系化合物(C)からなる群から選択される少なくとも1種である第2成分と、を含むセルロース粒子。
<2> 前記第1成分の含有量が、前記第1成分及び前記第2成分の合計の含有量に対して、70質量%以上95質量%以下である<1>に記載のセルロース粒子。
<3> 前記第2成分の合計の含有量が、前記第1成分及び前記第2成分の合計の含有量に対して、5質量%以上30質量%以下である<1>又は<2>に記載のセルロース粒子。
<4> 前記脂肪酸誘導体(A)が炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体である<1>~<3>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<5> 前記炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体のオクタノール/水分配係数が5以上10以下である<4>に記載のセルロース粒子。
<6> 前記脂肪酸誘導体(A)が脂肪酸エタノールアミドである<1>~<5>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<7> 前記芳香族化合物(B)が炭素数8以上20以下である脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B0)である<1>~<3>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<8> 前記芳香族化合物(B0)のオクタノール/水分配係数が5以上20以下である<7>に記載のセルロース粒子。
<9> 前記第1成分と、前記第2成分と、を含む母粒子と、
前記母粒子を被覆する被覆層であって、ポリアミン化合物、ワックス、直鎖飽和脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸及びアミノ酸系化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を含む被覆層と、
を有する<1>~<8>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<10> 前記ポリアミン化合物が、ポリエチレンイミン、及びポリリジンよりなる群から選択される少なくとも1種である<9>に記載のセルロース粒子。
<11> 前記ワックスが、カルバナワックスである<9>又は<10>に記載のセルロース粒子。
<12> 前記被覆層が、前記母粒子を被覆し、前記ポリアミン化合物を含む第一被覆層と、前記第一被覆層を被覆し、前記ワックスを含む第二被覆層と、を有する<9>~<11>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<13> 前記第二被覆層に、多価金属塩をさらに含む<12>に記載のセルロース粒子。
<14> 珪素含有化合物粒子、及び金属石鹸粒子よりなる群から選択される少なくとも1種の外添剤が外添されている<1>~<13>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<15> 前記珪素含有化合物粒子が、シリカ粒子である<14>に記載のセルロース粒子。
<16> 体積平均粒子径が、3μm以上10μm未満である<1>~<15>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<17> 大径側個数粒度分布指標GSDvが1.0以上1.7以下である<1>~<16>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<18> 真球度が0.90以上である<1>~<17>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<19> 前記セルロースの数平均分子量が、37000以上である<1>~<18>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<20> 前記セルロースの数平均分子量が、45000以上である<19>に記載のセルロース粒子。
<21> 表面平滑度が80%以上である<1>~<20>のいずれか1つに記載のセルロース粒子。
<1>、<6>、又は<7>に係る発明によれば、セルロースを含むセルロース粒子において、脂肪酸誘導体(A)、長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)、並びに(メタ)アクリル酸系化合物(C)からなる群から選択される少なくとも1種を含まない場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<2>に係る発明によれば、第1成分の含有量が、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、70質量%未満、又は95質量%を超える場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<3>に係る発明によれば、第2成分の合計の含有量が、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、5質量%未満、又は30質量%を超える場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<4>に係る発明によれば、脂肪酸誘導体(A)が炭素数10未満、又は25を超える飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体である場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<5>に係る発明によれば、炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体のオクタノール/水分配係数が5未満、又は10を超える場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<2>に係る発明によれば、第1成分の含有量が、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、70質量%未満、又は95質量%を超える場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<3>に係る発明によれば、第2成分の合計の含有量が、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、5質量%未満、又は30質量%を超える場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<4>に係る発明によれば、脂肪酸誘導体(A)が炭素数10未満、又は25を超える飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体である場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<5>に係る発明によれば、炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体のオクタノール/水分配係数が5未満、又は10を超える場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<8>に係る発明によれば、芳香族化合物(B0)のオクタノール/水分配係数が5未満、又は20を超える場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<9>、又は<10>に係る発明によれば、セルロースを主成分とする単層のセルロース粒子である場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<11>に係る発明によれば、ワックスが、リンゴ酸ジイソステアリルである場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<12>に係る発明によれば、被覆層が、母粒子を被覆し、ポリアミン化合物を含む第一被覆層のみを有する場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<13>に係る発明によれば、第二被覆層に多価金属塩を含まない場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<14>、又は<15>に係る発明によれば、脂肪酸エステル粒子、又はステアリン酸ステアリル粒子が外添されている場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<9>、又は<10>に係る発明によれば、セルロースを主成分とする単層のセルロース粒子である場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<11>に係る発明によれば、ワックスが、リンゴ酸ジイソステアリルである場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<12>に係る発明によれば、被覆層が、母粒子を被覆し、ポリアミン化合物を含む第一被覆層のみを有する場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<13>に係る発明によれば、第二被覆層に多価金属塩を含まない場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<14>、又は<15>に係る発明によれば、脂肪酸エステル粒子、又はステアリン酸ステアリル粒子が外添されている場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<16>に係る発明によれば、体積平均粒子径が、3μm未満、又は10μmを超える場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<17>に係る発明によれば、大径側個数粒度分布指標GSDvが1.0未満、又は1.7を超える場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<18>に係る発明によれば、真球度が0.90未満である場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<19>に係る発明によれば、セルロースの数平均分子量が、37000未満である場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<20>に係る発明によれば、セルロースの数平均分子量が、45000未満である場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<21>に係る発明によれば、表面平滑度が80%未満である場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<17>に係る発明によれば、大径側個数粒度分布指標GSDvが1.0未満、又は1.7を超える場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<18>に係る発明によれば、真球度が0.90未満である場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<19>に係る発明によれば、セルロースの数平均分子量が、37000未満である場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<20>に係る発明によれば、セルロースの数平均分子量が、45000未満である場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
<21>に係る発明によれば、表面平滑度が80%未満である場合と比較して、生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が提供される。
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。これらの説明および実施例は、実施形態を例示するものであり、発明の範囲を制限するものではない。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。
組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
<セルロース粒子>
本実施形態に係るセルロース粒子は、セルロースである第1成分と、脂肪酸誘導体(A)、長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)、並びに(メタ)アクリル酸系化合物(C)からなる群から選択される少なくとも1種である第2成分と、を含む。
本実施形態に係るセルロース粒子は、セルロースである第1成分と、脂肪酸誘導体(A)、長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)、並びに(メタ)アクリル酸系化合物(C)からなる群から選択される少なくとも1種である第2成分と、を含む。
本実施形態に係るセルロース粒子は、上記構成により、生分解性、及び柔軟性に優れる。その理由は、次の通り推測される。
セルロースを含む粒子(以下、セルロース粒子と称する)は、セルロースを含むことで生分解性が高いという利点を有する。しかしながら、セルロース粒子は、セルロースを含むことで粒子が硬くなりやすく、用途が限定されることがあった。
セルロース粒子に柔軟性を付与するためには、セルロースと共にセルロース以外の成分を含むセルロース粒子とすることが好ましい。しかしながら、セルロースは、セルロース以外の成分との相溶性が低い傾向にあった。
セルロース粒子に柔軟性を付与するためには、セルロースと共にセルロース以外の成分を含むセルロース粒子とすることが好ましい。しかしながら、セルロースは、セルロース以外の成分との相溶性が低い傾向にあった。
それに対して、本実施形態に係るセルロース粒子は、セルロースである第1成分と共に、セルロースに比べ柔軟性が高い第2成分(すなわち、脂肪酸誘導体(A)、長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)、並びに(メタ)アクリル酸系化合物(C)からなる群から選択される少なくとも1種)を含ませる。定かではないが、セルロース粒子中で、第1成分からなる海部と、第2成分からなる島部と、の海島構造を形成しやすいと考えられる。また、第1成分と第2成分とは相溶性が低く、第2成分からなる島部の領域の大きさが大きくなりやすい。そうすると、島部の領域の柔軟性が、セルロース粒子の柔軟性に大きく影響しやすくなる。そのため、本実施形態に係るセルロース粒子は柔軟性に優れると推測される。
また、本実施形態に係るセルロース粒子はセルロースを含有するため、生分解性にも優れる。
また、本実施形態に係るセルロース粒子はセルロースを含有するため、生分解性にも優れる。
以上のことから、本実施形態に係るセルロース粒子は、上記構成により、生分解性、及び柔軟性に優れると推測される。
(第1成分)
本実施形態に係るセルロース粒子はセルロースである第1成分を含む。
セルロースの数平均分子量は、37000以上であることが好ましく、45000以上であることがより好ましい。
セルロースの数平均分子量の上限値は特に限定されないが、例えば100000以下であってもよい。
本実施形態に係るセルロース粒子はセルロースである第1成分を含む。
セルロースの数平均分子量は、37000以上であることが好ましく、45000以上であることがより好ましい。
セルロースの数平均分子量の上限値は特に限定されないが、例えば100000以下であってもよい。
セルロースの数平均分子量を、37000以上とすることで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
セルロースの分子量が大きくなると末端水酸基の数が減ることから、末端での水素結合形成の数が減る。このことから剛直なセルロース分子鎖が、長くなりすぎることを抑制でき、柔軟性を付与することができる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
セルロースの分子量が大きくなると末端水酸基の数が減ることから、末端での水素結合形成の数が減る。このことから剛直なセルロース分子鎖が、長くなりすぎることを抑制でき、柔軟性を付与することができる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
また、セルロースの数平均分子量を37000以上とすることで、生分解性が高く、柔軟性の経時変化が少ないセルロース粒子になりやすい。
セルロースの数平均分子量を37000以上とすることで、初期の生分解速度を抑制しやすくなる。そのため、生分解に由来するセルロース粒子表面の欠け、又はセルロース粒子の変形を抑制しやすくなり、柔軟性の経時変化が少なくなる。また、セルロース粒子の生分解に由来するセルロース粒子の崩壊が均一に近くなり、生分解性も向上しやすくなる。
セルロースの数平均分子量を37000以上とすることで、初期の生分解速度を抑制しやすくなる。そのため、生分解に由来するセルロース粒子表面の欠け、又はセルロース粒子の変形を抑制しやすくなり、柔軟性の経時変化が少なくなる。また、セルロース粒子の生分解に由来するセルロース粒子の崩壊が均一に近くなり、生分解性も向上しやすくなる。
セルロースの数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー法(示差屈折率計 Optilab T-rEX/ Wyatt Technology社製、多角度光散乱検出器 DAWN HELEOS II/ Wyatt Technology社製、カラム TSKgel α-M、α-3000各1本/東ソー社製)にて、ジメチルアセトアミド(0.1M 塩化リチウム添加)を溶媒として測定される。
第1成分の含有量は、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、70質量%以上95質量%以下であることが好ましい。
第1成分の含有量を上記範囲内とすることで、より生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
第1成分の含有量を、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、70質量%以上とすることで、セルロース粒子中におけるセルロースの含有量が多くなる。そのため、セルロース粒子の生分解性がより向上しやすくなる。
また、第1成分の含有量を、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、95質量%以下とすることで、セルロース粒子中におけるセルロースの含有量が多くなりすぎない。そのため、セルロース粒子の柔軟性の低下を抑制することができる。
以上のことから、第1成分の含有量を上記範囲内とすることで、より生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
