JP7280220B2 - Composition for promoting defoaming - Google Patents
Composition for promoting defoaming Download PDFInfo
- Publication number
- JP7280220B2 JP7280220B2 JP2020098518A JP2020098518A JP7280220B2 JP 7280220 B2 JP7280220 B2 JP 7280220B2 JP 2020098518 A JP2020098518 A JP 2020098518A JP 2020098518 A JP2020098518 A JP 2020098518A JP 7280220 B2 JP7280220 B2 JP 7280220B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- composition
- less
- defoaming
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
本発明は、脱泡促進用組成物に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composition for promoting defoaming.
コンクリート、セラミック、プラスチック、樹脂及び食品等に代表される多くの産業製品は、型枠に未硬化の硬化性組成物を充填し、後工程で乾燥や化学反応により硬化させ、硬化体を得る工程により製造される。硬化体の価値を左右する要因の一つに、表面の美観が挙げられる。これは、文字通り硬化体表面の美しさを意味し、表面美観に優れるほど、製品価値が高く評価される傾向にある。 Many industrial products such as concrete, ceramics, plastics, resins, and foodstuffs are produced by filling uncured curable compositions into molds and curing them by drying or chemical reaction in the post-process to obtain cured products. Manufactured by One of the factors that determine the value of the cured product is the appearance of the surface. This literally means the beauty of the surface of the cured product, and the more excellent the surface beauty, the higher the product value tends to be evaluated.
硬化体の表面美観を損なう原因としては、硬化体表面に露出する気泡痕が挙げられる。これは、硬化前の組成物中に混入した気泡が硬化の際に表面に表出する欠陥である。こうした気泡による欠陥を低減するために、気泡の破泡、合一、浮上を促進する消泡剤を添加する、硬化後に別工程を設けて補修する、といった対策が講じられている。しかしながら、消泡剤の添加は煩雑であり、また硬化性組成物の物性に悪影響を及ぼすこともある。更には、硬化体での空気量を担保したい場合には、消泡剤の利用は望ましくない。また、硬化後に別工程を設けて欠陥を補修することは、コストや労働力の確保などの観点から、好ましくない。 One of the reasons for impairing the appearance of the surface of the cured body is air bubbles exposed on the surface of the cured body. This is a defect that air bubbles entrained in the composition before curing appear on the surface during curing. In order to reduce defects caused by such air bubbles, countermeasures have been taken, such as adding an antifoaming agent that promotes breakage, coalescence and floating of air bubbles, and providing a separate process for repair after curing. However, the addition of antifoaming agents is troublesome and may adversely affect the physical properties of the curable composition. Furthermore, use of an antifoaming agent is not desirable when it is desired to secure the amount of air in the cured product. In addition, it is not preferable from the viewpoint of securing costs and manpower to repair defects by providing a separate process after curing.
一方、硬化性組成物の表面美観向上剤や、硬化性組成物を硬化させる際に用いる型枠に塗布する離型剤も提案されている。例えば、特許文献1には、特定のアミドを含有してなる表面美観向上剤が開示されている。また、特許文献2には、特定の脂肪酸アルカノールアミド、ポリカルボン酸系分散剤及び特定の溶剤を含有する水硬性組成物用表面美観向上剤が開示されている。また、特許文献3には、特定の脂肪酸アルカノールアミドを含む型枠剥離剤が開示されている。 On the other hand, an agent for improving the appearance of the surface of the curable composition and a mold release agent to be applied to the mold used when curing the curable composition have also been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a surface aesthetic improver containing a specific amide. Further, Patent Document 2 discloses a surface aesthetic improver for hydraulic compositions containing a specific fatty acid alkanolamide, a polycarboxylic acid-based dispersant and a specific solvent. Further, Patent Document 3 discloses a mold release agent containing a specific fatty acid alkanolamide.
本発明は、気泡を含む物質、例えば気泡を含む流体の脱泡を促進する脱泡促進用組成物を提供する。 The present invention provides a defoaming promoting composition for promoting defoaming of foam-containing substances, such as foam-containing fluids.
本発明は、(A)疎水変性セルロース繊維〔以下、(A)成分という〕を含有する、脱泡促進用組成物に関する。 The present invention relates to a defoaming promoting composition containing (A) hydrophobically modified cellulose fibers [hereinafter referred to as component (A)].
また、本発明は、気泡を含む流体を、前記本発明の脱泡促進用組成物と接触させ、接触位置で流体表面への気泡の表出を抑制する、流体の発泡制御方法に関する。 The present invention also relates to a method for controlling fluid foaming, comprising contacting a fluid containing bubbles with the composition for promoting defoaming of the present invention, and suppressing appearance of bubbles on the surface of the fluid at the contact position.
また、本発明は、気泡を含む硬化性組成物を、前記本発明の脱泡促進用組成物が塗布された支持体と接触させて硬化させる、硬化体の製造方法に関する。 The present invention also relates to a method for producing a cured body, comprising bringing a curable composition containing air bubbles into contact with a support coated with the composition for promoting defoaming of the present invention and curing the composition.
また、本発明は、気泡を含む水硬性組成物を、前記本発明の脱泡促進用組成物を塗布した型枠に充填し硬化させた後、得られた硬化体を型枠から脱型する、水硬性組成物の硬化体の製造方法に関する。 In the present invention, a hydraulic composition containing air bubbles is filled in a mold coated with the defoaming accelerating composition of the present invention, cured, and then the resulting cured body is removed from the mold. , relates to a method for producing a hardened body of a hydraulic composition.
また、本発明は、気泡を含む硬化性組成物を、前記本発明の脱泡促進用組成物から得られた塗膜と接触させて硬化させ、硬化体の表面での気泡痕を低減する、硬化体の表面美観改善方法に関する。 The present invention also provides a curable composition containing air bubbles, which is cured by contacting it with the coating film obtained from the defoaming promoting composition of the present invention to reduce air bubble traces on the surface of the cured body. The present invention relates to a method for improving the surface appearance of a cured body.
本発明によれば、気泡を含む物質、例えば気泡を含む流体の脱泡を促進する脱泡促進用組成物が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, there is provided a defoaming promoting composition that promotes defoaming of a substance containing bubbles, such as a fluid containing bubbles.
本発明者らは、(A)成分の疎水変性セルロース繊維を含有してなる脱泡促進用組成物を、気泡を含む流体と接触させた際に、流体からの脱泡が促進されることを見出した。より具体的には、例えば、本発明の脱泡促進用組成物を型枠に塗布し、該型枠に硬化性組成物を充填し硬化させた際に、該硬化体の表面気泡痕が低減され、表面美観性が向上することを見出した。このような効果が発現する理由は必ずしも定かではないが、以下のように推測される。
本発明の脱泡促進用組成物は、気泡を含む流体、例えば水硬性組成物と接触したときに、表面自由エネルギーを低減することで当該流体の付着力を低減する。このことは、当該流体が本発明の脱泡促進用組成物との接触部位で移動しやすくなることを意味し、その結果、当該流体の型枠等への充填性が向上する。その際、本発明の脱泡促進用組成物が、平滑かつ緻密な表面を提供していることで、充填性はさらに向上し、流体の気泡は接触部位よりも流体内部に移動しやすくなる。例えば、水硬性組成物を、本発明の脱泡促進用組成物を塗布した型枠に充填した場合は、このような作用機構により、水硬性組成物の表面、すなわち、型枠に塗布した本発明の組成物と接触する部位に出現する気泡が順次、水硬性組成物内部へ移動し、表面での気泡痕を低減し、表面美観性を向上させると考えられる。
なお、本発明の脱泡促進用組成物を用いて流体の硬化体を製造するような場合に、当該硬化体に本発明の脱泡促進用組成物が移行して付着した状態であると、当該硬化体の表面に防汚性を付与する効果が期待できる。すなわち、例えば、本発明の脱泡促進用組成物を用いて水硬性組成物の硬化体を製造する場合に、硬化体の表面に本発明の脱泡促進用組成物が付着して硬化した場合、防汚性が付与されて、硬化体の保存中に付着するダスト等の付着を抑制し、表面美観性を維持することが期待される。
The present inventors have found that when a defoaming promoting composition containing the hydrophobically modified cellulose fibers of the component (A) is brought into contact with a fluid containing bubbles, defoaming from the fluid is promoted. Found it. More specifically, for example, when the composition for promoting defoaming of the present invention is applied to a mold, and the mold is filled with a curable composition and cured, the surface bubble marks of the cured product are reduced. It was found that the surface aesthetics were improved. Although the reason why such an effect is exhibited is not necessarily clear, it is presumed as follows.
When the composition for promoting defoaming of the present invention contacts with a fluid containing air bubbles, such as a hydraulic composition, the surface free energy is reduced, thereby reducing the adhesive force of the fluid. This means that the fluid is more likely to move at the site of contact with the defoaming promoting composition of the present invention, and as a result, the filling of the mold or the like with the fluid is improved. At this time, since the composition for promoting defoaming of the present invention provides a smooth and dense surface, the filling property is further improved, and the bubbles of the fluid are more likely to move inside the fluid than at the contact sites. For example, when the hydraulic composition is filled in a mold coated with the defoaming promoting composition of the present invention, the surface of the hydraulic composition, that is, the mold applied to the mold due to such an action mechanism It is thought that the air bubbles appearing at the site of contact with the composition of the invention sequentially move into the hydraulic composition, reduce air bubble traces on the surface, and improve the aesthetic appearance of the surface.
In the case of producing a fluid cured body using the defoaming promoting composition of the present invention, if the defoaming promoting composition of the present invention migrates and adheres to the cured body, An effect of imparting antifouling properties to the surface of the cured product can be expected. That is, for example, when the composition for promoting defoaming of the present invention is used to produce a cured product of a hydraulic composition, the composition for promoting defoaming of the present invention adheres to the surface of the cured product and is cured. In addition, antifouling properties are imparted to suppress the adhesion of dust and the like that adhere during storage of the cured body, and it is expected that the surface appearance will be maintained.
<脱泡促進用組成物>
(A)成分は、疎水変性セルロース繊維である。疎水変性セルロース繊維は、例えば、疎水基が結合したセルロースからなる繊維である。
<Composition for promoting defoaming>
Component (A) is a hydrophobically modified cellulose fiber. Hydrophobically modified cellulose fibers are, for example, fibers made of cellulose to which hydrophobic groups are attached.
(A)成分は、後述する(B)成分の油に分散性を示すものが好ましい。油に対して分散性を有するとは、例えば、油と対象の疎水変性セルロース繊維との混合液の粘度をE型粘度計(25℃、1rpm、1分後、標準コーンロータ、ロータコード:01)を用いて測定した場合、増粘が観測されることをいう。例えば、本発明における疎水変性セルロースとしては、油の代表例としてスクアラン中にセルロース繊維の濃度を0.5質量%になるように調製した液の微細化処理後の分散液粘度が50mPa・s以上になるものが好ましい。なお、微細化処理は、後述の方法により行うことができる。 Component (A) preferably exhibits dispersibility in the oil of component (B), which will be described later. Having dispersibility in oil means, for example, measuring the viscosity of a mixed liquid of oil and the target hydrophobically modified cellulose fiber with an E-type viscometer (25 ° C., 1 rpm, after 1 minute, standard cone rotor, rotor code: 01 ) means that thickening is observed when measured using For example, as the hydrophobically-modified cellulose in the present invention, the viscosity of the dispersion liquid prepared by adjusting the concentration of cellulose fibers to 0.5% by mass in squalane, which is a representative example of oil, is 50 mPa·s or more after refining treatment. is preferable. In addition, the miniaturization treatment can be performed by a method described later.
(A)成分の結晶化度は、表面性、成膜性及び加工性の観点から、好ましくは10%以上である。なお、表面性、成膜性及び加工性は、本発明の脱泡促進用組成物を支持体等に塗布する際の物性である(以下同様)。また、原料入手性の観点から、好ましくは90%以下である。なお、本明細書において、セルロースの結晶化度は、X線回折法による回折強度値から算出したセルロースI型結晶化度であり、後述の実施例に記載の方法に従って測定することができる。なお、セルロースI型とは天然セルロースの結晶形のことであり、セルロースI型結晶化度とは、セルロース全体のうち結晶領域量の占める割合のことを意味する。セルロースI型結晶構造の有無は、X線回折測定において、2θ=22.6°にピークがあることで判定することができる。 The crystallinity of component (A) is preferably 10% or more from the viewpoint of surface property, film-forming property and workability. The surface properties, film-forming properties and workability are physical properties when the composition for promoting defoaming of the present invention is applied to a support or the like (the same shall apply hereinafter). Moreover, from the viewpoint of raw material availability, it is preferably 90% or less. In this specification, the crystallinity of cellulose is the cellulose type I crystallinity calculated from the diffraction intensity value by the X-ray diffraction method, and can be measured according to the method described in Examples below. The cellulose type I is a crystalline form of natural cellulose, and the degree of cellulose type I crystallinity means the ratio of the amount of crystalline regions to the entire cellulose. The presence or absence of the cellulose type I crystal structure can be determined by the presence of a peak at 2θ=22.6° in X-ray diffraction measurement.
(A)成分の平均繊維径、平均繊維長及び平均アスペクト比の好ましい範囲は、表面性、成膜性及び加工性の観点から、後述の微細セルロース繊維の平均繊維径、平均繊維長及び平均アスペクト比の好ましい範囲と同じである。また、後述の実施例に記載の測定方法により求めることができる。 Preferred ranges of the average fiber diameter, average fiber length, and average aspect ratio of component (A) are the average fiber diameter, average fiber length, and average aspect ratio of the fine cellulose fibers described later, from the viewpoint of surface properties, film-forming properties, and processability. It is the same as the preferred range of the ratio. Also, it can be obtained by the measuring method described in the examples below.
(A)成分としては、例えば、アニオン性基を有するセルロース繊維(以下、「アニオン変性セルロース繊維」とも言う。)のアニオン性基に修飾基が結合されてなる疎水変性セルロース繊維(A)や、セルロース繊維表面の水酸基に修飾基がエーテル結合されてなる疎水変性セルロース繊維(B)(以下、「エーテル化セルロース繊維」とも言う。)が挙げられ、本発明の効果がより発揮できる観点から、好ましくは、疎水変性セルロース繊維(A)である。 Component (A) includes, for example, hydrophobically-modified cellulose fibers (A) in which modifying groups are bonded to the anionic groups of cellulose fibers having anionic groups (hereinafter also referred to as "anion-modified cellulose fibers"), Hydrophobic modified cellulose fibers (B) in which modifying groups are ether-bonded to hydroxyl groups on the surface of cellulose fibers (hereinafter, also referred to as "etherified cellulose fibers"), which are preferable from the viewpoint that the effects of the present invention can be exhibited more effectively. is the hydrophobically modified cellulose fiber (A).
より具体的には、(A)成分としては、セルロース繊維の水酸基に修飾基が結合した疎水変性セルロース繊維が挙げられる。
また、(A)成分としては、アニオン性基を有するセルロース繊維のアニオン性基に修飾基が結合した疎水変性セルロース繊維が挙げられる。
また、(A)成分としては、アニオン性基を有するセルロース繊維のアニオン性基及び水酸基から選ばれる1種類以上に修飾基が結合した疎水変性セルロース繊維が挙げられる。
これらの修飾基は、疎水性修飾基であってよい。
More specifically, component (A) includes hydrophobically modified cellulose fibers in which modifying groups are bonded to hydroxyl groups of cellulose fibers.
Component (A) also includes hydrophobically modified cellulose fibers in which modifying groups are bonded to the anionic groups of cellulose fibers having anionic groups.
Component (A) also includes hydrophobically modified cellulose fibers in which one or more modified groups selected from anionic groups and hydroxyl groups of cellulose fibers having anionic groups are bonded.
These modifying groups may be hydrophobic modifying groups.
(セルロース繊維)
疎水変性セルロース繊維の原料のセルロース繊維としては、環境面から好ましくは天然セルロース繊維であり、例えば、針葉樹系パルプ、広葉樹系パルプ等の木材パルプ;コットンリンター、コットンリントのような綿系パルプ;麦わらパルプ、バガスパルプ等の非木材系パルプ;バクテリアセルロース等が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(cellulose fiber)
The cellulose fiber as the raw material of the hydrophobically modified cellulose fiber is preferably a natural cellulose fiber from an environmental point of view. For example, wood pulp such as softwood pulp and hardwood pulp; cotton pulp such as cotton linter and cotton lint; non-wood pulp such as pulp and bagasse pulp; bacterial cellulose; and the like.
原料のセルロース繊維の平均繊維径は特に限定されないが、取扱い性及びコストの観点から、好ましくは1μm以上であり、より好ましくは5μm以上であり、更に好ましくは15μm以上であり、一方、好ましくは300μm以下であり、より好ましくは100μm以下、更に好ましくは60μm以下である。 The average fiber diameter of the raw material cellulose fibers is not particularly limited, but from the viewpoint of handleability and cost, it is preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, still more preferably 15 μm or more, and preferably 300 μm. or less, more preferably 100 μm or less, and still more preferably 60 μm or less.
また、原料のセルロース繊維の平均繊維長は特に限定されないが、入手性及びコストの観点から、好ましくは100μm以上であり、より好ましくは500μm以上であり、更に好ましくは1,000μm以上であり、好ましくは5,000μm以下であり、より好ましくは4,000μm以下であり、更に好ましくは3,000μm以下である。原料のセルロース繊維の平均繊維径及び平均繊維長は、後述の実施例に記載の方法に従って測定することができる。 The average fiber length of the raw cellulose fiber is not particularly limited, but from the viewpoint of availability and cost, it is preferably 100 µm or more, more preferably 500 µm or more, and still more preferably 1,000 µm or more. is 5,000 μm or less, more preferably 4,000 μm or less, and still more preferably 3,000 μm or less. The average fiber diameter and average fiber length of the raw material cellulose fibers can be measured according to the methods described in Examples below.
<疎水変性セルロース繊維(A)>
本発明における疎水変性セルロース繊維(A)とは、アニオン変性セルロース繊維のアニオン性基に、修飾基を導入するための化合物が結合してなるセルロース繊維である。
<Hydrophobic modified cellulose fiber (A)>
The hydrophobically-modified cellulose fiber (A) in the present invention is a cellulose fiber in which a compound for introducing a modifying group is bonded to the anionic group of the anion-modified cellulose fiber.
(アニオン変性セルロース繊維)
アニオン変性セルロース繊維中に含まれるアニオン性基は、例えばカルボキシ基、スルホン酸基及びリン酸基等が挙げられ、セルロース繊維への導入効率の観点から、カルボキシ基であることが好ましい。アニオン変性セルロース繊維におけるアニオン性基の対となるイオン(カウンターイオン)としては、例えば、製造時のアルカリ存在下で生じるナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン及びアルミニウムイオン等の金属イオンや、これらの金属イオンを酸で置換して生じるプロトン等が挙げられる。
(Anion modified cellulose fiber)
The anionic group contained in the anion-modified cellulose fiber includes, for example, a carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and the like, and from the viewpoint of efficiency of introduction into the cellulose fiber, the carboxy group is preferred. Examples of ions (counter ions) that form pairs of anionic groups in anion-modified cellulose fibers include, for example, metal ions such as sodium ions, potassium ions, calcium ions and aluminum ions generated in the presence of alkali during production, and these metal ions. Examples include protons generated by substituting ions with acids.
(アニオン性基含有量)
本発明で用いられるアニオン変性セルロース繊維におけるアニオン性基含有量は、修飾基導入の観点から、好ましくは0.1mmol/g以上であり、より好ましくは0.4mmol/g以上であり、更に好ましくは0.6mmol/g以上であり、更に好ましくは0.8mmol/g以上である。また、取り扱い性を向上させる観点から、好ましくは3mmol/g以下であり、より好ましくは2mmol/g以下であり、更に好ましくは1.8mmol/g以下である。なお、「アニオン性基含有量」とは、セルロース繊維を構成するセルロース中のアニオン性基の総量を意味し、具体的には後述の実施例に記載の方法により測定される。
(Anionic group content)
The anionic group content in the anion-modified cellulose fiber used in the present invention is preferably 0.1 mmol/g or more, more preferably 0.4 mmol/g or more, and even more preferably, from the viewpoint of introducing a modifying group. It is 0.6 mmol/g or more, more preferably 0.8 mmol/g or more. In addition, from the viewpoint of improving handleability, it is preferably 3 mmol/g or less, more preferably 2 mmol/g or less, and still more preferably 1.8 mmol/g or less. The "anionic group content" means the total amount of anionic groups in the cellulose constituting the cellulose fiber, and is specifically measured by the method described in Examples below.
また、アニオン変性セルロース繊維の平均繊維径、平均繊維長及び平均アスペクト比の好適な範囲は、前述の疎水変性セルロース繊維と同様、後述の微細セルロース繊維の平均繊維径及び平均繊維長の好ましい範囲と同じである。また、後述の実施例に記載の測定方法により求めることができる。 In addition, the preferred ranges of the average fiber diameter, average fiber length and average aspect ratio of the anion-modified cellulose fibers are the same as those of the hydrophobically-modified cellulose fibers described above, and the preferred ranges of the average fiber diameter and average fiber length of the fine cellulose fibers described later. are the same. Also, it can be obtained by the measuring method described in the examples below.
(アニオン性基を導入する工程)
本発明で用いられるアニオン変性セルロース繊維は、対象のセルロース繊維に酸化処理又はアニオン性基の付加処理を施して、少なくとも1つ以上のアニオン性基を導入してアニオン変性させることによって得ることができる。
アニオン変性の対象となるセルロース繊維としては、原料のセルロース繊維が挙げられる。脱泡促進用組成物への分散性(以下、分散性ともいう)の観点から、原料のセルロース繊維を、アルカリ加水分解処理や酸加水分解処理等で短繊維化処理した平均繊維長が1μm以上であり、1,000μm以下であるセルロース繊維を用いることが好ましい。
(Step of introducing anionic group)
The anion-modified cellulose fiber used in the present invention can be obtained by subjecting the target cellulose fiber to an oxidation treatment or an anionic group addition treatment to introduce at least one or more anionic groups for anion modification. .
Cellulose fibers to be anion-modified include raw material cellulose fibers. From the viewpoint of dispersibility (hereinafter also referred to as dispersibility) in the composition for promoting defoaming, the average fiber length of 1 μm or more obtained by shortening the raw material cellulose fiber by alkali hydrolysis treatment, acid hydrolysis treatment, etc. and it is preferable to use cellulose fibers having a diameter of 1,000 μm or less.
以下、(i)セルロース繊維にアニオン性基としてカルボキシ基を導入する場合と、(ii)セルロース繊維にアニオン性基としてスルホン酸基又はリン酸基を導入する場合とに分けてより具体的に説明する。 Hereinafter, more specific explanation will be given separately for (i) the case of introducing a carboxy group as an anionic group into cellulose fibers and (ii) the case of introducing a sulfonic acid group or a phosphoric acid group as an anionic group into cellulose fibers. do.
(i)セルロース繊維にアニオン性基としてカルボキシ基を導入する場合
セルロース繊維にアニオン性基としてカルボキシ基を導入する方法としては、例えばセルロースの水酸基を酸化してカルボキシ基に変換する方法や、セルロースの水酸基にカルボキシ基を有する化合物、カルボキシ基を有する化合物の酸無水物及びそれらの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種を反応させる方法が挙げられる。
(i) When a carboxy group is introduced as an anionic group into cellulose fiber As a method for introducing a carboxy group as an anionic group into cellulose fiber, for example, a method of oxidizing the hydroxyl group of cellulose to convert it to a carboxy group, or a method of converting the hydroxyl group of cellulose into a carboxy group, A method of reacting at least one selected from the group consisting of compounds having a carboxyl group in a hydroxyl group, acid anhydrides of compounds having a carboxyl group, and derivatives thereof may be mentioned.
(酸化セルロース繊維)
本明細書において、カルボキシ基を有するセルロース繊維を「酸化セルロース繊維」と称する。酸化セルロース繊維は、例えば、触媒として2,2,6,6,-テトラメチル-1-ピペリジン-N-オキシル(TEMPO)を使用し、更に次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤、臭化ナトリウム等の臭化物を併用して、セルロース繊維の水酸基をカルボキシ基に酸化する方法を適用することにより、製造することができる。より詳細には、特開2011-140632号公報に記載の方法を参照することができ、更に、追酸化処理又は還元処理を行うことで、アルデヒドを除去した酸化セルロース繊維として調製することができる。酸化セルロース繊維は、それ以外のアニオン変性セルロース繊維と比べて、表面性、成膜性及び加工性の観点から、好ましい。
(oxidized cellulose fiber)
Cellulose fibers having carboxy groups are referred to herein as "oxidized cellulose fibers". Oxidized cellulose fibers, for example, use 2,2,6,6,-tetramethyl-1-piperidine-N-oxyl (TEMPO) as a catalyst, further oxidizing agents such as sodium hypochlorite, sodium bromide, etc. can be produced by applying a method of oxidizing hydroxyl groups of cellulose fibers to carboxy groups by using a bromide of . For more details, the method described in JP-A-2011-140632 can be referred to, and furthermore, by performing additional oxidation treatment or reduction treatment, oxidized cellulose fibers from which aldehydes have been removed can be prepared. Oxidized cellulose fibers are preferable to other anion-modified cellulose fibers from the viewpoint of surface properties, film formability and workability.
