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JP7474638B2 - Resin composition - Google Patents
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Description

本発明はエンジニアリングプラスチックを含む樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a resin composition containing an engineering plastic.

従来、金属材料の軽量化を目的に、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール等のエンジニアリングプラスチックによる代替が進んでいる。しかしながら、寸法安定性や高温下での力学物性の低下などの問題から、その使用範囲は限定的であった。これら課題を解決するために現在は一般的にガラス繊維等の無機フィラーが併用されているが、無機フィラー配合樹脂はマテリアルリサイクルやサーマルリサイクルが困難であり、廃棄時には埋めるしかないのが現状である。また、無機フィラーに代わる環境調和型の有機フィラーとして、セルロース繊維を用いる技術が近年注目されているが、一般的に250℃を超えるエンジニアリングプラスチックの成形加工工程における着色劣化が大きな課題となる。 In the past, engineering plastics such as polyamide, polycarbonate, and polyacetal have been used to replace metal materials in order to reduce their weight. However, their use has been limited due to problems such as dimensional stability and deterioration of mechanical properties at high temperatures. To solve these problems, inorganic fillers such as glass fiber are currently commonly used in combination with metal materials, but resins containing inorganic fillers are difficult to material recycle or thermally recycle, and the only way to dispose of them is to bury them. In addition, technology that uses cellulose fiber as an environmentally friendly organic filler to replace inorganic fillers has been attracting attention in recent years, but discoloration and deterioration during the molding process of engineering plastics, which generally exceed 250°C, is a major issue.

例えば特許文献1には、耐熱性を付与するために、セルロースの解繊と同時又は解繊後にアセチル基を導入したセルロース微細繊維が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses cellulose fine fibers in which acetyl groups are introduced simultaneously with or after defibration of the cellulose in order to impart heat resistance.

特開2019-6875号公報JP 2019-6875 A

しかしながら、本発明者らが検討した結果、特許文献1のセルロース繊維では、化学的に不安定なエステル結合を有しているため、樹脂と複合化して製造される成形体の着色劣化抑制について十分に満足できるものではなかった。 However, as a result of the investigations conducted by the present inventors, the cellulose fibers of Patent Document 1 contain chemically unstable ester bonds, and therefore are not fully satisfactory in terms of preventing color deterioration of molded articles produced by combining them with resins.

従って本発明は、着色劣化抑制に優れる、エンジニアリングプラスチック及び改質セルロース繊維を含む樹脂組成物並びにその製造方法に関する。 The present invention therefore relates to a resin composition containing engineering plastics and modified cellulose fibers that is excellent at suppressing color deterioration, and a method for producing the same.

本発明は、下記〔1〕~〔2〕に関する。
〔1〕 エンジニアリングプラスチックと改質セルロース繊維を含む樹脂組成物であって、
前記改質セルロース繊維がセルロースI型結晶を有しており、かつ、セルロース由来の水酸基の少なくとも一つに芳香環を有する置換基がエーテル結合を介して結合されてなる、樹脂組成物。
〔2〕 エンジニアリングプラスチックと改質セルロース繊維と混合する混合工程を含む樹脂組成物の製造方法であって、
前記改質セルロース繊維がセルロースI型結晶を有しており、かつ、セルロース由来の水酸基の少なくとも一つに芳香環を有する置換基がエーテル結合を介して結合されてなる、樹脂組成物の製造方法。
The present invention relates to the following [1] and [2].
[1] A resin composition comprising an engineering plastic and a modified cellulose fiber,
The resin composition comprises the modified cellulose fiber having cellulose I type crystals, and at least one of the hydroxyl groups derived from cellulose has a substituent having an aromatic ring bonded to it via an ether bond.
[2] A method for producing a resin composition, comprising a mixing step of mixing an engineering plastic with a modified cellulose fiber,
A method for producing a resin composition, wherein the modified cellulose fiber has cellulose I type crystals, and a substituent having an aromatic ring is bonded to at least one of the hydroxyl groups derived from cellulose via an ether bond.

本発明の樹脂組成物を用いて得られた成形体は、着色劣化抑制に優れる効果を有し、かつ本発明の製造方法によれば、かかる効果を有する樹脂組成物を製造することができる。 The molded article obtained using the resin composition of the present invention has an excellent effect of suppressing color deterioration, and the manufacturing method of the present invention makes it possible to manufacture a resin composition having such an effect.

<樹脂組成物>
本発明の樹脂組成物は、エンジニアリングプラスチックと、特定の置換基を有する改質セルロース繊維とを含む樹脂組成物である。
<Resin Composition>
The resin composition of the present invention is a resin composition containing an engineering plastic and a modified cellulose fiber having a specific substituent.

〔エンジニアリングプラスチック〕
本発明においては、エンジニアリングプラスチックであれば特に制限なく用いることができる。エンジニアリングプラスチックは、結晶性樹脂であってもよく、非晶性樹脂であってもよい。
[Engineering plastics]
In the present invention, any engineering plastic can be used without any particular limitation. The engineering plastic may be a crystalline resin or an amorphous resin.

結晶性樹脂の場合は、着色劣化抑制効果発現の観点から、熱変形温度が好ましくは100℃以上、より好ましくは110℃以上、更に好ましくは120℃以上である。結晶性樹脂の熱変形温度の測定方法は、後述の実施例に記載の通りである。 In the case of crystalline resins, from the viewpoint of suppressing color deterioration, the heat distortion temperature is preferably 100°C or higher, more preferably 110°C or higher, and even more preferably 120°C or higher. The method for measuring the heat distortion temperature of crystalline resins is as described in the examples below.

非晶性樹脂の場合、着色劣化抑制効果発現の観点から、ガラス転移温度が高ければ高いほど好ましく、具体的には、好ましくは100℃以上、より好ましくは110℃以上、更に好ましくは120℃以上である。ガラス転移温度の測定方法は、後述の実施例に記載の通りである。 In the case of amorphous resins, the higher the glass transition temperature, the better from the viewpoint of suppressing color deterioration. Specifically, the glass transition temperature is preferably 100°C or higher, more preferably 110°C or higher, and even more preferably 120°C or higher. The method for measuring the glass transition temperature is as described in the examples below.

結晶性樹脂であっても、非晶性樹脂であっても、エンジニアリングプラスチックとして利用する観点から、25℃における引張強度が高ければ高いほど好ましく、具体的には、好ましくは49MPa以上、より好ましくは55MPa以上、更に好ましくは60MPa以上である。引張強度の測定方法は、後述の実施例に記載の通りである。 Whether the resin is crystalline or amorphous, from the viewpoint of use as an engineering plastic, the higher the tensile strength at 25°C, the better; specifically, it is preferably 49 MPa or more, more preferably 55 MPa or more, and even more preferably 60 MPa or more. The method for measuring the tensile strength is as described in the examples below.

結晶性樹脂であっても、非晶性樹脂であっても、着色抑制効果発現の観点から、25℃における曲げ弾性率が高ければ高いほど好ましく、具体的には、好ましくは2GPa以上、より好ましくは2.2GPa以上、更に好ましくは2.5GPa以上である。曲げ弾性率の測定方法は、後述の実施例に記載の通りである。 Whether the resin is crystalline or amorphous, from the viewpoint of exhibiting the coloration suppression effect, the higher the flexural modulus at 25°C, the better; specifically, it is preferably 2 GPa or more, more preferably 2.2 GPa or more, and even more preferably 2.5 GPa or more. The method for measuring the flexural modulus is as described in the examples below.

本発明に用いられるエンジニアリングプラスチックの具体例としては、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアセタール、変性ポリフェニレンオキサイド、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアリレート、ポリアリルエーテルニトリル等が挙げられる。用途や樹脂の化学構造によって結晶性は一概には決められないが、これらの例における結晶性樹脂としては、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリルエーテルニトリルが例示され、非晶性樹脂としては、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンオキサイド、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアリレートが例示される。 Specific examples of engineering plastics used in the present invention include polyamide, polybutylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyacetal, modified polyphenylene oxide, modified polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, polyether sulfone, polysulfone, polyamide imide, polyether imide, polyimide, polyarylate, polyaryl ether nitrile, etc. Although the crystallinity is not generally determined depending on the application and the chemical structure of the resin, examples of crystalline resins in these examples include polyamide, polybutylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyacetal, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, and polyaryl ether nitrile, and examples of amorphous resins include polycarbonate, modified polyphenylene oxide, modified polyphenylene ether, polyether sulfone, polysulfone, polyamide imide, polyether imide, polyimide, and polyarylate.

中でも、着色抑制効果発現の観点から、エンジニアリングプラスチックとして好ましくはポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアセタール、変性ポリフェニレンオキサイド、変性ポリフェニレンエーテルであり、より好ましくはポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアセタールであり、更に好ましくはポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートである。なお、樹脂の種類や用途によっては、改質セルロース繊維との混合工程との順序を問わず、適宜光硬化及び/又は熱硬化処理工程を行うこともできる。 Among these, from the viewpoint of expressing the coloration suppression effect, preferred engineering plastics are polyamide, polybutylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyacetal, modified polyphenylene oxide, and modified polyphenylene ether, more preferred are polyamide, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polycarbonate, and polyacetal, and even more preferred are polyamide, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, and polycarbonate. Depending on the type of resin and the application, a photocuring and/or heat curing process can be carried out as appropriate, regardless of the order of the mixing process with the modified cellulose fiber.

本明細書において、ポリアミドとは単量体同士のアミド結合により形成される高分子化合物の総称であり、ポリアミドの具体例としては、ポリカプロアミド(ポリアミド6)、ポリウンデカンアミド(ポリアミド11)、ポリドデカンアミド(ポリアミド12)、ポリテトラメチレンアジパミド(ポリアミド46)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ポリアミド66)、ポリヘキサメチレンアゼラミド(ポリアミド69)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ポリアミド610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ポリアミド612)、ポリウンデカメチレンアジパミド(ポリアミド116)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド(ポリアミド6T)、ポリノナメチレンテレフタルアミド(ポリアミド9T)、ポリデカメチレンテレフタルアミド(ポリアミド10T)、ポリウンデカメチレンテレフタルアミド(ポリアミド11T)、ポリトリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド(ポリアミドTMHT)、ポリウンデカメチレンヘキサヒドロテレフタルアミド(ポリアミド11T(H))、ポリヘキサメチレンテレフタル/イソフタルアミド(ポリアミド6T/6I)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ポリアミド6I)及びポリメタキシリレンアジパミド(ポリアミドMXD6)が挙げられる。かかるポリアミドは、本明細書におけるエンジニアリングプラスチックとして好ましく使用できる。 In this specification, polyamide is a general term for a polymeric compound formed by amide bonds between monomers. Specific examples of polyamides include polycaproamide (polyamide 6), polyundecane amide (polyamide 11), polydodecane amide (polyamide 12), polytetramethylene adipamide (polyamide 46), polyhexamethylene adipamide (polyamide 66), polyhexamethylene azelamide (polyamide 69), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 610), polyhexamethylene dodecamide (polyamide 612), polyundecamethylene adipamide (polyamide 116), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 613), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 614), polyhexamethylene dodecamide (polyamide 615), polyhexamethylene adipamide (polyamide 116), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 616), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 617), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 618), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 619), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 620), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 621), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 622), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 623), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 624), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 625), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 626), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 627), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 628), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 629), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 630), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 631), polyhexamethylene sebacamide (polyamide 632), Examples of such polyamides include methylene terephthalamide (polyamide 6T), polynonamethylene terephthalamide (polyamide 9T), polydecamethylene terephthalamide (polyamide 10T), polyundecamethylene terephthalamide (polyamide 11T), polytrimethylhexamethylene terephthalamide (polyamide TMHT), polyundecamethylene hexahydroterephthalamide (polyamide 11T(H)), polyhexamethylene terephthalic/isophthalamide (polyamide 6T/6I), polyhexamethylene isophthalamide (polyamide 6I), and polymetaxylylene adipamide (polyamide MXD6). Such polyamides can be preferably used as the engineering plastics in this specification.

〔改質セルロース繊維〕
本発明に用いられる改質セルロース繊維は、セルロースI型結晶を有し、かつ、セルロース由来の水酸基の少なくとも一つに特定の置換基、即ち芳香環を有する置換基がエーテル結合を介して結合されてなるものである。なお、本明細書において、所定の置換基をエーテル結合を介してセルロース由来の水酸基に結合させるための化合物を「エーテル化剤」という。
[Modified cellulose fibers]
The modified cellulose fiber used in the present invention has cellulose I type crystals and has a specific substituent, i.e., a substituent having an aromatic ring, bonded to at least one of the hydroxyl groups derived from cellulose via an ether bond. In this specification, a compound for bonding a specific substituent to a hydroxyl group derived from cellulose via an ether bond is referred to as an "etherifying agent".

本発明に用いられる改質セルロース繊維の具体的な構造は、例えば、次の一般式(Ce)で示すことができる。 The specific structure of the modified cellulose fiber used in the present invention can be shown, for example, by the following general formula (Ce):

一般式(Ce): General formula (Ce):

Figure 0007474638000001
Figure 0007474638000001

(式中、Rは、それぞれ独立して、水素、芳香環を有する置換基又は酸素原子を有していてもよい炭化水素基であり、少なくとも一つのRは芳香環を有する置換基である。mは好ましくは20以上3,000以下の整数を示す。) (In the formula, each R is independently hydrogen, a substituent having an aromatic ring, or a hydrocarbon group which may have an oxygen atom, and at least one R is a substituent having an aromatic ring. m is preferably an integer of 20 or more and 3,000 or less.)

一般式(Ce)におけるmは、樹脂組成物の成形体の機械的強度発現の観点から、好ましくは20以上の整数、より好ましくは100以上の整数であり、一方、入手性およびコストの観点から、好ましくは3,000以下の整数、より好ましくは2,000以下の整数である。 In general formula (Ce), m is preferably an integer of 20 or more, more preferably an integer of 100 or more, from the viewpoint of the mechanical strength of the molded article of the resin composition, while from the viewpoint of availability and cost, it is preferably an integer of 3,000 or less, more preferably an integer of 2,000 or less.

(芳香環を有する置換基)
本発明に用いられる改質セルロース繊維において、セルロース由来の水酸基の少なくとも一つに芳香環を有する置換基がエーテル結合を介して結合していることは、一般式(Ce)におけるRの少なくとも一つは芳香環を有する置換基であることを意味する。
(Substituent Having an Aromatic Ring)
In the modified cellulose fiber used in the present invention, a substituent having an aromatic ring is bonded to at least one of the hydroxyl groups derived from cellulose via an ether bond, which means that at least one of the R in general formula (Ce) is a substituent having an aromatic ring.

