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JP7846313B2 - resin composition - Google Patents
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JP7846313B2 - resin composition - Google Patents

resin composition

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JP7846313B2 JP2025547934A JP2025547934A JP7846313B2 JP 7846313 B2 JP7846313 B2 JP 7846313B2 JP 2025547934 A JP2025547934 A JP 2025547934A JP 2025547934 A JP2025547934 A JP 2025547934A JP 7846313 B2 JP7846313 B2 JP 7846313B2
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Description

本発明は、スチレン系エラストマーを含む樹脂組成物に関する。This invention relates to a resin composition containing a styrene-based elastomer.

熱可塑性エラストマーは、ゴム弾性を示しながら、熱可塑性樹脂と同様の手法による溶融成形が可能であることから、従来、広範な用途に使用されてきた。熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系、オレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、アクリル系、ポリ塩化ビニル系等のものが知られている。このうち、スチレン系エラストマーは、耐候性、耐薬品性等に優れることから、シール材等に使用される他、種々の材料に対する改質剤、添加剤等としても使用されてきた。Thermoplastic elastomers have been used in a wide range of applications because they exhibit rubber elasticity while being melt-molded using the same methods as thermoplastic resins. Known thermoplastic elastomers include styrene-based, olefin-based, polyurethane-based, polyester-based, polyamide-based, acrylic-based, and polyvinyl chloride-based types. Of these, styrene-based elastomers, due to their excellent weather resistance and chemical resistance, have been used in sealing materials, as well as modifiers and additives for various materials.

樹脂成形体においては、機械強度、柔軟性、耐摩耗性、加工性等、用途に応じて所望される種々の特性を高度にバランスさせることが求められており、特性向上の目的で、樹脂成形体中にフィラーを含有させることが一般的に行われている。近年、環境問題への意識の高まりから、樹脂成形体に含有させるフィラーとして、低比重且つ再生可能な材料であるセルロースの利用が種々模索されている。中でも、セルロースナノファイバーは、各種樹脂と組合せて樹脂成形体を構成した際の当該樹脂成形体に与える使用量当たりの補強効果が良好であることから、樹脂成形体用のフィラーとして極めて有望である。In resin molded articles, it is necessary to achieve a high degree of balance between various properties desired depending on the application, such as mechanical strength, flexibility, wear resistance, and processability. To improve these properties, it is common practice to incorporate fillers into the resin molded articles. In recent years, with increasing awareness of environmental issues, the use of cellulose, a low-density and renewable material, as a filler in resin molded articles has been explored extensively. Among these, cellulose nanofibers are particularly promising as a filler for resin molded articles because they provide excellent reinforcement per unit of material used when combined with various resins.

特許文献1は、ポリアミド、エラストマー、及びセルロースを含む樹脂組成物であって、前記エラストマーの少なくとも一部が酸性官能基を有し、前記ポリアミドと前記エラストマーとが相分離しており、前記セルロースの50質量%超がポリアミド相中に存在する、樹脂組成物を記載する。
特許文献2は、ポリアミド、芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物ブロック共重合体及びその誘導体からなる群から選択される1種以上のエラストマー、及びセルロース、を含む樹脂組成物であって、前記ポリアミドと前記エラストマーとが相分離しており、前記セルロースの50質量%超がポリアミド相中に存在する、樹脂組成物を記載する。
Patent Document 1 describes a resin composition comprising a polyamide, an elastomer, and cellulose, wherein at least a portion of the elastomer has an acidic functional group, the polyamide and the elastomer are phase-separated, and more than 50% by mass of the cellulose is present in the polyamide phase.
Patent Document 2 describes a resin composition comprising a polyamide, one or more elastomers selected from the group consisting of aromatic vinyl compound-conjugated diene compound block copolymers and derivatives thereof, and cellulose, wherein the polyamide and the elastomer are phase-separated, and more than 50% by mass of the cellulose is present in the polyamide phase.

特開2020-029488号公報Japanese Patent Publication No. 2020-029488 特開2022-007985号公報Japanese Patent Publication No. 2022-007985

樹脂成形体のうち、例えばスチレン系エラストマーを主体とするものは、良好なゴム弾性を示すとともに耐候性、耐薬品性等に優れる点で有望であり得る。スチレン系エラストマーにセルロースナノファイバーを組み合わせることができれば、スチレン系エラストマーが本来有する上記の特性に加えて、良好な引張強度、引張弾性率、引張破断伸び等の特性も付与され得る。しかし、スチレン系エラストマーは本来的に疎水性であるのに対し、セルロースナノファイバーは水酸基の存在により本来的に親水性であるため、これらは互いに混和し難い傾向がある。樹脂組成物中で、スチレン系エラストマーとセルロースナノファイバーとの混和が不良であると、当該樹脂組成物を成形してなる成形体が所望の物性を示さない他、成形体に外力が加わった際に、スチレン系エラストマーとセルロースナノファイバーとの間にボイドが生じて成形体が白化したりする。一方、混和を良好にするために、スチレン系エラストマーとセルロースナノファイバーとの溶融混合を念入りに行う等すると、セルロースナノファイバーの熱劣化(例えば着色)が生じ得る。特許文献1及び2に記載される技術は、ポリアミド中にセルロースを分散させる際にスチレン系エラストマーを共存させるものであるが、スチレン系エラストマーを主体とする樹脂成形体には着目しておらず、したがって、スチレン系エラストマーとセルロースナノファイバーとの組み合わせに係る上記の問題にも着目していない。Among resin molded articles, those primarily composed of styrene-based elastomers, for example, are promising because they exhibit good rubber elasticity and excellent weather resistance and chemical resistance. If styrene-based elastomers can be combined with cellulose nanofibers, in addition to the properties inherent in styrene-based elastomers, properties such as good tensile strength, tensile modulus, and tensile elongation at break can also be imparted. However, since styrene-based elastomers are inherently hydrophobic, while cellulose nanofibers are inherently hydrophilic due to the presence of hydroxyl groups, they tend to be difficult to mix with each other. If the mixing of styrene-based elastomers and cellulose nanofibers in a resin composition is poor, the molded article produced from that resin composition will not exhibit the desired physical properties. Furthermore, when external force is applied to the molded article, voids may form between the styrene-based elastomers and cellulose nanofibers, causing the molded article to whiten. On the other hand, if thorough melt-mixing of styrene-based elastomers and cellulose nanofibers is performed to improve mixing, thermal degradation of the cellulose nanofibers (e.g., discoloration) may occur. The technologies described in Patent Documents 1 and 2 involve dispersing cellulose in polyamide while coexisting with a styrene-based elastomer. However, they do not focus on resin molded articles mainly composed of styrene-based elastomers, and therefore do not address the above-mentioned problems related to the combination of styrene-based elastomers and cellulose nanofibers.

本発明の一態様は上記の課題を解決し、スチレン系エラストマーが本来有する有利な特性(良好なゴム弾性、耐候性、耐薬品性等)を発揮しつつ、引張強度、引張弾性率、及び/又は引張破断伸びにも優れ、更に白化、及び着色といった不都合が少ない樹脂成形体を形成し得る、樹脂組成物及びその製造方法、並びに当該樹脂組成物を成形してなる成形体の提供を目的とする。One aspect of the present invention aims to solve the above problems and provide a resin composition, a method for producing the same, and a molded article made by molding the resin composition, which can form a resin molded article that exhibits the advantageous properties inherent in styrene-based elastomers (good rubber elasticity, weather resistance, chemical resistance, etc.), while also being excellent in tensile strength, tensile modulus, and/or tensile elongation at break, and further exhibiting fewer undesirable conditions such as whitening and discoloration.

また、フィラーを含む樹脂成形体が所望の特性を発揮するためには、フィラーが樹脂中に良好に分散していることが重要である場合がある。しかし、セルロースは、その水酸基により一般に親水性であることから、ポリマー中にセルロースを良好に分散させるための添加剤としてスチレン系エラストマーを用いることが提案されている。Furthermore, for a resin molded article containing fillers to exhibit desired properties, it is sometimes important that the fillers are well dispersed within the resin. However, since cellulose is generally hydrophilic due to its hydroxyl groups, it has been proposed to use styrene-based elastomers as additives to well disperse cellulose within the polymer.

スチレン系エラストマーは、軟質であるとともに耐候性、耐薬品性等に優れることから、スチレン系エラストマーを主たるポリマー成分として用いた成形体も望まれている。しかし、従来、スチレン系エラストマーを主たるポリマー成分として用いた樹脂成形体の用途には制限があった。スチレン系エラストマーは、一般にタック性(tackiness)(初期接着性)を示す。このため、スチレン系エラストマー単独での溶融成形が困難であること、スチレン系エラストマー成形体が互いにくっつき易いこと等、スチレン系エラストマーは加工性及び取扱い性に問題を有していた。特許文献2に記載される技術は、ポリアミドとセルロースとを含む樹脂組成物において上記のエラストマーを使用することで、高靭性及び低熱膨張性という相反する特性を同時に実現しようとするものであるが、スチレン系エラストマーを主たるポリマー成分として用いた成形体を提供し得るものではない。Styrene elastomers are soft and possess excellent weather resistance and chemical resistance, making molded articles using styrene elastomers as the main polymer component desirable. However, conventionally, there have been limitations on the applications of resin molded articles using styrene elastomers as the main polymer component. Styrene elastomers generally exhibit tackiness (initial adhesion). Therefore, melt molding of styrene elastomers alone is difficult, and styrene elastomer molded articles tend to stick together, resulting in problems with processability and handling. The technology described in Patent Document 2 attempts to simultaneously achieve the conflicting properties of high toughness and low thermal expansion by using the above-mentioned elastomer in a resin composition containing polyamide and cellulose, but it does not provide a molded article using styrene elastomers as the main polymer component.

したがって、本発明の別の一態様は、上記の課題を解決し、スチレン系エラストマーが本来有する優れた特性(特に、良好なゴム弾性、耐候性、耐薬品性等)を示しつつ加工性及び取扱い性にも優れる樹脂成形体を形成し得る樹脂組成物及びその製造方法、並びに、当該樹脂組成物を成形してなる樹脂成形体の提供を目的とする。Therefore, another aspect of the present invention aims to solve the above problems and provide a resin composition and a method for producing the same, which can form a resin molded article that exhibits the excellent properties inherent in styrene-based elastomers (especially good rubber elasticity, weather resistance, chemical resistance, etc.) while also being excellent in processability and handling, as well as a resin molded article obtained by molding the resin composition.

本開示は、以下の項目を包含する。
[項目1]
熱可塑性エラストマーと、セルロースナノファイバーとを含む樹脂組成物であって、
前記熱可塑性エラストマーは、酸変性スチレン系エラストマーと、スチレン系エラストマーとを含み、
前記樹脂組成物100質量%中、前記熱可塑性エラストマーの量が、60質量%以上である、樹脂組成物。
[項目2]
熱可塑性エラストマーと、セルロースナノファイバーとを含む樹脂組成物であって、
前記樹脂組成物中のセルロースナノファイバーの数平均繊維長Lと数平均繊維径Dとの比L/Dである数平均アスペクト比が2以上26以下であり、
前記樹脂組成物100質量%中、前記熱可塑性エラストマーの量が、60質量%以上である、樹脂組成物。
[項目3]
熱可塑性エラストマーと、セルロースナノファイバーとを含む樹脂組成物であって、
テトラヒドロフラン(THF)を用いて前記樹脂組成物から前記セルロースナノファイバーを分離した際に、セルロースナノファイバーの重量増加率が190%~600%であり、
前記樹脂組成物100質量%中、前記熱可塑性エラストマーの量が、60質量%以上である、樹脂組成物。
[項目4]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、酸変性スチレン系エラストマーと、スチレン系エラストマーとを含み、
前記樹脂組成物100質量%中、前記酸変性スチレン系エラストマーと前記スチレン系エラストマーとの合計量が、60質量%以上である、項目1~3のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目5]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、酸変性スチレン系エラストマーと、スチレン系エラストマーとを含み、
前記酸変性スチレン系エラストマーと前記スチレン系エラストマーとが相溶している、項目1~4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目6]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、酸変性スチレン系エラストマーと、スチレン系エラストマーとを含み、
前記スチレン系エラストマー100質量部に対して、前記酸変性スチレン系エラストマーの量が0.5質量部~50質量部である、項目1~5のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目7]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、スチレン系エラストマーを含み、
前記セルロースナノファイバー1質量部に対して、前記スチレン系エラストマーの量が0.5質量部~250質量部である、項目1~6のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目8]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、酸変性スチレン系エラストマーを含み、
前記セルロースナノファイバー1質量部に対して、前記酸変性スチレン系エラストマーの量が0.5質量部~45質量部である、項目1~7のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目9]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、酸変性スチレン系エラストマーを含み、
前記樹脂組成物100質量%中、前記酸変性スチレン系エラストマーの量が0.5質量%~50質量%である、項目1~8のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目10]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、スチレン系エラストマーを含み、
前記樹脂組成物100質量%中、前記スチレン系エラストマーの量が、10質量%~98.8質量%である、項目1~9のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目11]
前記セルロースナノファイバーを、0.1質量%~20質量%含む、項目1~10のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目12]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、酸変性スチレン系エラストマーを含み、
前記酸変性スチレン系エラストマーの酸変性率が、0.2質量%~2.5質量%である、項目1~11のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目13]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、スチレン系エラストマーを含み、
前記スチレン系エラストマーが、未変性物である、項目1~12のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目14]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、酸変性スチレン系エラストマーを含み、
前記酸変性スチレン系エラストマーが、芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物ブロック共重合体又はその水素添加物であるスチレン系エラストマーの酸変性物である、項目1~13のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目15]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、スチレン系エラストマーを含み、
前記スチレン系エラストマーが、芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物ブロック共重合体又はその水素添加物である、項目1~14のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目16]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、スチレン系エラストマーを含み、
前記スチレン系エラストマーの230℃及び2.16kgにおけるメルトマスフローレートが、20g/10分以下である、項目1~15のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目17]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、酸変性スチレン系エラストマーを含み、
前記酸変性スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率が10質量%~45質量%である、項目1~16のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目18]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、スチレン系エラストマーを含み、
前記スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率が10質量%~45質量%である、項目1~17のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目19]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、酸変性スチレン系エラストマーと、スチレン系エラストマーとを含み、
前記酸変性スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率に対する、前記スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率の比(スチレン系エラストマーのスチレン比率/酸変性スチレン系エラストマーのスチレン比率)が、0.3~2.5である、項目1~18のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目20]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、酸変性スチレン系エラストマーと、スチレン系エラストマーとを含み、
前記酸変性スチレン系エラストマーの数平均分子量が10,000~500,000であり、前記スチレン系エラストマーの数平均分子量が10,000~500,000である、項目1~19のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目21]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、酸変性スチレン系エラストマーを含み、
前記酸変性スチレン系エラストマーにおいて、酸変性率に対するスチレンユニット比率の比(スチレンユニット比率/酸変性率)が、5~90である、項目1~20のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目22]
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、酸変性スチレン系エラストマーを含み、
前記セルロースナノファイバー100質量%に対して、前記酸変性スチレン系エラストマーの酸変性基量が、0.2質量%~5.0質量%である、項目1~21のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目23]
前記セルロースナノファイバーの数平均繊維径が、2nm~1000nmである、項目1~22のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目24]
前記セルロースナノファイバーの熱分解開始温度が、250℃以上である、項目1~23のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目25]
前記セルロースナノファイバーの比表面積が、10m2/g~200m2/gである、項目1~24のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目26]
ポリオキシエチレンユニット含有ポリマーを更に含む、項目1~25のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目27]
液状ポリマーを更に含む、項目1~26のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
[項目28]
項目1~27のいずれか一項に記載の樹脂組成物の製造方法であって、
前記樹脂組成物が、前記熱可塑性エラストマーとして、酸変性スチレン系エラストマーと、スチレン系エラストマーとを含み、
前記酸変性スチレン系エラストマーと、前記スチレン系エラストマーと、前記セルロースナノファイバーとを含む混合物を加熱混練することを含む、方法。
[項目29]
前記加熱混練前のセルロースナノファイバーに対する前記加熱混練後のセルロースナノファイバーの重量増加率が190%~600%である、項目28に記載の方法。
[項目30]
項目1~27のいずれか一項に記載の樹脂組成物を成形してなる、樹脂成形体。
[項目31]
異形押出成形品である、項目30に記載の樹脂成形体。
[項目32]
異形押出成形品の製造方法であって、
項目1~27のいずれか一項に記載の樹脂組成物を異形押出する工程を含む、方法。
[項目33]
項目1~27のいずれか一項に記載の樹脂組成物で構成されている、3Dプリント用造形材料。
[項目34]
フィラメント又は粉体の形態を有する、項目33に記載の3Dプリント用造形材料。
[項目35]
項目1~27のいずれか一項に記載の樹脂組成物を3Dプリンターにより造形してなる、造形物。
[項目36]
項目33又は34に記載の3Dプリント用造形材料を3Dプリンターにより造形してなる、造形物。
[項目37]
造形物の製造方法であって、
項目1~27のいずれか一項に記載の樹脂組成物を3Dプリンターにより造形する工程を含む、方法。
[項目38]
造形物の製造方法であって、
項目33又は34に記載の3Dプリント用造形材料を3Dプリンターにより造形する工程を含む、方法。
[項目39]
スチレン系エラストマーと、セルロースナノファイバーを含むタック抑制剤とを含む、樹脂組成物。
This disclosure includes the following items:
[Item 1]
A resin composition comprising a thermoplastic elastomer and cellulose nanofibers,
The thermoplastic elastomer comprises an acid-modified styrene elastomer and a styrene elastomer.
A resin composition in which the amount of the thermoplastic elastomer is 60% by mass or more in 100% by mass of the resin composition.
[Item 2]
A resin composition comprising a thermoplastic elastomer and cellulose nanofibers,
The number-average aspect ratio, which is the ratio L/D of the number-average fiber length L to the number-average fiber diameter D of the cellulose nanofibers in the resin composition, is 2 or more and 26 or less.
A resin composition in which the amount of the thermoplastic elastomer is 60% by mass or more in 100% by mass of the resin composition.
[Item 3]
A resin composition comprising a thermoplastic elastomer and cellulose nanofibers,
When the cellulose nanofibers were separated from the resin composition using tetrahydrofuran (THF), the weight increase rate of the cellulose nanofibers was 190% to 600%.
A resin composition in which the amount of the thermoplastic elastomer is 60% by mass or more in 100% by mass of the resin composition.
[Item 4]
The resin composition includes, as the thermoplastic elastomer, an acid-modified styrene elastomer and a styrene elastomer.
The resin composition according to any one of items 1 to 3, wherein the total amount of the acid-modified styrene elastomer and the styrene elastomer in 100% by mass of the resin composition is 60% by mass or more.
[Item 5]
The resin composition includes, as the thermoplastic elastomer, an acid-modified styrene elastomer and a styrene elastomer.
The resin composition according to any one of items 1 to 4, wherein the acid-modified styrene elastomer and the styrene elastomer are compatible.
[Item 6]
The resin composition includes, as the thermoplastic elastomer, an acid-modified styrene elastomer and a styrene elastomer.
The resin composition according to any one of items 1 to 5, wherein the amount of the acid-modified styrene elastomer is 0.5 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of the styrene elastomer.
[Item 7]
The resin composition includes a styrene-based elastomer as the thermoplastic elastomer,
The resin composition according to any one of items 1 to 6, wherein the amount of the styrene-based elastomer is 0.5 to 250 parts by mass per 1 part by mass of the cellulose nanofiber.
[Item 8]
The resin composition includes an acid-modified styrene-based elastomer as the thermoplastic elastomer.
The resin composition according to any one of items 1 to 7, wherein the amount of the acid-modified styrene elastomer is 0.5 to 45 parts by mass per 1 part by mass of the cellulose nanofiber.
[Item 9]
The resin composition includes an acid-modified styrene-based elastomer as the thermoplastic elastomer.
The resin composition according to any one of items 1 to 8, wherein the amount of the acid-modified styrene elastomer is 0.5% to 50% by mass in 100% by mass of the resin composition.
[Item 10]
The resin composition includes a styrene-based elastomer as the thermoplastic elastomer,
The resin composition according to any one of items 1 to 9, wherein the amount of the styrene-based elastomer in 100% by mass of the resin composition is 10% by mass to 98.8% by mass.
[Item 11]
A resin composition according to any one of items 1 to 10, comprising 0.1% to 20% by mass of the cellulose nanofibers.
[Item 12]
The resin composition includes an acid-modified styrene-based elastomer as the thermoplastic elastomer.
The resin composition according to any one of items 1 to 11, wherein the acid modification rate of the acid-modified styrene elastomer is 0.2% by mass to 2.5% by mass.
[Item 13]
The resin composition includes a styrene-based elastomer as the thermoplastic elastomer,
The resin composition according to any one of items 1 to 12, wherein the styrene-based elastomer is an unmodified product.
[Item 14]
The resin composition includes an acid-modified styrene-based elastomer as the thermoplastic elastomer.
The resin composition according to any one of items 1 to 13, wherein the acid-modified styrene elastomer is an acid-modified product of a styrene elastomer which is an aromatic vinyl compound-conjugated diene compound block copolymer or a hydrogenated thereof.
[Item 15]
The resin composition includes a styrene-based elastomer as the thermoplastic elastomer,
The resin composition according to any one of items 1 to 14, wherein the styrene-based elastomer is an aromatic vinyl compound-conjugated diene compound block copolymer or a hydrogenated product thereof.
[Item 16]
The resin composition includes a styrene-based elastomer as the thermoplastic elastomer,
The resin composition according to any one of items 1 to 15, wherein the melt mass flow rate of the styrene-based elastomer at 230°C and 2.16 kg is 20 g/10 min or less.
[Item 17]
The resin composition includes an acid-modified styrene-based elastomer as the thermoplastic elastomer.
The resin composition according to any one of items 1 to 16, wherein the styrene unit ratio of the acid-modified styrene elastomer is 10% to 45% by mass.
[Item 18]
The resin composition includes a styrene-based elastomer as the thermoplastic elastomer,
The resin composition according to any one of items 1 to 17, wherein the styrene unit ratio of the styrene-based elastomer is 10% by mass to 45% by mass.
[Item 19]
The resin composition includes, as the thermoplastic elastomer, an acid-modified styrene elastomer and a styrene elastomer.
The resin composition according to any one of items 1 to 18, wherein the ratio of the styrene unit ratio of the styrene-based elastomer to the styrene unit ratio of the acid-modified styrene-based elastomer (styrene ratio of the styrene-based elastomer / styrene ratio of the acid-modified styrene-based elastomer) is 0.3 to 2.5.
[Item 20]
The resin composition includes, as the thermoplastic elastomer, an acid-modified styrene elastomer and a styrene elastomer.
The resin composition according to any one of items 1 to 19, wherein the number average molecular weight of the acid-modified styrene elastomer is 10,000 to 500,000, and the number average molecular weight of the styrene elastomer is 10,000 to 500,000.
[Item 21]
The resin composition includes an acid-modified styrene-based elastomer as the thermoplastic elastomer.
The resin composition according to any one of items 1 to 20, wherein the ratio of the styrene unit ratio to the acid modification rate (styrene unit ratio / acid modification rate) in the acid-modified styrene elastomer is 5 to 90.
[Item 22]
The resin composition includes an acid-modified styrene-based elastomer as the thermoplastic elastomer.
The resin composition according to any one of items 1 to 21, wherein the amount of acid-modified groups in the acid-modified styrene elastomer is 0.2% to 5.0% by mass, relative to 100% by mass of the cellulose nanofibers.
[Item 23]
The resin composition according to any one of items 1 to 22, wherein the number-average fiber diameter of the cellulose nanofibers is 2 nm to 1000 nm.
[Item 24]
The resin composition according to any one of items 1 to 23, wherein the thermal decomposition initiation temperature of the cellulose nanofiber is 250°C or higher.
[Item 25]
The resin composition according to any one of items 1 to 24, wherein the specific surface area of the cellulose nanofibers is 10 /g to 200 /g.
[Item 26]
A resin composition according to any one of items 1 to 25, further comprising a polyoxyethylene unit-containing polymer.
[Item 27]
A resin composition according to any one of items 1 to 26, further comprising a liquid polymer.
[Item 28]
A method for producing a resin composition according to any one of items 1 to 27,
The resin composition includes, as the thermoplastic elastomer, an acid-modified styrene elastomer and a styrene elastomer.
A method comprising heating and kneading a mixture containing the acid-modified styrene-based elastomer, the styrene-based elastomer, and the cellulose nanofiber.
[Item 29]
The method according to item 28, wherein the weight increase rate of the cellulose nanofibers after heating and kneading compared to the cellulose nanofibers before heating and kneading is 190% to 600%.
[Item 30]
A resin molded article obtained by molding a resin composition described in any one of items 1 to 27.
[Item 31]
A resin molded product as described in item 30, which is a deformed extruded product.
[Item 32]
A method for manufacturing a deformed extruded product,
A method comprising the step of extruding a resin composition described in any one of items 1 to 27 into a deformed shape.
[Item 33]
A 3D printing material comprising a resin composition described in any one of items 1 to 27.
[Item 34]
A 3D printing material as described in item 33, having the form of a filament or powder.
[Item 35]
A molded object obtained by 3D printing a resin composition described in any one of items 1 to 27.
[Item 36]
A molded object formed by 3D printing using a 3D printing material as described in item 33 or 34.
[Item 37]
A method for manufacturing a molded object,
A method comprising the step of fabricating a resin composition described in any one of items 1 to 27 using a 3D printer.
[Item 38]
A method for manufacturing a molded object,
A method comprising the step of fabricating a 3D printing material described in item 33 or 34 using a 3D printer.
[Item 39]
A resin composition comprising a styrene-based elastomer and a tack inhibitor containing cellulose nanofibers.

本発明の一態様によれば、スチレン系エラストマーが本来有する有利な特性(良好なゴム弾性、耐候性、耐薬品性等)を発揮しつつ、引張強度、引張弾性率、及び/又は引張破断伸びにも優れ、更に白化、及び着色といった不都合が少ない樹脂成形体を形成し得る、樹脂組成物及びその製造方法、並びに当該樹脂組成物を成形してなる成形体が提供され得る。According to one aspect of the present invention, a resin composition and a method for producing the same, as well as a molded article obtained by molding the resin composition, are provided, which can form a resin molded article that exhibits the advantageous properties inherent in styrene-based elastomers (good rubber elasticity, weather resistance, chemical resistance, etc.), while also being excellent in tensile strength, tensile modulus, and/or tensile elongation at break, and further exhibiting fewer undesirable properties such as whitening and discoloration.