(ii)セルロース繊維にアニオン性基としてスルホン酸基又はリン酸基を導入する場合
セルロース繊維にアニオン性基としてスルホン酸基を導入する方法としては、セルロース繊維に硫酸を添加し加熱する方法等が挙げられる。
(ii) In the case of introducing a sulfonic acid group or a phosphoric acid group as an anionic group into cellulose fibers As a method for introducing a sulfonic acid group as an anionic group into cellulose fibers, there is a method of adding sulfuric acid to cellulose fibers and heating the same. mentioned.
セルロース繊維にアニオン性基としてリン酸基を導入する方法としては、乾燥状態又は湿潤状態のセルロース繊維に、リン酸又はリン酸誘導体の粉末や水溶液を混合する方法や、セルロース繊維の分散液にリン酸又はリン酸誘導体の水溶液を添加する方法等が挙げられる。これらの方法を採用した場合、一般的に、リン酸又はリン酸誘導体の粉末や水溶液を混合又は添加した後に、脱水処理及び加熱処理等を行う。 Methods for introducing a phosphate group as an anionic group into cellulose fibers include a method of mixing powder or an aqueous solution of phosphoric acid or a phosphoric acid derivative with cellulose fibers in a dry or wet state, or a method of adding phosphoric acid to a dispersion of cellulose fibers. A method of adding an aqueous solution of an acid or a phosphoric acid derivative can be used. When these methods are employed, dehydration treatment, heat treatment, and the like are generally performed after mixing or adding a powder or aqueous solution of phosphoric acid or a phosphoric acid derivative.
(修飾基)
本明細書において、疎水変性セルロース繊維(A)における修飾基の結合とは、セルロース繊維表面のアニオン性基に、好ましくはカルボキシ基に、修飾基がイオン結合及び/又は共有結合している状態のことを意味する。アニオン性基への結合様式としては、イオン結合、共有結合が挙げられる。ここでの共有結合としては、例えば、アミド結合、エステル結合、ウレタン結合が挙げられ、なかでも、加工性及び脱泡促進用組成物の安定性(以下、安定性ともいう)の観点から、好ましくはアミド結合である。加工性及び安定性の観点から、本発明における疎水変性セルロース繊維(A)としては、セルロース繊維表面に既に存在するカルボキシ基に、修飾基を導入するための化合物をイオン結合及び/又はアミド結合させることにより得られるものが好ましい。
(Modifying group)
As used herein, the bonding of the modifying group in the hydrophobically-modified cellulose fiber (A) means that the modifying group is ionic and/or covalently bonded to the anionic group, preferably to the carboxyl group, on the surface of the cellulose fiber. means that The mode of bonding to the anionic group includes ionic bonding and covalent bonding. Examples of covalent bonds here include amide bonds, ester bonds, and urethane bonds. is an amide bond. From the viewpoint of workability and stability, the hydrophobically modified cellulose fiber (A) in the present invention is obtained by ionically bonding and/or amide bonding a compound for introducing a modifying group to the carboxyl group already present on the surface of the cellulose fiber. Those obtained by
(修飾基を導入するための化合物)
修飾基を導入するための化合物としては、後述の修飾基を導入可能なものであればよく、結合様式によって、例えば、以下のものを用いることができる。イオン結合の場合は、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン、第4級アンモニウム化合物、ホスホニウム化合物のいずれでもよい。これらの中では、分散性の観点から、好ましくは、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン、第4級アンモニウム化合物である。また、前記のアンモニウム化合物やホスホニウム化合物の陰イオン成分としては、反応性の観点から、好ましくは、塩素イオンや臭素イオンなどのハロゲンイオン、硫酸水素イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロボレートイオン、ヘキサフルオロフォスフェイトイオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、ヒドロキシイオンが挙げられ、より好ましくは、ヒドロキシイオンが挙げられる。共有結合の場合は置換される官能基によって以下のものを用いることができる。
(Compound for introducing modifying group)
As the compound for introducing the modifying group, any compound can be used as long as it can introduce the modifying group described below. In the case of ionic bonding, any of primary amines, secondary amines, tertiary amines, quaternary ammonium compounds and phosphonium compounds may be used. Among these, primary amines, secondary amines, tertiary amines and quaternary ammonium compounds are preferred from the viewpoint of dispersibility. From the viewpoint of reactivity, the anion component of the ammonium compound or phosphonium compound is preferably halogen ion such as chloride ion or bromide ion, hydrogen sulfate ion, perchlorate ion, tetrafluoroborate ion, hexa Examples include fluorophosphate ions, trifluoromethanesulfonate ions, and hydroxy ions, more preferably hydroxy ions. In the case of covalent bonding, the following can be used depending on the functional group to be substituted.
カルボキシ基への修飾においては、アミド結合の場合は、第1級アミン、第2級アミンのいずれでもよい。エステル結合の場合は、アルコールがよく、例えば、ブタノール、オクタノール、ドデカノールが例示される。ウレタン結合の場合は、イソシアネート化合物がよい。 In the modification to the carboxy group, in the case of an amide bond, either primary amine or secondary amine may be used. In the case of an ester bond, alcohols such as butanol, octanol, and dodecanol are exemplified. For urethane bonds, isocyanate compounds are preferred.
疎水変性セルロース繊維(A)における修飾基としては、炭化水素基等を用いることができる。これらは単独で又は2種以上が組み合わさって、セルロース繊維に結合(導入)されてもよい。 A hydrocarbon group or the like can be used as the modifying group in the hydrophobically modified cellulose fiber (A). These may be bonded (introduced) to the cellulose fibers either singly or in combination of two or more.
(炭化水素基)
炭化水素基としては、例えば、鎖式飽和炭化水素基、鎖式不飽和炭化水素基、環式飽和炭化水素基及び芳香族炭化水素基が挙げられ、副反応を抑制する観点及び安定性の観点から、鎖式飽和炭化水素基、環式飽和炭化水素基及び芳香族炭化水素基であることが好ましい。炭化水素基の炭素数は、表面性及び成膜性の観点から、好ましくは1以上であり、より好ましくは2以上であり、更に好ましくは3以上であり、同様の観点から、好ましくは30以下であり、より好ましくは24以下であり、更に好ましくは18以下である。
(hydrocarbon group)
The hydrocarbon group includes, for example, a chain saturated hydrocarbon group, a chain unsaturated hydrocarbon group, a cyclic saturated hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group, from the viewpoint of suppressing side reactions and from the viewpoint of stability. Therefore, it is preferably a chain saturated hydrocarbon group, a cyclic saturated hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, still more preferably 3 or more, from the viewpoint of surface properties and film-forming properties, and from the same viewpoint, preferably 30 or less. , more preferably 24 or less, and still more preferably 18 or less.
鎖式飽和炭化水素基は、直鎖状又は分岐状であってもよい。鎖式飽和炭化水素基の炭素数は、表面性及び成膜性の観点から、一つの修飾基における炭素数が好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは3以上、更に好ましくは6以上、更に好ましくは8以上である。また、同様の観点から、好ましくは30以下、より好ましくは24以下、更に好ましくは18以下、更に好ましくは16以下である。なお、以降において炭化水素基の炭素数とは、一つの修飾基における炭素数のことを意味する。 A chain saturated hydrocarbon group may be linear or branched. The number of carbon atoms in the chain saturated hydrocarbon group is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, still more preferably 3 or more, and still more preferably 6 in one modifying group from the viewpoint of surface properties and film-forming properties. 8 or more, more preferably 8 or more. From the same point of view, it is preferably 30 or less, more preferably 24 or less, even more preferably 18 or less, still more preferably 16 or less. In addition, hereinafter, the number of carbon atoms in a hydrocarbon group means the number of carbon atoms in one modifying group.
鎖式飽和炭化水素基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、tert-ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、オクタデシル基、ドコシル基、オクタコサニル基等が挙げられ、表面性及び成膜性の観点から、好ましくはプロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、tert-ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、オクタデシル基、ドコシル基、オクタコサニル基である。これらは、単独で又は2種以上が任意の割合でそれぞれ導入されていてもよい。 Specific examples of chain saturated hydrocarbon groups include, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, isobutyl group, pentyl group, tert-pentyl group, isopentyl group, hexyl group, isohexyl group, heptyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, octadecyl group, docosyl group, octacosanyl group, etc. and from the viewpoint of film-forming properties, preferably propyl group, isopropyl group, butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, isobutyl group, pentyl group, tert-pentyl group, isopentyl group, hexyl group, isohexyl group, heptyl octyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, octadecyl group, docosyl group and octacosanyl group. These may be introduced singly or in an arbitrary ratio of two or more.
鎖式不飽和炭化水素基は、直鎖状又は分岐状であってもよい。鎖式不飽和炭化水素基の炭素数は、取り扱い性の観点から、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは3以上である。また、入手容易性の観点から、好ましくは30以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは12以下、更に好ましくは8以下である。 A chain unsaturated hydrocarbon group may be linear or branched. The number of carbon atoms in the chain unsaturated hydrocarbon group is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, and still more preferably 3 or more, from the viewpoint of handleability. From the viewpoint of availability, it is preferably 30 or less, more preferably 18 or less, even more preferably 12 or less, and even more preferably 8 or less.
鎖式不飽和炭化水素基の具体例としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブテン基、イソブテン基、イソプレン基、ペンテン基、ヘキセン基、ヘプテン基、オクテン基、ノネン基、デセン基、ドデセン基、トリデセン基、テトラデセン基、オクタデセン基が挙げられ、表面性及び成膜性の観点から、好ましくはエチレン基、プロピレン基、ブテン基、イソブテン基、イソプレン基、ペンテン基、ヘキセン基、ヘプテン基、オクテン基、ノネン基、デセン基、ドデセン基である。これらは、単独で又は2種以上が任意の割合でそれぞれ導入されていてもよい。 Specific examples of chain unsaturated hydrocarbon groups include ethylene group, propylene group, butene group, isobutene group, isoprene group, pentene group, hexene group, heptene group, octene group, nonene group, decene group and dodecene group. . group, nonene group, decene group and dodecene group. These may be introduced singly or in an arbitrary ratio of two or more.
環式飽和炭化水素基の炭素数は、取り扱い性の観点から、好ましくは3以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは5以上である。また、入手容易性の観点から、好ましくは20以下、より好ましくは16以下、更に好ましくは12以下、更に好ましくは8以下である。 The number of carbon atoms in the cyclic saturated hydrocarbon group is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and still more preferably 5 or more, from the viewpoint of handleability. From the standpoint of availability, it is preferably 20 or less, more preferably 16 or less, even more preferably 12 or less, still more preferably 8 or less.
環式飽和炭化水素基の具体例としては、例えば、シクロプロパン基、シクロブチル基、シクロペンタン基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロドデシル基、シクロトリデシル基、シクロテトラデシル基、シクロオクタデシル基等が挙げられ、表面性及び成膜性の観点から、好ましくはシクロプロパン基、シクロブチル基、シクロペンタン基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロドデシル基である。これらは、単独で又は2種以上が任意の割合でそれぞれ導入されていてもよい。 Specific examples of cyclic saturated hydrocarbon groups include cyclopropane, cyclobutyl, cyclopentane, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, cyclododecyl, and cyclotridecyl groups. , cyclotetradecyl group, cyclooctadecyl group and the like, and from the viewpoint of surface properties and film-forming properties, preferably cyclopropane group, cyclobutyl group, cyclopentane group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclononyl group , a cyclodecyl group, and a cyclododecyl group. These may be introduced singly or in an arbitrary ratio of two or more.
芳香族炭化水素基としては、例えば、アリール基及びアラルキル基からなる群より選ばれる。アリール基及びアラルキル基としては、芳香族環そのものが置換されたものでも非置換のものであってもよい。 The aromatic hydrocarbon group is, for example, selected from the group consisting of aryl groups and aralkyl groups. The aryl group and aralkyl group may be substituted or unsubstituted in the aromatic ring itself.
前記アリール基の総炭素数は6以上であればよく、表面性及び成膜性の観点から、好ましくは24以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは14以下、更に好ましくは12以下、更に好ましくは10以下である。 The total carbon number of the aryl group may be 6 or more, and from the viewpoint of surface properties and film-forming properties, it is preferably 24 or less, more preferably 20 or less, even more preferably 14 or less, still more preferably 12 or less, and still more preferably. is 10 or less.
前記アラルキル基の総炭素数は7以上であり、表面性及び成膜性の観点から、好ましくは8以上であり、また、同様の観点から、好ましくは24以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは14以下、更に好ましくは13以下、更に好ましくは11以下である。 The total carbon number of the aralkyl group is 7 or more, preferably 8 or more from the viewpoint of surface properties and film-forming properties, and from the same viewpoint, preferably 24 or less, more preferably 20 or less, and still more preferably. is 14 or less, more preferably 13 or less, still more preferably 11 or less.
アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニル基、トリフェニル基、ターフェニル基及びこれらの基が後述する置換基で置換された基が挙げられ、これらは1種単独で又は2種以上が任意の割合でそれぞれ導入されていてもよい。なかでも、表面性及び成膜性の観点から、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基が好ましい。 Examples of the aryl group include phenyl, naphthyl, anthryl, phenanthryl, biphenyl, triphenyl, terphenyl, and groups in which these groups are substituted with substituents described later. Each species may be introduced singly or two or more species may be introduced in an arbitrary ratio. Among them, a phenyl group, a biphenyl group, and a terphenyl group are preferable from the viewpoint of surface properties and film-forming properties.
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、フェニルペンチル基、フェニルヘキシル基、フェニルヘプチル基、フェニルオクチル基及びこれらの基の芳香族基が後述する置換基で置換された基などが挙げられ、これらは1種単独で又は2種以上が任意の割合でそれぞれ導入されていてもよい。なかでも、表面性及び成膜性の観点から、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、フェニルペンチル基、フェニルヘキシル基、フェニルヘプチル基が好ましい。 Aralkyl groups include, for example, a benzyl group, a phenethyl group, a phenylpropyl group, a phenylpentyl group, a phenylhexyl group, a phenylheptyl group, a phenyloctyl group, and groups in which the aromatic groups of these groups are substituted with the substituents described later. and the like, and these may be introduced singly or in combination of two or more in an arbitrary ratio. Among them, a benzyl group, a phenethyl group, a phenylpropyl group, a phenylpentyl group, a phenylhexyl group, and a phenylheptyl group are preferable from the viewpoint of surface properties and film-forming properties.
前記炭化水素基を導入するための第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン、第4級アンモニウム化合物、ホスホニウム化合物、酸無水物、イソシアネート化合物は、市販品を用いるか、公知の方法に従って調製することができる。 Primary amines, secondary amines, tertiary amines, quaternary ammonium compounds, phosphonium compounds, acid anhydrides, and isocyanate compounds for introducing the hydrocarbon group are commercially available products or known methods. can be prepared according to
第1~3級アミンとしては、加工性及び安定性の観点から、炭素数が好ましくは1以上であり、より好ましくは2以上であり、更に好ましくは3以上であり、同様の観点から、炭素数が好ましくは20以下であり、より好ましくは18以下であり、更に好ましくは16以下である(ただし、アミノ変性シリコーン化合物を除く。)。第1~3級アミンの具体例としては、例えば、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、ヘキシルアミン、ジヘキシルアミン、オクチルアミン、ジオクチルアミン、トリオクチルアミン、ドデシルアミン、ジドデシルアミン、ステアリルアミン、ジステアリルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アニリン及びベンジルアミン、並びにアミノ変性シリコーン化合物等が挙げられる。第4級アンモニウム化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド(TEAH)、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド(TPAH)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)、テトラブチルアンモニウムクロライド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドが挙げられる。これらの中では、加工性及び安定性の観点から、好ましくは、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、ヘキシルアミン、ジヘキシルアミン、オクチルアミン、ジオクチルアミン、トリオクチルアミン、ドデシルアミン、ジドデシルアミン、ジステアリルアミン、アミノ変性シリコーン化合物、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド(TEAH)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド(TPAH)、アニリン、より好ましくはプロピルアミン、ドデシルアミン、アミノ変性シリコーン化合物、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)、アニリンであり、更に好ましくはアミノ変性シリコーン化合物である。 The primary to tertiary amines preferably have 1 or more carbon atoms, more preferably 2 or more carbon atoms, and still more preferably 3 or more carbon atoms from the viewpoint of workability and stability. The number is preferably 20 or less, more preferably 18 or less, and still more preferably 16 or less (excluding amino-modified silicone compounds). Specific examples of primary to tertiary amines include ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, butylamine, dibutylamine, hexylamine, dihexylamine, octylamine, dioctylamine, trioctylamine, and dodecylamine. , didodecylamine, stearylamine, distearylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, aniline and benzylamine, and amino-modified silicone compounds. Examples of quaternary ammonium compounds include tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetraethylammonium hydroxide (TEAH), tetraethylammonium chloride, tetrapropylammonium hydroxide (TPAH), tetrabutylammonium hydroxide (TBAH), tetra butylammonium chloride, lauryltrimethylammonium chloride, dilauryldimethylchloride, stearyltrimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride and alkylbenzyldimethylammonium chloride. Among these, propylamine, dipropylamine, butylamine, dibutylamine, hexylamine, dihexylamine, octylamine, dioctylamine, trioctylamine, dodecylamine and didodecyl are preferred from the viewpoint of workability and stability. Amine, distearylamine, amino-modified silicone compound, tetraethylammonium hydroxide (TEAH), tetrabutylammonium hydroxide (TBAH), tetrapropylammonium hydroxide (TPAH), aniline, more preferably propylamine, dodecylamine, amino-modified Silicone compounds, tetrabutylammonium hydroxide (TBAH), aniline, and more preferably amino-modified silicone compounds.
これらの化合物の中で、とりわけアミノ変性シリコーン化合物を用いて得られた疎水変性セルロース繊維が、本発明の組成物の膜、とりわけ塗膜の原料として有用である。従って、本発明の一態様として、アニオン変性セルロース繊維のアニオン性基にアミノ変性シリコーン化合物が結合されてなる疎水変性セルロース繊維が提供される。かかる疎水変性セルロース繊維を含む膜とした場合、優れた脱泡性を発揮することができる。 Among these compounds, hydrophobically modified cellulose fibers obtained by using amino-modified silicone compounds are especially useful as raw materials for films of the composition of the present invention, especially coating films. Accordingly, one aspect of the present invention provides a hydrophobically modified cellulose fiber in which an amino-modified silicone compound is bound to an anionic group of anionically modified cellulose fiber. A membrane containing such hydrophobically modified cellulose fibers can exhibit excellent defoaming properties.
(アミノ変性シリコーン化合物)
アミノ変性シリコーン化合物としては、25℃での動粘度が10mm2/s以上20,000mm2/s以下、アミノ当量400g/mol以上8,000g/mol以下のアミノ変性シリコーン化合物が好ましいものとして挙げられる。
(Amino-modified silicone compound)
As the amino-modified silicone compound, an amino-modified silicone compound having a kinematic viscosity at 25° C. of 10 mm 2 /s or more and 20,000 mm 2 /s or less and an amino equivalent of 400 g/mol or more and 8,000 g/mol or less is preferable. .
25℃での動粘度はオストワルト型粘度計で求めることができ、加工性及び安定性の観点から、より好ましくは200mm2/s以上、更に好ましくは500mm2/s以上、そして、より好ましくは10,000mm2/s以下、更に好ましくは5,000mm2/s以下である。 The kinematic viscosity at 25° C. can be determined with an Ostwald viscometer, and from the viewpoint of workability and stability, it is more preferably 200 mm 2 /s or more, still more preferably 500 mm 2 /s or more, and more preferably 10 ,000 mm 2 /s or less, more preferably 5,000 mm 2 /s or less.
また、アミノ当量は、安定性の観点から、好ましくは400g/mol以上、より好ましくは600g/mol以上、更に好ましくは800g/mol以上、そして、好ましくは8,000g/mol以下、より好ましくは5,000g/mol以下、更に好ましくは3,000g/mol以下である。なお、アミノ当量は、窒素原子1個当りの分子量であり、アミノ当量(g/mol)=質量平均分子量/1分子あたりの窒素原子数で求められる。ここで質量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィーでポリスチレンを標準物質として求めた値であり、窒素原子数は元素分析法により求めることができる。 In addition, from the viewpoint of stability, the amino equivalent is preferably 400 g/mol or more, more preferably 600 g/mol or more, still more preferably 800 g/mol or more, and preferably 8,000 g/mol or less, more preferably 5 ,000 g/mol or less, more preferably 3,000 g/mol or less. The amino equivalent is the molecular weight per nitrogen atom, and is determined by amino equivalent (g/mol)=mass average molecular weight/number of nitrogen atoms per molecule. Here, the mass average molecular weight is a value determined by gel permeation chromatography using polystyrene as a standard substance, and the number of nitrogen atoms can be determined by elemental analysis.
アミノ変性シリコーン化合物の具体例として、一般式(a1)で表される化合物が挙げられる。 Specific examples of amino-modified silicone compounds include compounds represented by general formula (a1).
〔式中、R1aは炭素数1~3のアルキル基、ヒドロキシ基、炭素数1~3のアルコキシ基又は水素原子から選ばれる基を示し、表面性及び成膜性の観点から、好ましくはメチル基又はヒドロキシ基である。R2aは炭素数1~3のアルキル基、ヒドロキシ基又は水素原子から選ばれる基であり、表面性及び成膜性の観点から、好ましくはメチル基又はヒドロキシ基である。Bは少なくとも一つのアミノ基を有する側鎖を示し、R3aは炭素数1~3のアルキル基又は水素原子を示す。x及びyはそれぞれ平均重合度を示し、該化合物の25℃の動粘度及びアミノ当量が上記範囲になるように選ばれる。尚、R1a、R2a、R3aはそれぞれ同一でも異なっていても良く、また複数個のR2aは同一でも異なっていても良い。〕 [In the formula, R 1a represents a group selected from an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a hydrogen atom, and from the viewpoint of surface properties and film-forming properties, preferably methyl or hydroxy group. R 2a is a group selected from an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a hydroxy group and a hydrogen atom, preferably a methyl group or a hydroxy group from the viewpoint of surface properties and film-forming properties. B represents a side chain having at least one amino group, and R 3a represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a hydrogen atom. x and y each represent an average degree of polymerization, and are selected so that the kinematic viscosity at 25° C. and amino equivalent of the compound are within the above ranges. R 1a , R 2a and R 3a may be the same or different, and a plurality of R 2a may be the same or different. ]
一般式(a1)の化合物において、表面性及び成膜性の観点から、xは好ましくは10以上、より好ましくは20以上、更に好ましくは30以上、そして、好ましくは10,000以下、より好ましくは5,000以下、更に好ましくは3,000以下の数である。yは好ましくは1以上、そして、好ましくは1,000以下、より好ましくは500以下、更に好ましくは200以下の数である。一般式(a1)の化合物の質量平均分子量は、好ましくは2,000以上、より好ましくは5,000以上、更に好ましくは8,000以上、そして、好ましくは1,000,000以下、より好ましくは100,000以下、更に好ましくは50,000以下である。 In the compound of general formula (a1), x is preferably 10 or more, more preferably 20 or more, still more preferably 30 or more, and preferably 10,000 or less, more preferably from the viewpoint of surface properties and film-forming properties. The number is 5,000 or less, more preferably 3,000 or less. y is preferably 1 or more, and preferably 1,000 or less, more preferably 500 or less, still more preferably 200 or less. The weight average molecular weight of the compound of general formula (a1) is preferably 2,000 or more, more preferably 5,000 or more, still more preferably 8,000 or more, and preferably 1,000,000 or less, more preferably 100,000 or less, more preferably 50,000 or less.
一般式(a1)において、アミノ基を有する側鎖Bとしては、下記のものを挙げることができる。
-C3H6-NH2
-C3H6-NH-C2H4-NH2
-C3H6-NH-[C2H4-NH]e-C2H4-NH2
-C3H6-NH(CH3)
-C3H6-NH-C2H4-NH(CH3)
-C3H6-NH-[C2H4-NH]f-C2H4-NH(CH3)
-C3H6-N(CH3)2
-C3H6-N(CH3)-C2H4-N(CH3)2
-C3H6-N(CH3)-[C2H4-N(CH3)]g-C2H4-N(CH3)2
-C3H6-NH-cyclo-C5H11
(ここで、e、f、gは、それぞれ1~30の数である。)
In the general formula (a1), examples of the side chain B having an amino group include the following.
-C3H6 - NH2
-C3H6 - NH - C2H4 - NH2
—C 3 H 6 —NH—[C 2 H 4 —NH]e—C 2 H 4 —NH 2
-C3H6 - NH( CH3 )
-C3H6 - NH - C2H4 - NH( CH3 )
—C 3 H 6 —NH—[C 2 H 4 —NH]f—C 2 H 4 —NH(CH 3 )
—C 3 H 6 —N(CH 3 ) 2
-C3H6 - N ( CH3 ) -C2H4 -N( CH3 ) 2
—C 3 H 6 —N(CH 3 )—[C 2 H 4 —N(CH 3 )] g —C 2 H 4 —N(CH 3 ) 2
—C 3 H 6 —NH-cyclo-C 5 H 11
(Here, e, f, and g are numbers from 1 to 30, respectively.)