第1成分の含有量を上記範囲内とすることで、より生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
第1成分の含有量を、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、70質量%以上とすることで、セルロース粒子中におけるセルロースの含有量が多くなる。そのため、セルロース粒子の生分解性がより向上しやすくなる。
また、第1成分の含有量を、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、95質量%以下とすることで、セルロース粒子中におけるセルロースの含有量が多くなりすぎない。そのため、セルロース粒子の柔軟性の低下を抑制することができる。
以上のことから、第1成分の含有量を上記範囲内とすることで、より生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
更に生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子とする観点から、第1成分の含有量は、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、75質量%以上90質量%以下であることがより好ましく、80質量%以上85質量%以下であることが更に好ましい。
生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子とする観点から、第1成分の含有量は、セルロース粒子全体に対して、75質量%以上90質量%以下であることが好ましく、80質量%以上90質量%以下であることがより好ましく、85質量%以上90質量%以下であることが更に好ましい。
ただし、セルロース粒子が、後述する被覆層を有する場合、第1成分の含有量は、被覆層が形成される、第1成分及び第2成分を含む母粒子全体に対する含有量を示す。
ただし、セルロース粒子が、後述する被覆層を有する場合、第1成分の含有量は、被覆層が形成される、第1成分及び第2成分を含む母粒子全体に対する含有量を示す。
(第2成分)
本実施形態に係るセルロース粒子は、脂肪酸誘導体(A)、長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)、並びに(メタ)アクリル酸系化合物(C)からなる群から選択される少なくとも1種である第2成分を含む。
本実施形態に係るセルロース粒子は、脂肪酸誘導体(A)、長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)、並びに(メタ)アクリル酸系化合物(C)からなる群から選択される少なくとも1種である第2成分を含む。
-脂肪酸誘導体(A)-
脂肪酸誘導体(A)は、脂肪酸のカルボキシ基を、他の官能基と反応させて得られる化合物である。
他の官能基としては、例えば、アミノ基、ヒドロキシ基などが挙げられる。
つまり、脂肪酸誘導体(A)としては脂肪酸アミド、脂肪酸エステル等が挙げられる。
ここで、脂肪酸とは、一般式CnHmCOOH(n、mは整数)で表せる化合物をいう。
脂肪酸誘導体(A)は、脂肪酸のカルボキシ基を、他の官能基と反応させて得られる化合物である。
他の官能基としては、例えば、アミノ基、ヒドロキシ基などが挙げられる。
つまり、脂肪酸誘導体(A)としては脂肪酸アミド、脂肪酸エステル等が挙げられる。
ここで、脂肪酸とは、一般式CnHmCOOH(n、mは整数)で表せる化合物をいう。
脂肪酸誘導体(A)は、炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体であることが好ましく、炭素数12以上20以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体であることがより好ましく、炭素数14以上18以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体であることが更に好ましい。
脂肪酸誘導体(A)として、炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体を用いることで、より柔軟性に優れるセルロース粒子となりやすい。その理由は以下の通り推測される。
脂肪酸誘導体(A)として、炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体を用いることで、セルロース粒子の製造において用いる原料であるセルロースアシレートと脂肪酸誘導体(A)との相溶性が高まりやすい。そのため、セルロース粒子中で、第1成分からなる海部と、第2成分からなる島部と、の海島構造をより形成しやすくなり、第2成分からなる島部の領域の大きさが大きくなりやすくなると考えられる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子となりやすくなると推測される。
脂肪酸誘導体(A)として、炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体を用いることで、セルロース粒子の製造において用いる原料であるセルロースアシレートと脂肪酸誘導体(A)との相溶性が高まりやすい。そのため、セルロース粒子中で、第1成分からなる海部と、第2成分からなる島部と、の海島構造をより形成しやすくなり、第2成分からなる島部の領域の大きさが大きくなりやすくなると考えられる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子となりやすくなると推測される。
炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体のオクタノール/水分配係数(以下、O/W係数とも称する)は5以上10以下であることが好ましく、6以上9以下であることが好ましく、7以上8以下であることが好ましい。
ここで、オクタノール/水分配係数とは、以下により算出される値である。
オクタノール及び水の質量比1/1の混合物に試料を溶解させ、オクタノール中の物質濃度(Co)及び水中の物質濃度(Cw)を測定し、以下の式(1)でオクタノール/水分配係数(O/W係数)を算出する。
式(1):O/W係数 = Log(Co/Cw)
(式(1)中、「Log」は常用対数であることを意味する)
なお、オクタノール中の物質濃度(Co)及び水中の物質濃度(Cw)は以下の通り測定する。
OECDテストガイドラインに準ずる。より詳細には、1-オクタノール及び水の質量比1/1の混合液に試料を溶解させ、遠心分離し、完全に2層に分離する。1-オクタノール層から、ピペットで適量のオクタノール溶液を採取する。シリンジに予め空気を吸入しておき、この空気を排出しながら1-オクタノール層を通過し、水層から水溶液を素早く採取する。
各々の溶液について、イオンクロマトグラフイー(メトローム社製、930コンパクトIC)を用いて試験濃度を定量する。
オクタノール及び水の質量比1/1の混合物に試料を溶解させ、オクタノール中の物質濃度(Co)及び水中の物質濃度(Cw)を測定し、以下の式(1)でオクタノール/水分配係数(O/W係数)を算出する。
式(1):O/W係数 = Log(Co/Cw)
(式(1)中、「Log」は常用対数であることを意味する)
なお、オクタノール中の物質濃度(Co)及び水中の物質濃度(Cw)は以下の通り測定する。
OECDテストガイドラインに準ずる。より詳細には、1-オクタノール及び水の質量比1/1の混合液に試料を溶解させ、遠心分離し、完全に2層に分離する。1-オクタノール層から、ピペットで適量のオクタノール溶液を採取する。シリンジに予め空気を吸入しておき、この空気を排出しながら1-オクタノール層を通過し、水層から水溶液を素早く採取する。
各々の溶液について、イオンクロマトグラフイー(メトローム社製、930コンパクトIC)を用いて試験濃度を定量する。
炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体のオクタノール/水分配係数(O/W係数)を5以上10以下とすると、より柔軟性に優れるセルロース粒子となりやすい。その理由は以下の通り推測される。
炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体のO/W係数を5以上10以下とすると、セルロース粒子の製造において用いる原料であるセルロースアシレートと脂肪酸誘導体(A)との相溶性が高まりやすい。そのため、セルロース粒子中で、第1成分からなる海部と、第2成分からなる島部と、の海島構造をより形成しやすくなり、第2成分からなる島部の領域の大きさが大きくなりやすくなると考えられる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子となりやすくなると推測される。
炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体のO/W係数を5以上10以下とすると、セルロース粒子の製造において用いる原料であるセルロースアシレートと脂肪酸誘導体(A)との相溶性が高まりやすい。そのため、セルロース粒子中で、第1成分からなる海部と、第2成分からなる島部と、の海島構造をより形成しやすくなり、第2成分からなる島部の領域の大きさが大きくなりやすくなると考えられる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子となりやすくなると推測される。
セルロース粒子の柔軟性を高める観点から、脂肪酸誘導体(A)は脂肪酸アミドであることが好ましい。
脂肪酸アミドは、脂肪酸及びアミンをアミド化して得られる脂肪酸アミドであることが好ましい。
脂肪酸アミドは、脂肪酸及びアミンをアミド化して得られる脂肪酸アミドであることが好ましい。
脂肪酸アミドの合成に用いる脂肪酸としては、セルロース粒子の柔軟性を高める観点から、飽和脂肪酸であることが好ましく、炭素数が10以上25以下である飽和脂肪酸であることがより好ましく、炭素数が15以上20以下である飽和脂肪酸であることがさらに好ましく、オクタコサン酸であることが特に好ましい。
脂肪酸アミドの合成に用いるアミンとしては、第1級アミン、及び第2級アミンが挙げられる。
セルロース粒子の柔軟性を高める観点から、脂肪酸アミドの合成に用いるアミンとしては、1つ以上のヒドロキシ基を有するアミン(以下、アミノアルコールとも称する)であることが好ましい。
セルロース粒子の柔軟性を高める観点から、脂肪酸アミドの合成に用いるアミンとしては、アミノ基及びヒドロキシ基が2価の炭化水素基に結合した構造を有することが好ましい。
2価の炭化水素基としては、炭素数が1以上10以下であることが好ましく、2以上5以下であることがより好ましい。
脂肪酸アミドの合成に用いるエタノールアミンとしては、例えば、メタノールアミン、エタノールアミン、3-アミノ-1-プロパノール、4-アミノ-1-ブタノール、ジエタノールアミン等が挙げられる。
脂肪酸アミドの合成に用いるアミンとしては、第1級アミン、及び第2級アミンが挙げられる。
セルロース粒子の柔軟性を高める観点から、脂肪酸アミドの合成に用いるアミンとしては、1つ以上のヒドロキシ基を有するアミン(以下、アミノアルコールとも称する)であることが好ましい。
セルロース粒子の柔軟性を高める観点から、脂肪酸アミドの合成に用いるアミンとしては、アミノ基及びヒドロキシ基が2価の炭化水素基に結合した構造を有することが好ましい。
2価の炭化水素基としては、炭素数が1以上10以下であることが好ましく、2以上5以下であることがより好ましい。
脂肪酸アミドの合成に用いるエタノールアミンとしては、例えば、メタノールアミン、エタノールアミン、3-アミノ-1-プロパノール、4-アミノ-1-ブタノール、ジエタノールアミン等が挙げられる。
脂肪酸誘導体(A)は、脂肪酸及びアミノアルコールをアミド化して得られる脂肪酸アミド(以下、脂肪酸エタノールアミドとも称する)であることが好ましい。
脂肪酸誘導体(A)として、脂肪酸エタノールアミドを用いることで、より柔軟性に優れるセルロース粒子となりやすい。その理由は以下の通り推測される。
脂肪酸誘導体(A)として、脂肪酸エタノールアミドを用いることで、セルロース粒子の製造において用いる原料であるセルロースアシレートと脂肪酸誘導体(A)との相溶性が高まりやすい。そのため、セルロース粒子中で、第1成分からなる海部と、第2成分からなる島部と、の海島構造をより形成しやすくなり、第2成分からなる島部の領域の大きさが大きくなりやすくなると考えられる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子となりやすくなると推測される。
脂肪酸誘導体(A)として、脂肪酸エタノールアミドを用いることで、セルロース粒子の製造において用いる原料であるセルロースアシレートと脂肪酸誘導体(A)との相溶性が高まりやすい。そのため、セルロース粒子中で、第1成分からなる海部と、第2成分からなる島部と、の海島構造をより形成しやすくなり、第2成分からなる島部の領域の大きさが大きくなりやすくなると考えられる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子となりやすくなると推測される。
脂肪酸エタノールアミドとしては、具体的には、下記式(A-1)で表される化合物であることが好ましい。
式(A-1)中、R1は、脂肪酸からカルボキシ基を除いたその残基であり、炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基であることが好ましく、炭素数15以上20以下である飽和脂肪族基であることが好ましい。
また、R2、及びR3は、エタノールアミンから1つのアミノ基を除いたその残基を示す。R2、及びR3は、それぞれ、水素原子、又はヒドロキシ基を有する炭化水素基であることが好ましい。ヒドロキシ基を有する炭化水素基の炭素数は、1以上10以下であることが好ましく、2以上5以下であることがより好ましい。R2、及びR3は、それぞれ、同一であってもよいし異なっていてもよい。
また、R2、及びR3は、エタノールアミンから1つのアミノ基を除いたその残基を示す。R2、及びR3は、それぞれ、水素原子、又はヒドロキシ基を有する炭化水素基であることが好ましい。ヒドロキシ基を有する炭化水素基の炭素数は、1以上10以下であることが好ましく、2以上5以下であることがより好ましい。R2、及びR3は、それぞれ、同一であってもよいし異なっていてもよい。
-芳香族化合物(B)-
長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)(以下、単に「芳香族化合物(B)」とも称する)について説明する。
長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)(以下、単に「芳香族化合物(B)」とも称する)について説明する。
長鎖脂肪族基は、炭素数8以上20以下(又は炭素数10以上18以下)の脂肪族基であることが好ましい。
つまり、芳香族化合物(B)は、炭素数8以上20以下(又は炭素数10以上18以下)である脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B0)(以下、単に「芳香族化合物(B0)」とも称する)であることが好ましい。
つまり、芳香族化合物(B)は、炭素数8以上20以下(又は炭素数10以上18以下)である脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B0)(以下、単に「芳香族化合物(B0)」とも称する)であることが好ましい。
長鎖脂肪族基は、炭素数8以上20以下(好ましくは10以上20以下)の、飽和脂肪族基(アルキル基)、不飽和脂肪族基(アルケニル基、アルキニル基)が挙げられる。脂肪族基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよいが、直鎖状、分岐状が好ましく、直鎖状がより好ましい。
芳香族化合物(B)として、芳香族化合物(B0)を用いることで、より柔軟性に優れるセルロース粒子となりやすい。その理由は以下の通り推測される。
芳香族化合物(B)として、芳香族化合物(B0)を用いることで、セルロース粒子の製造において用いる原料であるセルロースアシレートと芳香族化合物(B)との相溶性が高まりやすい。そのため、セルロース粒子中で、第1成分からなる海部と、第2成分からなる島部と、の海島構造をより形成しやすくなり、第2成分からなる島部の領域の大きさが大きくなりやすくなると考えられる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子となりやすくなると推測される。
芳香族化合物(B)として、芳香族化合物(B0)を用いることで、セルロース粒子の製造において用いる原料であるセルロースアシレートと芳香族化合物(B)との相溶性が高まりやすい。そのため、セルロース粒子中で、第1成分からなる海部と、第2成分からなる島部と、の海島構造をより形成しやすくなり、第2成分からなる島部の領域の大きさが大きくなりやすくなると考えられる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子となりやすくなると推測される。
芳香族化合物(B0)のオクタノール/水分配係数は5以上20以下であることが好ましく、7以上18以下であることがより好ましく、10以上15以下であることが更に好ましい。
ここで、オクタノール/水分配係数の算出手順は、既述の通りである。
ここで、オクタノール/水分配係数の算出手順は、既述の通りである。
芳香族化合物(B0)のO/W係数を5以上20以下とすると、より柔軟性に優れるセルロース粒子となりやすい。その理由は以下の通り推測される。
芳香族化合物(B0)のO/W係数を5以上20以下とすると、セルロース粒子の製造において用いる原料であるセルロースアシレートと芳香族化合物(B)との相溶性が高まりやすい。そのため、セルロース粒子中で、第1成分からなる海部と、第2成分からなる島部と、の海島構造をより形成しやすくなり、第2成分からなる島部の領域の大きさが大きくなりやすくなると考えられる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子となりやすくなると推測される。
芳香族化合物(B0)のO/W係数を5以上20以下とすると、セルロース粒子の製造において用いる原料であるセルロースアシレートと芳香族化合物(B)との相溶性が高まりやすい。そのため、セルロース粒子中で、第1成分からなる海部と、第2成分からなる島部と、の海島構造をより形成しやすくなり、第2成分からなる島部の領域の大きさが大きくなりやすくなると考えられる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子となりやすくなると推測される。
芳香族化合物(B)としては、単環、縮合環(芳香環が2個以上有する多環)、多核環(芳香環同士が炭素-炭素結合によって結合している多環)、複素環(複素環の単環、複素環を含む縮合環、複素環を含む多核環等)に、長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基が置換されている化合物が挙げられる。