本発明の別の一態様によれば、スチレン系エラストマーが本来有する優れた特性(特に、良好なゴム弾性、耐候性、耐薬品性等)を示しつつ加工性及び取扱い性にも優れる樹脂成形体を形成し得る樹脂組成物及びその製造方法、並びに、当該樹脂組成物を成形してなる樹脂成形体が提供され得る。According to another aspect of the present invention, a resin composition and a method for producing the same can be provided, which can form a resin molded article that exhibits the excellent properties inherent in styrene-based elastomers (especially good rubber elasticity, weather resistance, chemical resistance, etc.) while also being excellent in processability and handling, as well as a resin molded article obtained by molding the resin composition.

以下、本発明の例示の実施形態(以下、本実施形態ともいう。)を説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変更が可能である。The following describes exemplary embodiments of the present invention (hereinafter also referred to as "these embodiments"), but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications are possible within the scope of its gist.

≪樹脂組成物≫
本発明の一態様は、熱可塑性エラストマーと、セルロースナノファイバーとを含む樹脂組成物を提供する。一態様において、樹脂組成物100質量%中、熱可塑性エラストマーの量は60質量%以上である。熱可塑性エラストマーは、一態様においてスチレン系エラストマーを含み、一態様において酸変性スチレン系エラストマーを含み、一態様においてスチレン系エラストマー及び酸変性スチレン系エラストマーを含み、一態様においてスチレン系エラストマー及び酸変性スチレン系エラストマーである。
一態様において、樹脂組成物中のセルロースナノファイバーの数平均繊維長Lと数平均繊維径Dとの比L/Dである数平均アスペクト比は、2以上26以下である。
一態様において、テトラヒドロフラン(THF)を用いて樹脂組成物からセルロースナノファイバーを分離した際のセルロースナノファイバーの重量増加率は、190%~600%である。
≪Resin composition≫
One aspect of the present invention provides a resin composition comprising a thermoplastic elastomer and cellulose nanofibers. In one aspect, the amount of thermoplastic elastomer is 60% by mass or more in 100% by mass of the resin composition. In one aspect, the thermoplastic elastomer comprises a styrene-based elastomer, in one aspect, an acid-modified styrene-based elastomer, in one aspect, a styrene-based elastomer and an acid-modified styrene-based elastomer, and in one aspect, a styrene-based elastomer and an acid-modified styrene-based elastomer.
In one embodiment, the number-average aspect ratio, which is the ratio L/D of the number-average fiber length L to the number-average fiber diameter D of cellulose nanofibers in the resin composition, is between 2 and 26.
In one embodiment, the weight increase rate of cellulose nanofibers when cellulose nanofibers are separated from a resin composition using tetrahydrofuran (THF) is 190% to 600%.

本発明の一態様は、酸変性スチレン系エラストマーと、スチレン系エラストマーと、セルロースナノファイバーとを含む樹脂組成物を提供する。一態様に係る樹脂組成物においては、酸変性スチレン系エラストマーとスチレン系エラストマーが相分離せずに相溶化しており、連続相である。一態様においては、樹脂組成物100質量%中、酸変性スチレン系エラストマーとスチレン系エラストマーとの合計量が、60質量%以上である。樹脂組成物中のスチレン系エラストマー部位は、スチレン系エラストマーが本来有する良好な特性の発現に寄与する一方、樹脂組成物中の酸変性スチレン系エラストマー部位は、スチレン系エラストマー、セルロースナノファイバーの両方との良好な親和性によってスチレン系エラストマーとセルロースナノファイバーとの間に介在し、これらの乏しい親和性に起因する不都合(例えばこれらの間での剥離によるボイド発生)の低減に寄与する。One aspect of the present invention provides a resin composition comprising an acid-modified styrene elastomer, a styrene elastomer, and cellulose nanofibers. In the resin composition according to one aspect, the acid-modified styrene elastomer and the styrene elastomer are miscible without phase separation and are in a continuous phase. In one aspect, the total amount of the acid-modified styrene elastomer and the styrene elastomer is 60% by mass or more of 100% by mass of the resin composition. The styrene elastomer portion in the resin composition contributes to the expression of the good properties inherent in the styrene elastomer, while the acid-modified styrene elastomer portion in the resin composition interposes between the styrene elastomer and the cellulose nanofibers due to its good affinity with both, contributing to the reduction of problems caused by their poor affinity (for example, void generation due to delamination between them).

一態様に係る樹脂組成物においては、セルロースナノファイバーと酸変性スチレン系エラストマーの存在によって押出成形時の毛羽立ち性を低滅できることが見出された。これにより、成形体が良好な表面平滑性を示し得る。セルロースナノファイバーと酸変性スチレン系エラストマーが毛羽立性低滅に優れる理由は定かではないが、セルロースナノファイバーと酸変性スチレン系エラストマーが反応によって結合し、それが、スチレン系エラストマーの成形時の表面を改質することで、平滑効果が発現する可能性がある。更に、スチレン系エラストマーにセルロースナノファイバーを添加することは、成形時の収縮低減、並びに、成形体の引張強度、引張弾性率、引張破断伸び及び/又は硬度の向上にも有利であり得る。そして、一態様に係る樹脂組成物においては、セルロースナノファイバーに加えて酸変性スチレン系エラストマーが存在することで、成形体の引張強度、引張弾性率、引張破断伸び及び/又は硬度を更に向上できるとともに、成形体の白化及び着色といった不都合を低減できることが見出された。理論に拘束されるものではないが、セルロースナノファイバーが有する水酸基と、酸変性スチレン系エラストマーが有する酸変性基との反応によってこれらの界面が強化されることで、成形体に外力が加わった際の、スチレン系エラストマー、セルロースナノファイバー、酸変性スチレン系エラストマーの間の剥離が生じ難くなるとともに、セルロースナノファイバーの熱劣化による着色が生じ難くなると考えられる。これにより、セルロースナノファイバーによる物性改善効果が良好に発揮されるとともに、剥離による成形体内のボイド発生が抑制されて白化が低減され、更にセルロースナノファイバーの着色も抑制されると考えられる。一態様に係る樹脂組成物は、ゴム弾性、耐候性、耐薬品性等に優れるスチレン系エラストマーを用いながらも加工性及び取扱い性に優れており、セルロースナノファイバーによる物性向上効果が良好に発揮されており、更に白化、着色といった不都合が少ないことから、例えば熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)代替品として好適である。In one embodiment of the resin composition, it was found that the presence of cellulose nanofibers and an acid-modified styrene elastomer can reduce fuzzing during extrusion molding. As a result, the molded article can exhibit good surface smoothness. The reason why cellulose nanofibers and acid-modified styrene elastomers are excellent at reducing fuzzing is not clear, but it is possible that the cellulose nanofibers and acid-modified styrene elastomers bond through a reaction, and this modifies the surface of the styrene elastomer during molding, resulting in a smoothing effect. Furthermore, adding cellulose nanofibers to the styrene elastomer may also be advantageous in reducing shrinkage during molding, as well as improving the tensile strength, tensile modulus, tensile elongation at break, and/or hardness of the molded article. In one embodiment of the resin composition, it was found that the presence of an acid-modified styrene elastomer in addition to cellulose nanofibers can further improve the tensile strength, tensile modulus, tensile elongation at break, and/or hardness of the molded article, and reduce undesirable conditions such as whitening and discoloration of the molded article. Although not bound by theory, it is believed that the reaction between the hydroxyl groups of cellulose nanofibers and the acid-modified groups of the acid-modified styrene elastomer strengthens the interface between them, making it less likely for delamination to occur between the styrene elastomer, cellulose nanofibers, and acid-modified styrene elastomer when external force is applied to the molded body, and also making it less likely for discoloration to occur due to thermal degradation of the cellulose nanofibers. As a result, the property-improving effect of cellulose nanofibers is well exhibited, the generation of voids in the molded body due to delamination is suppressed, whitening is reduced, and discoloration of the cellulose nanofibers is also suppressed. The resin composition according to one embodiment is excellent in processability and handling while using a styrene elastomer that is excellent in rubber elasticity, weather resistance, chemical resistance, etc., and the property-improving effect of cellulose nanofibers is well exhibited, and furthermore, there are fewer disadvantages such as whitening and discoloration, making it suitable as a substitute for thermoplastic polyurethane elastomer (TPU), for example.

本発明の一態様はまた、スチレン系エラストマーと、セルロースナノファイバーを含むタック抑制剤とを含む樹脂組成物を提供する。スチレン系エラストマーは、本来的に、良好なゴム弾性、耐候性、耐薬品性等を有するが、そのタック性(tackiness)に起因して、成形が困難であるとともに成形体の取扱いがし難い傾向がある。例えば、タック性を有する成形材料は、成形時に金型から離れ難く、成形体に強い力を加えて金型から剥離しようとすると変形、破損してしまい良好な成形体を得ることが難しい。また、タック性を有するペレット、ベール、射出成形体、フィルム、シート、フィラメントなどの成形体を保管する際、成形体同士の接触部がブロッキングし、あらゆる工程において取り扱い困難な状況を発生させる。一態様に係る樹脂組成物においては、セルロースナノファイバーの存在によってタック性が抑えられることで、成形が容易で、成形体の取扱いがし易くなることが見出された。一態様に係るセルロースナノファイバーは、セルロースナノファイバー単独で又は樹脂組成物中の他の成分と協働して、タック抑制剤として機能することができる。セルロースナノファイバーがスチレン系エラストマーのタック低減効果に優れる理由は定かではないが、セルロースナノファイバーが有する微細な繊維状構造の寄与で、他のフィラー(例えばシリカ粒子、ガラスファイバー、カーボンファイバー等)と比べてスチレン系エラストマーと物理的に絡み合いやすいために、良好なタック低減効果が発現する可能性がある。セルロースナノファイバーは、例えばシリカ粒子、ガラスファイバー、カーボンファイバー等と比べて軟質であることから、スチレン系エラストマーが本来有するゴム弾性を損なわない点でも有利である。更に、スチレン系エラストマーにセルロースナノファイバーを添加することは、成形時の収縮低減、並びに、成形体の引張強度、引張弾性率、引張破断伸び及び/又は硬度の向上にも有利であり得る。一態様に係る樹脂組成物は、スチレン系エラストマーを用いながらも、タック性が抑えられ加工性及び取扱い性に優れることから、軟質樹脂成形体として有用であり、例えば、熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)代替品等としても好適である。One aspect of the present invention also provides a resin composition comprising a styrene elastomer and a tack inhibitor containing cellulose nanofibers. Styrene elastomers inherently possess good rubber elasticity, weather resistance, chemical resistance, etc., but due to their tackiness, they tend to be difficult to mold and the molded articles are difficult to handle. For example, molding materials with tackiness are difficult to separate from the mold during molding, and if strong force is applied to the molded article to remove it from the mold, it deforms and breaks, making it difficult to obtain a good molded article. Furthermore, when storing molded articles such as pellets, bales, injection molded articles, films, sheets, and filaments with tackiness, the contact points between the molded articles block each other, creating a situation where handling is difficult in all processes. In the resin composition according to one aspect, it has been found that the presence of cellulose nanofibers suppresses tackiness, making molding easier and the molded articles easier to handle. The cellulose nanofibers according to one aspect can function as a tack inhibitor either alone or in cooperation with other components in the resin composition. The reason why cellulose nanofibers are excellent at reducing the tack of styrene-based elastomers is not entirely clear, but it is possible that the fine fibrous structure of cellulose nanofibers contributes to their superior physical entanglement with styrene-based elastomers compared to other fillers (e.g., silica particles, glass fibers, carbon fibers, etc.), resulting in a good tack reduction effect. Cellulose nanofibers are also advantageous because they are softer than, for example, silica particles, glass fibers, carbon fibers, etc., and therefore do not impair the rubber elasticity inherent in styrene-based elastomers. Furthermore, adding cellulose nanofibers to styrene-based elastomers may also be advantageous in reducing shrinkage during molding and improving the tensile strength, tensile modulus, tensile elongation at break, and/or hardness of the molded article. The resin composition according to one embodiment is useful as a soft resin molded article because it has suppressed tackiness and excellent processability and handling properties, even while using a styrene-based elastomer, and is suitable as, for example, a substitute for thermoplastic polyurethane elastomer (TPU).

一態様に係る樹脂組成物は、プローブタック試験で測定される23℃、荷重600gf、加圧時間60秒、引き離し速度600mm/分におけるタック強度(以下、単にタック強度ということもある。)が10.0gf/mm2以下である。上記タック強度は、一態様において、9.0gf/mm2以下、又は7.0gf/mm2以下、又は5.0gf/mm2以下、又は3.0gf/mm2以下、又は2.0gf/mm2以下、又は1.5gf/mm2以下、又は1.0gf/mm2以下であってよい。上記タック強度は、樹脂組成物の製造容易性の観点から、一態様において、0.001gf/mm2以上、又は0.01gf/mm2以上、又は0.1gf/mm2以上、又は0.3gf/mm2以上、又は0.5gf/mm2以上であってよい。 In one embodiment, the resin composition has a tack strength (hereinafter sometimes simply referred to as tack strength) of 10.0 gf/ mm² or less at 23°C, a load of 600 gf, a pressurizing time of 60 seconds, and a release speed of 600 mm/min, as measured by a probe tack test. In one embodiment, the above tack strength may be 9.0 gf/ mm² or less, or 7.0 gf/ mm² or less, or 5.0 gf/ mm² or less, or 3.0 gf/ mm² or less, or 2.0 gf/ mm² or less, or 1.5 gf/ mm² or less, or 1.0 gf/ mm² or less. From the viewpoint of ease of manufacturing the resin composition, in one embodiment, the above tack strength may be 0.001 gf/ mm² or more, or 0.01 gf/mm² or more, or 0.1 gf/ mm² or more, or 0.3 gf/ mm² or more, or 0.5 gf/ mm² or more.

一態様に係る樹脂組成物のタック強度は、セルロースナノファイバーを含まない他は同一組成である樹脂組成物のタック強度100%に対して、好ましくは、70%以下、又は60%以下、又は50%以下、又は40%以下、又は30%以下、又は25%以下、又は20%以下、又は15%以下、又は10%以下である。上記比率は、タック抑制の観点からは小さい方が望ましいが、樹脂組成物の製造容易性の観点から、一態様において、0.0001%以上、又は0.1%以上、又は1%以上、又は3%以上であってよい。
一態様に係る樹脂組成物のタック強度は、当該樹脂組成物が含むスチレン系エラストマーのタック強度100%に対して、上記例示の比率を示すことも好ましい。
The tack strength of the resin composition according to one embodiment is preferably 70% or less, 60% or less, 50% or less, 40% or less, 30% or less, 25% or less, 20% or less, 15% or less, or 10% or less, relative to 100% of the tack strength of a resin composition with the same composition except that it does not contain cellulose nanofibers. From the viewpoint of suppressing tack, a smaller ratio is desirable, but from the viewpoint of ease of manufacturing the resin composition, in one embodiment it may be 0.0001% or more, 0.1% or more, 1% or more, or 3% or more.
The tack strength of the resin composition according to one embodiment may also preferably be as exemplified above, relative to 100% of the tack strength of the styrene-based elastomer contained in the resin composition.

以下、樹脂組成物の各成分について説明する。なお、本実施形態において、樹脂組成物成分中の値として記載する各成分の量は樹脂組成物中の各成分の量と見做してもよく、また、樹脂組成物中の値として記載する各成分の量は樹脂組成物成分中の各成分の量と見做してもよい。The components of the resin composition will be described below. In this embodiment, the amounts of each component described as values in the resin composition components may be considered as the amounts of each component in the resin composition, and the amounts of each component described as values in the resin composition may be considered as the amounts of each component in the resin composition components.

<セルロースナノファイバー>
セルロースナノファイバーはセルロース繊維原料を解繊処理等により微細化された繊維である。セルロース繊維原料としては、天然セルロース及び再生セルロースを用いることができる。天然セルロースとしては、木材種(広葉樹又は針葉樹)から得られる木材パルプ、非木材種(綿、竹、麻、バガス、ケナフ、コットンリンター、サイザル、ワラ等)から得られる非木材パルプ、動物(例えばホヤ類)や藻類、微生物(例えば酢酸菌)が産生するセルロース繊維集合体を使用できる。再生セルロースとしては、再生セルロース繊維(ビスコース、キュプラ、テンセル等)、セルロース誘導体繊維、エレクトロスピニング法により得られた再生セルロース又はセルロース誘導体の極細糸等を使用できる。毛羽立ちを表面に有するセルロースナノファイバーを与えるセルロース繊維原料は、タック抑制効果において有利である場合がある。この観点から好ましいセルロース繊維原料としては、コットンリンター等が挙げられる。
<Cellulose nanofiber>
Cellulose nanofibers are fibers obtained by finely processing cellulose fiber raw materials through methods such as defibration treatment. Natural cellulose and regenerated cellulose can be used as cellulose fiber raw materials. As natural cellulose, wood pulp obtained from wood species (hardwood or softwood), non-wood pulp obtained from non-wood species (cotton, bamboo, hemp, bagasse, kenaf, cotton linter, sisal, straw, etc.), and cellulose fiber aggregates produced by animals (e.g., sea squirts), algae, and microorganisms (e.g., acetic acid bacteria) can be used. As regenerated cellulose, regenerated cellulose fibers (viscose, cupro, Tencel, etc.), cellulose derivative fibers, and ultrafine threads of regenerated cellulose or cellulose derivatives obtained by electrospinning can be used. Cellulose fiber raw materials that give cellulose nanofibers with a fuzzy surface may be advantageous in terms of tack suppression effect. From this viewpoint, cotton linter and the like are preferred cellulose fiber raw materials.

一態様において、解繊は乾式又は湿式の機械的処理であり、好ましくは、セルロース繊維原料を液体媒体に分散して得たスラリーに機械的処理を施す湿式処理である。解繊には単独の装置を1回以上用いても良いし、複数の装置をそれぞれ1回以上用いても良い。解繊に用いる装置は特に限定されないが、例えば、高速回転式、コロイドミル式、高圧式、ロールミル式、超音波式などのタイプの装置が挙げられ、高圧又は超高圧ホモジナイザー、リファイナー、ビーター、PFIミル、ニーダー、ディスパーザー、高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、ボールミル、振動ミル、ビーズミル、コニカルリファイナー、ディスクリファイナー、1軸、2軸又は多軸の混練機・押出機等があげられる。In one embodiment, defibration is a dry or wet mechanical treatment, preferably a wet treatment in which a slurry obtained by dispersing cellulose fiber raw material in a liquid medium is subjected to mechanical treatment. A single apparatus may be used once or more times for defibration, or multiple apparatuses may be used, each once or more times. The apparatus used for defibration is not particularly limited, but examples include high-speed rotary type, colloid mill type, high-pressure type, roll mill type, ultrasonic type, and high-pressure or ultra-high-pressure homogenizers, refiners, beaters, PFI mills, kneaders, dispersers, high-speed defibration machines, grinders (stone mill type pulverizers), ball mills, vibratory mills, bead mills, conical refiners, disc refiners, single-screw, twin-screw or multi-screw kneaders and extruders.

セルロース繊維原料は解繊前に前処理に供されてもよい。前処理によって繊維径、繊維長、フィブリル化度等を調整したり、セルロース以外の成分(リグニン等の酸不溶成分、ヘミセルロース等のアルカリ可溶多糖類、等)の含有率を調整したり、分子量、結晶化度等を調整したりすることができる。Cellulose fiber raw materials may be subjected to pretreatment before defibration. Pretreatment can be used to adjust fiber diameter, fiber length, degree of fibrillation, etc., as well as adjust the content of components other than cellulose (acid-insoluble components such as lignin, alkali-soluble polysaccharides such as hemicellulose, etc.), molecular weight, degree of crystallinity, etc.

前処理は、一態様において、化学処理、粉砕、磨砕、及び分級から選ばれる1つ以上であってよい。化学処理は薬品を用いた処理であり、例えば蒸解、漂白、精製、加水分解処理、酵素処理、再生セルロース化、化学修飾があげられる。粉砕は、セルロース繊維原料を乾式で粉砕する処理である。磨砕は、セルロース繊維原料を液体媒体に分散して得たスラリーに粉砕処理を施す処理であり、湿式である点で上記粉砕とは区別される。分級は、セルロース繊維原料の繊維長を揃えるための分離操作であり、乾式分級又は湿式分級であってよい。The pretreatment may, in one embodiment, be one or more selected from chemical treatment, pulverization, grinding, and classification. Chemical treatment is a treatment using chemicals, such as pulverization, bleaching, purification, hydrolysis, enzymatic treatment, regeneration celluloseization, and chemical modification. Pulverization is a dry pulverization of the cellulose fiber raw material. Grinding is a wet pulverization of a slurry obtained by dispersing the cellulose fiber raw material in a liquid medium. Classification is a separation operation to standardize the fiber length of the cellulose fiber raw material, and may be dry classification or wet classification.

前記液体媒体としては、水並びに/又は他の媒体(例えば、有機溶媒、無機酸、塩基及び/若しくはイオン液体)が挙げられ、1種類又は2種類以上の媒体を含んでいても良い。Examples of the liquid medium include water and/or other media (e.g., organic solvents, inorganic acids, bases, and/or ionic liquids), and may contain one or more types of media.

有機溶媒としては、一般的に用いられる有機溶媒として、例えば:アルコール(例えばメタノール、エタノール、n-プロパノール、i-プロパノール、n-ブタノール、i-ブタノール、s-ブタノール、t-ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等);エーテル(例えばプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,2-ジメトキシエタン、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等);カルボン酸(例えばギ酸、酢酸、乳酸等);エステル(例えば酢酸エチル、酢酸ビニル等);ケトン(例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等);含窒素溶媒(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトニトリル等);含硫黄溶媒(ジメチルスルホキシド)のうち1種以上が挙げられる。典型的な態様においては、スラリー中の液体媒体は実質的に水のみである。Commonly used organic solvents include, for example: alcohols (e.g., methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, s-butanol, t-butanol, ethylene glycol, diethylene glycol, glycerin, etc.); ethers (e.g., propylene glycol monomethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, etc.); carboxylic acids (e.g., formic acid, acetic acid, lactic acid, etc.); esters (e.g., ethyl acetate, vinyl acetate, etc.); ketones (e.g., acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, etc.); nitrogen-containing solvents (e.g., dimethylformamide, dimethylacetamide, acetonitrile, etc.); and sulfur-containing solvents (dimethyl sulfoxide). In a typical embodiment, the liquid medium in the slurry is substantially water only.

一態様において、セルロースナノファイバーの数平均繊維長Lは、セルロースナノファイバーによる物性向上効果を良好に発現する観点から、好ましくは、100nm以上、又は500nm以上、1μm以上、又は5μm以上、又は10μm以上、又は20μm以上であり、樹脂組成物中でセルロースナノファイバーを良好に分散させる観点から、好ましくは、1000μm以下、又は800μm以下、又は500μm以下、又は400μm以下、又は300μm以下、又は200μm以下である。In one embodiment, the number-average fiber length L of the cellulose nanofibers is preferably 100 nm or more, or 500 nm or more, 1 μm or more, or 5 μm or more, or 10 μm or more, or 20 μm or more, from the viewpoint of exhibiting the physical property improvement effect of the cellulose nanofibers well, and preferably 1000 μm or less, or 800 μm or less, or 500 μm or less, or 400 μm or less, or 300 μm or less, or 200 μm or less, from the viewpoint of well dispersing the cellulose nanofibers in the resin composition.

一態様において、セルロースナノファイバーの数平均繊維径Dは、セルロースナノファイバーによる物性向上効果を良好に得る観点から、好ましくは2~1000nmである。セルロースナノファイバーの数平均繊維径は、より好ましくは4nm以上、又は5nm以上、又は10nm以上、又は15nm以上、又は20nm以上であり、より好ましくは900nm以下、又は800nm以下、又は700nm以下、又は600nm以下、又は500nm以下、又は400nm以下、又は300nm以下、又は200nm以下である。In one embodiment, the number-average fiber diameter D of the cellulose nanofibers is preferably 2 to 1000 nm from the viewpoint of obtaining a good effect of improving physical properties by the cellulose nanofibers. More preferably, the number-average fiber diameter of the cellulose nanofibers is 4 nm or more, or 5 nm or more, or 10 nm or more, or 15 nm or more, or 20 nm or more, and more preferably 900 nm or less, or 800 nm or less, or 700 nm or less, or 600 nm or less, or 500 nm or less, or 400 nm or less, or 300 nm or less, or 200 nm or less.

セルロースナノファイバーの平均繊維長(L)/繊維径(D)比は、セルロースナノファイバーを含むゴム複合体の機械的特性を少量のセルロースナノファイバーで良好に向上させる観点から、好ましくは、30以上、又は50以上、又は80以上、又は100以上、又は120以上、又は150以上である。上限は特に限定されないが、取扱い性の観点から好ましくは5000以下、又は3000以下、又は2000以下、又は1000以下である。The average fiber length (L)/fiber diameter (D) ratio of cellulose nanofibers is preferably 30 or more, or 50 or more, or 80 or more, or 100 or more, or 120 or more, or 150 or more, from the viewpoint of effectively improving the mechanical properties of the rubber composite containing cellulose nanofibers with a small amount of cellulose nanofibers. While there is no particular upper limit, from the viewpoint of ease of handling, it is preferably 5000 or less, or 3000 or less, or 2000 or less, or 1000 or less.

本開示で、セルロースナノファイバーの繊維長、繊維径、及びL/D比は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて以下の手順で測定される値である。セルロースナノファイバーの水分散液をtert-ブタノールで置換し、0.001~0.1質量%まで希釈し、高剪断ホモジナイザー(例えばIKA製、商品名「ウルトラタラックスT18」)を用い、処理条件:回転数15,000rpm×3分間で分散させ、オスミウム蒸着したシリコン基板上にキャストし、風乾したものを測定サンプルとし、高分解能走査型電子顕微鏡(SEM)で計測して求める。具体的には、少なくとも100本のセルロースナノファイバーが観測されるように倍率が調整された観察視野にて、無作為に選んだ100本のセルロースナノファイバーの長さ(L)及び径(D)を計測し、比(L/D)を算出する。そして、それぞれの数平均値を数平均繊維径L及び数平均繊維径Dとし、比(L/D)を算出する。In this disclosure, the fiber length, fiber diameter, and L/D ratio of cellulose nanofibers are values measured using a scanning electron microscope (SEM) by the following procedure. An aqueous dispersion of cellulose nanofibers is replaced with tert-butanol and diluted to 0.001 to 0.1% by mass. The dispersion is then dispersed using a high-shear homogenizer (e.g., IKA product, trade name "Ultra-Turrax T18") under the following conditions: rotation speed 15,000 rpm for 3 minutes. The dispersion is cast onto an osmium-deposited silicon substrate and air-dried. This sample is used as the measurement sample and measured using a high-resolution scanning electron microscope (SEM). Specifically, the length (L) and diameter (D) of 100 randomly selected cellulose nanofibers are measured in an observation field adjusted to the magnification so that at least 100 cellulose nanofibers can be observed, and the ratio (L/D) is calculated. The number average values of these are then taken as the number average fiber diameter L and number average fiber diameter D, and the ratio (L/D) is calculated.