本発明で用いるアミノ変性シリコーン化合物は、例えば、一般式(a2)で表されるオルガノアルコキシシランを過剰の水で加水分解して得られた加水分解物と、ジメチルシクロポリシロキサンとを水酸化ナトリウムのような塩基性触媒を用いて、80~110℃に加熱して平衡反応させ、反応混合物が所望の粘度に達した時点で酸を用いて塩基性触媒を中和することにより製造することができる(特開昭53-98499号参照)。
H2N(CH2)2NH(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2 (a2)
The amino-modified silicone compound used in the present invention is obtained by, for example, hydrolyzing a hydrolyzate obtained by hydrolyzing an organoalkoxysilane represented by the general formula (a2) with an excess amount of water, and dimethylcyclopolysiloxane with sodium hydroxide. It can be produced by heating to 80 to 110 ° C. to cause an equilibrium reaction using a basic catalyst such as (See JP-A-53-98499).
H2N ( CH2 ) 2NH ( CH2 ) 3Si ( CH3 )( OCH3 ) 2 (a2)
また、アミノ変性シリコーン化合物としては、脱泡性の観点から、好ましくは側鎖Bの1個の中にアミノ基が1個有するモノアミノ変性シリコーン及び側鎖Bの1個の中にアミノ基が2個有するジアミノ変性シリコーンからなる群から選ばれる1種以上であり、より好ましくはアミノ基を有する側鎖Bが-C3H6-NH2で表される化合物〔以下、(a1-1)成分という〕及びアミノ基を有する側鎖Bが-C3H6-NH-C2H4-NH2で表される化合物〔以下、(a1-2)成分という〕からなる群から選ばれる1種以上である。 In addition, from the viewpoint of defoaming properties, the amino-modified silicone compound is preferably a monoamino-modified silicone having one amino group in one of the side chains B and two amino groups in one of the side chains B. one or more selected from the group consisting of diamino-modified silicones, more preferably a compound in which the side chain B having an amino group is represented by -C 3 H 6 -NH 2 (hereinafter referred to as component (a1-1) and compounds in which the side chain B having an amino group is represented by -C 3 H 6 -NH-C 2 H 4 -NH 2 [hereinafter referred to as component (a1-2)]. That's it.
(a1-1)成分としては、BY16-213(動粘度:55、アミノ当量:2700)、BY16-853U(動粘度:14、アミノ当量:450)がより好ましい。
(a1-2)成分としては、SF8417(動粘度:1200、アミノ当量:1700)、BY16-209(動粘度:500、アミノ当量:1800)、FZ-3760(動粘度:220、アミノ当量:1600)がより好ましい。
BY16-213 (kinematic viscosity: 55, amino equivalent: 2700) and BY16-853U (kinematic viscosity: 14, amino equivalent: 450) are more preferred as component (a1-1).
(a1-2) components include SF8417 (kinematic viscosity: 1200, amino equivalent: 1700), BY16-209 (kinematic viscosity: 500, amino equivalent: 1800), FZ-3760 (kinematic viscosity: 220, amino equivalent: 1600 ) is more preferred.
疎水変性セルロース繊維(A)における修飾基の平均結合量は、表面性及び成膜性の観点から、セルロース繊維あたり、好ましくは0.01mmol/g以上であり、より好ましくは0.05mmol/g以上であり、更に好ましくは0.1mmol/g以上であり、更に好ましくは0.3mmol/g以上であり、更に好ましくは0.5mmol/g以上である。また、反応性の観点から、好ましくは3mmol/g以下であり、より好ましくは2.5mmol/g以下であり、更に好ましくは2mmol/g以下であり、更に好ましくは1.8mmol/g以下であり、更に好ましくは1.5mmol/g以下である。ここで、修飾基として任意の2種以上の修飾基が同時にセルロース繊維に導入されている場合、修飾基の平均結合量は、導入されている修飾基の合計量が前記範囲内であることが好ましい。 The average bonding amount of the modifying group in the hydrophobically-modified cellulose fiber (A) is preferably 0.01 mmol/g or more, more preferably 0.05 mmol/g or more per cellulose fiber, from the viewpoint of surface properties and film-forming properties. , more preferably 0.1 mmol/g or more, still more preferably 0.3 mmol/g or more, still more preferably 0.5 mmol/g or more. Further, from the viewpoint of reactivity, it is preferably 3 mmol/g or less, more preferably 2.5 mmol/g or less, still more preferably 2 mmol/g or less, still more preferably 1.8 mmol/g or less. , more preferably 1.5 mmol/g or less. Here, when arbitrary two or more types of modifying groups are simultaneously introduced into the cellulose fiber as modifying groups, the average bonding amount of the modifying groups is such that the total amount of the modified groups introduced is within the above range. preferable.
疎水変性セルロース繊維(A)における修飾基の導入率は、いずれの修飾基についても、表面性及び成膜性の観点から、好ましくは10%以上であり、より好ましくは30%以上であり、更に好ましくは50%以上であり、更に好ましくは60%以上であり、更に好ましくは70%以上であり、反応性の観点から、好ましくは99%以下であり、より好ましくは97%以下であり、更に好ましくは95%以下であり、更に好ましくは90%以下である。ここで、修飾基として任意の2種以上の修飾基が同時にセルロース繊維に導入されている場合、導入率の合計は、上限の100%を超えない範囲において、前記範囲内であることが好ましい。 The introduction rate of the modifying group in the hydrophobically-modified cellulose fiber (A) is preferably 10% or more, more preferably 30% or more, from the viewpoint of surface properties and film-forming properties for any modifying group. It is preferably 50% or more, more preferably 60% or more, still more preferably 70% or more, and from the viewpoint of reactivity, preferably 99% or less, more preferably 97% or less, and further It is preferably 95% or less, more preferably 90% or less. Here, when arbitrary two or more types of modifying groups are simultaneously introduced into the cellulose fibers as modifying groups, the total introduction rate is preferably within the above range, as long as the upper limit is not over 100%.
なお、前記修飾基は更に置換基を有するものであってもよく、例えば、炭化水素基の場合、置換基を含めた修飾基全体の総炭素数が前記範囲内となるものが好ましい。置換基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等の炭素数1~6のアルコキシ基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、イソブトキシカルボニル基、sec-ブトキシカルボニル基、tert-ブトキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基、イソペンチルオキシカルボニル基等のアルコキシ基の炭素数が1~6のアルコキシ-カルボニル基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;アセチル基、プロピオニル基等の炭素数1~6のアシル基;アラルキル基;アラルキルオキシ基;炭素数1~6のアルキルアミノ基;アルキル基の炭素数が1~6のジアルキルアミノ基が挙げられる。なお、前記した炭化水素基そのものが置換基として結合していてもよい。 The modifying group may further have a substituent. For example, in the case of a hydrocarbon group, the total number of carbon atoms of the entire modifying group including the substituent is preferably within the above range. Examples of substituents include methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, pentyloxy, isopentyloxy, and hexyloxy groups. C1-C6 alkoxy group; methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group, isopropoxycarbonyl group, butoxycarbonyl group, isobutoxycarbonyl group, sec-butoxycarbonyl group, tert-butoxycarbonyl group, pentyloxycarbonyl group alkoxy-carbonyl group having 1 to 6 carbon atoms in alkoxy group such as isopentyloxycarbonyl group; halogen atom such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom; acetyl group and propionyl group having 1 carbon atom aralkyl group; aralkyloxy group; alkylamino group having 1 to 6 carbon atoms; and dialkylamino group having alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. In addition, the above-described hydrocarbon group itself may be bonded as a substituent.
本明細書において、疎水変性セルロース繊維(A)における修飾基の平均結合量及び導入率は、修飾基を導入するための化合物の添加量や種類、反応温度、反応時間、溶媒などによって調整することができる。修飾基の平均結合量(mmol/g)及び導入率(%)とは、疎水変性セルロース繊維(A)の表面のアニオン性基に修飾基が導入された量及び割合のことである。疎水変性セルロース繊維(A)のアニオン性基含有量は公知の方法(例えば、滴定、IR測定等)に従って測定することで算出できる。疎水変性セルロース繊維(A)における修飾基の平均結合量及び導入率は、例えば、実施例に記載された方法で算出される。 In the present specification, the average bonding amount and introduction rate of the modifying group in the hydrophobically-modified cellulose fiber (A) can be adjusted by the amount and type of compound added for introducing the modifying group, the reaction temperature, the reaction time, the solvent, and the like. can be done. The average binding amount (mmol/g) and introduction rate (%) of modifying groups refer to the amount and ratio of modifying groups introduced to the anionic groups on the surface of the hydrophobically-modified cellulose fibers (A). The anionic group content of the hydrophobically modified cellulose fiber (A) can be calculated by measuring according to known methods (eg, titration, IR measurement, etc.). The average bonding amount and introduction rate of modifying groups in the hydrophobically-modified cellulose fiber (A) are calculated, for example, by the methods described in Examples.
[疎水変性セルロース繊維(A)の製造方法]
本発明で用いられる疎水変性セルロース繊維繊維(A)は、前記したアニオン変性セルロース繊維に修飾基を導入できるのであれば、特に限定なく公知の方法に従って製造することができる。なお、ここでいうアニオン変性セルロース繊維は、公知の方法、例えば、特開2011-140632号公報に記載の方法を参照にし、更に、前述の追酸化処理又は還元処理を行うことで、アルデヒドを除去した酸化セルロース繊維として調製することができる。
[Method for producing hydrophobically modified cellulose fiber (A)]
The hydrophobically-modified cellulose fiber (A) used in the present invention can be produced by any known method without particular limitation, as long as the modification group can be introduced into the anion-modified cellulose fiber. The anion-modified cellulose fiber referred to here is subjected to a known method, for example, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-140632, and is further subjected to the above-described additional oxidation treatment or reduction treatment to remove aldehyde. can be prepared as oxidized cellulose fibers.
具体的な製造方法としては、修飾基の酸化セルロース繊維への導入態様によって、以下の2態様が挙げられる。即ち、修飾基をイオン結合によって酸化セルロース繊維に結合させる態様(態様A)、修飾基を共有結合によって酸化セルロース繊維に結合させる態様(態様B)が挙げられる。なお、共有結合として、アミド結合の場合を以下に示す。
〔態様A〕
工程(1):天然セルロース繊維をN-オキシル化合物存在下で酸化して、酸化セルロース繊維を得る工程
工程(2A):工程(1)で得られた酸化セルロース繊維と、修飾基を導入するための化合物とを混合する工程
〔態様B〕
工程(1):天然セルロース繊維をN-オキシル化合物存在下で酸化して、酸化セルロース繊維を得る工程
工程(2B):工程(1)で得られた酸化セルロース繊維と、修飾基を導入するための化合物とをアミド化反応させる工程
As a specific production method, the following two aspects can be mentioned depending on how the modifying group is introduced into the oxidized cellulose fiber. That is, there are an aspect (aspect A) in which the modifying group is bound to the oxidized cellulose fiber by an ionic bond, and an aspect (aspect B) in which the modifying group is bonded to the oxidized cellulose fiber by a covalent bond. In addition, as a covalent bond, the case of an amide bond is shown below.
[Mode A]
Step (1): Oxidizing natural cellulose fibers in the presence of an N-oxyl compound to obtain oxidized cellulose fibers Step (2A): The oxidized cellulose fibers obtained in Step (1) and for introducing a modifying group A step of mixing with a compound [embodiment B]
Step (1): Oxidizing natural cellulose fibers in the presence of an N-oxyl compound to obtain oxidized cellulose fibers Step (2B): The oxidized cellulose fibers obtained in Step (1) and for introducing a modifying group The step of amidating the compound of
修飾基の導入方法は、例えば、態様Aは特開2015-143336号公報に記載の方法を、態様Bは特開2015-143337号公報に記載の方法を参照して行うことができる。また、本発明においては、工程(1)の後に後述する微細化工程を行い、微細セルロース繊維とした後に工程(2A又は2B)を行う方法(第1の製造形態)及び工程(1)から順に工程(2A又は2B)を行い、その後に微細化工程を行って微細セルロース繊維を得る方法(第2の製造形態)を行ってもよい。なお、微細化処理後のセルロース繊維を、特に、「微細セルロース繊維」という場合がある。 The method for introducing the modifying group can be performed, for example, by referring to the method described in JP-A-2015-143336 for Aspect A and the method described in JP-A-2015-143337 for Aspect B. Further, in the present invention, a method (first production mode) in which the step (2A or 2B) is performed after the step (1) is followed by the step (2A or 2B) by performing the step (1), followed by the step (1) in order. A method of obtaining fine cellulose fibers by performing the step (2A or 2B) and then performing the refining step (second manufacturing mode) may be performed. In addition, the cellulose fiber after the refining treatment may be particularly referred to as "fine cellulose fiber".
以下、態様Aの第1の製造形態に基づいて、微細セルロース繊維の製造方法を説明する。 Hereinafter, a method for producing fine cellulose fibers will be described based on the first production mode of Mode A.
〔工程(1)〕
工程(1)は、天然セルロース繊維をN-オキシル化合物存在下で酸化して、酸化セルロース繊維を得る工程である。具体的には、天然セルロース繊維に対して、特開2015-143336号又は特開2015-143337号に記載の、酸化処理工程(例えば、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(TEMPO)を用いた酸化処理)及び精製工程(必要により)を行うことで、カルボキシ基含有量が好ましくは0.1mmol/g以上の酸化セルロース繊維が得られる。TEMPOを触媒としてセルロース繊維の酸化処理を行うことによって、セルロース構成単位のC6位のヒドロキシメチル基(-CH2OH)が選択的にカルボキシ基に変換される。特にこの方法は、原料のセルロース繊維表面の酸化対象となるC6位の水酸基の選択性に優れており、且つ反応条件も穏やかである点で有利である。
[Step (1)]
Step (1) is a step of oxidizing natural cellulose fibers in the presence of an N-oxyl compound to obtain oxidized cellulose fibers. Specifically, for natural cellulose fibers, the oxidation treatment step described in JP-A-2015-143336 or JP-A-2015-143337 (for example, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (Oxidation treatment using TEMPO) and purification step (if necessary), oxidized cellulose fibers having a carboxy group content of preferably 0.1 mmol/g or more can be obtained. By oxidizing cellulose fibers using TEMPO as a catalyst, the hydroxymethyl group (-CH2OH) at the C6 position of the cellulose structural unit is selectively converted to a carboxy group. In particular, this method is advantageous in that it is excellent in the selectivity of the hydroxyl group at the C6 position to be oxidized on the surface of the raw material cellulose fiber and that the reaction conditions are mild.
(微細化工程)
次に、(必要により行われてもよい)精製工程後に工程(1)で得られた酸化セルロース繊維を微細化する工程を行って、微細な酸化セルロース繊維を得る。微細化工程では、精製工程を経た酸化セルロース繊維を溶媒中に分散させ、微細化処理を行うことが好ましい。
(Miniaturization process)
Next, a step of refining the oxidized cellulose fibers obtained in step (1) is performed after the purification step (which may be performed if necessary) to obtain fine oxidized cellulose fibers. In the micronization step, it is preferable to disperse the oxidized cellulose fibers that have undergone the refining step in a solvent and perform the micronization treatment.
分散媒としての溶媒は、水の他、メタノール、エタノール、プロパノール等の炭素数1~6、好ましくは炭素数1~3のアルコール;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の炭素数3~6のケトン;直鎖又は分岐状の炭素数1~6の飽和炭化水素又は不飽和炭化水素;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素;炭素数2~5の低級アルキルエーテル;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、コハク酸とトリエチレングリコールモノメチルエーテルとのジエステル等の極性溶媒等が例示される。これらは、単独で又は2種以上を混合して用いることができるが、微細化処理の操作性の観点から、水、炭素数1~6のアルコール、炭素数3~6のケトン、炭素数2~5の低級アルキルエーテル、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、コハク酸メチルトリグリコールジエステル等の極性溶媒が好ましく、環境負荷低減の観点から、水がより好ましい。溶媒の使用量は、酸化セルロース繊維を分散できる有効量であればよく、特に制限はないが、酸化セルロース繊維に対して、好ましくは1質量倍以上、より好ましくは200質量倍以上、そして、好ましくは500質量倍以下、より好ましくは200質量倍以下使用することがより好ましい。 Solvents as dispersion media include water, alcohols having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms such as methanol, ethanol and propanol; ketones having 3 to 6 carbon atoms such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone. linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbons having 1 to 6 carbon atoms; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chloroform; lower hydrocarbons having 2 to 5 carbon atoms Alkyl ethers; polar solvents such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, and diesters of succinic acid and triethylene glycol monomethyl ether; These can be used alone or in combination of two or more. A polar solvent such as a lower alkyl ether of 1 to 5, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, or methyl triglycol diester succinate is preferred, and water is more preferred from the viewpoint of reducing environmental load. The amount of the solvent used is not particularly limited as long as it is an effective amount capable of dispersing the oxidized cellulose fibers, but it is preferably 1-fold or more by mass, more preferably 200-fold or more by mass, and preferably 200-fold or more by mass of the oxidized cellulose fibers. is 500 times by mass or less, more preferably 200 times by mass or less.
微細化処理で使用する装置としては公知の分散機が好適に使用される。例えば、離解機、叩解機、低圧ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、グラインダー、カッターミル、ボールミル、ジェットミル、短軸押出機、2軸押出機、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、ラボプラストミル、超音波攪拌機、家庭用ジューサーミキサー等を用いることができる。また、微細化処理における反応物繊維の固形分含有量は50質量%以下が好ましい。 A well-known dispersing machine is preferably used as a device used in the refining treatment. For example, disaggregator, beater, low pressure homogenizer, high pressure homogenizer, grinder, cutter mill, ball mill, jet mill, short screw extruder, twin screw extruder, pressure kneader, Banbury mixer, Laboplastomill, ultrasonic stirrer, household A juicer mixer or the like can be used. In addition, the solid content of the reactant fiber in the pulverization treatment is preferably 50% by mass or less.
かくして、セルロース繊維構成単位のC6位の水酸基がアルデヒド基を経由してカルボキシ基へと選択的に酸化されたセルロース繊維を得ることができる。 Thus, cellulose fibers can be obtained in which the hydroxyl group at the C6 position of the cellulose fiber constitutional unit is selectively oxidized to a carboxy group via an aldehyde group.
〔工程(2A)〕
第1の製造形態において、工程(2A)は、前記工程を経て得られた酸化セルロース繊維と、修飾基を導入するための化合物とを混合して、疎水変性セルロース繊維(A)を得る工程である。具体的には、酸化セルロース繊維と、修飾基を導入するための化合物とを溶媒中で混合すればよく、例えば、特開2015-143336号に記載の方法に従って製造することができる。
[Step (2A)]
In the first production mode, the step (2A) is a step of mixing the oxidized cellulose fibers obtained through the above steps with a compound for introducing a modifying group to obtain a hydrophobically modified cellulose fiber (A). be. Specifically, oxidized cellulose fibers and a compound for introducing a modifying group may be mixed in a solvent, and can be produced, for example, according to the method described in JP-A-2015-143336.
工程(2A)で用いられる、修飾基を導入するための化合物としては、前述のものが挙げられる。 Examples of the compound for introducing the modifying group used in step (2A) include those described above.
前記化合物の使用量は、疎水変性セルロース繊維(A)における修飾基の所望結合量により決めることができるが、反応性の観点から、酸化セルロース繊維に含有されるカルボキシ基1molに対して、アミノ基が、好ましくは0.01mol以上、より好ましくは0.1mol以上であり、製品純度の観点から、好ましくは50mol以下、より好ましくは20mol以下、更に好ましくは10mol以下となる量用いる。なお、前記範囲に含まれる量の化合物を一度に反応に供しても、分割して反応に供してもよい。化合物が、モノアミンの場合は、上記のアミノ基とアミンとは同じである。 The amount of the compound to be used can be determined according to the desired bonding amount of the modifying group in the hydrophobically modified cellulose fiber (A). However, it is preferably 0.01 mol or more, more preferably 0.1 mol or more, and from the viewpoint of product purity, it is used in an amount that is preferably 50 mol or less, more preferably 20 mol or less, and still more preferably 10 mol or less. In addition, the amount of the compound included in the above range may be subjected to the reaction all at once, or may be divided and subjected to the reaction. When the compound is a monoamine, the above amino group and amine are the same.
溶媒としては、用いる化合物が溶解する溶媒を選択することが好ましく、例えば、イソプロパノール(IPA)、1-プロパノール、エタノール、メタノール、t-ブタノール、1-ブタノール、2-ブタノール、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド、メチルイソブチルケトン、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、1-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、1,4-ジオキサン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジエチルエーテル及びこれらの混合物が挙げられる。 As the solvent, it is preferable to select a solvent in which the compound to be used is dissolved. Acetone, ethyl acetate, dimethylformamide, methyl isobutyl ketone, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, 1-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, hexane, cyclohexane, cyclohexanone, 1,4- Dioxane, chloroform, dichloromethane, diethyl ether and mixtures thereof.
混合時の温度は、化合物を得るための原料の反応性の観点から、好ましくは0℃以上、より好ましくは5℃以上、更に好ましくは10℃以上である。また、着色等の製品品質の観点から、好ましくは50℃以下、より好ましくは40℃以下、更に好ましくは30℃以下である。混合時間は、用いる化合物及び溶媒の種類に応じて適宜設定することができるが、化合物を得るための原料の反応性の観点から、好ましくは0.01時間以上、より好ましくは0.1時間以上、更に好ましくは1時間以上であり、生産性の観点から、好ましくは48時間以下、より好ましくは24時間以下である。 The temperature during mixing is preferably 0° C. or higher, more preferably 5° C. or higher, and even more preferably 10° C. or higher, from the viewpoint of the reactivity of the raw materials for obtaining the compound. From the viewpoint of product quality such as coloring, the temperature is preferably 50° C. or lower, more preferably 40° C. or lower, and even more preferably 30° C. or lower. The mixing time can be appropriately set according to the type of the compound and solvent used, but from the viewpoint of the reactivity of the raw materials for obtaining the compound, it is preferably 0.01 hour or longer, more preferably 0.1 hour or longer. , more preferably 1 hour or more, preferably 48 hours or less, more preferably 24 hours or less from the viewpoint of productivity.
疎水変性セルロース繊維(A)が生成した後、未反応の化合物等を除去するために、適宜後処理を行ってもよい。該後処理の方法としては、例えば、ろ過、遠心分離、透析等を用いることができる。 After the hydrophobically modified cellulose fiber (A) is produced, post-treatment may be carried out as appropriate in order to remove unreacted compounds and the like. As the post-treatment method, for example, filtration, centrifugation, dialysis or the like can be used.
また、態様Bの製造方法については、工程(1)は態様Aと同様に行うことができるので、以下に第1の製造形態における工程(2B)について記載する。また、例えば、特開2013-151661号公報に記載の方法により製造することができる。 As for the production method of the aspect B, the step (1) can be performed in the same manner as the aspect A, so the step (2B) in the first production mode will be described below. Further, for example, it can be produced by the method described in JP-A-2013-151661.
なお、態様A及び態様Bのいずれにおいても、第2の製造形態では、前記した各工程を、工程(1)、工程(2A)又は工程(2B)、微細化工程の順で行うこと以外は、第1の製造形態と同様の方法で行うことができる。 In both Mode A and Mode B, in the second manufacturing mode, the steps described above are performed in the order of step (1), step (2A) or step (2B), and the miniaturization step. , can be performed in the same manner as in the first manufacturing mode.
また、態様A及び態様Bを組み合せて得られる疎水変性セルロース繊維であってもよく、即ち、イオン結合を介して連結した修飾基とアミド結合を介して連結した修飾基を有する疎水変性セルロース繊維であってもよい。この場合、工程(2A)と工程(2B)のいずれを先に行ってもよい。 Moreover, the hydrophobically-modified cellulose fiber obtained by combining the aspects A and B may be used, that is, the hydrophobically-modified cellulose fiber having a modifying group linked via an ionic bond and a modifying group linked via an amide bond. There may be. In this case, either step (2A) or step (2B) may be performed first.
かくして、セルロース繊維に修飾基がイオン結合及び/又は共有結合を介して連結した、疎水変性セルロース繊維を得ることができる。 Thus, hydrophobically modified cellulose fibers can be obtained in which modifying groups are linked to cellulose fibers via ionic and/or covalent bonds.
<疎水変性セルロース繊維(B)(エーテル化セルロース繊維)>
本発明における疎水変性セルロース繊維(B)(エーテル化セルロース繊維とも言う)は、セルロース繊維表面に修飾基がエーテル結合を介して結合していることを特徴とし、好ましくはセルロースI型結晶構造を有するものである。なお、本明細書において、「エーテル結合を介して結合」とは、セルロース繊維表面の水酸基に修飾基が反応して、エーテル結合した状態を意味する。
<Hydrophobic modified cellulose fiber (B) (etherified cellulose fiber)>
The hydrophobically modified cellulose fiber (B) (also referred to as etherified cellulose fiber) in the present invention is characterized in that a modifying group is bonded to the surface of the cellulose fiber via an ether bond, and preferably has a cellulose type I crystal structure. It is. In this specification, the term "bonded via an ether bond" means a state in which a modifying group reacts with a hydroxyl group on the surface of the cellulose fiber to form an ether bond.