芳香族化合物(B)として具体的には、カルダノール化合物、フェナルカミン化合物、フェノール樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールレゾール型エポキシ樹脂、フェノール変性パーム油、フェノール変性大豆油、フェノール変性亜麻仁油等が挙げられる。
生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子とする観点から、芳香族化合物(B)としては、カルダノール化合物(D1)が好ましい。
カルダノール化合物(D1)とは、カシューを原料とする天然由来の化合物に含まれる成分(例えば、下記の構造式(d-1)~(d-4)で表される化合物)又は前記成分からの誘導体を指す。
カルダノール化合物(D1)とは、カシューを原料とする天然由来の化合物に含まれる成分(例えば、下記の構造式(d-1)~(d-4)で表される化合物)又は前記成分からの誘導体を指す。
カルダノール化合物(D1)は、カシューを原料とする天然由来の化合物の混合物(以下「カシュー由来混合物」ともいう。)であってもよい。
カルダノール化合物(D1)は、カシュー由来混合物からの誘導体であってもよい。カシュー由来混合物からの誘導体としては、例えば以下の混合物や単体等が挙げられる。
・カシュー由来混合物中の各成分の組成比を調整した混合物
・カシュー由来混合物中から特定の成分のみを単離した単体
・カシュー由来混合物中の成分を変性した変性体を含む混合物
・カシュー由来混合物中の成分を重合した重合体を含む混合物
・カシュー由来混合物中の成分を変性し且つ重合した変性重合体を含む混合物
・前記組成比を調整した混合物中の成分をさらに変性した変性体を含む混合物
・前記組成比を調整した混合物中の成分をさらに重合した重合体を含む混合物
・前記組成比を調整した混合物中の成分をさらに変性し且つ重合した変性重合体を含む混合物
・前記単離した単体をさらに変性した変性体
・前記単離した単体をさらに重合した重合体
・前記単離した単体をさらに変性し且つ重合した変性重合体
ここで単体には、2量体及び3量体等の多量体も含まれるものとする。
・カシュー由来混合物中から特定の成分のみを単離した単体
・カシュー由来混合物中の成分を変性した変性体を含む混合物
・カシュー由来混合物中の成分を重合した重合体を含む混合物
・カシュー由来混合物中の成分を変性し且つ重合した変性重合体を含む混合物
・前記組成比を調整した混合物中の成分をさらに変性した変性体を含む混合物
・前記組成比を調整した混合物中の成分をさらに重合した重合体を含む混合物
・前記組成比を調整した混合物中の成分をさらに変性し且つ重合した変性重合体を含む混合物
・前記単離した単体をさらに変性した変性体
・前記単離した単体をさらに重合した重合体
・前記単離した単体をさらに変性し且つ重合した変性重合体
ここで単体には、2量体及び3量体等の多量体も含まれるものとする。
カルダノール化合物(D1)は、セルロース粒子の生分解速度向上の観点から、一般式(CDN1)で表される化合物、及び、一般式(CDN1)で表される化合物が重合された重合体からなる群から選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましい。
一般式(CDN1)中、R1は、置換基を有していてもよいアルキル基、又は二重結合を有し且つ置換基を有していてもよい不飽和脂肪族基を表す。R2は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、置換基を有していてもよいアルキル基、又は二重結合を有し且つ置換基を有していてもよい不飽和脂肪族基を表す。P2は0以上4以下の整数を表す。P2が2以上である場合において複数存在するR2は、同じ基であっても異なる基であってもよい。
一般式(CDN1)において、R1が表す置換基を有していてもよいアルキル基は、炭素数3以上30以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数5以上25以下のアルキル基であることがより好ましく、炭素数8以上20以下のアルキル基であることが更に好ましい。
置換基としては、例えば、ヒドロキシ基;エポキシ基、メトキシ基等のエーテル結合を含む置換基;アセチル基、プロピオニル基等のエステル結合を含む置換基;等が挙げられる。
置換基を有していてもよいアルキル基の例としては、ペンタデカン-1-イル基、ヘプタン-1-イル基、オクタン-1-イル基、ノナン-1-イル基、デカン-1-イル基、ウンデカン-1-イル基、ドデカン-1-イル基、テトラデカン-1-イル基等が挙げられる。
置換基としては、例えば、ヒドロキシ基;エポキシ基、メトキシ基等のエーテル結合を含む置換基;アセチル基、プロピオニル基等のエステル結合を含む置換基;等が挙げられる。
置換基を有していてもよいアルキル基の例としては、ペンタデカン-1-イル基、ヘプタン-1-イル基、オクタン-1-イル基、ノナン-1-イル基、デカン-1-イル基、ウンデカン-1-イル基、ドデカン-1-イル基、テトラデカン-1-イル基等が挙げられる。
一般式(CDN1)において、R1が表す二重結合を有し且つ置換基を有していてもよい不飽和脂肪族基は、炭素数3以上30以下の不飽和脂肪族基であることが好ましく、炭素数5以上25以下の不飽和脂肪族基であることがより好ましく、炭素数8以上20以下の不飽和脂肪族基であることが更に好ましい。
不飽和脂肪族基が有する二重結合の数は、1以上3以下であることが好ましい。
置換基としては、前記アルキル基の置換基として列挙したものが同様に挙げられる。
二重結合を有し且つ置換基を有していてもよい不飽和脂肪族基の例としては、ペンタデカ-8-エン-1-イル基、ペンタデカ-8,11-ジエン-1-イル基、ペンタデカ-8,11,14-トリエン-1-イル基、ペンタデカ-7-エン-1-イル基、ペンタデカ-7,10-ジエン-1-イル基、ペンタデカ-7,10,14-トリエン-1-イル基等が挙げられる。
不飽和脂肪族基が有する二重結合の数は、1以上3以下であることが好ましい。
置換基としては、前記アルキル基の置換基として列挙したものが同様に挙げられる。
二重結合を有し且つ置換基を有していてもよい不飽和脂肪族基の例としては、ペンタデカ-8-エン-1-イル基、ペンタデカ-8,11-ジエン-1-イル基、ペンタデカ-8,11,14-トリエン-1-イル基、ペンタデカ-7-エン-1-イル基、ペンタデカ-7,10-ジエン-1-イル基、ペンタデカ-7,10,14-トリエン-1-イル基等が挙げられる。
一般式(CDN1)において、R1としては、ペンタデカ-8-エン-1-イル基、ペンタデカ-8,11-ジエン-1-イル基、ペンタデカ-8,11,14-トリエン-1-イル基、ペンタデカ-7-エン-1-イル基、ペンタデカ-7,10-ジエン-1-イル基、ペンタデカ-7,10,14-トリエン-1-イル基が好ましい。
一般式(CDN1)において、R2が表す置換基を有していてもよいアルキル基及び二重結合を有し且つ置換基を有していてもよい不飽和脂肪族基としては、前記R1が表す置換基を有していてもよいアルキル基及び二重結合を有し且つ置換基を有していてもよい不飽和脂肪族基として列挙したものが同様に好ましい例として挙げられる。
一般式(CDN1)で表される化合物はさらに変性されていてもよい。例えば、エポキシ化されていてもよく、具体的には一般式(CDN1)で表される化合物が有するヒドロキシ基が下記の基(EP)に置き換えられた構造の化合物、つまり、下記の一般式(CDN1-e)で表される化合物であってもよい。
基(EP)及び一般式(CDN1-e)中、LEPは、単結合又は2価の連結基を表す。一般式(CDN1-e)中、R1、R2及びP2はそれぞれ、一般式(CDN1)におけるR1、R2及びP2と同義である。
基(EP)及び一般式(CDN1-e)において、LEPが表す2価の連結基としては、例えば、置換基を有していてもよいアルキレン基(好ましくは炭素数1以上4以下のアルキレン基、より好ましくは炭素数1のアルキレン基)、-CH2CH2OCH2CH2-基等が挙げられる。
上記置換基としては、一般式(CDN1)のR1において置換基として列挙したものが同様に挙げられる。
上記置換基としては、一般式(CDN1)のR1において置換基として列挙したものが同様に挙げられる。
LEPとしては、メチレン基が好ましい。
一般式(CDN1)で表される化合物が重合された重合体とは、少なくとも2つ以上の一般式(CDN1)で表される化合物が、連結基を介して又は介さずに重合された重合体をいう。
一般式(CDN1)で表される化合物が重合された重合体としては、例えば、下記の一般式(CDN2)で表される化合物が挙げられる。
一般式(CDN2)中、R11、R12及びR13はそれぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、又は二重結合を有し且つ置換基を有していてもよい不飽和脂肪族基を表す。R21、R22及びR23はそれぞれ独立に、ヒドロキシ基、カルボキシ基、置換基を有していてもよいアルキル基、又は二重結合を有し且つ置換基を有していてもよい不飽和脂肪族基を表す。P21及びP23はそれぞれ独立に、0以上3以下の整数を表し、P22は0以上2以下の整数を表す。L1及びL2はそれぞれ独立に、2価の連結基を表す。nは、0以上10以下の整数を表す。P21が2以上である場合において複数存在するR21、P22が2以上である場合において複数存在するR22、及びP23が2以上である場合において複数存在するR23はそれぞれ、同じ基であっても異なる基であってもよい。nが2以上である場合において複数存在するR12、R22及びL1はそれぞれ、同じ基であっても異なる基であってもよく、nが2以上である場合において複数存在するP22は、同じ数であっても異なる数であってもよい。
一般式(CDN2)において、R11、R12、R13、R21、R22及びR23が表す置換基を有していてもよいアルキル基及び二重結合を有し且つ置換基を有していてもよい不飽和脂肪族基としては、一般式(CDN1)のR1として列挙したものが同様に好ましい例として挙げられる。
一般式(CDN2)において、L1及びL2が表す2価の連結基としては、例えば、置換基を有していてもよいアルキレン基(好ましくは炭素数2以上30以下のアルキレン基、より好ましくは炭素数5以上20以下のアルキレン基)等が挙げられる。
上記置換基としては、一般式(CDN1)のR1において置換基として列挙したものが同様に挙げられる。
上記置換基としては、一般式(CDN1)のR1において置換基として列挙したものが同様に挙げられる。
一般式(CDN2)において、nとしては、1以上10以下が好ましく、1以上5以下がより好ましい。
一般式(CDN2)で表される化合物はさらに変性されていてもよい。例えば、エポキシ化されていてもよく、具体的には一般式(CDN2)で表される化合物が有するヒドロキシ基が基(EP)に置き換えられた構造の化合物、つまり、下記の一般式(CDN2-e)で表される化合物であってもよい。
一般式(CDN2-e)中、R11、R12、R13、R21、R22、R23、P21、P22、P23、L1、L2及びnはそれぞれ、一般式(CDN2)におけるR11、R12、R13、R21、R22、R23、P21、P22、P23、L1、L2及びnと同義である。
一般式(CDN2-e)中、LEP1、LEP2及びLEP3はそれぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。nが2以上である場合において複数存在するLEP2は、同じ基であっても異なる基であってもよい。
一般式(CDN2-e)中、LEP1、LEP2及びLEP3はそれぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。nが2以上である場合において複数存在するLEP2は、同じ基であっても異なる基であってもよい。
一般式(CDN2-e)において、LEP1、LEP2及びLEP3が表す2価の連結基としては、一般式(CDN1-e)におけるLEPが表す2価の連結基として列挙したものが同様に好ましい例として挙げられる。
一般式(CDN1)で表される化合物が重合された重合体としては、例えば、少なくとも3つ以上の一般式(CDN1)で表される化合物が、連結基を介して又は介さずに三次元的に架橋重合された重合体であってもよい。一般式(CDN1)で表される化合物が三次元的に架橋重合された重合体としては、例えば以下の構造式で表される化合物が挙げられる。
上記構造式において、R10、R20及びP20はそれぞれ、一般式(CDN1)におけるR1、R2及びP2と同義である。L10は、単結合又は2価の連結基を表す。複数存在するR10、R20及びL10はそれぞれ、同じ基であっても異なる基であってもよい。複数存在するP20は、同じ数であっても異なる数であってもよい。
上記構造式において、L10が表す2価の連結基としては、例えば、置換基を有していてもよいアルキレン基(好ましくは炭素数2以上30以下のアルキレン基、より好ましくは炭素数5以上20以下のアルキレン基)等が挙げられる。
上記置換基としては、一般式(CDN1)のR1において置換基として列挙したものが同様に挙げられる。
上記置換基としては、一般式(CDN1)のR1において置換基として列挙したものが同様に挙げられる。
上記構造式で表される化合物はさらに変性されていてもよく、例えば、エポキシ化されていてもよい。具体的には、上記構造式で表される化合物が有するヒドロキシ基が基(EP)に置き換えられた構造の化合物であってもよく、例えば以下の構造式で表される化合物、つまり、一般式(CDN1-e)で表される化合物が三次元的に架橋重合された重合体が挙げられる。
上記構造式において、R10、R20及びP20はそれぞれ、一般式(CDN1-e)におけるR1、R2及びP2と同義である。L10は、単結合又は2価の連結基を表す。複数存在するR10、R20及びL10はそれぞれ、同じ基であっても異なる基であってもよい。複数存在するP20は、同じ数であっても異なる数であってもよい。
上記構造式において、L10が表す2価の連結基としては、例えば、置換基を有していてもよいアルキレン基(好ましくは炭素数2以上30以下のアルキレン基、より好ましくは炭素数5以上20以下のアルキレン基)等が挙げられる。
上記置換基としては、一般式(CDN1)のR1において置換基として列挙したものが同様に挙げられる。
上記置換基としては、一般式(CDN1)のR1において置換基として列挙したものが同様に挙げられる。
カルダノール化合物(D1)としては、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、Cardolite社製のNX-2024、Ultra LITE 2023、NX-2026、GX-2503、NC-510、LITE 2020、NX-9001、NX-9004、NX-9007、NX-9008、NX-9201、NX-9203、東北化工社製のLB-7000、LB-7250、CD-5L等が挙げられる。エポキシ基を有するカルダノール化合物の市販品としては、例えば、Cardolite社製のNC-513、NC-514S、NC-547、LITE513E、Ultra LTE 513等が挙げられる。
カルダノール化合物(D1)の水酸基価は、セルロース粒子の生分解速度向上の観点から、100mgKOH/g以上が好ましく、120mgKOH/g以上がより好ましく、150mgKOH/g以上が更に好ましい。カルダノール化合物(D1)の水酸基価の測定は、ISO14900のA法に従って行われる。
カルダノール化合物(D1)として、エポキシ基を有するカルダノール化合物(D1)を用いる場合、そのエポキシ当量は、セルロース粒子の透明性を向上する観点から、300以上500以下が好ましく、350以上480以下がより好ましく、400以上470以下が更に好ましい。エポキシ基を有するカルダノール化合物(D1)のエポキシ当量の測定は、ISO3001に従って行われる。
カルダノール化合物(D1)の重量平均分子量は、セルロース粒子の耐熱性及び柔軟性向上の観点から、250以上1000以下が好ましく、280以上800以下がより好ましく、300以上500以下が更に好ましい。
カルダノール化合物(D1)の重量平均分子量は、溶離液としてテトラヒドロフランを用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ装置(GPC装置:東ソー社製、HLC-8320GPC、カラム:TSKgelα-M)にてポリスチレン換算で測定する。
カルダノール化合物(D1)の重量平均分子量は、溶離液としてテトラヒドロフランを用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ装置(GPC装置:東ソー社製、HLC-8320GPC、カラム:TSKgelα-M)にてポリスチレン換算で測定する。
カルダノール化合物(D1)は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-(メタ)アクリル酸系化合物(C)-
(メタ)アクリル酸系化合物(C)は、(メタ)アクリル酸、及び(メタ)アクリル酸誘導体からなる群から選択される少なくとも1種である単量体を構成単位とする重合体である。
ここで、(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタクリルを意味する。
(メタ)アクリル酸系化合物(C)は、(メタ)アクリル酸、及び(メタ)アクリル酸誘導体からなる群から選択される少なくとも1種である単量体を構成単位とする重合体である。
ここで、(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタクリルを意味する。
(メタ)アクリル酸誘導体とは、(メタ)アクリル酸のカルボキシ基を、他の官能基と反応させて得られる化合物であり、(メタ)アクリル酸アミド、(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸誘導体としては、(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。
(メタ)アクリル酸エステルは、(メタ)アクリル酸のカルボキシ基を、ヒドロキシ基を有する化合物とエステル化反応させて得られる化合物であり、少なくとも1つのエステル基を有する。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、炭素数1以上30以下(又は炭素数1以上20以下)の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、メタクリル酸グリセリルアミドエチル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸系化合物(C)は、架橋構造を有してもよい。
(メタ)アクリル酸誘導体としては、(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。
(メタ)アクリル酸エステルは、(メタ)アクリル酸のカルボキシ基を、ヒドロキシ基を有する化合物とエステル化反応させて得られる化合物であり、少なくとも1つのエステル基を有する。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、炭素数1以上30以下(又は炭素数1以上20以下)の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、メタクリル酸グリセリルアミドエチル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸系化合物(C)は、架橋構造を有してもよい。