樹脂組成物中のセルロースナノファイバーの数平均繊維長Lと数平均繊維径Dとの比L/Dである数平均アスペクト比は、一態様において、2以上26以下である。当該アスペクト比の上限は特に限定されないが、取扱い性の観点から、好ましくは25以下である。当該アスペクト比の下限は特に限定されないが、好ましくは5以上、又は10以上、又は15以上である。アスペクト比は、本開示の[実施例]の項に記載される方法で測定される値である。The number-average aspect ratio, which is the ratio L/D of the number-average fiber length L to the number-average fiber diameter D of the cellulose nanofibers in the resin composition, is in one embodiment between 2 and 26. The upper limit of this aspect ratio is not particularly limited, but from the viewpoint of handling, it is preferably 25 or less. The lower limit of this aspect ratio is not particularly limited, but is preferably 5 or more, or 10 or more, or 15 or more. The aspect ratio is a value measured by the method described in the [Examples] section of this disclosure.

セルロースの結晶形としては、I型、II型、III型、IV型などが知られており、その中でも特にI型及びII型は汎用されており、III型、IV型は実験室スケールでは得られているものの工業スケールでは汎用されていない。本開示のセルロースナノファイバーとしては、構造上の可動性が比較的高く、当該セルロースナノファイバーをゴムに分散させることにより、線膨張係数がより低く、引っ張り、曲げ変形時の強度及び伸びがより優れた成形体が得られることから、セルロースI型結晶又はセルロースII型結晶を含有するセルロースナノファイバーが好ましく、セルロースI型結晶を含有し、かつ結晶化度が55%以上のセルロースナノファイバーがより好ましい。Known crystalline forms of cellulose include Type I, Type II, Type III, and Type IV. Among these, Type I and Type II are particularly widely used, while Type III and Type IV, although obtained on a laboratory scale, are not widely used on an industrial scale. The cellulose nanofibers of this disclosure have relatively high structural mobility, and by dispersing these cellulose nanofibers in rubber, a molded article with a lower coefficient of thermal expansion and superior strength and elongation during tensile and bending deformation can be obtained. Therefore, cellulose nanofibers containing cellulose Type I crystals or cellulose Type II crystals are preferred, and cellulose nanofibers containing cellulose Type I crystals and having a crystallinity of 55% or higher are more preferred.

セルロースナノファイバーの結晶化度は、好ましくは55%以上である。結晶化度が大きいほど、セルロース自体の力学物性(強度、寸法安定性)が高いため、セルロースナノファイバーをゴムに分散した際に、ゴム複合体の強度、寸法安定性が高い傾向にある。より好ましい結晶化度の下限は、60%であり、さらにより好ましくは70%であり、最も好ましくは80%である。セルロースナノファイバーの結晶化度について上限は特に限定されず、高い方が好ましいが、生産上の観点から好ましい上限は99%である。The degree of crystallinity of cellulose nanofibers is preferably 55% or higher. The higher the degree of crystallinity, the higher the mechanical properties (strength, dimensional stability) of the cellulose itself. Therefore, when cellulose nanofibers are dispersed in rubber, the rubber composite tends to have higher strength and dimensional stability. A more preferable lower limit for the degree of crystallinity is 60%, even more preferably 70%, and most preferably 80%. There is no particular upper limit to the degree of crystallinity of cellulose nanofibers; higher is preferable, but from a production standpoint, a preferable upper limit is 99%.

ここでいう結晶化度は、セルロースナノファイバーがセルロースI型結晶(天然セルロース由来)である場合には、サンプルを広角X線回折により測定した際の回折パターン(2θ/deg.が10~30)からSegal法により、以下の式で求められる。
結晶化度(%)=[I(200)-I(amorphous)]/I(200)×100
(200):セルロースI型結晶における200面(2θ=22.5°)による回折ピーク強度
(amorphous):セルロースI型結晶におけるアモルファスによるハローピーク強度であって、200面の回折角度より4.5°低角度側(2θ=18.0°)のピーク強度
The degree of crystallinity referred to here, when the cellulose nanofiber is a type I cellulose crystal (derived from natural cellulose), can be determined by the Segal method using the following formula from the diffraction pattern (2θ/deg. is 10 to 30) obtained by measuring the sample by wide-angle X-ray diffraction.
Crystallinity (%) = [I (200) - I (amorphous) ] / I (200) × 100
I (200) : Diffraction peak intensity due to the 200 plane (2θ = 22.5°) in a cellulose type I crystal. I (amorphous) : Halo peak intensity due to amorphous material in a cellulose type I crystal, at a peak angle 4.5° lower than the diffraction angle of the 200 plane (2θ = 18.0°).

また結晶化度は、セルロースがセルロースII型結晶(再生セルロース由来)である場合には、広角X線回折において、セルロースII型結晶の(110)面ピークに帰属される2θ=12.6°における絶対ピーク強度h0 とこの面間隔におけるベースライン(2θ=8°および15°を結ぶ線)のピーク強度h1 とから、下記式によって求められる。
結晶化度(%) =(h0-h1) /h0 ×100
Furthermore, if the cellulose is a type II cellulose crystal (derived from regenerated cellulose), the degree of crystallinity can be determined by the following formula using wide-angle X-ray diffraction, based on the absolute peak intensity h0 at 2θ = 12.6°, which is attributed to the (110) plane peak of the type II cellulose crystal, and the baseline peak intensity h1 at this interplanar spacing (the line connecting 2θ = 8° and 15°).
Crystallinity (%) = (h0-h1) /h0 ×100

また、セルロースナノファイバーの重合度は、好ましくは100以上、より好ましくは150以上、より好ましくは200以上、より好ましくは300以上、より好ましくは400以上、より好ましくは450以上であり、好ましくは3500以下、より好ましく3300以下、より好ましくは3200以下、より好ましくは3100以下、より好ましくは3000以下である。Furthermore, the degree of polymerization of the cellulose nanofiber is preferably 100 or higher, more preferably 150 or higher, more preferably 200 or higher, more preferably 300 or higher, more preferably 400 or higher, more preferably 450 or higher, preferably 3500 or lower, more preferably 3300 or lower, more preferably 3200 or lower, more preferably 3100 or lower, and more preferably 3000 or lower.

加工性と機械的特性発現との観点から、セルロースナノファイバーの重合度を上述の範囲内とすることが望ましい。加工性の観点から、重合度は高すぎない方が好ましく、機械的特性発現の観点からは低すぎないことが望まれる。From the viewpoint of processability and mechanical property development, it is desirable to keep the degree of polymerization of cellulose nanofibers within the above-mentioned range. From the viewpoint of processability, it is preferable that the degree of polymerization is not too high, and from the viewpoint of mechanical property development, it is desirable that it is not too low.

セルロースナノファイバーの重合度は、「第十五改正日本薬局方解説書(廣川書店発行)」の確認試験(3)に記載の銅エチレンジアミン溶液による還元比粘度法に従って測定される平均重合度を意味する。The degree of polymerization of cellulose nanofibers refers to the average degree of polymerization measured according to the reduction ratio viscosity method using copper ethylenediamine solution, as described in the confirmation test (3) of the "Fifteenth Revised Japanese Pharmacopoeia Commentary (published by Hirokawa Shoten)".

一態様において、セルロースナノファイバーの重量平均分子量(Mw)は100000以上であり、より好ましくは200000以上である。重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)は6以下であり、好ましくは5.6以下、又は5.4以下である。重量平均分子量が大きいほどセルロース分子の末端基の数は少ないことを意味する。また、重量平均分子量と数平均分子量との比(Mw/Mn)は分子量分布の幅を表すものであることから、Mw/Mnが小さいほどセルロース分子の末端の数は少ないことを意味する。セルロース分子の末端は熱分解の起点となるため、セルロースナノファイバーのセルロース分子の重量平均分子量が大きいだけでなく、重量平均分子量が大きいと同時に分子量分布の幅が狭い場合に、特に高耐熱性のセルロースナノファイバー、及びセルロースナノファイバーを含む樹脂組成物が得られる。セルロースナノファイバーの重量平均分子量(Mw)は、セルロース原料の入手容易性の観点から、例えば600000以下、又は500000以下、又は400000以下であってよい。セルロースナノファイバーの数平均分子量(Mn)は、セルロース繊維原料の入手容易性の観点から、例えば200000以下、又は150000以下、又は100000以下、又は80000以下、又は60000以下であってよい。重量平均分子量と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)はセルロースナノファイバーの製造容易性の観点から、例えば1.5以上、又は1.7以上、又は2以上であってよい。Mwは、目的に応じたMwを有するセルロース原料を選択すること、セルロース原料に対して物理的処理及び/又は化学的処理を適度な範囲で適切に行うこと、等によって上記範囲に制御できる。Mw/Mnもまた、目的に応じたMw/Mnを有するセルロース原料を選択すること、セルロース原料に対して物理的処理及び/又は化学的処理を適度な範囲で適切に行うこと、等によって上記範囲に制御できる。セルロース原料のMw及びMw/Mnの各々は一態様において上記範囲内であってもよい。In one embodiment, the weight-average molecular weight (Mw) of the cellulose nanofiber is 100,000 or more, more preferably 200,000 or more. The ratio of weight-average molecular weight to number-average molecular weight (Mn) (Mw/Mn) is 6 or less, preferably 5.6 or less, or 5.4 or less. A larger weight-average molecular weight means fewer end groups in the cellulose molecule. Also, since the ratio of weight-average molecular weight to number-average molecular weight (Mw/Mn) represents the width of the molecular weight distribution, a smaller Mw/Mn means fewer end groups in the cellulose molecule. Since the end groups of the cellulose molecule are the starting points for thermal decomposition, when the weight-average molecular weight of the cellulose nanofiber is large, and at the same time the width of the molecular weight distribution is narrow, particularly heat-resistant cellulose nanofibers and resin compositions containing cellulose nanofibers can be obtained. From the viewpoint of the availability of cellulose raw materials, the weight-average molecular weight (Mw) of the cellulose nanofiber may be, for example, 600,000 or less, or 500,000 or less, or 400,000 or less. The number-average molecular weight (Mn) of cellulose nanofibers may be, for example, 200,000 or less, 150,000 or less, 100,000 or less, 80,000 or less, or 60,000 or less, from the viewpoint of the availability of cellulose fiber raw materials. The ratio of weight-average molecular weight to number-average molecular weight (Mn) (Mw/Mn) may be, for example, 1.5 or more, 1.7 or more, or 2 or more, from the viewpoint of the ease of manufacturing cellulose nanofibers. Mw can be controlled to the above range by selecting a cellulose raw material having an Mw appropriate for the purpose, and by appropriately performing physical and/or chemical treatments on the cellulose raw material within an appropriate range. Mw/Mn can also be controlled to the above range by selecting a cellulose raw material having an Mw/Mn appropriate for the purpose, and by appropriately performing physical and/or chemical treatments on the cellulose raw material within an appropriate range. In one embodiment, each of the Mw and Mw/Mn of the cellulose raw material may be within the above range.

ここでいうセルロースナノファイバーの重量平均分子量及び数平均分子量とは、セルロースナノファイバーを塩化リチウムが添加されたN,N-ジメチルアセトアミドに溶解させたうえで、N,N-ジメチルアセトアミドを溶媒としてゲルパーミエーションクロマトグラフィによって求めた値である。The weight-average molecular weight and number-average molecular weight of cellulose nanofibers referred to here are values obtained by dissolving cellulose nanofibers in N,N-dimethylacetamide to which lithium chloride has been added, and then determining them by gel permeation chromatography using N,N-dimethylacetamide as the solvent.

セルロースナノファイバーが含み得るアルカリ可溶多糖類は、ヘミセルロースのほか、β-セルロース及びγ-セルロースも包含する。アルカリ可溶多糖類とは、植物(例えば木材)を溶媒抽出及び塩素処理して得られるホロセルロースのうちのアルカリ可溶部として得られる成分(すなわちホロセルロースからα-セルロースを除いた成分)として当業者に理解される。アルカリ可溶多糖類は、水酸基を含む多糖であり耐熱性が悪く、熱がかかった場合に分解すること、熱エージング時に黄変を引き起こすこと、セルロースナノファイバーの強度低下の原因になること等の不都合を招来し得ることから、セルロースナノファイバー中のアルカリ可溶多糖類含有量は少ない方が好ましい。The alkali-soluble polysaccharides that cellulose nanofibers may contain include not only hemicellulose but also β-cellulose and γ-cellulose. Alkali-soluble polysaccharides are understood by those skilled in the art as components obtained as the alkali-soluble portion of holocellulose obtained by solvent extraction and chlorine treatment of plants (e.g., wood) (i.e., components obtained by removing α-cellulose from holocellulose). Since alkali-soluble polysaccharides are polysaccharides containing hydroxyl groups and have poor heat resistance, they can decompose when heated, cause yellowing during thermal aging, and reduce the strength of cellulose nanofibers. Therefore, it is preferable to have a low alkali-soluble polysaccharide content in cellulose nanofibers.

一態様において、セルロースナノファイバー中のアルカリ可溶多糖類平均含有率は、セルロースナノファイバーの良好な分散性を得る観点から、セルロースナノファイバー100質量%に対して、好ましくは、20質量%以下、又は18質量%以下、又は15質量%以下、又は12質量%以下である。上記含有率は、セルロースナノファイバーの製造容易性の観点から、1質量%以上、又は2質量%以上、又は3質量%以上であってもよい。In one embodiment, the average content of alkali-soluble polysaccharides in cellulose nanofibers is preferably 20% by mass or less, 18% by mass or less, 15% by mass or less, or 12% by mass or less, based on 100% by mass of cellulose nanofibers, from the viewpoint of obtaining good dispersibility of cellulose nanofibers. The above content may be 1% by mass or more, 2% by mass or more, or 3% by mass or more, from the viewpoint of ease of manufacturing cellulose nanofibers.

アルカリ可溶多糖類平均含有率は、非特許文献(木質科学実験マニュアル、日本木材学会編、92~97頁、2000年)に記載の手法より求めることができ、ホロセルロース含有率(Wise法)からαセルロース含有率を差し引くことで求められる。なおこの方法は当業界においてヘミセルロース量の測定方法として理解されている。1つのサンプルにつき3回アルカリ可溶多糖類含有率を算出し、算出したアルカリ可溶多糖類含有率の数平均をアルカリ可溶多糖類平均含有率とする。The average alkali-soluble polysaccharide content can be determined using the method described in non-patent literature (Wood Science Experiment Manual, edited by the Japan Wood Research Society, pp. 92-97, 2000), by subtracting the α-cellulose content from the holocellulose content (Wise method). This method is understood in this industry as a method for measuring hemicellulose content. The alkali-soluble polysaccharide content is calculated three times for each sample, and the number average of the calculated alkali-soluble polysaccharide content is taken as the average alkali-soluble polysaccharide content.

一態様において、セルロースナノファイバー中の酸不溶成分平均含有率は、セルロースナノファイバーの耐熱性低下及びそれに伴う変色を回避する観点から、セルロースナノファイバー100質量%に対して、好ましくは、10質量%以下、又は5質量%以下、又は3質量%以下である。上記含有率は、セルロースナノファイバーの製造容易性の観点から、0.1質量%以上、又は0.2質量%以上、又は0.3質量%以上であってもよい。In one embodiment, the average content of acid-insoluble components in cellulose nanofibers is preferably 10% by mass or less, 5% by mass or less, or 3% by mass or less, based on 100% by mass of cellulose nanofibers, from the viewpoint of avoiding a decrease in the heat resistance of cellulose nanofibers and the resulting discoloration. The above content may be 0.1% by mass or more, 0.2% by mass or more, or 0.3% by mass or more, from the viewpoint of ease of manufacturing cellulose nanofibers.

酸不溶成分平均含有率は、非特許文献(木質科学実験マニュアル、日本木材学会編、92~97頁、2000年)に記載のクラーソン法を用いた酸不溶成分の定量として行う。なおこの方法は当業界においてリグニン量の測定方法として理解されている。硫酸溶液中でサンプルを撹拌してセルロース及びヘミセルロース等を溶解させた後、ガラスファイバーろ紙で濾過し、得られた残渣が酸不溶成分に該当する。この酸不溶成分重量より酸不溶成分含有率を算出する。そして、1つのサンプルにつき3回酸不溶成分含有率を測定し、その数平均を酸不溶成分平均含有率とする。The average acid-insoluble component content is determined using the Claesson method described in the non-patent literature (Wood Science Experiment Manual, edited by the Japan Wood Research Society, pp. 92-97, 2000). This method is understood in this industry as a method for measuring lignin content. After stirring the sample in sulfuric acid solution to dissolve cellulose and hemicellulose, etc., the sample is filtered through glass fiber filter paper, and the resulting residue contains the acid-insoluble components. The acid-insoluble component content is calculated from the weight of these acid-insoluble components. The acid-insoluble component content is measured three times for each sample, and the average of these measurements is taken as the average acid-insoluble component content.

[化学修飾]
セルロースナノファイバーは、化学修飾されたセルロースナノファイバー(化学修飾セルロースナノファイバーともいう)であってよい。化学修飾セルロースナノファイバーとして、例えば硝酸エステル、硫酸エステル、リン酸エステル、ケイ酸エステル、ホウ酸エステル等の無機エステル化物、アセチル化、プロピオニル化等の有機エステル化物、メチルエーテル、ヒドロキシエチルエーテル、ヒドロキシプロピルエーテル、ヒドロキシブチルエーテル、カルボキシメチルエーテル、シアノエチルエーテル等のエーテル化物、セルロースの一級水酸基を酸化してなるTEMPO酸化物等が挙げられる。化学修飾セルロースナノファイバーは1種類又は2種類以上修飾基を含んでいても良い。
好ましい態様において、化学修飾は、エステル化剤を用いたアシル化であり、特に好ましくはアセチル化である。エステル化剤としては、酸ハロゲン化物、酸無水物、及びカルボン酸ビニルエステル、カルボン酸が好ましい。これらエステル化反応剤の中でも、特に、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、及び酢酸からなる群から選択された少なくとも一種、中でも無水酢酸及び酢酸ビニルが、反応効率の観点から好ましい。セルロースナノファイバーは、修飾化剤によって例えばセルロース繊維原料の段階、解繊処理中、又は解繊処理後に化学修飾されたものであっても良いし、分散体としてのスラリーの調製中又はその後、或いは乾燥工程中又はその後に化学修飾されてもよい。
[Chemical modification]
Cellulose nanofibers may be chemically modified cellulose nanofibers (also called chemically modified cellulose nanofibers). Examples of chemically modified cellulose nanofibers include inorganic esters such as nitrate esters, sulfate esters, phosphate esters, silicate esters, and borate esters; organic esters such as acetylated and propionylated products; ethers such as methyl ethers, hydroxyethyl ethers, hydroxypropyl ethers, hydroxybutyl ethers, carboxymethyl ethers, and cyanoethyl ethers; and TEMPO oxides obtained by oxidizing the primary hydroxyl groups of cellulose. Chemically modified cellulose nanofibers may contain one or more types of modifying groups.
In a preferred embodiment, the chemical modification is acylation using an esterifying agent, and particularly preferably acetylation. Preferred esterifying agents are acid halides, acid anhydrides, vinyl carboxylates, and carboxylic acids. Among these esterifying reagents, at least one selected from the group consisting of acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, and acetic acid, with acetic anhydride and vinyl acetate being particularly preferred from the viewpoint of reaction efficiency. The cellulose nanofibers may be chemically modified with a modifying agent, for example, at the stage of cellulose fiber raw material, during or after the defibration process, or they may be chemically modified during or after the preparation of the slurry as a dispersion, or during or after the drying process.

[アシル置換度(DS)]
セルロースナノファイバーが化学修飾(例えばアシル化等の疎水化によって)されている場合、セルロースナノファイバーのゴム中での分散性は良好である傾向がある。一方、例えば分散剤と組合される場合、セルロースナノファイバーが非置換又は低置換度であってもゴム中で良好な分散性を示すことが容易である。セルロースナノファイバーがエステル化セルロースナノファイバーである場合、アシル置換度(DS)は、熱分解開始温度が高いエステル化セルロースナノファイバーを得る点で、好ましくは、0.1以上、又は0.2以上、又は0.25以上、又は0.3以上、又は0.5以上であり、エステル化セルロースナノファイバー中に未修飾のセルロース骨格が残存するため、セルロース由来の高い引張強度及び寸法安定性と化学修飾由来の高い熱分解開始温度を兼ね備えたエステル化セルロースナノファイバーを得ることができる点で、好ましくは、2.0以下、又は1.8以下、又は1.5以下、又は1.2以下、又は1.0以下、又は0.8以下、又は0.7以下、又は0.6以下、又は0.5以下である。
[Degree of acyl substitution (DS)]
When cellulose nanofibers are chemically modified (for example, by hydrophobicization such as acylation), they tend to disperse well in rubber. On the other hand, when combined with a dispersant, for example, cellulose nanofibers can easily exhibit good dispersibility in rubber even if they are unsubstituted or have a low degree of substitution. When the cellulose nanofibers are esterified cellulose nanofibers, the degree of acyl substitution (DS) is preferably 0.1 or higher, or 0.2 or higher, or 0.25 or higher, or 0.3 or higher, or 0.5 or higher, in order to obtain esterified cellulose nanofibers with a high thermal decomposition onset temperature. Furthermore, since an unmodified cellulose skeleton remains in the esterified cellulose nanofibers, the degree of acyl substitution (DS) is preferably 2.0 or lower, or 1.8 or lower, or 1.5 or lower, or 1.2 or lower, or 1.0 or lower, or 0.8 or lower, or 0.7 or lower, or 0.6 or lower, or 0.5 or lower, in order to obtain esterified cellulose nanofibers that combine high tensile strength and dimensional stability derived from cellulose with a high thermal decomposition onset temperature derived from chemical modification.

化学修飾セルロースナノファイバーの修飾基がアシル基の場合のアシル置換度(DS)は、エステル化セルロースナノファイバーの反射型赤外吸収スペクトルから、アシル基由来のピークとセルロース骨格由来のピークとのピーク強度比に基づいて算出することができる。アシル基に基づくC=Oの吸収バンドのピークは1730cm-1に出現し、セルロース骨格鎖に基づくC-Oの吸収バンドのピークは1030cm-1に出現する。エステル化セルロースナノファイバーのDSは、後述するエステル化セルロースナノファイバーの固体NMR測定から得られるDSと、セルロース骨格鎖C-Oの吸収バンドのピーク強度に対するアシル基に基づくC=Oの吸収バンドのピーク強度の比率で定義される修飾化率(IRインデックス1030)との相関グラフを作製し、相関グラフから算出された検量線
置換度DS = 4.13 × IRインデックス(1030)
を使用することで求めることができる。
IRインデックス(1030)= H1730/H1030
式中、H1730及びH1030は1730cm-1、1030cm-1(セルロース骨格鎖C-O伸縮振動の吸収バンド)における吸光度である。ただし、それぞれ1900cm-1と1500cm-1を結ぶ線と800cm-1と1500cm-1を結ぶ線をベースラインとして、このベースラインを吸光度0とした時の吸光度を意味する。
The degree of acyl substitution (DS) of chemically modified cellulose nanofibers, when the modifying group is an acyl group, can be calculated from the reflectivity infrared absorption spectrum of esterified cellulose nanofibers based on the peak intensity ratio between the peak derived from the acyl group and the peak derived from the cellulose skeleton. The peak of the C=O absorption band based on the acyl group appears at 1730 cm⁻¹ , and the peak of the C-O absorption band based on the cellulose skeleton appears at 1030 cm⁻¹ . The DS of esterified cellulose nanofibers is calculated by creating a correlation graph between the DS obtained from solid-state NMR measurements of esterified cellulose nanofibers (described later) and the modification rate (IR index 1030), which is defined as the ratio of the peak intensity of the C=O absorption band based on the acyl group to the peak intensity of the C-O absorption band of the cellulose skeleton chain. The calibration curve of substitution DS calculated from the correlation graph is: DS = 4.13 × IR index (1030).
This can be obtained by using [this method].
IR Index (1030) = H1730 / H1030
In the formulas, H1730 and H1030 represent the absorbances at 1730 cm⁻¹ and 1030 cm⁻¹ (absorption bands for C-O stretching vibrations of the cellulose backbone chain). However, these values represent the absorbances when the baseline is set to 0, with the baseline being defined as the line connecting 1900 cm⁻¹ and 1500 cm⁻¹ and the line connecting 800 cm⁻¹ and 1500 cm⁻¹ , respectively.

固体NMRによるエステル化セルロースナノファイバーのDSの算出方法は、凍結粉砕したエステル化セルロースナノファイバーについて13C固体NMR測定を行い、50ppmから110ppmの範囲に現れるセルロースのピラノース環由来の炭素C1-C6に帰属されるシグナルの合計面積強度(Inp)に対する修飾基由来の1つの炭素原子に帰属されるシグナルの面積強度(Inf)より下記式で求めることができる。
DS=(Inf)×6/(Inp)
たとえば、修飾基がアセチル基の場合、-CH3に帰属される23ppmのシグナルを用いれば良い。
用いる13C固体NMR測定の条件は例えば以下の通りである。
装置 :Bruker Biospin Avance500WB
周波数 :125.77MHz
測定方法 :DD/MAS法
待ち時間 :75sec
NMR試料管 :4mmφ
積算回数 :640回(約14Hr)
MAS :14,500Hz
化学シフト基準:グリシン(外部基準:176.03ppm)
The method for calculating the DS of esterified cellulose nanofibers by solid-state NMR involves performing 13C solid-state NMR measurements on freeze-dried esterified cellulose nanofibers. The DS can be calculated using the following formula, which compares the area intensity (Inf) of the signal attributed to a single carbon atom derived from the modifying group with the total area intensity (Inp) of the signal attributed to the C1 - C6 carbon atoms derived from the pyranose ring of cellulose appearing in the range of 50 ppm to 110 ppm.
DS=(Inf)×6/(Inp)
For example, if the modifying group is an acetyl group, you can use the 23 ppm signal assigned to -CH3 .
The conditions used for 13C solid-state NMR measurement are, for example, as follows:
Equipment: Bruker Biospin Avance500WB
Frequency: 125.77 MHz
Measurement method: DD/MAS method Waiting time: 75 seconds
NMR sample tube: 4 mm diameter
Total number of times: 640 (approximately 14 hours)
MAS: 14,500Hz
Chemical shift standard: Glycine (External standard: 176.03 ppm)

セルロースナノファイバーの熱分解開始温度(TD)は、車載用途等で望まれる耐熱性及び機械強度を発揮できるという観点から、一態様において好ましくは、200℃以上、又は210℃以上、又は220℃以上、又は230℃以上、又は240℃以上、又は250℃以上、又は260℃以上、又は270℃以上、又は275℃以上、又は280℃以上、又は285℃以上である。熱分解開始温度は高いほど好ましいが、セルロースナノファイバーの製造容易性の観点から、例えば、320℃以下、又は310℃以下、又は300℃以下であってもよい。 The thermal decomposition onset temperature ( TD ) of cellulose nanofibers is preferably, in one embodiment, 200°C or higher, or 210°C or higher, or 220°C or higher, or 230°C or higher, or 240°C or higher, or 250°C or higher, or 260°C or higher, or 270°C or higher, or 275°C or higher, or 280°C or higher, or 285°C or higher, from the viewpoint of achieving the heat resistance and mechanical strength desired for automotive applications and the like. A higher thermal decomposition onset temperature is preferable, but from the viewpoint of ease of manufacturing cellulose nanofibers, it may be, for example, 320°C or lower, or 310°C or lower, or 300°C or lower.