エーテル化セルロース繊維における修飾基は、好ましくは置換基を有していてもよい炭化水素基である。ここで、置換基を有してもよい炭化水素基において、炭化水素基としては、飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素基、フェニル基等の芳香族炭化水素基、又はシクロヘキシル基等の脂環式炭化水素基が挙げられる。また、本発明における置換基を有してもよい炭化水素基において、置換基としては、ハロゲン原子、オキシエチレン基等のオキシアルキレン基及び水酸基等が挙げられる。 The modifying group in the etherified cellulose fiber is preferably a hydrocarbon group which may have a substituent. Here, in the hydrocarbon group which may have a substituent, the hydrocarbon group includes a saturated or unsaturated linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group, or An alicyclic hydrocarbon group such as a cyclohexyl group can be mentioned. In the hydrocarbon group which may have a substituent in the present invention, examples of the substituent include a halogen atom, an oxyalkylene group such as an oxyethylene group, and a hydroxyl group.
このようなエーテル化セルロース繊維の好適な態様(「態様1」とする)として、例えば、下記一般式(1)で表される置換基及び下記一般式(2)で表される置換基から選ばれる1種又は2種以上の置換基がエーテル結合を介してセルロース繊維に結合しており、セルロースI型結晶構造を有するものが挙げられる。
-CH2-CH(R0)-R1 (1)
-CH2-CH(R0)-CH2-(OA)n-O-R1 (2)
〔式中、一般式(1)及び一般式(2)におけるR0は水素原子又は水酸基を示し、R1はそれぞれ独立して炭素数3以上30以下の直鎖若しくは分岐鎖のアルキルを示し、一般式(2)におけるnは0以上50以下の数、Aは炭素数1以上6以下の直鎖又は分岐鎖の2価の飽和炭化水素基を示す。〕
As a preferred embodiment (referred to as "embodiment 1") of such etherified cellulose fibers, for example, a substituent selected from a substituent represented by the following general formula (1) and a substituent represented by the following general formula (2) 1 or 2 or more substituents are bonded to the cellulose fiber via an ether bond and have a cellulose type I crystal structure.
—CH 2 —CH(R 0 )—R 1 (1)
—CH 2 —CH(R 0 ) —CH 2 —(OA) n —OR 1 (2)
[Wherein, R 0 in the general formulas (1) and (2) represents a hydrogen atom or a hydroxyl group, and each R 1 independently represents a linear or branched alkyl having 3 to 30 carbon atoms, In the general formula (2), n is a number of 0 or more and 50 or less, and A is a linear or branched divalent saturated hydrocarbon group having 1 or more and 6 or less carbon atoms. ]
態様1の具体例としては、例えば、下記一般式(4)で表されるエーテル化セルロース繊維が例示される。 Specific examples of aspect 1 include etherified cellulose fibers represented by the following general formula (4).
〔式中、Rは同一又は異なって、水素、もしくは前記一般式(1)で表される置換基及び前記一般式(2)で表される置換基から選ばれる置換基を示し、mは20以上3000以下の整数が好ましく、但し、全てのRが同時に水素である場合を除く〕 [In the formula, R is the same or different and represents hydrogen or a substituent selected from the substituent represented by the general formula (1) and the substituent represented by the general formula (2), m is 20 Integers of greater than or equal to 3000 and less than or equal to 3000 are preferred, except when all R are hydrogen at the same time]
一般式(4)で表されるエーテル化セルロース繊維は、前記置換基が導入されたセルロースユニットの繰り返し構造を有するものである。繰り返し構造の繰り返し数として、一般式(4)におけるmは、表面性及び成膜性の観点から、20以上3000以下の整数が好ましい。 The etherified cellulose fiber represented by general formula (4) has a repeating structure of cellulose units into which the substituents have been introduced. As the repeating number of the repeating structure, m in the general formula (4) is preferably an integer of 20 or more and 3000 or less from the viewpoint of surface properties and film-forming properties.
(置換基を有していてもよい炭化水素基)
態様1のエーテル化セルロース繊維は、前記の一般式(1)及び下記一般式(2)で表される置換基から選ばれる1種又は2種以上の置換基を単独で又は任意の組み合わせで導入される。なお、導入される置換基が前記置換基群のいずれか一方の場合であっても、各置換基群においては同一の置換基であっても2種以上が組み合わさって導入されてもよい。
(Hydrocarbon group optionally having a substituent)
In the etherified cellulose fiber of aspect 1, one or more substituents selected from the substituents represented by the above general formula (1) and the following general formula (2) are introduced singly or in any combination. be done. Even if the substituent to be introduced is any one of the above substituent groups, the same substituent may be introduced in each substituent group or two or more of them may be introduced in combination.
加工性及び安定性の観点から、一般式(1)及び一般式(2)におけるR0は水酸基が好ましい。 From the viewpoint of workability and stability, R 0 in general formulas (1) and (2) is preferably a hydroxyl group.
一般式(1)におけるR1の炭素数は、表面性及び成膜性の観点から、好ましくは25以下である。具体的には、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イソオクタデシル基、イコシル基、トリアコンチル基等が例示される。 The number of carbon atoms in R 1 in general formula (1) is preferably 25 or less from the viewpoint of surface properties and film-forming properties. Specifically, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, hexadecyl group, octadecyl group, isooctadecyl group, Examples include an icosyl group and a triacontyl group.
一般式(2)におけるR1の炭素数は、表面性及び成膜性の観点から、好ましくは4以上であり、表面性、成膜性、入手性及び反応性向上の観点から、好ましくは27以下である。具体的には、前記した一般式(1)におけるR1と同じものが挙げられる。 The number of carbon atoms in R 1 in general formula (2) is preferably 4 or more from the viewpoint of surface properties and film-forming properties, and preferably 27 from the viewpoints of improving surface properties, film-forming properties, availability and reactivity. It is below. Specific examples include the same as R 1 in the general formula (1) described above.
一般式(2)におけるAは、隣接する酸素原子とオキシアルキレン基を形成する。Aの炭素数は、表面性、成膜性、入手性及びコストの観点から、好ましくは2以上であり、同様の観点から、好ましくは4以下である。具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基等が例示される。 A in general formula (2) forms an oxyalkylene group with an adjacent oxygen atom. The number of carbon atoms in A is preferably 2 or more from the viewpoint of surface property, film formability, availability and cost, and preferably 4 or less from the same viewpoint. Specific examples include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group and the like.
一般式(2)におけるnは、アルキレンオキサイドの付加モル数を示す。nは、表面性、成膜性、入手性及びコストの観点から、好ましくは3以上であり、同様の観点から、好ましくは40以下である。 n in the general formula (2) indicates the number of moles of alkylene oxide added. n is preferably 3 or more from the viewpoint of surface properties, film formability, availability and cost, and preferably 40 or less from the same viewpoint.
一般式(2)におけるAとnの組み合わせとしては、表面性及び成膜性の観点から、好ましくはAが炭素数2以上3以下の直鎖又は分岐鎖の2価の飽和炭化水素基で、nが0以上20以下の数の組み合わせである。 As the combination of A and n in the general formula (2), from the viewpoint of surface properties and film-forming properties, A is preferably a linear or branched divalent saturated hydrocarbon group having 2 to 3 carbon atoms, n is a combination of numbers of 0 or more and 20 or less.
一般式(1)で表される置換基の具体例としては、例えば、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イソオクタデシル基、イコシル基、プロピルヒドロキシエチル基、ブチルヒドロキシエチル基、ペンチルヒドロキシエチル基、ヘキシルヒドロキシエチル基、ヘプチルヒドロキシエチル基、オクチルヒドロキシエチル基、2-エチルヘキシルヒドロキシエチル基、ノニルヒドロキシエチル基、デシルヒドロキシエチル基、ウンデシルヒドロキシエチル基、ドデシルヒドロキシエチル基、ヘキサデシルヒドロキシエチル基、オクタデシルヒドロキシエチル基、イソオクタデシルヒドロキシエチル基、イコシルヒドロキシエチル基、トリアコンチルヒドロキシエチル基等が挙げられる。 Specific examples of the substituent represented by the general formula (1) include pentyl group, hexyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, decyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, octadecyl group, and isooctadecyl. group, icosyl group, propylhydroxyethyl group, butylhydroxyethyl group, pentylhydroxyethyl group, hexylhydroxyethyl group, heptylhydroxyethyl group, octylhydroxyethyl group, 2-ethylhexylhydroxyethyl group, nonylhydroxyethyl group, decylhydroxyethyl group, undecylhydroxyethyl group, dodecylhydroxyethyl group, hexadecylhydroxyethyl group, octadecylhydroxyethyl group, isooctadecylhydroxyethyl group, icosylhydroxyethyl group, triacontylhydroxyethyl group and the like.
一般式(2)で表される置換基の具体例としては、例えば、3-ブトキシ-2-ヒドロキシ-プロピル基、3-ヘキトキシエチレンオキシド-2-ヒドロキシ-プロピル基、3-ヘキトキシ-2-ヒドロキシ-プロピル基、3-オクトキシエチレンオキシド-2-ヒドロキシ-プロピル基、3-オクトキシ-2-ヒドロキシ-プロピル基、6-エチル-3-ヘキトキシ-2-ヒドロキシ-プロピル基、6-エチル-3-ヘキトキシエチレンオキシド-2-ヒドロキシ-プロピル基、3-デトキシエチレンオキシド-2-ヒドロキシ-プロピル基、3-デトキシ-2-ヒドロキシ-プロピル基、3-ウンデトキシエチレンオキシド-2-ヒドロキシ-プロピル基、3-ウンデトキシ-2-ヒドロキシ-プロピル基、3-ドデトキシエチレンオキシド-2-ヒドロキシ-プロピル基、3-ドデトキシ-2-ヒドロキシ-プロピル基、3-ヘキサデトキシエチレンオキシド-2-ヒドロキシ-プロピル基、3-ヘキサデトキシ-2-ヒドロキシ-プロピル基、3-オクタデトキシエチレンオキシド-2-ヒドロキシ-プロピル基、3-オクタデトキシ-2-ヒドロキシ-プロピル基等が挙げられる。なお、アルキレンオキサイドの付加モル数は0以上50以下であればよく、例えば、前記したエチレンオキシド等のオキシアルキレン基を有する置換基において付加モル数が10、12、13、20モルの置換基が例示される。 Specific examples of substituents represented by general formula (2) include, for example, 3-butoxy-2-hydroxy-propyl group, 3-hexoxyethylene oxide-2-hydroxy-propyl group, 3-hexyxy-2-hydroxy -propyl group, 3-octoxyethylene oxide-2-hydroxy-propyl group, 3-octoxy-2-hydroxy-propyl group, 6-ethyl-3-hexytoxy-2-hydroxy-propyl group, 6-ethyl-3-hexy Toxyethylene oxide-2-hydroxy-propyl group, 3-Dethoxyethylene oxide-2-hydroxy-propyl group, 3-Dethoxy-2-hydroxy-propyl group, 3-Undethoxyethylene oxide-2-hydroxy-propyl group, 3-Undethoxy -2-hydroxy-propyl group, 3-dodethoxyethylene oxide-2-hydroxy-propyl group, 3-dodethoxy-2-hydroxy-propyl group, 3-hexadethoxyethylene oxide-2-hydroxy-propyl group, 3-hexadethoxy -2-hydroxy-propyl group, 3-octadethoxyethylene oxide-2-hydroxy-propyl group, 3-octadethoxy-2-hydroxy-propyl group and the like. The number of added moles of alkylene oxide may be 0 or more and 50 or less. be done.
(導入率)
エーテル化セルロース繊維において、セルロースの無水グルコースユニット1モルに対する修飾基の導入率は、修飾基の種類により一概には限定できないが、表面性及び成膜性の観点から、好ましくは0.0001モル以上であり、また、セルロースI型結晶構造を有し、表面性及び成膜性の観点から、好ましくは1.5モル以下である。ここで、修飾基として、一般式(1)で表される置換基と一般式(2)で表される置換基のいずれもが導入されている場合は、合計した導入モル率のことである。なお、本明細書において、エーテル化セルロース繊維における修飾基の導入率は、以下の方法に従って測定することができる。
(Introduction rate)
In the etherified cellulose fiber, the introduction ratio of the modifying group to 1 mol of the anhydroglucose unit of the cellulose cannot be generally limited depending on the type of the modifying group, but from the viewpoint of the surface properties and film-forming properties, it is preferably 0.0001 mol or more. and has a cellulose type I crystal structure, and is preferably 1.5 mol or less from the viewpoint of surface properties and film-forming properties. Here, when both the substituent represented by the general formula (1) and the substituent represented by the general formula (2) are introduced as the modifying group, it means the total molar ratio of introduction. . In addition, in the present specification, the rate of introduction of the modifying group into the etherified cellulose fiber can be measured according to the following method.
〔疎水変性セルロース繊維(B)における修飾基の導入率〕
得られたエーテル化セルロース繊維中に含有される修飾基の含有量%(質量%)は、Analytical Chemistry, Vol.51, No.13, 2172(1979)、「第十五改正日本薬局方(ヒドロキシプロピルセルロースの分析方法の項)」等に記載の、セルロースエーテルのアルコキシ基の平均付加モル数を分析する手法として知られるZeisel法に準じて算出する。以下に手順を示す。
(i)200mLメスフラスコにn-オクタデカン0.1gを加え、ヘキサンにて標線までメスアップを行い、内標溶液を調製する。
(ii)精製、乾燥を行ったエーテル化セルロース繊維100mg、アジピン酸100mgを10mLバイアル瓶に精秤し、ヨウ化水素酸2mLを加えて密栓する。
(iii)上記バイアル瓶中の混合物を、スターラーチップにより攪拌しながら、160℃のブロックヒーターにて1時間加熱する。
(iv)加熱後、バイアルに内標溶液3mL、ジエチルエーテル3mLを順次注入し、室温で1分間攪拌する。
(v)バイアル瓶中の2相に分離した混合物の上層(ジエチルエーテル層)をガスクロマトグラフィー(SHIMADZU社製、「GC2010Plus」)にて分析する。分析条件は以下のとおりとする。
カラム:アジレント・テクノロジー社製DB-5(12m、0.2mm×0.33μm)
カラム温度:100℃→10℃/min→280℃(10min Hold)
インジェクター温度:300℃、検出器温度:300℃、打ち込み量:1μL
[Introduction rate of modifying group in hydrophobically modified cellulose fiber (B)]
The content % (% by mass) of the modifying group contained in the obtained etherified cellulose fiber is described in Analytical Chemistry, Vol. 51, No. 13, 2172 (1979), the Zeisel method known as a method for analyzing the average number of added moles of alkoxy groups in cellulose ethers, as described in "The Japanese Pharmacopoeia 15th Edition (Section of analytical methods for hydroxypropyl cellulose)". Calculated according to The procedure is shown below.
(i) 0.1 g of n-octadecane is added to a 200 mL volumetric flask, and the volume is increased to the marked line with hexane to prepare an internal standard solution.
(ii) 100 mg of purified and dried etherified cellulose fibers and 100 mg of adipic acid are accurately weighed into a 10 mL vial, 2 mL of hydroiodic acid is added, and the vial is tightly capped.
(iii) The mixture in the vial is heated with a block heater at 160° C. for 1 hour while stirring with a stirrer tip.
(iv) After heating, 3 mL of the internal standard solution and 3 mL of diethyl ether are sequentially injected into the vial and stirred at room temperature for 1 minute.
(v) The upper layer (diethyl ether layer) of the mixture separated into two phases in the vial is analyzed by gas chromatography (manufactured by SHIMADZU, "GC2010Plus"). The analysis conditions are as follows.
Column: DB-5 manufactured by Agilent Technologies (12 m, 0.2 mm × 0.33 μm)
Column temperature: 100°C → 10°C/min → 280°C (10min Hold)
Injector temperature: 300°C, detector temperature: 300°C, injection amount: 1 μL
使用した、修飾基を導入するための化合物の検出量から、エーテル化セルロース繊維中の修飾基の含有量(質量%)を算出する。 The content (% by mass) of the modifying group in the etherified cellulose fiber is calculated from the detected amount of the used compound for introducing the modifying group.
得られた修飾基の含有量から、下記数式(1)を用いてモル置換度(MS)(無水グルコースユニット1モルに対する修飾基のモル量)を算出する。
(数式1)
MS=(W1/Mw)/((100-W1)/162.14)
W1:エーテル化セルロース繊維中の修飾基の含有量(質量%)
Mw:導入した、修飾基を導入するための化合物の分子量(g/mol)
From the obtained content of the modifying group, the molar degree of substitution (MS) (molar amount of the modifying group per 1 mol of the anhydroglucose unit) is calculated using the following formula (1).
(Formula 1)
MS = (W1/Mw)/((100-W1)/162.14)
W1: Content of modifying group in etherified cellulose fiber (% by mass)
Mw: the molecular weight (g/mol) of the introduced compound for introducing the modifying group
(平均繊維径)
本発明におけるエーテル化セルロース繊維としては、置換基の種類に関係なく、平均繊維径に特に限定はない。例えば、平均繊維径がマイクロオーダーの態様、平均繊維径がナノオーダーの態様が例示される。
(average fiber diameter)
The etherified cellulose fiber in the present invention is not particularly limited in average fiber diameter regardless of the type of substituent. For example, an aspect having an average fiber diameter of micro order and an aspect having an average fiber diameter of nano order are exemplified.
マイクロオーダーの態様のエーテル化セルロース繊維は、表面性、成膜性、取扱い性、入手性及びコストの観点から、好ましくは5μm以上である。また、上限は特に設定されないが、表面性、成膜性及び取扱い性の観点から、好ましくは100μm以下である。なお、本明細書において、マイクロオーダーのセルロース繊維の平均繊維径は、原料のセルロース繊維の平均繊維径と同じ方法で測定することができる。 The etherified cellulose fiber in micro-order mode preferably has a diameter of 5 μm or more from the viewpoints of surface properties, film formability, handleability, availability and cost. Although the upper limit is not particularly set, it is preferably 100 μm or less from the viewpoint of surface properties, film-forming properties and handling properties. In this specification, the average fiber diameter of micro-order cellulose fibers can be measured by the same method as the average fiber diameter of raw cellulose fibers.
ナノオーダーの態様のエーテル化セルロース繊維は、表面性、成膜性、取扱い性、入手性及びコストの観点から、好ましくは1nm以上であり、表面性、成膜性及び取扱い性の観点から、好ましくは500nm以下である。なお、本明細書において、ナノオーダーのセルロース繊維の平均繊維径は、アニオン変性セルロース繊維の平均繊維径と同じ方法で測定することができる。 The etherified cellulose fiber in nano-order mode is preferably 1 nm or more from the viewpoint of surface property, film-forming property, handleability, availability and cost, and is preferably 1 nm or more from the viewpoint of surface property, film-forming property and handleability. is 500 nm or less. In this specification, the average fiber diameter of the nano-order cellulose fibers can be measured by the same method as the average fiber diameter of the anion-modified cellulose fibers.
[エーテル化セルロース繊維の製造方法]
本発明におけるエーテル化セルロース繊維は、上記したようにセルロース繊維表面に、修飾基、好ましくは前記の置換基を有していてもよい炭化水素基がエーテル結合を介して結合しているが、修飾基の導入は、特に限定なく公知の方法に従って行うことができる。以下、態様1のエーテル化セルロース繊維を製造する方法の具体的な例を説明する。
態様1のエーテル化セルロース繊維の製造方法の具体例として、上記の原料のセルロース繊維に対し、塩基存在下、特定の化合物を反応させる態様が挙げられる。
[Method for producing etherified cellulose fiber]
In the etherified cellulose fiber of the present invention, as described above, a modifying group, preferably a hydrocarbon group optionally having a substituent as described above, is bonded to the surface of the cellulose fiber via an ether bond. Introduction of the group can be performed according to a known method without particular limitation. A specific example of the method for producing the etherified cellulose fiber of aspect 1 is described below.
As a specific example of the method for producing etherified cellulose fibers of aspect 1, there is an aspect in which the raw material cellulose fibers are reacted with a specific compound in the presence of a base.
また、製造工程数低減の観点から、あらかじめ微細化されたセルロース繊維を原料のセルロース繊維として用いてよく、その場合の平均繊維径は、入手性及びコストの観点から、好ましくは1nm以上である。また、上限は特に設定されないが、取扱い性の観点から、好ましくは500nm以下である。 In addition, from the viewpoint of reducing the number of manufacturing steps, cellulose fibers that have been pulverized in advance may be used as raw material cellulose fibers, and in that case, the average fiber diameter is preferably 1 nm or more from the viewpoint of availability and cost. Although the upper limit is not particularly set, it is preferably 500 nm or less from the viewpoint of handleability.
(塩基)
本製造方法においては、前記原料のセルロース繊維に塩基を混合する。
塩基としては、特に制限はないが、エーテル化反応を進行させる観点から、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、1~3級アミン、4級アンモニウム塩、イミダゾール及びその誘導体、ピリジン及びその誘導体、並びにアルコキシドからなる群より選ばれる1種又は2種以上が好ましい。
(base)
In this production method, a base is mixed with the cellulose fibers as the raw material.
The base is not particularly limited, but from the viewpoint of promoting the etherification reaction, alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, primary to tertiary amines, quaternary ammonium salts, imidazole and its derivatives, pyridine. and derivatives thereof, and one or more selected from the group consisting of alkoxides are preferred.
アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等が挙げられる。 Alkali metal hydroxides and alkaline earth metal hydroxides include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide and the like.
1~3級アミンとは、1級アミン、2級アミン及び3級アミンのことであり、具体例としては、エチレンジアミン、ジエチルアミン、プロリン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,3-プロパンジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,6-ヘキサンジアミン、トリス(3-ジメチルアミノプロピル)アミン、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン、トリエチルアミン等が挙げられる。 Primary to tertiary amines are primary amines, secondary amines and tertiary amines, and specific examples include ethylenediamine, diethylamine, proline, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, N , N,N′,N′-tetramethyl-1,3-propanediamine, N,N,N′,N′-tetramethyl-1,6-hexanediamine, tris(3-dimethylaminopropyl)amine, N , N-dimethylcyclohexylamine, triethylamine and the like.
4級アンモニウム塩としては、水酸化テトラブチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、フッ化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、フッ化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラメチルアンモニウム、フッ化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム等が挙げられる。 The quaternary ammonium salts include tetrabutylammonium hydroxide, tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium fluoride, tetrabutylammonium bromide, tetraethylammonium hydroxide, tetraethylammonium chloride, tetraethylammonium fluoride, tetraethylammonium bromide, water tetramethylammonium oxide, tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium fluoride, tetramethylammonium bromide, and the like.
イミダゾール及びその誘導体としては、1-メチルイミダゾール、3-アミノプロピルイミダゾール、カルボニルジイミダゾール等が挙げられる。
ピリジン及びその誘導体としては、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン、ピコリン等が挙げられる。
Imidazole and its derivatives include 1-methylimidazole, 3-aminopropylimidazole, carbonyldiimidazole and the like.
Pyridine and its derivatives include N,N-dimethyl-4-aminopyridine, picoline and the like.
アルコキシドとしては、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウム-t-ブトキシド等が挙げられる。 Alkoxides include sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium-t-butoxide and the like.
塩基の量は、原料のセルロース繊維の無水グルコースユニットに対して、エーテル化反応を進行させる観点から、好ましくは0.01当量以上であり、製造コストの観点から、好ましくは10当量以下である。 The amount of the base is preferably 0.01 equivalent or more relative to the anhydroglucose unit of the raw material cellulose fiber from the viewpoint of advancing the etherification reaction, and preferably 10 equivalent or less from the viewpoint of production cost.
なお、前記原料のセルロース繊維と塩基の混合は、溶媒の存在下で行ってもよい。溶媒としては、特に制限はなく、例えば、水、イソプロパノール、t-ブタノール、ジメチルホルムアミド、トルエン、メチルイソブチルケトン、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ヘキサン、1,4-ジオキサン及びこれらの混合物が挙げられる。 The mixing of the raw material cellulose fibers and the base may be carried out in the presence of a solvent. The solvent is not particularly limited, and examples include water, isopropanol, t-butanol, dimethylformamide, toluene, methyl isobutyl ketone, acetonitrile, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, hexane, 1,4-dioxane and mixtures thereof.
原料のセルロース繊維と塩基の混合は、均一に混合できるのであれば、温度や時間は特に制限はない。 There are no particular restrictions on the temperature or time for mixing the cellulose fibers as raw materials and the base as long as they can be uniformly mixed.
次に、前記で得られた原料のセルロース繊維と塩基の混合物に、修飾基を導入するための化合物、好ましくは置換基を有していてもよい炭化水素基を導入するための化合物を添加して、原料のセルロース繊維とかかる化合物とを反応させる。かかる化合物としては、原料のセルロース繊維と反応する際に、好ましくは前記一般式(1)で表される置換基及び一般式(2)で表される置換基から選ばれる1種又は2種以上の置換基をエーテル結合を介して結合させることができるものであれば特に制限はなく、本発明においては、反応性及び非ハロゲン含有化合物の観点から、反応性を有する環状構造基を有する化合物を用いることが好ましく、エポキシ基を有する化合物を用いることがより好ましい。以下に、それぞれの化合物を例示する。 Next, a compound for introducing a modifying group, preferably a compound for introducing a hydrocarbon group which may have a substituent, is added to the mixture of the raw material cellulose fiber and the base obtained above. to react the raw material cellulose fiber with the compound. Such a compound is preferably one or more selected from the substituents represented by the general formula (1) and the substituents represented by the general formula (2) when reacting with the raw material cellulose fiber. There is no particular limitation as long as the substituent can be bonded via an ether bond, and in the present invention, from the viewpoint of reactive and halogen-free compounds, compounds having a reactive cyclic structural group It is preferable to use, and it is more preferable to use a compound having an epoxy group. Each compound is exemplified below.