(メタ)アクリル酸系化合物(C)は、(メタ)アクリル酸、及び(メタ)アクリル酸誘導体以外のその他の単量体を構成単位として含んでもよい。
その他の単量体としては、例えば、ビニルピロリドン等が挙げられる。
その他の単量体としては、例えば、ビニルピロリドン等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸系化合物(C)としては、INCI名で「ACRYLATES/C10-30 ALKYL ACRYLATE CROSSPOLYMER((アクリレーツ/アクリル酸アルキル(C10-30))クロスポリマー)」と表記される化合物、「(アクリレーツ/アクリル酸エチルヘキシル/メタクリル酸ジメチコン)コポリマー」と表記される化合物、「(アクリル酸/VP)クロスポリマー」と表記される化合物、「(アクリレーツ/アクリル酸ヒドロキシアルキル)コポリマー」と表記される化合物、「(アクリレーツ/アクリル酸アルキル(C10-30))クロスポリマー」と表記される化合物、「(アクリレーツ/コハク酸アルキル(C1,2)/アクリル酸ヒドロキシアルキル)コポリマー」と表記される化合物、「ポリアクリル酸アルキル(C10-30)」と表記される化合物等を挙げることができる。
-第2成分の合計の含有量-
第2成分の合計の含有量は、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、5質量%以上30質量%以下であることが好ましく、10質量%以上25質量%以下であることがより好ましく、15質量%以上20質量%以下であることが更に好ましい。
第2成分の合計の含有量は、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、5質量%以上30質量%以下であることが好ましく、10質量%以上25質量%以下であることがより好ましく、15質量%以上20質量%以下であることが更に好ましい。
第2成分の含有量を第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、5質量%以上30質量%以下とすることで、より生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
第2成分の含有量を、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、5質量%以上とすることで、第2成分からなる島部の領域の大きさが大きくなりやすくなり、セルロース粒子の柔軟性が向上する。
第2成分の含有量を、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、30質量%以下とすることでセルロース粒子中における第2成分の含有量が多くなりすぎない。そのため、セルロース粒子の生分解性の低下が抑制される。
以上のことから、第1成分の含有量を上記範囲内とすることで、より生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
第2成分の含有量を、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、5質量%以上とすることで、第2成分からなる島部の領域の大きさが大きくなりやすくなり、セルロース粒子の柔軟性が向上する。
第2成分の含有量を、第1成分及び第2成分の合計の含有量に対して、30質量%以下とすることでセルロース粒子中における第2成分の含有量が多くなりすぎない。そのため、セルロース粒子の生分解性の低下が抑制される。
以上のことから、第1成分の含有量を上記範囲内とすることで、より生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
(被覆層を有するセルロース粒子)
本実施形態に係るセルロース粒子は、第1成分と、第2成分と、を含む母粒子と、母粒子を被覆する被覆層であって、ポリアミン化合物、ワックス、直鎖飽和脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸及びアミノ酸系化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を含む被覆層と、を有するセルロース粒子(以下、「被覆層を有するセルロース粒子」とも称する)であることが好ましい。
本実施形態に係るセルロース粒子は、第1成分と、第2成分と、を含む母粒子と、母粒子を被覆する被覆層であって、ポリアミン化合物、ワックス、直鎖飽和脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸及びアミノ酸系化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を含む被覆層と、を有するセルロース粒子(以下、「被覆層を有するセルロース粒子」とも称する)であることが好ましい。
本実施形態に係るセルロース粒子を上記構成とすることで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
ポリアミン化合物、又は直鎖飽和脂肪酸は、アミノ基又はカルボン酸構造がセルロースの水酸基とイオン的に親和することで、比較的長い直鎖が粒子の外側に向かって立ち上がるような構造をとりやすい。また、ヒドロキシ脂肪酸は自身の水酸基がセルロースの水酸基と水素結合し、ヒドロキシル基を起点に、比較的長い直鎖がある角度をもって粒子表面に広がり、直鎖同士が互いに絡まりあって、スポンジのような構造を作りやすい。このように被覆層の高次構造を取ることにより、外力が加わった際、高次構造が変形することで力を吸収するため優れた柔軟性を発現する。ワックスやアミノ酸系化合物はセルロース表面で自己凝集し、いずれも粒子表面に適度な隙間を有する扁平な島形状で被覆されやすい。島形状で存在することで、少量でも外力を吸収する効果が高く、優れた柔軟性を発現すると考えている。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
ポリアミン化合物、又は直鎖飽和脂肪酸は、アミノ基又はカルボン酸構造がセルロースの水酸基とイオン的に親和することで、比較的長い直鎖が粒子の外側に向かって立ち上がるような構造をとりやすい。また、ヒドロキシ脂肪酸は自身の水酸基がセルロースの水酸基と水素結合し、ヒドロキシル基を起点に、比較的長い直鎖がある角度をもって粒子表面に広がり、直鎖同士が互いに絡まりあって、スポンジのような構造を作りやすい。このように被覆層の高次構造を取ることにより、外力が加わった際、高次構造が変形することで力を吸収するため優れた柔軟性を発現する。ワックスやアミノ酸系化合物はセルロース表面で自己凝集し、いずれも粒子表面に適度な隙間を有する扁平な島形状で被覆されやすい。島形状で存在することで、少量でも外力を吸収する効果が高く、優れた柔軟性を発現すると考えている。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
-母粒子-
母粒子は第1成分と、第2成分と、を含む。
母粒子に含まれる第1成分及び第2成分は、既述の第1成分及び既述の第2成分と同義であり、好ましい範囲も同様である。
母粒子は第1成分と、第2成分と、を含む。
母粒子に含まれる第1成分及び第2成分は、既述の第1成分及び既述の第2成分と同義であり、好ましい範囲も同様である。
-被覆層-
被覆層はポリアミン化合物、ワックス、直鎖飽和脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸及びアミノ酸系化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を含む。
被覆層はポリアミン化合物、ワックス、直鎖飽和脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸及びアミノ酸系化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を含む。
・ポリアミン化合物
ポリアミン化合物とは、第1級アミノ基を2つ以上有する脂肪族炭化水素の総称である。
ポリアミン化合物としては、ポリアルキレンイミン、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリリジン等が挙げられる。
ポリアルキレンイミンとしては、生分解性向上の観点から、炭素数1以上6以下(好ましくは炭素数1以上4以下、より好ましくは炭素数1以上2以下)のアルキレン基を持つ構成単位を有するポリアルキレンイミンが好ましく、ポリエチレンイミンがより好ましい。
ポリアリルアミンとしては、例えば、アリルアミン、アリルアミンアミド硫酸塩、ジアリルアミン、ジメチルアリルアミンなどの単独重合体又は共重合体などが挙げられる。
ポリビニルアミンとしては、例えば、ポリ(N-ビニルホルムアミド)をアルカリで加水分解して製造されるもので、具体的には三菱化学社製「PVAM-0595B」等が挙げられる。
ポリリジンとしては、天然物から抽出されたものであってもよく、形質転換微生物に産生させたものであってもよく、化学合成されたものであってもよい。
ポリアミン化合物とは、第1級アミノ基を2つ以上有する脂肪族炭化水素の総称である。
ポリアミン化合物としては、ポリアルキレンイミン、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリリジン等が挙げられる。
ポリアルキレンイミンとしては、生分解性向上の観点から、炭素数1以上6以下(好ましくは炭素数1以上4以下、より好ましくは炭素数1以上2以下)のアルキレン基を持つ構成単位を有するポリアルキレンイミンが好ましく、ポリエチレンイミンがより好ましい。
ポリアリルアミンとしては、例えば、アリルアミン、アリルアミンアミド硫酸塩、ジアリルアミン、ジメチルアリルアミンなどの単独重合体又は共重合体などが挙げられる。
ポリビニルアミンとしては、例えば、ポリ(N-ビニルホルムアミド)をアルカリで加水分解して製造されるもので、具体的には三菱化学社製「PVAM-0595B」等が挙げられる。
ポリリジンとしては、天然物から抽出されたものであってもよく、形質転換微生物に産生させたものであってもよく、化学合成されたものであってもよい。
ポリアミン化合物が、ポリエチレンイミン、及びポリリジンよりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
ポリアミン化合物としてポリエチレンイミン、及びポリリジンよりなる群から選択される少なくとも1種を適用することで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
ポリアミン化合物の中でも、ポリエチレンイミン、ポリリジンはカチオン性が高く、セルロース水酸基への親和性がより強い。したがって、セルロース粒子への吸着が強く、製造時、使用時に脱離しにくくなるため、より柔軟性に優れる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
ポリアミン化合物としてポリエチレンイミン、及びポリリジンよりなる群から選択される少なくとも1種を適用することで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
ポリアミン化合物の中でも、ポリエチレンイミン、ポリリジンはカチオン性が高く、セルロース水酸基への親和性がより強い。したがって、セルロース粒子への吸着が強く、製造時、使用時に脱離しにくくなるため、より柔軟性に優れる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
ポリアミン化合物の含有量は、セルロース粒子全体に対して、0.2質量%以上2質量%以下であることが好ましい。
・ワックス
ワックスとしては、脂肪酸を含む植物油、炭化水素系ワックス、ジエステル等が挙げられる。
脂肪酸を含む植物油としては、ひまし油、桐油、亜麻仁油、ショートニング、コーン油、大豆油、胡麻油、菜種油、ひまわり油、こめ油、椿油、ヤシ油、パーム油、クルミ油、オリーブ油、ピーナッツオイル、アーモンドオイル、ホホバ油、カカオバター、シアバター、ニーム油、ベニバナ油、木蝋、キャンデリラワックス、ライスワックス、カルナバワックス、ダマスクバラ花ロウ等が挙げられる。
炭化水素系ワックスとしては、石油ワックス(パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムワックス等)、合成炭化水素ワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリブテンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス等)が挙げられる。
ジエステルとしては、例えば、リンゴ酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の2塩基酸と、炭素数10以上25以下のアルコールと、のジエステル等が挙げられる。
ワックスとしては、脂肪酸を含む植物油、炭化水素系ワックス、ジエステル等が挙げられる。
脂肪酸を含む植物油としては、ひまし油、桐油、亜麻仁油、ショートニング、コーン油、大豆油、胡麻油、菜種油、ひまわり油、こめ油、椿油、ヤシ油、パーム油、クルミ油、オリーブ油、ピーナッツオイル、アーモンドオイル、ホホバ油、カカオバター、シアバター、ニーム油、ベニバナ油、木蝋、キャンデリラワックス、ライスワックス、カルナバワックス、ダマスクバラ花ロウ等が挙げられる。
炭化水素系ワックスとしては、石油ワックス(パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムワックス等)、合成炭化水素ワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリブテンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス等)が挙げられる。
ジエステルとしては、例えば、リンゴ酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の2塩基酸と、炭素数10以上25以下のアルコールと、のジエステル等が挙げられる。
ワックスとしては、カルバナワックスであることが好ましい。
ワックスとして、カルバナワックスを適用することで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
カルナバワックスは成分に脂肪酸を含む。脂肪酸の末端カルボン酸はセルロースの水酸基への親和性が高いため、粒子表面に強く吸着し、製造時、使用時に脱離しにくい。したがって、より優れた柔軟性を発現できる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
ワックスとして、カルバナワックスを適用することで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
カルナバワックスは成分に脂肪酸を含む。脂肪酸の末端カルボン酸はセルロースの水酸基への親和性が高いため、粒子表面に強く吸着し、製造時、使用時に脱離しにくい。したがって、より優れた柔軟性を発現できる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
ワックスの含有量は、セルロース粒子全体に対して、0.1質量%以上2質量%以下であることが好ましく、0.2質量%以上1質量%以下であることがより好ましい。
・直鎖飽和脂肪酸
直鎖飽和脂肪酸とは、直鎖状の飽和脂肪酸である。
直鎖飽和脂肪酸としては、より柔軟性に優れるセルロース粒子とする観点、又はより生分解性に優れるセルロース粒子とする観点から、炭素数14以上22以下の直鎖飽和脂肪酸であることが好ましい。
炭素数14以上22以下の直鎖飽和脂肪酸としては、例えば、ベヘン酸、アラキジン酸、パルチミン酸などが挙げられる。
直鎖飽和脂肪酸とは、直鎖状の飽和脂肪酸である。
直鎖飽和脂肪酸としては、より柔軟性に優れるセルロース粒子とする観点、又はより生分解性に優れるセルロース粒子とする観点から、炭素数14以上22以下の直鎖飽和脂肪酸であることが好ましい。
炭素数14以上22以下の直鎖飽和脂肪酸としては、例えば、ベヘン酸、アラキジン酸、パルチミン酸などが挙げられる。
直鎖飽和脂肪酸の含有量は、セルロース粒子全体に対して、2質量%以上15質量%以下が好ましく、5質量%以上10質量%以下がより好ましい。
・ヒドロキシ脂肪酸
ヒドロキシ脂肪酸とは、ヒドロキシ基を有する脂肪酸である。
ヒドロキシ脂肪酸としては、炭素数14以上20以下のヒドロキシ脂肪酸が挙げられる。
炭素数14以上20以下のヒドロキシ脂肪酸としては、例えば、ヒドロキシステアリン酸、ヒドロキシパルチミン酸、ヒドロキシミリスチン酸などが挙げられる。
ヒドロキシ脂肪酸とは、ヒドロキシ基を有する脂肪酸である。
ヒドロキシ脂肪酸としては、炭素数14以上20以下のヒドロキシ脂肪酸が挙げられる。
炭素数14以上20以下のヒドロキシ脂肪酸としては、例えば、ヒドロキシステアリン酸、ヒドロキシパルチミン酸、ヒドロキシミリスチン酸などが挙げられる。
ヒドロキシ脂肪酸の含有量は、セルロース粒子全体に対して、1質量%以上10質量%以下が好ましく、3質量%以上10質量%以下がより好ましい。
・アミノ酸系化合物
アミノ酸系化合物とは、アミノ酸及びアミノ酸誘導体をいう。
アミノ酸誘導体とは、アミノ酸に含まれる1個以上の水素原子又は官能基が、それ以外の置換基で置換されたものである。
アミノ酸系化合物としては、アミノ酸誘導体であることが好ましい。
アミノ酸誘導体としては、例えば、ラウロイルリシン、ラウリルアルギニン、ミリスチルロイシンなどが挙げられる。
アミノ酸系化合物とは、アミノ酸及びアミノ酸誘導体をいう。
アミノ酸誘導体とは、アミノ酸に含まれる1個以上の水素原子又は官能基が、それ以外の置換基で置換されたものである。
アミノ酸系化合物としては、アミノ酸誘導体であることが好ましい。
アミノ酸誘導体としては、例えば、ラウロイルリシン、ラウリルアルギニン、ミリスチルロイシンなどが挙げられる。
アミノ酸系化合物の含有量は、セルロース粒子全体に対して、2質量%以上10質量%以下が好ましい。
・被覆層の層構造
被覆層は、母粒子を被覆し、ポリアミン化合物、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、直鎖飽和脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸、及びアミノ酸系化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含む第一被覆層と、第一被覆層を被覆し、ワックスを含む第二被覆層と、を有してもよい。
被覆層は、母粒子を被覆し、ポリアミン化合物、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、直鎖飽和脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸、及びアミノ酸系化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含む第一被覆層と、第一被覆層を被覆し、ワックスを含む第二被覆層と、を有してもよい。