[1%重量減少時温度(T1%),250℃重量減少率(T250℃)]
セルロースナノファイバーの1wt%重量減少時の温度(T1%)は、溶融混練時の熱劣化を回避し、機械強度を発揮できるという観点から、一態様において好ましくは、230℃以上、又は240℃以上、又は250℃以上、又は260℃以上、又は270℃以上、又は275℃以上、又は280℃以上、又は285℃以上、又は290℃以上である。T1%は高いほど好ましいが、セルロースナノファイバーの製造容易性の観点から、例えば、330℃以下、又は320℃以下、又は310℃以下であってもよい。
[Temperature at 1% weight loss (T 1% ), 250℃ weight loss rate (T 250℃ )]
The temperature at which cellulose nanofibers lose 1 wt% of their weight (T 1% ) is preferably, in one embodiment, 230°C or higher, or 240°C or higher, or 250°C or higher, or 260°C or higher, or 270°C or higher, or 275°C or higher, or 280°C or higher, or 285°C or higher, or 290°C or higher, from the viewpoint of avoiding thermal degradation during melting and kneading and being able to exhibit mechanical strength. A higher T 1% is preferable, but from the viewpoint of ease of manufacturing cellulose nanofibers, it may be, for example, 330°C or lower, or 320°C or lower, or 310°C or lower.

セルロースナノファイバーの250℃重量減少率(T250℃)は溶融混練時の熱劣化を回避し、機械強度を発揮できるという観点から、一態様において好ましくは、15%以下、又は12%以下、又は10%以下、又は8%以下、又は6%以下、又は5%以下、又は4%以下、又は3%以下である。T250℃は低いほど好ましいが、セルロースナノファイバーの製造容易性の観点から、例えば、0.1%以上、又は0.5%以上、又は0.7%以上、又は1.0%以上であってもよい。 The weight loss rate (T 250°C) of cellulose nanofibers at 250°C (T 250°C ) is preferably, in one embodiment, 15% or less, 12% or less, 10% or less, 8% or less, 6% or less, 5% or less, 4% or less, or 3% or less, from the viewpoint of avoiding thermal degradation during melting and kneading and being able to exhibit mechanical strength. A lower T 250°C is preferable, but from the viewpoint of ease of manufacturing cellulose nanofibers, it may be, for example, 0.1% or more, 0.5% or more, 0.7% or more, or 1.0% or more.

本開示で、TDとは、熱重量(TG)分析における、横軸が温度、縦軸が重量残存率%のグラフから求めた値である。セルロースナノファイバーの150℃(水分がほぼ除去された状態)での重量(重量減少量0wt%)を起点としてさらに昇温を続け、1wt%重量減少時の温度(T1%)と2wt%重量減少時の温度(T2%)とを通る直線を得る。この直線と、重量減少量0wt%の起点を通る水平線(ベースライン)とが交わる点の温度をTDと定義する。 In this disclosure, TD is a value obtained from a graph in thermogravimetric (TG) analysis, where the horizontal axis is temperature and the vertical axis is weight retention percentage. Starting from the weight of cellulose nanofiber at 150°C (a state in which almost all moisture has been removed) (weight loss of 0 wt%), the temperature is further increased to obtain a straight line passing through the temperature at which the weight loss reaches 1 wt% (T 1% ) and the temperature at which the weight loss reaches 2 wt% (T 2% ). TD is defined as the temperature at the point where this straight line intersects with a horizontal line (baseline) passing through the starting point of 0 wt% weight loss.

1%重量減少温度(T1%)は、上記TDの手法で昇温を続けた際の、150℃の重量を起点とした1重量%重量減少時の温度である。 The 1% weight loss temperature (T 1% ) is the temperature at which the weight decreases by 1% by weight, starting from the weight at 150°C, when the heating method TD described above is continued.

セルロースナノファイバーの250℃重量減少率(T250℃)は、TG分析において、セルロースナノファイバーを250℃、窒素フロー下で2時間保持した時の重量減少率である。セルロースナノファイバーの多孔質シートを窒素フロー100ml/min中で、室温から150℃まで昇温速度:10℃/minで昇温し、150℃で1時間保持した後、150℃から250℃まで昇温速度:10℃/minで昇温し、そのまま250℃で2時間保持する。250℃に到達した時点での重量W0を起点として、2時間250℃で保持した後の重量をW1とし、下記式より求める。
250℃重量変化率(%):(W1-W0)/W0×100
The weight loss rate of cellulose nanofibers at 250°C (T 250°C ) is the weight loss rate when cellulose nanofibers are held at 250°C under a nitrogen flow for 2 hours, as determined by TG analysis. A porous sheet of cellulose nanofibers is heated from room temperature to 150°C at a rate of 10°C/min in a nitrogen flow of 100 ml/min, held at 150°C for 1 hour, then heated from 150°C to 250°C at a rate of 10°C/min, and held at 250°C for 2 hours. The weight W0 at the time of reaching 250°C is taken as the starting point, and the weight W1 after being held at 250°C for 2 hours is calculated using the following formula.
Weight change rate at 250°C (%): (W1 - W0) / W0 × 100

[多孔質シート]
セルロースナノファイバーの各種物性(結晶化度、結晶多形、重合度、Mw、Mn、Mw/Mn、アルカリ可溶分含有率、酸不溶成分平均含有率、TD、T1%、T250℃等)の測定は測定サンプルの形態によって数値が大きく変動することがある。安定した再現性のある測定をするために、測定サンプルは歪みのない多孔質シートを用いる。多孔質シートの作製方法は以下のとおりである。
[Porous Sheet]
The measurement of various physical properties of cellulose nanofibers (crystallinity, polymorphism, degree of polymerization, Mw, Mn, Mw/Mn, alkali-soluble content, average acid-insoluble content, T/ D , T /1% , T /250°C , etc.) can vary significantly depending on the form of the measurement sample. To ensure stable and reproducible measurements, a distortion-free porous sheet should be used as the measurement sample. The method for preparing the porous sheet is as follows.

まず、固形分率が10質量%以上のセルロースナノファイバーの濃縮ケーキをtert-ブタノール中に添加し、さらにミキサー等で凝集物が無い状態まで分散処理を行う。セルロースナノファイバー固形分重量0.5gに対し、濃度が0.5質量%となるように調整する。得られたtert-ブタノール分散液100gをろ紙上で濾過する。濾過物はろ紙から剥離させずに、ろ紙と共により大きなろ紙2枚の間に挟み、かつ、そのより大きなろ紙の縁をおもりで押さえつけながら、150℃のオーブンにて5分間乾燥させる。その後、ろ紙を剥離して歪みの少ない多孔質シートを得る。このシートの透気抵抗度Rがシート目付10g/m2あたり100sec/100ml以下のものを多孔質シートとし、測定サンプルとして使用する。 First, a concentrated cake of cellulose nanofibers with a solid content of 10% by mass or more is added to tert-butanol, and then dispersed using a mixer or similar device until no aggregates remain. The concentration is adjusted to 0.5% by mass for every 0.5 g of solid weight of cellulose nanofibers. 100 g of the resulting tert-butanol dispersion is filtered on filter paper. Without removing the filtrate from the filter paper, it is sandwiched between two larger sheets of filter paper, and the edges of the larger sheets are pressed down with weights, and dried in a 150°C oven for 5 minutes. After that, the filter paper is peeled off to obtain a porous sheet with minimal distortion. Sheets with an air permeability resistance R of 100 sec/100 ml or less per 10 g/ of sheet basis are selected as porous sheets and used as measurement samples.

透気抵抗度Rの測定は、23℃、50%RHの環境で1日静置した多孔質シートサンプルの目付W(g/m2)を測定した後、王研式透気抵抗試験機(例えば、旭精工(株)製、型式EG01)を用いて透気抵抗度R(sec/100ml)を測定することで行う。この時、下記式に従い、10g/m2目付あたりの値を算出する。
目付10g/m2あたり透気抵抗度(sec/100ml)=R/W×10
The air permeability resistance R is measured by first measuring the basis weight W (g/ ) of a porous sheet sample that has been left standing for one day in an environment of 23°C and 50% RH, and then measuring the air permeability resistance R (sec/100ml) using a Wangyan type air permeability resistance tester (for example, Asahi Seiko Co., Ltd., model EG01). At this time, the value per 10 g/ basis weight is calculated according to the following formula.
Air permeability resistance per 10 g/ (sec/100 ml) = R/W × 10

[比表面積]
セルロースナノファイバーの比表面積は、セルロースナノファイバーが高度に微細化されていることで樹脂組成物の色調が良好である点、及び、スチレン系エラストマーに対するタック低減効果が良好である点で、好ましくは、10m2/g以上、又は15m2/g以上、又は20m2/g以上、又は30m2/g以上、又は40m2/g以上、又は50m2/g以上であり、セルロースナノファイバーの製造及び取扱いの容易性の観点から、好ましくは、200m2/g以下、又は170m2/g以下、又は160m2/g以下である。比表面積は、比表面積・細孔分布測定装置(例えば、Nova-4200e,カンタクローム・インスツルメンツ社製)にて、試料約0.2gを真空下で120℃、5時間乾燥した後、液体窒素の沸点における窒素ガスの吸着量を相対蒸気圧(P/P0)が0.05以上0.2以下の範囲にて5点測定し(多点法)、同装置プログラムによりBET比表面積(m2/g)を算出することで測定される。
[Specific surface area]
The specific surface area of the cellulose nanofibers is preferably 10 m²/g or more, or 15 m²/g or more, or 20 /g or more, or 30 /g or more, or 40 /g or more, or 50 m²/g or more, in terms of the good color tone of the resin composition due to the high degree of fineness of the cellulose nanofibers, and in terms of the good tack reduction effect on the styrene-based elastomer. From the viewpoint of ease of manufacturing and handling of cellulose nanofibers, it is preferably 200 m² / g or less, or 170 /g or less, or 160 /g or less. The specific surface area is measured using a specific surface area and pore distribution analyzer (e.g., Nova-4200e, manufactured by Quantachrome Instruments). Approximately 0.2 g of the sample is dried under vacuum at 120°C for 5 hours. The amount of nitrogen gas adsorbed at the boiling point of liquid nitrogen is then measured at five points (multi-point method) within a relative vapor pressure (P/P0) range of 0.05 to 0.2. The BET specific surface area ( /g) is then calculated using the analyzer's program.

又は、セルロースナノファイバーの比表面積は、セルロースナノファイバーが高度に微細化されていることで樹脂組成物の透明性が良好である点で、好ましくは、10m2/g以上、又は15m2/g以上、又は20m2/g以上、又は30m2/g以上、又は40m2/g以上、又は50m2/g以上であり、セルロースナノファイバーの製造及び取扱いの容易性の観点から、好ましくは、200m2/g以下、又は170m2/g以下、又は160m2/g以下である。上記範囲は、セルロースナノファイバーを含むタック抑制剤を用いる態様において特に好適である。比表面積が比較的大きいセルロースナノファイバーは、タック抑制効果において有利である場合がある。この観点から好ましい比表面積は、10m2/g以上、又は20m2/g以上、又は30m2/g以上である。 Alternatively, the specific surface area of the cellulose nanofibers is preferably 10 /g or more, or 15 m²/g or more, or 20 m²/g or more, or 30 /g or more, or 40 /g or more, or 50 /g or more, in that the transparency of the resin composition is good due to the high degree of fineness of the cellulose nanofibers, and preferably 200 /g or less, or 170 m² / g or less, or 160 /g or less, in that that is, from the viewpoint of ease of manufacture and handling of cellulose nanofibers. The above range is particularly suitable in embodiments in which a tack inhibitor containing cellulose nanofibers is used. Cellulose nanofibers with a relatively large specific surface area may be advantageous in terms of tack inhibitory effect. From this viewpoint, preferred specific surface areas are 10 /g or more, or 20 /g or more, or 30 /g or more.

樹脂組成物等に含まれるセルロースナノファイバーの各種物性(数平均繊維長、数平均繊維径、L/D比、結晶化度、結晶多形、重合度、Mw、Mn、Mw/Mn、アルカリ可溶分含有率、酸不溶成分平均含有率、TD、T1%、T250℃、DS、比表面積等)は以下の方法で分析する。
樹脂組成物等に含まれるに含まれるポリマー成分を溶解できる有機又は無機の溶媒に当該ポリマー成分を溶解させ、セルロースナノファイバーを分離し、前記溶媒で充分に洗浄した後、溶媒をtert-ブタノールに置換する。その後、セルロースナノファイバーtert-ブタノールスラリーを前記手法と同様の測定法を用いて分析し、樹脂組成物中のセルロースナノファイバーの各種物性を算出する。
Various physical properties of cellulose nanofibers contained in resin compositions, etc. (number-average fiber length, number-average fiber diameter, L/D ratio, degree of crystallinity, crystalline polymorphism, degree of polymerization, Mw, Mn, Mw/Mn, alkali-soluble content, average acid-insoluble content, T/ D , T/ 1% , T/ 250℃ , DS, specific surface area, etc.) are analyzed by the following method.
The polymer components contained in the resin composition are dissolved in an organic or inorganic solvent capable of dissolving them, the cellulose nanofibers are separated, and after thorough washing with the solvent, the solvent is replaced with tert-butanol. Subsequently, the cellulose nanofiber tert-butanol slurry is analyzed using the same measurement method as described above, and various physical properties of the cellulose nanofibers in the resin composition are calculated.

THFを用いて樹脂組成物からセルロースナノファイバーを分離した際のセルロースナノファイバーの重量増加率は、樹脂とセルロースナノファイバーとの界面強度の観点から、好ましくは、190%以上、又は250%以上、又は300%以上、又は350%以上であり、混練時の短繊維化を抑制する観点から、好ましくは、600%以下、又は550%以下、又は500%以下である。重量増加率は、本開示の[実施例]の項に記載される方法で測定される値である。When cellulose nanofibers are separated from a resin composition using THF, the weight increase rate of the cellulose nanofibers is preferably 190% or more, 250% or more, 300% or more, or 350% or more, from the viewpoint of interfacial strength between the resin and the cellulose nanofibers, and preferably 600% or less, 550% or less, or 500% or less, from the viewpoint of suppressing short fiber formation during kneading. The weight increase rate is the value measured by the method described in the [Examples] section of this disclosure.

一態様において、セルロースナノファイバーは液体媒体を含むスラリーの形態、又は粒子、フィルム、バルク等の乾燥体の形態として供されても良い。液体媒体としては水並びに/又は沸点を有する有機溶媒が挙げられ、1種類又は2種類以上の媒体を含んでいても良い。スラリーの形態は液体媒体含有率が50質量%以上であり、乾燥体中の液体媒体含有率は50質量%未満である。液体媒体含有率は、赤外加熱式水分計(例えばエー・アンド・デー株式会社製、商品名「MX-50」)を用いて180℃で加熱した際に測定される値である。セルロースナノファイバーを含むタック抑制剤を用いる態様において、タック抑制効果をより良好に得る観点では、スチレン系エラストマーと混合されるセルロースナノファイバーの形態が乾燥体であることが好ましい。In one embodiment, cellulose nanofibers may be provided in the form of a slurry containing a liquid medium, or in the form of a dry material such as particles, a film, or a bulk material. Examples of liquid mediums include water and/or organic solvents having a boiling point, and may contain one or more types of media. The slurry form has a liquid medium content of 50% by mass or more, while the dry material has a liquid medium content of less than 50% by mass. The liquid medium content is measured when heated at 180°C using an infrared heating type moisture meter (e.g., A&D Corporation, product name "MX-50"). In embodiments using a tack inhibitor containing cellulose nanofibers, from the viewpoint of obtaining a better tack inhibitory effect, it is preferable that the cellulose nanofibers mixed with the styrene-based elastomer be in the form of a dry material.

樹脂組成物100質量%中のセルロースナノファイバーの量は、セルロースナノファイバーによる利点を良好に得る観点から、好ましくは、0.1質量%以上、又は0.3質量%以上、又は0.4質量%以上、又は0.5質量%以上、又は0.7質量%以上、又は1.0質量%以上であり、樹脂組成物の耐衝撃性の観点から、好ましくは、20質量%以下、又は15質量%以下、又は10質量%以下である。セルロースナノファイバーを含むタック抑制剤を用いる態様において、タック抑制効果を良好に発現する観点から特に好ましいセルロースナノファイバー量は、0.5質量%以上、又は0.7質量%以上、又は1.0質量%以上である。The amount of cellulose nanofibers in 100% by mass of the resin composition is preferably 0.1% by mass or more, or 0.3% by mass or more, or 0.4% by mass or more, or 0.5% by mass or more, or 0.7% by mass or more, or 1.0% by mass or more, from the viewpoint of obtaining the advantages of cellulose nanofibers well, and preferably 20% by mass or less, or 15% by mass or less, or 10% by mass or less, from the viewpoint of the impact resistance of the resin composition. In embodiments using a tack inhibitor containing cellulose nanofibers, the amount of cellulose nanofibers that is particularly preferable from the viewpoint of exhibiting a good tack inhibitory effect is 0.5% by mass or more, or 0.7% by mass or more, or 1.0% by mass or more.

<熱可塑性エラストマー>
熱可塑性エラストマーは、一態様においてスチレン系エラストマーを含み、一態様において酸変性スチレン系エラストマーを含み、一態様においてスチレン系エラストマー及び酸変性スチレン系エラストマーを含み、一態様においてスチレン系エラストマー及び酸変性スチレン系エラストマーである。本開示で、エラストマーとは、一態様において、室温(23℃)において弾性体である物質(具体的には天然又は合成の重合体物質)である。また、弾性体であるとは、一態様において、動的粘弾性測定で測定される23℃、10Hzでの貯蔵弾性率が1MPa以上100MPa以下であることを意味する。熱可塑性エラストマーがスチレン系エラストマー及び酸変性スチレン系エラストマー以外に含み得るエラストマーとしては、天然ゴム、共役ジエン化合物重合体、芳香族化合物-共役ジエン共重合体、芳香族化合物-共役ジエン共重合体の水素添加物、ポリオレフィン、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、コアシェル構造を有するエラストマーから選ばれる1種以上を例示できる。樹脂組成物100質量%中の熱可塑性エラストマーの量は、柔軟性の観点から、好ましくは、10質量%以上、又は30質量%以上、又は50質量%以上、又は60質量%以上、又は70質量%以上、又は80質量%以上であり、他の成分を所望量含有させる観点から、好ましくは、99.5質量%以下、又は99質量%以下、又は98質量%以下、又は95質量%以下、又は90質量%以下である。
熱可塑性エラストマー100質量%に対する、スチレン系エラストマーと酸変性エラストマーとの合計比率は、一態様において、1質量%以上、又は5質量%以上、又は10質量%以上、又は20質量%以上、又は50質量%以上、又は70質量%以上であってよく、一態様において、100質量%であってよい。
<Thermoplastic elastomer>
In one embodiment, the thermoplastic elastomer includes a styrene-based elastomer, in another embodiment, an acid-modified styrene-based elastomer, in another embodiment, a styrene-based elastomer and an acid-modified styrene-based elastomer, and in another embodiment, a styrene-based elastomer and an acid-modified styrene-based elastomer. In this disclosure, in one embodiment, an elastomer is a substance (specifically, a natural or synthetic polymer) that is elastic at room temperature (23°C). In one embodiment, being elastic means that the storage modulus of elasticity measured by dynamic viscoelasticity measurement at 23°C and 10 Hz is 1 MPa or more and 100 MPa or less. Examples of elastomers that the thermoplastic elastomer may include, in addition to styrene-based elastomers and acid-modified styrene-based elastomers, include one or more selected from natural rubber, conjugated diene compound polymers, aromatic compound-conjugated diene copolymers, hydrogenated aromatic compound-conjugated diene copolymers, polyolefins, polyester elastomers, polyurethane elastomers, polyamide elastomers, and elastomers having a core-shell structure. The amount of thermoplastic elastomer in 100% by mass of the resin composition is preferably 10% by mass or more, or 30% by mass or more, or 50% by mass or more, or 60% by mass or more, or 70% by mass or more, or 80% by mass or more, from the viewpoint of including other components in desired amounts, and preferably 99.5% by mass or less, or 99% by mass or less, or 98% by mass or less, or 95% by mass or less, or 90% by mass or less.
The total ratio of styrene-based elastomer and acid-modified elastomer to 100% by mass of thermoplastic elastomer may, in one embodiment, be 1% by mass or more, 5% by mass or more, 10% by mass or more, 20% by mass or more, 50% by mass or more, or 70% by mass or more, and in one embodiment, it may be 100% by mass.

<スチレン系エラストマー及び酸変性スチレン系エラストマー>
一態様に係る樹脂組成物は、スチレン系エラストマーを含む。一態様に係る樹脂組成物は、スチレン系エラストマー及び酸変性スチレン系エラストマーを含む。一態様において、スチレン系エラストマーは、共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量体との共重合体である。共役ジエン単量体としては、1,3-ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、3-メチル-1,3-ペンタジエン、1,3-ヘプタジエン、及び1,3-ヘキサジエンが挙げられ、これらを1種単独又は2種以上の組合せで用いてよい。芳香族ビニル単量体としては、共役ジエン単量体と共重合可能な単量体であれば特に限定されず、例えば、スチレン、m又はp-メチルスチレン、α-メチルスチレン、エチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、ビニルエチルベンゼン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、ジフェニルエチレン、及びジビニルベンゼンが挙げられ、これらを1種単独又は2種以上の組合せで用いてよい。樹脂組成物の成形加工性、及び成形体の耐衝撃性の観点からは、スチレンが好ましい。
<Styrene-based elastomers and acid-modified styrene-based elastomers>
A resin composition according to one embodiment includes a styrene elastomer. A resin composition according to one embodiment includes a styrene elastomer and an acid-modified styrene elastomer. In one embodiment, the styrene elastomer is a copolymer of a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer. Examples of conjugated diene monomers include 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 1,3-heptadiene, and 1,3-hexadiene, which may be used individually or in combination of two or more. The aromatic vinyl monomer is not particularly limited as long as it is a monomer copolymerizable with a conjugated diene monomer. Examples include styrene, m or p-methylstyrene, α-methylstyrene, ethylstyrene, p-tert-butylstyrene, vinylethylbenzene, vinylxylene, vinylnaphthalene, diphenylethylene, and divinylbenzene, which may be used individually or in combination of two or more. From the viewpoint of moldability of the resin composition and impact resistance of the molded article, styrene is preferred.

ランダム共重合体としては、ブタジエン-スチレンランダム共重合体、イソプレン-スチレンランダム共重合体、及びブタジエン-イソプレン-スチレンランダム共重合体が挙げられる。共重合体鎖中の各単量体の組成分布としては、統計的ランダムな組成に近い完全ランダム共重合体、及び組成分布に勾配があるテーパー(勾配)ランダム共重合体が挙げられる。共役ジエン系重合体の結合様式、すなわち1,4-結合、1,2-結合等の組成は、分子間で均一又は異なっていてよい。Examples of random copolymers include butadiene-styrene random copolymers, isoprene-styrene random copolymers, and butadiene-isoprene-styrene random copolymers. Regarding the compositional distribution of each monomer in the copolymer chain, examples include perfectly random copolymers with a composition close to statistically random, and tapered random copolymers with a gradient in the compositional distribution. The bonding mode of the conjugated diene polymer, i.e., the composition of 1,4-bonds, 1,2-bonds, etc., may be uniform or different between molecules.

ブロック共重合体は、2つ以上のブロックからなる共重合体であってよい。例えば、芳香族ビニル単量体のブロックAと、共役ジエン単量体のブロック及び/又は芳香族ビニル単量体と共役ジエン単量体との共重合体のブロックであるブロックBとが、A-B、A-B-A、A-B-A-B等の構造を構成しているブロック共重合体であってよい。なお各ブロックの境界は必ずしも明瞭に区別される必要はなく、例えば、ブロックBが芳香族ビニル単量体と共役ジエン単量体との共重合体である場合、ブロックB中の芳香族ビニル単量体は均一又はテーパー状に分布してよい。また、ブロックBに、芳香族ビニル単量体が均一に分布している部分及び/又はテーパー状に分布している部分がそれぞれ複数存在してもよい。さらに、ブロックBに、芳香族ビニル単量体含有量が異なるセグメントが複数存在してもよい。共重合体中にブロックA、ブロックBがそれぞれ複数存在する場合、それらの分子量及び組成は同一でも異なってもよい。A block copolymer may be a copolymer consisting of two or more blocks. For example, a block copolymer may have a structure such as A-B, A-B-A, A-B-A-B, etc., where block A is an aromatic vinyl monomer and block B is a block of conjugated diene monomer and/or a copolymer of aromatic vinyl monomer and conjugated diene monomer. The boundaries of each block do not necessarily need to be clearly distinguishable; for example, if block B is a copolymer of aromatic vinyl monomer and conjugated diene monomer, the aromatic vinyl monomer in block B may be distributed uniformly or in a tapered manner. Furthermore, block B may have multiple portions where the aromatic vinyl monomer is uniformly distributed and/or distributed in a tapered manner. In addition, block B may have multiple segments with different aromatic vinyl monomer content. When multiple blocks A and block B exist in the copolymer, their molecular weights and compositions may be the same or different.

スチレン系エラストマーは、芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物ブロック共重合体又はその水素添加物であってよい。ブロック共重合体は、結合形式、分子量、芳香族ビニル化合物種、共役ジエン化合物種、1,2-ビニル含量又は1,2-ビニル含量と3,4-ビニル含量との合計量、芳香族ビニル化合物成分含有量、水素添加率等のうち1つ以上が互いに異なる2種以上の混合物でもよい。The styrene-based elastomer may be an aromatic vinyl compound-conjugated diene compound block copolymer or a hydrogenated version thereof. The block copolymer may be a mixture of two or more types in which one or more of the following are different: bond type, molecular weight, aromatic vinyl compound species, conjugated diene compound species, 1,2-vinyl content or the total amount of 1,2-vinyl content and 3,4-vinyl content, aromatic vinyl compound component content, hydrogenation rate, etc.