かかる芳香環を有する置換基としては、下記一般式(1)で表される置換基、下記一般式(2)で表される置換基、及び下記一般式(3)で表される置換基からなる群より選択される1種以上の置換基が好ましい。これらの中でも、樹脂組成物の着色劣化抑制の観点から、下記一般式(1)又は(2)で表される置換基がより好ましく、下記一般式(2)で表される置換基が更に好ましい。
-CH-CH(OH)-R (1)
-CH-CH(OH)-CH-(OA)-O-R (2)
-R (3)
(式中、一般式(1)~(3)におけるRはそれぞれ独立して少なくとも1個の芳香環を有する炭素数6以上30以下の炭化水素基を示し、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。)
The substituent having an aromatic ring is preferably one or more substituents selected from the group consisting of a substituent represented by the following general formula (1), a substituent represented by the following general formula (2), and a substituent represented by the following general formula (3). Among these, from the viewpoint of suppressing discoloration and deterioration of the resin composition, the substituent represented by the following general formula (1) or (2) is more preferable, and the substituent represented by the following general formula (2) is even more preferable.
-CH2- CH(OH) -R1 (1)
-CH2- CH(OH) -CH2- (OA) n -O- R1 (2)
-R 1 (3)
(In the formulae, R 1 in general formulas (1) to (3) each independently represents a hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms and at least one aromatic ring, n in general formula (2) represents a number of 0 to 50, and A represents a linear or branched divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.)

一般式(1)~(3)におけるRは、少なくとも1個の芳香環を有する炭素数6以上30以下の炭化水素基である。Rの炭素数は、樹脂組成物の成形体の機械強度発現の観点から好ましくは6以上であり、反応性および入手性の観点から好ましくは25以下、より好ましくは20以下である。Rの具体例としては、フェニル基、クレジル基、メトキシフェニル基、トリチル基、ナフチル基、トリル基やキシリル基などのアリール基、又はベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基等が挙げられる。 R 1 in the general formulas (1) to (3) is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring and having 6 to 30 carbon atoms. From the viewpoint of the mechanical strength of a molded article of the resin composition, the carbon number of R 1 is preferably 6 or more, and from the viewpoints of reactivity and availability, the carbon number of R 1 is preferably 25 or less, more preferably 20 or less. Specific examples of R 1 include aryl groups such as a phenyl group, a cresyl group, a methoxyphenyl group, a trityl group, a naphthyl group, a tolyl group, and a xylyl group, and aralkyl groups such as a benzyl group and a phenethyl group.

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0以上50以下の数であるが、入手性及びコストの観点から、好ましくは0であり、同様の観点から、好ましくは40以下、より好ましくは30以下、更に好ましくは20以下、更に好ましくは15以下である。 In general formula (2), n represents the number of moles of alkylene oxide added. n is a number between 0 and 50, but from the viewpoints of availability and cost, it is preferably 0, and from the same viewpoint, it is preferably 40 or less, more preferably 30 or less, even more preferably 20 or less, and even more preferably 15 or less.

一般式(2)における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であり、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1以上6以下であるが、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、より好ましくは3以下である。Aの具体例としては、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、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。 In general formula (2), A is a linear or branched divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and forms an oxyalkylene group with an adjacent oxygen atom. The number of carbon atoms in A is 1 to 6, but from the viewpoints of availability and cost, it is preferably 2 or more, and from the same viewpoint, it is preferably 4 or less, and more preferably 3 or less. Specific examples of A include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, and a hexylene group, among which an ethylene group and a propylene group are preferred, and an ethylene group is more preferred.

一般式(2)におけるAとnの組み合わせとしては、入手性及びコストの観点から、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り、より好ましくは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15以下の数の組み合わせである。 From the viewpoints of availability and cost, the combination of A and n in general formula (2) is preferably one in which A is a linear or branched divalent saturated hydrocarbon group having 2 to 3 carbon atoms and n is a number from 0 to 20, and more preferably one in which A is a linear or branched divalent saturated hydrocarbon group having 2 to 3 carbon atoms and n is a number from 0 to 15.

(酸素原子を有していてもよい炭化水素基)
一般式(Ce)において、全てのRが芳香環を有する置換基であってもよく、複数のRの中の少なくとも一つが芳香環を有する置換基であってもよい。後者の場合、芳香環を有する置換基以外のRは、水素原子か、又は酸素原子を有していてもよい炭化水素基であることが好ましい。
(Hydrocarbon group which may have an oxygen atom)
In general formula (Ce), all R may be substituents having an aromatic ring, or at least one of the plurality of R may be a substituent having an aromatic ring. In the latter case, it is preferable that the R other than the substituent having an aromatic ring is a hydrogen atom or a hydrocarbon group which may have an oxygen atom.

かかる酸素原子を有していてもよい炭化水素基としては、下記一般式(4)で表される置換基、下記一般式(5)で表される置換基、及び下記一般式(6)で表される置換基からなる群より選択される1種以上の置換基が好ましい。
-CH-CH(OH)-R (4)
-CH-CH(OH)-CH-(OA)-O-R (5)
-R (6)
(式中、一般式(4)及び(5)におけるRはそれぞれ独立して水素であるか、又は芳香環を含まない炭素数1以上30以下の直鎖、環状又は分岐鎖の飽和又は不飽和アルキル基を示し、一般式(5)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。また、式中、一般式(6)におけるRは芳香環を含まない炭素数1以上30以下の直鎖、環状又は分岐鎖の飽和又は不飽和アルキル基を示す。)
As such a hydrocarbon group which may have an oxygen atom, one or more kinds of substituents selected from the group consisting of a substituent represented by the following general formula (4), a substituent represented by the following general formula (5), and a substituent represented by the following general formula (6) are preferable.
-CH2 -CH (OH) -R2 (4)
-CH2- CH(OH) -CH2- (OA) n -O- R2 (5)
-R 3 (6)
(In the formulae, R2 in general formulae (4) and (5) are each independently hydrogen or a linear, cyclic or branched, saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and containing no aromatic ring; n in general formula (5) is a number between 0 and 50, and A is a linear or branched, divalent, saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. In addition, in the formulae, R3 in general formula (6) is a linear, cyclic or branched, saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and containing no aromatic ring.)

一般式(4)及び(5)におけるRが前記のアルキル基である場合の該アルキル基の炭素数は、樹脂組成物の成形体の機械強度の観点から好ましくは1以上、より好ましくは2以上であり、反応性および入手性の観点から好ましくは25以下、より好ましくは20以下である。Rの具体例としては、メチル基、エチル基、アリル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、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、イソステアリル基、オレイル基、イコシル基等が例示される。 When R2 in general formulas (4) and (5) is the alkyl group, the number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, from the viewpoint of mechanical strength of a molded article of the resin composition, and is preferably 25 or less, more preferably 20 or less, from the viewpoint of reactivity and availability. Specific examples of R2 include a methyl group, an ethyl group, an allyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, a heptyl group, an octyl group, a 2-ethylhexyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a hexadecyl group, an octadecyl group, an isostearyl group, an oleyl group, an icosyl group, and the like.

一般式(5)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の数は、入手性及びコストの観点から、好ましくは0であり、同様の観点及び得られる樹脂組成物の成形体の機械的強度の観点から、好ましくは40以下、より好ましくは30以下、更に好ましくは20以下、更に好ましくは15以下、更に好ましくは10以下、更に好ましくは5以下である。 In general formula (5), n indicates the number of moles of alkylene oxide added. From the viewpoints of availability and cost, the number of n is preferably 0, and from the viewpoints of the same and the mechanical strength of the molded article of the resulting resin composition, the number of n is preferably 40 or less, more preferably 30 or less, even more preferably 20 or less, even more preferably 15 or less, even more preferably 10 or less, and even more preferably 5 or less.

一般式(5)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、より好ましくは3以下である。Aの具体例としては、一般式(2)におけるAと同じである。 In general formula (5), A forms an oxyalkylene group with the adjacent oxygen atom. From the viewpoints of availability and cost, the number of carbon atoms in A is preferably 2 or more, and from the same viewpoints, it is preferably 4 or less, more preferably 3 or less. Specific examples of A are the same as A in general formula (2).

一般式(5)におけるAとnの組み合わせとしては、入手性およびコストの観点から、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り、より好ましくは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15以下の数の組み合わせである。 From the viewpoints of availability and cost, the combination of A and n in general formula (5) is preferably one in which A is a linear or branched divalent saturated hydrocarbon group having 2 to 3 carbon atoms and n is a number from 0 to 20, and more preferably one in which A is a linear or branched divalent saturated hydrocarbon group having 2 to 3 carbon atoms and n is a number from 0 to 15.

一般式(6)におけるRのアルキル基の炭素数は、樹脂組成物の成形体の機械強度の観点から、好ましくは1以上、より好ましくは2以上であり、反応性および入手性の観点から、好ましくは25以下、より好ましくは20以下である。Rの具体例としては、メチル基、エチル基、アリル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、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、イソステアリル基、オレイル基、イコシル基等が例示される。 The number of carbon atoms in the alkyl group of R3 in general formula (6) is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, from the viewpoint of the mechanical strength of a molded article of the resin composition, and is preferably 25 or less, more preferably 20 or less, from the viewpoint of reactivity and availability. Specific examples of R3 include a methyl group, an ethyl group, an allyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, a heptyl group, an octyl group, a 2-ethylhexyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a hexadecyl group, an octadecyl group, an isostearyl group, an oleyl group, and an icosyl group.

(結晶化度)
改質セルロース繊維の結晶化度は、樹脂組成物の成形体の強度発現の観点から、好ましくは10%以上、より好ましくは15%以上、更に好ましくは20%以上である。また、原料入手性の観点から、好ましくは90%以下、より好ましくは85%以下、更に好ましくは80%以下、更に好ましくは75%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。
(Crystallization degree)
The crystallinity of the modified cellulose fiber is preferably 10% or more, more preferably 15% or more, and even more preferably 20% or more from the viewpoint of strength expression of the molded body of the resin composition. In addition, from the viewpoint of raw material availability, it is preferably 90% or less, more preferably 85% or less, even more preferably 80% or less, and even more preferably 75% or less. In this specification, the crystallinity of cellulose is the cellulose I type crystallinity calculated from the diffraction intensity value by X-ray diffraction method, and can be measured according to the method described in the examples below. In addition, cellulose I type refers to the crystalline form of natural cellulose, and cellulose I type crystallinity means the proportion of the crystalline region amount in the whole cellulose. The presence or absence of cellulose I type crystal structure can be determined by the presence of a peak at 2θ = 22.6 ° in X-ray diffraction measurement.

(芳香環を有する置換基のモル置換度(MS))
改質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モルに対する芳香環を有する置換基が結合したモル量(モル置換度:MS)は、分散性の観点から、好ましくは0.001以上であり、より好ましくは0.005以上であり、更に好ましくは0.03以上である。一方、改質セルロース繊維を樹脂組成物に適用した際に得られる成形体の機械的強度の観点から、MSとしては、好ましくは1.5以下であり、より好ましくは1.3以下であり、更に好ましくは1.0以下であり、更に好ましくは0.8以下である。ここで、芳香環を有する置換基が複数種の置換基で構成されている場合、芳香環を有する置換基のMSは各置換基のMSの合計である。なお、本明細書において、無水グルコースユニットを「AGU」と略記することがある。AGUはセルロース原料がすべて無水グルコースユニットで構成されていると仮定して算出される。
(Molar Substitution (MS) of Substituent Having an Aromatic Ring)
In the modified cellulose fiber, the molar amount (molar substitution degree: MS) of the aromatic ring-containing substituent bonded to 1 mole of anhydrous glucose unit of cellulose is preferably 0.001 or more, more preferably 0.005 or more, and even more preferably 0.03 or more, from the viewpoint of dispersibility. On the other hand, from the viewpoint of the mechanical strength of the molded body obtained when the modified cellulose fiber is applied to the resin composition, the MS is preferably 1.5 or less, more preferably 1.3 or less, even more preferably 1.0 or less, and even more preferably 0.8 or less. Here, when the aromatic ring-containing substituent is composed of multiple types of substituents, the MS of the aromatic ring-containing substituent is the sum of the MS of each substituent. In this specification, the anhydrous glucose unit may be abbreviated as "AGU". The AGU is calculated assuming that the cellulose raw material is composed entirely of anhydrous glucose units.

(酸素原子を有していてもよい炭化水素基のモル置換度(MS))
改質セルロース繊維に酸素原子を有していてもよい炭化水素基が結合している場合、該改質セルロース繊維におけるセルロースの無水グルコースユニット1モルに対する酸素原子を有していてもよい炭化水素基が結合したモル量(モル置換度:MS)は、芳香環を有する置換基と同様の観点から、好ましくは0.001以上であり、より好ましくは0.005以上であり、更に好ましくは0.02以上であり、好ましくは1.5以下であり、より好ましくは1.3以下であり、更に好ましくは1.0以下であり、更に好ましくは0.8以下である。ここで、酸素原子を有していてもよい炭化水素基が複数種の置換基で構成されている場合、酸素原子を有していてもよい炭化水素基のMSは各置換基のMSの合計である。
(Molar Substitution (MS) of Hydrocarbon Group Optionally Having Oxygen Atoms)
When a hydrocarbon group which may have an oxygen atom is bonded to the modified cellulose fiber, the molar amount of the hydrocarbon group which may have an oxygen atom bonded to 1 mole of anhydrous glucose unit of cellulose in the modified cellulose fiber (molar substitution degree: MS) is, from the same viewpoint as for the substituent having an aromatic ring, preferably 0.001 or more, more preferably 0.005 or more, even more preferably 0.02 or more, preferably 1.5 or less, more preferably 1.3 or less, even more preferably 1.0 or less, and even more preferably 0.8 or less. Here, when the hydrocarbon group which may have an oxygen atom is composed of a plurality of kinds of substituents, the MS of the hydrocarbon group which may have an oxygen atom is the sum of the MS of each substituent.

本明細書において、置換基の結合の程度(即ち、モル置換度(MS))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。 In this specification, the degree of bonding of the substituents (i.e., the molar substitution (MS)) can be measured according to the method described in the Examples below.