一般式(1)で表される置換基をエーテル結合を介して結合させることができる化合物としては、例えば、下記一般式(1A)で示される酸化アルキレン化合物及び一般式(1B)で示されるアルキルハライドが好ましい。かかる化合物は公知技術に従って調製したものを用いてもよく、市販品を用いてもよい。該化合物の総炭素数としては、表面性及び成膜性の観点から、好ましくは3以上であり、表面性及び成膜性の観点から、好ましくは32以下である。 Examples of the compound to which the substituent represented by the general formula (1) can be bound via an ether bond include an alkylene oxide compound represented by the following general formula (1A) and an alkyl represented by the general formula (1B). Halides are preferred. Such compounds may be prepared according to known techniques, or may be commercially available products. The total carbon number of the compound is preferably 3 or more from the viewpoint of surface properties and film-forming properties, and preferably 32 or less from the viewpoints of surface properties and film-forming properties.
〔式中、R1は炭素数3以上30以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示す。〕 [In the formula, R 1 represents a linear or branched alkyl group having 3 to 30 carbon atoms. ]
X-(CH2)2-R1 (1B)
〔式中、R1は炭素数3以上30以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示し、Xはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素から選ばれるハロゲン原子である。〕
X—(CH 2 ) 2 —R 1 (1B)
[In the formula, R 1 represents a linear or branched alkyl group having 3 to 30 carbon atoms, and X is a halogen atom selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine. ]
一般式(1A)及び(1B)におけるR1の炭素数は、表面性及び成膜性の観点から、好ましくは4以上であり、表面性及び成膜性の観点から、好ましくは25以下である。具体的には、一般式(1)で表される置換基におけるR1の項に記載のものを挙げることができる。 The number of carbon atoms in R 1 in general formulas (1A) and (1B) is preferably 4 or more from the viewpoint of surface properties and film-forming properties, and preferably 25 or less from the viewpoints of surface properties and film-forming properties. . Specifically, those described in the section for R 1 in the substituent represented by formula (1) can be mentioned.
一般式(1A)で示される化合物の具体例としては、1,2-エポキシヘキサン、1,2-エポキシデカン、1,2-エポキシオクタデカンが挙げられる。
一般式(1B)で示される化合物の具体例としては、1-クロロペンタン、1-クロロヘキサン、1-クロロオクタン、1-クロロデカン、1-クロロドデカン、1-クロロヘキサデカン、1-クロロオクタデカン、1-ブロモペンタン、1-ブロモヘキサン、1-ブロモオクタン、1-ブロモデカン、1-ブロモドデカン、1-ブロモヘキサデカン、1-ブロモオクタデカン、1-ヨードペンタン、1-ヨードヘキサン、1-ヨードオクタン、1-ヨードデカン、1-ヨードドデカン、1-ヨードヘキサデカン、1-ヨードオクタデカンが挙げられる。
Specific examples of the compound represented by formula (1A) include 1,2-epoxyhexane, 1,2-epoxydecane, and 1,2-epoxyoctadecane.
Specific examples of the compound represented by the general formula (1B) include 1-chloropentane, 1-chlorohexane, 1-chlorooctane, 1-chlorodecane, 1-chlorododecane, 1-chlorohexadecane, 1-chlorooctadecane, 1 -bromopentane, 1-bromohexane, 1-bromooctane, 1-bromodecane, 1-bromododecane, 1-bromohexadecane, 1-bromooctadecane, 1-iodopentane, 1-iodohexane, 1-iodooctane, 1- Examples include iododecane, 1-iodododecane, 1-iodohexadecane, and 1-iodooctadecane.
一般式(2)で表される置換基をエーテル結合を介して結合させることができる化合物としては、例えば、下記一般式(2A)で示されるグリシジルエーテル化合物が好ましい。かかる化合物は公知技術に従って調製したものを用いてもよく、市販品を用いてもよい。該化合物の総炭素数としては、表面性及び成膜性の観点から、5以上が好ましく、表面性及び成膜性の観点から、100以下が好ましい。 As the compound to which the substituent represented by the general formula (2) can be bound via an ether bond, for example, a glycidyl ether compound represented by the following general formula (2A) is preferable. Such compounds may be prepared according to known techniques, or may be commercially available products. The total carbon number of the compound is preferably 5 or more from the viewpoint of surface properties and film-forming properties, and preferably 100 or less from the viewpoints of surface properties and film-forming properties.
〔式中、R1は炭素数3以上30以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、Aは炭素数1以上6以下の直鎖又は分岐鎖の2価の飽和炭化水素基、nは0以上50以下の数を示す。〕 [In the formula, R 1 is a linear or branched alkyl group having 3 to 30 carbon atoms, A is a linear or branched divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and n is 0 or more. Indicates a number less than or equal to 50. ]
一般式(2A)におけるR1の炭素数は、表面性及び成膜性の観点から、好ましくは4以上であり、表面性及び成膜性の観点から、好ましくは27以下である。具体的には、一般式(2)で表される置換基におけるR1の項に記載のものを挙げることができる。 The number of carbon atoms in R 1 in general formula (2A) is preferably 4 or more from the viewpoint of surface properties and film-forming properties, and preferably 27 or less from the viewpoints of surface properties and film-forming properties. Specifically, those described in the section for R 1 in the substituent represented by formula (2) can be mentioned.
一般式(2A)におけるAは隣接する酸素原子とオキシアルキレン基を形成する。Aの炭素数は、入手性及びコストの観点から、好ましくは2以上であり、同様の観点から、好ましくは4以下である。具体的には、一般式(2)で表される置換基におけるAの項に記載のものが例示され、なかでも、エチレン基、プロピレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。 A in general formula (2A) forms an oxyalkylene group with an adjacent oxygen atom. The carbon number of A is preferably 2 or more from the viewpoint of availability and cost, and preferably 4 or less from the same viewpoint. Specifically, those described in the item A in the substituent represented by the general formula (2) are exemplified. Among them, ethylene group and propylene group are preferable, and ethylene group is more preferable.
一般式(2A)におけるnは、アルキレンオキサイドの付加モル数を示す。nは、入手性及びコストの観点から、好ましくは3以上、であり、同様の観点から、好ましくは40以下である。 n in the general formula (2A) indicates the number of moles of alkylene oxide added. n is preferably 3 or more from the viewpoint of availability and cost, and preferably 40 or less from the same viewpoint.
一般式(2A)で示される化合物の具体例としては、ブチルグリシジルエーテル、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、ドデシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、イソステアリルグリシジルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが挙げられる。 Specific examples of the compound represented by formula (2A) include butyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, dodecyl glycidyl ether, stearyl glycidyl ether, isostearyl glycidyl ether and polyoxyalkylene alkyl ether.
修飾基を導入するための化合物の量は、得られるエーテル化セルロース繊維における修飾基の所望の導入率により決めることができるが、反応性の観点から、原料のセルロース繊維の無水グルコースユニットに対して、好ましくは0.01当量以上であり、製造コストの観点から、好ましくは10当量以下である。 The amount of the compound for introducing the modifying group can be determined according to the desired introduction rate of the modifying group in the resulting etherified cellulose fiber. , preferably 0.01 equivalents or more, and preferably 10 equivalents or less from the viewpoint of production cost.
(エーテル化反応)
前記化合物と原料のセルロース繊維とのエーテル化反応は、溶媒の存在下で、両者を混合することにより行うことができる。溶媒としては、特に制限はなく、前記塩基を存在させる際に使用することができると例示した溶媒を用いることができる。
(Etherification reaction)
The etherification reaction between the compound and the raw material cellulose fiber can be carried out by mixing the two in the presence of a solvent. The solvent is not particularly limited, and the solvents exemplified as usable when the base is present can be used.
溶媒の使用量としては、原料のセルロース繊維や修飾基を導入するための化合物の種類によって一概には決定されないが、原料のセルロース繊維100質量部に対して、反応性の観点から、好ましくは30質量部以上、であり、生産性の観点から、好ましくは10,000質量部以下である。 The amount of the solvent to be used is not generally determined depending on the type of the cellulose fiber as the raw material and the type of the compound for introducing the modifying group, but from the viewpoint of reactivity, it is preferably 30 parts per 100 parts by mass of the cellulose fiber as the raw material. Parts by mass or more, preferably 10,000 parts by mass or less from the viewpoint of productivity.
混合条件としては、原料のセルロース繊維や修飾基を導入するための化合物が均一に混合され、十分に反応が進行できるのであれば特に制限はなく、連続的な混合処理は行っても行わなくてもよい。1Lを超えるような比較的大きな反応容器を用いる場合には、反応温度を制御する観点から、適宜攪拌を行ってもよい。 The mixing conditions are not particularly limited as long as the raw material cellulose fibers and the compound for introducing the modifying group are uniformly mixed and the reaction can proceed sufficiently, and continuous mixing may or may not be performed. good too. When using a relatively large reaction vessel exceeding 1 L, stirring may be performed as appropriate from the viewpoint of controlling the reaction temperature.
反応温度としては、原料のセルロース繊維や修飾基を導入するための化合物の種類及び目標とする導入率によって一概には決定されないが、反応性を向上させる観点から、好ましくは40℃以上であり、熱分解を抑制する観点から、好ましくは120℃以下である。 The reaction temperature is not unconditionally determined depending on the type of the raw material cellulose fiber, the compound for introducing the modifying group, and the target introduction rate, but from the viewpoint of improving the reactivity, it is preferably 40 ° C. or higher. From the viewpoint of suppressing thermal decomposition, the temperature is preferably 120° C. or less.
反応時間としては、原料のセルロース繊維や修飾基を導入するための化合物の種類及び目標とする導入率によって一概には決定されないが、反応性の観点から、好ましくは0.5時間以上であり、生産性の観点から、好ましくは60時間以下である。 The reaction time is not unconditionally determined depending on the type of cellulose fiber as a raw material, the type of compound for introducing the modifying group, and the target introduction rate, but from the viewpoint of reactivity, it is preferably 0.5 hours or more, From the viewpoint of productivity, it is preferably 60 hours or less.
反応後は、未反応の化合物や塩基等を除去するために、適宜後処理を行うことができる。所望により、更に乾燥(真空乾燥など)を行ってもよい。
かくして、エーテル化セルロース繊維が得られる。
After the reaction, an appropriate post-treatment can be carried out in order to remove unreacted compounds, bases and the like. If desired, further drying (such as vacuum drying) may be performed.
Etherified cellulose fibers are thus obtained.
上記の疎水変性セルロース繊維(A)及び(B)のいずれに関しても、得られた疎水変性セルロース繊維は、上記後処理を行った後の分散液の状態で使用することもできるし、あるいは乾燥処理等により該分散液から溶媒を除去して、乾燥した粉末状の疎水変性セルロース繊維を得て、これを使用することもできる。ここで「粉末状」とは、疎水変性セルロース繊維が凝集した粉末状であり、セルロース粒子を意味するものではない。 Regarding both of the above hydrophobically modified cellulose fibers (A) and (B), the obtained hydrophobically modified cellulose fibers can be used in the form of a dispersion after the post-treatment, or can be dried. By removing the solvent from the dispersion liquid by, for example, dry powdery hydrophobically modified cellulose fibers can be obtained and used. The term "powder" as used herein means a powdery form of agglomeration of hydrophobically modified cellulose fibers, and does not mean cellulose particles.
粉末状の疎水変性セルロース繊維としては、例えば、前記セルロース繊維の分散液をそのまま乾燥させた乾燥物;該乾燥物を機械処理で粉末化したもの;前記セルロース繊維の分散液を公知のスプレードライ法により粉末化したもの;前記セルロース繊維の分散液を公知のフリーズドライ法により粉末化したもの等が挙げられる。前記スプレードライ法は、前記セルロース繊維の分散液を大気中で噴霧し、乾燥させる方法である。 Powdered hydrophobically modified cellulose fibers include, for example, a dried product obtained by drying the cellulose fiber dispersion as it is; a powder obtained by mechanically pulverizing the dried product; and a known spray-drying method for the cellulose fiber dispersion. powdered by a known freeze-drying method; and powdered by a known freeze-drying method. The spray drying method is a method in which the cellulose fiber dispersion is sprayed in the air and dried.
得られた微細セルロース繊維の平均繊維径は、表面性及び成膜性の観点から、好ましくは0.1nm以上、より好ましくは0.5nm以上、更に好ましくは1nm以上、更に好ましくは2nm以上、より更に好ましくは3nm以上である。また、同様の観点から、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下、更に好ましくは20nm以下、更に好ましくは10nm以下、更に好ましくは6nm以下、より更に好ましくは5nm以下である。 The average fiber diameter of the obtained fine cellulose fibers is preferably 0.1 nm or more, more preferably 0.5 nm or more, still more preferably 1 nm or more, still more preferably 2 nm or more, from the viewpoint of surface properties and film-forming properties. More preferably, it is 3 nm or more. From the same viewpoint, it is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, still more preferably 20 nm or less, even more preferably 10 nm or less, still more preferably 6 nm or less, and even more preferably 5 nm or less.
得られた微細セルロース繊維の長さ(平均繊維長)としては、加工性及び安定性の観点から、好ましくは150nm以上、より好ましくは200nm以上である。また、加工性及び安定性の観点から、好ましくは1000nm以下、より好ましくは750nm以下、更に好ましくは500nm以下、更に好ましくは400nm以下である。 The length (average fiber length) of the obtained fine cellulose fibers is preferably 150 nm or longer, more preferably 200 nm or longer, from the viewpoint of workability and stability. From the viewpoint of workability and stability, it is preferably 1000 nm or less, more preferably 750 nm or less, even more preferably 500 nm or less, and even more preferably 400 nm or less.
なお、本発明において、セルロース繊維の平均繊維径及び平均繊維長は、前記の範囲に限定されるものではなく、例えばマイクロメーターのオーダーのものであっても使用することができる。 In the present invention, the average fiber diameter and average fiber length of the cellulose fibers are not limited to the ranges described above, and for example, those on the order of micrometers can be used.
また、得られた微細セルロース繊維の平均アスペクト比(繊維長/繊維径)は、表面性、成膜性、加工性及び安定性の観点から、好ましくは1以上、より好ましくは10以上、更に好ましくは20以上、更に好ましくは40以上、更に好ましくは60以上であり、同様の観点から、好ましくは260以下、より好ましくは240以下、更に好ましくは220以下、更に好ましくは200以下、更に好ましくは190以下、更に好ましくは180以下である。また、平均アスペクト比が上記範囲内にある場合、アスペクト比の標準偏差としては、表面性、成膜性、加工性及び安定性の観点から、好ましくは60以下、より好ましくは50以下、更に好ましくは45以下であり、下限は特に設定されないが、経済性の観点から、好ましくは4以上である。前記低アスペクト比の微細セルロース繊維は、耐熱性に優れる。 In addition, the average aspect ratio (fiber length/fiber diameter) of the obtained fine cellulose fibers is preferably 1 or more, more preferably 10 or more, and still more preferably 10 or more, from the viewpoint of surface property, film formability, workability and stability. is 20 or more, more preferably 40 or more, still more preferably 60 or more, and from the same viewpoint, preferably 260 or less, more preferably 240 or less, still more preferably 220 or less, still more preferably 200 or less, still more preferably 190 180 or less, more preferably 180 or less. Further, when the average aspect ratio is within the above range, the standard deviation of the aspect ratio is preferably 60 or less, more preferably 50 or less, more preferably 50 or less, from the viewpoint of surface property, film formability, workability and stability. is 45 or less, and although the lower limit is not particularly set, it is preferably 4 or more from the viewpoint of economy. The fine cellulose fibers having a low aspect ratio are excellent in heat resistance.
本発明の脱泡促進用組成物は、脱泡促進能向上の観点から、(A)成分を、好ましくは1質量%以上、より好ましくは10質量%以上、そして、好ましくは100質量%以下、より好ましくは80質量%以下含有する。 In the defoaming promoting composition of the present invention, from the viewpoint of improving defoaming promoting performance, the component (A) is preferably 1% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and preferably 100% by mass or less. More preferably, the content is 80% by mass or less.
本発明の脱泡促進用組成物は、(B)油〔以下、(B)成分という〕を含有することができる。(B)成分は、脱泡促進に加え、本発明の脱泡促進用組成物を塗布して用いる場合の塗布性(以下、塗布性ともいう)の向上の観点でも、好ましい成分である。 The composition for promoting defoaming of the present invention can contain (B) oil [hereinafter referred to as component (B)]. The component (B) is a preferable component from the viewpoint of improving the coatability (hereinafter also referred to as coatability) when the composition for promoting defoaming of the present invention is applied and used, in addition to promoting defoaming.
(B)成分としては、スクアラン、リモネン、ミルセン、α-ピネン、β-ピネン、カンフェン、ゲラニオール、リナロール、シトロネロール、ネロール、テルピネオール、メントール、シネオール、アスカリドール、ボルネオール、シトラール、ヨノン、シトロネラール、ペリラアルデヒド、カルボン、ジヒドロカルボン、ピペリトン、メントン、カンフル、ツヨン、ギ酸シトロネリル、酢酸シトロネリル、酢酸テルピニル、酢酸リナリル、酢酸ゲラニル、酢酸ベンジル、酢酸ボルニル、ファルネソール、ネロリドール、フムレン、カリオフィレン、カジノール、カジネン、フィトール、アビエチン酸等のテルペノイド;パラフィン系オイル、ナフテン系オイル等の鉱油;ヘキサデカン、流動パラフィン等の炭化水素;オレイン酸等の脂肪酸;コハク酸ジメチル、ジカプリン酸ネオペンチルグリコール、ラウリン酸ヘキシル、ラウリン酸イソプロピル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、オレイン酸イソプロピル、イソノナン酸イソノニル、イソノナン酸イソトリデシル、パルミチン酸2-エチルヘキシル、2-エチルヘキサン酸セチル、二(2-エチルヘキサン酸)2,2-ジメチル-1,3-ジイソプロピル、二カプリン酸2,2-ジメチル-1,3-ジイソプロピル、三(2-エチルヘキサン酸)1,2,3-トリイソプロピル、三カプリン酸1,2,3-トリプロピル、二カプリン酸1,3-ジプロピル、乳酸オクチルドデシル等のエステル;月見草油、大豆油等の植物油;フロリナートFC-40、FC-43、FC-72、FC-770(以上、3M社製)等のフルオロカーボン系オイル;KF-96-1cs、KF-96-10cs(以上、信越化学工業社製)等のシリコーン系オイル;を例示することができる。 Components (B) include squalane, limonene, myrcene, α-pinene, β-pinene, camphene, geraniol, linalool, citronellol, nerol, terpineol, menthol, cineol, ascaridol, borneol, citral, ionone, citronellal, and perillaldehyde. , carvone, dihydrocarvone, piperitone, menthone, camphor, thujone, citronellyl formate, citronellyl acetate, terpinyl acetate, linalyl acetate, geranyl acetate, benzyl acetate, bornyl acetate, farnesol, nerolidol, humulene, caryophyllene, casinool, cadinene, phytol, Terpenoids such as abietic acid; Mineral oils such as paraffinic oils and naphthenic oils; Hydrocarbons such as hexadecane and liquid paraffin; Fatty acids such as oleic acid; Isopropyl myristate, isopropyl palmitate, isopropyl oleate, isononyl isononanoate, isotridecyl isononanoate, 2-ethylhexyl palmitate, cetyl 2-ethylhexanoate, di(2-ethylhexanoic acid) 2,2-dimethyl-1,3 -diisopropyl, 2,2-dimethyl-1,3-diisopropyl dicaprate, 1,2,3-triisopropyl tri(2-ethylhexanoate), 1,2,3-tripropyl tricaprate, dicapric acid Esters such as 1,3-dipropyl and octyldodecyl lactate; Vegetable oils such as evening primrose oil and soybean oil; Fluorocarbon oils such as Fluorinert FC-40, FC-43, FC-72 and FC-770 (manufactured by 3M) silicone oils such as KF-96-1cs and KF-96-10cs (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.);
(B)成分は、塗布性の観点から、テルペノイド及び鉱油から選択される1種類以上が好ましい。 The component (B) is preferably one or more selected from terpenoids and mineral oils from the viewpoint of applicability.
(B)成分は、塗布性の観点から、20℃での粘度は、好ましくは300mPa・s以下、より好ましくは280mPa・s以下、更に好ましくは260mPa・s以下、より更に好ましくは200mPa・s以下、より更に好ましくは150mPa・s以下、より更に好ましくは100mPa・s以下であり、下限値は10mPa・s以上であってよい。(B)成分の粘度は、この粘度は、AntonPaar社製レオメータPhysica MCR301により、直径25mmのプレート治具を用いて、ギャップ0.5mm、回転数3,000rpm、20℃で測定されたものである。 Component (B) has a viscosity at 20° C. of preferably 300 mPa·s or less, more preferably 280 mPa·s or less, even more preferably 260 mPa·s or less, and even more preferably 200 mPa·s or less, from the viewpoint of coating properties. , more preferably 150 mPa·s or less, still more preferably 100 mPa·s or less, and the lower limit may be 10 mPa·s or more. The viscosity of the component (B) was measured with a rheometer Physica MCR301 manufactured by Anton Paar using a plate jig with a diameter of 25 mm, a gap of 0.5 mm, a rotation speed of 3,000 rpm, and 20°C. .
また、(B)成分の分子量は、例えば、50以上、更に100以上、そして、1000以下、更に500以下であってよい。 In addition, the molecular weight of component (B) may be, for example, 50 or more, further 100 or more, and 1000 or less, further 500 or less.
本発明の脱泡促進用組成物は、塗布性の観点から、(B)成分を、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、そして、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下含有する。 From the viewpoint of applicability, the defoaming promoting composition of the present invention preferably contains component (B) in an amount of 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and preferably 90% by mass or less, more preferably It contains 80% by mass or less.
本発明の脱泡促進用組成物は、塗布性の観点から、(A)成分の含有量と(B)成分の含有量との質量比である、(A)/(B)が、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.05以上、更に好ましくは0.1以上、そして、好ましくは1以下、より好ましくは0.9以下、更に好ましくは0.8以下である。 From the viewpoint of applicability, the composition for promoting defoaming of the present invention preferably has a mass ratio of (A)/(B) between the content of component (A) and the content of component (B). It is 0.01 or more, more preferably 0.05 or more, still more preferably 0.1 or more, and preferably 1 or less, more preferably 0.9 or less, and still more preferably 0.8 or less.
本発明の脱泡促進用組成物は、(C)(A)成分及び油以外の高分子化合物〔以下、(C)成分という〕を含有することができる。この油は(B)成分である。従って、(C)成分は、(A)成分及び(B)成分以外の高分子化合物である。(C)成分は、成膜性及び膜の耐久性の観点で好ましい成分である。 The composition for promoting defoaming of the present invention can contain (C) a polymer compound other than the component (A) and oil [hereinafter referred to as component (C)]. This oil is the (B) component. Therefore, component (C) is a polymer compound other than components (A) and (B). Component (C) is a preferred component from the viewpoint of film formability and film durability.
(C)成分としては、下記の(X)及び(Y)からなる群より選択される1種以上の高分子化合物であることがより好ましく、(X)の高分子化合物が更に好ましい。(X)、(Y)は、非硬化性の高分子化合物であってよい。(X)、(Y)は、の質量平均分子量としては、成膜性及び膜の耐久性の観点から、好ましくは1,000以上であり、同様の観点から、好ましくは50万以下である。
(X)主鎖にエステル基、アミド基、ウレタン基、アミノ基、エーテル基又はカーボネート基を有する高分子化合物
(Y)側鎖にエステル基若しくはアミド基を有するメタクリル系又はアクリル系高分子
Component (C) is more preferably one or more polymer compounds selected from the group consisting of (X) and (Y) below, and the polymer compound (X) is even more preferred. (X) and (Y) may be non-curable polymer compounds. The mass-average molecular weights of (X) and (Y) are preferably 1,000 or more from the viewpoint of film-forming properties and film durability, and preferably 500,000 or less from the same viewpoint.
(X) polymer compound having ester group, amide group, urethane group, amino group, ether group or carbonate group in main chain (Y) methacrylic or acrylic polymer having ester group or amide group in side chain
〔(X)の高分子化合物〕
主鎖にエステル基を有する高分子化合物(X)としては、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸及びアルケニルコハク酸等のジカルボン酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール等のジオールとの縮合物等が挙げられる。
[Polymer compound of (X)]
Examples of the polymer compound (X) having an ester group in the main chain include dicarboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid and alkenylsuccinic acid, ethylene glycol, Examples include condensates with diols such as propylene glycol and butanediol.
主鎖にアミド基を有する高分子化合物(X)としては、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸及びアルケニルコハク酸等のジカルボン酸と、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、プロピレンジアミンなどの脂肪族ジアミン等のジアミンとの縮合物等が挙げられる。 Examples of the polymer compound (X) having an amide group in the main chain include dicarboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid and alkenylsuccinic acid, ethylenediamine, hexa Examples include condensates with diamines such as aliphatic diamines such as methylenediamine and propylenediamine.
主鎖にウレタン基を有する高分子化合物(X)としては、トリレジンジイソシアネート、ジフェニルイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等のジイソシアネートと、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール等のジオールとの重合物等が挙げられる。 Polymer compounds (X) having urethane groups in the main chain include polymers of diisocyanates such as triresin diisocyanate, diphenylisocyanate, xylylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate and diols such as ethylene glycol, propylene glycol and butanediol. etc.