スチレン系エラストマーは、部分水添又は完全水添されていてもよい。水素添加物の水素添加率は、加工時の熱劣化抑制の観点から、好ましくは、50%以上、又は80%以上、又は98%以上であり、低温靭性の観点からは、好ましくは、50%以下、又は20%以下、又は0%(すなわち非水添物)である。共役ジエン系重合体の水素添加物としては、上記で例示した共役ジエン系重合体の水素添加物が挙げられ、例えば、スチレン-ブタジエン共重合体の水素添加物であってよい。The styrene-based elastomer may be partially hydrogenated or fully hydrogenated. From the viewpoint of suppressing thermal degradation during processing, the hydrogenation rate of the hydrogenated material is preferably 50% or more, 80% or more, or 98% or more, and from the viewpoint of low-temperature toughness, it is preferably 50% or less, 20% or less, or 0% (i.e., unhydrogenated). Examples of hydrogenated conjugated diene polymers include the hydrogenated conjugated diene polymers exemplified above, and may be, for example, hydrogenated styrene-butadiene copolymers.

一態様において、スチレン系エラストマーは酸変性されていない。一態様において、スチレン系エラストマーは、未変性物であってよい。In one embodiment, the styrene-based elastomer is not acid-modified. In another embodiment, the styrene-based elastomer may be unmodified.

酸変性スチレン系エラストマーは、上記で例示したスチレン系エラストマーの酸変性物であってよい。本開示で、酸変性スチレン系エラストマーとは、スチレン系エラストマーの分子骨格中に、酸変性基として酸性官能基が化学結合を介して付加していることを意味する。また本開示で、酸性官能基とは、塩基性官能基などと反応可能な官能基を意味し、具体例としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボキシレート基、スルホ基、酸無水物基等が挙げられる。The acid-modified styrene elastomer may be an acid-modified product of the styrene elastomer exemplified above. In this disclosure, an acid-modified styrene elastomer means that an acidic functional group is added to the molecular skeleton of a styrene elastomer via a chemical bond as an acid-modifying group. In this disclosure, an acidic functional group means a functional group that can react with basic functional groups, etc. Specific examples include hydroxyl groups, carboxyl groups, carboxylate groups, sulfo groups, acid anhydride groups, etc.

酸変性スチレン系エラストマー100質量%中の酸変性基の質量比率である酸変性率は、セルロースナノファイバーとの良好な親和性によるボイド低減効果の観点から、酸変性スチレン系エラストマー100質量%基準で、好ましくは、0.2質量%以上、又は0.3質量%以上、又は0.5質量%以上、又は1質量%以上、又は1.5質量%以上であり、スチレン系エラストマーとの親和性の観点から、好ましくは、2.5質量%以下、又は2.3質量%以下、又は2質量%以下である。なお、酸変性率は、あらかじめ酸性物質を混合した検量線用サンプルを赤外吸収スペクトル測定装置により測定し、酸の特性吸収帯を用いて作成しておいた検量線を元に、当該試料を測定することで得られる値である。The acid modification rate, which is the mass ratio of acid-modified groups in 100% by mass of acid-modified styrene-based elastomer, is preferably 0.2% by mass or more, 0.3% by mass or more, 0.5% by mass or more, 1% by mass or more, or 1.5% by mass or more, based on 100% by mass of acid-modified styrene-based elastomer, from the viewpoint of void reduction effect due to good affinity with cellulose nanofibers. From the viewpoint of affinity with styrene-based elastomers, it is preferably 2.5% by mass or less, 2.3% by mass or less, or 2% by mass or less. The acid modification rate is obtained by measuring a calibration curve created using the characteristic absorption band of the acid, after measuring a calibration curve sample that has been pre-mixed with an acidic substance using an infrared absorption spectrum analyzer.

好ましい一態様においては、酸変性スチレン系エラストマーが、芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物共重合体(好ましくは、芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物ブロック共重合体)又はその水素添加物であるスチレン系エラストマーの酸変性物である。このような酸変性スチレン系エラストマーとしては、芳香族化合物-共役ジエン共重合体(好ましくはブロック共重合体)又はその水素添加物に、過酸化物の存在下又は非存在下で、α,β-不飽和ジカルボン酸又はその誘導体をグラフトさせた変性物であるエラストマー等が挙げられる。α,β-不飽和ジカルボン酸及びその誘導体の具体例としては、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、及び無水フマル酸が挙げられ、これらの中で無水マレイン酸が特に好ましい。好ましい態様において、酸変性スチレン系エラストマーは、酸無水物変性されたスチレン系エラストマーである。In one preferred embodiment, the acid-modified styrene elastomer is an acid-modified styrene elastomer that is an aromatic vinyl compound-conjugated diene compound copolymer (preferably an aromatic vinyl compound-conjugated diene compound block copolymer) or a hydrogenated thereof. Examples of such acid-modified styrene elastomers include elastomers that are modified products obtained by grafting an α,β-unsaturated dicarboxylic acid or its derivative onto an aromatic compound-conjugated diene copolymer (preferably a block copolymer) or its hydrogenated counterpart in the presence or absence of a peroxide. Specific examples of α,β-unsaturated dicarboxylic acids and their derivatives include maleic acid, fumaric acid, maleic anhydride, and fumaric anhydride, with maleic anhydride being particularly preferred among these. In a preferred embodiment, the acid-modified styrene elastomer is a styrene elastomer modified with an acid anhydride.

スチレン系エラストマーは、セルロースナノファイバーの分散性の観点、又は酸変性スチレン系エラストマーとの相溶性の観点から、スチレン-ブタジエンブロック共重合体、スチレン-エチレン-ブタジエンブロック共重合体、スチレン-エチレン-ブチレンブロック共重合体、スチレン-ブタジエン-ブチレンブロック共重合体、スチレン-イソプレンブロック共重合体、スチレン-エチレン-プロピレンブロック共重合体、スチレン-イソブチレンブロック共重合体、スチレン-ブタジエンブロック共重合体の水素添加物、スチレン-エチレン-ブタジエンブロック共重合体の水素添加物、スチレン-ブタジエン-ブチレンブロック共重合体の水素添加物、スチレン-イソプレンブロック共重合体の水素添加物、及びスチレンの単独重合体(ポリスチレン)から成る群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、スチレン-ブタジエンブロック共重合体、スチレン-ブタジエンブロック共重合体の水素添加物、及びポリスチレンからなる群より選択される1種以上であることがより好ましい。酸変性スチレン系エラストマーは、スチレン系エラストマーとの相溶性の観点から、上記例示の1種以上の酸変性物であることがより好ましい。From the viewpoint of dispersibility of cellulose nanofibers or compatibility with acid-modified styrene-based elastomers, the styrene-butadiene block copolymer, styrene-ethylene-butadiene block copolymer, styrene-ethylene-butylene block copolymer, styrene-butadiene-butylene block copolymer, styrene-isoprene block copolymer, styrene-ethylene-propylene block copolymer, styrene-isobutylene block copolymer, hydrogenated styrene-butadiene block copolymer, hydrogenated styrene-ethylene-butadiene block copolymer, hydrogenated styrene-butadiene-butylene block copolymer, hydrogenated styrene-isoprene block copolymer, and styrene homopolymer (polystyrene) is preferred to be at least one selected from the group consisting of styrene-butadiene block copolymer, hydrogenated styrene-butadiene block copolymer, and polystyrene. From the viewpoint of compatibility with styrene-based elastomers, it is more preferred to be one or more acid-modified products as exemplified above.

酸変性スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率、及びスチレン系エラストマーのユニット比率は、それぞれ、酸変性スチレン系エラストマーとスチレン系エラストマーとの親和性の観点、及び、スチレン系エラストマーが本来有する有利な特性を良好に発現する観点から、好ましくは、10質量%以上、又は19質量%以上、又は29質量%以上であり、硬度の観点から、好ましくは、45質量%以下、又は40質量%以下、又は35質量%以下である。スチレンユニット比率は、下記の方法で求められる値である。具体的には、所定量のエラストマーをクロロホルムに溶解し、紫外分光光度計(例えば、島津製作所製、UV-2450)にて測定し、芳香族ビニル化合物成分(スチレン)に起因する吸収波長(262nm)のピーク強度から、検量線を用いて芳香族ビニル単量体単位(スチレン)の含有量を算出する。The styrene unit ratio of the acid-modified styrene elastomer and the unit ratio of the styrene elastomer are preferably 10% by mass or more, 19% by mass or more, or 29% by mass or more, from the viewpoint of affinity between the acid-modified styrene elastomer and the styrene elastomer, and from the viewpoint of good expression of the advantageous properties inherent in the styrene elastomer, respectively. From the viewpoint of hardness, they are preferably 45% by mass or less, 40% by mass or less, or 35% by mass or less. The styrene unit ratio is a value that can be determined by the following method. Specifically, a predetermined amount of elastomer is dissolved in chloroform and measured using an ultraviolet spectrophotometer (for example, Shimadzu Corporation, UV-2450), and the content of aromatic vinyl monomer units (styrene) is calculated using a calibration curve from the peak intensity of the absorption wavelength (262 nm) caused by the aromatic vinyl compound component (styrene).

酸変性スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率、及びスチレン系エラストマーのユニット比率は、それぞれ、酸変性スチレン系エラストマーとスチレン系エラストマーとの親和性の観点、及び、スチレン系エラストマーが本来有する有利な特性を良好に発現する観点から、好ましくは、10モル%以上、又は15モル%以上、又は20モル%以上であり、組成物の柔軟性の観点から、好ましくは、40モル%以下、又は35モル%以下、又は30モル%以下、又は25モル%以下である。これらのユニット比率は、セルロースナノファイバーを含むタック抑制剤を用いる態様において好適である。
スチレンユニット比率は、NMR法で求められる値である。
The styrene unit ratio of the acid-modified styrene elastomer and the unit ratio of the styrene elastomer are preferably 10 mol% or more, 15 mol% or more, or 20 mol% or more, from the viewpoint of affinity between the acid-modified styrene elastomer and the styrene elastomer, and from the viewpoint of good expression of the advantageous properties inherent in the styrene elastomer, respectively. From the viewpoint of flexibility of the composition, they are preferably 40 mol% or less, 35 mol% or less, 30 mol% or less, or 25 mol% or less. These unit ratios are suitable in embodiments where a tack inhibitor containing cellulose nanofibers is used.
The styrene unit ratio is a value determined by the NMR method.

酸変性スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率に対する、スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率の比(スチレン系エラストマーのスチレン比率/酸変性スチレン系エラストマーのスチレン比率)は、酸変性スチレン系エラストマーとスチレン系エラストマーとの親和性の観点から、好ましくは、0.3以上、又は0.6以上、又は0.9以上であり、同様の観点から、好ましくは、2.5以下、又は2以下、又は1.5以下である。The ratio of the styrene unit ratio of the styrene-based elastomer to the styrene unit ratio of the acid-modified styrene-based elastomer (styrene ratio of styrene-based elastomer / styrene ratio of acid-modified styrene-based elastomer) is preferably 0.3 or higher, or 0.6 or higher, or 0.9 or higher, from the viewpoint of affinity between the acid-modified styrene-based elastomer and the styrene-based elastomer, and similarly, preferably 2.5 or lower, or 2 or lower, or 1.5 or lower.

酸変性スチレン系エラストマーにおいて、酸変性率に対するスチレンユニット比率の比(スチレンユニット比率/酸変性率)は、スチレン系エラストマーとの親和性の観点から、好ましくは、5以上、又は10以上、又は20以上であり、セルロースナノファイバーとの親和性の観点から、好ましくは、90以下、又は85以下、又は80以下である。In acid-modified styrene elastomers, the ratio of styrene units to the acid modification rate (styrene unit ratio / acid modification rate) is preferably 5 or more, 10 or more, or 20 or more from the viewpoint of affinity with styrene elastomers, and preferably 90 or less, 85 or less, or 80 or less from the viewpoint of affinity with cellulose nanofibers.

スチレン系エラストマー及び酸変性スチレン系エラストマーに関し、共役ジエン系重合体における共役ジエン結合単位中のビニル結合量(例えばブタジエンの1,2-又は3,4-結合)は、好ましくは、5モル%以上、又は10モル%以上、又は13モル%以上、又は15モル%以上であり、好ましくは、80モル%以下、又は75モル%以下、又は65モル%以下、又は50モル%以下、又は40モル%以下である。
共役ジエン結合単位中のビニル結合量(例えばブタジエンの1,2-結合量)は、13C-NMR法(定量モード)によって求めることができる。すなわち、13C-NMRにおいて下記に現れるピーク面積を積分すれば、各構造単位のカーボン量に比例する値を得ることができ、結果として各構造単位の質量%に換算することができる。
スチレン 145~147ppm
ビニル 110~116ppm
ジエン(シス) 24~28ppm
ジエン(トランス) 29~33ppm
With respect to styrene-based elastomers and acid-modified styrene-based elastomers, the amount of vinyl bonds in the conjugated diene bond units in the conjugated diene polymer (e.g., 1,2- or 3,4- bonds of butadiene) is preferably 5 mol% or more, or 10 mol% or more, or 13 mol% or more, or 15 mol% or more, and preferably 80 mol% or less, or 75 mol% or less, or 65 mol% or less, or 50 mol% or less, or 40 mol% or less.
The amount of vinyl bonds in conjugated diene bond units (e.g., the amount of 1,2-bonds in butadiene) can be determined by 13C -NMR (quantitative mode). Specifically, by integrating the peak areas that appear in 13C -NMR, a value proportional to the carbon content of each structural unit can be obtained, and as a result, it can be converted to the mass percentage of each structural unit.
Styrene 145-147 ppm
Vinyl 110-116 ppm
Diene (cis) 24-28 ppm
Diene (trans) 29-33 ppm

共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量体との共重合体において、共役ジエン単量体と結合した芳香族ビニル単量体の量(本開示で、芳香族ビニル結合量ともいう。)は、スチレン系エラストマーの総質量に対して、好ましくは、5.0質量%以上70質量%以下、又は10質量%以上50質量%以下であってよい。芳香族ビニル結合量は、フェニル基の紫外線吸光度によって求めることができ、またこれに基づき共役ジエン結合量も求めることができる。In a copolymer of a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer, the amount of aromatic vinyl monomer bonded to the conjugated diene monomer (hereinafter also referred to as the aromatic vinyl bond amount) may preferably be 5.0% by mass or more and 70% by mass or 10% by mass or more and 50% by mass or less, based on the total mass of the styrene-based elastomer. The aromatic vinyl bond amount can be determined by the ultraviolet absorbance of the phenyl group, and the conjugated diene bond amount can also be determined based on this.

酸変性スチレン系エラストマーの数平均分子量(Mn)は、スチレン系エラストマーとの親和性の観点から、好ましくは、10,000以上、又は30,000以上、又は50,000以上であり、セルロースナノファイバーとの親和性の観点から、好ましくは、500,000以下、又は250,000以下、又は200,000以下である。The number-average molecular weight (Mn) of the acid-modified styrene elastomer is preferably 10,000 or more, or 30,000 or more, or 50,000 or more, from the viewpoint of affinity with styrene elastomers, and preferably 500,000 or less, or 250,000 or less, or 200,000 or less, from the viewpoint of affinity with cellulose nanofibers.

スチレン系エラストマーの数平均分子量(Mn)は、衝撃強度と流動性との両立の観点から、好ましくは、10,000~500,000、又は40,000~250,000である。The number-average molecular weight (Mn) of the styrene-based elastomer is preferably 10,000 to 500,000, or 40,000 to 250,000, from the viewpoint of achieving both impact strength and fluidity.

樹脂組成物100質量%中、酸変性スチレン系エラストマーとスチレン系エラストマーとの合計量は、一態様において、60質量%以上、又は65質量%以上、又は70質量%以上、又は75質量%以上である。このような樹脂組成物は、良好なゴム弾性、耐候性、耐薬品性等を発現し得る。上記合計量は、他の成分、特にセルロースナノファイバーを所望量含有させる観点から、一態様において、90質量%以下、又は85質量%以下、又は80質量%以下である。In one embodiment, the total amount of acid-modified styrene elastomer and styrene elastomer in 100% by mass of the resin composition is 60% by mass or more, or 65% by mass or more, or 70% by mass or more, or 75% by mass or more. Such a resin composition can exhibit good rubber elasticity, weather resistance, chemical resistance, etc. From the viewpoint of including a desired amount of other components, particularly cellulose nanofibers, the above total amount is 90% by mass or less, or 85% by mass or less, or 80% by mass or less, in one embodiment.

スチレン系エラストマー100質量部に対する酸変性スチレン系エラストマーの量は、成形体の表面平滑性向上、成形体の引張時の耐白化性(ボイド発生抑制)等の観点から、好ましくは、0.5質量部以上、又は1質量部以上、又は5質量部以上であり、多量の酸変性スチレン系エラストマー起因する着色、成形時収縮、及び/又は硬度低下を抑制する観点から、好ましくは、50質量部以下、又は40質量部以下、又は30質量部以下である。The amount of acid-modified styrene elastomer per 100 parts by mass of styrene elastomer is preferably 0.5 parts by mass or more, or 1 part by mass or more, or 5 parts by mass or more, from the viewpoint of improving the surface smoothness of the molded article and the resistance to whitening during tensile stress (suppression of void formation) of the molded article. From the viewpoint of suppressing discoloration, shrinkage during molding, and/or reduction in hardness caused by a large amount of acid-modified styrene elastomer, it is preferably 50 parts by mass or less, or 40 parts by mass or less, or 30 parts by mass or less.

セルロースナノファイバー1質量部に対する酸変性スチレン系エラストマーの量は、成形体の表面平滑性向上、成形体の引張時の耐白化性(ボイド発生抑制)等の観点から、好ましくは、0.5質量部以上、又は1質量部以上、又は5質量部以上であり、多量の酸変性スチレン系エラストマー起因する着色、成形時収縮、及び/又は硬度低下を抑制する観点から、好ましくは、45質量部以下、又は40質量部以下、又は35質量部以下、又は30質量部以下である。一態様に係る樹脂組成物においては、セルロースナノファイバーの表面部位(具体的には、セルロースナノファイバーの比表面積測定において表面積を与える部位)が有する水酸基数と比べて、酸変性スチレン系エラストマーの酸変性基数が過剰でないことができる。樹脂組成物中のセルロースナノファイバーの表面部位が有する水酸基数は、樹脂組成物中のセルロースナノファイバーの量、繊維径及び比表面積から算出できる。例えば、セルロースナノファイバーを化学修飾する目的等で酸変性物を使用する場合、セルロースナノファイバーに対して過剰量の酸変性物を添加することがあるが、本実施形態においては、セルロースナノファイバーとの所望の親和性が得られる限度で、樹脂組成物中に存在する酸変性スチレン系エラストマーの量を必要最小限とすることが有利であり得る。この観点から、酸変性スチレン系エラストマーの量は、セルロースナノファイバーの水酸基数に対して過剰にならないように調整されることが好ましく、上記例示の上限量はこの観点から好適である。The amount of acid-modified styrene elastomer per 1 part by mass of cellulose nanofiber is preferably 0.5 parts by mass or more, or 1 part by mass or more, or 5 parts by mass or more, from the viewpoint of improving the surface smoothness of the molded article and the resistance to whitening during tension of the molded article (suppression of void generation), and preferably 45 parts by mass or less, or 40 parts by mass or less, or 35 parts by mass or less, or 30 parts by mass or less, from the viewpoint of suppressing discoloration, shrinkage during molding, and/or decrease in hardness caused by a large amount of acid-modified styrene elastomer. In the resin composition according to one embodiment, the number of acid-modified groups of the acid-modified styrene elastomer can not be excessive compared to the number of hydroxyl groups on the surface portion of the cellulose nanofiber (specifically, the portion that gives surface area in the specific surface area measurement of cellulose nanofiber). The number of hydroxyl groups on the surface portion of the cellulose nanofiber in the resin composition can be calculated from the amount of cellulose nanofiber in the resin composition, the fiber diameter, and the specific surface area. For example, when using an acid-modified substance for the purpose of chemically modifying cellulose nanofibers, an excess amount of the acid-modified substance may be added to the cellulose nanofibers. However, in this embodiment, it may be advantageous to keep the amount of acid-modified styrene elastomer present in the resin composition to the minimum necessary while maintaining the desired affinity with the cellulose nanofibers. From this viewpoint, it is preferable that the amount of acid-modified styrene elastomer be adjusted so as not to be excessive relative to the number of hydroxyl groups in the cellulose nanofibers, and the upper limit amount exemplified above is suitable from this viewpoint.

セルロースナノファイバー100質量%に対する、酸変性スチレン系エラストマーの酸変性基量は、セルロースナノファイバーとの親和性の観点から、酸変性スチレン系エラストマー100質量%基準で、好ましくは、0.2質量%以上、又は0.5質量%以上、又は0.8質量%以上、又は1.0質量%以上、又は1.2質量%以上、又は1.5質量%以上であり、酸変性スチレン系エラストマーに起因する着色、成形時収縮、及び/又は硬度低下を抑制する観点から、好ましくは、5.0質量%以下、又は3.0質量%以下、又は2.5質量%以下、又は2.0質量%以下である。The amount of acid-modified groups in the acid-modified styrene elastomer relative to 100% by mass of cellulose nanofiber is preferably 0.2% by mass or more, or 0.5% by mass or more, or 0.8% by mass or more, or 1.0% by mass or more, or 1.2% by mass or more, or 1.5% by mass or more, based on 100% by mass of the acid-modified styrene elastomer, from the viewpoint of affinity with cellulose nanofiber. From the viewpoint of suppressing discoloration, shrinkage during molding, and/or hardness reduction caused by the acid-modified styrene elastomer, it is preferably 5.0% by mass or less, or 3.0% by mass or less, or 2.5% by mass or less, or 2.0% by mass or less.

樹脂組成物100質量%中の酸変性スチレン系エラストマーの量は、成形体の表面平滑性向上、成形体の引張時の耐白化性(ボイド発生抑制)等の観点から、好ましくは、0.5質量%以上、又は1質量%以上、又は5質量%以上であり、多量の酸変性スチレン系エラストマー起因する着色、成形時収縮、及び/又は硬度低下を抑制する観点から、好ましくは、50質量%以下、又は40質量%以下、又は30質量%以下である。なお、酸変性スチレン系エラストマーは一般に比較的高価であり、使用量を少なくすることはコスト面でも有利である。The amount of acid-modified styrene elastomer in 100% by mass of the resin composition is preferably 0.5% by mass or more, or 1% by mass or more, or 5% by mass or more, from the viewpoint of improving the surface smoothness of the molded article and the resistance to whitening during tensile stress (suppression of void formation) of the molded article. From the viewpoint of suppressing discoloration, shrinkage during molding, and/or reduction in hardness caused by a large amount of acid-modified styrene elastomer, it is preferably 50% by mass or less, or 40% by mass or less, or 30% by mass or less. Note that acid-modified styrene elastomer is generally relatively expensive, so reducing the amount used is advantageous from a cost perspective.

一態様においては、酸変性スチレン系エラストマーの種類及び/又は量を選択することで、樹脂組成物の引張試験おける応力-ひずみ曲線の挙動(例えば降伏挙動)を、樹脂組成物の所望の用途に応じて制御してもよい。In one embodiment, the behavior of the stress-strain curve (e.g., yield behavior) in a tensile test of the resin composition may be controlled according to the desired application of the resin composition by selecting the type and/or amount of acid-modified styrene elastomer.

セルロースナノファイバー1質量部に対するスチレン系エラストマーの量は、スチレン系エラストマーが本来有する良好なゴム弾性、耐候性及び耐薬品性を得る観点から、好ましくは、0.5質量部以上、又は1質量部以上、又は5質量部以上であり、成形体の表面平滑性向上及び硬度向上の観点から、好ましくは、250質量部以下、又は200質量部以下、又は150質量部以下である。The amount of styrene-based elastomer per 1 part by mass of cellulose nanofiber is preferably 0.5 parts by mass or more, or 1 part by mass or more, or 5 parts by mass or more, from the viewpoint of obtaining the good rubber elasticity, weather resistance and chemical resistance inherent in styrene-based elastomer, and preferably 250 parts by mass or less, or 200 parts by mass or less, or 150 parts by mass or less, from the viewpoint of improving the surface smoothness and hardness of the molded article.

樹脂組成物100質量%中のスチレン系エラストマーの量は、スチレン系エラストマーが本来有する有利な特性を良好に発揮させる観点から、好ましくは、10質量%以上、又は20質量%以上、又は30質量%以上であり、他の成分を所望量含有させる観点から、好ましくは、98.8質量%以下、又は90質量%以下、又は80質量%以下である。The amount of styrene-based elastomer in 100% by mass of the resin composition is preferably 10% by mass or more, 20% by mass or more, or 30% by mass or more, from the viewpoint of allowing the advantageous properties inherent in the styrene-based elastomer to be fully exhibited, and preferably 98.8% by mass or less, 90% by mass or less, or 80% by mass or less, from the viewpoint of including other components in desired amounts.

スチレン系エラストマーの230℃及び2.16kgにおけるメルトマスフローレート(MFR)は、樹脂組成物の良好な機械特性を得る観点から、好ましくは、20g/10分以下、又は15g/10分以下、又は10g/10分以下、又は8g/10分以下、又は5g/10分以下であり、溶融加工を容易に行う観点から、好ましくは、0.1g/10分以上、又は0.5g/10分以上、又は1.0g/10分以上である。The melt mass flow rate (MFR) of the styrene-based elastomer at 230°C and 2.16 kg is preferably 20 g/10 min or less, or 15 g/10 min or less, or 10 g/10 min or less, or 8 g/10 min or less, or 5 g/10 min or less, from the viewpoint of obtaining good mechanical properties of the resin composition, and preferably 0.1 g/10 min or more, or 0.5 g/10 min or more, or 1.0 g/10 min or more, from the viewpoint of facilitating melt processing.