(平均繊維径)
本発明に用いられる改質セルロース繊維の平均繊維径としては、置換基の種類に関係なく、好ましくは5μm以上である。取扱い性、入手性、及びコストの観点から、より好ましくは7μm以上、更に好ましくは10μm以上、更に好ましくは15μm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10,000μm以下、より好ましくは5,000μm以下、更に好ましくは1,000μm以下、更に好ましくは500μm以下、更に好ましくは100μm以下である。
(Average fiber diameter)
The average fiber diameter of the modified cellulose fiber used in the present invention is preferably 5 μm or more, regardless of the type of the substituent. From the viewpoints of handling, availability, and cost, it is more preferably 7 μm or more, even more preferably 10 μm or more, and even more preferably 15 μm or more. In addition, although there is no particular upper limit, from the viewpoint of handling, it is preferably 10,000 μm or less, more preferably 5,000 μm or less, even more preferably 1,000 μm or less, even more preferably 500 μm or less, and even more preferably 100 μm or less.

一方、本発明に用いられる改質セルロース繊維は、微細化処理を受けたものであってもよい。この場合、改質セルロース繊維の平均繊維径は、置換基の種類に関係なくナノオーダーである。微細化された改質セルロース繊維の平均繊維径は、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、より好ましくは3nm以上、更に好ましくは10nm以上、更に好ましくは20nm以上であり、取扱い性及び機械的強度の観点から、好ましくは500nm以下、より好ましくは300nm以下、更に好ましくは200nm以下、更に好ましくは150nm以下、更に好ましくは120nm以下である。
なお、改質セルロース繊維の平均繊維径は、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。
On the other hand, the modified cellulose fiber used in the present invention may be one that has been subjected to a micronization treatment. In this case, the average fiber diameter of the modified cellulose fiber is in the nano-order regardless of the type of the substituent. The average fiber diameter of the micronized modified cellulose fiber is preferably 1 nm or more, more preferably 3 nm or more, even more preferably 10 nm or more, and even more preferably 20 nm or more from the viewpoints of handling, availability, and cost, and is preferably 500 nm or less, more preferably 300 nm or less, even more preferably 200 nm or less, even more preferably 150 nm or less, and even more preferably 120 nm or less from the viewpoints of handling and mechanical strength.
The average fiber diameter of the modified cellulose fiber can be measured according to the method described in the Examples below.

〔改質セルロース繊維の調製方法〕
かかる改質セルロース繊維は、例えば、塩基の存在下、エーテル化剤としての芳香環を有する化合物とセルロース原料とを混合して反応させることによって、製造することができる。以下、より具体的に説明する。
[Method of preparing modified cellulose fibers]
Such modified cellulose fibers can be produced, for example, by mixing and reacting a compound having an aromatic ring as an etherification agent with a cellulose raw material in the presence of a base, as described below in more detail.

(セルロース原料)
本発明で用いられるセルロース原料は、特に制限はなく、木本系(針葉樹・広葉樹)、草本系(イネ科、アオイ科、マメ科の植物原料、ヤシ科の植物の非木質原料)、パルプ類(綿の種子の周囲の繊維から得られるコットンリンターパルプ等)、紙類(新聞紙、段ボール、雑誌、上質紙等)等が挙げられる。なかでも、入手性及びコストの観点から、木本系、草本系が好ましい。
(Cellulose raw material)
The cellulose raw material used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include woody plants (coniferous trees and broad-leaved trees), herbaceous plants (plant raw materials of the Gramineae, Malvaceae, and Leguminosae families, and non-woody raw materials of plants of the Palmaceae family), pulps (cotton linter pulp obtained from the fibers surrounding cotton seeds, etc.), papers (newspapers, cardboard, magazines, fine paper, etc.), etc. Among these, woody plants and herbaceous plants are preferred from the viewpoints of availability and cost.

セルロース原料の形状は、特に制限はないが、取扱い性の観点から、繊維状、粉末状、球状、チップ状、フレーク状が好ましい。また、これらの混合物であってもよい。 The shape of the cellulose raw material is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of handling, fibers, powder, spheres, chips, and flakes are preferred. A mixture of these may also be used.

また、セルロース原料は、取扱い性等の観点から、特開2018-145571号公報の段落0017~0018に記載された生化学的処理、化学処理、及び機械処理から選ばれる少なくとも1つの前処理を予め行うことができる。 In addition, from the standpoint of ease of handling, etc., the cellulose raw material can be subjected to at least one pretreatment selected from the biochemical treatment, chemical treatment, and mechanical treatment described in paragraphs 0017 to 0018 of JP 2018-145571 A.

セルロース原料の平均繊維径は、特に制限はないが、取扱い性及びコストの観点から、好ましくは5μm以上、より好ましくは7μm以上、更に好ましくは10μm以上、更に好ましくは15μm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10,000μm以下、より好ましくは5,000μm以下、更に好ましくは1,000μm以下、更に好ましくは500μm以下、更に好ましくは100μm以下である。なお、必要に応じて予め微細化処理を施した繊維径1~200nmの微細セルロース繊維を使用することもできる。 The average fiber diameter of the cellulose raw material is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of handling and cost, it is preferably 5 μm or more, more preferably 7 μm or more, even more preferably 10 μm or more, and even more preferably 15 μm or more. In addition, there is no particular upper limit, but from the viewpoint of ease of handling, it is preferably 10,000 μm or less, more preferably 5,000 μm or less, even more preferably 1,000 μm or less, even more preferably 500 μm or less, and even more preferably 100 μm or less. In addition, fine cellulose fibers with a fiber diameter of 1 to 200 nm that have been subjected to a micronization treatment in advance can also be used if necessary.

(芳香環を有する置換基を結合させるためのエーテル化剤)
セルロース原料、塩基、芳香環を有する置換基を結合させるためのエーテル化剤、及び必要であれば溶媒を混合することにより、かかる置換基をセルロース由来の水酸基の少なくとも一つと結合させるエーテル化反応を行う。
芳香環を有する置換基を結合させるための好ましいエーテル化剤としては、例えば、芳香環含有酸化アルキレン化合物、芳香環含有グリシジルエーテル化合物及び芳香環含有有機ハロゲン化合物が挙げられる。中でも、入手性及び反応性の観点から、芳香環含有酸化アルキレン化合物及び芳香環含有グリシジルエーテル化合物がより好ましく、芳香環含有グリシジルエーテル化合物が更に好ましい。
(Etherification Agent for Bonding Substituents Having an Aromatic Ring)
The cellulose raw material, a base, an etherification agent for bonding a substituent having an aromatic ring, and, if necessary, a solvent are mixed together to carry out an etherification reaction in which the substituent is bonded to at least one of the hydroxyl groups derived from the cellulose.
Examples of preferred etherification agents for bonding a substituent having an aromatic ring include aromatic ring-containing alkylene oxide compounds, aromatic ring-containing glycidyl ether compounds, and aromatic ring-containing organic halogen compounds. Among these, from the viewpoints of availability and reactivity, aromatic ring-containing alkylene oxide compounds and aromatic ring-containing glycidyl ether compounds are more preferred, and aromatic ring-containing glycidyl ether compounds are even more preferred.

[芳香環含有酸化アルキレン化合物]
芳香環含有酸化アルキレン化合物としては、例えば、次の一般式(1A)で示される構造を有するものが挙げられる。かかるエーテル化剤を用いることにより、一般式(1)で表される置換基をセルロース繊維に結合させることができる。
[Alkylene oxide compounds containing aromatic rings]
Examples of aromatic ring-containing alkylene oxide compounds include those having a structure represented by the following general formula (1A): By using such an etherifying agent, the substituent represented by general formula (1) can be bonded to cellulose fibers.

Figure 0007474638000002
Figure 0007474638000002

(式中、Rは、少なくとも1個の芳香環を有する炭素数6以上30以下の炭化水素基である。)
一般式(1A)におけるRの炭化水素基の炭素数や具体例は、一般式(1)におけるRの炭化水素基の炭素数や具体例と同じである。
(In the formula, R 1 is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring and having 6 to 30 carbon atoms.)
The carbon number and specific examples of the hydrocarbon group of R 1 in general formula (1A) are the same as the carbon number and specific examples of the hydrocarbon group of R 1 in general formula (1).

芳香環含有酸化アルキレン化合物の具体例としては、スチレンオキシド及びその誘導体等が挙げられる。これらの中で、入手性および反応性の観点からスチレンオキシドが好ましい。 Specific examples of aromatic ring-containing alkylene oxide compounds include styrene oxide and its derivatives. Among these, styrene oxide is preferred from the viewpoints of availability and reactivity.

[芳香環含有グリシジルエーテル化合物]
芳香環含有グリシジルエーテル化合物としては、例えば、次の一般式(2A)で示される構造を有するものが挙げられる。かかるエーテル化剤を用いることにより、一般式(2)で表される置換基をセルロース繊維に結合させることができる。
[Aromatic ring-containing glycidyl ether compounds]
Examples of aromatic ring-containing glycidyl ether compounds include those having a structure represented by the following general formula (2A): By using such an etherifying agent, the substituent represented by general formula (2) can be bonded to the cellulose fibers.

Figure 0007474638000003
Figure 0007474638000003

(式中、Rは、少なくとも1個の芳香環を有する炭素数6以上30以下の炭化水素基である。)
一般式(2A)におけるRの炭化水素基の炭素数や具体例は、一般式(2)におけるRの炭化水素基の炭素数や具体例と同じである。
(In the formula, R 1 is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring and having 6 to 30 carbon atoms.)
The carbon number and specific examples of the hydrocarbon group of R 1 in general formula (2A) are the same as the carbon number and specific examples of the hydrocarbon group of R 1 in general formula (2).

芳香環含有グリシジルエーテル化合物の具体例としては、フェニルグリシジルエーテル、メチルフェニルグリシジルエーテル、メトキシフェニルグリシジルエーテル、トリチルグリシジルエーテル、ベンジルグリシジルエーテルおよびこれらの誘導体等が挙げられる。これらの中で、入手性および反応性の観点から、フェニルグリシジルエーテルおよびメチルフェニルグリシジルエーテルが好ましく、フェニルグリシジルエーテルが更に好ましい。 Specific examples of aromatic ring-containing glycidyl ether compounds include phenyl glycidyl ether, methylphenyl glycidyl ether, methoxyphenyl glycidyl ether, trityl glycidyl ether, benzyl glycidyl ether, and derivatives thereof. Among these, from the viewpoints of availability and reactivity, phenyl glycidyl ether and methylphenyl glycidyl ether are preferred, and phenyl glycidyl ether is more preferred.

[芳香環含有有機ハロゲン化合物]
芳香環含有有機ハロゲン化合物としては、例えば、次の一般式(3A)で示される構造を有するものが挙げられる。かかるエーテル化剤を用いることにより、一般式(3)で表される置換基をセルロース繊維に結合させることができる。
X-R (3A)
(式中、Xはハロゲン原子であり、Rは、少なくとも1個の芳香環を有する炭素数6以上30以下の炭化水素基である。)
一般式(3A)におけるRの炭化水素基の炭素数や具体例は、一般式(3)におけるRの炭化水素基の炭素数や具体例と同じである。
[Aromatic ring-containing organohalogen compounds]
Examples of aromatic ring-containing organic halogen compounds include those having a structure represented by the following general formula (3A): By using such an etherifying agent, the substituent represented by general formula (3) can be bonded to the cellulose fibers.
X-R 1 (3A)
(In the formula, X is a halogen atom, and R1 is a hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms and at least one aromatic ring.)
The carbon number and specific examples of the hydrocarbon group of R 1 in general formula (3A) are the same as the carbon number and specific examples of the hydrocarbon group of R 1 in general formula (3).

芳香環含有有機ハロゲン化合物の具体例としては、クロロベンゼン、ベンジルクロリド、ナフチルクロリド、トリチルクロリド、及びこれらの誘導体、及び上記化合物の塩素を臭素又はヨウ素に置換したものが挙げられる。これらの中で、入手性および反応性の観点から、クロロベンゼン、ベンジルクロリド及びナフチルクロリドが好ましく、クロロベンゼン及びベンジルクロリドが更に好ましい。 Specific examples of aromatic ring-containing organic halogen compounds include chlorobenzene, benzyl chloride, naphthyl chloride, trityl chloride, and derivatives thereof, as well as compounds in which the chlorine in the above compounds has been replaced with bromine or iodine. Among these, from the viewpoints of availability and reactivity, chlorobenzene, benzyl chloride, and naphthyl chloride are preferred, and chlorobenzene and benzyl chloride are even more preferred.

これらのエーテル化剤の量は、得られる改質セルロース繊維における置換基の所望の導入率により決めることができる。例えば、反応性の観点から、セルロース原料の無水グルコースユニットの1ユニットに対するエーテル化剤の量は、好ましくは0.02当量以上、より好ましくは0.05当量以上、更に好ましくは0.1当量以上、更に好ましくは0.3当量以上、更に好ましくは1.0当量以上であり、一方、得られる成形体の機械的強度の観点から、好ましくは10.0当量以下、より好ましくは8.0当量以下、更に好ましくは7.0当量以下、更に好ましくは6.0当量以下である。ここで、芳香環を有する置換基を結合させるためのエーテル化剤として複数の種類のエーテル化剤を使用する場合、エーテル化剤の量は各エーテル化剤の合計量である。 The amount of these etherification agents can be determined depending on the desired introduction rate of the substituent in the resulting modified cellulose fiber. For example, from the viewpoint of reactivity, the amount of etherification agent per unit of anhydrous glucose unit of the cellulose raw material is preferably 0.02 equivalents or more, more preferably 0.05 equivalents or more, even more preferably 0.1 equivalents or more, even more preferably 0.3 equivalents or more, even more preferably 1.0 equivalents or more, while from the viewpoint of the mechanical strength of the resulting molded body, it is preferably 10.0 equivalents or less, more preferably 8.0 equivalents or less, even more preferably 7.0 equivalents or less, even more preferably 6.0 equivalents or less. Here, when multiple types of etherification agents are used as etherification agents for bonding substituents having aromatic rings, the amount of etherification agent is the total amount of each etherification agent.