主鎖にアミノ基を有する高分子化合物(X)としては、エチレンイミン、プロピレンイミン、ブチレンイミン、ジメチルエチレンイミン、ペンチレンイミン、へキシレンイミン等のアルキルイミンの重合物等が挙げられる。 Polymers of alkylimine such as ethyleneimine, propyleneimine, butyleneimine, dimethylethyleneimine, pentyleneimine, and hexyleneimine are examples of the polymer compound (X) having an amino group in the main chain.
主鎖にエーテル基を有する高分子化合物(X)としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドの重合物、ホルムアルデヒドの重合物等が挙げられる。 Polymers of alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide, polymers of formaldehyde, and the like can be mentioned as the polymer compound (X) having an ether group in the main chain.
主鎖にカーボネート基を有する高分子化合物(X)としては、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン等のポリオールとホスゲンとの縮合物等が挙げられる。 Examples of the polymer compound (X) having a carbonate group in the main chain include 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)butane, 1,1-bis(4- Condensates of polyols such as hydroxyphenyl)cyclohexane and phosgene.
高分子化合物(X)は、成膜性及び膜の耐久性の観点から、好ましくは下記の(a)及び(b)からなる群より選択される1種以上の高分子化合物であり、(a)のポリアミド化合物がより好ましい。
(a)ポリアミド化合物
(b)ポリアルキレンイミン化合物
The polymer compound (X) is preferably one or more polymer compounds selected from the group consisting of the following (a) and (b) from the viewpoint of film-forming properties and film durability, ) is more preferred.
(a) polyamide compound (b) polyalkyleneimine compound
(a)ポリアミド化合物
ポリアミド化合物としては、セルロース構造を有さず、かつ、アミド結合(-CONH-)を有する高分子化合物であれば、いかなる化学構造を有するポリアミド化合物を使用することもできる。ポリアミド化合物は、例えば、主として脂肪族骨格からなるナイロンであってもよいし、主として芳香族骨格をもつアラミドであってもよい。更にはこの両者以外の骨格構造を有するものでもよい。一方で好適に用いられる構造体としては、アミン化合物と、モノカルボン酸、ジカルボン酸及び重合脂肪酸からなる群より選択される1種以上のカルボン酸とからなるポリアミドが挙げられる。
(a) Polyamide compound As the polyamide compound, any polyamide compound having any chemical structure can be used as long as it is a polymer compound having no cellulose structure and having an amide bond (--CONH--). The polyamide compound may be, for example, nylon having a predominantly aliphatic skeleton, or aramid having a predominantly aromatic skeleton. Furthermore, it may have a skeletal structure other than these two. On the other hand, preferred structures include polyamides comprising an amine compound and one or more carboxylic acids selected from the group consisting of monocarboxylic acids, dicarboxylic acids and polymerized fatty acids.
一方の原料であるカルボン酸においては、モノカルボン酸、ジカルボン酸及び重合脂肪酸を好適に用いることができる。 Monocarboxylic acids, dicarboxylic acids, and polymerized fatty acids can be suitably used as the carboxylic acid, which is one of the raw materials.
また、他方の原料であるアミン化合物としては、ポリアミン、アミノカルボン酸、アミノアルコールなどが挙げられる。ポリアミンとしては、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、プロピレンジアミンなどの脂肪族ジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ジ(メチルエチレン)トリアミン、ジブチレントリアミン、トリブチレンテトラミン、ペンタペンチレンヘキサミン等のポリアルキレンポリアミン、(オルト、パラ又はメタ)キシレンジアミン、ジフェニルメタンジアミンなどの芳香族ジアミン、ピペラジン、イソホロンジアミンなどの脂環式ジアミンが挙げられる。アミノカルボン酸としては、メチルグリシン、トリメチルグリシン、6-アミノカプロン酸、δ-アミノカプリル酸、ε-カプロラクタムなどが挙げられる。アミノアルコールとしては、エタノールアミン、プロパノールアミンなどが挙げられる。 Amine compounds, which are the other raw materials, include polyamines, aminocarboxylic acids, aminoalcohols, and the like. Polyamines include aliphatic diamines such as ethylenediamine, hexamethylenediamine and propylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, di(methylethylene)triamine, dibutylenetriamine, tributylenetetramine, pentaplies Examples include polyalkylenepolyamines such as lenhexamine, aromatic diamines such as (ortho, para or meta)xylenediamine and diphenylmethanediamine, and alicyclic diamines such as piperazine and isophoronediamine. Aminocarboxylic acids include methylglycine, trimethylglycine, 6-aminocaproic acid, δ-aminocaprylic acid, ε-caprolactam and the like. Amino alcohols include ethanolamine, propanolamine, and the like.
これら原料として使用される各化合物は、それぞれ単独で又は2種以上混合して用いることができる。 Each compound used as these raw materials can be used alone or in combination of two or more.
また、成膜性及び膜の耐久性の観点から、アミン化合物として、好ましくはポリアミンを含むアミン成分、より好ましくは、前記アミン化合物として、ジアミンと、トリアミン、テトラミン、ペンタミン及びヘキサテトラアミンからなる群から選ばれる1種以上とを併用するアミン成分を用いることができる。 From the viewpoint of film-forming property and film durability, the amine compound preferably includes an amine component containing polyamine, more preferably the amine compound is a group consisting of diamine, triamine, tetramine, pentamine and hexatetraamine. An amine component used in combination with one or more selected from can be used.
〔(Y)の高分子化合物〕
高分子(Y)、即ち、側鎖にエステル基若しくはアミド基を有するメタクリル系又はアクリル系高分子としては、例えば、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレート、ポリブチル(メタ)アクリレート等のポリアルキル(メタ)アクリレート、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリN-メチル(メタ)アクリルアミド、ポリN,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、ポリN-フェニル(メタ)アクリルアミド等のポリ(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
[Polymer compound of (Y)]
Examples of the polymer (Y), that is, a methacrylic or acrylic polymer having an ester group or an amide group in the side chain include polymethyl (meth)acrylate, polyethyl (meth)acrylate, polybutyl (meth)acrylate, and the like. Alkyl (meth) acrylate, poly (meth) acrylamide, poly N-methyl (meth) acrylamide, poly N, N-dimethyl (meth) acrylamide, poly (meth) acrylamide such as poly N-phenyl (meth) acrylamide, etc. be done.
本発明の脱泡促進用組成物は、成膜性の観点から、(C)成分として、硬化性樹脂〔以下、(C1)成分という場合もある〕を含んでいてもよい。本発明における硬化性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂が挙げられ、ウレタン樹脂、(メタ)アクリル樹脂及びエポキシ樹脂からなる群より選択される1種以上が好ましい。(C1)成分は、プレポリマーを用いることもできる。 From the viewpoint of film-forming properties, the composition for promoting defoaming of the present invention may contain a curable resin (hereinafter sometimes referred to as component (C1)) as component (C). Examples of curable resins in the present invention include urethane resins, (meth)acrylic resins, epoxy resins, urea resins, melamine resins, and phenol resins. One or more selected are preferred. A prepolymer can also be used for the (C1) component.
硬化性樹脂がウレタン樹脂の場合、硬化性モノマーとしては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族系やヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の脂肪族系等のイソシアネートや、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルジオール、ヒドロキシエチルアクリレート、トリメチロールプロパン、ジメチロールプロピオン酸、イソホロンジアミン等のポリオールが挙げられる。イソシアネートとポリオールの反応物がウレタン樹脂となるが、この限りではない。列記したポリオールのオリゴマーや、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール等のポリオールを硬化性プレポリマーとして用いても良い。 When the curable resin is a urethane resin, the curable monomers include aromatics such as tolylene diisocyanate and diphenylmethane diisocyanate, and aliphatics such as hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and tetramethylxylylene diisocyanate. Polyols such as isocyanate, ethylene glycol, diethylene glycol, butanediol, hexanediol, neopentyldiol, hydroxyethyl acrylate, trimethylolpropane, dimethylolpropionic acid, and isophoronediamine are included. A reaction product of isocyanate and polyol is a urethane resin, but is not limited to this. Oligomers of the listed polyols and polyols such as polyether polyols, polyester polyols and polycarbonate polyols may be used as the curable prepolymer.
硬化性樹脂が(メタ)アクリル樹脂の場合、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸へキシル、メタクリル酸へキシル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタアクリル酸2-エチルヘキシル、ノナンジオールジアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ビスフェノールA-アルキレンオキサイド付加体の(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート(ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート、ノボラック型エポキシ(メタ)アクリレート等)、ポリエステル(メタ)アクリレート(例えば、脂肪族ポリエステル型(メタ)アクリレート、芳香族ポリエステル型(メタ)アクリレートなど)、ウレタン(メタ)アクリレート(ポリエステル型ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエーテル型ウレタン(メタ)アクリレート等)、シリコーン(メタ)アクリレート、シアノアクリレート等のモノ(メタ)アクリレートなどの硬化性モノマーから得られたものが挙げられる。列記したモノ(メタ)アクリレートなどの硬化性モノマーのオリゴマーを硬化性プレポリマーとして用いても良い。 When the curable resin is a (meth)acrylic resin, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, hexyl acrylate, hexyl methacrylate, 2-acrylate Ethylhexyl, 2-ethylhexyl methacrylate, nonanediol diacrylate, phenoxyethyl acrylate, bisphenol A-alkylene oxide adduct (meth)acrylate, epoxy (meth)acrylate (bisphenol A type epoxy (meth)acrylate, novolac type epoxy ( meth) acrylate, etc.), polyester (meth) acrylate (e.g., aliphatic polyester type (meth) acrylate, aromatic polyester type (meth) acrylate, etc.), urethane (meth) acrylate (polyester type urethane (meth) acrylate, polyether type urethane (meth)acrylate, etc.), silicone (meth)acrylate, and those obtained from curable monomers such as mono(meth)acrylates such as cyanoacrylate. Oligomers of curable monomers such as the listed mono(meth)acrylates may also be used as curable prepolymers.
硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合、例えばビスフェノールA型、フェノールノボラック型、グリシジルエーテル型、脂環型、グリシジルアミン型、グリシジルエステル型などの硬化性モノマーから得られたものが挙げられる。列記した硬化性モノマーのオリゴマーを硬化性プレポリマーとして用いても良い。 When the curable resin is an epoxy resin, for example, those obtained from curable monomers such as bisphenol A type, phenol novolak type, glycidyl ether type, alicyclic type, glycidyl amine type and glycidyl ester type. Oligomers of the listed curable monomers may also be used as curable prepolymers.
硬化性樹脂がユリア樹脂の場合、尿素とホルムアルデヒドなどの硬化性モノマーから得られたものが挙げられる。
硬化性樹脂がメラミン樹脂の場合、メラミンとホルムアルデヒドなどの硬化性モノマーから得られたものが挙げられる。
硬化性樹脂がフェノール樹脂の場合、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノールとホルムアルデヒドなどの硬化性モノマーから得られたものが挙げられる。
When the curable resin is a urea resin, it includes those obtained from curable monomers such as urea and formaldehyde.
When the curable resin is a melamine resin, it includes those obtained from melamine and curable monomers such as formaldehyde.
When the curable resin is a phenolic resin, it includes those derived from curable monomers such as phenol, cresol, xylenol, resorcinol and formaldehyde.
硬化性プレポリマーの質量平均分子量としては、塗膜乾燥時のヒビ割れ抑制の観点から、好ましくは100以上、より好ましくは500以上、更に好ましくは1,000以上であり、一方、疎水変性セルロース繊維の分散性の観点と硬化性プレポリマーの溶媒への溶解性の観点から、該分子量としては、好ましくは30,000以下、より好ましくは15,000以下、更に好ましくは10,000以下である。 The weight-average molecular weight of the curable prepolymer is preferably 100 or more, more preferably 500 or more, and still more preferably 1,000 or more from the viewpoint of suppressing cracking during drying of the coating film. From the viewpoint of the dispersibility of the polymer and the solubility of the curable prepolymer in a solvent, the molecular weight is preferably 30,000 or less, more preferably 15,000 or less, and still more preferably 10,000 or less.
本発明におけるより好ましい硬化性モノマー又は硬化性プレポリマーとしては、硬化速度の観点から、UV硬化反応により重合するUV硬化性樹脂である。具体的には、UV硬化性樹脂である(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂の硬化性モノマー又は硬化性プレポリマーが挙げられる。その中でも、疎水変性セルロース繊維との相互作用の強さの観点から、ウレタンアクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレートが好ましいものとして挙げられ、耐熱性の観点からはビスフェノール型、脂環型のエポキシ樹脂が好ましいものとして挙げられる。また、膜の靱性の観点からは、(メタ)アクリル樹脂、ウレタン樹脂のモノマー又はプレポリマーが好ましく、その中でも、疎水変性セルロース繊維との相互作用の強さの観点から、ウレタンアクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート、脂肪族系イソシアネート、芳香族系イソシアネート、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオールが好ましい。 A more preferable curable monomer or curable prepolymer in the present invention is a UV curable resin polymerized by a UV curing reaction from the viewpoint of curing speed. Specifically, UV curable resins such as (meth)acrylic resins, curable monomers or curable prepolymers of epoxy resins can be used. Among them, urethane acrylates, polyester (meth)acrylates, and silicone (meth)acrylates are preferred from the viewpoint of strength of interaction with hydrophobically modified cellulose fibers, and bisphenol type and alicyclic acrylates are preferred from the viewpoint of heat resistance. Epoxy resins of the type are preferred. From the viewpoint of film toughness, (meth)acrylic resins and urethane resin monomers or prepolymers are preferred. ) acrylates, silicone (meth)acrylates, aliphatic isocyanates, aromatic isocyanates, polyester polyols, polyether polyols, and polycarbonate polyols.
UV硬化性樹脂の硬化性プレポリマーを使用する場合、必要に応じて、光重合開始剤を更に用いることが好ましい。かかる光重合開始剤としては、例えばアセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類、アゾ化合物、過酸化物、2,3-ジアルキルシオン類化合物類、ジスルフィド化合物、チウラム化合物類、フルオロアミン化合物等が挙げられる。より具体的には、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、ベンジルメチルケトン、1-(4-ドデシルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、ベンゾフェノン等が挙げられる。 When using a curable prepolymer of a UV curable resin, it is preferable to further use a photopolymerization initiator as necessary. Such photopolymerization initiators include, for example, acetophenones, benzophenones, ketals, anthraquinones, thioxanthones, azo compounds, peroxides, 2,3-dialkylsion compounds, disulfide compounds, thiuram compounds, fluoroamines. compounds and the like. More specifically, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one, benzyl methyl ketone, 1-(4- dodecylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-(4-isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, benzophenone and the like.
本発明の脱泡促進用組成物が(C)成分を含有する場合、成膜性の観点から、該組成物は、(C)成分を、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、そして、好ましくは75質量%以下、より好ましくは50質量%以下含有する。 When the composition for promoting defoaming of the present invention contains component (C), the composition preferably contains component (C) in an amount of 1% by mass or more, more preferably 5% by mass, from the viewpoint of film-forming properties. above, and preferably 75% by mass or less, more preferably 50% by mass or less.
本発明の脱泡促進用組成物が(C)成分を含有する場合、成膜性の観点から、該組成物は、(C)成分を、(A)成分に対して、好ましくは1質量%以上、より好ましくは10質量%以上、そして、好ましくは1000質量%以下、より好ましくは500質量%以下含有する。 When the composition for promoting defoaming of the present invention contains component (C), from the viewpoint of film-forming properties, the composition preferably contains component (C) in an amount of 1% by mass relative to component (A). Above, more preferably 10% by mass or more, preferably 1000% by mass or less, more preferably 500% by mass or less.
本発明の脱泡促進用組成物が(C1)成分を含有する場合、成膜性の観点から、該組成物は、(C1)成分を、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下含有する。 When the composition for promoting defoaming of the present invention contains the component (C1), from the viewpoint of film-forming properties, the composition preferably contains the component (C1) in an amount of 10% by mass or more, more preferably 20% by mass. above, and preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less.
本発明の脱泡促進用組成物が(C1)成分を含有する場合、成膜性の観点から、該組成物は、(C1)成分を、(A)成分に対して、好ましくは1質量%以上、より好ましくは10質量%以上、そして、好ましくは1000質量%以下、より好ましくは500質量%以下含有する。 When the composition for promoting defoaming of the present invention contains the component (C1), from the viewpoint of film-forming properties, the composition preferably contains the component (C1) in an amount of 1% by mass relative to the component (A). Above, more preferably 10% by mass or more, preferably 1000% by mass or less, more preferably 500% by mass or less.
また、本発明の脱泡促進用組成物は、(D)重合反応により硬化性樹脂となる硬化性モノマー〔以下、(D)成分という〕を含有することもできる。(D)成分は、(C1)成分で挙げた硬化性モノマーを用いることができる。本発明の脱泡促進用組成物が(D)成分を含有する場合、成膜性の観点から、該組成物は、(D)成分を、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下含有する。 The composition for promoting defoaming of the present invention can also contain (D) a curable monomer that becomes a curable resin through a polymerization reaction [hereinafter referred to as component (D)]. The curable monomers listed for the component (C1) can be used as the component (D). When the composition for promoting defoaming of the present invention contains component (D), from the viewpoint of film-forming properties, the composition preferably contains component (D) in an amount of 10% by mass or more, more preferably 20% by mass. above, and preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less.
本発明の脱泡促進用組成物の形態は、固体、液体のいずれであってもよい。 The form of the composition for promoting defoaming of the present invention may be either solid or liquid.
次に、本発明の脱泡促進用組成物の製造方法について説明する。脱泡促進用組成物は、(A)成分及び任意の(B)成分、(C)成分、(D)成分などを含む混合物を攪拌することにより、製造することができる。これらの成分の混合はマグネティックスターラーを用いて実施しても良く、その場合の条件としては、例えば、回転数400rpm以上600rpm以下、温度15℃以上35℃以下、6時間以上24時間以下撹拌しても良く、温度20℃以上30℃以下で10時間以上16時間以下撹拌しても良い。 Next, a method for producing the composition for promoting defoaming of the present invention will be described. The defoaming promoting composition can be produced by stirring a mixture containing component (A) and optional components (B), (C) and (D). Mixing of these components may be performed using a magnetic stirrer, and the conditions in that case are, for example, a rotation speed of 400 rpm or more and 600 rpm or less, a temperature of 15° C. or more and 35° C. or less, and stirring for 6 hours or more and 24 hours or less. Alternatively, the mixture may be stirred at a temperature of 20° C. or higher and 30° C. or lower for 10 hours or longer and 16 hours or shorter.
<流体の発泡制御方法>
本発明の脱泡促進用組成物は、気泡を含む流体と接触させることで、接触部位で当該流体の泡を消失させることができる。
本発明により、気泡を含む流体を、本発明の脱泡促進用組成物と接触させ、接触位置で流体表面への気泡の表出を抑制する、流体の発泡制御方法が提供される。
本発明の流体の発泡制御方法には、本発明の脱泡促進用組成物で述べた事項を適宜適用することができる。
<Fluid foaming control method>
When the composition for promoting defoaming of the present invention is brought into contact with a fluid containing bubbles, the bubbles of the fluid can be eliminated at the contact site.
The present invention provides a method for controlling foaming of a fluid, comprising contacting a fluid containing bubbles with the composition for promoting defoaming of the present invention and suppressing appearance of bubbles on the surface of the fluid at the contact position.
To the fluid foaming control method of the present invention, the items described in the composition for promoting defoaming of the present invention can be appropriately applied.
本発明の流体の発泡制御方法では、前記流体を前記組成物から得た膜と接触させることが好ましい。膜は、独立した膜であってもよいし、支持体表面に形成された膜であってもよい。支持体の素材としては特に限定はないが、ガラス、樹脂、金属、セラミックス又はコンクリート等の硬質素材や、繊維、紙等の軟質素材でもよい。また、支持体の形状に特に限定はなく、板状、筒状、フイルム状、これらの組み合わせ等が例示できる。 In the fluid foam control method of the present invention, said fluid is preferably contacted with a film obtained from said composition. The membrane may be an independent membrane or a membrane formed on the surface of a support. The material of the support is not particularly limited, but may be hard materials such as glass, resin, metal, ceramics or concrete, or soft materials such as fibers and paper. Moreover, the shape of the support is not particularly limited, and examples thereof include a plate shape, a cylindrical shape, a film shape, a combination thereof, and the like.
脱泡促進用組成物の膜の厚みとしては、脱泡促進向上の観点から、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、更に好ましくは30μm以上であり、そして、塗布性の観点から、好ましくは2,000μm以下、より好ましくは1,500μm以下、更に好ましくは1,200μm以下である。 The thickness of the film of the defoaming promoting composition is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and still more preferably 30 μm or more from the viewpoint of improving defoaming promotion. It is 2,000 μm or less, more preferably 1,500 μm or less, still more preferably 1,200 μm or less.
脱泡促進用組成物の膜は、例えば、本発明の脱泡促進用組成物をそのままあるいは適当な溶媒で希釈した塗工液として支持体に塗布することで形成できる。塗布方法としては、特に限定されないが、例えば、浸漬コーティング、スピンコーティング、フローコーティング、スプレーコーティング、ロールコーティング、ブラシコーティングなどが挙げられる。支持体表面と膜との密着性を向上させるために、必要に応じて、プライマー等の下地(下層体)を予め支持体表面上に塗布したり、形成させたりしてもよい。 The film of the composition for promoting defoaming can be formed, for example, by applying the composition for promoting defoaming of the present invention as it is or as a coating solution diluted with an appropriate solvent to a support. The coating method is not particularly limited, but includes, for example, dip coating, spin coating, flow coating, spray coating, roll coating, brush coating and the like. In order to improve the adhesion between the surface of the support and the film, if necessary, a base (lower layer) such as a primer may be previously applied or formed on the surface of the support.
塗工液として用いる場合、塗布性の観点から、塗工液は、アルコール、グリコール、エーテル、カルボニル化合物等の分散媒を含有することができる。分散媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、石油エーテル、アセトン、酢酸エチル等が挙げられる。 When used as a coating liquid, the coating liquid may contain a dispersion medium such as alcohol, glycol, ether, or carbonyl compound from the viewpoint of coatability. Dispersion media include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, diethyl ether, tetrahydrofuran, petroleum ether, acetone, ethyl acetate and the like.
塗工液が分散媒を含有している場合、塗工液中の分散媒の含有量は、(A)成分等を十分に分散させる観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上である。また、膜形成時間の短縮化の観点から、好ましくは90質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは50質量%以下である。 When the coating liquid contains a dispersion medium, the content of the dispersion medium in the coating liquid is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass, from the viewpoint of sufficiently dispersing the component (A) and the like. % or more, more preferably 20 mass % or more. From the viewpoint of shortening the film formation time, the content is preferably 90% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and even more preferably 50% by mass or less.
塗工液が分散媒を含有する場合、形成された膜から分散媒を除去する工程を、塗膜後に実施することが好ましい。分散媒を除去ための具体的な方法は特に限定されず、例えば、減圧下又は常圧下で混合物の塗膜を乾燥させる方法が挙げられる。乾燥時の温度範囲としては、15℃以上75 ℃以下が好ましい。また、乾燥のための時間としては、1時間以上24時間以下が好ましい。分散媒は必ずしも完全に除去する必要はなく、膜の性能を妨げない程度に、膜に残存していても良い。 When the coating liquid contains a dispersion medium, it is preferable to carry out a step of removing the dispersion medium from the formed film after coating. A specific method for removing the dispersion medium is not particularly limited, and examples thereof include a method of drying the coating film of the mixture under reduced pressure or normal pressure. The temperature range for drying is preferably 15°C or higher and 75°C or lower. Moreover, as time for drying, 1 hour or more and 24 hours or less are preferable. The dispersion medium does not necessarily have to be completely removed, and may remain in the film to the extent that it does not hinder the performance of the film.
塗工液は、塗布性の観点から、20℃での粘度が、好ましくは400mPa・s以下、より好ましくは350mPa・s以下、更に好ましくは300mPa・s以下、より更に好ましくは250mPa・s以下であり、下限値は10mPa・s以上であってよい。塗工液の粘度は、(B)成分と同様に測定されたものである。 The coating liquid preferably has a viscosity at 20° C. of 400 mPa·s or less, more preferably 350 mPa·s or less, still more preferably 300 mPa·s or less, and even more preferably 250 mPa·s or less, from the viewpoint of coating properties. Yes, and the lower limit may be 10 mPa·s or more. The viscosity of the coating liquid was measured in the same manner as for the component (B).
脱泡促進用組成物が(D)成分の硬化性モノマー又は(C1)成分の硬化性プレポリマーを含む場合、分散媒除去後に、硬化性モノマー又は硬化性プレポリマーを重合反応させることが好ましい。重合反応により、硬化性モノマー又は硬化性プレポリマーが硬化し、硬化性樹脂が形成する。硬化方法には、公知の方法、例えば、UV硬化、熱硬化、水分硬化等が挙げられ、用いる樹脂のタイプによって適宜選択すればよい。好ましくは、熱処理による有機媒体の流出の観点や反応時間の観点からUV硬化であり、更に好ましくは、膜厚硬化性の観点からカチオン型よりもラジカル型のUV硬化が好ましい。 When the defoaming promoting composition contains the curable monomer (D) component or the curable prepolymer (C1) component, it is preferable to polymerize the curable monomer or curable prepolymer after removing the dispersion medium. The polymerization reaction cures the curable monomer or prepolymer to form a curable resin. The curing method includes known methods such as UV curing, heat curing, moisture curing, etc., and may be appropriately selected depending on the type of resin used. UV curing is preferable from the viewpoint of outflow of an organic medium by heat treatment and the viewpoint of reaction time. Radical UV curing is more preferable than cationic UV curing from the viewpoint of film thickness curability.