特に、被覆層は、母粒子を被覆し、ポリアミン化合物、直鎖飽和脂肪酸、及びヒドロキシ脂肪酸からなる群から選択される少なくとも1種を含む第一被覆層と、第一被覆層を被覆し、ワックスを含む第二被覆層と、を有することが好ましい。
被覆層が、上記第一被覆層と、上記第二被覆層と、を有することで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
上述したように、ポリアミン化合物、直鎖飽和脂肪酸、及びヒドロキシ脂肪酸はいずれもセルロースの水酸基と親和し、粒子表面に吸着、比較的長い直鎖構造が外側に向いたり、絡まったりして粒子表面に存在する。ここにカルナバワックスを作用させると、カルナバワックスは第1層の表面で自己凝集して、島構造を形成する。柔軟性を発揮する島が、第1層が形成するクッション上に作られることで、より優れた柔軟性が発揮される。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
被覆層が、上記第一被覆層と、上記第二被覆層と、を有することで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
上述したように、ポリアミン化合物、直鎖飽和脂肪酸、及びヒドロキシ脂肪酸はいずれもセルロースの水酸基と親和し、粒子表面に吸着、比較的長い直鎖構造が外側に向いたり、絡まったりして粒子表面に存在する。ここにカルナバワックスを作用させると、カルナバワックスは第1層の表面で自己凝集して、島構造を形成する。柔軟性を発揮する島が、第1層が形成するクッション上に作られることで、より優れた柔軟性が発揮される。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
・多価金属塩
第二被覆層は、多価金属塩を含むことが好ましい。
第二被覆層が、多価金属塩を含むことで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
第二層に含むワックスは、下層に対する密着性が低い。そのため、自己凝集により被覆欠陥が出来やすい傾向がある。第二被覆層にワックスと共に多価金属塩を含ませることで、多価金属塩がワックス全体に均一に近い状態で張り込み、そこを起点に広範囲で均一に近い凝集が起こることから、自己凝集による被覆欠陥発生が抑制され、第二被覆層の密着性が高まる。そして、第二被覆層の密着性が高まるとセルロース粒子の柔軟性が向上する傾向にある。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
第二被覆層は、多価金属塩を含むことが好ましい。
第二被覆層が、多価金属塩を含むことで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
第二層に含むワックスは、下層に対する密着性が低い。そのため、自己凝集により被覆欠陥が出来やすい傾向がある。第二被覆層にワックスと共に多価金属塩を含ませることで、多価金属塩がワックス全体に均一に近い状態で張り込み、そこを起点に広範囲で均一に近い凝集が起こることから、自己凝集による被覆欠陥発生が抑制され、第二被覆層の密着性が高まる。そして、第二被覆層の密着性が高まるとセルロース粒子の柔軟性が向上する傾向にある。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
多価金属塩とは、2価以上の金属イオンとアニオンから構成される化合物である。
多価金属塩を構成する2価以上の金属イオンとしては、例えば、カルシウム、マグネシウム、銅、ニッケル、亜鉛、バリウム、アルミニウム、チタン、ストロンチウム、クロム、コバルト、鉄等のイオンが挙げられる。
多価金属塩を構成するアニオンとしては、無機イオン又は有機イオンが挙げられる。無機イオンとしては、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、水酸化物イオン等が挙げられる。有機イオンとしては有機酸イオンが挙げられ、例えばカルボン酸イオンが挙げられる。
多価金属塩を構成する2価以上の金属イオンとしては、例えば、カルシウム、マグネシウム、銅、ニッケル、亜鉛、バリウム、アルミニウム、チタン、ストロンチウム、クロム、コバルト、鉄等のイオンが挙げられる。
多価金属塩を構成するアニオンとしては、無機イオン又は有機イオンが挙げられる。無機イオンとしては、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、水酸化物イオン等が挙げられる。有機イオンとしては有機酸イオンが挙げられ、例えばカルボン酸イオンが挙げられる。
多価金属塩としては、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化鉄、水酸化カルシウム等が挙げられる。
ワックスの含有量に対する、多価金属塩の含有量は、0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.2質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.3質量%以上1質量%以下であることが更に好ましい。
・第一被覆層、及び第二被覆層の成分の含有量
第一被覆層全体に対する、ポリアミン化合物、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、直鎖飽和脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸、及びアミノ酸系化合物の合計の含有量は90質量%以上100質量%以下であることが好ましく、95質量%以上100質量%以下であることがより好ましい。
第二被覆層全体に対する、ワックス及び多価金属塩の合計の含有量は90質量%以上100質量%以下であることが好ましく、95質量%以上100質量%以下であることがより好ましい。
第一被覆層全体に対する、ポリアミン化合物、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、直鎖飽和脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸、及びアミノ酸系化合物の合計の含有量は90質量%以上100質量%以下であることが好ましく、95質量%以上100質量%以下であることがより好ましい。
第二被覆層全体に対する、ワックス及び多価金属塩の合計の含有量は90質量%以上100質量%以下であることが好ましく、95質量%以上100質量%以下であることがより好ましい。
-外添剤-
本実施形態に係るセルロース粒子は、珪素含有化合物粒子、金属石鹸粒子、アミノ酸系化合物粒子、脂肪酸エステル粒子、金属酸化物粒子、ヒドロキシ脂肪酸粒子よりなる群から選択される少なくとも1種の外添剤が外添されていてもよい。
本実施形態に係るセルロース粒子は、珪素含有化合物粒子、金属石鹸粒子、アミノ酸系化合物粒子、脂肪酸エステル粒子、金属酸化物粒子、ヒドロキシ脂肪酸粒子よりなる群から選択される少なくとも1種の外添剤が外添されていてもよい。
特に、本実施形態に係るセルロース粒子は、珪素含有化合物粒子、及び金属石鹸粒子よりなる群から選択される少なくとも1種の外添剤が外添されていることが好ましい。
本実施形態に係るセルロース粒子は、上記外添剤が外添されていることで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
珪素含有化合物粒子はセルロース粒子に帯電付着する。この時、珪素含有化合物粒子はセルロース粒子より柔らかいため、外力が加わるとまず珪素含有粒子が変形し、柔軟性が発現される。従来のセルロース粒子であれば、その硬さから変形しないため、柔軟性は珪素含有粒子の粒径分に限定されるが、本実施形態に係るセルロース粒子は自身も柔軟性を有するため、珪素化合物がある程度変形すると、次いでセルロース粒子が変形する。このため優れた柔軟性を発現する。
金属石鹸粒子は、セルロース粒子に部分融着して付着するが、セルロース粒子よりやや柔らかく、優れた柔軟性を発現する理由は珪素含有粒子と同様である。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
本実施形態に係るセルロース粒子は、上記外添剤が外添されていることで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
珪素含有化合物粒子はセルロース粒子に帯電付着する。この時、珪素含有化合物粒子はセルロース粒子より柔らかいため、外力が加わるとまず珪素含有粒子が変形し、柔軟性が発現される。従来のセルロース粒子であれば、その硬さから変形しないため、柔軟性は珪素含有粒子の粒径分に限定されるが、本実施形態に係るセルロース粒子は自身も柔軟性を有するため、珪素化合物がある程度変形すると、次いでセルロース粒子が変形する。このため優れた柔軟性を発現する。
金属石鹸粒子は、セルロース粒子に部分融着して付着するが、セルロース粒子よりやや柔らかく、優れた柔軟性を発現する理由は珪素含有粒子と同様である。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
珪素含有化合物粒子とは、珪素を含有する粒子を示す。
珪素含有化合物粒子としては、珪素のみを含む粒子であってもよく、珪素及び、その他の元素を含む粒子であってもよい。
珪素含有化合物粒子としては、珪素のみを含む粒子であってもよく、珪素及び、その他の元素を含む粒子であってもよい。
珪素含有化合物粒子としては、シリカ粒子であることが好ましい。
シリカ粒子は、シリカ、即ちSiO2を主成分とする粒子であればよく、結晶性でも非晶性でもよい。また、シリカ粒子は、水ガラス、アルコキシシラン等のケイ素化合物を原料に製造された粒子であってもよいし、石英を粉砕して得られる粒子であってもよい。
シリカ粒子は、シリカ、即ちSiO2を主成分とする粒子であればよく、結晶性でも非晶性でもよい。また、シリカ粒子は、水ガラス、アルコキシシラン等のケイ素化合物を原料に製造された粒子であってもよいし、石英を粉砕して得られる粒子であってもよい。
珪素含有化合物粒子として、シリカ粒子を適用することで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
シリカ粒子は珪素含有化合物粒子の中でも特にセルロース粒子への帯電付着力が強い。このため、外力が加わった時に、滑って脱離するようなことが起こりにくく、より優れた柔軟性を発現できる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
シリカ粒子は珪素含有化合物粒子の中でも特にセルロース粒子への帯電付着力が強い。このため、外力が加わった時に、滑って脱離するようなことが起こりにくく、より優れた柔軟性を発現できる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
金属石鹸粒子とは、金属石鹸を主成分とする粒子である。
ここで、金属石鹸を主成分とする粒子とは、粒子に対する金属石鹸の含有量が90質量%以上である粒子をいう。
ここで、金属石鹸を主成分とする粒子とは、粒子に対する金属石鹸の含有量が90質量%以上である粒子をいう。
金属石鹸とは、脂肪酸と金属とが結合した脂肪酸金属塩である。
脂肪酸金属塩としては、炭素数10以上25以下(好ましくは、12以上22以下)の脂肪酸の金属塩が挙げられる。炭素数10以上25以下の脂肪酸の金属塩としては、例えば、ステアリン酸の金属塩、パルミチン酸の金属塩、ラウリン酸の金属塩、オレイン酸の金属塩、リノール酸の金属塩、リシノール酸の金属塩などが挙げられる。
脂肪酸金属塩における金属としては、2価の金属が挙げられる。
脂肪酸金属塩における金属としては、例えば、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、バリウム、亜鉛が挙げられる。
脂肪酸金属塩としては、炭素数10以上25以下(好ましくは、12以上22以下)の脂肪酸の金属塩が挙げられる。炭素数10以上25以下の脂肪酸の金属塩としては、例えば、ステアリン酸の金属塩、パルミチン酸の金属塩、ラウリン酸の金属塩、オレイン酸の金属塩、リノール酸の金属塩、リシノール酸の金属塩などが挙げられる。
脂肪酸金属塩における金属としては、2価の金属が挙げられる。
脂肪酸金属塩における金属としては、例えば、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、バリウム、亜鉛が挙げられる。
脂肪酸エステル粒子とは、脂肪酸エステル粒子を主成分とする粒子である。
ここで、脂肪酸エステル粒子を主成分とする粒子とは、粒子に対する脂肪酸エステル粒子の含有量が90質量%以上である粒子をいう。
ここで、脂肪酸エステル粒子を主成分とする粒子とは、粒子に対する脂肪酸エステル粒子の含有量が90質量%以上である粒子をいう。
脂肪酸エステルとしては、例えば、炭素数が10以上25以下である飽和脂肪酸と、炭素数が10以上25以下であるアルコールと、のエステル化物が挙げられる。
脂肪酸エステルとしては、例えば、ステアリン酸ステアリル、ラウリン酸ステアリル、パルチミン酸ステアリルなどが挙げられる。
脂肪酸エステルとしては、例えば、ステアリン酸ステアリル、ラウリン酸ステアリル、パルチミン酸ステアリルなどが挙げられる。
金属酸化物粒子とは、金属酸化物を主成分とする粒子である。
ここで、金属酸化物を主成分とする粒子とは、粒子に対する金属酸化物の含有量が90質量%以上である粒子をいう。
ここで、金属酸化物を主成分とする粒子とは、粒子に対する金属酸化物の含有量が90質量%以上である粒子をいう。
金属酸化物としては、ケイ素以外の金属の酸化物が適用可能である。
金属酸化物としては、例えば、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化カルシウムなどが挙げられる。
金属酸化物としては、例えば、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化カルシウムなどが挙げられる。
外添剤の外添量は、セルロース粒子(外添剤を外添していない状態のセルロース粒子)全体の質量に対して、0.01質量%以上2質量%以下であることが好ましい。
(体積平均粒子径及び大径側個数粒度分布指標GSDv)
本実施形態に係るセルロース粒子の体積平均粒子径は、3μm以上10μm未満であることが好ましく、4μm以上9μm以下であることより好ましく、5μm以上8μm以下であること更に好ましい。
本実施形態に係るセルロース粒子の体積平均粒子径は、3μm以上10μm未満であることが好ましく、4μm以上9μm以下であることより好ましく、5μm以上8μm以下であること更に好ましい。
本実施形態に係るセルロース粒子の体積平均粒子径を、3μm以上10μm未満とすることで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
セルロース粒子の体積平均粒子径を3μm以上にすると、外力に対して変形できる量が物理的に大きくなり、柔軟性の発現効果が向上しやすい。一方本実施形態に係るセルロース粒子は特に表面の柔軟性が優れていることから、セルロース粒子の体積平均粒子径を10μm以下にすると、表面と比較したコアの体積比率が小さくなり、柔軟性発現効果が向上しやすい。そのため、セルロース粒子の体積平均粒径が3μm以上10μm以下であれば、変形量も十分で、表面の体積比率も高いことから優れた柔軟性を発揮しやすい。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
セルロース粒子の体積平均粒子径を3μm以上にすると、外力に対して変形できる量が物理的に大きくなり、柔軟性の発現効果が向上しやすい。一方本実施形態に係るセルロース粒子は特に表面の柔軟性が優れていることから、セルロース粒子の体積平均粒子径を10μm以下にすると、表面と比較したコアの体積比率が小さくなり、柔軟性発現効果が向上しやすい。そのため、セルロース粒子の体積平均粒径が3μm以上10μm以下であれば、変形量も十分で、表面の体積比率も高いことから優れた柔軟性を発揮しやすい。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
本実施形態に係るセルロース粒子の大径側個数粒度分布指標GSDvは1.0以上1.7以下であることが好ましく、1.0以上1.5以下であることがより好ましく、1.0以上1.3以下であることが更に好ましい。
本実施形態に係るセルロース粒子の大径側個数粒度分布指標GSDvを、1.0以上1.7以下とすることで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
GSDvを1.7以下とすると、微粉、粗紛の数、及び割合が減り、粒子変形量が大きくなりやすく、表面体積割合が高い粒子が存在し、柔軟性の効果が高くなりやすくなる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
GSDvを1.7以下とすると、微粉、粗紛の数、及び割合が減り、粒子変形量が大きくなりやすく、表面体積割合が高い粒子が存在し、柔軟性の効果が高くなりやすくなる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
セルロース粒子の体積平均粒径および大径側粒度分布指標GSDpは、次の通り測定される。
LS粒度分布測定装置「Beckman Coulter LS13 320(ベックマンコールター社製)」により粒径を測定し、粒径の累積分布を、体積基準で小径側から描き、累積50%となる粒子径を、体積平均粒径として求める。
一方、粒径の累積分布を、体積基準で小径側から描き、累積50%となる粒子径を個数平均粒子径D50v、累積84%となる粒子径を個数粒子径D84vと定義する。そして、大径側個数粒度分布指標GSDvは、式GSDv=(D84v/D50v)1/2で算出する。
LS粒度分布測定装置「Beckman Coulter LS13 320(ベックマンコールター社製)」により粒径を測定し、粒径の累積分布を、体積基準で小径側から描き、累積50%となる粒子径を、体積平均粒径として求める。
一方、粒径の累積分布を、体積基準で小径側から描き、累積50%となる粒子径を個数平均粒子径D50v、累積84%となる粒子径を個数粒子径D84vと定義する。そして、大径側個数粒度分布指標GSDvは、式GSDv=(D84v/D50v)1/2で算出する。
(真球度)
本実施形態に係るセルロース粒子の真球度は0.90以上であることが好ましく、0.95以上であることがより好ましく、0.97以上であることが更に好ましい。
本実施形態に係るセルロース粒子の真球度は0.90以上であることが好ましく、0.95以上であることがより好ましく、0.97以上であることが更に好ましい。
本実施形態に係るセルロース粒子の真球度を、0.90以上とすることで、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
セルロースは結晶性の高分子であり、粒子表面に凸部分があるとそこが結晶化しやすい。また、結晶化度が高いほど、セルロース粒子は硬くなる。真球度を0.90以上とすることで、凸部分の面積割合が少なくなり、優れた柔軟性を発揮できる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