(酸素原子を有していてもよい炭化水素基を結合させるためのエーテル化剤)
本発明においては、前記エーテル化剤(エーテル化剤(a)とする。)に加えて、酸素原子を有していてもよい炭化水素基を結合させるためのエーテル化剤(エーテル化剤(b)とする。)を併用してもよい。これらのエーテル化剤とセルロース原料等とを混合する順序は特に限定されず、例えば、エーテル化剤(a)とエーテル化剤(b)とをセルロース原料等と同時に行ってもよく、あるいは、エーテル化剤(a)を先に混合した後、エーテル化剤(b)を混合してもよく、あるいはその逆の順序でもよい。本発明においては、芳香環を有する置換基のモル置換度をより高くする観点から、エーテル化剤(b)を先に混合した後、エーテル化剤(a)を混合することが好ましい。
(Etherification Agent for Bonding Hydrocarbon Groups Which May Contain an Oxygen Atom)
In the present invention, in addition to the etherification agent (referred to as etherification agent (a)), an etherification agent (referred to as etherification agent (b)) for bonding a hydrocarbon group which may have an oxygen atom may be used in combination. The order in which these etherification agents are mixed with the cellulose raw material and the like is not particularly limited. For example, the etherification agent (a) and the etherification agent (b) may be mixed simultaneously with the cellulose raw material and the like, or the etherification agent (a) may be mixed first and then the etherification agent (b) may be mixed, or the reverse order may be used. In the present invention, from the viewpoint of increasing the molar substitution degree of the substituent having an aromatic ring, it is preferable to mix the etherification agent (b) first and then mix the etherification agent (a).

酸素原子を有していてもよい炭化水素基を結合させるためのエーテル化剤としては、例えば、酸化アルキレン化合物、グリシジルエーテル化合物及びハロゲン化炭化水素基を有する化合物が挙げられる。 Etherification agents for bonding hydrocarbon groups that may have oxygen atoms include, for example, alkylene oxide compounds, glycidyl ether compounds, and compounds having halogenated hydrocarbon groups.

[酸化アルキレン化合物]
酸化アルキレン化合物としては、例えば、次の一般式(4A)で示される構造を有するものが挙げられる。かかるエーテル化剤を用いることにより、一般式(4)で表される置換基をセルロース繊維に結合させることができる。
[Alkylene oxide compounds]
Examples of alkylene oxide compounds include those having a structure represented by the following general formula (4A): By using such an etherifying agent, the substituent represented by general formula (4) can be bonded to the cellulose fibers.

Figure 0007474638000004
Figure 0007474638000004

(式中、Rは、前述の一般式(4)におけるRと同じである。)
一般式(4A)におけるRの炭化水素基の炭素数や具体例は、一般式(4)におけるRの炭化水素基の炭素数や具体例と同じである。
(In the formula, R2 is the same as R2 in the above general formula (4).)
The carbon number and specific examples of the hydrocarbon group of R 2 in general formula (4A) are the same as the carbon number and specific examples of the hydrocarbon group of R 2 in general formula (4).

一般式(4A)で示される化合物の具体例としては、酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン、3,4-エポキシ-1-ブテン、1,2-エポキシペンタン、1,2-エポキシヘキサン、1,2-エポキシ-5-ヘキセン、1,2-エポキシオクタン、1,2-エポキシデカン、1,2-エポキシドデカン、1,2-エポキシテトラデカン、1,2-エポキシオクタデカン等が挙げられる。 Specific examples of compounds represented by general formula (4A) include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, 3,4-epoxy-1-butene, 1,2-epoxypentane, 1,2-epoxyhexane, 1,2-epoxy-5-hexene, 1,2-epoxyoctane, 1,2-epoxydecane, 1,2-epoxydodecane, 1,2-epoxytetradecane, and 1,2-epoxyoctadecane.

[グリシジルエーテル化合物]
グリシジルエーテル化合物としては、例えば、次の一般式(5A)で示される構造を有するものが挙げられる。かかるエーテル化剤を用いることにより、一般式(5)で表される置換基をセルロース繊維に結合させることができる。
[Glycidyl ether compounds]
Examples of glycidyl ether compounds include those having a structure represented by the following general formula (5A): By using such an etherifying agent, the substituent represented by general formula (5) can be bonded to the cellulose fibers.

Figure 0007474638000005
Figure 0007474638000005

(式中、Rは、前述の一般式(5)におけるRと同じである。)
一般式(5A)におけるRの炭化水素基の炭素数や具体例は、一般式(5)におけるRの炭化水素基の炭素数や具体例と同じである。
(In the formula, R2 is the same as R2 in the above general formula (5).)
The carbon number and specific examples of the hydrocarbon group of R 2 in general formula (5A) are the same as the carbon number and specific examples of the hydrocarbon group of R 2 in general formula (5).

かかるグリシジルエーテル化合物の具体例としてはグリシドール、メチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、プロピルグリシジルエーテル、イソプレニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、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、(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付加グリシジルエーテル等が挙げられる。 Specific examples of such glycidyl ether compounds include glycidol, methyl glycidyl ether, ethyl glycidyl ether, propyl glycidyl ether, isoprenyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, dodecyl glycidyl ether, (iso)stearyl glycidyl ether, polyoxyalkylene alkyl ether-added glycidyl ether, etc.

[ハロゲン化炭化水素基を有する化合物]
ハロゲン化炭化水素基を有する化合物としては、例えば、次の一般式(6A)で示される構造を有する化合物が挙げられる。かかるエーテル化剤を用いることにより、一般式(6)で示される置換基をセルロース繊維に結合させることができる。
X-R (6A)
(式中、Xはハロゲン原子であり、Rは、前述の一般式(6)におけるRと同じである。)
一般式(6A)におけるRの炭化水素基の炭素数や具体例は、一般式(6)におけるRの炭化水素基の炭素数や具体例と同じである。
[Compounds containing halogenated hydrocarbon groups]
An example of a compound having a halogenated hydrocarbon group is a compound having a structure represented by the following general formula (6A): By using such an etherifying agent, the substituent represented by general formula (6) can be bonded to the cellulose fiber.
X- R3 (6A)
(In the formula, X is a halogen atom, and R3 is the same as R3 in the above general formula (6).)
The carbon number and specific examples of the hydrocarbon group of R 3 in general formula (6A) are the same as the carbon number and specific examples of the hydrocarbon group of R 3 in general formula (6).

一般式(6A)で示される化合物の具体例としては、クロロメタン、クロロエタン、1-クロロプロパン及びその異性体、1-クロロブタン及びその異性体、1-クロロペンタン及びその異性体、1-クロロヘキサン及びその異性体、1-クロロヘキサン及びその異性体、1-クロロデカン及びその異性体、1-クロロドデカン及びその異性体、1-クロロヘキサデカン及びその異性体、1-クロロオクタデカン及びその異性体、1-クロロエイコサン及びその異性体、1-クロロトリアコンサン及びその異性体、1-クロロ-5-ヘキセン及びその異性体、クロロシクロヘキサン、及び上記化合物の塩素を臭素又はヨウ素に置換したものが挙げられる。 Specific examples of compounds represented by general formula (6A) include chloromethane, chloroethane, 1-chloropropane and its isomers, 1-chlorobutane and its isomers, 1-chloropentane and its isomers, 1-chlorohexane and its isomers, 1-chlorohexane and its isomers, 1-chlorodecane and its isomers, 1-chlorododecane and its isomers, 1-chlorohexadecane and its isomers, 1-chlorooctadecane and its isomers, 1-chloroeicosane and its isomers, 1-chlorotriacontane and its isomers, 1-chloro-5-hexene and its isomers, chlorocyclohexane, and the above compounds in which the chlorine has been replaced with bromine or iodine.

これらのエーテル化剤の量は、得られる改質セルロース繊維における置換基の所望の導入率により決めることができる。例えば、反応性の観点から、セルロース原料の無水グルコースユニットの1ユニットに対するエーテル化剤の量は、好ましくは0.02当量以上、より好ましくは0.05当量以上、更に好ましくは0.1当量以上、更に好ましくは0.3当量以上、更に好ましくは1.0当量以上であり、一方、得られる成形体の機械的強度の観点から、好ましくは10.0当量以下、より好ましくは8.0当量以下、更に好ましくは7.0当量以下、更に好ましくは6.0当量以下である。ここで、酸素原子を有していてもよい炭化水素基を結合させるためのエーテル化剤として複数の種類のエーテル化剤を使用する場合、エーテル化剤の量は各エーテル化剤の合計量である。 The amount of these etherification agents can be determined depending on the desired introduction rate of the substituent in the resulting modified cellulose fiber. For example, from the viewpoint of reactivity, the amount of etherification agent per unit of anhydrous glucose unit of the cellulose raw material is preferably 0.02 equivalents or more, more preferably 0.05 equivalents or more, even more preferably 0.1 equivalents or more, even more preferably 0.3 equivalents or more, even more preferably 1.0 equivalents or more, while from the viewpoint of the mechanical strength of the resulting molded body, it is preferably 10.0 equivalents or less, more preferably 8.0 equivalents or less, even more preferably 7.0 equivalents or less, even more preferably 6.0 equivalents or less. Here, when multiple types of etherification agents are used as etherification agents for bonding hydrocarbon groups that may have oxygen atoms, the amount of etherification agent is the total amount of each etherification agent.

(塩基)
エーテル化剤とセルロース原料との混合は塩基の存在下で行うことが好ましい。ここで用いられる塩基としては、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。これらの塩基の具体例としては、特開2018-145571号公報の段落0024~0029に記載されたものが挙げられる。
(base)
The etherification agent and the cellulose raw material are preferably mixed in the presence of a base. The base used here is not particularly limited, but from the viewpoint of proceeding with the etherification reaction, one or more selected from the group consisting of alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, primary to tertiary amines, quaternary ammonium salts, imidazole and its derivatives, pyridine and its derivatives, and alkoxides are preferred. Specific examples of these bases include those described in paragraphs 0024 to 0029 of JP 2018-145571 A.

塩基の量は、セルロース原料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、より好ましくは0.05当量以上、更に好ましくは0.1当量以上、更に好ましくは0.2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、より好ましくは8当量以下、更に好ましくは5当量以下、更に好ましくは3当量以下である。 The amount of base is preferably 0.01 equivalents or more, more preferably 0.05 equivalents or more, even more preferably 0.1 equivalents or more, and even more preferably 0.2 equivalents or more, relative to the anhydrous glucose units of the cellulose raw material, from the viewpoint of proceeding with the etherification reaction, and is preferably 10 equivalents or less, more preferably 8 equivalents or less, even more preferably 5 equivalents or less, and even more preferably 3 equivalents or less, from the viewpoint of production costs.

(溶媒)
エーテル化剤とセルロース原料と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。
(solvent)
The etherification agent and the cellulose raw material may be mixed in the presence of a solvent, which is not particularly limited and includes, for example, water, isopropanol, t-butanol, dimethylformamide, toluene, methyl isobutyl ketone, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, hexane, 1,4-dioxane, and mixtures thereof.

溶媒の使用量としては、セルロース原料やエーテル化剤の種類によって一概には決定されないが、セルロース原料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、より好ましくは50質量部以上、更に好ましくは75質量部以上、更に好ましくは100質量部以上、更に好ましくは200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、より好ましくは7,500質量部以下、更に好ましくは5,000質量部以下、更に好ましくは2,500質量部以下、更に好ましくは1,000質量部以下である。 The amount of the solvent used is not necessarily determined by the type of cellulose raw material or etherification agent, but from the viewpoint of reactivity, it is preferably 30 parts by mass or more, more preferably 50 parts by mass or more, even more preferably 75 parts by mass or more, even more preferably 100 parts by mass or more, and even more preferably 200 parts by mass or more, per 100 parts by mass of cellulose raw material, and from the viewpoint of productivity, it is preferably 10,000 parts by mass or less, more preferably 7,500 parts by mass or less, even more preferably 5,000 parts by mass or less, even more preferably 2,500 parts by mass or less, and even more preferably 1,000 parts by mass or less.

(エーテル化反応)
エーテル化剤とセルロース原料とのエーテル化反応は、好ましくは塩基及び/又は溶媒の存在下で、両者を混合することにより行うことができる。
(Etherification reaction)
The etherification reaction between the etherification agent and the cellulose raw material can be carried out by mixing them, preferably in the presence of a base and/or a solvent.

混合条件としては、セルロース原料やエーテル化剤が均一に混合され、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。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。 There are no particular limitations on the mixing conditions as long as the cellulose raw material and etherification agent are mixed uniformly and the reaction can proceed sufficiently, and continuous mixing may or may not be performed. When a relatively large reaction vessel is used, appropriate stirring may be performed from the viewpoint of controlling the reaction temperature.

反応温度としては、セルロース原料やエーテル化剤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30℃以上、より好ましくは35℃以上、更に好ましくは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、より好ましくは110℃以下、更に好ましくは100℃以下、更に好ましくは90℃以下、更に好ましくは80℃以下、更に好ましくは70℃以下である。 The reaction temperature is not necessarily determined by the type of cellulose raw material and etherification agent and the target introduction rate, but from the viewpoint of improving reactivity, it is preferably 30°C or higher, more preferably 35°C or higher, and even more preferably 40°C or higher, and from the viewpoint of suppressing thermal decomposition, it is preferably 120°C or lower, more preferably 110°C or lower, even more preferably 100°C or lower, even more preferably 90°C or lower, even more preferably 80°C or lower, and even more preferably 70°C or lower.

反応時間としては、セルロース原料やエーテル化剤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0.1時間以上、より好ましくは0.5時間以上、更に好ましくは1時間以上、更に好ましくは3時間以上、更に好ましくは6時間以上、更に好ましくは10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、より好ましくは48時間以下、更に好ましくは36時間以下である。 The reaction time is not necessarily determined by the type of cellulose raw material and etherification agent and the target introduction rate, but from the viewpoint of reactivity, it is preferably 0.1 hours or more, more preferably 0.5 hours or more, even more preferably 1 hour or more, even more preferably 3 hours or more, even more preferably 6 hours or more, even more preferably 10 hours or more, and from the viewpoint of productivity, it is preferably 60 hours or less, more preferably 48 hours or less, even more preferably 36 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。該後処理の方法としては、例えば、未反応の塩基を酸(有機酸、無機酸など)で中和し、その後、未反応の化合物や塩基が溶解する溶媒を用いて洗浄することができる。所望により、更に乾燥(真空乾燥など)を行ってもよい。 After the reaction, appropriate post-treatment can be carried out to remove unreacted compounds, bases, etc. For example, the post-treatment can be carried out by neutralizing the unreacted base with an acid (organic acid, inorganic acid, etc.) and then washing with a solvent in which the unreacted compounds and bases dissolve. If desired, further drying (vacuum drying, etc.) can be carried out.

かくして、セルロースI型結晶を有しており、かつ、セルロース由来の水酸基の少なくとも一つに芳香環を有する置換基がエーテル結合を介して結合されてなる改質セルロース繊維が得られる。 Thus, modified cellulose fibers are obtained that have cellulose type I crystals and have a substituent having an aromatic ring bonded to at least one of the hydroxyl groups derived from cellulose via an ether bond.

(微細化処理)
本発明における改質セルロース繊維は、微細化処理を受けたものであってもよい。微細化処理は公知の微細化処理方法により実施することができる。例えば、平均繊維径が1nm以上500nm以下の微細改質セルロース繊維を得る場合は、マスコロイダー等の磨砕機を用いた処理や溶媒中で高圧ホモジナイザー等を用いた処理を行うことで微細化することができる。
(Micronization process)
The modified cellulose fiber in the present invention may be one that has been subjected to a micronization treatment. The micronization treatment can be carried out by a known micronization treatment method. For example, in order to obtain a fine modified cellulose fiber having an average fiber diameter of 1 nm to 500 nm, the fiber can be micronized by treatment using a grinder such as a mass colloider or treatment using a high-pressure homogenizer in a solvent.

微細化処理を行うタイミングは特に限定されず、例えば、前記のエーテル化反応の前でもよく、エーテル化反応後でもよく、あるいは、エンジニアリングプラスチックと改質セルロース繊維とを混合するのと同時に微細化することもできる。 The timing of the micronization process is not particularly limited; for example, it may be performed before or after the etherification reaction, or the engineering plastic and the modified cellulose fiber may be mixed and then micronized at the same time.

微細化処理に用いられる溶媒としては、特に限定されないが、例えば水、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(DMF)、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。溶媒の使用量は、改質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、改質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2質量倍以上、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。 The solvent used in the micronization process is not particularly limited, but examples thereof include water, methanol, ethanol, propanol, and other alcohols having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and other ketones having 3 to 6 carbon atoms; 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 alkyl ethers having 2 to 5 carbon atoms; polar solvents such as N,N-dimethylformamide (DMF), N,N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, and diesters of succinic acid and triethylene glycol monomethyl ether. The amount of the solvent used is not particularly limited as long as it is an effective amount capable of dispersing the modified cellulose fibers, but it is more preferable to use an amount of the solvent that is preferably 1 mass or more, more preferably 2 mass or more, preferably 500 mass or less, and more preferably 200 mass or less relative to the modified cellulose fibers.

また、微細化処理で使用する装置としては、高圧ホモジナイザー以外にも、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、グラインダー、マスコロイダー、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、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改質セルロース繊維の固形分濃度は50質量%以下が好ましい。 In addition to high-pressure homogenizers, known dispersing machines are also suitable for use in the micronization process. For example, disintegrators, beaters, low-pressure homogenizers, grinders, mass colloiders, cutter mills, ball mills, jet mills, single-screw extruders, twin-screw extruders, ultrasonic agitators, household juicer mixers, etc. may be used. In addition, the solids concentration of the modified cellulose fiber in the micronization process is preferably 50% by mass or less.

かかる微細化処理により、前記に規定されたナノオーダーの平均繊維径を有する改質セルロース繊維を製造することができる。 By this micronization process, it is possible to produce modified cellulose fibers having an average fiber diameter of the nano-order as specified above.

〔樹脂組成物〕
本発明の樹脂組成物中のエンジニアリングプラスチックの含有量は、エンジニアリングプラスチック自体の物性を得る観点から、好ましくは10質量%以上であり、より好ましくは20質量%以上であり、更に好ましくは30質量%以上であり、更に好ましくは40質量%以上であり、更に好ましくは50質量%以上であり、更に好ましくは60質量%以上である。一方、同様の観点から、好ましくは99.95質量%以下であり、より好ましくは99.9質量%以下であり、好ましくは99.7質量%以下であり、より好ましくは99.5質量%以下であり、更に好ましくは99質量%以下である。
[Resin composition]
The content of the engineering plastic in the resin composition of the present invention is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, even more preferably 30% by mass or more, even more preferably 40% by mass or more, even more preferably 50% by mass or more, and even more preferably 60% by mass or more, from the viewpoint of obtaining the physical properties of the engineering plastic itself, while from the same viewpoint, it is preferably 99.95% by mass or less, more preferably 99.9% by mass or less, preferably 99.7% by mass or less, more preferably 99.5% by mass or less, and even more preferably 99% by mass or less.

本発明の樹脂組成物中の改質セルロース繊維の含有量は、耐熱性及び樹脂組成物の成形体の機械的強度の観点から、セルロース繊維量(換算量)として好ましくは0.05質量%以上であり、より好ましくは0.1質量%以上であり、好ましくは0.3質量%以上であり、より好ましくは0.5質量%以上であり、更に好ましくは1質量%以上である。一方、着色劣化抑制の観点から、好ましくは90質量%以下であり、より好ましくは80質量%以下であり、更に好ましくは70質量%以下であり、更に好ましくは60質量%以下であり、更に好ましくは50質量%以下であり、更に好ましくは40質量%以下である。なお、セルロース繊維量(換算量)とは、改質セルロース繊維の質量から、置換基の質量を引いた質量を指す。改質セルロース繊維におけるセルロース繊維量(換算量)は、後述する実施例に記載の方法によって測定することができる。 The content of the modified cellulose fiber in the resin composition of the present invention is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and even more preferably 1% by mass or more, in terms of heat resistance and mechanical strength of the molded body of the resin composition. On the other hand, from the viewpoint of suppressing coloring deterioration, it is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, even more preferably 70% by mass or less, even more preferably 60% by mass or less, even more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 40% by mass or less. The cellulose fiber amount (equivalent amount) refers to the mass obtained by subtracting the mass of the substituent from the mass of the modified cellulose fiber. The cellulose fiber amount (equivalent amount) in the modified cellulose fiber can be measured by the method described in the examples below.

本発明の樹脂組成物中の改質セルロース繊維の含有量は、耐熱性及び樹脂組成物の成形体の機械的強度の観点から、エンジニアリングプラスチック100質量部に対して、好ましくは0.06質量部以上であり、より好ましくは0.12質量部以上であり、更に好ましくは0.36質量部以上であり、更に好ましくは0.6質量部以上であり、更に好ましくは1質量部以上である。一方、製造コストの観点から、好ましくは120質量部以下であり、より好ましくは100質量部以下であり、更に好ましくは60質量部以下、更に好ましくは40質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である。 The content of the modified cellulose fiber in the resin composition of the present invention is preferably 0.06 parts by mass or more, more preferably 0.12 parts by mass or more, even more preferably 0.36 parts by mass or more, even more preferably 0.6 parts by mass or more, and even more preferably 1 part by mass or more, per 100 parts by mass of the engineering plastic, from the viewpoint of heat resistance and mechanical strength of the molded body of the resin composition. On the other hand, from the viewpoint of production cost, it is preferably 120 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, even more preferably 60 parts by mass or less, even more preferably 40 parts by mass or less, and even more preferably 20 parts by mass or less.

本発明の樹脂組成物には、本発明の分野で通常使用される添加剤が含有されていてもよい。このような添加剤としては、相溶化剤、結晶核剤、無機充填剤、有機充填剤、加水分解抑制剤、耐衝撃改良剤、難燃剤、酸化防止剤、滑剤、帯電防止剤、防曇剤、硬化剤、染料、顔料、可塑剤、触媒、防かび剤、消泡剤、レベリング剤、顔料分散剤、沈降防止剤、たれ防止剤、増粘剤、艶消し剤、光安定剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。かかる添加剤の樹脂組成物中の含有量としては、使用するエンジニアリングプラスチックや添加剤の種類により一概には言えないが、添加剤による効果発現の観点から、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上であり、樹脂組成物の物性を損ねない観点から、好ましくは30質量%以下、より好ましくは15質量%以下、更に好ましくは5質量%以下である。 The resin composition of the present invention may contain additives that are commonly used in the field of the present invention. Examples of such additives include compatibilizers, crystal nucleating agents, inorganic fillers, organic fillers, hydrolysis inhibitors, impact modifiers, flame retardants, antioxidants, lubricants, antistatic agents, antifogging agents, curing agents, dyes, pigments, plasticizers, catalysts, fungicides, defoamers, leveling agents, pigment dispersants, antisettling agents, antisagging agents, thickeners, matting agents, light stabilizers, and ultraviolet absorbers. The content of such additives in the resin composition cannot be generally determined depending on the type of engineering plastic and additive used, but from the viewpoint of the effect of the additives, it is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more, and even more preferably 0.1% by mass or more, and from the viewpoint of not impairing the physical properties of the resin composition, it is preferably 30% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or less.

<樹脂組成物の製造方法>
本発明の樹脂組成物の製造方法は、前記エンジニアリングプラスチックと前記改質セルロース繊維と混合する混合工程を含む製造方法である。
<Method of producing resin composition>
The method for producing a resin composition of the present invention is a production method including a mixing step of mixing the engineering plastic with the modified cellulose fiber.

〔混合工程〕
混合工程は、前述の各成分を、密閉式ニーダー、1軸もしくは2軸の押出機、ロールミル、オープンロール型混練機等の公知の混練機を用いて溶融混練することにより、あるいは、溶媒キャスト法により、あるいは、高せん断加工機といったせん断装置でせん断することによって実施することができる。
[Mixing process]
The mixing step can be carried out by melt-kneading the above-mentioned components using a known kneader such as an internal kneader, a single-screw or twin-screw extruder, a roll mill, or an open-roll type kneader, or by shearing the components using a solvent casting method or a shearing device such as a high-shear processing machine.

好ましくは、本混合工程が、200℃以上、より好ましくは220℃以上、更に好ましくは250℃以上でせん断処理及び/又は混練処理を行う工程を含むことであり、かかる処理を実施することで、本混合工程を容易に実施することができる。 Preferably, this mixing process includes a step of performing a shearing treatment and/or a kneading treatment at 200°C or higher, more preferably 220°C or higher, and even more preferably 250°C or higher. By performing such treatment, this mixing process can be easily carried out.

混合工程におけるエンジニアリングプラスチック及び改質セルロース繊維は、前述の本発明の樹脂組成物におけるエンジニアリングプラスチック及び改質セルロース繊維が適用される。 The engineering plastics and modified cellulose fibers used in the mixing process are the same as those used in the resin composition of the present invention.

混合工程における改質セルロース繊維の配合量は、樹脂組成物の成形体に機械物性を発現する観点から、エンジニアリングプラスチック100質量部に対して、好ましくは0.06質量部以上であり、より好ましくは0.12質量部以上であり、更に好ましくは0.36質量部以上であり、更に好ましくは0.6質量部以上であり、更に好ましくは1質量部以上である。一方、製造コストの観点から、好ましくは120質量部以下であり、より好ましくは100質量部以下であり、更に好ましくは60質量部以下、更に好ましくは40質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である。 The amount of modified cellulose fiber in the mixing step is preferably 0.06 parts by mass or more, more preferably 0.12 parts by mass or more, even more preferably 0.36 parts by mass or more, even more preferably 0.6 parts by mass or more, and even more preferably 1 part by mass or more, per 100 parts by mass of the engineering plastic, from the viewpoint of expressing mechanical properties in the molded article of the resin composition. On the other hand, from the viewpoint of production costs, it is preferably 120 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, even more preferably 60 parts by mass or less, even more preferably 40 parts by mass or less, and even more preferably 20 parts by mass or less.

樹脂組成物中のセルロース繊維(換算量)の配合量は、樹脂組成物の成形体に機械物性を発現する観点から、エンジニアリングプラスチック100質量部に対して、好ましくは0.05質量部以上であり、より好ましくは0.1質量部以上であり、更に好ましくは0.3質量部以上であり、更に好ましくは0.5質量部以上であり、更に好ましくは1質量部以上である。一方、製造コストの観点から、好ましくは60質量部以下であり、より好ましくは50質量部以下であり、更に好ましくは30質量部以下、更に好ましくは20質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。 The amount of cellulose fiber (equivalent amount) in the resin composition is preferably 0.05 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, even more preferably 0.3 parts by mass or more, even more preferably 0.5 parts by mass or more, and even more preferably 1 part by mass or more, per 100 parts by mass of engineering plastic, from the viewpoint of expressing mechanical properties in a molded article of the resin composition. On the other hand, from the viewpoint of production costs, it is preferably 60 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, even more preferably 30 parts by mass or less, even more preferably 20 parts by mass or less, and even more preferably 10 parts by mass or less.

<樹脂成形体>
本発明における樹脂成形体は、本発明の樹脂組成物や本発明の製造方法によって製造された樹脂組成物を利用した押出成形、射出成形、プレス成形、注型成型等の公知の成形方法を適宜用いることによって製造することができる。本発明の樹脂組成物は成形加工時の着色劣化抑制に優れているため、樹脂成形体を各種用途に好適に用いることができる。
<Resin Molded Body>
The resin molded article of the present invention can be produced by appropriately using a known molding method such as extrusion molding, injection molding, press molding, cast molding, etc., using the resin composition of the present invention or a resin composition produced by the production method of the present invention. Since the resin composition of the present invention is excellent in suppressing color deterioration during molding, the resin molded article can be suitably used for various applications.

樹脂成形体の着色の程度は、後述の実施例に記載のYI(Yellow Index)値によって評価することができ、ΔYI値が小さいほど、着色劣化が強く抑制されていることを示す。 The degree of coloration of the resin molded body can be evaluated by the YI (Yellow Index) value described in the examples below, and the smaller the ΔYI value, the more strongly color deterioration is suppressed.

本発明の樹脂組成物や樹脂成形体が使用できる用途は特に限定されないが、例えば高い耐熱性、機械的強度や耐久性が要求される情報家電部品、情報家電部品用梱包資材、自動車部品、3次元造形材料、クッション材、補修材、シーリング材、断熱材、吸音材、等の様々な工業用途に使用することができる。 The applications for which the resin composition and resin molded article of the present invention can be used are not particularly limited, but they can be used for a variety of industrial applications, such as information appliance parts that require high heat resistance, mechanical strength, and durability, packaging materials for information appliance parts, automobile parts, three-dimensional modeling materials, cushioning materials, repair materials, sealing materials, insulation materials, and sound-absorbing materials.

以下、実施例等を示して本発明を具体的に説明する。なお、これらの実施例等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、「室温」とは25℃を示す。 The present invention will be specifically explained below with reference to examples. Note that these examples are merely illustrative of the present invention and do not imply any limitations. Parts in the examples are parts by weight unless otherwise specified. Note that "normal pressure" refers to 101.3 kPa, and "room temperature" refers to 25°C.

〔各種セルロース繊維の平均繊維径〕
(1)測定対象のセルロース繊維の平均繊維径が数ナノメートル~数百ナノメートルであると見込まれる場合、次のようにしてセルロース繊維の平均繊維径を求める。
測定対象のセルロース繊維に適切な溶媒を加えて、その濃度が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 III Tapping mode 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を測定する。適切な溶媒とは、測定対象のセルロース繊維が膨潤する溶媒であればよく、セルロース原料の場合は水やエタノール、改質セルロース繊維の場合はDMFやトルエンなどが好ましい。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の幅とみなすことができる。
[Average fiber diameter of various cellulose fibers]
(1) When the average fiber diameter of the cellulose fibers to be measured is expected to be several nanometers to several hundred nanometers, the average fiber diameter of the cellulose fibers is determined as follows.
A suitable solvent is added to the cellulose fibers to be measured to prepare a dispersion with a concentration of 0.0001% by mass. The dispersion is dropped onto mica and dried to be used as an observation sample, and the fiber height of the cellulose fibers in the observation sample is measured using an atomic force microscope (AFM) (Nanoscope III Tapping mode AFM manufactured by Digital Instrument, Inc., probe is Point Probe (NCH) manufactured by Nanosensors, Inc.). The suitable solvent may be any solvent that swells the cellulose fibers to be measured, and water or ethanol is preferable for cellulose raw materials, and DMF or toluene is preferable for modified cellulose fibers. 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 height. The average fiber length is calculated from the distance in the fiber direction. The average aspect ratio is calculated from the average fiber length/average fiber diameter, and the standard deviation is also calculated. Generally, the smallest unit of cellulose nanofibers prepared from higher plants is a 6 x 6 molecular chain packed in an approximately square shape, so the height analyzed in an AFM image can be regarded as the width of the fiber.

(2)測定対象のセルロース繊維の平均繊維径が数百ナノメートル~数千マイクロメートルであると見込まれる場合、次のようにしてセルロース繊維の平均繊維径を求める。
測定対象のセルロース繊維に媒体を加えて、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。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。
(2) When the average fiber diameter of the cellulose fibers to be measured is expected to be between several hundred nanometers and several thousand micrometers, the average fiber diameter of the cellulose fibers is determined as follows.
A medium is added to the cellulose fibers to be measured to prepare a dispersion having a content of 0.01% by mass. The dispersion is measured using a wet dispersion type image analysis particle size distribution meter (manufactured by Jusco International, product name: IF-3200) under the following conditions: front lens: 2x, telecentric zoom lens: 1x, image resolution: 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, and the average ISO fiber diameter and average ISO fiber length are calculated as the average fiber diameter and average fiber length, respectively. The average aspect ratio is calculated from the average fiber length/average fiber diameter, and the standard deviation is also calculated.

〔セルロース繊維の結晶構造の確認〕
セルロース原料や改質セルロース繊維等のセルロース繊維の結晶構造は、回折計(リガク社製、商品名:MiniFlexII)を用いて以下の条件で測定することにより確認する。
測定ペレット調製条件:錠剤成形機で10~20MPaの範囲で、対象のセルロース繊維に圧力を印加することで、面積320mm×厚さ1mmの平滑なペレットを調製する。
X線回折分析条件:ステップ角0.01°、スキャンスピード10°/min、測定範囲:回折角2θ=5~40°
X線源:Cu/Kα-radiation、管電圧:15kv、管電流:30mA
ピーク分割条件:バックグラウンドノイズを除去した後、2θ=13-23°の間の誤差が5%以内に収まるようにガウス関数でフィッティングする。
改質セルロース繊維の結晶構造は、上述の回折計を用いて、上述の条件で測定することにより確認する。
[Confirmation of the crystal structure of cellulose fibers]
The crystal structure of cellulose fibers such as cellulose raw materials and modified cellulose fibers is confirmed by measurement under the following conditions using a diffractometer (manufactured by Rigaku Corporation, product name: MiniFlexII).
Measurement pellet preparation conditions: A pressure in the range of 10-20 MPa is applied to the target cellulose fibers using a tablet press to prepare smooth pellets with an area of 320 mm 2 × thickness of 1 mm.
X-ray diffraction analysis conditions: step angle 0.01°, scan speed 10°/min, measurement range: diffraction angle 2θ=5 to 40°
X-ray source: Cu/Kα-radiation, tube voltage: 15 kv, tube current: 30 mA
Peak division conditions: After removing background noise, the peaks are fitted with a Gaussian function so that the error between 2θ=13° and 23° is within 5%.
The crystal structure of the modified cellulose fiber is confirmed by measuring it using the above-mentioned diffractometer under the above-mentioned conditions.

セルロースI型結晶構造の結晶化度は上述のピーク分割により得られたX線回折ピークの面積を用いて以下の式(A)に基づいて算出する。
セルロースI型結晶化度(%)=[Icr/(Icr+Iam)]×100 (A)
〔式中、Icrは、X線回折における格子面(002面)(回折角2θ=22-23°)の回折ピークの面積、Iamはアモルファス部(回折角2θ=18.5°)の回折ピークの面積を示す。〕
The degree of crystallinity of the cellulose type I crystal structure is calculated based on the following formula (A) using the area of the X-ray diffraction peak obtained by the above-mentioned peak division.
Cellulose I type crystallinity (%) = [I cr / (I cr + I am )] × 100 (A)
(In the formula, I cr represents the area of the diffraction peak of the lattice plane (002 plane) (diffraction angle 2θ=22-23°) in X-ray diffraction, and I am represents the area of the diffraction peak of the amorphous portion (diffraction angle 2θ=18.5°).)

〔MSの測定〕
最初に、測定対象のセルロース繊維中に含有される置換基の含有量%(質量%)を、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。
[MS Measurement]
First, the content (mass%) of the substituent contained in the cellulose fiber to be measured is calculated according to the Zeisel method, which is known as a method for analyzing the average number of moles of alkoxy groups added to cellulose ether, as described in Analytical Chemistry, Vol. 51, No. 13, 2172 (1979), "The 15th Revised Japanese Pharmacopoeia (section on the analysis method of hydroxypropyl cellulose)" and the like. The procedure is as follows.

(i)200mLメスフラスコにn-テトラデカン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、乾燥を行った測定対象のセルロース繊維70mg、アジピン酸80mg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2mL、ジエチルエーテル2mL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、商品名:GC2010Plus)にて分析する。
(vi)測定対象のセルロース繊維を、その改質に用いたエーテル化剤5mg、10mg、15mgにそれぞれ変更する以外は、(ii)~(v)と同様の方法で分析を行い、エーテル化剤の検量線を作成する。
(vii)作成した検量線と、測定対象のセルロース繊維の分析結果から、測定対象のセルロース繊維中に含有される置換基を定量する。分析条件は以下のとおりである。
(i) Add 0.1 g of n-tetradecane to a 200 mL measuring flask and fill up to the mark with hexane to prepare an internal standard solution.
(ii) 70 mg of purified and dried cellulose fiber to be measured and 80 mg of adipic acid are precisely weighed into a 10 mL vial, and 2 mL of hydroiodic acid is added and the vial is then sealed.
(iii) The mixture in the vial is heated in a block heater at 160° C. for 1 hour while being stirred with a stirrer tip.
(iv) After heating, 2 mL of the internal standard solution and 2 mL of diethyl ether are successively poured into the vial, and the mixture is 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 (Shimadzu Corporation, product name: GC2010Plus).
(vi) Analyze in the same manner as (ii) to (v), except that the cellulose fiber to be measured is changed to 5 mg, 10 mg, or 15 mg of the etherification agent used to modify the fiber, and prepare a calibration curve for the etherification agent.
(vii) Based on the prepared calibration curve and the analysis results of the cellulose fiber to be measured, the substituents contained in the cellulose fiber to be measured are quantified. The analysis conditions are as follows:

カラム:アジレント・テクノロジー社製、商品名:DB-5(12m、0.2mm×0.33μm)
カラム温度:30℃(10min Hold)→10℃/min→300℃(10min Hold)
インジェクター温度:300℃
検出器温度:300℃
打ち込み量:1μL
Column: Agilent Technologies, product name: DB-5 (12 m, 0.2 mm x 0.33 μm)
Column temperature: 30° C. (10 min hold) → 10° C./min → 300° C. (10 min hold)
Injector temperature: 300°C
Detector temperature: 300°C
Injection amount: 1 μL

次いで、得られた置換基含有量から、下記数式(B)又は(C)を用いてモル置換度(MS)を算出する。導入された置換基が一種類の場合、数式(B)を用いてMSを算出し、導入された置換基が二種類の場合、数式(C)を用いてMSを算出する。
数式(B)
MS=(W/Mw)/((100-W)/162.14)
W:測定対象のセルロース繊維中の置換基の含有量(質量%)
Mw:使用したエーテル化剤の分子量(g/mol)
Next, the molar substitution (MS) is calculated from the obtained substituent content using the following mathematical formula (B) or (C). When one type of substituent is introduced, the MS is calculated using mathematical formula (B), and when two types of substituents are introduced, the MS is calculated using mathematical formula (C).
Formula (B)
MS=(W/Mw)/((100− W1 )/162.14)
W: The content (mass%) of the substituent in the cellulose fiber to be measured
Mw: Molecular weight of the etherification agent used (g/mol)

数式(C)
MS=(W/Mw)/((100-W-W)/162.14)
MS=(W/Mw)/((100-W-W)/162.14)
MS:一種類目の置換基のMS
MS:二種類目の置換基のMS
:測定対象のセルロース繊維中の一種類目の置換基の含有量(質量%)
:測定対象のセルロース繊維中の二種類目の置換基の含有量(質量%)
Mw:一種類目のエーテル化剤の分子量(g/mol)
Mw:二種類目のエーテル化剤の分子量(g/mol)
Formula (C)
MS1 = ( W1 / Mw1 )/((100- W1 - W2 )/162.14)
MS2 = ( W2 / Mw2 )/((100- W1 - W2 )/162.14)
MS 1 : MS of the first type of substituent
MS 2 : MS of the second type of substituent
W 1 : The content (mass%) of the first type of substituent in the cellulose fiber to be measured
W2 : The content (mass%) of the second type of substituent in the cellulose fiber to be measured
Mw1 : Molecular weight of the first etherification agent (g/mol)
Mw2 : Molecular weight of the second etherification agent (g/mol)

〔改質セルロース繊維におけるセルロース繊維量(換算量)〕
改質セルロース繊維におけるセルロース繊維(換算量)は、以下の式によって算出する。
セルロース繊維量(換算量)(g)=162/(162+使用したエーテル化剤の分子量(g/mol)×MS)×改質セルロース繊維の質量(g)
なお、添加されるエーテル化剤が2種類以上の場合は各エーテル化剤の分子量とMSの積の総和を算出して、セルロース繊維量(換算量)を算出する。
[Amount of cellulose fiber in modified cellulose fiber (equivalent amount)]
The cellulose fiber (equivalent amount) in the modified cellulose fiber is calculated by the following formula.
Amount of cellulose fiber (converted amount) (g) = 162 / (162 + molecular weight of etherification agent used (g / mol) × MS) × mass of modified cellulose fiber (g)
When two or more kinds of etherification agents are added, the sum of the products of the molecular weights and MS of the respective etherification agents is calculated to calculate the amount of cellulose fiber (converted amount).

〔成形体の製造〕
対象の樹脂又は樹脂組成物を、射出成形機(日本製鋼所社製、商品名:J110AD-180H、シリンダー温度設定6箇所)を用いて射出成形する。シリンダー温度をノズル先端側から5ユニット目までを280℃、残りの1ユニットを250℃、ホッパー下を45℃、金型温度を80℃に設定し、所望の形状の成形体を製造する。
[Production of Molded Product]
The target resin or resin composition is injection molded using an injection molding machine (manufactured by Japan Steel Works, Ltd., product name: J110AD-180H, cylinder temperature setting at six points). The cylinder temperature is set to 280°C from the nozzle tip side to the 5th unit, 250°C for the remaining unit, 45°C below the hopper, and 80°C, to produce a molded product of the desired shape.

〔結晶性樹脂の熱変形温度〕
結晶性樹脂の熱変形温度は、次のようにして測定する。
評価対象の樹脂を、前記の〔成形体の製造〕に記載された方法で射出成形して、角柱試験片(125mm×13mm×6.4mm)を作製する。この角柱試験片について、ASTM D648に基づき、熱変形温度測定機(安田精機製作所製、フルオートマチックヒートデストーションテスター/No.148-HDA6)を用いて、エッジワイズ、昇温速度2℃/分、低荷重(0.45MPa)の条件で、0.254mm撓んだ時の荷重たわみ温度(DTUL)を測定し、これを熱変形温度とする。
[Heat distortion temperature of crystalline resin]
The heat distortion temperature of the crystalline resin is measured as follows.
The resin to be evaluated is injection molded by the method described in [Production of Molded Body] above to prepare a rectangular columnar test piece (125 mm x 13 mm x 6.4 mm). For this rectangular columnar test piece, the deflection temperature under load (DTUL) when deflected 0.254 mm is measured using a heat distortion temperature measuring device (Yasuda Seiki Seisakusho, Full Automatic Heat Distortion Tester/No. 148-HDA6) based on ASTM D648 under the conditions of edgewise, heating rate of 2°C/min, and low load (0.45 MPa), and this is taken as the heat distortion temperature.

〔非晶性樹脂のガラス転移温度〕
非晶性樹脂のガラス転移温度は、次のようにして測定する。
示差走査熱量計(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製、DSC Q20)を用いて、試料0.01~0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温する。その温度から降温速度10℃/minで0℃まで冷却する。次に試料を昇温速度10℃/minで昇温し、吸熱ピークを測定する。吸熱の最高ピーク温度以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移温度とする。
[Glass transition temperature of amorphous resin]
The glass transition temperature of the amorphous resin is measured as follows.
Using a differential scanning calorimeter (TA Instruments Japan, DSC Q20), 0.01 to 0.02 g of a sample is weighed into an aluminum pan and heated to 200°C. From that temperature, the sample is cooled to 0°C at a rate of 10°C/min. The sample is then heated at a rate of 10°C/min and the endothermic peak is measured. The glass transition temperature is determined as the temperature at the intersection of an extension of the baseline below the highest endothermic peak temperature and a tangent line showing the maximum slope from the rising part of the peak to the apex of the peak.

〔エンジニアリングプラスチックの引張強度〕
エンジニアリングプラスチックの引張強度は、次のようにして測定する。
評価対象の樹脂を、前記の〔成形体の製造〕に記載された方法で射出成形して、ダンベル型試験片(ISO527、タイプ1A)を作製する。このダンベル型試験片について、ISO527に基づいて、オートグラフ(SHIMADZU社製,オートグラフ精密万能試験機、AGS-10kNX)を用いて、引張速度50mm/minに設定して引張試験を行い、引張強度(降伏点応力)を求める。
[Tensile strength of engineering plastics]
The tensile strength of the engineering plastic is measured as follows.
The resin to be evaluated is injection molded by the method described in [Production of Molded Articles] above to prepare a dumbbell-shaped test piece (ISO527, Type 1A). A tensile test is performed on this dumbbell-shaped test piece in accordance with ISO527 using an autograph (Shimadzu Corporation, Autograph Precision Universal Testing Machine, AGS-10kNX) at a tensile speed of 50 mm/min to determine the tensile strength (yield stress).

〔エンジニアリングプラスチックの曲げ弾性率〕
エンジニアリングプラスチックの曲げ弾性率は、次のようにして測定する。
評価対象の樹脂を、前記の〔成形体の製造〕に記載された方法で射出成形して、角柱試験片(125mm×13mm×6.4mm)を作製する。この角柱試験片について、ASTM D790に基づいて、テンシロン(オリエンテック社製、テンシロン万能試験機、RTC-1210A)を用いて、クロスヘッド速度を3mm/minに設定して曲げ試験を行い、曲げ弾性率を求める。
[Flexural modulus of engineering plastics]
The flexural modulus of an engineering plastic is measured as follows.
The resin to be evaluated is injection molded by the method described in the above [Production of Molded Article] to prepare a rectangular test piece (125 mm x 13 mm x 6.4 mm). A bending test is performed on this rectangular test piece based on ASTM D790 using a Tensilon (Orientec Co., Ltd., Tensilon Universal Testing Machine, RTC-1210A) with a crosshead speed set to 3 mm/min to determine the bending modulus.

<改質セルロース繊維の製造>
改質セルロース繊維の製造例1
絶乾した針葉樹の漂白クラフトパルプ(以後NBKPと略称、ウエストフレザー社製、「ヒントン」、繊維状、セルロース含有量90質量%、水分含有量5質量%)250.0gに6.4質量%の水酸化ナトリウム水溶液267.1g(NaOH 0.28当量/AGU)を添加し、均一に混合した。その後、エーテル化剤として酸化ブチレン333.8g(和光純薬社製、3.0当量/AGU)を添加し、密閉した後に50℃、7時間かけてニーダー回転機器を用いて撹拌し、反応を行った。反応後、酢酸で中和し、コンパクト電気伝導率計(堀場製作所製、LAQUAtwin EC-33B)によるろ液の電導度測定において50μs/cm以下になるまでイオン交換水を用いて十分に洗浄した後、さらにアセトン5Lで十分に洗浄することで不純物を取り除いた。次いで、70℃で一晩真空乾燥を行うことで、セルロース由来の水酸基に置換基としての2-ヒドロキシブチル基がエーテル結合を介して結合してなる改質セルロース繊維1を得た(置換度(MS)は表に記載。以下同様)。
<Production of modified cellulose fibers>
Modified Cellulose Fiber Production Example 1
267.1 g of 6.4% by weight aqueous sodium hydroxide solution (NaOH 0.28 equivalents/AGU) was added to 250.0 g of bone-dried bleached coniferous kraft pulp (hereinafter abbreviated as NBKP, manufactured by West Fraser, "Hinton", fibrous, cellulose content 90% by weight, moisture content 5% by weight) and mixed uniformly. Then, 333.8 g of butylene oxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 3.0 equivalents/AGU) was added as an etherification agent, and the mixture was sealed and stirred at 50 ° C. for 7 hours using a kneader rotating device to carry out a reaction. After the reaction, the mixture was neutralized with acetic acid, and thoroughly washed with ion-exchanged water until the conductivity of the filtrate was 50 μs/cm or less in the measurement of the conductivity using a compact electrical conductivity meter (manufactured by Horiba, Ltd., LAQUAtwin EC-33B), and then thoroughly washed with 5 L of acetone to remove impurities. Next, the fiber was vacuum dried overnight at 70°C to obtain modified cellulose fiber 1 in which 2-hydroxybutyl groups as substituents were bonded to hydroxyl groups derived from cellulose via ether bonds (the degree of substitution (MS) is shown in the table; the same applies below).

改質セルロース繊維の製造例2
製造例1で得た改質セルロース繊維1 4.0gに、6.4質量%の水酸化ナトリウム水溶液42.3g(NaOH 2.97当量/AGU)、コータミンD2345P 0.5g(花王社製、0.04当量/AGU)を添加し、均一に混合した。その後、エーテル化剤としてo-メチルフェニルグリシジルエーテル 11.2g(Sigma-Aldrich社製、3.0当量/AGU)を添加し、密閉した。その後、70℃、24時間かけてバイアル瓶中で反応を行った。反応後、アセトンで洗浄した後、酢酸で中和し、コンパクト電気伝導率計(堀場製作所製、LAQUAtwin EC-33B)によるろ液の電導度測定において50μs/cm以下になるまでイオン交換水を用いて十分に洗浄した後、アセトン1Lで十分に洗浄することで不純物を取り除いた。次いで、70℃で一晩真空乾燥を行うことで、セルロース由来の水酸基に芳香環を有する置換基がエーテル結合を介して結合してなる改質セルロース繊維2を得た。改質セルロース繊維2の平均繊維径は22μmであった。
Modified Cellulose Fiber Production Example 2
To 4.0 g of the modified cellulose fiber 1 obtained in Production Example 1, 42.3 g of a 6.4 mass% aqueous sodium hydroxide solution (NaOH 2.97 equivalents/AGU) and 0.5 g of Kotamin D2345P (manufactured by Kao Corporation, 0.04 equivalents/AGU) were added and mixed uniformly. Then, 11.2 g of o-methylphenyl glycidyl ether (manufactured by Sigma-Aldrich, 3.0 equivalents/AGU) was added as an etherification agent and sealed. Then, the reaction was carried out in a vial at 70°C for 24 hours. After the reaction, the mixture was washed with acetone, neutralized with acetic acid, and thoroughly washed with ion-exchanged water until the conductivity of the filtrate measured by a compact electrical conductivity meter (manufactured by Horiba, Ltd., LAQUAtwin EC-33B) was 50 μs/cm or less, and then thoroughly washed with 1 L of acetone to remove impurities. Next, the mixture was vacuum dried overnight at 70° C. to obtain modified cellulose fiber 2 in which a substituent having an aromatic ring was bonded to a hydroxyl group derived from cellulose via an ether bond. The average fiber diameter of the modified cellulose fiber 2 was 22 μm.

改質セルロース繊維の製造例3
使用するエーテル化剤(o-メチルフェニルグリシジルエーテル)の量を18.7g(5.0当量/AGU)に変更した以外は改質セルロースの製造例2と同様の操作を行うことで、セルロース由来の水酸基に芳香環を有する置換基がエーテル結合を介して結合してなる改質セルロース繊維3を得た。
Modified cellulose fiber production example 3
The same operations as in Example 2 of modified cellulose production were carried out except that the amount of etherification agent (o-methylphenyl glycidyl ether) used was changed to 18.7 g (5.0 equivalents/AGU), thereby obtaining modified cellulose fiber 3 in which a substituent having an aromatic ring is bonded to a hydroxyl group derived from cellulose via an ether bond.

改質セルロース繊維の製造例4
使用するエーテル化剤の種類及び量を、フェニルグリシジルエーテル(東京化成工業社製)、17.1g(5.0当量/AGU)に変更した以外は改質セルロースの製造例2と同様の操作を行うことで、セルロース由来の水酸基に芳香環を有する置換基がエーテル結合を介して結合してなる改質セルロース繊維4を得た。
Modified Cellulose Fiber Production Example 4
By carrying out the same operations as in Example 2 of modified cellulose production, except that the type and amount of the etherification agent used was changed to phenyl glycidyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 17.1 g (5.0 equivalents/AGU), modified cellulose fiber 4 was obtained in which a substituent having an aromatic ring is bonded to a hydroxyl group derived from cellulose via an ether bond.

改質セルロース繊維の製造例5
製造例1で得た改質セルロース繊維1 4.0gに6.4質量%の水酸化ナトリウム水溶液4.3g(NaOH 0.30当量/AGU)、2-プロパノールを36g添加し、均一に混合した。その後、エーテル化剤としてラウリルグリシジルエーテル 3.9g(東京化成工業社製、0.7当量/AGU)を添加し、密閉した。その後、70℃、24時間かけて、バイアル瓶中で反応を行った。反応後、アセトンで洗浄した後、酢酸で中和し、コンパクト電気伝導率計(堀場製作所製、LAQUAtwin EC-33B)によるろ液の電導度測定において50μs/cm以下になるまでイオン交換水を用いて十分に洗浄した後、アセトン1Lで十分に洗浄することで不純物を取り除いた。次いで、70℃で一晩真空乾燥を行うことで、セルロース由来の水酸基に置換基としてのドデシル基がエーテル結合を介して結合してなる改質セルロース繊維5を得た。
Modified Cellulose Fiber Production Example 5
To 4.0 g of the modified cellulose fiber 1 obtained in Production Example 1, 4.3 g of a 6.4 mass% aqueous sodium hydroxide solution (NaOH 0.30 equivalents/AGU) and 36 g of 2-propanol were added and mixed uniformly. Then, 3.9 g of lauryl glycidyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 0.7 equivalents/AGU) was added as an etherification agent and sealed. Then, the reaction was carried out in a vial at 70 ° C. for 24 hours. After the reaction, the fiber was washed with acetone, neutralized with acetic acid, and thoroughly washed with ion-exchanged water until the electrical conductivity of the filtrate measured by a compact electrical conductivity meter (manufactured by Horiba, Ltd., LAQUAtwin EC-33B) was 50 μs/cm or less, and then thoroughly washed with 1 L of acetone to remove impurities. Next, the fiber was vacuum dried overnight at 70 ° C. to obtain modified cellulose fiber 5 in which a dodecyl group as a substituent is bonded to a hydroxyl group derived from cellulose via an ether bond.

表2に、NBKPや上記の各製造例に関する改質セルロース繊維の性質をまとめた。表2における樹脂組成物を構成する各材料の配合量は質量部である。 Table 2 summarizes the properties of NBKP and the modified cellulose fibers for each of the above manufacturing examples. The amounts of each material that makes up the resin composition in Table 2 are in parts by weight.

<樹脂組成物の製造:ポリカーボネート>
実施例1~4
表2に示す各材料、即ち、エンジニアリングプラスチックとしてのポリカーボネートと改質セルロース繊維2~4、更には任意に相溶化剤を、表2に示すように組み合わせて、二軸混練機(日本製鋼所製、商品名:TEX28V(スクリュー径28mm、L/D=42))を用いて、吐出量10kg/h、回転数200rpm、280℃で溶融混練して、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物のペレットは、水分値が100ppm以下となるように120℃で2時間以上除湿乾燥した。
<Production of Resin Composition: Polycarbonate>
Examples 1 to 4
The materials shown in Table 2, i.e., polycarbonate as an engineering plastic, modified cellulose fibers 2 to 4, and optionally a compatibilizer, were combined as shown in Table 2 and melt-kneaded at 280°C with a discharge rate of 10 kg/h and a rotation speed of 200 rpm using a twin-screw kneader (manufactured by Japan Steel Works, Ltd., product name: TEX28V (screw diameter 28 mm, L/D = 42)) to obtain a resin composition. The pellets of the obtained resin composition were dehumidified and dried at 120°C for 2 hours or more so that the moisture value was 100 ppm or less.

比較例1~3
改質セルロース繊維に代えてセルロース原料のNBKPを使用したこと(比較例1)、改質セルロース繊維として改質セルロース繊維1を使用したこと(比較例2)、又は改質セルロース繊維として改質セルロース繊維5を使用したこと(比較例3)以外は上記実施例と同様の方法で、樹脂組成物のペレットを得た。
Comparative Examples 1 to 3
Pellets of the resin composition were obtained in the same manner as in the above examples, except that the cellulose raw material NBKP was used instead of the modified cellulose fiber (Comparative Example 1), modified cellulose fiber 1 was used as the modified cellulose fiber (Comparative Example 2), or modified cellulose fiber 5 was used as the modified cellulose fiber (Comparative Example 3).

<成形体の製造:実施例1~4、比較例1~3>
得られた樹脂組成物を、前記の〔成形体の製造〕に記載された方法で射出成形して、平板試験片(70mm×40mm×3mm)を成形し、樹脂組成物の成形体とした。
<Production of Molded Article: Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 3>
The obtained resin composition was injection molded by the method described in the above section "Production of Molded Article" to mold a flat test piece (70 mm x 40 mm x 3 mm) to obtain a molded article of the resin composition.

なお、実施例等における材料や略号等の詳細は以下の通りである。
〔樹脂〕
PC:ビスフェノールAポリカーボネート樹脂(非晶性樹脂)、出光興産社製、商品名:タフロン A1900
Details of materials, abbreviations, etc. in the examples are as follows:
〔resin〕
PC: Bisphenol A polycarbonate resin (amorphous resin), manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd., product name: Toughlon A1900

Figure 0007474638000006
Figure 0007474638000006

〔相溶化剤〕
モディパーCL430-G:日油社製、主鎖がポリカーボネート、側鎖がメタクリル酸グリシジルースチレンーアクリロニトリル共重合体のグラフトポリマー
[Compatibilizer]
Modiper CL430-G: NOF Corporation, main chain is polycarbonate, side chain is graft polymer of glycidyl methacrylate-styrene-acrylonitrile copolymer

試験例1<YI(Yellow Index)値>
前記実施例及び比較例の樹脂組成物を用いて得られた各成形体の平板試験片のYI値を、色差計(日本電色工業株式会社製、SE2000)にて測定した。樹脂組成物のYI値からブランク樹脂のYIを差し引いたものをΔYI値とした。数値が小さい方が色相は良好であり、熱安定性に優れることを示す。ここで、ブランク樹脂とは、セルロース繊維も改質セルロース繊維を含まない樹脂又は樹脂組成物のことを指す。
Test Example 1 <YI (Yellow Index) Value>
The YI value of the flat test piece of each molded body obtained using the resin composition of the Examples and Comparative Examples was measured with a color difference meter (SE2000, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). The ΔYI value was calculated by subtracting the YI of the blank resin from the YI value of the resin composition. A smaller value indicates a better hue and excellent thermal stability. Here, the blank resin refers to a resin or resin composition that does not contain cellulose fibers or modified cellulose fibers.

Figure 0007474638000007
Figure 0007474638000007

表2より、非改質セルロース繊維、即ちセルロース原料を用いた比較例1におけるΔYI値は非常に大きく、比較例1における成形体は相当程度着色劣化していたことが分かった。本発明の範囲外の改質セルロース繊維を用いた比較例2~3では、比較例1よりもΔYI値が小さかったものの、成形体の着色劣化の程度は大きく、着色劣化していることは肉眼でもはっきり確認できた。 From Table 2, it can be seen that the ΔYI value in Comparative Example 1, which used unmodified cellulose fiber, i.e., cellulose raw material, was very large, and the molded body in Comparative Example 1 was discolored and deteriorated to a considerable extent. In Comparative Examples 2 and 3, which used modified cellulose fiber outside the scope of the present invention, the ΔYI value was smaller than that of Comparative Example 1, but the degree of discoloration and deterioration of the molded body was large, and the discoloration and deterioration was clearly visible to the naked eye.

一方、本発明の範囲内の改質セルロース繊維を用いた実施例では、ΔYI値が小さく、肉眼で成形体の着色劣化の程度を確認しても、ブランク樹脂との違いをわずかに確認できるほどであった。 On the other hand, in the examples using modified cellulose fibers within the scope of the present invention, the ΔYI value was small, and even when the degree of color deterioration of the molded body was checked with the naked eye, the difference from the blank resin was barely noticeable.

実施例1と比較例3からは、置換基の炭素数は比較例3の方が多いにも関わらず、芳香環を有する置換基を有する実施例1の方が、ΔYI値が明らかに小さいことが分かった。このことから、成形体における着色劣化の程度は、改質セルロース繊維中の置換基の炭素数ではなく、置換基の構造、特に芳香環を持つかどうかにより大きく影響を受けることが示唆された。 From Example 1 and Comparative Example 3, it was found that, although the number of carbon atoms in the substituent was greater in Comparative Example 3, the ΔYI value was clearly smaller in Example 1, which had a substituent with an aromatic ring. This suggests that the degree of color deterioration in the molded product is greatly affected not by the number of carbon atoms in the substituent in the modified cellulose fiber, but by the structure of the substituent, in particular whether or not it has an aromatic ring.

改質セルロース繊維の製造例6
エーテル化剤としてのo-メチルフェニルグリシジルエーテルの量を18.7g(Sigma-Aldrich社製、5.0当量/AGU)に変更したこと以外は、製造例2と同じ操作を行って、セルロース由来の水酸基に芳香環を有する置換基がエーテル結合を介して結合してなる改質セルロース繊維6を得た。
Modified Cellulose Fiber Production Example 6
The same procedure as in Production Example 2 was carried out, except that the amount of o-methylphenyl glycidyl ether used as the etherifying agent was changed to 18.7 g (Sigma-Aldrich, 5.0 equivalents/AGU), to obtain modified cellulose fiber 6 in which a substituent having an aromatic ring is bonded to a hydroxyl group derived from cellulose via an ether bond.

<樹脂組成物の製造:ポリブチレンテレフタレート>
実施例5
各材料を表6に記載の仕込み量で混練機(東洋精機製作所社製、ラボプラストミル)を用いて、回転数90rpm、240℃で10分間、窒素雰囲気下で溶融混練して、樹脂組成物を得た。
<Production of Resin Composition: Polybutylene Terephthalate>
Example 5
Each material was melt-kneaded in the amounts shown in Table 6 using a kneader (Labo Plastomill, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho) at a rotation speed of 90 rpm and 240° C. for 10 minutes under a nitrogen atmosphere to obtain a resin composition.

比較例4
改質セルロース繊維に代えてセルロース原料のNBKPを使用したこと以外は実施例5と同様の方法で、樹脂組成物を得た。
Comparative Example 4
A resin composition was obtained in the same manner as in Example 5, except that the cellulose raw material NBKP was used instead of the modified cellulose fiber.

<樹脂組成物の製造:ポリアミド6>
実施例6
使用する樹脂をポリアミド6に変えたこと以外は実施例5と同様の方法で、樹脂組成物を得た。
<Production of resin composition: Polyamide 6>
Example 6
A resin composition was obtained in the same manner as in Example 5, except that the resin used was changed to polyamide 6.

比較例5
改質セルロース繊維に代えてセルロース原料のNBKPを使用したこと以外は実施例6と同様の方法で、樹脂組成物を得た。
<樹脂組成物の製造:ポリアミド66>
Comparative Example 5
A resin composition was obtained in the same manner as in Example 6, except that the cellulose raw material NBKP was used instead of the modified cellulose fiber.
<Production of resin composition: Polyamide 66>

実施例7
使用する樹脂をポリアミド66に変え、混練条件を表8記載の温度に変更したこと以外は実施例5と同様の方法で、樹脂組成物を得た。
Example 7
A resin composition was obtained in the same manner as in Example 5, except that the resin used was changed to polyamide 66 and the kneading conditions were changed to the temperatures shown in Table 8.

比較例6
改質セルロース繊維に代えてセルロース原料のNBKPを使用したこと以外は実施例7と同様の方法で、樹脂組成物を得た。
Comparative Example 6
A resin composition was obtained in the same manner as in Example 7, except that the cellulose raw material NBKP was used instead of the modified cellulose fiber.

<成形体の製造:実施例5~7、比較例4~6>
得られた樹脂組成物を、オートプレス成形機(東洋精機製作所製)と0.4mmのスペーサーを用いて、下記の条件で厚さ0.4mmのシートに成形し、樹脂組成物の成形体とした。プレス条件は以下のとおりである。
用いる樹脂に応じた種々の温度(PBT: 250℃、PA6: 240℃、PA66: 280℃)で、0.5MPa、2分プレスし、その後温度を変えずに20MPaで1分プレスした。続いてハンドプレスで10MPa、80℃、1分プレスを行った後、15℃で20秒間プレスすることで、各樹脂組成物のシートを作製した。
<Production of Molded Articles: Examples 5 to 7, Comparative Examples 4 to 6>
The obtained resin composition was molded into a sheet having a thickness of 0.4 mm under the following conditions using an auto press molding machine (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho) and a 0.4 mm spacer, to obtain a molded article of the resin composition. The pressing conditions were as follows:
The sheets were pressed at 0.5 MPa for 2 minutes at various temperatures (PBT: 250°C, PA6: 240°C, PA66: 280°C) depending on the resin used, and then pressed at 20 MPa for 1 minute without changing the temperature.Then, the sheets were pressed by hand at 10 MPa, 80°C for 1 minute, and then pressed at 15°C for 20 seconds to produce sheets of each resin composition.

なお、実施例等における材料や略号等の詳細は以下の通りである。
〔樹脂〕
ポリブチレンテレフタレート(PBT):DURANEX 700FP(ポリプラスチックス社製)
Details of materials, abbreviations, etc. in the examples are as follows:
〔resin〕
Polybutylene terephthalate (PBT): DURANEX 700FP (Polyplastics)

Figure 0007474638000008
Figure 0007474638000008

ポリアミド6(PA6):アミラン CM1017 (東レ社製) Polyamide 6 (PA6): Amilan CM1017 (manufactured by Toray Industries, Inc.)

Figure 0007474638000009
Figure 0007474638000009

ポリアミド66(PA66):アミラン CM3001-N (東レ社製) Polyamide 66 (PA66): Amilan CM3001-N (manufactured by Toray Industries, Inc.)

Figure 0007474638000010
Figure 0007474638000010

試験例2<YI(Yellow Index)値>
実施例5~7及び比較例4~6の樹脂組成物を用いて得られた各シート成形体のYI値を、前記試験例1と同様にして測定し、ΔYI値を求めた。
Test Example 2 <YI (Yellow Index) Value>
The YI value of each of the sheet molded articles obtained using the resin compositions of Examples 5 to 7 and Comparative Examples 4 to 6 was measured in the same manner as in Test Example 1, and the ΔYI value was calculated.

表6~8に、改質セルロース繊維6の性質や、実施例5~7及び比較例4~6の組成及び結果をまとめた。これらの表における樹脂組成物を構成する各材料の配合量は質量部である。 Tables 6 to 8 summarize the properties of modified cellulose fiber 6 and the compositions and results of Examples 5 to 7 and Comparative Examples 4 to 6. The amounts of each material that makes up the resin composition in these tables are in parts by mass.

Figure 0007474638000011
Figure 0007474638000011

Figure 0007474638000012
Figure 0007474638000012

Figure 0007474638000013
Figure 0007474638000013

実施例5~7及び比較例4~6から、本発明における特定の改質セルロース繊維をポリカーボネート以外のエンジニアリングプラスチックに適用した場合も、ポリカーボネートと同様に着色劣化抑制効果が発現することが確認できた。 From Examples 5 to 7 and Comparative Examples 4 to 6, it was confirmed that when the specific modified cellulose fiber of the present invention is applied to engineering plastics other than polycarbonate, the color deterioration suppression effect is achieved similarly to polycarbonate.

本発明の樹脂組成物は、例えば、高い耐熱性、機械的強度や耐久性が要求される情報家電部品、情報家電部品用梱包資材、自動車部品、3次元造形材料、クッション材、補修材、シーリング材、断熱材、吸音材、等の様々な工業用途に使用することができる。 The resin composition of the present invention can be used for various industrial applications, such as information appliance parts that require high heat resistance, mechanical strength, and durability, packaging materials for information appliance parts, automobile parts, three-dimensional modeling materials, cushioning materials, repair materials, sealing materials, insulation materials, and sound-absorbing materials.

Claims (10)

エンジニアリングプラスチックと改質セルロース繊維を含む樹脂組成物であって、
前記改質セルロース繊維がセルロースI型結晶を有しており、かつ、セルロース由来の水酸基の少なくとも一つに芳香環を有する置換基がエーテル結合を介して結合されてなり、
前記芳香環を有する置換基が、下記一般式(1)で表される置換基、下記一般式(2)で表される置換基、及び下記一般式(3)で表される置換基からなる群より選択される1種以上の置換基である、樹脂組成物。
-CH -CH(OH)-R (1)
-CH -CH(OH)-CH -(OA)n-O-R (2)
-R (3)
(式中、一般式(1)~(3)におけるR はそれぞれ独立して少なくとも1個の芳香環を有する炭素数6以上30以下の炭化水素基を示し、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。)
A resin composition comprising an engineering plastic and a modified cellulose fiber,
the modified cellulose fiber has cellulose I type crystals, and a substituent having an aromatic ring is bonded to at least one of the hydroxyl groups derived from cellulose via an ether bond ;
The substituent having an aromatic ring is one or more kinds of substituents selected from the group consisting of a substituent represented by the following general formula (1), a substituent represented by the following general formula (2), and a substituent represented by the following general formula (3).
-CH2 - CH(OH)-R1 ( 1)
-CH2 - CH(OH)-CH2- ( OA)n-O-R1 ( 2)
-R 1 (3)
(In the formulae, R 1 in general formulas (1) to (3) each independently represents a hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms and at least one aromatic ring, n in general formula (2) represents a number of 0 to 50, and A represents a linear or branched divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.)
前記エンジニアリングプラスチックが結晶性樹脂である、請求項1に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to claim 1, wherein the engineering plastic is a crystalline resin. 前記エンジニアリングプラスチックの熱変形温度が100℃以上である、請求項2に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to claim 2, wherein the engineering plastic has a heat distortion temperature of 100°C or higher. 前記エンジニアリングプラスチックが非晶性樹脂である、請求項1に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to claim 1, wherein the engineering plastic is an amorphous resin. 前記エンジニアリングプラスチックのガラス転移温度が100℃以上である、請求項4記載の樹脂組成物。 The resin composition according to claim 4, wherein the glass transition temperature of the engineering plastic is 100°C or higher. 前記エンジニアリングプラスチックの25℃における引張強度が49MPa以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the tensile strength of the engineering plastic at 25°C is 49 MPa or more. 前記エンジニアリングプラスチックの25℃における曲げ弾性率が2GPa以上である、請求項1~6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the engineering plastic has a flexural modulus of 2 GPa or more at 25°C. 前記エンジニアリングプラスチックが、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアセタール、変性ポリフェニレンオキサイド、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアリレート及びポリアリルエーテルニトリルからなる群より選択される1種以上である、請求項1~7のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the engineering plastic is at least one selected from the group consisting of polyamide, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyacetal, modified polyphenylene oxide, modified polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, polyether sulfone, polysulfone, polyamide imide, polyether imide, polyimide, polyarylate, and polyaryl ether nitrile. エンジニアリングプラスチックと改質セルロース繊維と混合する混合工程を含む樹脂組成物の製造方法であって、
前記改質セルロース繊維がセルロースI型結晶を有しており、かつ、セルロース由来の水酸基の少なくとも一つに芳香環を有する置換基がエーテル結合を介して結合されてなり、
前記芳香環を有する置換基が、下記一般式(1)で表される置換基、下記一般式(2)で表される置換基、及び下記一般式(3)で表される置換基からなる群より選択される1種以上の置換基である、樹脂組成物の製造方法。
-CH -CH(OH)-R (1)
-CH -CH(OH)-CH -(OA)n-O-R (2)
-R (3)
(式中、一般式(1)~(3)におけるR はそれぞれ独立して少なくとも1個の芳香環を有する炭素数6以上30以下の炭化水素基を示し、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。)
A method for producing a resin composition, comprising a mixing step of mixing an engineering plastic with a modified cellulose fiber,
the modified cellulose fiber has cellulose I type crystals, and a substituent having an aromatic ring is bonded to at least one of the hydroxyl groups derived from cellulose via an ether bond ;
The method for producing a resin composition, wherein the substituent having an aromatic ring is one or more types of substituents selected from the group consisting of a substituent represented by the following general formula (1), a substituent represented by the following general formula (2), and a substituent represented by the following general formula (3):
-CH2 - CH(OH)-R1 ( 1)
-CH2 - CH(OH)-CH2- ( OA)n-O-R1 ( 2)
-R 1 (3)
(In the formulae, R 1 in general formulas (1) to (3) each independently represents a hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms and at least one aromatic ring, n in general formula (2) represents a number of 0 to 50, and A represents a linear or branched divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.)
前記混合工程が、200℃以上でせん断処理及び/又は混練処理を行う工程を含む、請求項に記載の樹脂組成物の製造方法。 The method for producing a resin composition according to claim 9 , wherein the mixing step includes a step of performing a shearing treatment and/or a kneading treatment at 200° C. or more.
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