気泡を含む流体としては、硬化性組成物、樹脂組成物、セラミック組成物、食品組成物、鋳造組成物、塗料組成物、電子材料組成物、吐出組成物等が挙げられる。 Fluids containing air bubbles include curable compositions, resin compositions, ceramic compositions, food compositions, casting compositions, coating compositions, electronic material compositions, ejection compositions, and the like.
本発明の流体の発泡制御方法では、前記流体が、硬化性組成物、例えば、水硬性組成物であってよい。水硬性組成物は、本発明の好適な対象物である。 In the fluid foam control method of the present invention, the fluid may be a curable composition, such as a hydraulic composition. Hydraulic compositions are a preferred subject of the present invention.
<硬化体の製造方法>
本発明は、気泡を含む硬化性組成物を、本発明の脱泡促進用組成物が塗布された支持体と接触させて硬化させる、硬化体の製造方法に関する。本発明では前記組成物の膜が形成された支持体を用いることができる。
本発明の硬化体の製造方法には、本発明の脱泡促進用組成物及び流体の発泡制御方法で述べた事項を適宜適用することができる。支持体、組成物の塗布方法、膜の厚みなども本発明の流体の発泡制御方法と同じである。
<Method for producing hardened body>
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a cured body, comprising bringing a curable composition containing air bubbles into contact with a support coated with the composition for promoting defoaming of the present invention and curing the composition. In the present invention, a support having a film of the above composition formed thereon can be used.
To the method for producing a cured product of the present invention, the items described in the composition for promoting defoaming and the method for controlling fluid foaming of the present invention can be appropriately applied. The support, the method of applying the composition, the thickness of the film, etc. are the same as those of the fluid foaming control method of the present invention.
本発明の硬化体の製造方法では、前記支持体が、前記硬化性組成物を収容する型枠であってよい。
本発明の硬化体の製造方法では、前記硬化性組成物の硬化後、前記支持体を硬化体から分離してよい。
In the method for producing a cured body of the present invention, the support may be a formwork that accommodates the curable composition.
In the method for producing a cured body of the present invention, the support may be separated from the cured body after curing of the curable composition.
本発明の脱泡促進用組成物を前述のように支持体表面、更に型枠表面に適用することにより、脱泡促進用組成物から得られた膜と接触する硬化体の表面美観を改善することができる。膜自体の耐久性に優れるためにその表面美観効果を長期間維持できることから、硬化体からなる各種用途の成形体に用いることができる。 By applying the composition for promoting defoaming of the present invention to the surface of the support and further to the surface of the mold as described above, the appearance of the surface of the cured product in contact with the film obtained from the composition for promoting defoaming is improved. be able to. Since the durability of the film itself is excellent and the surface aesthetic effect can be maintained for a long period of time, it can be used for moldings of various uses made of a cured product.
本発明の硬化体の製造方法では、前記硬化性組成物が水硬性組成物であってよい。従って、本発明の硬化体の製造方法として、気泡を含む水硬性組成物を、本発明の脱泡促進用組成物を塗布した型枠に充填し硬化させた後、得られた硬化体を型枠から脱型する、水硬性組成物の硬化体の製造方法が提供される。水硬性組成物は、セメントなどの水硬性粉体を含有する組成物であり、モルタル、コンクリートなどが挙げられる。これらの水硬性組成物は、公知のものであってよい。 In the method for producing a cured product of the present invention, the curable composition may be a hydraulic composition. Therefore, as a method for producing the cured product of the present invention, the hydraulic composition containing air bubbles is filled in a mold coated with the defoaming promoting composition of the present invention and cured, and then the obtained cured product is placed in a mold. Provided is a method for producing a hardened body of a hydraulic composition that is released from a frame. The hydraulic composition is a composition containing hydraulic powder such as cement, and examples thereof include mortar and concrete. These hydraulic compositions may be known.
本発明の硬化体の製造方法では、硬化体の表面での気泡跡を低減することができる。すなわち、例えば、硬化性組成物の硬化後、型枠から硬化体を分離することにより、表面の気泡痕が低減された硬化体を製造することができる。このように、気泡を含む硬化性組成物を、脱泡促進用組成物から得られた塗膜と接触させて硬化させ、硬化体の表面での気泡痕を低減させることにより、硬化体の表面美観を改善することができる。従って、本発明により、気泡を含む硬化性組成物、例えば水硬性組成物を、本発明の脱泡促進用組成物から得られた塗膜と接触させて硬化させ、硬化体の表面での気泡痕を低減する、硬化体の表面美観改善方法が提供される。 In the method for producing a cured body of the present invention, traces of air bubbles on the surface of the cured body can be reduced. That is, for example, by separating the cured body from the mold after curing the curable composition, it is possible to produce a cured body with reduced air bubble marks on the surface. In this way, the curable composition containing air bubbles is cured by contacting it with the coating film obtained from the defoaming promoting composition, and the surface of the cured body is reduced by reducing the bubble marks on the surface of the cured body. Aesthetics can be improved. Therefore, according to the present invention, a curable composition containing air bubbles, for example, a hydraulic composition, is brought into contact with a coating film obtained from the defoaming promoting composition of the present invention to cure the air bubbles on the surface of the cured product. Provided is a method for improving surface aesthetics of a cured body that reduces marks.
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明する。なお、この実施例は、単なる本発明の例示であり、何ら限定を意味するものではない。例中の部は、特記しない限り質量部である。なお、「常圧」とは101.3kPaを、「常温」とは25℃を示す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. It should be noted that this example is merely an illustration of the present invention and does not imply any limitation. Parts in the examples are parts by weight unless otherwise specified. In addition, "ordinary pressure" indicates 101.3 kPa, and "ordinary temperature" indicates 25°C.
〔アニオン変性セルロース繊維及び疎水変性セルロース繊維の平均繊維径、平均繊維長、平均アスペクト比〕
測定対象のセルロース繊維に水を加えて、その含有量が0.0001質量%の分散液を調製する。該分散液をマイカ(雲母)上に滴下して乾燥したものを観察試料として、原子間力顕微鏡(AFM)(Digital instrument社製、Nanoscope IITappingmode AFM;プローブはナノセンサーズ社製、Point Probe(NCH)を使用)を用いて、該観察試料中のセルロース繊維の繊維高さ(繊維のあるところとないところの高さの差)を測定する。その際、該セルロース繊維が確認できる顕微鏡画像において、セルロース繊維を100本以上抽出し、それらの繊維高さから平均繊維径を算出する。繊維方向の距離より、平均繊維長を算出する。平均アスペクト比は平均繊維長/平均繊維径より算出し、標準偏差も算出する。一般に、高等植物から調製されるセルロースナノファイバーの最小単位は6×6の分子鎖がほぼ正方形の形でパッキングされていることから、AFMによる画像で分析される高さを繊維径とみなすことができる。
[Average fiber diameter, average fiber length and average aspect ratio of anion-modified cellulose fibers and hydrophobically-modified cellulose fibers]
Water is added to the cellulose fibers to be measured to prepare a dispersion having a content of 0.0001% by mass. An atomic force microscope (AFM) (manufactured by Digital instrument Co., Ltd., Nanoscope IITappingmode AFM; the probe is Nanosensors Co., Ltd., Point Probe (NCH ) is used) to measure the fiber height of the cellulose fibers in the observation sample (difference between the heights where fibers are present and where they are absent). At that time, 100 or more cellulose fibers are extracted from a microscope image in which the cellulose fibers can be confirmed, and the average fiber diameter is calculated from the fiber heights. The average fiber length is calculated from the distance in the fiber direction. The average aspect ratio is calculated from average fiber length/average fiber diameter, and the standard deviation is also calculated. In general, the minimum unit of cellulose nanofibers prepared from higher plants is 6×6 molecular chains packed in a nearly square shape, so the height analyzed in the AFM image can be regarded as the fiber diameter. can.
〔原料のセルロース繊維の平均繊維径及び平均繊維長〕
測定対象のセルロース繊維にイオン交換水を加えて、その含有量が0.01質量%の分散液を調製する。該分散液を湿式分散タイプ画像解析粒度分布計(ジャスコインターナショナル社製、商品名:IF-3200)を用いて、フロントレンズ:2倍、テレセントリックズームレンズ:1倍、画像分解能:0.835μm/ピクセル、シリンジ内径:6515μm、スペーサー厚み:500μm、画像認識モード:ゴースト、閾値:8、分析サンプル量:1mL、サンプリング:15%の条件で測定する。セルロース繊維を100本以上測定し、それらの平均ISO繊維径を平均繊維径をとして、平均ISO繊維長を平均繊維長として算出する。
[Average Fiber Diameter and Average Fiber Length of Raw Material Cellulose Fiber]
Ion-exchanged water is added to the cellulose fibers to be measured to prepare a dispersion having a content of 0.01% by mass. Using a wet dispersion type image analysis particle size distribution meter (manufactured by Jusco International Co., Ltd., trade name: IF-3200), the dispersion is measured using a front lens: 2x, a telecentric zoom lens: 1x, and an image resolution of 0.835 μm/pixel. , syringe inner diameter: 6515 μm, spacer thickness: 500 μm, image recognition mode: ghost, threshold: 8, analysis sample amount: 1 mL, sampling: 15%. 100 or more cellulose fibers are measured, the average ISO fiber diameter is calculated as the average fiber diameter, and the average ISO fiber length is calculated as the average fiber length.
〔アニオン変性セルロース繊維及び疎水変性セルロース繊維のアニオン性基含有量〕
乾燥質量0.5gの測定対象のセルロース繊維を100mLビーカーにとり、イオン交換水又はメタノール/水=2/1の混合溶媒を加えて全体で55mLとし、ここに0.01M塩化ナトリウム水溶液5mLを加えて分散液を調製する。測定対象のセルロース繊維が十分に分散するまで該分散液を攪拌する。この分散液に0.1M塩酸を加えてpHを2.5~3に調整し、自動滴定装置(東亜ディーケーケー社製、AUT-701)を用い、0.05M水酸化ナトリウム水溶液を待ち時間60秒の条件で該分散液に滴下し、1分ごとの電導度及びpHの値を測定する。pH11程度になるまで測定を続け、電導度曲線を得る。この電導度曲線から、水酸化ナトリウム滴定量を求め、次式により、測定対象のセルロース繊維のアニオン性基含有量を算出する。
アニオン性基含有量(mmol/g)=[水酸化ナトリウム滴定量×水酸化ナトリウム水溶液濃度(0.05M)]/[測定対象のセルロース繊維の質量(0.5g)]
[Anionic group content of anion-modified cellulose fiber and hydrophobically-modified cellulose fiber]
Take 0.5 g of dry mass of cellulose fibers to be measured in a 100 mL beaker, add ion-exchanged water or a mixed solvent of methanol/water = 2/1 to make a total of 55 mL, and add 5 mL of 0.01 M sodium chloride aqueous solution. A dispersion is prepared. The dispersion is stirred until the cellulose fibers to be measured are sufficiently dispersed. Add 0.1 M hydrochloric acid to this dispersion to adjust the pH to 2.5 to 3, and use an automatic titrator (manufactured by Toa DKK Co., Ltd., AUT-701) to add 0.05 M sodium hydroxide aqueous solution with a waiting time of 60 seconds. is added dropwise to the dispersion under the conditions of , and the conductivity and pH values are measured every minute. The measurement is continued until the pH reaches about 11, and a conductivity curve is obtained. From this conductivity curve, the titration amount of sodium hydroxide is obtained, and the anionic group content of the cellulose fiber to be measured is calculated by the following formula.
Anionic group content (mmol/g) = [sodium hydroxide titration amount x sodium hydroxide aqueous solution concentration (0.05 M)]/[mass of cellulose fiber to be measured (0.5 g)]
〔アニオン変性セルロース繊維のアルデヒド基含有量〕
ビーカーに、測定対象のセルロース繊維100.0g(固形分含有量1.0質量%)、酢酸緩衝液(pH4.8)、2-メチル-2-ブテン0.33g、亜塩素酸ナトリウム0.45gを加え常温で16時間撹拌して、アルデヒド基の酸化処理を行う。反応終了後、イオン交換水にて洗浄を行い、アルデヒド基を酸化処理した測定対象のセルロース繊維を得る。反応液を凍結乾燥処理し、得られた乾燥品のカルボキシ基含有量を上記アニオン性基含有量の測定方法で測定し、「酸化処理したアニオン変性セルロース繊維のカルボキシ基含有量」を算出する。続いて、次式にて測定対象のアニオン変性セルロース繊維のアルデヒド基含有量を算出する。
アルデヒド基含有量(mmol/g)=(酸化処理したアニオン変性セルロース繊維のカルボキシ基含有量)-(測定対象のアニオン変性セルロース繊維のカルボキシ基含有量)
[Aldehyde Group Content of Anion-Modified Cellulose Fiber]
In a beaker, 100.0 g of cellulose fiber to be measured (solid content 1.0% by mass), acetate buffer (pH 4.8), 2-methyl-2-butene 0.33 g, sodium chlorite 0.45 g and stirred at room temperature for 16 hours to oxidize the aldehyde group. After completion of the reaction, the fiber is washed with deionized water to obtain a cellulose fiber to be measured in which the aldehyde group is oxidized. The reaction solution is freeze-dried, and the carboxyl group content of the obtained dried product is measured by the above anionic group content measuring method to calculate the "carboxyl group content of the oxidized anion-modified cellulose fiber". Subsequently, the aldehyde group content of the anion-modified cellulose fiber to be measured is calculated by the following formula.
Aldehyde group content (mmol/g) = (carboxy group content of oxidized anion-modified cellulose fiber) - (carboxy group content of anion-modified cellulose fiber to be measured)
〔分散液中の固形分含有量〕
ハロゲン水分計(島津製作所社製、商品名:MOC-120H)を用いて行う。サンプル1gに対して150℃恒温で30秒ごとの測定を行い、質量減少が0.1%以下となった値を固形分含有量とする。
[Solid content in dispersion]
A halogen moisture meter (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: MOC-120H) is used. A 1 g sample is measured at a constant temperature of 150° C. every 30 seconds, and the value at which the mass reduction becomes 0.1% or less is taken as the solid content.
〔疎水変性セルロース繊維の修飾基の平均結合量及び導入率(イオン結合)〕
修飾基の結合量を次のIR測定方法により求め、下記式によりその平均結合量及び導入率を算出する。IR測定は、具体的には、乾燥させた疎水変性セルロース繊維を赤外吸収分光装置(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、商品名:Nicolet 6700)を用いATR法にて測定し、下記式A及びBにより、修飾基の平均結合量及び導入率を算出する。式A、Bはアニオン性基がカルボキシ基の場合、即ち、酸化セルロース繊維の場合を示す。以下の「1720cm-1のピーク強度」は、カルボニル基に由来するピーク強度である。なお、カルボキシ基以外のアニオン性基の場合はピーク強度の値を適宜変更し、修飾基の平均結合量及び導入率を算出すればよい。
[Average bonding amount and introduction rate (ionic bond) of modifying group of hydrophobically modified cellulose fiber]
The bonding amount of the modifying group is determined by the following IR measurement method, and the average bonding amount and introduction ratio are calculated by the following formula. Specifically, the IR measurement is performed by measuring the dried hydrophobically modified cellulose fiber by the ATR method using an infrared absorption spectrometer (manufactured by Thermo Fisher Scientific, trade name: Nicolet 6700), and calculating the following formula A and From B, the average bonding amount and introduction rate of the modifying group are calculated. Formulas A and B represent the case where the anionic group is a carboxy group, that is, the case of oxidized cellulose fibers. The “1720 cm −1 peak intensity” below is the peak intensity derived from the carbonyl group. In the case of an anionic group other than the carboxyl group, the peak intensity value may be appropriately changed to calculate the average bonding amount and introduction ratio of the modifying group.
<式A>
修飾基の平均結合量(mmol/g)=a×(b-c)÷d
a:酸化セルロース繊維のカルボキシ基含有量(mmol/g)
b:酸化セルロース繊維の1720cm-1のピーク強度
c:疎水変性セルロース繊維の1720cm-1のピーク強度
d:酸化セルロース繊維の1720cm-1のピーク強度
1720cm-1のピーク強度:カルボン酸のカルボニル基に由来するピーク強度
<式B>
修飾基の導入率(%)=100×e/f
e:修飾基の結合量(mmol/g)
f:酸化セルロース繊維のカルボキシ基含有量(mmol/g)
<Formula A>
Average binding amount of modifying group (mmol/g) = a × (b−c) ÷ d
a: Carboxy group content of oxidized cellulose fiber (mmol/g)
b: peak intensity at 1720 cm −1 of oxidized cellulose fiber c: peak intensity at 1720 cm −1 of hydrophobically modified cellulose fiber d: peak intensity at 1720 cm −1 of oxidized cellulose fiber Peak intensity at 1720 cm −1 : carbonyl group of carboxylic acid Derived peak intensity <Formula B>
Modification group introduction rate (%) = 100 x e/f
e: binding amount of modifying group (mmol/g)
f: carboxyl group content of oxidized cellulose fiber (mmol/g)
〔疎水変性セルロース繊維における結晶構造の確認〕
疎水変性セルロース繊維の結晶構造は、X線回折計(リガク社製、MiniFlexII)を用いて以下の条件で測定することにより確認する。
測定条件は、X線源:Cu/Kα-radiation、管電圧:30kv、管電流:15mA、測定範囲:回折角2θ=5~45°、X線のスキャンスピード:10°/minとする。測定用サンプルは面積320mm2×厚さ1mmのペレットを圧縮し作製する。また、セルロースI型結晶構造の結晶化度は得られたX線回折強度を、以下の式Cに基づいて算出する。
[Confirmation of crystal structure in hydrophobically modified cellulose fiber]
The crystal structure of the hydrophobically-modified cellulose fiber is confirmed by measurement under the following conditions using an X-ray diffractometer (MiniFlexII, manufactured by Rigaku Corporation).
The measurement conditions are X-ray source: Cu/Kα-radiation, tube voltage: 30 kv, tube current: 15 mA, measurement range: diffraction angle 2θ=5 to 45°, X-ray scan speed: 10°/min. A sample for measurement is produced by compressing a pellet having an area of 320 mm 2 and a thickness of 1 mm. Further, the degree of crystallinity of the cellulose type I crystal structure is calculated based on the obtained X-ray diffraction intensity based on the following formula C.
<式C>
セルロースI型結晶化度(%)=[(I22.6-I18.5)/I22.6]×100
〔式中、I22.6は、X線回折における格子面(002面)(回折角2θ=22.6°)の回折強度、I18.5は、アモルファス部(回折角2θ=18.5°)の回折強度を示す〕
<Formula C>
Cellulose type I crystallinity (%) = [(I 22.6 -I 18.5 )/I 22.6 ] × 100
[In the formula, I 22.6 is the diffraction intensity of the lattice plane (002 plane) (diffraction angle 2θ = 22.6°) in X-ray diffraction, I 18.5 is the amorphous part (diffraction angle 2θ = 18.5 °) shows the diffraction intensity]
〔疎水変性セルロース繊維におけるセルロース繊維量(換算量)〕
疎水変性セルロース繊維におけるセルロース繊維(換算量)は、以下の方法によって測定する。
(1)添加される「修飾基を導入するための化合物」が1種類の場合
セルロース繊維量(換算量)を下記式Eによって算出する。
<式E>
セルロース繊維量(換算量)(g)=疎水変性セルロース繊維の質量(g)/〔1+修飾基を導入するための化合物の分子量(g/mol)×修飾基の結合量(mmol/g)×0.001〕
[Cellulose fiber amount (converted amount) in hydrophobically modified cellulose fiber]
The cellulose fiber (converted amount) in the hydrophobically modified cellulose fiber is measured by the following method.
(1) When only one type of "compound for introducing a modifying group" is added The amount of cellulose fibers (converted amount) is calculated by the following formula E.
<Formula E>
Amount of cellulose fiber (converted amount) (g) = Mass of hydrophobically modified cellulose fiber (g)/[1 + Molecular weight of compound for introducing modifying group (g/mol) x Binding amount of modifying group (mmol/g) x 0.001]
(2)添加される「修飾基を導入するための化合物」が2種類以上の場合
各化合物のモル比率(即ち、添加される化合物の合計モル量を1とした時のモル比率)を案分して、セルロース繊維量(換算量)を算出する。
(2) When the "compound for introducing the modifying group" to be added is two or more types, the molar ratio of each compound (that is, the molar ratio when the total molar amount of the compounds to be added is 1) is proportionally adjusted. Then, the amount of cellulose fiber (converted amount) is calculated.
調製例1(アニオン変性セルロース繊維の調製)
針葉樹の漂白クラフトパルプ(ウエストフレザー社製、商品名:ヒントン)を原料のセルロース繊維として用いた。TEMPOとしては、市販品(ALDRICH社製、Free radical、98質量%)を用いた。次亜塩素酸ナトリウム、臭化ナトリウム及び水酸化ナトリウムは市販品を用いた。
Preparation Example 1 (Preparation of anion-modified cellulose fibers)
Bleached coniferous kraft pulp (manufactured by West Fraser, trade name: Hinton) was used as the raw material cellulose fiber. As TEMPO, a commercial product (manufactured by ALDRICH, Free radical, 98% by mass) was used. Commercially available sodium hypochlorite, sodium bromide and sodium hydroxide were used.
まず、メカニカルスターラー、テフロン(登録商標)製撹拌翼を備えた2LのPP製ビーカーに前記漂白クラフトパルプ繊維10g、イオン交換水990gをはかり取り、常温、100rpmで30分撹拌した。その後、該パルプ繊維10gに対し、TEMPO0.13g、臭化ナトリウム1.3g、10.5質量%次亜塩素酸ナトリウム水溶液35.5gをこの順で添加した。自動滴定装置(東亜ディーケーケー社製、商品名:AUT-701)でpHスタット滴定を用い、0.5M水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHを10.5に保持した。撹拌速度100rpmにて反応を常温で120分行った後、水酸化ナトリウム水溶液の滴下を停止し、アニオン変性セルロース繊維の懸濁液を得た。 First, 10 g of the bleached kraft pulp fibers and 990 g of deionized water were weighed into a 2 L PP beaker equipped with a mechanical stirrer and Teflon (registered trademark) stirring blades, and stirred at normal temperature and 100 rpm for 30 minutes. Thereafter, 0.13 g of TEMPO, 1.3 g of sodium bromide, and 35.5 g of a 10.5% by mass sodium hypochlorite aqueous solution were added in this order to 10 g of the pulp fiber. Using pH stat titration with an automatic titrator (manufactured by DKK Toa, trade name: AUT-701), a 0.5 M sodium hydroxide aqueous solution was added dropwise to maintain the pH at 10.5. After the reaction was carried out at room temperature for 120 minutes at a stirring speed of 100 rpm, the dropwise addition of the aqueous sodium hydroxide solution was stopped to obtain a suspension of anion-modified cellulose fibers.
得られたアニオン変性セルロース繊維の懸濁液に0.01Mの塩酸を加えてpH=2とした後に、イオン交換水を用いて、コンパクト電気伝導率計(堀場製作所製、LAQUAtwinEC-33B)によるろ液の電導度測定において200μs/cm以下になるまで十分に洗浄し、次いで脱水処理を行って、アニオン変性セルロース繊維を得た。得られたアニオン変性セルロース繊維のカルボキシ基含有量は1.50mmol/g、アルデヒド基含有量は0.23mmol/gであった。 After adding 0.01 M hydrochloric acid to the resulting suspension of anion-modified cellulose fibers to adjust the pH to 2, ion-exchanged water was used to filter with a compact electrical conductivity meter (LAQUAtwinEC-33B, manufactured by Horiba, Ltd.). The fibers were thoroughly washed until the electrical conductivity of the liquid was measured to be 200 μs/cm or less, followed by dehydration treatment to obtain anion-modified cellulose fibers. The resulting anion-modified cellulose fibers had a carboxy group content of 1.50 mmol/g and an aldehyde group content of 0.23 mmol/g.
調製例2(微細化されたアニオン変性セルロース繊維の調製)
調製例1で最終的に得られたアニオン変性セルロース繊維の懸濁液(固形分含有量2.0質量%)100gを調製し、これに0.5M水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH=8に調整後、イオン交換水を加えて合計200gとした。この懸濁液に、高圧ホモジナイザー(吉田機械社製、商品名:ナノヴェイタL-ES)を用いて150MPaで微細化処理を3回行い、微細化されたアニオン変性セルロース繊維の分散液(固形分含有量1.0%)を得た。この微細化されたアニオン変性セルロース繊維が有するカルボキシ基のカウンターイオンはナトリウムイオンであり、「TCNF(Na型)」と略記する。
Preparation Example 2 (Preparation of micronized anion-modified cellulose fibers)
100 g of the suspension of the anion-modified cellulose fibers finally obtained in Preparation Example 1 (solid content: 2.0% by mass) was prepared, and 0.5 M sodium hydroxide aqueous solution was added to pH = 8. After adjusting to 200 g in total, ion-exchanged water was added. This suspension was subjected to micronization treatment three times at 150 MPa using a high-pressure homogenizer (manufactured by Yoshida Kikai Co., Ltd., trade name: Nanoveita L-ES), and a dispersion of micronized anion-modified cellulose fibers (containing solid content amount 1.0%). The counter ions of the carboxyl groups of the finely divided anion-modified cellulose fibers are sodium ions, which are abbreviated as "TCNF (Na type)".
