纤维状纤维素和纤维状纤维素复合树脂制造技术

本发明专利技术的课题在于提供耐热性和树脂的增强效果优异的纤维状纤维素、以及强度高的纤维状纤维素复合树脂。解决手段为一种纤维状纤维素，其是平均纤维宽度为0.1～19μm的纤维状纤维素，按照取代率为1.0～2.0mmol/g的方式将羟基用氨基甲酸酯基进行了取代，平均纤维长度为0.10mm以上。另外，纤维状纤维素复合树脂包含该纤维状纤维素和树脂。该纤维状纤维素和树脂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维状纤维素和纤维状纤维素复合树脂


[0001]本专利技术涉及纤维状纤维素和纤维状纤维素复合树脂。

技术介绍

[0002]近年来，纤维素纳米纤维、微纤维纤维素(微纤化纤维素)等微细纤维作为树脂增强材料的使用受到关注。但是，微细纤维是亲水性的，与之相对，树脂是疏水性的，因此将微细纤维用作树脂增强材料时，该微细纤维的分散性存在问题。因此提出了下述方案：“一种改性纤维素纳米纤维的制造方法，其在同一工序中进行使在分子内具有多元酸酐结构的树脂与具有羟基的纤维素反应而得到改性纤维素的工序、以及对所得到的改性纤维素进行微细化处理的工序，该方法的特征在于，该多元酸酐结构是羧基在分子内发生脱水缩合而形成了环状结构的环状多元酸酐结构”(参见专利文献1)。该方案的“课题在于，提供一种容易分散在溶剂中的改性纤维素纳米纤维的简便制造方法”。但是，该文献的方法中并未考虑在将纤维素纤维用作树脂增强材料时会产生的耐热性的问题。将纤维素纤维用作树脂增强材料的情况下，在将纤维素纤维与树脂进行熔融混炼时，例如在150～250℃进行加热处理。因此，对于纤维素纤维，还要求耐热性优异。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本专利5656100号公报
[0006]专利文献2：日本特开2019
‑
1876号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的课题
[0008]本专利技术所要解决的主要课题在于提供耐热性和树脂的增强效果优异的纤维状纤维素、以及强度高的纤维状纤维素复合树脂。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]如上所述，将微细纤维用作树脂的增强材料时，该微细纤维的分散性存在问题。因此，存在将微细纤维(特别是微纤维纤维素)的羟基用氨基甲酸酯基取代(氨基甲酸酯化)的方案(参见专利文献2)。根据该方案，微细纤维的分散性提高，从而树脂的增强效果提高。于是，本专利技术人以这一点为前提进一步进行了多种试验，结果发现，若着眼于纤维素纤维的氨基甲酸酯化率、平均纤维长度，则能够进一步提高树脂的增强效果。但是，在该试验中还发现，在能够提高树脂的增强效果的情况下，耐热性也并不总是优异的。基于这样的发现想到了以下所示的手段。
[0011](方案1所述的手段)
[0012]一种纤维状纤维素，其是平均纤维宽度为0.1～19μm的纤维状纤维素，其特征在于，
[0013]按照取代率为1.0～2.0mmol/g的方式将羟基用氨基甲酸酯基进行了取代，
[0014]平均纤维长度为0.10mm以上。
[0015](方案2所述的手段)
[0016]如方案1所述的纤维状纤维素，其中，在绝对干燥状态下进行加热(5℃/分钟、105℃
→
350℃)时的5％重量减少的温度为240℃以上。
[0017](方案3所述的手段)
[0018]一种纤维状纤维素复合树脂，其特征在于，其包含方案1或2所述的纤维状纤维素和树脂。
[0019](方案4所述的手段)
[0020]如方案3所述的纤维状纤维素复合树脂，其中，上述纤维状纤维素的混配率为1～80质量％、上述树脂的混配率为20～90质量％。
[0021](方案5所述的手段)
[0022]如方案3或4所述的纤维状纤维素复合树脂，其中，上述树脂的一部分或全部为酸改性树脂。
[0023]专利技术的效果
[0024]根据本专利技术，可得到耐热性和树脂的增强效果优异的纤维状纤维素、以及强度高的纤维状纤维素复合树脂。
具体实施方式
[0025]接着对具体实施方式进行说明。需要说明的是，本实施方式为本专利技术的一例。本专利技术的范围并不限于本实施方式的范围。
[0026]本方式的纤维状纤维素(纤维素纤维)的平均纤维宽度(径)为0.1～19μm、即为微纤维纤维素(微纤化纤维素)，羟基(
‑
OH基)的一部分或全部被氨基甲酸酯基取代。本方式中，氨基甲酸酯基的取代率为1.0～2.0mmol/g。另外，本方式的纤维状纤维素的平均纤维长度为0.10mm以上。此外，纤维状纤维素复合树脂包含该纤维状纤维素和树脂。以下进行详细说明。
[0027]需要说明的是，本方式中，将平均纤维宽度(径)为0.1～19μm的纤维状纤维素称为微纤维纤维素、或者微纤化纤维素、或者MFC。
[0028](纤维状纤维素)
[0029]本方式的纤维状纤维素是平均纤维径为0.1～19μm的微纤维纤维素(微纤化纤维素)。若为微纤维纤维素，则树脂的增强效果显著提高。另外，与同样是微细纤维的纤维素纳米纤维相比，微纤维纤维素更容易利用氨基甲酸酯基进行改性(氨基甲酸酯化)。其中，更优选对微细化之前的纤维素原料进行氨基甲酸酯化，这种情况下，微纤维纤维素和纤维素纳米纤维是等同的。
[0030]本方式中，微纤维纤维素是指平均纤维径(宽度)比纤维素纳米纤维粗的纤维。具体地说，平均纤维径例如为0.1～19μm、优选为0.2～15μm、更优选大于0.5且为10μm以下。微纤维纤维素的平均纤维径若低于(不足)0.1μm，则与纤维素纳米纤维没有差别，可能无法充分得到提高树脂的强度(特别是弯曲模量)的效果。另外，开纤时间变长，需要大量的能量。此外，纤维素纤维浆料的脱水性变差。若脱水性变差，则在干燥中需要大量的能量，在干燥中施加大量的能量时，纤维素纤维会发生热劣化，强度可能会降低。特别是平均纤维径为
50nm以下时，热分解温度显著降低，因此耐热性可能会降低，不适合于与树脂的混炼。另一方面，微纤维纤维素的平均纤维径若高于(超过)19μm，则与纸浆没有差别，增强效果可能变得不充分。
[0031]本方式中，微细纤维(微纤维纤维素和纤维素纳米纤维)的平均纤维径的测定方法如下所述。
[0032]首先，将固体成分浓度0.01～0.1质量％的微细纤维的水分散液100ml用特氟龙(注册商标)制膜过滤器进行过滤，用乙醇100ml进行1次溶剂置换、用叔丁醇20ml进行3次溶剂置换。接着进行冷冻干燥，进行锇涂布，制成试样。对于该试样，根据所构成的纤维的宽度，以3,000倍～30,000倍的任一倍率进行基于电子显微镜SEM图像的观察。具体地说，在观察图像上绘出两条对角线，并任意绘出三条通过对角线的交点的直线。进一步目视测量与该三条直线交错的合计100根纤维的宽度。并且将测量值的中值径作为平均纤维径。
[0033]微纤维纤维素可以通过将纤维素原料(也称为“原料纸浆”)进行开纤(微细化)而得到。作为原料纸浆，例如可以从以阔叶树、针叶树等作为原料的木材纸浆、以稻草、甘蔗渣、棉、麻、韧皮纤维等作为原料的非木材纸浆、以回收废纸、损纸等作为原料的废纸纸浆(DIP)等中选择1种或2种以上来使用。需要说明的是，以上的各种原料例如可以是被称为纤维素系粉末等的粉碎物(粉状物)的状态等。
[0034]其中，为了尽可能避免杂质的混入，作为原料纸浆，优选使用木材纸浆。作为木材纸浆，例如可以从阔叶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种纤维状纤维素，其是平均纤维宽度为0.1μm～19μm的纤维状纤维素，其特征在于，按照取代率为1.0mmol/g～2.0mmol/g的方式将羟基用氨基甲酸酯基进行了取代，平均纤维长度为0.10mm以上。2.如权利要求1所述的纤维状纤维素，其中，在绝对干燥状态下以5℃/分钟、105℃
→
350℃进行加热时的5％重量减少的...

【专利技术属性】
技术研发人员：今井贵章，
申请(专利权)人：大王制纸株式会社，
类型：发明
国别省市：