セルロースは結晶性の高分子であり、粒子表面に凸部分があるとそこが結晶化しやすい。また、結晶化度が高いほど、セルロース粒子は硬くなる。真球度を0.90以上とすることで、凸部分の面積割合が少なくなり、優れた柔軟性を発揮できる。
以上のことから、より柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
真球度は、(円相当周囲長)/(周囲長)[(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)]により求められる。具体的には、次の方法で測定される値である。
まず、測定対象となるセルロース粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス(株)製のFPIA-3000)によって求める。そして、真球度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
セルロース粒子が外添剤を有する場合、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるセルロース粒子を分散させた後、超音波処理を行って外添剤を除去したセルロース粒子とし、測定対象として用いる。
まず、測定対象となるセルロース粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス(株)製のFPIA-3000)によって求める。そして、真球度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
セルロース粒子が外添剤を有する場合、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるセルロース粒子を分散させた後、超音波処理を行って外添剤を除去したセルロース粒子とし、測定対象として用いる。
(表面平滑度)
本実施形態に係るセルロース粒子の表面平滑度は80%以上であることが好ましく、82%以上99%以下であることがより好ましく、84%以上98%以下であることが更に好ましい。
本実施形態に係るセルロース粒子の表面平滑度は80%以上であることが好ましく、82%以上99%以下であることがより好ましく、84%以上98%以下であることが更に好ましい。
本実施形態に係るセルロース粒子の表面平滑度を、80%以上とすることで、より生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすい。その理由は、次の通り推測される。
表面平滑度を80%以上とすることで、表面の凸部が減る。そのため、表面の凸部に由来する部分で外部応力に対する反発力が低下し、柔軟性がより向上しやすくなる。また、微生物との接触が均一に近い状態になることから、セルロース粒子表面において生分解が均一に近い状態で進行しやすくなり、生分解性が向上しやすくなる。
以上のことから、より生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
表面平滑度を80%以上とすることで、表面の凸部が減る。そのため、表面の凸部に由来する部分で外部応力に対する反発力が低下し、柔軟性がより向上しやすくなる。また、微生物との接触が均一に近い状態になることから、セルロース粒子表面において生分解が均一に近い状態で進行しやすくなり、生分解性が向上しやすくなる。
以上のことから、より生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子になりやすいと推測される。
表面平滑度は以下の通りの手順で測定する。
走査型電子顕微鏡(SEM)で撮影したセルロース粒子のSEM画像(倍率5,000倍)を観察し、下記式より、個々のセルロース粒子の平滑度Mを算出する。そして、任意に選択した10個以上のセルロース粒子の平滑度Mの相加平均値を表面平滑度とする。平滑度Mの値が1に近いほど、セルロース粒子の表面は平滑に近い。
M=(1-(S3)/(S2))×100
上記式中、S2は、画像中に占めるセルロース粒子の面積(投影面積)を示し、S3は画像中のセルロース粒子と、S2と同じ投影面積をもつ円と、を重ねた際に、「S2と同じ投影面積をもつ円の輪郭より外側、かつ、画像中のセルロース粒子の輪郭より内側の面積」及び「S2と同じ投影面積をもつ円の輪郭より内側、かつ、画像中のセルロース粒子の輪郭より外側の面積」の総和を示す。
なお、画像中のセルロース粒子とS2と同じ投影面積をもつ円とを重ねる方法は以下の通りである。
画像中のセルロース粒子とS2と同じ投影面積をもつ円とを重ねた時に、2つの画像の重なる領域の面積(S2と同じ投影面積をもつ円の輪郭より内側、かつ、画像中のセルロース粒子の輪郭より内側の面積)が最大となる様に重ねる。
走査型電子顕微鏡(SEM)で撮影したセルロース粒子のSEM画像(倍率5,000倍)を観察し、下記式より、個々のセルロース粒子の平滑度Mを算出する。そして、任意に選択した10個以上のセルロース粒子の平滑度Mの相加平均値を表面平滑度とする。平滑度Mの値が1に近いほど、セルロース粒子の表面は平滑に近い。
M=(1-(S3)/(S2))×100
上記式中、S2は、画像中に占めるセルロース粒子の面積(投影面積)を示し、S3は画像中のセルロース粒子と、S2と同じ投影面積をもつ円と、を重ねた際に、「S2と同じ投影面積をもつ円の輪郭より外側、かつ、画像中のセルロース粒子の輪郭より内側の面積」及び「S2と同じ投影面積をもつ円の輪郭より内側、かつ、画像中のセルロース粒子の輪郭より外側の面積」の総和を示す。
なお、画像中のセルロース粒子とS2と同じ投影面積をもつ円とを重ねる方法は以下の通りである。
画像中のセルロース粒子とS2と同じ投影面積をもつ円とを重ねた時に、2つの画像の重なる領域の面積(S2と同じ投影面積をもつ円の輪郭より内側、かつ、画像中のセルロース粒子の輪郭より内側の面積)が最大となる様に重ねる。
<セルロース粒子の製造方法>
セルロース粒子の製造方法は、セルロースアシレート及び第2成分を含む粒子前駆体を製造する工程と(粒子前駆体製造工程)、粒子前駆体に含まれるセルロースアシレートを鹸化する工程と(鹸化工程)、を含むことが好ましい。
セルロース粒子の製造方法は、セルロースアシレート及び第2成分を含む粒子前駆体を製造する工程と(粒子前駆体製造工程)、粒子前駆体に含まれるセルロースアシレートを鹸化する工程と(鹸化工程)、を含むことが好ましい。
-粒子前駆体製造工程-
下記(1)~(5)のいずれかの方法で、セルロースアシレート及び第2成分(脂肪酸誘導体(A)、長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)、並びに(メタ)アクリル酸系化合物(C)からなる群から選択される少なくとも1種)を含む粒子前駆体を製造する。
下記(1)~(5)のいずれかの方法で、セルロースアシレート及び第2成分(脂肪酸誘導体(A)、長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)、並びに(メタ)アクリル酸系化合物(C)からなる群から選択される少なくとも1種)を含む粒子前駆体を製造する。
(1)各成分を混練し、得られた混練物を粉砕、分級して、粒状物を得る混練粉砕法、
(2)混練粉砕法にて得られた粒状物を機械的衝撃力又は熱エネルギーにて形状を変化させ、粒状物を得る乾式製法
(3)各成分の粒子分散液を混合し、分散液中の粒子を凝集、加熱融着させ、粒状物を得る凝集合一法
(4)各成分を溶解した有機溶媒を水系溶媒に懸濁させて、各成分を含む粒状物を造粒する溶解懸濁法
(5)各成分と、結着材と、を混練し、押出成形することでペレット状にして、得られたペレットを前記結着剤のみを溶解する溶媒中で撹拌することで造粒する混練溶解法
(2)混練粉砕法にて得られた粒状物を機械的衝撃力又は熱エネルギーにて形状を変化させ、粒状物を得る乾式製法
(3)各成分の粒子分散液を混合し、分散液中の粒子を凝集、加熱融着させ、粒状物を得る凝集合一法
(4)各成分を溶解した有機溶媒を水系溶媒に懸濁させて、各成分を含む粒状物を造粒する溶解懸濁法
(5)各成分と、結着材と、を混練し、押出成形することでペレット状にして、得られたペレットを前記結着剤のみを溶解する溶媒中で撹拌することで造粒する混練溶解法
ここで、上記(1)~(5)に記載する各成分とは、セルロースアシレートと、脂肪酸誘導体(A)、長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)、並びに(メタ)アクリル酸系化合物(C)からなる群から選択される少なくとも1種と、を含む成分を指す。
ここでセルロースアシレートとは、セルロースにおけるヒドロキシ基の少なくも一つが脂肪族アシル基により置換(アシル化)されたセルロース誘導体である。具体的には、セルロースにおけるヒドロキシ基の少なくも一つが、-CO-RAC(RACは、脂肪族炭化水素基を表す。)により置換されたセルロース誘導体である。
-鹸化工程-
続いて、粒子前駆体に含まれるセルロースアシレートを鹸化する。
本工程を経ることでセルロースアシレートにおける脂肪族アシル基が加水分解され、セルロースがセルロースに変化する。
続いて、粒子前駆体に含まれるセルロースアシレートを鹸化する。
本工程を経ることでセルロースアシレートにおける脂肪族アシル基が加水分解され、セルロースがセルロースに変化する。
鹸化工程は、例えば、粒子前駆体の分散液に水酸化ナトリウムを添加し、分散液を撹拌することで行う。
-被覆層形成工程-
被覆層を有するセルロース粒子を製造する場合、上記鹸化工程の後に被覆層を形成する工程(被覆層形成工程)を含むことが好ましい。
ここで、被覆層形成工程を行う場合、上記鹸化工程を経ることで得た粒子を母粒子として被覆層を形成する。
被覆層を有するセルロース粒子を製造する場合、上記鹸化工程の後に被覆層を形成する工程(被覆層形成工程)を含むことが好ましい。
ここで、被覆層形成工程を行う場合、上記鹸化工程を経ることで得た粒子を母粒子として被覆層を形成する。
先ず、母粒子が分散された水分散液を調製する。水分散液を調製する前に、母粒子を酸洗浄することがよい。
次に、母粒子を分散した水分散液と第一被覆層を構成する化合物を含む水溶液とを混合する。それにより、例えば、母粒子に含む樹脂の水酸基と表面処理ポリマーのアミンサイト、カルボン酸サイトなどが反応し、第一被覆層が形成される。そして、第一被覆層が形成された母粒子を分散した水分散液と第二被覆層を構成する化合物を含む乳化液と混合する。それにより第二被覆層が形成される。
そして混合液から、被覆層を有するセルロース粒子を取り出す。被覆層を有するセルロース粒子の取り出しは、例えば、混合液を濾過することにより実施する。取り出した被覆層を有するセルロース粒子は、水により洗浄することがよい。それにより、未反応の表面処理ポリマーを除去できる。そして、被覆層を有するセルロース粒子を乾燥させることで本実施形態に係るセルロース粒子が得られる。
-外添工程-
得られたセルロース粒子に対して外添剤を添加してもよい。
外添工程としては、例えば、混合ミル、V型ブレンダーやヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等を用いてセルロース粒子に外添剤を添加する処理が挙げられる。
そして混合液から、被覆層を有するセルロース粒子を取り出す。被覆層を有するセルロース粒子の取り出しは、例えば、混合液を濾過することにより実施する。取り出した被覆層を有するセルロース粒子は、水により洗浄することがよい。それにより、未反応の表面処理ポリマーを除去できる。そして、被覆層を有するセルロース粒子を乾燥させることで本実施形態に係るセルロース粒子が得られる。
-外添工程-
得られたセルロース粒子に対して外添剤を添加してもよい。
外添工程としては、例えば、混合ミル、V型ブレンダーやヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等を用いてセルロース粒子に外添剤を添加する処理が挙げられる。
上記工程を経て本実施形態に係るセルロース粒子を製造することで生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が得られやすくなる。その理由は定かではないが、以下の通り推測される。
第2成分は、セルロースアシレートと、一定量相溶する傾向にある。そのため、上記樹脂粒子前駆体製造工程において得られる樹脂粒子前駆体はセルロースアシレート及び第2成分が一定量相溶している状態にある。そこで、続く鹸化工程によって、セルロースアシレートがセルロースに変化すると、第2成分との相溶性が低下するため、セルロース粒子中で、第1成分からなる海部と、第2成分からなる島部と、の海島構造を形成しやすいと考えられる。
以上のことから、上記工程を経て本実施形態に係るセルロース粒子を製造することで生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が得られやすくなると推測される。
第2成分は、セルロースアシレートと、一定量相溶する傾向にある。そのため、上記樹脂粒子前駆体製造工程において得られる樹脂粒子前駆体はセルロースアシレート及び第2成分が一定量相溶している状態にある。そこで、続く鹸化工程によって、セルロースアシレートがセルロースに変化すると、第2成分との相溶性が低下するため、セルロース粒子中で、第1成分からなる海部と、第2成分からなる島部と、の海島構造を形成しやすいと考えられる。
以上のことから、上記工程を経て本実施形態に係るセルロース粒子を製造することで生分解性、及び柔軟性に優れるセルロース粒子が得られやすくなると推測される。
<用途>
本実施形態に係るセルロース粒子の用途としては、化粧品、ローリング剤、研磨剤、スクラブ剤、ディスプレイスペーサー、ビーズ成形用材料、光拡散粒子、樹脂強化剤、屈折率制御剤、生分解促進剤、肥料、吸水性粒子、トナー粒子、アンチブロッキング粒子の粒状体が挙げられる。
本実施形態に係るセルロース粒子の用途としては、化粧品、ローリング剤、研磨剤、スクラブ剤、ディスプレイスペーサー、ビーズ成形用材料、光拡散粒子、樹脂強化剤、屈折率制御剤、生分解促進剤、肥料、吸水性粒子、トナー粒子、アンチブロッキング粒子の粒状体が挙げられる。
本実施形態に係るセルロース粒子の用途としては、化粧品が好ましい。
中でも、本実施形態に係るセルロース粒子の用途としては、化粧品添加剤が好ましい。
本実施形態に係るセルロース粒子は柔軟性に優れるため、化粧品添加剤として用いた場合、当該化粧品を肌に塗布した場合における、肌への化粧品の伸びが良好となりやすい。
中でも、本実施形態に係るセルロース粒子の用途としては、化粧品添加剤が好ましい。
本実施形態に係るセルロース粒子は柔軟性に優れるため、化粧品添加剤として用いた場合、当該化粧品を肌に塗布した場合における、肌への化粧品の伸びが良好となりやすい。
本実施形態に係るセルロース粒子は、例えば、ベースメイク用化粧品(例えば、化粧下地、コンシーラー、ファンデーション、フェイスパウダー等);メイクアップ用化粧品(例えば、口紅、グロス、リップライナー、チーク、アイシャドウ、アイライナー、マスカラ、アイブロウ、ネイル、ネイルケア用化粧品等);スキンケア用化粧品(例えば、洗顔料、クレンジング、化粧水、乳液、美容液、パック、フェイスマスク、目元口元ケア用化粧品等);等の化粧品添加剤として適用可能である。
とくに、メイクアップ用化粧品の化粧品添加剤は、柔軟性、及び生分解性が要求される観点から、本実施形態に係る樹脂粒子はメイクアップ用化粧品の化粧品添加剤として用いられることが好ましい。
とくに、メイクアップ用化粧品の化粧品添加剤は、柔軟性、及び生分解性が要求される観点から、本実施形態に係る樹脂粒子はメイクアップ用化粧品の化粧品添加剤として用いられることが好ましい。
以下に実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。
<各材料の準備>
次の材料を準備した。
次の材料を準備した。
(セルロースアシレート)
・Cel1:ダイセル「L-20」、セルロースアセテート、数平均分子量47000。
・Cel2:ダイセル「L-50」、セルロースアセテート、数平均分子量58000。
・Cel3:イーストマンケミカル「CAP482-20」、セルロースアセテートプロピオネート、数平均分子量75000。
・Cel4:イーストマンケミカル「CAB381-20」、セルロースアセテートブチレート、数平均分子量70000。
・Cel5:イーストマンケミカル「CA398-6」、セルロースアセテート、数平均分子量35000。
・Cel6:イーストマンケミカル「CAP482-0.5」、セルロースアセテートプロピオネート、数平均分子量25000。
・Cel7:イーストマンケミカル「CAP-504-0.2」、セルロースアセテートプロピオネート、数平均分子量15000。
・Cel1:ダイセル「L-20」、セルロースアセテート、数平均分子量47000。
・Cel2:ダイセル「L-50」、セルロースアセテート、数平均分子量58000。
・Cel3:イーストマンケミカル「CAP482-20」、セルロースアセテートプロピオネート、数平均分子量75000。
・Cel4:イーストマンケミカル「CAB381-20」、セルロースアセテートブチレート、数平均分子量70000。
・Cel5:イーストマンケミカル「CA398-6」、セルロースアセテート、数平均分子量35000。
・Cel6:イーストマンケミカル「CAP482-0.5」、セルロースアセテートプロピオネート、数平均分子量25000。
・Cel7:イーストマンケミカル「CAP-504-0.2」、セルロースアセテートプロピオネート、数平均分子量15000。
(第2成分)
-脂肪酸誘導体(A)-
・Add1:川研ファインケミカル「アミゾールODE」、オレイン酸ジエタノールアミド
・Add2:川研ファインケミカル「アミゾールCME」、ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド
・Add21:川研ファインケミカル「アミゾールSDHE」、ステアリン酸ジエタノールアミド
・Add22:川研ファインケミカル「アミゾールPLME-A」、ラウリン酸モノイソプロパノールアミド
-脂肪酸誘導体(A)-
・Add1:川研ファインケミカル「アミゾールODE」、オレイン酸ジエタノールアミド
・Add2:川研ファインケミカル「アミゾールCME」、ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド
・Add21:川研ファインケミカル「アミゾールSDHE」、ステアリン酸ジエタノールアミド
・Add22:川研ファインケミカル「アミゾールPLME-A」、ラウリン酸モノイソプロパノールアミド
-(メタ)アクリル酸系化合物(C)-
・Add3:住友精化「AQUPEC HV-501ER」、INCI名「アクリレーツ/アクリル酸アルキル(C10-30))クロスポリマー」
・Add4:積水化成品工業「ACP-8C」、INCI名「((アクリレーツ/アクリル酸エチルヘキシル)クロスポリマー)コポリマー」
・Add5:日油「CERACUTE-F」、INCI名「(メタクリル酸グリセリルアミドエチル/メタクリル酸ステアリル)コポリマー」
・Add6:積水化成品工業「LMX-5C」、INCI名「メタクリル酸メチルクロスポリマー」
・Add7:アシュランド・ジャパン「UltraThix P-100」、INCI名「(アクリル酸/ビニルピロリドン)クロスポリマー」
・Add8:ダウ・ケミカル「ACUDYN 1000 Polymer」、INCI名「(アクリレーツ/アクリル酸ヒドロキシアルキル)コポリマー」
・Add9:ダウ・ケミカル「Antaron Sensory」、INCI名「(ビニルピロリドン/アクリレーツ/メタクリル酸ラウリル)コポリマー」
・Add3:住友精化「AQUPEC HV-501ER」、INCI名「アクリレーツ/アクリル酸アルキル(C10-30))クロスポリマー」
・Add4:積水化成品工業「ACP-8C」、INCI名「((アクリレーツ/アクリル酸エチルヘキシル)クロスポリマー)コポリマー」
・Add5:日油「CERACUTE-F」、INCI名「(メタクリル酸グリセリルアミドエチル/メタクリル酸ステアリル)コポリマー」
・Add6:積水化成品工業「LMX-5C」、INCI名「メタクリル酸メチルクロスポリマー」
・Add7:アシュランド・ジャパン「UltraThix P-100」、INCI名「(アクリル酸/ビニルピロリドン)クロスポリマー」
・Add8:ダウ・ケミカル「ACUDYN 1000 Polymer」、INCI名「(アクリレーツ/アクリル酸ヒドロキシアルキル)コポリマー」
・Add9:ダウ・ケミカル「Antaron Sensory」、INCI名「(ビニルピロリドン/アクリレーツ/メタクリル酸ラウリル)コポリマー」
-その他-
・Add10:東京化成、クエン酸トリエチル
・Add11:高級アルコール工業「KAK-DIBA」、アジピン酸ジイソブチル
・Add12:大八化学「Daifatty101」、二塩基酸エステル混合物
・Add10:東京化成、クエン酸トリエチル
・Add11:高級アルコール工業「KAK-DIBA」、アジピン酸ジイソブチル
・Add12:大八化学「Daifatty101」、二塩基酸エステル混合物
-芳香族化合物(B)-
・Add13:カードライト「GX2053」、カルダノール
・Add31:DIC、4-オクチルフェノール
・Add32:富士フイルム和光純薬、4-ドデシルフェノール
・Add33:富士フイルム和光純薬、4-2,2-ジブチル-オクチルフェノール
・Add13:カードライト「GX2053」、カルダノール
・Add31:DIC、4-オクチルフェノール
・Add32:富士フイルム和光純薬、4-ドデシルフェノール
・Add33:富士フイルム和光純薬、4-2,2-ジブチル-オクチルフェノール
(第一被覆層を構成する化合物)
-ポリアミン化合物-
・Fir1:日本触媒「エポミンSP-003」、ポリエチレンイミン、分子量300
・Fir2:日本触媒「エポミンSP-006」、ポリエチレンイミン、分子量600
・Fir3:日本触媒「エポミンSP-012」、ポリエチレンイミン、分子量1200
・Fir4:日本触媒「エポミンSP-018」、ポリエチレンイミン、分子量1800
・Fir5:日本触媒「エポミンSP-200」、ポリエチレンイミン、分子量1000
・Fir6:日本触媒「エポミンHM-2000」、ポリエチレンイミン、分子量30000
・Fir7:日本触媒「エポミンP-1000」、ポリエチレンイミン、分子量70000
・Fir8:ニットーボーメディカル「PAA-01」、ポリアリルアミン、分子量1600
・Fir9:ニットーボーメディカル「PAA-03」、ポリアリルアミン、分子量3000
・Fir10:ニットーボーメディカル「PAA-05」、ポリアリルアミン、分子量5000
・Fir11:ニットーボーメディカル「PAA-08」、ポリアリルアミン、分子量8000
・Fir12:ニットーボーメディカル「PAA-15C」、ポリアリルアミン、分子量15000
・Fir13:ニットーボーメディカル「PAA-25」、ポリアリルアミン、分子量25000
・Fir14:三菱ケミカル「ゴーセノールN-300」、ポリビニルアルコール
・Fir15:JNC「ポリリジン10」、ポリリジン
・Fir16:一丸ファルコス「ポリリジン10」、ポリリジン
-ポリアミン化合物-
・Fir1:日本触媒「エポミンSP-003」、ポリエチレンイミン、分子量300
・Fir2:日本触媒「エポミンSP-006」、ポリエチレンイミン、分子量600
・Fir3:日本触媒「エポミンSP-012」、ポリエチレンイミン、分子量1200
・Fir4:日本触媒「エポミンSP-018」、ポリエチレンイミン、分子量1800
・Fir5:日本触媒「エポミンSP-200」、ポリエチレンイミン、分子量1000
・Fir6:日本触媒「エポミンHM-2000」、ポリエチレンイミン、分子量30000
・Fir7:日本触媒「エポミンP-1000」、ポリエチレンイミン、分子量70000
・Fir8:ニットーボーメディカル「PAA-01」、ポリアリルアミン、分子量1600
・Fir9:ニットーボーメディカル「PAA-03」、ポリアリルアミン、分子量3000
・Fir10:ニットーボーメディカル「PAA-05」、ポリアリルアミン、分子量5000
・Fir11:ニットーボーメディカル「PAA-08」、ポリアリルアミン、分子量8000
・Fir12:ニットーボーメディカル「PAA-15C」、ポリアリルアミン、分子量15000
・Fir13:ニットーボーメディカル「PAA-25」、ポリアリルアミン、分子量25000
・Fir14:三菱ケミカル「ゴーセノールN-300」、ポリビニルアルコール
・Fir15:JNC「ポリリジン10」、ポリリジン
・Fir16:一丸ファルコス「ポリリジン10」、ポリリジン
-ポリビニルアルコール、及びポリビニルピロリドン-
・Fir17:三菱ケミカル「ゴーセノールN-300」、ポリビニルアルコール
・Fir18:日本触媒「K-30」、ポリビニルピロリドン
・Fir17:三菱ケミカル「ゴーセノールN-300」、ポリビニルアルコール
・Fir18:日本触媒「K-30」、ポリビニルピロリドン
-直鎖飽和脂肪酸-
・Fir19:日油「NAA-222S」、ベヘン酸(炭素数22)
・Fir20:富士フイルム和光純薬、アラキジン酸(炭素数20)
・Fir21:富士フイルム和光純薬、パルチミン酸(炭素数14)
・Fir22:富士フイルム和光純薬、ラウリン酸(炭素数12)
・Fir23:富士フイルム和光純薬、リグノセリン酸(炭素数24)
・Fir19:日油「NAA-222S」、ベヘン酸(炭素数22)
・Fir20:富士フイルム和光純薬、アラキジン酸(炭素数20)
・Fir21:富士フイルム和光純薬、パルチミン酸(炭素数14)
・Fir22:富士フイルム和光純薬、ラウリン酸(炭素数12)
・Fir23:富士フイルム和光純薬、リグノセリン酸(炭素数24)
-ヒドロキシ脂肪酸-
・Fir24:伊藤製油「12―ヒドロキシステアリン酸」、ヒドロキシステアリン酸
・Fir25日油、ヒマシ硬化脂肪酸
・Fir24:伊藤製油「12―ヒドロキシステアリン酸」、ヒドロキシステアリン酸
・Fir25日油、ヒマシ硬化脂肪酸
-アミノ酸系化合物-
・Fir26:味の素「アミホープLL」、ラウロイルリシン
・Fir26:味の素「アミホープLL」、ラウロイルリシン
(第二被覆層を構成する化合物)
-ワックス-
・Sec1:センカ「CN-100」、カルナバワックス
・Sec2:東亜化成「TOWAX-1F3」、カルナバワックス
・Sec3:東亜化成「TOWAX-1F6」、カルナバワックス
・Sec4:東亜化成「TOWAX-1F8」、カルナバワックス
・Sec5:東亜化成「TOWAX-1F12」、カルナバワックス
・Sec6:東亜化成「TOWAX-5B2」、カルナバワックス
・Sec7:東亜化成「TOWAX-1B4」、カルナバワックス
・Sec8:東亜化成「TOWAX-4F2」、キャンデリラワックス
・Sec9:東亜化成「TOWAX-4F3」、キャンデリラワックス
・Sec10:東亜化成「TOWAX-4F4」、キャンデリラワックス
・Sec11:東亜化成「TOWAX-6B2」、ダマスクバラ花ワックス
・Sec12:東亜化成「TOWAX-6F2」、ヒマワリ種子ワックス
・Sec13:小倉合成工業、ライスワックス
・Sec14:ボーソー油脂「SS-1」、ライスワックス
・Sec15:日清オイリオ「コスモール222」、リンゴ酸ジイソステアリル
-ワックス-
・Sec1:センカ「CN-100」、カルナバワックス
・Sec2:東亜化成「TOWAX-1F3」、カルナバワックス
・Sec3:東亜化成「TOWAX-1F6」、カルナバワックス
・Sec4:東亜化成「TOWAX-1F8」、カルナバワックス
・Sec5:東亜化成「TOWAX-1F12」、カルナバワックス
・Sec6:東亜化成「TOWAX-5B2」、カルナバワックス
・Sec7:東亜化成「TOWAX-1B4」、カルナバワックス
・Sec8:東亜化成「TOWAX-4F2」、キャンデリラワックス
・Sec9:東亜化成「TOWAX-4F3」、キャンデリラワックス
・Sec10:東亜化成「TOWAX-4F4」、キャンデリラワックス
・Sec11:東亜化成「TOWAX-6B2」、ダマスクバラ花ワックス
・Sec12:東亜化成「TOWAX-6F2」、ヒマワリ種子ワックス
・Sec13:小倉合成工業、ライスワックス
・Sec14:ボーソー油脂「SS-1」、ライスワックス
・Sec15:日清オイリオ「コスモール222」、リンゴ酸ジイソステアリル
-多価金属塩-
・Sec21:富士フイルム和光純薬、硫酸アルミニウム
・Sec22:富士フイルム和光純薬、ポリ塩化アルミニウム
・Sec23:富士フイルム和光純薬、塩化鉄
・Sec24:富士フイルム和光純薬、水酸化カルシウム
・Sec21:富士フイルム和光純薬、硫酸アルミニウム
・Sec22:富士フイルム和光純薬、ポリ塩化アルミニウム
・Sec23:富士フイルム和光純薬、塩化鉄
・Sec24:富士フイルム和光純薬、水酸化カルシウム
(外添剤)
-珪素含有化合物粒子-
・Sur1:日本アエロジル「AEROSIL R972」、ジメチルシリル化シリカ粒子、体積平均粒径=16nm
・Sur2:日本アエロジル「AEROSIL RY200S」、ジメチコンケイ酸シリカ粒子、体積平均粒径=12nm
-珪素含有化合物粒子-
・Sur1:日本アエロジル「AEROSIL R972」、ジメチルシリル化シリカ粒子、体積平均粒径=16nm
・Sur2:日本アエロジル「AEROSIL RY200S」、ジメチコンケイ酸シリカ粒子、体積平均粒径=12nm
-金属石鹸粒子-
・Sur3:日油「MZ-2」、ステアリン酸亜鉛粒子、体積平均粒径=1.5μm
・Sur4:日油「マグネシウムステアレートS」、ステアリン酸マグネシウム粒子、体積平均粒径=1μm
・Sur3:日油「MZ-2」、ステアリン酸亜鉛粒子、体積平均粒径=1.5μm
・Sur4:日油「マグネシウムステアレートS」、ステアリン酸マグネシウム粒子、体積平均粒径=1μm
-脂肪酸エステル粒子-
・Sur6:花王「エキセパールSS」、ステアリン酸ステアリル粒子、体積平均粒径=1μm
-金属酸化物粒子-
・Sur7:堺化学「FINEX-50」、酸化亜鉛粒子、体積平均粒径=1.5μm
なお、外添剤の体積平均粒径の測定は、セルロース粒子の体積平均粒径と同一の手順で測定した。
・Sur6:花王「エキセパールSS」、ステアリン酸ステアリル粒子、体積平均粒径=1μm
-金属酸化物粒子-
・Sur7:堺化学「FINEX-50」、酸化亜鉛粒子、体積平均粒径=1.5μm
なお、外添剤の体積平均粒径の測定は、セルロース粒子の体積平均粒径と同一の手順で測定した。
<実施例1>
(粒子前駆体製造工程)
セルロースアシレートとしてCel1 800部、及び第2成分としてAdd1 200部を、シリンダ温度を220℃に調製した、2軸混練装置(東芝機械社製、TEX41SS)にて混練を実施し、ペレット形状の樹脂(以下、樹脂ペレットと称する。)を作製した。
樹脂ペレット130部を酢酸エチル870部中に完全に溶解する。これを、炭酸カルシウム50部、及び純水500部を含有する水系液体中に加え3時間撹拌(以下、「第1撹拌時間」と称する)した。これに、カルボキシメチルセルロース(以下、「CMC」とも称する)4部、メチルエチルケトン200部を純水600部に分散させた溶液を加え、高速乳化機で5分間撹拌した。これに、10部の水酸化ナトリウムを加え、80℃に加熱して3時間攪拌して酢酸エチル及びメチルエチルケトンを除去した。これに水酸化ナトリウムと同量の希塩酸を添加し、残渣をろ過した後、再度純水中に分散し、粒子前駆体分散液(固形分濃度10%)を得た。
(粒子前駆体製造工程)
セルロースアシレートとしてCel1 800部、及び第2成分としてAdd1 200部を、シリンダ温度を220℃に調製した、2軸混練装置(東芝機械社製、TEX41SS)にて混練を実施し、ペレット形状の樹脂(以下、樹脂ペレットと称する。)を作製した。
樹脂ペレット130部を酢酸エチル870部中に完全に溶解する。これを、炭酸カルシウム50部、及び純水500部を含有する水系液体中に加え3時間撹拌(以下、「第1撹拌時間」と称する)した。これに、カルボキシメチルセルロース(以下、「CMC」とも称する)4部、メチルエチルケトン200部を純水600部に分散させた溶液を加え、高速乳化機で5分間撹拌した。これに、10部の水酸化ナトリウムを加え、80℃に加熱して3時間攪拌して酢酸エチル及びメチルエチルケトンを除去した。これに水酸化ナトリウムと同量の希塩酸を添加し、残渣をろ過した後、再度純水中に分散し、粒子前駆体分散液(固形分濃度10%)を得た。
(鹸化工程)
粒子前駆体分散液500部に20%水酸化ナトリウム水溶液を17.5部添加して、鹸化温度を30℃として6時間撹拌した。鹸化後のスラリーに塩酸を添加してpH7に調整後、ろ過、及び洗浄を繰り返し、ろ液の電導度が10μs/cm以下になるまで洗浄し、セルロース粒子を得た。
粒子前駆体分散液500部に20%水酸化ナトリウム水溶液を17.5部添加して、鹸化温度を30℃として6時間撹拌した。鹸化後のスラリーに塩酸を添加してpH7に調整後、ろ過、及び洗浄を繰り返し、ろ液の電導度が10μs/cm以下になるまで洗浄し、セルロース粒子を得た。
<実施例2~20、比較例1~3>
(粒子前駆体製造工程)
樹脂ペレット作成時における、セルロースアシレートの種類、セルロースアシレートの添加量、第2成分の種類、第2成分の添加量、及びシリンダ温度を表1の通りとしたこと以外は実施例1における(粒子前駆体製造工程)と同一の手順で粒子前駆体分散液(固形分濃度10%)を得た。
(粒子前駆体製造工程)
樹脂ペレット作成時における、セルロースアシレートの種類、セルロースアシレートの添加量、第2成分の種類、第2成分の添加量、及びシリンダ温度を表1の通りとしたこと以外は実施例1における(粒子前駆体製造工程)と同一の手順で粒子前駆体分散液(固形分濃度10%)を得た。
(鹸化工程)
実施例1における(鹸化工程)と同一の手順でセルロース粒子を得た。
実施例1における(鹸化工程)と同一の手順でセルロース粒子を得た。
<実施例21>
(粒子前駆体製造工程)
実施例1における(粒子前駆体製造工程)と同一の手順で粒子前駆体分散液(固形分濃度10%)を得た。
(粒子前駆体製造工程)
実施例1における(粒子前駆体製造工程)と同一の手順で粒子前駆体分散液(固形分濃度10%)を得た。
(鹸化工程)
実施例1における(鹸化工程)と同一の手順でセルロース粒子を得た。
実施例1における(鹸化工程)と同一の手順でセルロース粒子を得た。
(被覆層形成工程)
母粒子であるセルロース粒子1000部とイオン交換水10000部とを混合し母粒子分散液を得た。母粒子分散液に第一被覆層を構成する化合物としてFir16を5部添加し1時間撹拌し、被覆層を形成した。被覆層を有するセルロース粒子をろ過、及び洗浄を繰り返し、ろ液の電導度が10μs/cm以下になるまで洗浄し、被覆層を有するセルロース粒子を得た。
母粒子であるセルロース粒子1000部とイオン交換水10000部とを混合し母粒子分散液を得た。母粒子分散液に第一被覆層を構成する化合物としてFir16を5部添加し1時間撹拌し、被覆層を形成した。被覆層を有するセルロース粒子をろ過、及び洗浄を繰り返し、ろ液の電導度が10μs/cm以下になるまで洗浄し、被覆層を有するセルロース粒子を得た。
<実施例22~38>
(被覆層形成工程)において、第一被覆層を構成する化合物(表1中「第一層化合物」)の種類を表1の通りとしたこと以外は、実施例21と同一の手順で被覆層を有するセルロース粒子を得た。
(被覆層形成工程)において、第一被覆層を構成する化合物(表1中「第一層化合物」)の種類を表1の通りとしたこと以外は、実施例21と同一の手順で被覆層を有するセルロース粒子を得た。
<実施例39>
(粒子前駆体製造工程)
実施例1における(粒子前駆体製造工程)と同一の手順で粒子前駆体分散液(固形分濃度10%)を得た。
(粒子前駆体製造工程)
実施例1における(粒子前駆体製造工程)と同一の手順で粒子前駆体分散液(固形分濃度10%)を得た。
(鹸化工程)
実施例1における(鹸化工程)と同一の手順でセルロース粒子を得た。
実施例1における(鹸化工程)と同一の手順でセルロース粒子を得た。
(被覆層形成工程)
母粒子であるセルロース粒子1000部とイオン交換水10000部とを混合し母粒子分散液を得た。母粒子分散液に第一被覆層を構成する化合物としてFir16を5部添加し1時間撹拌することで、第一被覆層を形成し、第一被覆層を有するセルロース粒子分散液を得た。
つづいて、ワックスとしてSec1を4部及び純水50部を高速乳化機で撹拌し、第二被覆層形成乳化液を調製した。
第一被覆層を有するセルロース粒子分散液に対して第二被覆層形成乳化液を全量添加し24時間撹拌することで第二被覆層を形成し、第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子分散液を得た。
第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子をろ過、及び洗浄を繰り返し、ろ液の電導度が10μs/cm以下になるまで洗浄し、第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
母粒子であるセルロース粒子1000部とイオン交換水10000部とを混合し母粒子分散液を得た。母粒子分散液に第一被覆層を構成する化合物としてFir16を5部添加し1時間撹拌することで、第一被覆層を形成し、第一被覆層を有するセルロース粒子分散液を得た。
つづいて、ワックスとしてSec1を4部及び純水50部を高速乳化機で撹拌し、第二被覆層形成乳化液を調製した。
第一被覆層を有するセルロース粒子分散液に対して第二被覆層形成乳化液を全量添加し24時間撹拌することで第二被覆層を形成し、第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子分散液を得た。
第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子をろ過、及び洗浄を繰り返し、ろ液の電導度が10μs/cm以下になるまで洗浄し、第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
<実施例40~56>
(被覆層形成工程)において、第一被覆層を構成する化合物の添加量、ワックスの種類、及びワックスの添加量を表1の通りとしたこと以外は、実施例39と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
(被覆層形成工程)において、第一被覆層を構成する化合物の添加量、ワックスの種類、及びワックスの添加量を表1の通りとしたこと以外は、実施例39と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
<実施例57>
(粒子前駆体製造工程)、(鹸化工程)、及び(被覆層形成工程)
実施例39と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
(粒子前駆体製造工程)、(鹸化工程)、及び(被覆層形成工程)
実施例39と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
(外添工程)
第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子30部に対して、外添剤としてSur1を0.6部添加し、混合ミル(ワンダークラッシャー、大阪ケミカル社製)にて混合することで外添剤を有するセルロース粒子を得た。
第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子30部に対して、外添剤としてSur1を0.6部添加し、混合ミル(ワンダークラッシャー、大阪ケミカル社製)にて混合することで外添剤を有するセルロース粒子を得た。
<実施例58~64>
(外添工程)において、外添剤の種類及び外添剤の添加量を表1の通りとしたこと以外は、実施例57と同一の手順で外添剤を有するセルロース粒子を得た。
(外添工程)において、外添剤の種類及び外添剤の添加量を表1の通りとしたこと以外は、実施例57と同一の手順で外添剤を有するセルロース粒子を得た。
<実施例65~72>
(粒子前駆体製造工程)において炭酸カルシウムの添加量、第1撹拌時間、及び水酸化ナトリウムの添加量を表1の通りとしたこと以外は実施例39と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
(粒子前駆体製造工程)において炭酸カルシウムの添加量、第1撹拌時間、及び水酸化ナトリウムの添加量を表1の通りとしたこと以外は実施例39と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
<実施例73>
(被覆層形成工程)において、母粒子分散液に第一被覆層を構成する化合物としてFir16を5部添加し1時間撹拌する手順を行わなかったこと以外は、実施例39と同一の手順で被覆層を有するセルロース粒子を得た。
(被覆層形成工程)において、母粒子分散液に第一被覆層を構成する化合物としてFir16を5部添加し1時間撹拌する手順を行わなかったこと以外は、実施例39と同一の手順で被覆層を有するセルロース粒子を得た。
<比較例4>
(粒子前駆体製造工程)
セルロースアシレートとしてCel1 130部を酢酸エチル870部中に完全に溶解する。これを、炭酸カルシウム55部、及び純水500部を含有する水系液体中に加え2時間撹拌した。これに、カルボキシメチルセルロース5部、メチルエチルケトン200部を純水600部に分散させた溶液を加え、高速乳化機で5分間撹拌した。これに、10部の水酸化ナトリウムを加え、80℃に加熱して3時間攪拌して酢酸エチル及びメチルエチルケトンを除去した。これに水酸化ナトリウムと同量の希塩酸を添加し、残渣をろ過した後、再度純水中に分散し、粒子前駆体分散液(固形分濃度10%)を得た。
(粒子前駆体製造工程)
セルロースアシレートとしてCel1 130部を酢酸エチル870部中に完全に溶解する。これを、炭酸カルシウム55部、及び純水500部を含有する水系液体中に加え2時間撹拌した。これに、カルボキシメチルセルロース5部、メチルエチルケトン200部を純水600部に分散させた溶液を加え、高速乳化機で5分間撹拌した。これに、10部の水酸化ナトリウムを加え、80℃に加熱して3時間攪拌して酢酸エチル及びメチルエチルケトンを除去した。これに水酸化ナトリウムと同量の希塩酸を添加し、残渣をろ過した後、再度純水中に分散し、粒子前駆体分散液(固形分濃度10%)を得た。
(鹸化工程)
実施例1の(鹸化工程)と同一の手順でセルロース粒子を得た。
実施例1の(鹸化工程)と同一の手順でセルロース粒子を得た。
<比較例5>
(粒子前駆体製造工程)及び(鹸化工程)
比較例4と同一の手順でセルロース粒子を得た。
(粒子前駆体製造工程)及び(鹸化工程)
比較例4と同一の手順でセルロース粒子を得た。
(被覆層形成工程)
上記手順で得たセルロース粒子を母粒子として用いたこと、及び、母粒子100部に対する第一被覆層を構成する化合物の添加量を表1の通りに変更したこと以外は、実施例21の(被覆層形成工程)と同一の手順で被覆層を有するセルロース粒子を得た。
上記手順で得たセルロース粒子を母粒子として用いたこと、及び、母粒子100部に対する第一被覆層を構成する化合物の添加量を表1の通りに変更したこと以外は、実施例21の(被覆層形成工程)と同一の手順で被覆層を有するセルロース粒子を得た。
<比較例6>
(粒子前駆体製造工程)及び(鹸化工程)
比較例4と同一の手順でセルロース粒子を得た。
(粒子前駆体製造工程)及び(鹸化工程)
比較例4と同一の手順でセルロース粒子を得た。
(被覆層形成工程)
上記手順で得たセルロース粒子を母粒子として用いたこと、及び、母粒子100部に対する第一被覆層を構成する化合物の添加量を表1の通りに変更したこと以外は、実施例39の(被覆層形成工程)と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
上記手順で得たセルロース粒子を母粒子として用いたこと、及び、母粒子100部に対する第一被覆層を構成する化合物の添加量を表1の通りに変更したこと以外は、実施例39の(被覆層形成工程)と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
<比較例7>
(粒子前駆体製造工程)、(鹸化工程)及び(被覆層形成工程)
比較例6と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
(粒子前駆体製造工程)、(鹸化工程)及び(被覆層形成工程)
比較例6と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
上記手順で得た第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を用いたこと以外は、実施例57の(外添工程)と同一の手順で外添剤を有するセルロース粒子を得た。
<実施例74~77>
(粒子前駆体製造工程)、(鹸化工程)、及び(被覆層形成工程)
(被覆層形成工程)においてワックスの種類を表1の通りに変更したこと、及び第二被覆層形成乳化液を調製する際に、ワックス及び純水と共に表1に記載の多価金属塩を表1に記載の量添加したこと以外は実施例39と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
(粒子前駆体製造工程)、(鹸化工程)、及び(被覆層形成工程)
(被覆層形成工程)においてワックスの種類を表1の通りに変更したこと、及び第二被覆層形成乳化液を調製する際に、ワックス及び純水と共に表1に記載の多価金属塩を表1に記載の量添加したこと以外は実施例39と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
(外添工程)
上記手順で得た第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を用いたこと以外は、実施例57と同一の手順で外添剤を有するセルロース粒子を得た。
上記手順で得た第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を用いたこと以外は、実施例57と同一の手順で外添剤を有するセルロース粒子を得た。
<比較例8~12>
以下の粒子を、各例のセルロース粒子とした。
比較例8:CELLULOBEADS D10(大東化成社製)
比較例9:OTS-0.5A CELLULOBEADS D10(大東化成社製)
比較例10:S-STM CELLULOBEADS D-5(大東化成社製)
比較例11:セルフローC25(JNC社製)
比較例12:セルフローTA25(JNC社製)
以下の粒子を、各例のセルロース粒子とした。
比較例8:CELLULOBEADS D10(大東化成社製)
比較例9:OTS-0.5A CELLULOBEADS D10(大東化成社製)
比較例10:S-STM CELLULOBEADS D-5(大東化成社製)
比較例11:セルフローC25(JNC社製)
比較例12:セルフローTA25(JNC社製)
<比較例13~16>
以下の手順に従って各例のセルロース粒子を得た。
比較例13:特許第6872068号公報の実施例1に記載された手順に従ってセルロース粒子を得た。
比較例14:特許第6872068号公報の実施例2に記載された手順に従ってセルロース粒子を得た。
比較例15:特開2021-021044号公報の実施例1に記載された手順に従ってセルロース粒子を得た。
比較例16:特開2021-021045号公報の実施例1に記載された手順に従ってセルロース粒子を得た。
以下の手順に従って各例のセルロース粒子を得た。
比較例13:特許第6872068号公報の実施例1に記載された手順に従ってセルロース粒子を得た。
比較例14:特許第6872068号公報の実施例2に記載された手順に従ってセルロース粒子を得た。
比較例15:特開2021-021044号公報の実施例1に記載された手順に従ってセルロース粒子を得た。
比較例16:特開2021-021045号公報の実施例1に記載された手順に従ってセルロース粒子を得た。
<実施例78~82>
(粒子前駆体製造工程)において第2成分の種類を表1の通りに変更したこと以外は、実施例1と同一の手順でセルロース粒子を得た。
(粒子前駆体製造工程)において第2成分の種類を表1の通りに変更したこと以外は、実施例1と同一の手順でセルロース粒子を得た。
<実施例83~92>
(被覆層形成工程)において、第一被覆層を構成する化合物の種類、及び第一被覆層を構成する化合物の添加量を表1の通りに変更したこと以外は、実施例21と同一の手順で被覆層を有するセルロース粒子を得た。
(被覆層形成工程)において、第一被覆層を構成する化合物の種類、及び第一被覆層を構成する化合物の添加量を表1の通りに変更したこと以外は、実施例21と同一の手順で被覆層を有するセルロース粒子を得た。
<実施例93>
(被覆層形成工程)において、第一被覆層を構成する化合物(表1中「第一層化合物」)の種類、及び第一被覆層を構成する化合物の添加量を表1の通りとしたこと以外は、実施例39と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
(被覆層形成工程)において、第一被覆層を構成する化合物(表1中「第一層化合物」)の種類、及び第一被覆層を構成する化合物の添加量を表1の通りとしたこと以外は、実施例39と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
<実施例94>
(被覆層形成工程)において第二被覆層形成乳化液を調製する際に、ワックス及び純水と共に表1に記載の多価金属塩を表1に記載の量添加したこと以外は実施例93と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
(被覆層形成工程)において第二被覆層形成乳化液を調製する際に、ワックス及び純水と共に表1に記載の多価金属塩を表1に記載の量添加したこと以外は実施例93と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
<実施例95>
(粒子前駆体製造工程)、(鹸化工程)、及び(被覆層形成工程)
実施例94と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
(粒子前駆体製造工程)、(鹸化工程)、及び(被覆層形成工程)
実施例94と同一の手順で第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子を得た。
(外添工程)
第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子30部に対して、外添剤としてSur1を0.6部添加し、混合ミル(ワンダークラッシャー、大阪ケミカル社製)にて混合することで外添剤を有するセルロース粒子を得た。
第一及び第二被覆層を有するセルロース粒子30部に対して、外添剤としてSur1を0.6部添加し、混合ミル(ワンダークラッシャー、大阪ケミカル社製)にて混合することで外添剤を有するセルロース粒子を得た。
<評価>
各例で得られたセルロース粒子を用いて、生分解性、及び柔軟性の評価を行った。
各例で得られたセルロース粒子を用いて、生分解性、及び柔軟性の評価を行った。
(生分解性評価)
JIS K6950:2000(ISO 14851:1999)に準拠し、60日後における生分解率を測定及び算出した。
JIS K6950:2000(ISO 14851:1999)に準拠し、60日後における生分解率を測定及び算出した。
(柔軟性評価)
微小圧縮試験機(MCT-510、島津製作所社製)を用いて、ヤング率を算出した。具体的には、セルロース粒子を試料台に散布し、光学顕微鏡で観察しながら、圧子先端内に単一粒子が収まるように初期位置を調整した。試料台移動速度0.2μm/sで圧縮し、変位に対応した試験力を連続的に検出した。測定は、粒子が完全につぶれた時点で終了した。得られた応力-歪み曲線は、傾きの異なる2本の直線で表された。この2直線の交点を降伏点(εy,σy)とし、下記式に示すように原点との直線の傾きを見かけのヤング率Eyとして定義した。表2に下記式から得られた値を示す。
(式)Ey=σy/εy
微小圧縮試験機(MCT-510、島津製作所社製)を用いて、ヤング率を算出した。具体的には、セルロース粒子を試料台に散布し、光学顕微鏡で観察しながら、圧子先端内に単一粒子が収まるように初期位置を調整した。試料台移動速度0.2μm/sで圧縮し、変位に対応した試験力を連続的に検出した。測定は、粒子が完全につぶれた時点で終了した。得られた応力-歪み曲線は、傾きの異なる2本の直線で表された。この2直線の交点を降伏点(εy,σy)とし、下記式に示すように原点との直線の傾きを見かけのヤング率Eyとして定義した。表2に下記式から得られた値を示す。
(式)Ey=σy/εy
なお、表2中の第1成分含有量及び第2成分含有量は以下の通り算出した。
被覆層及び外添剤を有しないセルロース粒子10gをテトラヒドロフラン500g中に入れ、50℃で4時間攪拌した後、ろ過してセルロース粒子を回収する。回収したセルロース粒子を40℃で8時間乾燥後、質量Wp(g)を測定、(式1-1)で第1成分含有量(単位は「部」)、(式1-2)で第2成分含有量(単位は「部」)を求めた。
(式1-1)第1成分含有量=(Wp/10)×100
(式1-2)第2成分含有量=((10-Wp)/10)×100
被覆層及び外添剤を有しないセルロース粒子10gをテトラヒドロフラン500g中に入れ、50℃で4時間攪拌した後、ろ過してセルロース粒子を回収する。回収したセルロース粒子を40℃で8時間乾燥後、質量Wp(g)を測定、(式1-1)で第1成分含有量(単位は「部」)、(式1-2)で第2成分含有量(単位は「部」)を求めた。
(式1-1)第1成分含有量=(Wp/10)×100
(式1-2)第2成分含有量=((10-Wp)/10)×100
上記結果から、本実施例のセルロース粒子は、生分解性、及び柔軟性に優れることがわかる。
Claims (21)
- セルロースである第1成分と、
脂肪酸誘導体(A)、長鎖脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B)、並びに(メタ)アクリル酸系化合物(C)からなる群から選択される少なくとも1種である第2成分と、を含むセルロース粒子。 - 前記第1成分の含有量が、前記第1成分及び前記第2成分の合計の含有量に対して、70質量%以上95質量%以下である請求項1に記載のセルロース粒子。
- 前記第2成分の合計の含有量が、前記第1成分及び前記第2成分の合計の含有量に対して、5質量%以上30質量%以下である請求項1又は請求項2に記載のセルロース粒子。
- 前記脂肪酸誘導体(A)が炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のセルロース粒子。
- 前記炭素数10以上25以下である飽和脂肪族基を有する脂肪酸誘導体のオクタノール/水分配係数が5以上10以下である請求項4に記載のセルロース粒子。
- 前記脂肪酸誘導体(A)が脂肪酸エタノールアミドである請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のセルロース粒子。
- 前記芳香族化合物(B)が炭素数8以上20以下である脂肪族基と共に、フェノール性水酸基、及び芳香族基に直接結合したモノグリシジルエーテル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物(B0)である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のセルロース粒子。
- 前記芳香族化合物(B0)のオクタノール/水分配係数が5以上20以下である請求項7に記載のセルロース粒子。
- 前記第1成分と、前記第2成分と、を含む母粒子と、
前記母粒子を被覆する被覆層であって、ポリアミン化合物、ワックス、直鎖飽和脂肪酸、ヒドロキシ脂肪酸及びアミノ酸系化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を含む被覆層と、
を有する請求項1~請求項8のいずれか1項に記載のセルロース粒子。 - 前記ポリアミン化合物が、ポリエチレンイミン、及びポリリジンよりなる群から選択される少なくとも1種である請求項9に記載のセルロース粒子。
- 前記ワックスが、カルバナワックスである請求項9又は請求項10に記載のセルロース粒子。
- 前記被覆層が、前記母粒子を被覆し、前記ポリアミン化合物を含む第一被覆層と、前記第一被覆層を被覆し、前記ワックスを含む第二被覆層と、を有する請求項9~請求項11のいずれか1項に記載のセルロース粒子。
- 前記第二被覆層に、多価金属塩をさらに含む請求項12に記載のセルロース粒子。
- 珪素含有化合物粒子、及び金属石鹸粒子よりなる群から選択される少なくとも1種の外添剤が外添されている請求項1~請求項13のいずれか1項に記載のセルロース粒子。
- 前記珪素含有化合物粒子が、シリカ粒子である請求項14に記載のセルロース粒子。
- 体積平均粒子径が、3μm以上10μm未満である請求項1~請求項15のいずれか1項に記載のセルロース粒子。
- 大径側個数粒度分布指標GSDvが1.0以上1.7以下である請求項1~請求項16のいずれか1項に記載のセルロース粒子。
- 真球度が0.90以上である請求項1~請求項17のいずれか1項に記載のセルロース粒子。
- 前記セルロースの数平均分子量が、37000以上である請求項1~請求項18のいずれか1項に記載のセルロース粒子。
- 前記セルロースの数平均分子量が、45000以上である請求項19に記載のセルロース粒子。
- 表面平滑度が80%以上である請求項1~請求項20のいずれか1項に記載のセルロース粒子。
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