JP7177633B2 - 増核剤、樹脂組成物、成形体、及び増核剤の製造方法 - Google Patents
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Description
本開示の第一の増核剤は、セルロースからなり、前記セルロースの結晶化度が50%以上である。本開示の第一の増核剤を高分子に添加することにより、その高分子の単位体積あたりの結晶核生成数、及び結晶核生成速度を変化させることができる。
本開示の樹脂組成物は、本開示の増核剤と樹脂とを含有する。
本開示の成形体は、上記樹脂組成物を成形してなるものである。その成形体の形状としては、特に制限されず、所望の形状に成形することができる。例えば、繊維等の一次元的成形体;フィルム等の二次元的成形体;並びに筐体又は自動車内装材等の三次元的成形体が挙げられる。
本開示のセルロースからなる増核剤の製造方法は、セルロースナノファイバー懸濁液に硫酸を添加し、30℃以上100℃以下で、30分以上300分以下撹拌して、セルロースナノファイバーと硫酸とを反応させる工程、前記反応によって得られた懸濁液を水で希釈する工程、前記希釈によって得られた懸濁液を固液分離して、液体を回収する工程、並びに前記液体を洗浄及び乾燥する工程を有する。
本開示の樹脂組成物の製造方法は、増核剤と樹脂とを含有する樹脂組成物の製造方法であって、前記増核剤を、前記樹脂を可溶な溶媒に分散する工程、前記分散により得られる分散液を前記樹脂に加えて、前記樹脂を溶解する工程、及び貧溶媒を加えて前記樹脂を再沈殿する工程を有する。
<セルロースからなる増核剤の調製>
セルロースナノファイバー懸濁液(ダイセル社製、セリッシュ(原料パルプ:wood pulp))に濃硫酸を添加し、硫酸濃度60wt%、反応温度55℃、反応時間90分、撹拌速度200rpmで反応させた。
上記で調製したセルロースからなる増核剤0.100gにピリジン(20.0mL,0.248mol)及び無水酢酸(5.00mL,5.29×10-2mol)を加え、80℃、反応時間1時間で撹拌し、セルロースからなる増核剤をアセチル化した。
フーリエ変換赤外分光光度計(MAGNA-IR 860)を用いてKBr錠剤法にて求めた。アセチル置換度既知、0~2.5のセルロースアセテートを標準品とし、1750cm-1/1050cm-1の検量線を用いてアセチル置換度を求めた。
走査型電子顕微鏡(HITACHI製E-1030型日立イオンスパッター)にて撮影した画像を解析することにより求めた。長軸方向長さは、200個の増核剤の平均値とした。また、その長軸方向長さの標準偏差を下記式(2)にて算出した。
母体ポリマーであるポリ-L-乳酸(PLLA)(重量平均分子量Mw=30,000)に対し、セルロースアセテートからなる増核剤を0.1wt%になるよう添加し、静置場にて結晶化観察を行なった。詳細な条件は以下のとおりである。
セルロースからなる増核剤をアセチル化する工程において、反応時間を2時間に代えた以外は、実施例1と同様にしてセルロースアセテートからなる増核剤を調製した。得られたセルロースアセテートからなる増核剤、及びセルロースアセテートからなる増核剤の添加による高分子の各種評価も実施例1と同様にして行なった。結果は、表1に示す。
セルロースからなる増核剤をアセチル化する工程において、反応時間を3時間に代えた以外は、実施例1と同様にしてセルロースアセテートからなる増核剤を調製した。得られたセルロースアセテートからなる増核剤、及びセルロースアセテートからなる増核剤の添加による高分子の各種評価も実施例1と同様にして行なった。結果は、表1に示す。
実施例1-3と同様にして、それぞれセルロースアセテートからなる増核剤を調製した。母体ポリマーであるポリ-L-乳酸(PLLA)に対し、セルロースアセテートからなる増核剤を0.5wt%になるよう添加して、結晶化観察を行なった以外は、得られたセルロースアセテートからなる増核剤、及びセルロースアセテートからなる増核剤の添加による高分子の各種評価も実施例1-3と同様にして行なった。結果は、表1、図4及び図5に示す。
実施例1-3と同様にして、それぞれセルロースアセテートからなる増核剤を調製した。母体ポリマーであるポリ-L-乳酸(PLLA)に対し、セルロースアセテートからなる増核剤を1.0wt%になるよう添加して、結晶化観察を行なった以外は、得られたセルロースアセテートからなる増核剤、及びセルロースアセテートからなる増核剤の添加による高分子の各種評価も実施例1-3と同様にして行なった。結果は、表1に示す。
実施例2と同様にして、セルロースアセテートからなる増核剤を調製した。得られたセルロースアセテートからなる増核剤の各種の測定も実施例2と同様にして行った。
セルロースからなる増核剤をアセチル化する工程において、反応時間を3時間に代えた以外は、実施例10と同様にしてセルロースアセテートからなる増核剤を調製した。得られたセルロースアセテートからなる増核剤、及びセルロースアセテートからなる増核剤の添加による高分子の各種評価も実施例10と同様にして行なった。結果は、表1に示す。
実施例10-11と同様にして、それぞれセルロースアセテートからなる増核剤を調製した。母体ポリマーであるポリカプロラクトン(PCL)に対し、セルロースアセテートからなる増核剤を0.5wt%になるよう添加して、結晶化観察を行なった以外は、得られたセルロースアセテートからなる増核剤、及びセルロースアセテートからなる増核剤の添加による高分子の各種評価も実施例10-11と同様にして行なった。結果は、表1、図6及び図7に示す。
実施例10-11と同様にして、それぞれセルロースアセテートからなる増核剤を調製した。母体ポリマーであるポリカプロラクトン(PCL)に対し、セルロースアセテートからなる増核剤を1.0wt%になるよう添加して、結晶化観察を行なった以外は、得られたセルロースアセテートからなる増核剤、及びセルロースアセテートからなる増核剤の添加による高分子の各種評価も実施例10-11と同様にして行なった。結果は、表1に示す。
セルロースアセテートからなる増核剤に代えて、実施例1と同様にして調製したセルロースからなる増核剤を用いた。得られたセルロースからなる増核剤、及びセルロースからなる増核剤の添加による高分子の各種評価も実施例1と同様にして行なった。また、増核剤の結晶化度を、以下のとおり測定した。結果は、表1に示す。
X線回折装置(RIGAKU製、粉末X線回折装置MiniFlex)を用いてX線回折測定を行なった。セルロースI型結晶の(110)面ピークに帰属される2θ=18.0°における絶対ピーク強度I18.0と、2θ=22.9°における絶対ピーク強度I22.9とから、下記式(1)により、結晶化度を算出した。この結晶化度は、セルロースI型結晶成分の分率とも言い換えることができる。
実施例16と同様にして、セルロースからなる増核剤を調製した。母体ポリマーであるポリ-L-乳酸(PLLA)に対し、セルロースからなる増核剤をそれぞれ0.5wt%、1.0wt%になるよう添加して、結晶化観察を行なった以外は、得られたセルロースからなる増核剤、及びセルロースからなる増核剤の添加による高分子の各種評価も実施例16と同様にして行なった。結果は、表1、図4及び図5に示す。
セルロースナノファイバー懸濁液(ダイセル社製、セリッシュ(原料パルプ:wood pulp))に代えて、セルロースナノファイバー懸濁液(ダイセル社製、セリッシュ(原料パルプ:cotton linter))を用い、濃硫酸との反応時間を120分に代えた以外は、それぞれ実施例16-18と同様にして、セルロースからなる増核剤を調製した。得られたセルロースからなる増核剤、及びセルロースからなる増核剤の添加による高分子の各種評価も実施例16-18と同様にして行なった。結果は、表1、図4及び図5に示す。
実施例16-18と同様にして、それぞれセルロースからなる増核剤を調製した。得られたセルロースからなる増核剤の各種の測定も実施例16-18と同様にして測定した。
セルロースナノファイバー懸濁液(ダイセル社製、セリッシュ(原料パルプ:wood pulp))に代えて、セルロースナノファイバー懸濁液(ダイセル社製、セリッシュ(原料パルプ:cotton linter))を用い、濃硫酸との反応時間を120分に代えた以外は、それぞれ実施例22-24と同様にして、セルロースからなる増核剤を調製した。得られたセルロースからなる増核剤、及びセルロースからなる増核剤の添加による高分子の各種評価も実施例22-24と同様にして行なった。結果は、表1に示す。
セルロースアセテートからなる増核剤を添加しなかった以外は、実施例1と同様にして、結晶核生成数、及び結晶核生成速度を算出した。結果は、表1及び図5に示す。
セルロースアセテートからなる増核剤を添加しなかった以外は、実施例10と同様にして、結晶核生成数、及び結晶核生成速度を算出した。結果は、表1、図6及び図7に示す。
Claims (11)
- 長軸方向長さの標準偏差が10nm以上200nm以下である、請求項1に記載の増核剤。
- セルロースアセテートからなり、
前記セルロースアセテートのアセチル置換度が0.01以上3.0以下であり、
長軸方向長さが1000nm以下である、増核剤。 - 長軸方向長さが10nm以上1000nm以下である、請求項3に記載の増核剤。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の増核剤と樹脂とを含有する、樹脂組成物。
- 前記増核剤の含有量が0.1質量%以上50質量%以下である、請求項5に記載の樹脂組成物。
- 前記樹脂がポリ乳酸又はポリカプロラクトンである、請求項5又は6に記載の樹脂組成物。
- 請求項5~7のいずれか一項に記載の樹脂組成物を成形してなる、成形体。
- 前記成形体が筐体又は自動車内装材である、請求項8に記載の成形体。
- セルロースナノファイバー懸濁液に硫酸を添加し、30℃以上100℃以下で、30分以上300分以下撹拌して、セルロースナノファイバーと硫酸とを反応させる工程、
前記反応によって得られた懸濁液を水で希釈する工程、
前記希釈によって得られた懸濁液を固液分離して、液体を回収する工程、並びに
前記液体を洗浄及び乾燥する工程を有する、セルロースからなる増核剤の製造方法。 - 請求項10に記載の製造方法により製造したセルロースからなる増核剤を、前記セルロースからなる増核剤を溶解しない分散媒と無水酢酸とを含有する混合分散媒に分散する工程、
前記分散によって得られた分散液を30℃以上200℃以下で撹拌して、前記セルロースからなる増核剤をアセチル化する工程、
前記アセチル化後の分散液を固液分離し、沈殿物を回収する工程、並びに
前記沈殿物を洗浄及び乾燥する工程を有する、セルロースアセテートからなる増核剤の製造方法。
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