製造例1(疎水変性セルロース繊維の製造)
マグネティックスターラー、攪拌子を備えたビーカーに、調製例2で得られた微細化アニオン変性セルロース繊維をイソプロパノールに溶媒置換した分散液300g(固形分含有量2.0質量%)を仕込んだ。続いて、アミノ変性シリコーン(東レ・ダウコーニング株式会社製「SS-3551」;「シリコーン1」と略記する。)を、該アニオン変性セルロース繊維のカルボキシ基1molに対してアミノ基0.5molに相当する量を仕込み、イソプロパノール100gを添加し、これらの混合物を常温(25℃)で14時間撹拌して反応させた。反応終了後ろ過し、得られたケークをイソプロパノールにて洗浄後、ホモジナイザー(プライミクス社製、商品名:T.K.ロボミックス)にて5000rpm、5分間攪拌後、高圧ホモジナイザー(吉田機械社製、商品名:ナノヴェイタL-ES)にて150MPaで10パス処理させることで、アニオン変性セルロース繊維に、アミノ変性シリコーンがイオン結合を介して連結した疎水変性セルロース繊維を得た。修飾基の導入率はアニオン変性セルロース繊維のカルボキシ基の40%であった。この疎水変性セルロース繊維の平均繊維径は3.3nm、平均繊維長は578nm、結晶化度は30%であった。
Production Example 1 (Production of hydrophobically modified cellulose fiber)
A beaker equipped with a magnetic stirrer and stirrer was charged with 300 g (solid content: 2.0% by mass) of a dispersion obtained by replacing the solvent of the fine anion-modified cellulose fibers obtained in Preparation Example 2 with isopropanol. Subsequently, an amino-modified silicone ("SS-3551" manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd.; abbreviated as "silicone 1") is added to 0.5 mol of an amino group per 1 mol of the carboxy group of the anion-modified cellulose fiber. 100 g of isopropanol was added, and the mixture was stirred at room temperature (25° C.) for 14 hours to react. After the reaction was completed, the cake was washed with isopropanol, stirred at 5000 rpm for 5 minutes with a homogenizer (manufactured by Primix, trade name: TK Robomix), and then stirred with a high-pressure homogenizer (manufactured by Yoshida Kikai Co., Ltd.). (trade name: NanoVita L-ES) was applied at 150 MPa for 10 passes to obtain hydrophobically-modified cellulose fibers in which amino-modified silicone was linked to anion-modified cellulose fibers via ionic bonds. The rate of modification group introduction was 40% of the carboxy groups in the anion-modified cellulose fibers. The hydrophobically modified cellulose fibers had an average fiber diameter of 3.3 nm, an average fiber length of 578 nm, and a crystallinity of 30%.
実施例1~10及び比較例1~5
(1)用いた成分
(A)成分
・製造例1で得られた疎水変性セルロース繊維
(B)成分
・スクアラン:粘度(20℃)27.8mPa・s、富士フイルム和光純薬株式会社製
(鉱油)
・パラフィン系原料油:コスモピュアスピンE、粘度(20℃)7.2mPa・s、コスモ石油ルブリカンツ株式会社製
・パラフィン系マシン油(1):コスモピュアセイフティー(グレード22)、粘度(20℃)58.8mPa・s、コスモ石油ルブリカンツ株式会社製
・パラフィン系マシン油(2):コスモピュアセイフティー(グレード32)、粘度(20℃)92.6mPa・s、コスモ石油ルブリカンツ株式会社製
(C)成分
・ポリアミド:下記製造例2で得られたポリアミド
・硬化性プレポリマー:ウレタンアクリレート、日本合成化学社製「紫光UV-7000B」(Mw3500)
(分散媒)
・イソプロパノール:関東化学株式会社製
・トルエン:富士フイルム和光純薬株式会社製
Examples 1-10 and Comparative Examples 1-5
(1) Component used (A) component Hydrophobic modified cellulose fiber (B) component obtained in Production Example 1 Squalane: Viscosity (20 ° C.) 27.8 mPa s, Fuji Film Wako Pure Chemical Co., Ltd. (mineral oil )
・Paraffin-based raw material oil: Cosmo Pure Spin E, viscosity (20 ° C.) 7.2 mPa s, manufactured by Cosmo Oil Lubricants Co., Ltd. ・ Paraffin-based machine oil (1): Cosmo Pure Safety (grade 22), viscosity (20 ° C.) ) 58.8 mPa s, manufactured by Cosmo Oil Lubricants Co., Ltd. Paraffin-based machine oil (2): Cosmo Pure Safety (grade 32), viscosity (20 ° C.) 92.6 mPa s, manufactured by Cosmo Oil Lubricants Co., Ltd. (C ) Component Polyamide: Polyamide obtained in Production Example 2 below Curable prepolymer: urethane acrylate, Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd. "Shikou UV-7000B" (Mw 3500)
(dispersion medium)
・Isopropanol: manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. ・Toluene: manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
製造例2(ポリアミドの製造)
炭素数36のダイマー酸(ハリダイマー250K、ハリマ化成株式会社製、Cas番号61788-89-4、100%(C36Dimer acid))450gを2Lセパラフラスコにとり、70℃に昇温した後に窒素置換を行った。その後、エチレンジアミン45g、ジエチレントリアミン5gを徐々に添加し、添加後に内温が145℃になるまで昇温を行った。145℃で1時間撹拌した後に、内温を210℃に昇温し、6時間撹拌を行った。その後、内温を210℃に保ったまま、内圧を45KPaになるまで真空ポンプを用いて減圧を行い、0.5時間撹拌を行い、ポリアミドを調製した。質量平均分子量は33,000であった。なお、ポリアミドにおけるジエチレントリアミンの含有率は3.0モル%であった。また、(C)成分であるポリアミドの分子量は以下の方法で測定した。
Production Example 2 (production of polyamide)
450 g of a dimer acid having 36 carbon atoms (Halidimer 250K, manufactured by Harima Kasei Co., Ltd., Cas number 61788-89-4, 100% (C36 Dimer acid)) was placed in a 2 L separa flask, heated to 70° C., and then replaced with nitrogen. . Thereafter, 45 g of ethylenediamine and 5 g of diethylenetriamine were gradually added, and after the addition, the temperature was raised until the internal temperature reached 145°C. After stirring at 145° C. for 1 hour, the internal temperature was raised to 210° C. and stirring was performed for 6 hours. Thereafter, while maintaining the internal temperature at 210° C., the pressure was reduced using a vacuum pump until the internal pressure reached 45 KPa, and the mixture was stirred for 0.5 hours to prepare a polyamide. The weight average molecular weight was 33,000. The content of diethylenetriamine in the polyamide was 3.0 mol %. In addition, the molecular weight of polyamide as component (C) was measured by the following method.
*ポリアミドの分子量測定方法
質量平均分子量(Mw)は、日立L-6000型高速液体クロマトグラフィーを使用し、ゲル・パーミッション・クロマトグラフィー(GPC)によって測定した。溶離液流路ポンプは日立L-6000、検出器はショーデックスRISE-61示差屈折率検出器、カラムはGMHHR-Hをダブルに接続したものを用いた。サンプルは、溶離液で0.5g/100mLの濃度に調整し、20μLを用いた。溶離液には、1mmol/LのファーミンDM20(花王株式会社製)のクロロホルム溶液を使用した。カラム温度は40℃で、流速は1.0mL/分で行った。検量線の作成のための標準ポリマーとしては、ポリスチレン(東ソー株式会社製)を使用した。
*Method for Measuring Molecular Weight of Polyamide The mass average molecular weight (Mw) was measured by gel permeation chromatography (GPC) using Hitachi L-6000 high performance liquid chromatography. Hitachi L-6000 was used as an eluent channel pump, a Shodex RISE-61 differential refractive index detector as a detector, and a GMHHR-H double-connected column as a column. Samples were adjusted to a concentration of 0.5 g/100 mL with eluent and 20 μL was used. A chloroform solution of 1 mmol/L Firmin DM20 (manufactured by Kao Corporation) was used as an eluent. The column temperature was 40° C. and the flow rate was 1.0 mL/min. Polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation) was used as a standard polymer for preparing a calibration curve.
(2)脱泡促進用組成物の塗工液の調製
前記成分を用いて次のようにして脱泡促進用組成物の塗工液を調製した。
表2に示す組成の質量比になるように、(A)成分、必要に応じて(B)成分、(C)成分を採取し、更に分散媒をスクリュー管内に配合した。分散媒は、実施例6では、トルエン/イソプロパノールの95/5(質量比)混合物を用い、他の実施例及び比較例5では、イソプロパノールを用いた。ただし、比較例1~4は、分散媒を用いず脱泡促進用組成物をそのまま塗工液として用いた。なお、(C1)成分の硬化性プレポリマーを用いる場合は、更に光重合開始剤の1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを硬化性プレポリマーに対して4質量%配合した。次いで、スクリュー管の内容物を、マグネティックスターラーの回転数:500rpm、常温(25℃)で12時間撹拌した。その後、自動公転式攪拌機(シンキー社製、あわとり練太郎)を用いて2200rpmで2分撹拌して脱泡し、脱泡促進用組成物の塗工液を得た。分散媒を用いた塗工液では、(A)~(C)成分の合計濃度は、3質量%であった。
(2) Preparation of Defoaming Accelerating Composition Coating Liquid A defoaming promoting composition coating liquid was prepared using the above components in the following manner.
Component (A), component (B) and component (C) as required were sampled so that the mass ratio of the composition shown in Table 2 was obtained, and a dispersion medium was further blended into the screw tube. In Example 6, a 95/5 (mass ratio) mixture of toluene/isopropanol was used as the dispersion medium, and in other examples and Comparative Example 5, isopropanol was used. However, in Comparative Examples 1 to 4, the composition for promoting defoaming was used as the coating liquid without using a dispersion medium. When the curable prepolymer of component (C1) was used, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone as a photopolymerization initiator was further compounded in an amount of 4% by mass based on the curable prepolymer. Then, the contents of the screw tube were stirred for 12 hours at normal temperature (25° C.) with a magnetic stirrer rotating at 500 rpm. Thereafter, the mixture was stirred at 2200 rpm for 2 minutes using an automatic revolution stirrer (Awatori Mixer, manufactured by THINKY Co., Ltd.) to remove bubbles, thereby obtaining a coating liquid of the composition for promoting defoaming. In the coating liquid using the dispersion medium, the total concentration of components (A) to (C) was 3% by mass.
(3)塗工液粘度の測定
(2)の方法で調製した塗工液の粘度を、AntonPaar社製レオメータPhysica MCR301により、直径25mmのプレート治具を用いて、ギャップ0.5mm、回転数3,000rpm、20℃で測定した。結果を表2に示す。なお、比較例1~4は、(B)成分そのものの粘度である。
(3) Measurement of coating liquid viscosity The viscosity of the coating liquid prepared by the method of (2) was measured using a plate jig with a diameter of 25 mm using a rheometer Physica MCR301 manufactured by Anton Paar. ,000 rpm and 20°C. Table 2 shows the results. Comparative Examples 1 to 4 are the viscosity of the component (B) itself.
(4)型枠の調製
得られた脱泡促進用組成物の塗工液ないし比較例1~4の脱泡促進用組成物を、円柱鋼製型枠(高さ10cm、内径4cm)に、化粧用ハンディスプレー(25mL、株式会社アーテック製)を用いて厚み(湿潤厚み)が1000μmになるように塗布した。次いで、脱泡促進用組成物の塗工液を常温・常圧で24時間乾燥させた。塗工液に分散媒を用いたものはこの操作により分散媒を揮発させた。次いで、硬化性プレポリマーを配合した脱泡促進用組成物に対してのみ、UV照射機(FUSION UV SYSTEMS JAPAN社製、UV-1100-G)を用いて、速度15.8cm/min、出力90%、ランプ高さ67mm、2Passの条件でUV照射して該硬化性プレポリマーを重合・硬化させた。最終的な塗布厚みは、いずれの例においても50μmであった。
(4) Formwork preparation The obtained defoaming promoting composition coating liquid or the defoaming promoting compositions of Comparative Examples 1 to 4 were applied to a cylindrical steel formwork (height 10 cm, inner diameter 4 cm), It was applied to a thickness (wet thickness) of 1000 μm using a cosmetic handy spray (25 mL, manufactured by Artec Co., Ltd.). Next, the coating liquid of the composition for promoting defoaming was dried at normal temperature and normal pressure for 24 hours. When a dispersion medium was used in the coating liquid, the dispersion medium was volatilized by this operation. Next, only the defoaming promotion composition containing the curable prepolymer was irradiated with a UV irradiation machine (manufactured by FUSION UV SYSTEMS JAPAN, UV-1100-G) at a speed of 15.8 cm/min and an output of 90. %, a lamp height of 67 mm, and 2 passes to polymerize and cure the curable prepolymer. The final coating thickness was 50 μm in all examples.
(5)モルタルの調製
表1の配合でモルタルを調整した。該モルタルは、セメントと砂を混合したものに、水、分散剤、消泡剤を混合した水溶液を加えて、JISR 5201に規定されるモルタルミキサーを使用してモルタルを60rpmで60秒混練した後に120rpmで60秒混錬して調製した。分散剤としては、マイテイ 21VS(花王株式会社製)を使用し、分散剤の添加量は、JIS R 5201に記載のフローコーン(上径70mm×下径100mm×高さ60mm)を使用してモルタルフローが200±10mmとなるように調整し、いずれの実施例、比較例においても有効固形分質量部で対粉体として0.2質量部であった。また消泡剤としては、消泡剤No.21(花王株式会社製)を使用し、消泡剤の添加量は、ステンレス製の容器(内径7.5cm、内高8.0cm、重さ1.0kg)にモルタルを充填し、巻き込み空気を抜いて質量法により測定した空気量が1.0%±0.5%となるように消泡剤の添加量を調整し、いずれの実施例、比較例においても対粉体質量部で0.007質量部であった。
(5) Preparation of mortar A mortar was prepared according to the composition shown in Table 1. The mortar is prepared by adding an aqueous solution of water, a dispersant and an antifoaming agent to a mixture of cement and sand, and kneading the mortar at 60 rpm for 60 seconds using a mortar mixer specified in JISR 5201. It was prepared by kneading at 120 rpm for 60 seconds. As a dispersant, Mighty 21VS (manufactured by Kao Corporation) is used, and the amount of dispersant added is mortar using a flow cone (upper diameter 70 mm x lower diameter 100 mm x height 60 mm) described in JIS R 5201. The flow was adjusted to 200±10 mm, and the effective solid content was 0.2 parts by mass relative to the powder in any of the examples and comparative examples. Antifoaming agent No. 21 (manufactured by Kao Corporation) is used, and the amount of antifoaming agent added is determined by filling a stainless steel container (inner diameter 7.5 cm, inner height 8.0 cm, weight 1.0 kg) with mortar and removing entrained air. The amount of defoaming agent added was adjusted so that the amount of air measured by the mass method after extraction was 1.0%±0.5%. 007 parts by mass.
モルタルの調製に使用した成分は以下の通りである。
・セメント:太平洋セメント(株)製普通ポルトランドセメントと住友大阪セメント(株)製普通ポルトランドセメントの1:1(質量比)混合物、比重3.16
・砂:京都府城陽産 表乾比重2.50
・水:水道水(表1中、水の含有量は、分散剤と消泡剤の添加量を含む)
The ingredients used to prepare the mortar are as follows.
・ Cement: 1:1 (mass ratio) mixture of ordinary Portland cement manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd. and ordinary Portland cement manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd., specific gravity 3.16
・Sand: Surface dry specific gravity 2.50 from Joyo, Kyoto Prefecture
Water: tap water (in Table 1, the water content includes the amount of dispersant and antifoaming agent added)
(6)モルタル硬化体の表面美観の評価
調製したモルタルを、(4)で調製した、表2に記載の脱泡促進用組成物を塗布した円柱鋼製型枠(高さ10cm、内径4cm)に、テーブルバイブレータ(株式会社関西機器製作所製)を用いて2500vpmの振動下で、30秒間で充填し、24時間、20℃の気中養生で硬化させ脱型した。このモルタルの型枠への充填及び脱型は、脱泡促進用組成物ごとに2個ずつ実施した。モルタル硬化体表面を、デジタルカメラで撮影縮尺を記録した上で撮影し、撮影した画像を、画像処理オープンソースソフトウェアのImageJを用いて画像解析を行った。撮影した画像の表面気泡径を、撮影縮尺を参考に実寸に換算し、表面積10,000mm2当たりの硬化体表面気泡総表面積を算出し、表面美観の指標として表2に示した。表2中の値は、2つのモルタル硬化体ごとに各表面を撮影して、測定した値を平均したものである。硬化体表面気泡総表面積の値が小さいほど表面美観に優れていると言えるため好ましい。
(6) Evaluation of Surface Appearance of Hardened Mortar The prepared mortar was placed in a cylindrical steel mold (height 10 cm, inner diameter 4 cm) coated with the composition for promoting defoaming shown in Table 2, which was prepared in (4). 30 seconds under vibration of 2500 vpm using a table vibrator (manufactured by Kansai Kiki Seisakusho Co., Ltd.), cured in air at 20° C. for 24 hours, and demolded. The filling of this mortar into the formwork and demolding were carried out twice for each composition for promoting defoaming. The surface of the hardened mortar was photographed with a digital camera after recording the photographing scale, and the photographed image was subjected to image analysis using ImageJ, an image processing open source software. The surface bubble diameter of the photographed image was converted to the actual size with reference to the photographing scale, and the total surface area of cured body surface bubbles per surface area of 10,000 mm 2 was calculated. The values in Table 2 are obtained by averaging the measured values obtained by photographing each surface of each two mortar cured bodies. It can be said that the smaller the value of the total bubble surface area on the surface of the cured body is, the more excellent the surface appearance is, which is preferable.
(考察)
(A)成分の疎水変性セルロース繊維を含有しない比較例の脱泡促進用組成物に比べ、(A)成分の疎水変性セルロース繊維を含有する実施例の脱泡促進用組成物では、硬化体表面の気泡総表面積の値が小さくなり、表面気泡痕が少ない、つまり、表面美観性に優れることが分かる。なお、実施例、比較例では消泡剤を用いているが、これはモルタル中の空気量の調整に用いたものであり、比較例での表面気泡が低減していないことからわかるように、この評価では、脱泡の促進に寄与するものではない。また、脱泡促進用組成物を用いずに硬化体を製造すると脱型が困難となり、表面美観(気泡総表面積)を評価できない。また、例えば、市販の離型剤を用いた場合は、気泡総表面積の値は比較例と同等となる。
(Discussion)
Compared to the defoaming-promoting composition of the comparative example that does not contain the hydrophobically-modified cellulose fiber of the component (A), the defoaming-promoting composition of the example containing the hydrophobically-modified cellulose fiber of the component (A) has a hardened body surface It can be seen that the value of the total bubble surface area of is small and there are few surface bubble traces, that is, the surface appearance is excellent. In the examples and comparative examples, an antifoaming agent was used, but this was used to adjust the amount of air in the mortar. This evaluation does not contribute to promotion of defoaming. In addition, if a cured product is produced without using a composition for promoting defoaming, demolding becomes difficult, and surface aesthetics (total surface area of cells) cannot be evaluated. Further, for example, when a commercially available release agent is used, the value of the total bubble surface area is equivalent to that of the comparative example.
Claims (17)
(A)成分が、アニオン性基を有するセルロース繊維のアニオン性基にアミノ変性シリコーン化合物がイオン結合を介して連結した疎水変性セルロース繊維である、
水硬性組成物用脱泡促進用組成物。 (A) A defoaming promoting composition for a hydraulic composition containing hydrophobically modified cellulose fibers [hereinafter referred to as component (A)],
Component (A) is a hydrophobically modified cellulose fiber in which an amino-modified silicone compound is linked via an ionic bond to an anionic group of a cellulose fiber having an anionic group.
A defoaming promoting composition for a hydraulic composition.
〔式中、R1aは炭素数1~3のアルキル基、ヒドロキシ基、炭素数1~3のアルコキシ基又は水素原子から選ばれる基を示す。R2aは炭素数1~3のアルキル基、ヒドロキシ基又は水素原子から選ばれる基である。Bは少なくとも一つのアミノ基を有する側鎖を示し、R3aは炭素数1~3のアルキル基又は水素原子を示す。x及びyはそれぞれ平均重合度を示し、該化合物の25℃の動粘度が10mm 2 /s以上20,000mm 2 /s以下、及びアミノ当量が400g/mol以上8,000g/mol以下となるように選ばれる。尚、R1a、R2a、R3aはそれぞれ同一でも異なっていても良く、また複数個のR2aは同一でも異なっていても良い。〕 3. The defoaming promoting composition for a hydraulic composition according to claim 1, wherein the amino-modified silicone compound as component (a) is a compound represented by the following general formula (a1).
[In the formula, R 1a represents a group selected from an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms and a hydrogen atom. R 2a is a group selected from an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a hydroxy group and a hydrogen atom. B represents a side chain having at least one amino group, and R 3a represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a hydrogen atom. x and y each indicate an average degree of polymerization, and the kinematic viscosity at 25° C. of the compound is 10 mm 2 /s or more and 20,000 mm 2 /s or less, and the amino equivalent is 400 g/mol or more and 8,000 g/mol or less. selected for R 1a , R 2a and R 3a may be the same or different, and a plurality of R 2a may be the same or different. ]
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020098518A JP7280220B2 (en) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Composition for promoting defoaming |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020098518A JP7280220B2 (en) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Composition for promoting defoaming |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021191565A JP2021191565A (en) | 2021-12-16 |
JP7280220B2 true JP7280220B2 (en) | 2023-05-23 |
Family
ID=78945595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020098518A Active JP7280220B2 (en) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Composition for promoting defoaming |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7280220B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021126195A1 (en) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | Wacker Chemie Ag | Antifoam compositions comprising branched siloxanes |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009256202A (en) | 2008-03-26 | 2009-11-05 | Kao Corp | Additive composition for hydraulic compositions |
JP2018043928A (en) | 2016-09-08 | 2018-03-22 | 東邦化学工業株式会社 | Mortar or concrete curing agent |
JP2019189841A (en) | 2017-11-01 | 2019-10-31 | 花王株式会社 | Hydrophobically modified cellulose fiber and membrane having organic medium |
-
2020
- 2020-06-05 JP JP2020098518A patent/JP7280220B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009256202A (en) | 2008-03-26 | 2009-11-05 | Kao Corp | Additive composition for hydraulic compositions |
JP2018043928A (en) | 2016-09-08 | 2018-03-22 | 東邦化学工業株式会社 | Mortar or concrete curing agent |
JP2019189841A (en) | 2017-11-01 | 2019-10-31 | 花王株式会社 | Hydrophobically modified cellulose fiber and membrane having organic medium |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021191565A (en) | 2021-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fei et al. | Efficient toughening of epoxy–anhydride thermosets with a biobased tannic acid derivative | |
US11884798B2 (en) | Film comprising hydrophobized cellulose fibers and oil | |
Gurunathan et al. | Physicochemical properties of amino–silane-terminated vegetable oil-based waterborne polyurethane nanocomposites | |
Mishra et al. | (UV/Oxidative) dual curing polyurethane dispersion from cardanol based polyol: Synthesis and characterization | |
JP4462934B2 (en) | Chain-extended dendritic polyether | |
Devi et al. | Studies on the blends of cardanol-based epoxidized novolac type phenolic resin and carboxyl-terminated polybutadiene (CTPB), I | |
Mülazim et al. | Preparation of photo curable highly hydrophobic coatings using a modified castor oil derivative as a sol–gel component | |
JP2017007116A (en) | Photocurable composition for three-dimensional molding | |
JP7280220B2 (en) | Composition for promoting defoaming | |
TW553972B (en) | Method for preparing an aqueous polymer emulsion, and a coating composition | |
TW201840726A (en) | Resin composition | |
Mülazim et al. | Photo‐curable highly water‐repellent nanocomposite coatings | |
JP7203916B2 (en) | gel membrane | |
CN115335445B (en) | Tackifier composition | |
KR20210018301A (en) | Method for producing short-fiber anion-modified cellulose fibers | |
JP7450419B2 (en) | Composition containing modified cellulose fibers | |
Dewasthale et al. | Water soluble polysiloxanes | |
JP2020063426A (en) | Aquatic biofouling inhibiting agent | |
JP7278878B2 (en) | carbon fiber reinforced composite | |
JP7336924B2 (en) | composition for spray | |
Ji et al. | Polydimethylsiloxane and castor oil comodified waterborne polyurethane | |
JP7123707B2 (en) | Membrane with hydrophobically modified cellulose fibers and organic medium | |
JP2020063427A (en) | Flow resistance reducing agent | |
JP2022117974A (en) | Method for producing emulsion composition | |
JP2022103135A (en) | Coating agent |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210910 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220812 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221004 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230324 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230509 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230511 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7280220 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |