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JP7467915B2 - Molding material and molded body - Google Patents
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JP7467915B2 - Molding material and molded body - Google Patents

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Description

本発明は、成形材料とこの成形材料を用いた成形体に関する。 The present invention relates to a molding material and a molded body made using this molding material.

近年、海洋汚染対策や地球温暖化対策などにより植物由来プラスチックや生分解性プラスチックが注目されている。植物由来の成分は主にセルロース、ヘミセルロース、リグニンの3種類である。この中で、セルロースは生分解性がある材料として有名であるが、ヘミセルロースはセルロースよりも更に生分解性が良好であることが報告されている。 In recent years, plant-derived plastics and biodegradable plastics have been attracting attention as a measure against marine pollution and global warming. There are three main types of plant-derived components: cellulose, hemicellulose, and lignin. Of these, cellulose is well known as a biodegradable material, but it has been reported that hemicellulose is even more biodegradable than cellulose.

セルロースを成形材料として活用する技術が検討されている。例えば、特許文献1には樹脂にセルロースナノファイバーを配合した樹脂成形品の製造方法が開示されている。 Technologies that utilize cellulose as a molding material are being investigated. For example, Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a resin molded product in which cellulose nanofibers are blended with the resin.

特許文献2ではセルロースアセテートとフルオレン系化合物を重合させて射出成形用の材料とする技術が開示されている。引用文献2では、そのほか、木粉そのものの利用やヘミセルロース、リグニンの利用が提案されている。 Patent Document 2 discloses a technique for polymerizing cellulose acetate and a fluorene-based compound to produce a material for injection molding. In addition, Patent Document 2 also proposes the use of wood flour itself, hemicellulose, and lignin.

特許文献3では、不飽和ポリエステルと架橋性モノマーを含む不飽和ポリエステル樹脂であって、不飽和ポリエステルの主鎖の一部に木質系材料を基に作成される材料を用いた不飽和ポリエステル樹脂が提案されている。 Patent Document 3 proposes an unsaturated polyester resin that contains an unsaturated polyester and a crosslinkable monomer, and uses a material made from a wood-based material as part of the main chain of the unsaturated polyester.

特許文献4では、天然繊維で強化された成形体が開示されている。この成形体は残留水分を含む原料混合物の塑性成形又は熱可塑性成形後に得られた成形材料からなり、最終成形工程後に凝固され、少なくとも一つの植物又は動物の繊維材料と、少なくとも一つの熱可塑性又は熱硬化性プラスチックと、少なくとも一つの水結合性バイオポリマー及び/又は少なくとも一つの水結合性バイオモノマーを含む成形体である。特許文献4には、植物繊維やバイオポリマー及びバイオモノマーとしてヘミセルロースが使用できる旨が記載されている。 Patent document 4 discloses a molded body reinforced with natural fibers. This molded body is made of a molding material obtained after plastic or thermoplastic molding of a raw material mixture containing residual moisture, and is solidified after the final molding step. The molded body contains at least one plant or animal fiber material, at least one thermoplastic or thermosetting plastic, and at least one water-binding biopolymer and/or at least one water-binding biomonomer. Patent document 4 describes that hemicellulose can be used as the plant fiber, biopolymer, and biomonomer.

特開2018-43405号公報JP 2018-43405 A 特開2015-86254号公報JP 2015-86254 A 特開2008-239906号公報JP 2008-239906 A 特表2005-506413号公報JP 2005-506413 A

特許文献1に開示される樹脂成形品に使用される材料においては、ポリプロピレンに対するセルロースナノファイバーの混合割合は、射出成形時の流動性の問題から最大20%とされており、植物由来材料の割合を大きくすることは困難であった。 In the materials used for the resin molded products disclosed in Patent Document 1, the mixing ratio of cellulose nanofibers to polypropylene is limited to a maximum of 20% due to problems with fluidity during injection molding, and it has been difficult to increase the proportion of plant-derived materials.

これに対し、特許文献2では、植物由来材料であるセルロースアセテートの割合を70-90%と向上させることが可能であるが、フルオレン自体が高価であり、かつ用途によっては成形体の光透過性が十分でないという課題があった。 In contrast, in Patent Document 2, it is possible to increase the proportion of cellulose acetate, a plant-derived material, to 70-90%, but there are issues with this, such as the high cost of fluorene itself and the insufficient light transmittance of the molded body depending on the application.

特許文献3では実施例3で木質系材料中のリグニンとセルロースおよびヘミセルロースから作製した材料の合成方法を開示している。しかしながら、特許文献3で得られる樹脂の成形性には改善の余地があり、また、成形体の光透過性も不十分であった。 In Example 3 of Patent Document 3, a method for synthesizing a material made from lignin, cellulose, and hemicellulose in wood-based materials is disclosed. However, there is room for improvement in the moldability of the resin obtained in Patent Document 3, and the light transmittance of the molded body is also insufficient.

特許文献4ではバイオポリマー/バイオモノマーとしてヘミセルロースを使用する方法が開示されているが、ヘミセルロースの使用が具体的に開示されておらず、その成形性や従来のプラスチックとの相溶性、透明性についても明らかにされていなかった。 Patent Document 4 discloses a method of using hemicellulose as a biopolymer/biomonomer, but does not specifically disclose the use of hemicellulose, nor does it clarify its moldability, compatibility with conventional plastics, or transparency.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、植物由来の材料として産業的にほぼ活用されてこなかったヘミセルロースを有効活用した上で、成形性に優れ、かつ透明性に優れた成形体を形成できる成形材料を提供することにある。 The problem that this invention aims to solve is to provide a molding material that can be used to form molded bodies with excellent moldability and transparency, while making effective use of hemicellulose, a plant-derived material that has hardly been used industrially.

上記の課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
[1] ペントース誘導体由来単位を含むポリマーを含有する成形材料。
[2] ペントース誘導体由来単位の含有量は、成形材料の全質量に対して20質量%以上である、[1]に記載の成形材料。
[3] ペントース誘導体由来単位は、下記式(1)で表されるモノマーに由来する単位である、[1]又は[2]に記載の成形材料;
式(1)中、R1は、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、アルキル基、アシル基、アリール基、トリメチルシリル基又はホスホリル基を表し、複数あるR1は同一であっても異なっていてもよい。
[4] ペントース誘導体由来単位は、下記式(2)で表されるモノマーに由来する単位である、[1]又は[2]に記載の成形材料;
式(2)中、R1は、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、アルキル基、アシル基、アリール基、トリメチルシリル基又はホスホリル基を表し、複数あるR1は同一であっても異なっていてもよい;R5は、水素原子、アルキル基、フッ素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す;Y1は単結合又は連結基を表す。
[5] ペントース誘導体由来単位はヘミセルロース由来の単位である、[1]~[4]のいずれかに記載の成形材料。
[6] ペントース誘導体をさらに含む、[1]~[5]のいずれかに記載の成形材料。
[7] 樹脂成分をさらに含む、[1]~[6]のいずれかに記載の成形材料。
[8] 金属導入用である、[1]~[7]のいずれかに記載の成形材料。
[9] [1]~[8]のいずれかに記載の成形材料を成形してなる成形体。
[10] 全光線透過率が80%以上である、[9]に記載の成形体。
[11] 金属をさらに含む、[9]又は[10]に記載の成形体。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
[1] A molding material containing a polymer including a unit derived from a pentose derivative.
[2] The molding material according to [1], wherein the content of the pentose derivative-derived unit is 20% by mass or more based on the total mass of the molding material.
[3] The molding material according to [1] or [2], wherein the pentose derivative-derived unit is a unit derived from a monomer represented by the following formula (1):
In formula (1), R 1 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, or a phosphoryl group, and a plurality of R 1s may be the same or different.
[4] The molding material according to [1] or [2], wherein the pentose derivative-derived unit is a unit derived from a monomer represented by the following formula (2):
In formula (2), R 1 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, or a phosphoryl group, and a plurality of R 1 may be the same or different; R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a fluorine atom, a bromine atom, or an iodine atom; and Y 1 represents a single bond or a linking group.
[5] The molding material according to any one of [1] to [4], wherein the pentose derivative-derived unit is a hemicellulose-derived unit.
[6] The molding material according to any one of [1] to [5], further comprising a pentose derivative.
[7] The molding material according to any one of [1] to [6], further comprising a resin component.
[8] The molding material according to any one of [1] to [7], which is for introducing metals.
[9] A molded product obtained by molding the molding material according to any one of [1] to [8].
[10] The molded article according to [9], having a total light transmittance of 80% or more.
[11] The molded article according to [9] or [10], further comprising a metal.

また、本発明は、以下の構成を有するものであってもよい。 The present invention may also have the following configuration:

[101]ペントースが化学修飾された単糖又は多糖誘導体から選ばれる少なくとも1種類の構成要素を含む成形材料。
[102]ペントースが化学修飾された単糖又は多糖誘導体が下記式(1)で表される構造であるか、もしくは下記式(1)で表される構造に由来する単位を含む[101]に記載の成形材料。
式(1)中、R1は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アシル基、アリール基、トリメチルシリル基又はホスホリル基を表し、複数あるR1は同一であっても異なっていてもよい。
[103]ペントースが化学修飾された単糖又は多糖誘導体が下記式(2)で表される構造であるか、もしくは下記式(2)で表される構造に由来する単位を含む[101]に記載の成形材料。
1は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アシル基、アリール基、トリメチルシリル基又はホスホリル基を表し、複数あるR1は同一であっても異なっていてもよい;R5は、水素原子又はアルキル基、塩素原子、フッ素原子、臭素原子、ヨウ素原子を表す;Y1は単結合又は連結基を表す。
[104][101]~[103]いずれかに記載の成形材料を成形してなる成形加工品。
[105][101]~[103]いずれかに記載の成形材料を成形して成形加工品を得る工程を有する成形方法。
[106]更に金属を導入する工程を有する[105]に記載の成形方法。
[107]ペントースが化学修飾された単糖又は多糖誘導体から選ばれる少なくとも1種類の構成要素はヘミセルロースを分解して得られたものである、[105]又は[106]に記載の成形方法。
[101] A molding material comprising at least one component selected from monosaccharide or polysaccharide derivatives in which pentose is chemically modified.
[102] The molding material according to [101], wherein the monosaccharide or polysaccharide derivative in which the pentose is chemically modified has a structure represented by the following formula (1) or contains a unit derived from the structure represented by the following formula (1).
In formula (1), R 1 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, or a phosphoryl group, and a plurality of R 1s may be the same or different.
[103] The molding material according to [101], wherein the monosaccharide or polysaccharide derivative in which the pentose is chemically modified has a structure represented by the following formula (2) or contains a unit derived from the structure represented by the following formula (2).
R1 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, or a phosphoryl group, and a plurality of R1 may be the same or different; R5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a chlorine atom, a fluorine atom, a bromine atom, or an iodine atom; Y1 represents a single bond or a linking group.
[104] A molded product obtained by molding the molding material according to any one of [101] to [103].
[105] A molding method comprising a step of molding the molding material according to any one of [101] to [103] to obtain a molded product.
[106] The molding method according to [105], further comprising the step of introducing a metal.
[107] The molding method according to [105] or [106], wherein at least one component selected from monosaccharide or polysaccharide derivatives having chemically modified pentoses is obtained by decomposing hemicellulose.

本発明によれば、ヘミセルロースを有効活用した成形材料であって、成形性に優れ、かつ透明性に優れた成形体を形成できる成形材料を提供することができる。 The present invention provides a molding material that effectively utilizes hemicellulose and can form molded articles that have excellent moldability and transparency.

以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において置換・無置換を明記していない置換基については、その基に任意の置換基を有していてもよい意味である。 The present invention will be described in detail below. The following explanation of the constituent elements may be based on representative embodiments or specific examples, but the present invention is not limited to such embodiments. In this specification, for substituents that are not specified as substituted or unsubstituted, this means that the group may have any substituent.

(成形材料)
本発明の成形材料は、ペントース誘導体由来単位を含むポリマーを含有する成形材料に関する。ペントース誘導体は、ペントースが化学修飾された単糖又は多糖誘導体から選ばれる少なくとも1種類である。本明細書において、ペントース誘導体由来単位とは、ペントースが化学修飾された単糖又は多糖誘導体に由来する単位である。なお、本発明の成形材料は、ペントースが化学修飾された単糖又は多糖誘導体を含むものであってもよい。
(Molding material)
The molding material of the present invention relates to a molding material containing a polymer containing a pentose derivative-derived unit. The pentose derivative is at least one type selected from monosaccharide or polysaccharide derivatives in which the pentose is chemically modified. In this specification, the pentose derivative-derived unit is a unit derived from a monosaccharide or polysaccharide derivative in which the pentose is chemically modified. The molding material of the present invention may contain a monosaccharide or polysaccharide derivative in which the pentose is chemically modified.

本発明の成形材料において、ペントース誘導体由来単位の含有量(糖誘導体含有率)は、成形材料の全質量に対して20質量%以上であることが好ましく、25質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることがさらに好ましく、35質量%以上であることが一層好ましく、40質量%以上であることが特に好ましい。なお、ペントース誘導体由来単位の含有量(糖誘導体含有率)は、100質量%であってもよい。ペントース誘導体由来単位の含有量(糖誘導体含有率)を上記範囲内とすることにより成形材料から形成される成形体の生分解性をより効果的に高めることができる。 In the molding material of the present invention, the content of the pentose derivative-derived units (sugar derivative content) is preferably 20% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, even more preferably 30% by mass or more, even more preferably 35% by mass or more, and particularly preferably 40% by mass or more, based on the total mass of the molding material. The content of the pentose derivative-derived units (sugar derivative content) may be 100% by mass. By setting the content of the pentose derivative-derived units (sugar derivative content) within the above range, the biodegradability of the molded body formed from the molding material can be more effectively increased.

ここで、本発明の成形材料におけるペントース誘導体由来単位の含有量(糖誘導体含有率)は、以下の算出式で算出される値である。
ペントース誘導体由来単位の含有率(質量%)=ペントース誘導体由来単位からなるポリマーの質量/成形材料の質量×100
なお、ペントース誘導体由来単位を含むポリマーがペントース誘導体由来単位と他の構成単位とのコポリマーである場合、ペントース誘導体由来単位の含有率は以下の式により算出される。
ペントース誘導体由来単位の含有率(質量%)=ペントース誘導体由来単位の分子量×コポリマー中におけるペントース誘導体由来単位の平均含有数/成形材料の重量平均分子量
Here, the content of the pentose derivative-derived unit in the molding material of the present invention (sugar derivative content) is a value calculated by the following calculation formula.
Content (mass%) of pentose derivative-derived units=mass of polymer consisting of pentose derivative-derived units/mass of molding material×100
When the polymer containing the pentose derivative-derived unit is a copolymer of the pentose derivative-derived unit and another structural unit, the content of the pentose derivative-derived unit is calculated by the following formula.
Content of pentose derivative-derived units (mass%) = molecular weight of pentose derivative-derived units x average number of pentose derivative-derived units in copolymer / weight average molecular weight of molding material

本発明の成形材料は、上記構成を有するものであるため、成形性に優れている。ここで、成形材料の成形性は、成形材料を加熱加圧成形した後の成形体の性状により評価できる。具体的には、ひび割れがなく外観が良好な成形体が得られる場合に、成形性が良好であると評価できる。また、本発明の成形材料から形成される成形体は透明性にも優れている。成形体の透明性は成形体の全光線透過率から判定できる。具体的には、JIS K 7105に記載の方法で測定した全光線透過率が80%以上である場合に、成形体の透明性が良好であると評価できる。 The molding material of the present invention has the above-mentioned configuration and therefore has excellent moldability. Here, the moldability of the molding material can be evaluated based on the properties of the molded body after the molding material is heated and pressurized. Specifically, the moldability can be evaluated as good when a molded body without cracks and with a good appearance is obtained. In addition, the molded body formed from the molding material of the present invention also has excellent transparency. The transparency of the molded body can be determined from the total light transmittance of the molded body. Specifically, the transparency of the molded body can be evaluated as good when the total light transmittance measured by the method described in JIS K 7105 is 80% or more.

また、本発明の成形材料から形成された成形体は、ペントース誘導体由来単位を含むため、生分解性を有するものである。このような成形体は、海洋汚染や地球温暖化を抑制し得る材料としてその利用が期待される。 In addition, molded articles formed from the molding material of the present invention are biodegradable because they contain units derived from pentose derivatives. Such molded articles are expected to be used as materials that can suppress marine pollution and global warming.

(ペントース誘導体)
ペントース誘導体(ペントースが化学修飾された単糖又は多糖誘導体)は、ペントース単糖又はペントースが複数グリコシド結合した多糖類のヒドロキシル基の少なくとも1つが置換基で修飾されたものである。置換基としては、後述するような置換基が挙げられるが、例えば、アルキル基、アシル基、アリール基、ホスホリル基、トリメチルシリル基等を例示することができる。このように、ペントースのヒドロキシル基の一部を置換基で修飾することによりヒドロキシル基同士の水素結合力を弱めることが可能となり、成形材料中における相溶性や成形時の流動性を高め、成形性を高めることが可能となる。
(Pentose derivatives)
A pentose derivative (a monosaccharide or polysaccharide derivative in which pentose is chemically modified) is a pentose monosaccharide or a polysaccharide in which multiple pentoses are glycosidicly bonded, in which at least one of the hydroxyl groups is modified with a substituent. Examples of the substituent include those described below, such as an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a phosphoryl group, and a trimethylsilyl group. In this way, by modifying a part of the hydroxyl groups of the pentose with a substituent, it is possible to weaken the hydrogen bonding strength between the hydroxyl groups, thereby improving the compatibility in the molding material and the fluidity during molding, and improving moldability.

ペントースが化学修飾された単糖誘導体としてはキシロース誘導体を好ましく例示できる。また、ペントースが化学修飾された多糖誘導体としてはヘミセルロース誘導体、キシロオリゴ糖誘導体を挙げることができ、キシロオリゴ糖誘導体を好ましく例示できる。 Preferable examples of monosaccharide derivatives in which pentoses are chemically modified include xylose derivatives. In addition, preferable examples of polysaccharide derivatives in which pentoses are chemically modified include hemicellulose derivatives and xylooligosaccharide derivatives, with xylooligosaccharide derivatives being preferred.

ペントース誘導体はヘミセルロース由来の材料であることも好ましい。すなわち、ペントース誘導体由来単位はヘミセルロース由来の単位であることがこのましい。ヘミセルロース由来の材料からペントース誘導体を得ることで、ヘミセルロースを有効活用することができる。また、ヘミセルロースは生分解性が高いことが知られており、セルロースと酢酸セルロースがともに生分解性を有していることからも、ヘミセルロース由来の材料を用いることでより効果的に生分解性を高めることができる。 It is also preferable that the pentose derivative is a material derived from hemicellulose. In other words, it is preferable that the pentose derivative-derived unit is a unit derived from hemicellulose. By obtaining a pentose derivative from a material derived from hemicellulose, it is possible to effectively utilize hemicellulose. In addition, hemicellulose is known to be highly biodegradable, and since both cellulose and cellulose acetate are biodegradable, the biodegradability can be more effectively increased by using a material derived from hemicellulose.

ペントース誘導体由来単位は、下記式(1)もしくは(2)で表されるモノマーに由来する単位であることが好ましい。すなわち、成形材料に含まれるポリマーは、下記式(1)もしくは(2)で表されるモノマーに由来する単位を含むものであることが好ましい。 The pentose derivative-derived units are preferably units derived from a monomer represented by the following formula (1) or (2). In other words, the polymer contained in the molding material preferably contains units derived from a monomer represented by the following formula (1) or (2).

式(1)中、R1は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アシル基、アリール基、トリメチルシリル基又はホスホリル基を表し、複数あるR1は同一であっても異なっていてもよい。但し、R1の少なくとも1つは、アルキル基、アシル基、アリール基、トリメチルシリル基又はホスホリル基である。 In formula (1), R 1s each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, or a phosphoryl group, and a plurality of R 1s may be the same or different, provided that at least one of R 1s is an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, or a phosphoryl group.

式(2)中、R1は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アシル基、アリール基、トリメチルシリル基又はホスホリル基を表し、複数あるR1は同一であっても異なっていてもよい。R5は、水素原子、アルキル基、塩素原子、フッ素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。Y1は単結合又は連結基を表す。 In formula (2), R1 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, or a phosphoryl group, and a plurality of R1 may be the same or different. R5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a chlorine atom, a fluorine atom, a bromine atom, or an iodine atom. Y1 represents a single bond or a linking group.

ペントース誘導体由来単位を含むポリマーは、側鎖を有する糖ポリマーであっても良い。ここで、糖ポリマーとは、糖鎖がポリマーの主鎖を構成していてもよく、糖鎖以外の他の構成要素がポリマーの主鎖を構成するものであってもよい。糖以外の他の構成要素がポリマーの主鎖を構成する場合、糖もしくは糖鎖はポリマーの側鎖を構成することになる。また、糖ポリマーが主鎖及び側鎖に糖鎖を有する場合には、主鎖及び側鎖のいずれのペントースが化学修飾されていても良い。 The polymer containing a pentose derivative-derived unit may be a sugar polymer having a side chain. Here, the sugar polymer may be one in which a sugar chain constitutes the main chain of the polymer, or another component other than the sugar chain may constitute the main chain of the polymer. When another component other than the sugar constitutes the main chain of the polymer, the sugar or sugar chain constitutes the side chain of the polymer. In addition, when the sugar polymer has sugar chains in the main chain and the side chain, either the pentose in the main chain or the side chain may be chemically modified.

糖以外の他の構成要素がポリマーの主鎖を構成する場合、ペントース誘導体由来単位は、下記式(3)で表される単位であることが好ましい。
When a component other than sugar constitutes the main chain of the polymer, the unit derived from a pentose derivative is preferably a unit represented by the following formula (3).

式(3)中、R1はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アシル基、アリール基、ホスホリル基又はトリメチルシリル基を表し、アルキル基には糖誘導体基が含まれ、複数あるR1は同一であっても異なっていてもよい;
R’は水素原子、-OR1、アミノ基又は-NR1 2を表す。
R”は水素原子又は-OR1を表す。
なお、R’及びR”におけるR1は、式(3)中のR1と同様であり、好ましい範囲も同様である。
5は水素原子、アルキル基、塩素原子、フッ素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表し、複数あるR5は同一であっても異なっていてもよい。中でも、R5は水素原子、アルキル基、フッ素原子、臭素原子又はヨウ素原子であることが好ましい。
1及びY1はそれぞれ独立に単結合又は連結基を表し、複数あるX1は同一であっても異なっていてもよく、複数あるY1は同一であっても異なっていてもよい。
In formula (3), R 1 's each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a phosphoryl group, or a trimethylsilyl group, the alkyl group including a sugar derivative group, and multiple R 1 's may be the same or different;
R' represents a hydrogen atom, --OR 1 , an amino group or --NR 1 2 .
R″ represents a hydrogen atom or —OR 1 .
In addition, R 1 in R′ and R″ is the same as R 1 in formula (3), and the preferred range is also the same.
R5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a chlorine atom, a fluorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, and a plurality of R5 may be the same or different. Among them, R5 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group, a fluorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.
X 1 and Y 1 each independently represent a single bond or a linking group, and a plurality of X 1 s may be the same or different, and a plurality of Y 1 s may be the same or different.

糖鎖がポリマーの主鎖を構成する場合、ペントース誘導体由来単位は、下記式(4)で表される単位であることが好ましい。
When the sugar chain constitutes the main chain of the polymer, the unit derived from the pentose derivative is preferably a unit represented by the following formula (4).

式(4)中、R201はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アシル基、アリール基、ホスホリル基又はトリメチルシリル基を表し、複数あるR201は同一であっても異なっていてもよい。
R’は水素原子、-OR1、アミノ基又は-NR1 2を表す。
R”は水素原子又は-OR1を表す。
なお、R’及びR”におけるR1は、式(3)中のR1と同様であり、好ましい範囲も同様である。
*印はR201に代わってR201が結合している酸素原子のいずれか1つとの結合部位を表す。
In formula (4), R 201 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a phosphoryl group, or a trimethylsilyl group, and a plurality of R 201 may be the same or different.
R' represents a hydrogen atom, --OR 1 , an amino group or --NR 1 2 .
R″ represents a hydrogen atom or —OR 1 .
In addition, R 1 in R′ and R″ is the same as R 1 in formula (3), and the preferred range is also the same.
The * symbol represents a bonding site in place of R 201 with any one of the oxygen atoms to which R 201 is bonded.

ペントース誘導体由来単位が上記式(3)で表される単位である場合、式(3)中、R1は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アシル基、アリール基、ホスホリル基又はトリメチルシリル基を表す。なお、R1の少なくとも1つは、アルキル基、アシル基、アリール基、ホスホリル基又はトリメチルシリル基であることが好ましい。R1におけるアルキル基は、置換基を有するアルキル基であってもよく、このようなアルキル基には糖誘導体基が含まれるため、式(3)の糖部分(糖誘導体部)はさらに直鎖又は分岐鎖の糖誘導体部を有していてもよい。中でも、R1は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1以上3以下のアシル基であることが好ましい。なお、複数あるR1は同一であっても異なっていてもよい。 When the pentose derivative-derived unit is a unit represented by the above formula (3), in formula (3), R 1 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a phosphoryl group, or a trimethylsilyl group. It is preferable that at least one of R 1 is an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a phosphoryl group, or a trimethylsilyl group. The alkyl group in R 1 may be an alkyl group having a substituent, and such an alkyl group includes a sugar derivative group, so that the sugar portion (sugar derivative portion) of formula (3) may further have a linear or branched sugar derivative portion. Among them, it is preferable that R 1 each independently represents a hydrogen atom or an acyl group having 1 to 3 carbon atoms. It is preferable that a plurality of R 1s are the same or different.

上記式(3)においてR1がアルキル基又はアシル基である場合、その炭素数は、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、炭素数は1以上であることが好ましく、200以下であることが好ましく、100以下であることがより好ましく、20以下であることがさらに好ましく、4以下であることが特に好ましい。 In the above formula (3), when R 1 is an alkyl group or an acyl group, the number of carbon atoms can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the number of carbon atoms is preferably 1 or more, and is preferably 200 or less, more preferably 100 or less, even more preferably 20 or less, and particularly preferably 4 or less.

上記式(3)におけるR1の具体例としては、例えば、アセチル基、プロパノイル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、クロロアセチル基、トリフルオロアセチル基、シクロペンタンカルボニル基、シクロヘキサンカルボニル基、ベンゾイル基、メトキシベンゾイル基、クロロベンゾイル基等のアシル基;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、t-ブチル基等のアルキル基などが挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基、アセチル基、プロパノイル基、ブチリル基、イソブチリル基、ベンゾイル基が好ましく、アセチル基、プロパノイル基が特に好ましい。 Specific examples of R 1 in the above formula (3) include acyl groups such as acetyl, propanoyl, butyryl, isobutyryl, valeryl, isovaleryl, pivaloyl, hexanoyl, octanoyl, chloroacetyl, trifluoroacetyl, cyclopentanecarbonyl, cyclohexanecarbonyl, benzoyl, methoxybenzoyl, and chlorobenzoyl; and alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, and t-butyl. Among these, methyl, ethyl, acetyl, propanoyl, butyryl, isobutyryl, and benzoyl are preferred, with acetyl and propanoyl being particularly preferred.

式(3)中、R’は水素原子、-OR1、アミノ基、もしくは-NR1 2を表す。R1の具体例としては、上記式(3)におけるR1の具体例と同様のものを例示できる。R’の好ましい構造は-H、-OH、-OAc、-OCOC25、-OCOC65、-NH2、-NHCOOH、-NHCOCH3であり、R’のさらに好ましい構造は-H、-OH、-OAc、-OCOC25、-NH2であり、R’の特に好ましい構造は-OH、-OAc、-OCOC25である。 In formula (3), R' represents a hydrogen atom, -OR1 , an amino group, or -NR12 . Specific examples of R1 include the same as the specific examples of R1 in formula ( 3 ) above. Preferred structures of R' are -H, -OH, -OAc, -OCOC2H5 , -OCOC6H5 , -NH2 , -NHCOOH, and -NHCOCH3 , more preferred structures of R' are -H, -OH, -OAc , -OCOC2H5 , and -NH2 , and particularly preferred structures of R' are -OH, -OAc, and -OCOC2H5 .

式(3)中、R”は水素原子又は-OR1を表す。R1の具体例としては、上記式(3)におけるR1の具体例と同様のものを例示できる。R”の好ましい構造は-H、-OAc、-OCOC25、であり、R”のさらに好ましい構造は-H、-OAc、-OCOC25である。 In formula (3), R" represents a hydrogen atom or -OR1 . Specific examples of R1 include the same as the specific examples of R1 in formula (3) above. Preferred structures of R" are -H, -OAc , and -OCOC2H5 , and more preferred structures of R" are -H, -OAc, and -OCOC2H5 .

式(3)中、R5は水素原子、アルキル基、塩素原子、フッ素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表し、複数あるR5は同一であっても異なっていてもよい。中でも、R5は水素原子又は炭素数が1以上3以下のアルキル基であることが好ましく、水素原子又はメチル基であることが特に好ましい。 In formula (3), R5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a chlorine atom, a fluorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, and a plurality of R5 may be the same or different. Among them, R5 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom or a methyl group.

式(3)中、X1及びY1はそれぞれ独立に単結合又は連結基を表し、複数あるX1は同一であっても異なっていてもよく、複数あるY1は同一であっても異なっていてもよい。
1が連結基である場合、X1としては、アルキレン基、-O-、-NH2-、カルボニル基などを含む基が挙げられるが、X1は単結合であるか、もしくは炭素数が1以上6以下のアルキレン基であることが好ましく、炭素数が1以上3以下のアルキレン基であることがより好ましい。
1が連結基である場合、Y1としては、アルキレン基、フェニレン基、-O-、-C(=O)O-などを含む基が挙げられる。Y1はこれらの基を組み合わせた連結基であってもよい。中でもY1は下記に示される連結基(a)~(e)であることが好ましい。
In formula (3), X 1 and Y 1 each independently represent a single bond or a linking group, and a plurality of X 1 s may be the same or different, and a plurality of Y 1 s may be the same or different.
When X1 is a linking group, examples of X1 include groups containing an alkylene group, -O-, -NH2- , a carbonyl group, etc., and X1 is preferably a single bond or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
When Y1 is a linking group, examples of Y1 include groups including an alkylene group, a phenylene group, -O-, -C(=O)O-, etc. Y1 may be a linking group that combines these groups. Among them, Y1 is preferably a linking group (a) to (e) shown below.

連結基(a)~(e)において、※印は主鎖側との結合部位を表し、*印は、側鎖の糖単位との結合部位を表す。 In the linking groups (a) to (e), the * symbol indicates the bonding site with the main chain, and the * symbol indicates the bonding site with the sugar unit of the side chain.

なお、本明細書においては、式(3)におけるR1がアルキル基である場合、該アルキル基は置換基を有するアルキル基であってもよく、このようなアルキル基には糖誘導体基が含まれる。このため、式(3)の糖部分(糖誘導体部)はさらに直鎖又は分岐鎖の糖誘導体部を有していてもよい。すなわち、ペントース誘導体由来単位は式(3')で表される単位であってもよい。
In this specification, when R 1 in formula (3) is an alkyl group, the alkyl group may be an alkyl group having a substituent, and such an alkyl group includes a sugar derivative group. Therefore, the sugar portion (sugar derivative portion) of formula (3) may further have a straight-chain or branched-chain sugar derivative portion. In other words, the pentose derivative-derived unit may be a unit represented by formula (3').

式(3’)においてR1、R5、R'、R''、X1及びY1は、式(3)におけるR1、R5、R'、R''、X1及びY1と同様である。rは2以上1500以下である。式(3’)における*印はrが2以上の場合にR1のいずれか1つとの結合部位を表すか、もしくはR1に代わってR1が結合している酸素原子のいずれか1つとの結合部位を表す。 In formula (3'), R1 , R5 , R', R'', X1 and Y1 are the same as R1 , R5 , R', R'', X1 and Y1 in formula (3). r is 2 or more and 1500 or less. In formula (3'), the mark * represents a bonding site with any one of R1 when r is 2 or more, or represents a bonding site with any one of the oxygen atoms to which R1 is bonded in place of R1 .

なお、式(3’)におけるrは、糖誘導体部の重合度を表す。糖誘導体部の平均重合度は下記の測定方法によって算出することができる。まず、ペントース誘導体を含む溶液を50℃に保ち15000rpmで15分間遠心分離し不溶物を除去する。その後、上清液の全糖量と還元糖量(共にキシロース換算)を測定する。そして全糖量を還元糖量で割ることで平均重合度が算出される。なお、上記測定方法が採用できない場合は、ゲル浸透クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、光散乱法、粘度法、末端基定量法、沈降速度法、MULDI-TOF-MS法、NMRによる構造解析法などを採用してもよい。 In addition, r in formula (3') represents the degree of polymerization of the sugar derivative portion. The average degree of polymerization of the sugar derivative portion can be calculated by the following measurement method. First, the solution containing the pentose derivative is kept at 50°C and centrifuged at 15,000 rpm for 15 minutes to remove insoluble matter. Then, the total sugar amount and the amount of reducing sugar (both converted into xylose) of the supernatant are measured. The average degree of polymerization is calculated by dividing the total sugar amount by the amount of reducing sugar. In addition, if the above measurement method cannot be adopted, gel permeation chromatography, size exclusion chromatography, light scattering method, viscosity method, terminal group quantification method, sedimentation velocity method, MULDI-TOF-MS method, structural analysis method by NMR, etc. may be adopted.

糖誘導体の平均重合度をポリマー合成後に測定する場合は、1H-NMRで糖鎖由来のピーク(3.3-5.5ppm付近)の積分値と、ペントース誘導体のその他の成分由来のピークの積分値を算出し、各積分値の比より平均重合度を算出する。なお、式(3')におけるR1が水素原子でない場合には、糖鎖由来のピークの代わりに-OR1基由来のピークの積分値を使用することもできる(但しこの場合の-OR1基のR1は糖鎖ではない)。 When the average degree of polymerization of a sugar derivative is measured after polymer synthesis, the integral value of the peak (around 3.3-5.5 ppm) derived from the sugar chain and the integral value of the peak derived from other components of the pentose derivative are calculated by 1H-NMR, and the average degree of polymerization is calculated from the ratio of the integral values. When R 1 in formula (3') is not a hydrogen atom, the integral value of the peak derived from -OR 1 group can be used instead of the peak derived from the sugar chain (however, in this case, R 1 of -OR 1 group is not a sugar chain).

式(3)に記載のペントース誘導体由来単位を含むポリマーを重合する場合、ホモポリマーとしてもよいし、そのほか公知のモノマー材料と混合して重合するコポリマーとしてもよい。公知のモノマー材料は特に限定されないが、メチルメタクリレート、スチレン、乳酸、プロピレン、テレフタル酸、エチレングリコールなども使用することができる。 When polymerizing a polymer containing the pentose derivative-derived unit described in formula (3), it may be a homopolymer, or it may be a copolymer that is polymerized by mixing with other known monomer materials. There is no particular limit to known monomer materials, but methyl methacrylate, styrene, lactic acid, propylene, terephthalic acid, ethylene glycol, etc. can also be used.

ペントース誘導体由来単位が上記式(4)で表される単位である場合、式(4)中、R201はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アシル基、アリール基、トリメチルシリル基又はホスホリル基を表し、複数あるR201は同一であっても異なっていてもよい。なお、R201の少なくとも1つは、アルキル基、アシル基、アリール基、トリメチルシリル基又はホスホリル基であることが好ましい。 When the pentose derivative-derived unit is a unit represented by the above formula (4), in formula (4), R 201 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, or a phosphoryl group, and a plurality of R 201 may be the same or different. At least one of R 201 is preferably an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, or a phosphoryl group.

式(4)中、R201、R’、R”の好ましい範囲は、式(3)中のR1、R’、R”の好ましい範囲と同様である。 In formula (4), the preferred ranges of R 201 , R', and R'' are the same as the preferred ranges of R 1 , R', and R'' in formula (3).

本発明の成形材料が含有するポリマーは、式(3)及び式(4)の構成単位を含むコポリマーであってもよい。また、本発明の成形材料が含有するポリマーは式(3)及び/又は式(4)の構成単位に加えて、他の構成単位を含むものであってもよい。 The polymer contained in the molding material of the present invention may be a copolymer containing structural units of formula (3) and formula (4). The polymer contained in the molding material of the present invention may also contain other structural units in addition to the structural units of formula (3) and/or formula (4).

本発明の成形材料は、上述したようなペントース誘導体由来単位を含むポリマーを含有する。ポリマーの重量平均分子量は150以上であることが好ましく、200以上であることがより好ましく、300以上であることがさらに好ましい。また、ポリマーの重量平均分子量は2,000,000以下であることが好ましく、1,000,000以下であることがより好ましく、800,000以下であることがさらに好ましい。なお、ポリマーの重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラム(GPC)よるポリスチレン換算により測定された値である。 The molding material of the present invention contains a polymer containing a pentose derivative-derived unit as described above. The weight-average molecular weight of the polymer is preferably 150 or more, more preferably 200 or more, and even more preferably 300 or more. The weight-average molecular weight of the polymer is preferably 2,000,000 or less, more preferably 1,000,000 or less, and even more preferably 800,000 or less. The weight-average molecular weight of the polymer is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) in terms of polystyrene.

(樹脂成分)
本発明の成形材料には、ペントース誘導体由来単位を含むポリマーの他に、樹脂成分が混合されていてもよい。樹脂成分としては特に限定されないが、PMMA、PC、PS、ポリ乳酸、ポリプロピレン、PET、PTFE、ポリアミド、PFAなどが挙げられる。本発明の成形材料においては、化学修飾されたペントースを用いているため、化学修飾されていないペントースからなる単糖又は多糖に比べて樹脂成分との相溶性が飛躍的に高められている。
(Resin Component)
The molding material of the present invention may contain a resin component in addition to the polymer containing a unit derived from a pentose derivative. The resin component is not particularly limited, but may include PMMA, PC, PS, polylactic acid, polypropylene, PET, PTFE, polyamide, PFA, etc. In the molding material of the present invention, a chemically modified pentose is used, so that the compatibility with the resin component is dramatically improved compared to monosaccharides or polysaccharides made of a non-chemically modified pentose.

樹脂成分は、ペントース誘導体由来単位を含むポリマーを構成する共重合成分として含まれていてもよい。この場合は、ペントース誘導体由来単位と上述した樹脂を構成するモノマーに由来する単位を共重合することでポリマーが形成される。このように、ペントース誘導体由来単位を含むポリマーを構成する共重合成分として樹脂成分が含まれていてもよい。このような共重合体はランダムコポリマーであってもよく、ブロックコポリマーであってもよい。 The resin component may be included as a copolymerization component constituting a polymer containing a pentose derivative-derived unit. In this case, a polymer is formed by copolymerizing the pentose derivative-derived unit with a unit derived from a monomer constituting the resin described above. In this way, the resin component may be included as a copolymerization component constituting a polymer containing a pentose derivative-derived unit. Such a copolymer may be a random copolymer or a block copolymer.

また、樹脂成分は、ペントース誘導体由来単位を含むポリマーとは別に添加されるポリマーであってもよい。このような場合は、樹脂成分はプラスチック材料として添加されてもよい。プラスチック材料としても上述した樹脂成分と同様の材料が例示される。樹脂成分がペントース誘導体由来単位を含むポリマーとは別に添加されるポリマーである場合、ペントース誘導体由来単位を含むポリマーと樹脂成分からなるポリマーが溶融混合される。 The resin component may also be a polymer that is added separately from the polymer containing pentose derivative-derived units. In such a case, the resin component may be added as a plastic material. Examples of the plastic material include materials similar to the resin component described above. When the resin component is a polymer that is added separately from the polymer containing pentose derivative-derived units, the polymer containing pentose derivative-derived units and the polymer consisting of the resin component are melt-mixed.

(任意成分)
本発明の成形材料は、上記成分の他に架橋剤、重合開始剤、相溶性を向上させるような添加剤、着色剤、増粘剤、低収縮剤、補強材、無機充填剤などを含んでもよい。架橋剤又は重合開始剤は、単糖又は多糖の水酸基を置換した基を架橋又は重合するものであってもよいし、成形材料中に含まれる単糖又は多糖の誘導体以外の材料を架橋又は重合するものであってもよい。
(Optional ingredients)
In addition to the above components, the molding material of the present invention may contain a crosslinking agent, a polymerization initiator, an additive for improving compatibility, a colorant, a thickener, a shrinkage reducing agent, a reinforcing material, an inorganic filler, etc. The crosslinking agent or polymerization initiator may be one that crosslinks or polymerizes a group that substitutes a hydroxyl group of a monosaccharide or polysaccharide, or may be one that crosslinks or polymerizes a material other than a derivative of a monosaccharide or polysaccharide contained in the molding material.

また、本発明の成形材料には、ペントース誘導体由来単位を含むポリマーの他に、モノマー成分として、ペントース誘導体を含んでいてもよい。モノマー成分としてペントース誘導体を含むことにより、成形材料の成形性を向上させることができる。 In addition, the molding material of the present invention may contain a pentose derivative as a monomer component in addition to the polymer containing a unit derived from a pentose derivative. By including a pentose derivative as a monomer component, the moldability of the molding material can be improved.

本発明の成形材料から成形体を形成する工程では、金属成分が導入されてもよい。金属成分が導入された成形体は導電性を発揮することができるため、導電性が求められる用途に好ましく用いられる。このように、本発明の成形材料は、金属導入用の材料であってもよい。 In the process of forming a molded body from the molding material of the present invention, a metal component may be introduced. A molded body with a metal component introduced therein can exhibit electrical conductivity, and is therefore preferably used in applications where electrical conductivity is required. In this way, the molding material of the present invention may be a material for introducing a metal.

(ペントース誘導体由来単位を含むポリマーの合成方法)
ペントース誘導体由来単位を含むポリマーを合成する方法としては、リビングラジカル重合やリビングアニオン重合、原子移動ラジカル重合といった公知の重合法で行うことができる。例えばリビングラジカル重合の場合、AIBN(α、α’-アゾビスイソブチロニトリル)といった重合開始剤を用い、ペントース誘導体等のモノマーと反応させることによってポリマーを得ることができる。リビングアニオン重合の場合、塩化リチウム存在下ブチルリチウムとモノマーを反応させることによってポリマーを得ることができる。なお、本実施例においては、リビングアニオン重合を用いて合成した例を示しているが、それに限ることはなく、上記各合成法や公知の合成法によって適宜合成することができる。
(Method of synthesizing polymers containing units derived from pentose derivatives)
The polymer containing the pentose derivative-derived unit can be synthesized by known polymerization methods such as living radical polymerization, living anionic polymerization, and atom transfer radical polymerization. For example, in the case of living radical polymerization, a polymer can be obtained by reacting a monomer such as a pentose derivative with a polymerization initiator such as AIBN (α,α'-azobisisobutyronitrile). In the case of living anionic polymerization, a polymer can be obtained by reacting a monomer with butyllithium in the presence of lithium chloride. Note that, although an example of synthesis using living anionic polymerization is shown in this example, the present invention is not limited thereto, and the polymer can be appropriately synthesized by each of the above synthesis methods or known synthesis methods.

(ペントース材料の抽出方法)
ペントース誘導体由来単位を含むポリマーの合成に用いるペントース材料は、合成で得てもよいが、木本性植物、あるいは草本性植物由来材料から抽出する工程を組み合わせて得てもよい。木本性植物、あるいは草本性植物由来のリグノセルロース等から抽出する方法を採用する場合は、特開2012-100546号公報等に記載の抽出方法を利用することができる。キシランについては、例えば特開2012-180424号公報に開示されている方法で抽出することができる。
(Method of Extracting Pentose Materials)
The pentose material used in the synthesis of the polymer containing pentose derivative-derived units may be obtained by synthesis, or may be obtained by combining a step of extraction from woody plant- or herbaceous plant-derived material. When a method of extraction from lignocellulose derived from woody plant or herbaceous plant is adopted, the extraction method described in JP 2012-100546 A or the like can be used. Xylan can be extracted, for example, by the method disclosed in JP 2012-180424 A.

(ペントース材料の化学修飾)
ペントース誘導体は、上記抽出方法等で得られたペントース材料のOH基をアセチル化やハロゲン化などして修飾して用いることが好ましい。例えばアセチル基を導入する場合、ペントース材料を無水酢酸と反応させることによりアセチル化したペントース誘導体を得ることができる。
Chemical Modification of Pentose Materials
The pentose derivative is preferably used after modifying the OH group of the pentose material obtained by the above extraction method, etc. by acetylation, halogenation, etc. For example, when an acetyl group is introduced, an acetylated pentose derivative can be obtained by reacting the pentose material with acetic anhydride.

(成形体)
本発明は、上述した成形材料を成形してなる成形体に関するものでもある。中も、成形材料は、上述した成形材料を加熱加圧成形したものであることが好ましい。また、成形体は、上述した成形材料に活性エネルギー先を照射して硬化させてなる成形体であってもよい。
(Molded body)
The present invention also relates to a molded body obtained by molding the above-mentioned molding material. In particular, the molding material is preferably the above-mentioned molding material molded under heat and pressure. The molded body may also be a molded body obtained by curing the above-mentioned molding material by irradiating it with an active energy source.

本発明の成形体の全光線透過率は80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。このように、本発明の成形体は透明性に優れているため、光学部品としても好ましく用いられる。 The total light transmittance of the molded article of the present invention is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and even more preferably 90% or more. As such, the molded article of the present invention has excellent transparency and is therefore preferably used as an optical component.

本発明の成形体は上述した任意成分や金属をさらに含むものであってもよい。成形体に含まれる金属は、後述する金属を導入する工程において導入されるものである。金属が導入された成形体は導電性を発揮することができるため、導電性が求められる用途に好ましく用いられる。 The molded product of the present invention may further contain the optional components and metals described above. The metal contained in the molded product is introduced in the step of introducing the metal described below. The molded product with the metal introduced therein can exhibit electrical conductivity, and is therefore preferably used in applications where electrical conductivity is required.

成形体の用途としては、例えば、電子機器や家電製品などの筐体、補強材、土木、建材用部品、内装部品、自動車、二輪車用部品、航空機用部品、鉄道車両用部品、日用雑貨品、包装材などの部材等が挙げられるが、中でも、ディスポーザブルな用途として好適である。本発明の成形体は自然環境中に流出しないことが望ましいが、仮に流出しても、自然環境中で分解されるため環境への負荷を減らすことができる。 Applications of the molded body include, for example, housings for electronic devices and home appliances, reinforcing materials, civil engineering and building material parts, interior parts, automobile and motorcycle parts, aircraft parts, railway vehicle parts, daily necessities, packaging materials, and the like, among which the molded body is particularly suitable for disposable applications. It is desirable that the molded body of the present invention does not leak into the natural environment, but even if it does leak out, it will decompose in the natural environment, thereby reducing the burden on the environment.

(成形方法)
本発明の成形体の成形方法としては特に限定されるものではないが、射出成形、射出成形、押出成形、ブロー成形、真空成形、圧空成形、注型成形、発泡成形、粉末成形、光成形、圧縮成形などが挙げられる。中でも、成形方法は射出成形や押出成形、発泡成形、粉末成形であることが好ましい。
(Molding method)
The molding method of the molded article of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include injection molding, extrusion molding, blow molding, vacuum molding, pressure molding, cast molding, foam molding, powder molding, photomolding, compression molding, etc. Among these, the molding method is preferably injection molding, extrusion molding, foam molding, or powder molding.

また、本発明の成形体を成形する際には、光重合による成形を行うこともできる。この場合は、上述した成形材料に光重合材料を用いることが好ましい。光重合により成形体を成形する際には、例えば凹型や微細パターンが加工されている型に本発明の成形材料を流し入れ、そこに光照射することで成形体を得ることができる。また、基材に所望の厚みでコーティングを行い、その後光を照射することによって成形材料をコーティングした成形体を得ることもできる。或いは下地材料上に成形材料をコーティングして未硬化の樹脂膜を形成し、樹脂膜に型を押し付けながら樹脂膜を光重合させる所謂ナノインプリント技術にも適用できる。本発明の成形材料をナノインプリントで使用する場合は、硬化前の成形材料の粘度を低くするために、ペントース誘導体のモノマー成分を添加することが好ましい。もしくは、ペントース誘導体以外の単糖誘導体又はオリゴ糖誘導体を添加することも好ましい。なお、コーティングの下地材料は特に限定されるものではないが、例えばPET,PP,PE,PS,PC,PMMA,COP(シクロオレフィンポリマー),ポリアミド、セルロースナノファイバー、シリコン、石英といった材料を使用することができる。 When forming the molded body of the present invention, molding by photopolymerization can also be performed. In this case, it is preferable to use a photopolymerization material as the above-mentioned molding material. When forming a molded body by photopolymerization, for example, the molding material of the present invention is poured into a mold processed with a concave mold or a fine pattern, and a molded body can be obtained by irradiating it with light. In addition, a substrate can be coated with a desired thickness, and then a molded body coated with the molding material can be obtained by irradiating it with light. Alternatively, it can be applied to so-called nanoimprint technology in which the molding material is coated on the base material to form an uncured resin film, and the resin film is photopolymerized while pressing a mold against the resin film. When using the molding material of the present invention for nanoimprinting, it is preferable to add a monomer component of a pentose derivative to reduce the viscosity of the molding material before curing. Alternatively, it is also preferable to add a monosaccharide derivative or an oligosaccharide derivative other than the pentose derivative. The base material for coating is not particularly limited, but materials such as PET, PP, PE, PS, PC, PMMA, COP (cycloolefin polymer), polyamide, cellulose nanofiber, silicon, and quartz can be used.

(金属を導入する工程)
本発明の成形材料を用いて成形体を成形する際には、成形後に金属を導入する工程を設けることも好ましい。金属を導入することにより、成形体の強度を高めたり、導電性を高めたりすることができる。
(Metal introduction step)
When a molded body is formed using the molding material of the present invention, it is also preferable to provide a step of introducing a metal after molding. By introducing a metal, the strength and electrical conductivity of the molded body can be increased.

金属を導入する方法としては、成形材料自身に金属材料を混合する、又は金属を配位させる方法もあるが、成形体にしてから金属を導入することもできる。具体的には、CVD(化学蒸着法)やスパッタリング(真空蒸着法)、ALD(原子層堆積法)又はSIS法(Sequencial Infiltration Synthesis;逐次浸透合成)に代表される金属含浸法などがあげられる。中でも、金属を導入する工程は、成形材料を成形した後に設けられることが好ましく、金属ガスを成形体中に含浸させる金属含浸法は、成形体表面のみならず内部まで金属が入るので特に好ましい。この際、金属を導入する工程を成形体全体に行ってもよいし、成形体の中で金属を導入したい部分を選択して金属導入することもできる。 Methods for introducing metals include mixing the metal material into the molding material itself or coordinating the metal, but the metal can also be introduced after forming the molded body. Specific examples include metal impregnation methods such as CVD (chemical vapor deposition), sputtering (vacuum deposition), ALD (atomic layer deposition), and SIS (sequential infiltration synthesis). Among these, the step of introducing the metal is preferably performed after molding the molding material, and the metal impregnation method of impregnating the molded body with a metal gas is particularly preferred because the metal penetrates not only the surface of the molded body but also the inside. In this case, the step of introducing the metal may be performed on the entire molded body, or the metal can be introduced by selecting the part of the molded body to which the metal is to be introduced.

金属を導入する工程において導入される金属としては、Li、Be、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、Po、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luなどが挙げられる。このようなプロセスは、例えばJornal of Photopolymer Science and Technology Volume29, Number5(2016)653-657に記載されている方法により行うことができる。 Metals introduced in the metal introduction process include Li, Be, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Po, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, etc. Such a process can be carried out, for example, by the method described in Journal of Photopolymer Science and Technology Volume 29, Number 5 (2016) 653-657.

以下に例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。 The features of the present invention are explained in more detail below with reference to the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing contents, processing procedures, etc. shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the specific examples shown below.

[糖の調製]
キシロオリゴ糖およびキシロースは特開2012-100546を参考に、木材パルプから抽出を行った。
[Preparation of sugar]
Xylooligosaccharides and xylose were extracted from wood pulp with reference to JP 2012-100546 A.

[実施例1]
(アセチル糖メタクリレート1の合成)
キシロース1kgを無水酢酸12kgと酢酸16kgの混合溶液へ添加し、30℃で2時間攪拌した。溶液のおよそ5倍量の冷水を攪拌しながらゆっくりと加え、2時間攪拌したのちに1晩静置した。フラスコ中でTHF20Lにエチレンジアミン60gと、酢酸70gを加えて0℃にした溶液に、析出した結晶1kgを加え、4時間攪拌した。これを冷水50Lに注入し、ジクロロメタンで2回抽出した。得られた抽出物1kg、ジクロロメタン15L及びトリエチルアミン240gをフラスコに入れ、-30℃に冷却した。次いで、塩化メタクリロイル140gを加えて2時間攪拌した。これを冷水15Lに注入し、ジクロロメタンで2回抽出し、溶媒を濃縮することにより、アセチル糖メタクリレート1を810g得た。得られたアセチル糖メタクリレート1の構造は下記式(6)のとおりである。
[Example 1]
(Synthesis of acetyl sugar methacrylate 1)
1 kg of xylose was added to a mixed solution of 12 kg of acetic anhydride and 16 kg of acetic acid, and stirred at 30°C for 2 hours. Approximately 5 times the amount of cold water as the solution was slowly added while stirring, and after stirring for 2 hours, the solution was left to stand overnight. 60 g of ethylenediamine and 70 g of acetic acid were added to 20 L of THF in a flask, and the solution was cooled to 0°C. 1 kg of precipitated crystals was added to the solution, and stirred for 4 hours. This was poured into 50 L of cold water and extracted twice with dichloromethane. 1 kg of the obtained extract, 15 L of dichloromethane, and 240 g of triethylamine were placed in a flask and cooled to -30°C. Next, 140 g of methacryloyl chloride was added and stirred for 2 hours. This was poured into 15 L of cold water, extracted twice with dichloromethane, and the solvent was concentrated to obtain 810 g of acetyl sugar methacrylate 1. The structure of the obtained acetyl sugar methacrylate 1 is as shown in the following formula (6).

(アセチル糖メタクリレートポリマー1の合成)
フラスコにテトラヒドロフラン500mL、塩化リチウムの2.6質量%THF溶液(東京化成工業社製)92gを加え、アルゴン雰囲気下で-78℃まで冷却した。n-ブチルリチウムの15.4質量%濃度ヘキサン溶液(東京化成工業社製)13gを加え、5分間攪拌後、脱水・脱気処理を行った。次いで、アセチル糖メタクリレート1(300g)を加えて30分間攪拌した。その後メタノール10gを加えて反応を停止させ、アセチル糖メタクリレートポリマー1を得た。アセチル糖メタクリレートの重合度は350であった。アセチル糖メタクリレートポリマー1の重量平均分子量は34000であった。得られたアセチル糖メタクリレートポリマー1を成形材料とした。
(Synthesis of acetyl sugar methacrylate polymer 1)
500 mL of tetrahydrofuran and 92 g of a 2.6% by mass THF solution of lithium chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added to the flask, and the mixture was cooled to −78° C. under an argon atmosphere. 13 g of a 15.4% by mass hexane solution of n-butyllithium (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added, and the mixture was stirred for 5 minutes, after which dehydration and degassing treatment were performed. Next, acetyl sugar methacrylate 1 (300 g) was added and stirred for 30 minutes. Then, 10 g of methanol was added to stop the reaction, and acetyl sugar methacrylate polymer 1 was obtained. The polymerization degree of acetyl sugar methacrylate was 350. The weight average molecular weight of acetyl sugar methacrylate polymer 1 was 34,000. The obtained acetyl sugar methacrylate polymer 1 was used as a molding material.

[実施例2]
(アセチル糖メタクリレート2の合成)
実施例1の(アセチル糖メタクリレート1の合成)においてキシロースに代えて平均重合度3のキシロオリゴ糖を用いた以外は、アセチル糖メタクリレート1の合成と同様にしてアセチル糖メタクリレート2を合成した。
[Example 2]
(Synthesis of acetyl sugar methacrylate 2)
Acetyl sugar methacrylate 2 was synthesized in the same manner as in the synthesis of acetyl sugar methacrylate 1 in Example 1 (synthesis of acetyl sugar methacrylate 1), except that xylose was replaced with a xylooligosaccharide having an average degree of polymerization of 3.

(アセチル糖メタクリレートポリマー2の合成)
フラスコにテトラヒドロフラン500mL、塩化リチウムの2.6質量%THF溶液(東京化成工業社製)92gを加え、アルゴン雰囲気下で-78℃まで冷却した。n-ブチルリチウムの15.4質量%濃度ヘキサン溶液(東京化成工業社製)13gを加え、5分間攪拌後、脱水・脱気処理を行った。次いで、アセチル糖メタクリレート2(300g)を加えて30分間攪拌した。その後メタノール10gを加えて反応を停止させ、アセチル糖メタクリレートポリマー2を得た。
(Synthesis of acetyl sugar methacrylate polymer 2)
500 mL of tetrahydrofuran and 92 g of a 2.6% by mass THF solution of lithium chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added to the flask, and the mixture was cooled to -78°C under an argon atmosphere. 13 g of a 15.4% by mass hexane solution of n-butyllithium (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added, and the mixture was stirred for 5 minutes, after which it was dehydrated and degassed. Next, acetyl sugar methacrylate 2 (300 g) was added and stirred for 30 minutes. Thereafter, 10 g of methanol was added to stop the reaction, and acetyl sugar methacrylate polymer 2 was obtained.

(ポリ乳酸の合成)
フラスコにL-乳酸900gを加え、脱気した後、アルゴン雰囲気下で脱水トルエン(和光純薬社製)4L、2-エチルヘキサン酸スズ(II)(シグマアルドリッチ社製)7mLを加え、90℃で24時間攪拌した。反応後、室温まで冷却し、メタノール5Lを加えて反応を停止させ、ポリ乳酸を得た。
(Synthesis of polylactic acid)
900 g of L-lactic acid was added to a flask, and after degassing, 4 L of dehydrated toluene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 7 mL of tin(II) 2-ethylhexanoate (manufactured by Sigma-Aldrich Co.) were added under an argon atmosphere, and the mixture was stirred for 24 hours at 90° C. After the reaction, the mixture was cooled to room temperature, and 5 L of methanol was added to terminate the reaction, yielding polylactic acid.

(ポリ乳酸-アセチル糖メタクリレート2ブロックコポリマーの合成)
ポリ乳酸-アセチル糖メタクリレート2ブロックコポリマーは、Macromolecules Vol.36,No.6, 2003を参考に合成した。まず、DMF1L中にアセチル糖メタクリレートポリマー2を50g、ポリ乳酸を50g入れ、還元剤として1gのNaCNBH3を加えた。60℃で7日撹拌し、その間毎日NaCNBH3を1g追加した。続いて混合物を室温まで冷却し、沈殿させるために水を5L加えた。沈殿物をろ過し、数回冷水で洗浄し、過剰なアセチル糖を除去した。続いて、ろ過した固形分を真空乾燥し、ポリ乳酸-アセチル糖メタクリレート2ブロックコポリマーを得た。得られたブロックコポリマーの構造は下記式(7)のとおりである。
(Synthesis of polylactic acid-acetyl sugar methacrylate diblock copolymer)
The polylactic acid-acetyl sugar methacrylate two-block copolymer was synthesized with reference to Macromolecules Vol. 36, No. 6, 2003. First, 50 g of acetyl sugar methacrylate polymer 2 and 50 g of polylactic acid were placed in 1 L of DMF, and 1 g of NaCNBH3 was added as a reducing agent. The mixture was stirred at 60°C for 7 days, during which 1 g of NaCNBH3 was added every day. The mixture was then cooled to room temperature, and 5 L of water was added to precipitate. The precipitate was filtered and washed several times with cold water to remove excess acetyl sugar. The filtered solid was then vacuum dried to obtain a polylactic acid-acetyl sugar methacrylate two-block copolymer. The structure of the resulting block copolymer is shown in the following formula (7).

式(7)中、p=104、q=156、r=1であった。但しp、q、rは得られたブロックコポリマーにおける平均値を示す。得られたポリ乳酸-アセチル糖メタクリレート2ブロックコポリマーの重量平均分子量は32000であった。このポリ乳酸-アセチル糖メタクリレート2ブロックコポリマーを成形材料とした。 In formula (7), p = 104, q = 156, and r = 1. Here, p, q, and r indicate the average values in the obtained block copolymer. The weight-average molecular weight of the obtained polylactic acid-acetyl sugar methacrylate two-block copolymer was 32,000. This polylactic acid-acetyl sugar methacrylate two-block copolymer was used as the molding material.

[実施例3]
(アセチル糖の合成)
キシロオリゴ糖(平均糖鎖長8)1kgを無水酢酸12kgとピリジン15kgの混合溶液へ添加し、30℃で17時間攪拌した。溶液のおよそ5倍量の冷水を攪拌しながらゆっくりと加え、30分攪拌することにより、キシロースアセチル誘導体であるアセチル糖を合成した。得られたアセチル糖、絶乾質量4gに対し、PMMA(シグマアルドリッチ社製、重量平均分子量35万)6gを混合して成形材料とした。
[Example 3]
(Synthesis of acetyl sugar)
1 kg of xylooligosaccharide (average sugar chain length 8) was added to a mixed solution of 12 kg of acetic anhydride and 15 kg of pyridine, and stirred at 30°C for 17 hours. Approximately 5 times the amount of cold water as the solution was slowly added while stirring, and the mixture was stirred for 30 minutes to synthesize acetyl sugar, which is a xylose acetyl derivative. 6 g of PMMA (Sigma-Aldrich, weight average molecular weight 350,000) was mixed with 4 g of the obtained acetyl sugar, which was an absolute dry mass, to prepare a molding material.

[実施例4]
実施例1の(アセチル糖メタクリレート1の合成)で合成したアセチル糖メタクリレート1を10g、重合開始剤としてIRGACURE369(チバスペシャルティケミカルズ社製)を0.3g、ライトエステルM(共栄社化学社製)を3g、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(共栄社化学社製)を2g混合し、キセノンランプを照射して得られたポリマーを成形材料とした。
[Example 4]
10 g of acetyl sugar methacrylate 1 synthesized in Example 1 (Synthesis of acetyl sugar methacrylate 1), 0.3 g of IRGACURE369 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) as a polymerization initiator, 3 g of Light Ester M (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), and 2 g of pentaerythritol tetraacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) were mixed, and the polymer obtained by irradiating with a xenon lamp was used as a molding material.

[比較例1]
粉末セルロース(シグマアルドリッチ社製)を成形材料とした。
[Comparative Example 1]
Powdered cellulose (Sigma-Aldrich) was used as the molding material.

[比較例2]
粉末セルロースシグマアルドリッチ社製)絶乾質量4gに対し、PMMA(シグマアルドリッチ社製、重量平均分子量35万)6gを混合して成形材料とした。
[Comparative Example 2]
A molding material was prepared by mixing 4 g of powdered cellulose (Sigma-Aldrich Corporation, absolute dry weight) with 6 g of PMMA (Sigma-Aldrich Corporation, weight average molecular weight 350,000).

[測定及び評価]
<ペントース誘導体由来単位の含有率>
成形材料中におけるペントース誘導体由来単位の含有量は、以下の通り算出した。
ペントース誘導体由来単位の含有率(質量%)=ペントース誘導体由来単位からなるポリマーの質量/成形材料の質量×100
なお、ペントース誘導体由来単位が他の構成単位とのコポリマーとなる場合のペントース誘導体由来単位の含有率は以下のようにして算出した。
ペントース誘導体由来単位の含有率(質量%)=ペントース誘導体由来単位の分子量×コポリマー中におけるペントース誘導体由来単位の平均含有数/成形材料の重量平均分子量
ここで、上記式中における、ペントース誘導体由来単位の分子量、コポリマー中におけるペントース誘導体由来単位の平均含有数及び成形材料の重量平均分子量は、以下のようにして算出した。ペントース誘導体由来単位における糖誘導体部の平均重合度を1H-NMRを用い算出し、ペントース誘導体由来単位の分子量は算出したペントース誘導体の平均重合度から算出した。
成形材料の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラム(GPC)法にて測定を行った。
GPCカラム:Shode x K-806M/K-802連結カラム(昭和電工社製)
カラム温度:40℃
移動層:クロロホルム
検出器:RI
コポリマー中におけるペントース誘導体由来単位の平均含有数は1H-NMRおよびGPCの値から算出した。
コポリマー中におけるペントース誘導体由来単位の平均含有数=(ペントース誘導体由来単位の数比率×成形材料の数平均分子量)/{(ペントース誘導体由来単位の分子量×ペントース誘導体由来単位の数比率)+(他の構成単位の数平均分子量×他の構成単位の数比率)}
[Measurement and Evaluation]
<Content of pentose derivative-derived units>
The content of the pentose derivative-derived unit in the molding material was calculated as follows.
Content (mass%) of pentose derivative-derived units=mass of polymer consisting of pentose derivative-derived units/mass of molding material×100
When the pentose derivative-derived unit forms a copolymer with another structural unit, the content of the pentose derivative-derived unit was calculated as follows.
Content of pentose derivative-derived units (mass %)=molecular weight of pentose derivative-derived units×average number of pentose derivative-derived units in copolymer/weight average molecular weight of molding material In the above formula, the molecular weight of the pentose derivative-derived units, the average number of pentose derivative-derived units in the copolymer, and the weight average molecular weight of the molding material were calculated as follows: The average degree of polymerization of the sugar derivative moiety in the pentose derivative-derived units was calculated using 1H -NMR, and the molecular weight of the pentose derivative-derived units was calculated from the calculated average degree of polymerization of the pentose derivatives.
The weight average molecular weight of the molding material was measured by gel permeation chromatography (GPC).
GPC column: Shode x K-806M/K-802 combined column (Showa Denko K.K.)
Column temperature: 40°C
Mobile phase: chloroform Detector: RI
The average content of units derived from pentose derivatives in the copolymer was calculated from the values of 1 H-NMR and GPC.
Average number of pentose derivative-derived units in copolymer=(number ratio of pentose derivative-derived units×number average molecular weight of molding material)/{(molecular weight of pentose derivative-derived units×number ratio of pentose derivative-derived units)+(number average molecular weight of other structural units×number ratio of other structural units)}

<成形性>
(熱成形)
実施例及び比較例で得られた成形材料を熱成形することにより、成形性の確認を行った。具体的には、まず、10mmx20mmx2mmの形状の凹部となるように作製したシリコンゴム型に実施例及び比較例で得た成形材料2gを入れた。次いで、ゴム型内を減圧にしてランプで型の外側から160~180℃になるように加熱することによって成形材料を溶融させた。その後、空冷にて1時間冷却させ、型から外して成形体を得た。以下の評価基準にて成形体の外観から成形性を評価した。
○:目視で成形体にひび割れが見られず成形性が良好であった。
×:目視で成形体にひび割れが見られ成形性に問題があった。
<Moldability>
(Thermoforming)
The molding materials obtained in the examples and comparative examples were thermoformed to confirm moldability. Specifically, 2 g of the molding materials obtained in the examples and comparative examples were placed in a silicon rubber mold made to have a recess of 10 mm x 20 mm x 2 mm. Next, the molding material was melted by reducing the pressure inside the rubber mold and heating the mold from the outside to 160 to 180°C with a lamp. After that, the molding material was cooled by air cooling for 1 hour and removed from the mold to obtain a molded body. The moldability was evaluated from the appearance of the molded body according to the following evaluation criteria.
◯: No cracks were found on the molded product by visual inspection, and moldability was good.
×: Cracks were visually observed in the molded product, and there was a problem with moldability.

<透明性>
成形性の評価において作製した成形体の全光線透過率を測定した。全光線透過率は、JIS K 7105に記載の方法で測定した。
<Transparency>
In the evaluation of moldability, the total light transmittance of the molded article was measured by the method described in JIS K 7105.

<導電性>
成形性の評価において作製した成形体をALD(原子層堆積装置:PICUSAN社製 SUNALE R-100B)に入れ、95℃にてAl(CH33ガスを導入した後、水蒸気を導入した。この操作を3回繰り返すことで、成形体にAl23を導入した。Al23導入後の成形体を電子顕微鏡JSM7800F(日本電子製)にて、EDX分析(エネルギー分散型X線分析)を行い、Al成分の比率を算出し、以下の評価基準で導電性を評価した。
○:Al成分の比率が5atom%以上であり成形体が導電性を有する。
×:Al成分の比率が5atom%未満であり成形体が導電性を有しない。
<Conductivity>
The molded body produced in the evaluation of moldability was placed in an ALD (atomic layer deposition apparatus: SUNALE R-100B manufactured by PICUSAN), and Al( CH3 ) 3 gas was introduced at 95°C, followed by water vapor. This operation was repeated three times to introduce Al2O3 into the molded body. The molded body after the introduction of Al2O3 was subjected to EDX analysis (energy dispersive X-ray analysis) using an electron microscope JSM7800F (manufactured by JEOL Ltd.) to calculate the ratio of the Al component, and the electrical conductivity was evaluated according to the following evaluation criteria.
◯: The ratio of the Al component is 5 atom % or more, and the molded body has electrical conductivity.
×: The ratio of the Al component is less than 5 atom %, and the molded body has no electrical conductivity.

<光成形性>
実施例4においては、さらに、光成形による成形性の確認を行った。0.1μm厚のPETフィルム上に実施例4の成形材料を200nm厚となるように塗布し、直径100nmのホールが形成されている石英テンプレートの型を押し付けてキセノンフラッシュランプを照射し、型から外した。PETフィルム表面をSEMにて観察したところ、石英テンプレートのホール型を反転した直径100nmのピラー構造(成形体)が形成されていることを確認した。実施例4で得られた石英テンプレートの転写構造体は、欠陥が見られず、光透過性を有していた。
<Photoformability>
In Example 4, the moldability by photomolding was further confirmed. The molding material of Example 4 was applied to a 0.1 μm thick PET film to a thickness of 200 nm, and a quartz template mold in which a hole with a diameter of 100 nm was formed was pressed against the film, irradiated with a xenon flash lamp, and removed from the mold. When the surface of the PET film was observed with an SEM, it was confirmed that a pillar structure (molded body) with a diameter of 100 nm was formed by inverting the hole type of the quartz template. The transfer structure of the quartz template obtained in Example 4 had no defects and was optically transparent.

以上のように、実施例の成形材料は優れた成形性と透明性を有していた。このように実施例で得られた成形体においては、ひび割れ等の構造欠陥の発生が抑制されており、強度の発現が期待できる。また、光透過性を有することから光学部品として使用可能である。さらに、金属の導入が容易であることから導電性又は帯電防止性を有する部品としても使用できる。加えて、実施例の成形材料を用いて製造した成形体は、ペントース誘導体由来の成分を含むため、生分解性を有している。 As described above, the molding material of the example had excellent moldability and transparency. In the molded body obtained in the example, the occurrence of structural defects such as cracks was suppressed, and strength was expected to be exhibited. In addition, since it has optical transparency, it can be used as an optical component. Furthermore, since it is easy to introduce metal, it can also be used as a conductive or antistatic part. In addition, the molded body produced using the molding material of the example is biodegradable because it contains components derived from pentose derivatives.

Claims (9)

ペントース誘導体由来単位を含むポリマーを含有する成形材料から成形体を成形する工程を有する成形方法であって、
前記ペントース誘導体由来単位は、下記式(1)又は(2)で表されるモノマーに由来する単位であり、
前記成形材料は、モノマー成分としてペントース誘導体をさらに含み、
前記成形体を成形する工程では、射出成形、押出成形、ブロー成形、真空成形、注型成形、発泡成形、粉末成形及び光成形よりなる群から選択される少なくとも1種により成形体が成形される、成形方法;
式(1)中、Rは、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、アルキル基、アシル基、アリール基、トリメチルシリル基又はホスホリル基を表し、複数あるRは同一であっても異なっていてもよい;但し、Rの少なくとも1つは、アルキル基、アシル基、アリール基、トリメチルシリル基又はホスホリル基である;
式(2)中、Rは、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、アルキル基、アシル基、アリール基、トリメチルシリル基又はホスホリル基を表し、複数あるRは同一であっても異なっていてもよい;Rは、水素原子、アルキル基、フッ素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す;Yは単結合又は連結基を表す。
A molding method comprising a step of molding a molded body from a molding material containing a polymer including a pentose derivative-derived unit,
The pentose derivative-derived unit is a unit derived from a monomer represented by the following formula (1) or (2):
The molding material further contains a pentose derivative as a monomer component,
a molding method in which, in the step of molding the molded body, the molded body is molded by at least one method selected from the group consisting of injection molding, extrusion molding, blow molding, vacuum molding, cast molding, foam molding, powder molding, and photo molding;
In formula (1), R 1 's each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, or a phosphoryl group, and a plurality of R 1 's may be the same or different; provided that at least one of R 1 's is an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, or a phosphoryl group;
In formula (2), R 1 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, or a phosphoryl group, and a plurality of R 1 may be the same or different; R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a fluorine atom, a bromine atom, or an iodine atom; and Y 1 represents a single bond or a linking group.
前記ペントース誘導体由来単位の含有量は、前記成形材料の全質量に対して20質量%以上である、請求項1に記載の成形方法。 The molding method according to claim 1, wherein the content of the pentose derivative-derived units is 20% by mass or more based on the total mass of the molding material. 前記成形材料は、ペントース誘導体由来単位を含むポリマーを除く樹脂成分をさらに含む、請求項1又は2に記載の成形方法。 The molding method according to claim 1 or 2 , wherein the molding material further contains a resin component other than the polymer containing the pentose derivative-derived unit. 金属導入工程をさらに含む、請求項1~のいずれか1項に記載の成形方法。 The molding method according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a metal introducing step. 前記成形体の全光線透過率が80%以上である、請求項1~のいずれか1項に記載の成形方法。 The molding method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the molded body has a total light transmittance of 80% or more. ペントース誘導体由来単位を含むポリマーを含有する成形材料から成形体を成形する工程を有する成形方法であって、A molding method comprising a step of molding a molded body from a molding material containing a polymer including a pentose derivative-derived unit,
前記ペントース誘導体由来単位は、下記式(1)又は(2)で表されるモノマーに由来する単位であり、The pentose derivative-derived unit is a unit derived from a monomer represented by the following formula (1) or (2):
前記成形体を成形する工程では、射出成形、押出成形、ブロー成形、真空成形、注型成形、発泡成形、粉末成形及び光成形よりなる群から選択される少なくとも1種により成形体が成形され、In the step of molding the molded body, the molded body is molded by at least one method selected from the group consisting of injection molding, extrusion molding, blow molding, vacuum molding, cast molding, foam molding, powder molding, and photo molding;
金属導入工程をさらに含む、成形方法;the forming method further comprising a metal introduction step;
式(1)中、RIn formula (1), R 1 は、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、アルキル基、アシル基、アリール基、トリメチルシリル基又はホスホリル基を表し、複数あるReach independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, or a phosphoryl group; 1 は同一であっても異なっていてもよい;但し、Rmay be the same or different; provided that R 1 の少なくとも1つは、アルキル基、アシル基、アリール基、トリメチルシリル基又はホスホリル基である;at least one of is an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, or a phosphoryl group;
式(2)中、RIn formula (2), R 1 は、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、アルキル基、アシル基、アリール基、トリメチルシリル基又はホスホリル基を表し、複数あるReach independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, an alkyl group, an acyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, or a phosphoryl group; 1 は同一であっても異なっていてもよい;Rmay be the same or different; R 5 は、水素原子、アルキル基、フッ素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す;Yrepresents a hydrogen atom, an alkyl group, a fluorine atom, a bromine atom or an iodine atom; Y 1 は単結合又は連結基を表す。represents a single bond or a linking group.
前記ペントース誘導体由来単位の含有量は、前記成形材料の全質量に対して20質量%以上である、請求項6に記載の成形方法。The molding method according to claim 6 , wherein the content of the pentose derivative-derived units is 20% by mass or more based on the total mass of the molding material. 前記成形材料は、ペントース誘導体由来単位を含むポリマーを除く樹脂成分をさらに含む、請求項6又は7に記載の成形方法。The molding method according to claim 6 or 7, wherein the molding material further contains a resin component other than the polymer containing a unit derived from a pentose derivative. 前記成形体の全光線透過率が80%以上である、請求項6~8のいずれか1項に記載の成形方法。The molding method according to any one of claims 6 to 8, wherein the molded body has a total light transmittance of 80% or more.
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