<セルロースナノファイバーを含むタック抑制剤を用いる態様におけるスチレン系エラストマー及び酸変性スチレン系エラストマー>
以下に、セルロースナノファイバーを含むタック抑制剤を用いる態様において特に好適な、スチレン系エラストマー及び酸変性スチレン系エラストマーの例を説明する。一態様において、樹脂組成物は酸変性スチレン系エラストマーを含む。セルロースナノファイバーに加えて酸変性スチレン系エラストマーが存在することで、成形体の引張強度、引張弾性率、引張破断伸び及び/又は硬度を更に向上できるとともに、成形体の白化及び着色といった不都合を低減できることが見出された。理論に拘束されるものではないが、セルロースナノファイバーが有する水酸基と、酸変性スチレン系エラストマーが有する酸変性基との反応によってこれらの界面が強化されることで、成形体に外力が加わった際の、スチレン系エラストマー、セルロースナノファイバー、酸変性スチレン系エラストマーの間の剥離が生じ難くなるとともに、セルロースナノファイバーの熱劣化による着色が生じ難くなると考えられる。これにより、セルロースナノファイバーによる物性改善効果が良好に発揮されるとともに、剥離による成形体内のボイド発生が抑制されて白化が低減され、更にセルロースナノファイバーの着色も抑制されると考えられる。樹脂組成物中に酸変性スチレン系エラストマーが存在することは、スチレン系エラストマーに起因するタック性の更なる低減の点でも有利である。
<Styrene-based elastomers and acid-modified styrene-based elastomers in embodiments using a tack inhibitor containing cellulose nanofibers>
The following describes examples of styrene-based elastomers and acid-modified styrene-based elastomers that are particularly suitable in embodiments using a tack inhibitor containing cellulose nanofibers. In one embodiment, the resin composition contains an acid-modified styrene-based elastomer. It has been found that the presence of an acid-modified styrene-based elastomer in addition to cellulose nanofibers can further improve the tensile strength, tensile modulus, tensile elongation at break, and/or hardness of the molded article, while also reducing undesirable conditions such as whitening and discoloration of the molded article. Although not bound by theory, it is thought that the reaction between the hydroxyl groups of cellulose nanofibers and the acid-modified groups of the acid-modified styrene-based elastomer strengthens the interface between them, making it less likely for delamination to occur between the styrene-based elastomer, cellulose nanofibers, and acid-modified styrene-based elastomer when an external force is applied to the molded article, and also making it less likely for discoloration to occur due to thermal degradation of the cellulose nanofibers. As a result, the property-improving effect of cellulose nanofibers is well exhibited, void generation in the molded article due to delamination is suppressed, whitening is reduced, and discoloration of the cellulose nanofibers is also suppressed. The presence of an acid-modified styrene elastomer in the resin composition is also advantageous in that it further reduces the tackiness caused by the styrene elastomer.

一態様に係る樹脂組成物においては、酸変性スチレン系エラストマーとスチレン系エラストマーが相分離せずに相溶化しており、連続相である。一態様に係る樹脂組成物においては、酸変性スチレン系エラストマーが、第1の相を形成しており、スチレン系エラストマーが、当該第1の相と相分離した第2の相を形成している。一態様においては、樹脂組成物100質量%中、酸変性スチレン系エラストマーとスチレン系エラストマーとの合計量が、60質量%以上である。一態様において、第2の相は連続相である。一態様においては、第1の相が分散相であり且つ第2の相が連続相である。分散相は、例えば、20nm~10μmのドメインサイズを有してよい。なおドメインサイズは走査型電子顕微鏡(SEM)画像から求めることができる。又は、一態様においては、第1の相及び第2の相の各々が連続相であってよい。酸変性スチレン系エラストマーとスチレン系エラストマーとが相分離していることで、樹脂組成物中のスチレン系エラストマー部位は、スチレン系エラストマーが本来有する良好な特性の発現に寄与する一方、樹脂組成物中の酸変性スチレン系エラストマー部位は、スチレン系エラストマー、セルロースナノファイバーの両方との良好な親和性によってスチレン系エラストマーとセルロースナノファイバーとの間に介在し、セルロースナノファイバーによる物性改善効果の更なる向上に寄与する。In one embodiment of the resin composition, the acid-modified styrene elastomer and the styrene elastomer are miscible without phase separation and form a continuous phase. In one embodiment of the resin composition, the acid-modified styrene elastomer forms a first phase, and the styrene elastomer forms a second phase separated from the first phase. In one embodiment, the total amount of the acid-modified styrene elastomer and the styrene elastomer is 60% by mass or more of 100% by mass of the resin composition. In one embodiment, the second phase is a continuous phase. In one embodiment, the first phase is a dispersed phase and the second phase is a continuous phase. The dispersed phase may have, for example, a domain size of 20 nm to 10 μm. The domain size can be determined from a scanning electron microscope (SEM) image. Alternatively, in one embodiment, each of the first and second phases may be a continuous phase. Due to the phase separation between the acid-modified styrene elastomer and the styrene elastomer, the styrene elastomer portion in the resin composition contributes to the expression of the inherently good properties of the styrene elastomer, while the acid-modified styrene elastomer portion interposes between the styrene elastomer and cellulose nanofibers due to its good affinity with both, contributing to a further improvement in the property-improving effect of the cellulose nanofibers.

酸変性スチレン系エラストマーは、上記で例示したスチレン系エラストマーの酸変性物であってよい。酸変性スチレン系エラストマーの好適例は本開示で前述にて例示したとおりである。The acid-modified styrene elastomer may be an acid-modified product of the styrene elastomer exemplified above. Preferred examples of acid-modified styrene elastomers are as exemplified above in this disclosure.

セルロースナノファイバー1質量部に対するスチレン系エラストマーの量は、スチレン系エラストマーが本来有する良好なゴム弾性、耐候性及び耐薬品性を得る観点から、好ましくは、0.5質量部以上、又は1質量部以上、、又は3質量部以上、又は5質量部以上、又は7質量部以上、又は10質量部以上、又は15質量部以上であり、成形体のタック性低減及び硬度向上の観点から、好ましくは、250質量部以下、又は150質量部以下、又は100質量部以下である。The amount of styrene-based elastomer per 1 part by mass of cellulose nanofiber is preferably 0.5 parts by mass or more, or 1 part by mass or more, or 3 parts by mass or more, or 5 parts by mass or more, or 7 parts by mass or more, or 10 parts by mass or more, or 15 parts by mass or more, from the viewpoint of obtaining the good rubber elasticity, weather resistance and chemical resistance inherent in styrene-based elastomer, and preferably 250 parts by mass or less, or 150 parts by mass or less, or 100 parts by mass or less, from the viewpoint of reducing tackiness and improving hardness of the molded article.

樹脂組成物100質量%中のスチレン系エラストマーの量は、スチレン系エラストマーが本来有する利点を良好に得る観点から、好ましくは、10質量%以上、又は20質量%以上、又は40質量%以上、又は50質量%以上、又は60質量%以上、又は70質量%以上、又は80質量%以上であり、他の成分を所望量含有させる観点から、好ましくは、99.5質量%以下、又は99質量%以下、又は98質量%以下、又は95質量%以下、又は90質量%以下である。The amount of styrene-based elastomer in 100% by mass of the resin composition is preferably 10% by mass or more, or 20% by mass or more, or 40% by mass or more, or 50% by mass or more, or 60% by mass or more, or 70% by mass or more, or 80% by mass or more, from the viewpoint of obtaining the inherent advantages of styrene-based elastomers, and preferably 99.5% by mass or less, or 99% by mass or less, or 98% by mass or less, or 95% by mass or less, or 90% by mass or less, from the viewpoint of including desired amounts of other components.

スチレン系エラストマーの230℃及び2.16kgにおけるメルトマスフローレート(MFR)は、樹脂組成物の良好な機械特性を得る観点から、好ましくは、20g/10分以下、又は15g/10分以下、又は10g/10分以下、又は8g/10分以下、又は5g/10分以下であり、溶融加工を容易に行う観点から、好ましくは、0.1g/10分以上、又は0.5g/10分以上、又は1.0g/10分以上である。The melt mass flow rate (MFR) of the styrene-based elastomer at 230°C and 2.16 kg is preferably 20 g/10 min or less, or 15 g/10 min or less, or 10 g/10 min or less, or 8 g/10 min or less, or 5 g/10 min or less, from the viewpoint of obtaining good mechanical properties of the resin composition, and preferably 0.1 g/10 min or more, or 0.5 g/10 min or more, or 1.0 g/10 min or more, from the viewpoint of facilitating melt processing.

酸変性スチレン系エラストマー100質量%中の酸変性基の質量比率である酸変性率は、セルロースナノファイバーとの親和性の観点から、酸変性スチレン系エラストマー100質量%基準で、好ましくは、0.2質量%以上、又は0.5質量%以上、又は0.8質量%以上、又は1.0質量%以上、又は1.2質量%以上、又は1.5質量%以上であり、スチレン系エラストマーとの親和性の観点から、好ましくは、5.0質量%以下、又は3.0質量%以下、又は2.5質量%以下、又は2.0質量%以下である。The acid modification rate, which is the mass ratio of acid-modified groups in 100% by mass of acid-modified styrene-based elastomer, is preferably 0.2% by mass or more, or 0.5% by mass or more, or 0.8% by mass or more, or 1.0% by mass or more, or 1.2% by mass or more, or 1.5% by mass or more, based on 100% by mass of acid-modified styrene-based elastomer, from the viewpoint of affinity with cellulose nanofibers, and preferably 5.0% by mass or less, or 3.0% by mass or less, or 2.5% by mass or less, or 2.0% by mass or less, from the viewpoint of affinity with styrene-based elastomers.

酸変性スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率に対する、スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率の比(スチレン系エラストマーのスチレン比率/酸変性スチレン系エラストマーのスチレン比率)は、酸変性スチレン系エラストマーとスチレン系エラストマーとの親和性の観点から、好ましくは、0.3以上、又は0.35以上、又は0.4以上であり、同様の観点から、好ましくは、4以下、又は3以下、又は2以下である。The ratio of the styrene unit ratio of the styrene-based elastomer to the styrene unit ratio of the acid-modified styrene-based elastomer (styrene ratio of styrene-based elastomer / styrene ratio of acid-modified styrene-based elastomer) is preferably 0.3 or higher, or 0.35 or higher, or 0.4 or higher, from the viewpoint of affinity between the acid-modified styrene-based elastomer and the styrene-based elastomer, and similarly, preferably 4 or lower, or 3 or lower, or 2 or lower.

酸変性スチレン系エラストマーにおいて、酸変性率に対するスチレンユニット比率の比(スチレンユニット比率/酸変性率)は、スチレン系エラストマーとの親和性の観点から、好ましくは、5以上、又は8以上、又は12以上であり、セルロースナノファイバーとの親和性の観点から、好ましくは、90以下、又は50以下、又は30以下である。In acid-modified styrene elastomers, the ratio of styrene units to the acid modification rate (styrene unit ratio / acid modification rate) is preferably 5 or more, or 8 or more, or 12 or more, from the viewpoint of affinity with styrene elastomers, and preferably 90 or less, or 50 or less, or 30 or less, from the viewpoint of affinity with cellulose nanofibers.

酸変性スチレン系エラストマーの230℃及び2.16kgにおけるメルトマスフローレート(MFR)は、スチレン系エラストマーとの親和性の観点から、好ましくは、0.1g/10分以上、又は0.5g/10分以上、又は1.0g/10分であり、セルロースナノファイバーとの親和性の観点から、好ましくは、20g/10分以下、又は15g/10分以下、又は10g/10分以下、又は8g/10分以下、又は5g/10分以下である。The melt mass flow rate (MFR) of the acid-modified styrene elastomer at 230°C and 2.16 kg is preferably 0.1 g/10 min or more, or 0.5 g/10 min or more, or 1.0 g/10 min, from the viewpoint of affinity with the styrene elastomer, and preferably 20 g/10 min or less, or 15 g/10 min or less, or 10 g/10 min or less, or 8 g/10 min or less, or 5 g/10 min or less, from the viewpoint of affinity with cellulose nanofibers.

樹脂組成物100質量%中、酸変性スチレン系エラストマーとスチレン系エラストマーとの合計量は、一態様において、50質量%以上、又は60質量%以上、又は70質量%以上、又は80質量%以上である。このような樹脂組成物は、良好なゴム弾性、耐候性、耐薬品性等を発現し得る。上記合計量は、他の成分、特にセルロースナノファイバーを所望量含有させる観点から、一態様において、99.5質量%以下、又は99質量%以下、又は98質量%以下、又は95質量%以下、又は90質量%以下である。In one embodiment, the total amount of acid-modified styrene elastomer and styrene elastomer in 100% by mass of the resin composition is 50% by mass or more, or 60% by mass or more, or 70% by mass or more, or 80% by mass or more. Such a resin composition can exhibit good rubber elasticity, weather resistance, chemical resistance, etc. From the viewpoint of including a desired amount of other components, particularly cellulose nanofibers, the above total amount is 99.5% by mass or less, or 99% by mass or less, or 98% by mass or less, or 95% by mass or less, or 90% by mass or less, in one embodiment.

スチレン系エラストマー100質量部に対する酸変性スチレン系エラストマーの量は、酸変性スチレン系エラストマーによる利点を良好に得る観点から、好ましくは、0.5質量部以上、又は1質量部以上、又は5質量部以上であり、多量の酸変性スチレン系エラストマーに起因する着色、成形時収縮、及び/又は硬度低下を抑制する観点から、好ましくは、100質量部以下、又は50質量部以下、又は20質量部以下、又は10質量部以下である。The amount of acid-modified styrene elastomer per 100 parts by mass of styrene elastomer is preferably 0.5 parts by mass or more, or 1 part by mass or more, or 5 parts by mass or more, from the viewpoint of obtaining the advantages of the acid-modified styrene elastomer well, and preferably 100 parts by mass or less, or 50 parts by mass or less, or 20 parts by mass or less, or 10 parts by mass or less, from the viewpoint of suppressing discoloration, shrinkage during molding, and/or decrease in hardness caused by a large amount of acid-modified styrene elastomer.

セルロースナノファイバー1質量部に対する酸変性スチレン系エラストマーの量は、酸変性スチレン系エラストマーによる利点を良好に得る観点から、好ましくは、0.1質量部以上、又は0.3質量部以上、又は0.5質量部以上、又は0.8質量部以上であり、多量の酸変性スチレン系エラストマーに起因する着色、成形時収縮、及び/又は硬度低下を抑制する観点から、好ましくは、45質量部以下、又は30質量%以下、又は20質量部以下、又は10質量部以下、又は5質量部以下、又は3質量部以下、又は2質量部以下である。The amount of acid-modified styrene elastomer per 1 part by mass of cellulose nanofiber is preferably 0.1 parts by mass or more, or 0.3 parts by mass or more, or 0.5 parts by mass or more, or 0.8 parts by mass or more, from the viewpoint of obtaining the advantages of the acid-modified styrene elastomer well, and preferably 45 parts by mass or less, or 30% by mass or less, or 20 parts by mass or less, or 10 parts by mass or less, or 5 parts by mass or less, or 3 parts by mass or less, or 2 parts by mass or less, from the viewpoint of suppressing discoloration, shrinkage during molding, and/or decrease in hardness caused by a large amount of acid-modified styrene elastomer.

樹脂組成物100質量%中の酸変性スチレン系エラストマーの量は、酸変性スチレン系エラストマーによる利点を良好に得る観点から、好ましくは、0.5質量%以上、又は1質量%以上、又は2質量%以上、又は3質量%以上、又は4質量%以上であり、多量の酸変性スチレン系エラストマーに起因する着色、成形時収縮、及び/又は硬度低下を抑制する観点から、好ましくは、50質量%以下、又は30質量%以下、又は20質量%以下、又は10質量%以下である。なお、酸変性スチレン系エラストマーは一般に比較的高価であり、使用量を少なくすることはコスト面でも有利である。The amount of acid-modified styrene elastomer in 100% by mass of the resin composition is preferably 0.5% by mass or more, or 1% by mass or more, or 2% by mass or more, or 3% by mass or more, or 4% by mass or more, from the viewpoint of obtaining the advantages of acid-modified styrene elastomer well. From the viewpoint of suppressing discoloration, shrinkage during molding, and/or reduction in hardness caused by a large amount of acid-modified styrene elastomer, it is preferably 50% by mass or less, or 30% by mass or less, or 20% by mass or less, or 10% by mass or less. Note that acid-modified styrene elastomer is generally relatively expensive, so reducing the amount used is also advantageous from a cost perspective.

樹脂組成物成分中、スチレン系エラストマーの含有率は、好ましくは、10質量%以上、又は20質量%以上であり、好ましくは、90質量%以下、又は85質量%以下、又は80質量%以下である。The content of styrene-based elastomer in the resin composition components is preferably 10% by mass or more, or 20% by mass or more, and preferably 90% by mass or less, or 85% by mass or less, or 80% by mass or less.

樹脂組成物成分中、スチレン系エラストマーと酸変性スチレン系エラストマーとの合計含有率は、好ましくは、40質量%以上、又は45質量%以上、又は50質量%以上であり、好ましくは、99質量%以下、又は95質量%以下、又は90質量%以下である。The total content of styrene-based elastomer and acid-modified styrene-based elastomer in the resin composition components is preferably 40% by mass or more, or 45% by mass or more, or 50% by mass or more, and preferably 99% by mass or less, or 95% by mass or less, or 90% by mass or less.

樹脂組成物成分中、スチレン系エラストマーと酸変性スチレン系エラストマーの合計100質量部に対する、酸変性スチレン系エラストマーの含有量は、好ましくは、5質量部以上、又は10質量部以上、又は15質量部以上であり、好ましくは、70質量部以下、又は65質量部以下、又は60質量部以下である。In the resin composition components, the content of acid-modified styrene elastomer relative to 100 parts by mass of the total of styrene elastomer and acid-modified styrene elastomer is preferably 5 parts by mass or more, or 10 parts by mass or more, or 15 parts by mass or more, and preferably 70 parts by mass or less, or 65 parts by mass or less, or 60 parts by mass or less.

樹脂組成物成分中のセルロースナノファイバーの量は、スチレン系エラストマーと酸変性スチレン系エラストマーとの合計100質量部に対して、好ましくは、1質量部以上、又は2質量部以上、又は3質量部以上であり、好ましくは、70質量部以下、又は65質量部以下、又は60質量部以下である。The amount of cellulose nanofibers in the resin composition is preferably 1 part by mass or more, or 2 parts by mass or more, or 3 parts by mass or more, and preferably 70 parts by mass or less, or 65 parts by mass or less, or 60 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the total of the styrene-based elastomer and the acid-modified styrene-based elastomer.

樹脂組成物成分中の[セルロースナノファイバー]/[スチレン系エラストマーと酸変性スチレン系エラストマーとの合計]の質量比率は、好ましくは、1/99~60/40、又は2/98~50/50、又は3/97~40/60である。The mass ratio of [cellulose nanofiber] to [total of styrene-based elastomer and acid-modified styrene-based elastomer] in the resin composition components is preferably 1/99 to 60/40, or 2/98 to 50/50, or 3/97 to 40/60.

<液状ポリマー>
樹脂組成物は、一態様において、液状ポリマーを含んでよい。液状ポリマーとは、23℃において流動性を有しているポリマーを意味する。一態様において、液状ポリマーは、ガラス転移温度(Tg)を有する。一態様において、液状ポリマーは、共役ジエン系重合体又は非共役ジエン系重合体であってよい。液状ポリマーは、一態様において液状ゴムである。本開示で、液状ゴムとは、23℃において流動性を有しており、且つ架橋(より具体的には加硫)及び/又は鎖延長によってゴム弾性体を形成する物質を意味する。すなわち液状ゴムは一態様において未硬化物である。
<Liquid Polymer>
In one embodiment, the resin composition may contain a liquid polymer. A liquid polymer means a polymer that is fluid at 23°C. In one embodiment, the liquid polymer has a glass transition temperature (Tg). In one embodiment, the liquid polymer may be a conjugated diene polymer or a non-conjugated diene polymer. In one embodiment, the liquid polymer is liquid rubber. In this disclosure, liquid rubber means a substance that is fluid at 23°C and forms a rubber elastic body by crosslinking (more specifically vulcanization) and/or chain extension. That is, in one embodiment, the liquid rubber is an uncured product.

また流動性を有しているとは、一態様において、シクロヘキサンに溶解させた液状ポリマーを23℃にて胴径21mm×全長50mmのバイアル瓶に入れた後乾燥させることによって、液状ポリマーを当該バイアル瓶内に高さ1mmまで充填して密閉し、当該バイアル瓶を上下逆にした状態で24時間静置したときに高さ方向に0.1mm以上の物質の移動が確認できることを意味する。Furthermore, having fluidity means, in one embodiment, that a liquid polymer dissolved in cyclohexane is placed in a vial measuring 21 mm in diameter and 50 mm in length at 23°C and then dried. When the vial is filled to a height of 1 mm with the liquid polymer and sealed, and the vial is left upside down for 24 hours, a movement of 0.1 mm or more of the substance in the vertical direction can be observed.

液状ポリマーは、一般的なポリマーの単量体組成を有してよく、取り扱いの容易性、及びセルロースナノファイバーの良好な分散性が得られる観点から、比較的低分子量であることが好ましい。液状ポリマーは、一態様において、数平均分子量(Mn)が80,000以下であることによって液体形状を呈する。なお、本開示の各種ポリマーの数平均分子量及び重量平均分子量は、特記がない限り、ゲルパーミエーションクロマトグラフィを用い、クロロホルムを溶媒とし、40℃の測定温度にて標準ポリスチレン換算で求められる値である。The liquid polymer may have the monomer composition of a general polymer, and is preferably relatively low in molecular weight from the viewpoint of ease of handling and good dispersibility of cellulose nanofibers. In one embodiment, the liquid polymer exhibits a liquid state by having a number-average molecular weight (Mn) of 80,000 or less. Unless otherwise specified, the number-average molecular weight and weight-average molecular weight of the various polymers in this disclosure are values obtained in terms of standard polystyrene using gel permeation chromatography with chloroform as the solvent and a measurement temperature of 40°C.

一態様において、液状ポリマーはセルロースナノファイバーと組合されてマスターバッチを形成してよく、このようなマスターバッチを樹脂と組合せて本開示の樹脂組成物を形成してよい。In one embodiment, the liquid polymer may be combined with cellulose nanofibers to form a masterbatch, and such a masterbatch may be combined with a resin to form the resin composition of the present disclosure.

液状ポリマーの数平均分子量(Mn)は、熱安定性、及び樹脂中でのセルロースナノファイバーの分散性向上効果の観点から、好ましくは、1,000以上、又は1,500以上、又は2,000以上であり、セルロースナノファイバーを液状ポリマー中に分散させる場合の良分散に適した高い流動性を有する点で、好ましくは、80,000以下、又は50,000以下、又は40,000以下、又は30,000以下、又は10,000以下である。The number-average molecular weight (Mn) of the liquid polymer is preferably 1,000 or more, or 1,500 or more, or 2,000 or more, from the viewpoint of thermal stability and the effect of improving the dispersibility of cellulose nanofibers in the resin. It is preferably 80,000 or less, or 50,000 or less, or 40,000 or less, or 30,000 or less, or 10,000 or less, in terms of having high fluidity suitable for good dispersion when dispersing cellulose nanofibers in the liquid polymer.

液状ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、熱安定性、及び樹脂中でのセルロースナノファイバーの分散性向上効果の観点から、好ましくは、1,000以上、又は2,000以上、又は4,000以上であり、セルロースナノファイバーを液状ポリマー中に分散させる場合の良分散に適した高い流動性を有する点で、好ましくは、240,000以下、又は150,000以下、又は30,000以下である。The weight-average molecular weight (Mw) of the liquid polymer is preferably 1,000 or more, 2,000 or more, or 4,000 or more, from the viewpoint of thermal stability and the effect of improving the dispersibility of cellulose nanofibers in the resin. It is preferably 240,000 or less, 150,000 or less, or 30,000 or less, in terms of having high fluidity suitable for good dispersion when dispersing cellulose nanofibers in the liquid polymer.

液状ポリマーの数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)との比(Mw/Mn)は、分子量がある程度ばらついていることによって、複数の特性の高度な両立(一態様において、セルロースナノファイバーの樹脂中での良分散と樹脂組成物の良好な曲げ弾性率との高度の両立)が可能である点で、好ましくは、1.5以上、又は1.8以上、又は2以上であり、分子量のばらつきが過度に大きくなく樹脂組成物の所望の物性が安定して得られる点、例えば流動性と耐衝撃性との両立の点で、好ましくは、10以下、又は8以下、又は5以下、又は3以下、又は2.7以下である。The ratio (Mw/Mn) of the number-average molecular weight (Mn) to the weight-average molecular weight (Mw) of the liquid polymer is preferably 1.5 or higher, or 1.8 or higher, or 2 or higher, in that the degree of variation in molecular weight allows for a high degree of compatibility of multiple properties (in one embodiment, a high degree of compatibility between good dispersion of cellulose nanofibers in the resin and a good flexural modulus of the resin composition). In that the variation in molecular weight is not excessively large and the desired physical properties of the resin composition can be obtained stably, for example, in terms of compatibility between fluidity and impact resistance, it is preferably 10 or lower, or 8 or lower, or 5 or lower, or 3 or lower, or 2.7 or lower.

液状ポリマーは、良好な熱安定性を有することができる。液状ポリマーの熱分解開始温度(TD)は、良好な熱安定性の点で、一態様において、200℃超、又は210℃以上、又は230℃以上、又は250℃以上、又は300℃以上である。熱分解開始温度は高い方が好ましいが、液状ポリマーの入手容易性の観点から、一態様において、500℃以下、又は450℃以下、又は400℃以下であってよい。 Liquid polymers can have good thermal stability. In one embodiment, the thermal decomposition onset temperature ( TD ) of a liquid polymer is greater than 200°C, or 210°C or higher, or 230°C or higher, or 250°C or higher, or 300°C or higher, from the viewpoint of good thermal stability. A higher thermal decomposition onset temperature is preferable, but in one embodiment, from the viewpoint of the availability of liquid polymers, it may be 500°C or lower, or 450°C or lower, or 400°C or lower.

液状ポリマーのガラス転移温度は、良好な熱安定性の点で、好ましくは、-150℃以上、又は-120℃以上、又は-100℃以上であり、良好な流動性の点で、好ましくは、25℃以下、又は10℃以下、又は0℃以下である。The glass transition temperature of the liquid polymer is preferably -150°C or higher, or -120°C or higher, or -100°C or higher, in terms of good thermal stability, and preferably 25°C or lower, or 10°C or lower, or 0°C or lower, in terms of good fluidity.

液状ポリマーは、一態様において、ジエン系ポリマーを含み、一態様において、共役ジエン系重合体若しくは非共役ジエン系重合体又はこれらの水素添加物を含む。上記の重合体又はその水素添加物はオリゴマーであってもよい。液状ポリマーを構成する単量体は、非変性物又は変性物(例えば酸変性物、水酸基変性物等)であってよい。一態様において、液状ポリマーは、両末端に反応性基(例えば、水酸基、カルボキシ基、イソシアナト基、チオ基、アミノ基及びハロ基からなる群から選択される1種以上)を有してよく、したがって2官能性であってよい。これら反応性基は液状ポリマーの架橋及び/又は鎖延長に寄与する。In one embodiment, the liquid polymer comprises a diene polymer, and in another embodiment, a conjugated diene polymer or a non-conjugated diene polymer or hydrogenated thereof. The above polymers or hydrogenated thereof may be oligomers. The monomers constituting the liquid polymer may be unmodified or modified (e.g., acid-modified, hydroxyl-modified, etc.). In one embodiment, the liquid polymer may have reactive groups at both ends (e.g., one or more selected from the group consisting of hydroxyl groups, carboxyl groups, isocyanate groups, thio groups, amino groups, and halo groups), and therefore may be bifunctional. These reactive groups contribute to crosslinking and/or chain extension of the liquid polymer.

[共役ジエン系重合体]
共役ジエン系重合体は、単独重合体であってよく、又は、2種以上の共役ジエン単量体の共重合体若しくは共役ジエン単量体と他の単量体との共重合体であってよい。共重合体はランダム、ブロックいずれでもよい。
[Conjugated diene polymers]
The conjugated diene polymer may be a homopolymer, or a copolymer of two or more conjugated diene monomers, or a copolymer of a conjugated diene monomer and another monomer. The copolymer may be random or block-shaped.

共役ジエン単量体としては、1,3-ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、3-メチル-1,3-ペンタジエン、1,3-ヘプタジエン、及び1,3-ヘキサジエンが挙げられ、これらを1種単独又は2種以上の組合せで用いてよい。Examples of conjugated diene monomers include 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 1,3-heptadiene, and 1,3-hexadiene, which may be used individually or in combination of two or more.

一態様において、共役ジエン系重合体は、上記の共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量体との共重合体である。
芳香族ビニル単量体としては、共役ジエン単量体と共重合可能な単量体であれば特に限定されず、例えば、スチレン、m又はp-メチルスチレン、α-メチルスチレン、エチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、ビニルエチルベンゼン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、ジフェニルエチレン、及びジビニルベンゼンが挙げられ、これらを1種単独又は2種以上の組合せで用いてよい。樹脂組成物の成形加工性、及び成形品の耐衝撃性の観点からは、スチレンが好ましい。
In one embodiment, the conjugated diene polymer is a copolymer of the above-mentioned conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer.
The aromatic vinyl monomer is not particularly limited as long as it is a monomer copolymerizable with a conjugated diene monomer. Examples include styrene, m or p-methylstyrene, α-methylstyrene, ethylstyrene, p-tert-butylstyrene, vinylethylbenzene, vinylxylene, vinylnaphthalene, diphenylethylene, and divinylbenzene, which may be used individually or in combination of two or more. From the viewpoint of moldability of the resin composition and impact resistance of the molded product, styrene is preferred.

ランダム共重合体としては、ブタジエン-イソプレンランダム共重合体、ブタジエン-スチレンランダム共重合体、イソプレン-スチレンランダム共重合体、及びブタジエン-イソプレン-スチレンランダム共重合体が挙げられる。共重合体鎖中の各単量体の組成分布としては、統計的ランダムな組成に近い完全ランダム共重合体、及び組成分布に勾配があるテーパー(勾配)ランダム共重合体が挙げられる。共役ジエン系重合体の結合様式、すなわち1,4-結合、1,2-結合等の組成は、分子間で均一又は異なっていてよい。Examples of random copolymers include butadiene-isoprene random copolymers, butadiene-styrene random copolymers, isoprene-styrene random copolymers, and butadiene-isoprene-styrene random copolymers. Examples of the compositional distribution of each monomer in the copolymer chain include perfectly random copolymers with a composition close to statistically random, and tapered random copolymers with a gradient in the compositional distribution. The bonding mode of the conjugated diene polymer, i.e., the composition of 1,4-bonds, 1,2-bonds, etc., may be uniform or different between molecules.

ブロック共重合体は、2つ以上のブロックからなる共重合体であってよい。例えば、芳香族ビニル単量体のブロックAと、共役ジエン単量体のブロック及び/又は芳香族ビニル単量体と共役ジエン単量体との共重合体のブロックであるブロックBとが、A-B、A-B-A、A-B-A-B等の構造を構成しているブロック共重合体であってよい。なお各ブロックの境界は必ずしも明瞭に区別される必要はなく、例えば、ブロックBが芳香族ビニル単量体と共役ジエン単量体との共重合体である場合、ブロックB中の芳香族ビニル単量体は均一又はテーパー状に分布してよい。また、ブロックBに、芳香族ビニル単量体が均一に分布している部分及び/又はテーパー状に分布している部分がそれぞれ複数存在してもよい。さらに、ブロックBに、芳香族ビニル単量体含有量が異なるセグメントが複数存在してもよい。共重合体中にブロックA、ブロックBがそれぞれ複数存在する場合、それらの分子量及び組成は同一でも異なってもよい。A block copolymer may be a copolymer consisting of two or more blocks. For example, a block copolymer may have a structure such as A-B, A-B-A, A-B-A-B, etc., where block A is an aromatic vinyl monomer and block B is a block of conjugated diene monomer and/or a copolymer of aromatic vinyl monomer and conjugated diene monomer. The boundaries of each block do not necessarily need to be clearly distinguishable; for example, if block B is a copolymer of aromatic vinyl monomer and conjugated diene monomer, the aromatic vinyl monomer in block B may be distributed uniformly or in a tapered manner. Furthermore, block B may have multiple portions where the aromatic vinyl monomer is uniformly distributed and/or distributed in a tapered manner. In addition, block B may have multiple segments with different aromatic vinyl monomer content. When multiple blocks A and block B exist in the copolymer, their molecular weights and compositions may be the same or different.

ブロック共重合体は、結合形式、分子量、芳香族ビニル化合物種、共役ジエン化合物種、1,2-ビニル含量又は1,2-ビニル含量と3,4-ビニル含量との合計量、芳香族ビニル化合物成分含有量、水素添加率等のうち1つ以上が互いに異なる2種以上の混合物でもよい。The block copolymer may be a mixture of two or more types in which one or more of the following are different: bond type, molecular weight, aromatic vinyl compound species, conjugated diene compound species, 1,2-vinyl content or the total amount of 1,2-vinyl content and 3,4-vinyl content, aromatic vinyl compound component content, hydrogenation rate, etc.

共役ジエン系重合体における共役ジエン結合単位中のビニル結合量(例えばブタジエンの1,2-又は3,4-結合)は、好ましくは、10モル%以上75モル%以下、又は13モル%以上65モル%以下である。
共役ジエン結合単位中のビニル結合量(例えばブタジエンの1,2-結合量)は、13C-NMR法(定量モード)によって求めることができる。すなわち、13C-NMRにおいて下記に現れるピーク面積を積分すれば、各構造単位のカーボン量に比例する値を得ることができ、結果として各構造単位の質量%に換算することができる。
スチレン 145~147ppm
ビニル 110~116ppm
ジエン(シス) 24~28ppm
ジエン(トランス) 29~33ppm
In conjugated diene polymers, the amount of vinyl bonds in the conjugated diene bond units (e.g., 1,2- or 3,4- bonds of butadiene) is preferably 10 mol% or more and 75 mol% or less, or 13 mol% or more and 65 mol% or less.
The amount of vinyl bonds in conjugated diene bond units (e.g., the amount of 1,2-bonds in butadiene) can be determined by 13C -NMR (quantitative mode). Specifically, by integrating the peak areas that appear in 13C -NMR, a value proportional to the carbon content of each structural unit can be obtained, and as a result, it can be converted to the mass percentage of each structural unit.
Styrene 145-147 ppm
Vinyl 110-116 ppm
Diene (cis) 24-28 ppm
Diene (trans) 29-33 ppm

共役ジエン単量体と芳香族ビニル単量体との共重合体において、共役ジエン単量体と結合した芳香族ビニル単量体の量(本開示で、芳香族ビニル結合量ともいう。)は、共役ジエン系重合体の総モル100%に対して、好ましくは、5モル%以上70モル%以下、又は10モル%以上50モル%以下であってよい。In a copolymer of a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer, the amount of aromatic vinyl monomer bonded to the conjugated diene monomer (hereinafter also referred to as the amount of aromatic vinyl bonded) may be preferably 5 mol% to 70 mol%, or 10 mol% to 50 mol%, based on 100% of the total moles of the conjugated diene polymer.

共役ジエン系重合体の水素添加物としては、上記で例示した共役ジエン系重合体の水素添加物が挙げられ、例えば、ブタジエン単独重合体、イソプレン単独重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体の水素添加物であってよい。Examples of hydrogenated conjugated diene polymers include those exemplified above, such as hydrogenated butadiene homopolymers, isoprene homopolymers, styrene-butadiene copolymers, and acrylonitrile-butadiene copolymers.

好ましい態様において、液状ポリマーは、ポリブタジエン、ブタジエン-スチレン共重合体、ポリイソプレン、及びポリクロロプレンからなる群から選択される1種以上である。これらは誘導体(例えば無水マレイン酸変性物や、メタクリル酸変性物、末端水酸基変性物、水添化物、およびこれらの組み合わせなど)であってもよい。In a preferred embodiment, the liquid polymer is one or more selected from the group consisting of polybutadiene, butadiene-styrene copolymer, polyisoprene, and polychloroprene. These may be derivatives (e.g., maleic anhydride modified, methacrylic acid modified, terminal hydroxyl group modified, hydrogenated, and combinations thereof).

[非共役ジエン系重合体]
非共役ジエン系重合体は、単独重合体であってよく、又は、2種以上の非共役ジエン単量体の共重合体若しくは非共役ジエン単量体と他の単量体との共重合体であってよい。共重合体はランダム、ブロックいずれでもよい。非共役ジエン系重合体としては、オレフィン系重合体(例えば流動パラフィン)、シリコーンポリマー、アクリルポリマー等が挙げられる。例えば、液状ポリマーが液状ゴムである場合の非共役ジエン系重合体としては、
エチレン-プロピレンゴム、エチレン-プロピレン-ジエンゴム、エチレン-ブテン-ジエンゴム、エチレン-αオレフィン共重合体等のオレフィン系重合体、
ブチルゴム、臭素化ブチルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、α,β-不飽和ニトリル-アクリル酸エステル-共役ジエン共重合ゴム、ウレタンゴム、多硫化ゴム等が挙げられる。
[Non-conjugated diene polymers]
The non-conjugated diene polymer may be a homopolymer, or a copolymer of two or more non-conjugated diene monomers, or a copolymer of a non-conjugated diene monomer and another monomer. The copolymer may be random or block. Examples of non-conjugated diene polymers include olefin polymers (e.g., liquid paraffin), silicone polymers, acrylic polymers, etc. For example, when the liquid polymer is liquid rubber, the non-conjugated diene polymer may be:
Olefin polymers such as ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, ethylene-butene-diene rubber, and ethylene-α-olefin copolymers.
Examples include butyl rubber, brominated butyl rubber, acrylic rubber, fluororubber, silicone rubber, chlorinated polyethylene rubber, epichlorohydrin rubber, α,β-unsaturated nitrile-acrylic acid ester-conjugated diene copolymer rubber, urethane rubber, and polysulfide rubber.

エチレン-α-オレフィン共重合体において、エチレン単位と共重合できるモノマーとしては、プロピレン、ブテン-1、ペンテン-1、4-メチルペンテン-1、ヘキセン-1、ヘプテン-1、オクテン-1、ノネン-1、デセン-1、ウンデセン-1、ドデセン-1、トリデセン-1、テトラデセン-1、ペンタデセン-1、ヘキサデセン-1、ヘプタデセン-1、オクタデセン-1、ノナデセン-1、又はエイコセン-1、イソブチレンなどの脂肪族置換ビニルモノマー、及び、スチレン、置換スチレンなどの芳香族系ビニルモノマー、酢酸ビニル、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル、グリシジルアクリル酸エステル、グリシジルメタアクリル酸エステル、ヒドロキシエチルメタアクリル酸エステルなどのエステル系ビニルモノマー、アクリルアミド、アリルアミン、ビニル-p-アミノベンゼン、アクリロニトリルなどの窒素含有ビニルモノマー、ブタジエン、シクロペンタジエン、1,4-ヘキサジエン、イソプレンなどのジエンなどを挙げることができる。In ethylene-α-olefin copolymers, monomers that can copolymerize with ethylene units include propylene, butene-1, pentene-1, 4-methylpentene-1, hexene-1, heptene-1, octene-1, nonene-1, decene-1, undecene-1, dodecene-1, tridecene-1, tetradecene-1, pentadecene-1, hexadecene-1, heptadecene-1, octadecene-1, nonadecene-1, or eicosene-1, aliphatic substituted vinyl monomers such as isobutylene, and styrene. Examples include aromatic vinyl monomers such as substituted styrene, vinyl acetate, acrylic acid esters, methacrylic acid esters, glycidyl acrylic acid esters, glycidyl methacrylic acid esters, hydroxyethyl methacrylic acid esters, nitrogen-containing vinyl monomers such as acrylamide, allylamine, vinyl-p-aminobenzene, and acrylonitrile, and dienes such as butadiene, cyclopentadiene, 1,4-hexadiene, and isoprene.

エチレン-α-オレフィン共重合体は、好ましくはエチレンと炭素数3~20のα-オレフィン1種以上とのコポリマーであり、更に好ましくはエチレンと炭素数3~16のα-オレフィン1種以上とのコポリマーであり、最も好ましくはエチレンと炭素数3~12のα-オレフィン1種以上とのコポリマーである。The ethylene-α-olefin copolymer is preferably a copolymer of ethylene and one or more α-olefins having 3 to 20 carbon atoms, more preferably a copolymer of ethylene and one or more α-olefins having 3 to 16 carbon atoms, and most preferably a copolymer of ethylene and one or more α-olefins having 3 to 12 carbon atoms.

エチレン-α-オレフィン共重合体の分子量は、耐衝撃性発現の観点から、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ測定装置で、1,2,4-トリクロロベンゼンを溶媒とし、140℃、ポリスチレンスタンダードで測定した数平均分子量(Mn)として、10,000以上であることが好ましく、より好ましくは10,000~100,000であり、より好ましくは10,000~80,000であり、更に好ましくは20,000~60,000である。From the viewpoint of exhibiting impact resistance, the molecular weight of the ethylene-α-olefin copolymer is preferably 10,000 or more, more preferably 10,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 80,000, and even more preferably 20,000 to 60,000, as measured by gel permeation chromatography using 1,2,4-trichlorobenzene as a solvent at 140°C with a polystyrene standard.

また、エチレン-α-オレフィン共重合体のエチレン単位の含有率は、加工時の取り扱い性の観点から、エチレン-α-オレフィン共重合体全量に対し、好ましくは30~95質量%である。Furthermore, from the viewpoint of ease of handling during processing, the ethylene unit content of the ethylene-α-olefin copolymer is preferably 30 to 95% by mass relative to the total amount of the ethylene-α-olefin copolymer.

エチレン-α-オレフィン共重合体は、例えば、特公平4-12283号公報、特開昭60-35006号公報、特開昭60-35007号公報、特開昭60-35008号公報、特開平5-155930号公報、特開平3-163088号公報、米国特許第5272236号明細書等に記載されるような従来公知の製造方法で製造可能である。Ethylene-α-olefin copolymers can be manufactured by conventionally known manufacturing methods, such as those described in Japanese Patent Publication No. 4-12283, Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-35006, Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-35007, Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-35008, Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-155930, Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-163088, and U.S. Patent No. 5,272,236.

一態様において、液状ポリマーは、ジエン系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、及び多硫化ゴム並びにこれらの水素添加物からなる群から選択される1種以上を含み、好ましくはジエン系ゴムを含む。In one embodiment, the liquid polymer comprises one or more selected from the group consisting of diene rubber, silicone rubber, urethane rubber, and polysulfide rubber, and hydrogenated versions thereof, and preferably comprises diene rubber.

液状ポリマーの25℃での粘度は、セルロースナノファイバーを液状ポリマーに良好に分散させる観点から、好ましくは、1,000,000mPa・s以下、又は500,000mPa・s以下、又は200,000mPa・s以下であり、熱安定性、樹脂中でのセルロースナノファイバーの分散性向上効果、及び樹脂組成物の機械特性の観点から、好ましくは、100mPa・s以上、又は300mPa・s以上、又は500mPa・s以上である。The viscosity of the liquid polymer at 25°C is preferably 1,000,000 mPa·s or less, or 500,000 mPa·s or less, or 200,000 mPa·s or less, from the viewpoint of good dispersion of cellulose nanofibers in the liquid polymer. From the viewpoint of thermal stability, improvement of dispersibility of cellulose nanofibers in the resin, and mechanical properties of the resin composition, it is preferably 100 mPa·s or more, or 300 mPa·s or more, or 500 mPa·s or more.

液状ポリマーの50℃での粘度は、セルロースナノファイバーを液状ポリマーに良好に分散させる観点、及び加熱混練によってセルロースナノファイバーを樹脂中に良好に分散させる観点から、好ましくは、1,000,000mPa・s以下、又は500,000mPa・s以下、又は200,000mPa・s以下、又は100,000mPa・s以下であり、熱安定性、樹脂中でのセルロースナノファイバーの分散性向上効果、及び樹脂組成物の機械特性の観点から、好ましくは、50mPa・s以上、又は100mPa・s以上、又は500mPa・s以上である。The viscosity of the liquid polymer at 50°C is preferably 1,000,000 mPa·s or less, or 500,000 mPa·s or less, or 200,000 mPa·s or less, or 100,000 mPa·s or less, from the viewpoint of good dispersion of cellulose nanofibers in the liquid polymer and good dispersion of cellulose nanofibers in the resin by heating and kneading. From the viewpoint of thermal stability, improvement of dispersibility of cellulose nanofibers in the resin, and mechanical properties of the resin composition, it is preferably 50 mPa·s or more, or 100 mPa·s or more, or 500 mPa·s or more.

液状ポリマーの80℃での粘度は、セルロースナノファイバーを液状ポリマーに良好に分散させる観点、及び加熱混練によってセルロースナノファイバーを樹脂中に良好に分散させる観点から、好ましくは、1,000,000mPa・s以下、又は500,000mPa・s以下、又は250,000mPa・s以下、又は100,000mPa・s以下であり、熱安定性、樹脂中でのセルロースナノファイバーの分散性向上効果、及び樹脂組成物の機械特性の観点から、好ましくは、50mPa・s以上、又は100mPa・s以上、又は300mPa・s以上である。The viscosity of the liquid polymer at 80°C is preferably 1,000,000 mPa·s or less, or 500,000 mPa·s or less, or 250,000 mPa·s or less, or 100,000 mPa·s or less, from the viewpoint of good dispersion of cellulose nanofibers in the liquid polymer and good dispersion of cellulose nanofibers in the resin by heating and kneading. From the viewpoint of thermal stability, improvement of dispersibility of cellulose nanofibers in the resin, and mechanical properties of the resin composition, it is preferably 50 mPa·s or more, or 100 mPa·s or more, or 300 mPa·s or more.

液状ポリマーの0℃での粘度は、セルロースナノファイバーを液状ポリマーに良好に分散させる点から、好ましくは、2,000,000mPa・s以下、又は1,000,000mPa・s以下、又は400,000mPa・s以下であり、熱安定性、樹脂中でのセルロースナノファイバーの分散性向上効果、及び樹脂組成物の機械特性の観点から、好ましくは、200mPa・s以上、又は600mPa・s以上、又は1,000mPa・s以上である。The viscosity of the liquid polymer at 0°C is preferably 2,000,000 mPa·s or less, or 1,000,000 mPa·s or less, or 400,000 mPa·s or less, from the viewpoint of good dispersion of cellulose nanofibers in the liquid polymer. From the viewpoint of thermal stability, improvement of dispersibility of cellulose nanofibers in the resin, and mechanical properties of the resin composition, it is preferably 200 mPa·s or more, or 600 mPa·s or more, or 1,000 mPa·s or more.

液状ポリマーの80℃、50℃、25℃及び0℃の粘度がいずれも上記範囲内であることは、広範な混合温度範囲で、セルロースナノファイバーを液状ポリマー中に良好に分散させることができる点で好ましい。It is preferable that the viscosity of the liquid polymer at 80°C, 50°C, 25°C, and 0°C is all within the above range, as this allows for good dispersion of cellulose nanofibers in the liquid polymer over a wide mixing temperature range.

液状ポリマーの粘度は、B型粘度計を用いて、回転数10rpmで測定される値である。The viscosity of the liquid polymer is measured using a B-type viscometer at a rotation speed of 10 rpm.

樹脂組成物において、スチレン系エラストマー100質量部に対する液状ポリマーの量は、液状ポリマーの利点を良好に得る観点から、好ましくは、0.1質量部以上、又は0.3質量部以上、又は0.5質量部以上、又は1.0質量部以上であり、酸変性スチレン系エラストマーによる利点を良好に得る観点、又はスチレン系エラストマー本来の物性を示す樹脂組成物を得る観点から、好ましくは、15質量部以下、又は10質量部以下、又は5質量部以下である。In the resin composition, the amount of liquid polymer per 100 parts by mass of styrene-based elastomer is preferably 0.1 parts by mass or more, or 0.3 parts by mass or more, or 0.5 parts by mass or more, or 1.0 part by mass or more, from the viewpoint of obtaining the advantages of the liquid polymer well, and preferably 15 parts by mass or less, or 10 parts by mass or less, or 5 parts by mass or less, from the viewpoint of obtaining the advantages of acid-modified styrene-based elastomer well, or from the viewpoint of obtaining a resin composition that exhibits the inherent physical properties of styrene-based elastomer.

樹脂組成物において、セルロースナノファイバー100質量部に対する液状ポリマーの量は、液状ポリマーの利点を良好に得る観点から、好ましくは、5質量部以上、又は10質量部以上、又は20質量部以上、又は30質量部以上、又は40質量部以上であり、樹脂組成物及び樹脂成形体の良好な物性を得る観点から、好ましくは、400質量部以下、又は200質量部以下、又は100質量部以下である。In the resin composition, the amount of liquid polymer per 100 parts by mass of cellulose nanofiber is preferably 5 parts by mass or more, or 10 parts by mass or more, or 20 parts by mass or more, or 30 parts by mass or more, or 40 parts by mass or more, from the viewpoint of obtaining the advantages of the liquid polymer well, and preferably 400 parts by mass or less, or 200 parts by mass or less, or 100 parts by mass or less, from the viewpoint of obtaining good physical properties of the resin composition and the resin molded article.

樹脂組成物中の液状ポリマーの含有率は、液状ポリマーの利点を良好に得る観点から、好ましくは、0.1質量%以上、又は0.3質量%以上、又は1.0質量%以上であり、樹脂組成物及び樹脂成形体の良好な物性を得る観点から、好ましくは、20質量%以下、又は10質量%以下、又は7質量%以下、又は5質量%以下である。From the viewpoint of obtaining the advantages of liquid polymers, the content of liquid polymer in the resin composition is preferably 0.1% by mass or more, or 0.3% by mass or more, or 1.0% by mass or more. From the viewpoint of obtaining good physical properties of the resin composition and the resin molded article, it is preferably 20% by mass or less, or 10% by mass or less, or 7% by mass or less, or 5% by mass or less.

<分散剤>
一態様において、樹脂組成物は分散剤を含む。一態様において、分散剤は親水性セグメント及び疎水性セグメントを同一分子内に有する(すなわち両親媒性分子である)ことが、樹脂組成物中にセルロースナノファイバーをより均一に分散させる観点で更に好ましい。好ましい態様において、樹脂組成物は、ポリオキシエチレンユニット含有ポリマーを含む。
<Dispersant>
In one embodiment, the resin composition includes a dispersant. In one embodiment, it is even more preferable, from the viewpoint of more uniformly dispersing cellulose nanofibers in the resin composition, that the dispersant has a hydrophilic segment and a hydrophobic segment within the same molecule (i.e., is an amphiphilic molecule). In a preferred embodiment, the resin composition includes a polyoxyethylene unit-containing polymer.

[両親媒性分子]
両親媒性分子において、親水性セグメントは、親水性構造を含むことによって、セルロースナノファイバーとの良好な親和性を示す部分である。親水性構造としては、具体的には水酸基、チオール基、カルボキシ基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸基、ボロン酸基、シラノール基、ソルビタン及びショ糖等の糖類に由来する基、グリセリンに由来する基、-OM、-COOM、-SO3M、-OSO3M、-HMPO4、及び-M2PO4(但し、Mはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を表す。)で表される基、並びに、1~3級アミン及び4級アンモニウム塩等を有する。上記4級アンモニウム塩のカウンターアニオンとしては、水酸化物イオン、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等のハロゲン化物イオン、並びに、硝酸イオン、ギ酸イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、p-トルエンスルホン酸イオン、ヘキサフルオロフォスフェート、及びテトラフルオロボレート等からなる群から選ばれる1つ以上の親水性基が挙げられる。
[Amphiphilic molecules]
In amphiphilic molecules, the hydrophilic segment is the part that exhibits good affinity with cellulose nanofibers by containing a hydrophilic structure. Specifically, the hydrophilic structure includes hydroxyl groups, thiol groups, carboxyl groups, sulfonic acid groups, sulfate ester groups, phosphate groups, boronic acid groups, silanol groups, groups derived from sugars such as sorbitan and sucrose, groups derived from glycerin, groups represented by -OM, -COOM, -SO₃M , -OSO₃M , -HMPO₄ , and -M₂PO₄ ( where M represents an alkali metal or alkaline earth metal), as well as primary to tertiary amines and quaternary ammonium salts. Examples of counteranions for the above-mentioned quaternary ammonium salt include one or more hydrophilic groups selected from the group consisting of halogen ions such as hydroxide ions, fluoride ions, chloride ions, bromide ions, and iodide ions, as well as nitrate ions, formate ions, acetate ions, trifluoroacetate ions, p-toluenesulfonate ions, hexafluorophosphates, and tetrafluoroborates.

親水性セグメントとしては、ポリエチレングリコールのセグメント、4級アンモニウム塩構造を含む繰り返し単位が含まれるセグメント、ポリビニルアルコールのセグメント、ポリビニルピロリドンのセグメント、ポリアクリル酸のセグメント、カルボキシビニルポリマーのセグメント、カチオン化グアガムのセグメント、ヒドロキシエチルセルロースのセグメント、メチルセルロースのセグメント、カルボキシメチルセルロースのセグメント、ポリウレタンのソフトセグメント(具体的にはジオールセグメント)等を例示できる。非イオン系のポリオキシエチレン誘導体は特に好ましく、ポリオキシエチレン誘導体のポリオキシエチレン鎖長は、3以上、又は5以上、又は10以上、又は15以上であってよい。鎖長が長いほどセルロースナノファイバーとの親和性が高まるが、樹脂成形体の所望の特性(例えば機械特性)とのバランスの観点から、ポリオキシエチレン鎖長は、60以下、又は50以下、又は40以下、又は30以下、又は20以下であってよい。Examples of hydrophilic segments include polyethylene glycol segments, segments containing repeating units with quaternary ammonium salt structures, polyvinyl alcohol segments, polyvinylpyrrolidone segments, polyacrylic acid segments, carboxyvinyl polymer segments, cationized guar gum segments, hydroxyethylcellulose segments, methylcellulose segments, carboxymethylcellulose segments, and polyurethane soft segments (specifically diol segments). Nonionic polyoxyethylene derivatives are particularly preferred, and the polyoxyethylene chain length of the polyoxyethylene derivative may be 3 or more, or 5 or more, or 10 or more, or 15 or more. While longer chain lengths increase affinity with cellulose nanofibers, from the viewpoint of balancing this with desired properties (e.g., mechanical properties) of the resin molded article, the polyoxyethylene chain length may be 60 or less, or 50 or less, or 40 or less, or 30 or less, or 20 or less.

疎水性セグメントとしては、炭化水素を有するセグメント、フッ化炭素を有するセグメント、炭素数3以上のアルキレンオキシド単位を有するセグメント(例えば、PPGブロック)、ポリマー構造を含むセグメント等を例示できる。
炭化水素を有するセグメントとしては、アルキル型、アルケニル型、アルキルエーテル型、アルケニルエーテル型、アルキルフェニルエーテル型、アルケニルフェニルエーテル型、ロジンエステル型、ビスフェノールA型、βナフチル型、スチレン化フェニル型、及び硬化ひまし油型等が好ましい。疎水基のアルキル鎖、又はアルケニル鎖の炭素数(アルキルフェニル、又はアルケニルフェニルの場合はフェニル基を除いた炭素数)は、好ましくは、2以上、又は5以上、又は10以上、又は12以上、又は16以上である。
フッ化炭素を有するセグメントとしては、炭素数1~20の直鎖状又は分岐状のアルキル型等が好ましい。
ポリマー構造を含むセグメントとしては、アクリル系ポリマー、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ラクタムの開環重合物を含むアミノ酸ラクタム、ジアミンとジカルボン酸とから構成されるポリマー、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、疎水性シリコーン系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂等が好ましい。
これらの疎水性セグメントは、直鎖状構造又は分岐状構造のいずれであってもよい。また疎水性セグメントは、1本鎖状構造、又は2本以上の鎖状構造でもよく、2本以上の鎖状構造である場合は、複数種類の疎水性基を有していてもよい。
Examples of hydrophobic segments include segments containing hydrocarbons, segments containing fluorinated carbon, segments containing alkylene oxide units with 3 or more carbon atoms (e.g., PPG blocks), and segments containing polymer structures.
Preferred hydrocarbon segments include alkyl type, alkenyl type, alkyl ether type, alkenyl ether type, alkylphenyl ether type, alkenylphenyl ether type, rosin ester type, bisphenol A type, β-naphthyl type, styrene-phenyl type, and hydrogenated castor oil type. The number of carbon atoms in the alkyl chain or alkenyl chain of the hydrophobic group (in the case of alkylphenyl or alkenylphenyl, the number of carbon atoms excluding the phenyl group) is preferably 2 or more, or 5 or more, or 10 or more, or 12 or more, or 16 or more.
As for the segment having fluorinated carbon, linear or branched alkyl types with 1 to 20 carbon atoms are preferred.
Preferred polymer structures include acrylic polymers, styrene resins, vinyl chloride resins, vinylidene chloride resins, polyolefin resins, amino acid lactams including ring-opening polymers of lactams, polymers composed of diamines and dicarboxylic acids, polyacetal resins, polycarbonate resins, polyester resins, polyphenylene sulfide resins, polysulfone resins, polyetherketone resins, polyimide resins, fluorine resins, hydrophobic silicone resins, melamine resins, epoxy resins, phenolic resins, and the like.
These hydrophobic segments may have either a linear or branched structure. Furthermore, the hydrophobic segments may have a single-chain structure or a structure of two or more chains, and if they have a structure of two or more chains, they may have multiple types of hydrophobic groups.

両親媒性分子の構造は特に限定されないが、親水性セグメントをA、疎水性セグメントをBとしたときに、AB型ブロック共重合体、ABA型ブロック共重合体、BAB型ブロック共重合体等の線状共重合体、AとBを含む3分岐型共重合体、AとBを含む4分岐型共重合体、AとBを含む星型共重合体、AとBを含む単環状共重合体、AとBを含む多環状共重合体、AとBを含むかご型共重合体、AとBを含むグラフト共重合体等が挙げられる。
分子中に複数存在する場合の親水性セグメントの分子構造は、1種単独又は2種以上の組合せであってよい。同様に、分子中に複数存在する場合の疎水性セグメントの分子構造は、1種単独又は2種以上の組合せであってよい。
The structure of amphiphilic molecules is not particularly limited, but when the hydrophilic segment is A and the hydrophobic segment is B, examples include linear copolymers such as AB-type block copolymers, ABA-type block copolymers, and BAB-type block copolymers; tribranched copolymers containing A and B; tetrabranched copolymers containing A and B; star-shaped copolymers containing A and B; monocyclic copolymers containing A and B; polycyclic copolymers containing A and B; cage copolymers containing A and B; and graft copolymers containing A and B.
When multiple hydrophilic segments are present in a molecule, their molecular structure may be a single type or a combination of two or more types. Similarly, when multiple hydrophobic segments are present in a molecule, their molecular structure may be a single type or a combination of two or more types.

(界面活性剤)
両親媒性分子としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤のいずれも使用可能である。分散剤は、高分子系界面活性剤、反応性界面活性剤等であってもよい。
(Surfactants)
Any of the following can be used as the amphiphilic molecule: anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, and amphoteric surfactants. The dispersant may be a polymeric surfactant, a reactive surfactant, or the like.

ノニオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪酸ジアルカノールアミド(例:ラウリン酸ジエタノールアミド)、ポリオキシアルキレン脂肪酸アミド(例:ポリオキシエチレンステアリン酸アミド)、ポリオキシアルキレンアリールエーテル(例:ポリオキシエチレンフェニルエーテル)、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテル(例:ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル)、ポリオキシアルキレンアルキル又はアルケニルエーテル(例:ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル)、多価アルコールの脂肪酸エステル(例:ポリエチレングリコールモノ又はジステアリン酸エステル、ポリエチレングリコールモノ又はジラウリン酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油)、グリセリン脂肪酸エステル(例:モノステアリン酸グリセリン、モノオレイン酸グリセリン)、ソルビタン脂肪酸エステル(例:モノラウリル酸ソルビタン、モノステアリン酸ソルビタン)、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンブロックポリマー等が挙げられる。Examples of nonionic surfactants include fatty acid dialkanolamides (e.g., lauric acid diethanolamide), polyoxyalkylene fatty acid amides (e.g., polyoxyethylene stearic acid amide), polyoxyalkylene aryl ethers (e.g., polyoxyethylene phenyl ether), polyoxyalkylene alkylaryl ethers (e.g., polyoxyethylene octylphenyl ether), polyoxyalkylene alkyl or alkenyl ethers (e.g., polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether), fatty acid esters of polyhydric alcohols (e.g., polyethylene glycol mono or distearate ester, polyethylene glycol mono or dilaurate ester, polyoxyethylene hydrogenated castor oil), glycerin fatty acid esters (e.g., glyceryl monostearate, glyceryl monooleate), sorbitan fatty acid esters (e.g., sorbitan monolaurylate, sorbitan monostearate), and polyoxyethylene-polyoxypropylene block polymers.

アニオン性界面活性剤(乳化剤)は、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩等であってよく、例として、カルボン酸塩としては、脂肪族モノカルボン酸、アルキルエーテルカルボン酸塩、スルホン酸塩としては、ジアルキルスルホこはく酸塩、アルカンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、硫酸エステル塩としては、アルキル硫酸塩、油脂硫酸エステル塩、リン酸エステル塩としては、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩が挙げられる。Anionic surfactants (emulsifiers) may be carboxylates, sulfonates, sulfate esters, phosphate esters, etc. Examples of carboxylates include aliphatic monocarboxylic acids and alkyl ether carboxylates; examples of sulfonates include dialkyl sulfosuccinates, alkane sulfonates, alkylbenzene sulfonates, and alkylnaphthalene sulfonates; examples of sulfate esters include alkyl sulfates and oil sulfates; and examples of phosphate esters include alkyl phosphates and polyoxyethylene alkyl ether phosphates.

カチオン性界面活性剤としては、アミン塩、アミドアミン塩、4級アンモニウム塩、及びイミダゾリニウム塩等が挙げられる。具体例としては、特に限定されないが、アルキルアミン塩、ポリオキシエチレンアルキルアミン塩、アルキルアミドアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリン等のアミン塩型界面活性剤、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウム等の4級アンモニウム塩型界面活性剤等が挙げられる。Cationic surfactants include amine salts, amidoamine salts, quaternary ammonium salts, and imidazolinium salts. Specific examples, though not particularly limited, include alkylamine salts, polyoxyethylene alkylamine salts, alkylamidoamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt-type surfactants such as imidazoline, alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, alkylpyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, and quaternary ammonium salt-type surfactants such as benzethonium chloride.

両性界面活性剤としては、例えば、アルキルアミンオキシド類、アラニン類、イミダゾリニウムベタイン類、アミドベタイン類、酢酸ベタイン等が挙げられ、具体的には、長鎖アミンオキシド、ラウリルベタイン、ステアリルベタイン、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン等が挙げられる。Examples of amphoteric surfactants include alkylamine oxides, alanines, imidazolinium betaines, amide betaines, and acetate betaine. Specifically, examples include long-chain amine oxides, lauryl betaine, stearyl betaine, laurylcarboxymethylhydroxyethylimidazolinium betaine, lauryldimethylaminoacetic acid betaine, and fatty acid amidopropyldimethylaminoacetic acid betaine.

[親水性高分子]
一態様において、分散剤は、親水性高分子であることが好ましい。一態様において、親水性高分子は、水酸基、カルボキシ基、アミノ基、アンモニウム基、スルホン酸基、リン酸基等から成る群から選択される親水性基を有する高分子である。親水性高分子としては、セルロース誘導体(ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等)、ポリアルキレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、カルボキシビニルポリマー、カチオン化グアガム、水溶性ポリウレタン、4級アンモニウム塩構造を含むポリマー、アミド、アミン等からなる群から選択される1種以上を使用することができる。中でも、セルロース誘導体、ポリアルキレングリコールがより好ましく、ポリアルキレングリコールが特に好ましい。
[Hydrophilic polymer]
In one embodiment, the dispersant is preferably a hydrophilic polymer. In one embodiment, the hydrophilic polymer is a polymer having a hydrophilic group selected from the group consisting of hydroxyl groups, carboxyl groups, amino groups, ammonium groups, sulfonic acid groups, phosphate groups, etc. As the hydrophilic polymer, one or more can be selected from the group consisting of cellulose derivatives (hydroxyethylcellulose, methylcellulose, carboxymethylcellulose, etc.), polyalkylene glycol, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid, carboxyvinyl polymer, cationized guar gum, water-soluble polyurethane, polymers containing quaternary ammonium salt structures, amides, amines, etc. Among these, cellulose derivatives and polyalkylene glycols are more preferred, and polyalkylene glycols are particularly preferred.

樹脂組成物中の分散剤の量は、セルロースナノファイバー100質量部に対して、好ましくは、1質量部以上、又は3質量部以上、又は5質量部以上、又は10質量部以上、又は15質量部以上であり、好ましくは、200質量部以下、又は150質量部以下、又は100質量部以下、又は90質量部以下、又は80質量部以下、又は70質量部以下、又は60質量部以下、又は50質量部以下である。The amount of dispersant in the resin composition is preferably 1 part by mass or more, or 3 parts by mass or more, or 5 parts by mass or more, or 10 parts by mass or more, or 15 parts by mass or more, per 100 parts by mass of cellulose nanofiber, and preferably 200 parts by mass or less, or 150 parts by mass or less, or 100 parts by mass or less, or 90 parts by mass or less, or 80 parts by mass or less, or 70 parts by mass or less, or 60 parts by mass or less, or 50 parts by mass or less.

樹脂組成物成分中の分散剤の含有率は、一態様において、0.1質量%以上、又は0.5質量%以上、又は1質量%以上であってよく、一態様において、40質量%以下、又は35質量%以下、又は30質量%以下であってよい。The content of the dispersant in the resin composition components may be 0.1% by mass or more, 0.5% by mass or more, or 1% by mass or more in one embodiment, and may be 40% by mass or less, 35% by mass or less, or 30% by mass or less in one embodiment.

例えば、セルロースナノファイバーと酸変性スチレン系エラストマーとを含む予備組成物が樹脂組成物の製造に供される場合、樹脂組成物成分における、予備組成物とスチレン系エラストマーとの質量比率(予備組成物/スチレン系エラストマー)は、一態様において、1/99~99/1、又は5/95~95/5、又は10/90~90/10、又は20/80~80/20、又は30/70~70/30であってよい。For example, when a preliminary composition containing cellulose nanofibers and an acid-modified styrene elastomer is used in the production of a resin composition, the mass ratio of the preliminary composition to the styrene elastomer in the resin composition components (preliminary composition/styrene elastomer) may, in one embodiment, be 1/99 to 99/1, or 5/95 to 95/5, or 10/90 to 90/10, or 20/80 to 80/20, or 30/70 to 70/30.

[加硫剤、加硫促進剤]
樹脂組成物成分が液状ゴムを含む場合、樹脂組成物成分は、典型的には加硫剤を含み、任意に加硫促進剤を含んでよい。加硫剤及び加硫促進剤としては、従来公知のものを樹脂組成物成分中の液状ゴムの種類に応じて適宜選択してよい。加硫剤としては、有機過酸化物、アゾ化合物、オキシム化合物、ニトロソ化合物、ポリアミン化合物、硫黄、硫黄化合物等を使用できる。硫黄化合物としては、一塩化硫黄、二塩化硫黄、ジスルフィド化合物、高分子多硫化合物等が挙げられる。
[Sulfurizing agents, sulfurizing accelerators]
When the resin composition components include liquid rubber, the resin composition components typically include a vulcanizing agent and may optionally include a vulcanization accelerator. Conventionally known vulcanizing agents and vulcanization accelerators may be appropriately selected depending on the type of liquid rubber in the resin composition components. Examples of vulcanizing agents include organic peroxides, azo compounds, oxime compounds, nitroso compounds, polyamine compounds, sulfur, and sulfur compounds. Examples of sulfur compounds include sulfur monochloride, sulfur dichloride, disulfide compounds, and high-molecular-weight polysulfur compounds.

樹脂組成物成分中の加硫剤の量は、樹脂組成物成分中の液状ゴム100質量部に対して、好ましくは、0.01質量部~20質量部、又は0.1質量部~15質量部である。The amount of vulcanizing agent in the resin composition is preferably 0.01 to 20 parts by mass, or 0.1 to 15 parts by mass, per 100 parts by mass of liquid rubber in the resin composition.

加硫促進剤としては、スルフェンアミド系、グアニジン系、チウラム系、アルデヒド-アミン系、アルデヒド-アンモニア系、チアゾール系、チオ尿素系、ジチオカルバメート系等の加硫促進剤が挙げられる。なお加硫助剤として亜鉛華、ステアリン酸等を使用してもよい。加硫促進剤の量は、樹脂組成物成分中の液状ゴム100質量部に対して、好ましくは、0.01質量部~20質量部、又は0.1質量部~15質量部である。Examples of vulcanization accelerators include sulfenamide-based, guanidine-based, thiuram-based, aldehyde-amine-based, aldehyde-ammonia-based, thiazole-based, thiourea-based, and dithiocarbamate-based vulcanization accelerators. Zinc oxide, stearic acid, etc., may also be used as vulcanization aids. The amount of vulcanization accelerator is preferably 0.01 to 20 parts by mass, or 0.1 to 15 parts by mass, per 100 parts by mass of liquid rubber in the resin composition.

[ゴム用添加剤]
樹脂組成物成分は、従来公知の各種ゴム用添加剤(安定剤、軟化剤、老化防止剤等)を含んでもよい。ゴム用安定剤としては、2,6-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシトルエン(BHT)、n-オクタデシル-3-(4’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェニル)プロピオネート、2-メチル-4,6-ビス[(オクチルチオ)メチル]フェノール等の酸化防止剤を1種又は2種以上用いてよい。また、ゴム用軟化剤としては、プロセスオイル、エクステンダーオイル等を1種又は2種以上用いてよい。但し、本実施形態の樹脂組成物は、一態様において柔軟な成形体を形成可能であり、したがって樹脂組成物成分は一態様においてゴム用軟化剤を含まないことができる。
[Rubber additives]
The resin composition components may include various conventionally known rubber additives (stabilizers, softeners, antioxidants, etc.). As rubber stabilizers, one or more antioxidants such as 2,6-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene (BHT), n-octadecyl-3-(4'-hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenyl)propionate, and 2-methyl-4,6-bis[(octylthio)methyl]phenol may be used. As rubber softeners, one or more process oils, extender oils, etc., may be used. However, in one embodiment, the resin composition can form a flexible molded article, and therefore, in one embodiment, the resin composition components may not contain rubber softeners.

なお、加硫剤、加硫促進剤、及びゴム用添加剤は、典型的には、樹脂組成物の製造時に添加されるが、添加の態様はこれに限定されない。While vulcanizing agents, vulcanization accelerators, and rubber additives are typically added during the manufacturing of resin compositions, the manner of addition is not limited thereto.

<樹脂組成物成分の追加の成分>
樹脂組成物成分は、追加の成分を更に含んでもよい。追加の成分としては、追加のポリマー、有機又は無機のフィラー、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、着色剤等が挙げられる。任意の追加の成分の樹脂組成物成分中の含有割合は、本発明の所望の効果が損なわれない範囲で適宜選択されるが、例えば0.01~50質量%、又は0.1~30質量%であってよい。
<Additional components to the resin composition>
The resin composition components may further contain additional components. Examples of additional components include additional polymers, organic or inorganic fillers, heat stabilizers, antioxidants, antistatic agents, colorants, etc. The content ratio of any additional component in the resin composition components is appropriately selected within a range that does not impair the desired effects of the present invention, but may be, for example, 0.01 to 50% by mass, or 0.1 to 30% by mass.

<樹脂組成物の製造>
一態様に係る樹脂組成物は、セルロースナノファイバー、酸変性スチレン系エラストマー、スチレン系エラストマーを含む混合物である組成物成分を混合する方法で製造できる。
一態様に係る樹脂組成物は、セルロースナノファイバーを含むタック抑制剤と、スチレン系エラストマーとを含む混合物である組成物成分を混合する方法で製造できる。
混合は一態様において加熱混練である。
すなわち、一態様に係る樹脂組成物の製造方法は、スチレン系エラストマーと、セルロースナノファイバーとを含む混合物を加熱混練する混練工程を含む。
<Manufacturing of resin compositions>
A resin composition according to one embodiment can be produced by mixing composition components which are a mixture containing cellulose nanofibers, an acid-modified styrene elastomer, and a styrene elastomer.
A resin composition according to one embodiment can be produced by mixing a composition component which is a mixture containing a tack inhibitor containing cellulose nanofibers and a styrene-based elastomer.
Mixing is, in one aspect, heating and kneading.
In other words, a method for producing a resin composition according to one embodiment includes a kneading step of heating and kneading a mixture containing a styrene-based elastomer and cellulose nanofibers.

加熱混練前のセルロースナノファイバーに対する加熱混練後のセルロースナノファイバーの重量増加率は、好ましくは、190%以上600%以下である。重量増加率は、樹脂とセルロースナノファイバーとの界面強度の観点から、好ましくは、190%以上、又は250%以上、又は300%以上、又は350%以上であり、混練時の短繊維化を抑制する観点から、好ましくは、600%以下、又は550%以下、又は500%以下である。重量増加率は、本開示の[実施例]の項に記載される方法で測定される値である。The weight increase rate of cellulose nanofibers after heating and kneading compared to cellulose nanofibers before heating and kneading is preferably 190% or more and 600% or less. From the viewpoint of interfacial strength between the resin and cellulose nanofibers, the weight increase rate is preferably 190% or more, or 250% or more, or 300% or more, or 350% or more, and from the viewpoint of suppressing short fiber formation during kneading, it is preferably 600% or less, or 550% or less, or 500% or less. The weight increase rate is a value measured by the method described in the [Examples] section of this disclosure.

樹脂組成物の製造方法としては、酸変性スチレン系エラストマーを用いる場合を例示すると、
(1)セルロースナノファイバーと、酸変性スチレン系エラストマーとを混合して予備組成物を得る第1の工程、及び
当該予備組成物と、スチレン系エラストマーとを混合して樹脂組成物を得る第2の工程、を含む方法、
(2)セルロースナノファイバーと、酸変性スチレン系エラストマーと、スチレン系エラストマーとを含む樹脂組成物成分を一括混合する工程を含む方法、
等が挙げられる。
酸変性スチレン系エラストマーを用いない場合には、上記(2)の方法においてセルロースナノファイバーとスチレン系エラストマーとを含む樹脂組成物成分を一括混合してよい。
混合条件は特に限定されないが、例えば、樹脂組成物を構成する成分を、自転・公転式ミキサー、プラネタリミキサー、プロペラ式攪拌装置、ロータリー攪拌装置、電磁攪拌装置、オープンロール、バンバリーミキサー、ニーダー、単軸押出機、二軸押出機等の撹拌手段で混合して、樹脂組成物を得てよい。また、剪断を効率的に行うために加熱下で撹拌してもよい。
上記(1)の方法では、酸変性スチレン系エラストマーを予めセルロースナノファイバーと組合せることで、セルロースナノファイバーとスチレン系エラストマーとの接触機会がより適度且つ均一になるため、樹脂組成物の物性向上がより良好であり得る。
As an example of a method for producing the resin composition, using an acid-modified styrene elastomer is as follows:
(1) A method comprising: a first step of mixing cellulose nanofibers and an acid-modified styrene elastomer to obtain a preliminary composition; and a second step of mixing the preliminary composition with a styrene elastomer to obtain a resin composition.
(2) A method comprising the step of mixing together cellulose nanofibers, an acid-modified styrene elastomer, and a resin composition component containing a styrene elastomer.
These are some examples.
If an acid-modified styrene elastomer is not used, the resin composition components containing cellulose nanofibers and styrene elastomer may be mixed together in the method described in (2) above.
The mixing conditions are not particularly limited, but for example, the components constituting the resin composition may be mixed using stirring means such as a rotation-orbit mixer, planetary mixer, propeller-type agitator, rotary agitator, electromagnetic agitator, open roll, Banbury mixer, kneader, single-screw extruder, or twin-screw extruder to obtain the resin composition. Alternatively, stirring may be performed under heating to efficiently carry out shearing.
In the method described in (1) above, by combining the acid-modified styrene elastomer with cellulose nanofibers in advance, the contact opportunities between the cellulose nanofibers and the styrene elastomer become more appropriate and uniform, which can lead to better improvement in the physical properties of the resin composition.

酸変性スチレン系エラストマー又はスチレン系エラストマーとの混合に供されるセルロースナノファイバーは、セルロースナノファイバーを含む乾燥体の形態であってもよい。一態様において、セルロースナノファイバーをスラリーの形態で液状ポリマー及び/又は分散剤と混合し、含まれる液体媒体を乾燥し除去し、セルロースナノファイバーを含む乾燥体を得てよい。この場合の乾燥工程は、例えば以下のように実施できる。The cellulose nanofibers used for mixing with acid-modified styrene elastomers or styrene elastomers may be in the form of a dried product containing cellulose nanofibers. In one embodiment, cellulose nanofibers may be mixed with a liquid polymer and/or dispersant in the form of a slurry, and the contained liquid medium may be dried and removed to obtain a dried product containing cellulose nanofibers. In this case, the drying process can be carried out, for example, as follows.

[乾燥工程]
一態様において、セルロースナノファイバーを含む乾燥体は、セルロースナノファイバースラリーを乾燥させることによって製造できる。
乾燥機としては、特に限定はされないが、ニーダー、プラネタリミキサー、ヘンシェルミキサー、ハイスピードミキサー、プロペラミキサー、リボンミキサー、単軸又は二軸のスクリュー押出機、バンバリーミキサー、凍結乾燥機、棚乾燥機、スプレー噴霧乾燥機、流動層乾燥機、ドラムドライヤー等が挙げられる。
[Drying process]
In one embodiment, a dried body containing cellulose nanofibers can be produced by drying a cellulose nanofiber slurry.
Dryers are not limited to any particular type, but examples include kneaders, planetary mixers, Henschel mixers, high-speed mixers, propeller mixers, ribbon mixers, single-screw or twin-screw extruders, Banbury mixers, freeze dryers, shelf dryers, spray dryers, fluidized bed dryers, drum dryers, etc.

乾燥温度は、乾燥効率、及び樹脂組成物中のセルロースナノファイバーのナノ分散性、及びマクロ分散性に優れる粉体特性のセルロースナノファイバーを含む乾燥体を形成する観点から、例えば20℃以上、又は30℃以上、又は40℃以上、又は50℃以上であってよく、セルロースナノファイバー及び追加の成分の熱劣化を生じ難くする観点、及びスラリーの急速乾燥によるセルロースナノファイバーを含む乾燥体の過度な微粉化を回避する観点から、例えば200℃以下、又は180℃以下、又は160℃以下、又は140℃以下、又は120℃以下、又は100℃以下であってよい。
乾燥温度は、スラリーに接触する熱源の温度であり、例えば、乾燥装置の温調ジャケットの表面温度、加熱シリンダーの表面温度、又は熱風の温度で定義される。
The drying temperature may be, for example, 20°C or higher, 30°C or higher, 40°C or higher, or 50°C or higher, from the viewpoint of forming a dried body containing cellulose nanofibers with excellent powder properties, such as drying efficiency, nanodispersibility of cellulose nanofibers in the resin composition, and macrodispersibility. From the viewpoint of minimizing thermal degradation of cellulose nanofibers and additional components, and from the viewpoint of avoiding excessive pulverization of the dried body containing cellulose nanofibers due to rapid drying of the slurry, the drying temperature may be, for example, 200°C or lower, 180°C or lower, 160°C or lower, 140°C or lower, 120°C or lower, or 100°C or lower.
The drying temperature is the temperature of the heat source in contact with the slurry, and is defined, for example, as the surface temperature of the temperature-controlled jacket of the drying apparatus, the surface temperature of the heating cylinder, or the temperature of the hot air.

圧力は、大気圧、又は減圧どちらでも良いが、乾燥効率、及び樹脂組成物中のセルロースナノファイバーのナノ分散性、及びマクロ分散性に優れる粉体特性のセルロースナノファイバーを含む乾燥体を形成する観点から、-1kPa以下、又は-10kPa以下、又は-20kPa以下、又は-30kPa以下、又は-40kPa以下、又は-50kPa以下であってよく、スラリーの急速乾燥によるセルロースナノファイバーを含む乾燥体の過度な微粉化を回避する観点から、-100kPa以上、又は-95kPa以上、又は-90kPa以上であってよい。The pressure may be either atmospheric pressure or reduced pressure, but from the viewpoint of forming a dried body containing cellulose nanofibers with excellent powder properties such as drying efficiency, nanodispersibility of cellulose nanofibers in the resin composition, and macrodispersibility, it may be -1 kPa or less, -10 kPa or less, -20 kPa or less, -30 kPa or less, -40 kPa or less, or -50 kPa or less. From the viewpoint of avoiding excessive pulverization of the dried body containing cellulose nanofibers due to rapid drying of the slurry, it may be -100 kPa or more, -95 kPa or more, or -90 kPa or more.

乾燥工程に供するセルロースナノファイバースラリー中のセルロースナノファイバーの濃度は、乾燥時のプロセス効率の観点から、好ましくは、1質量%以上、又は2質量%以上、又は3質量%以上、又は5質量%以上、又は10質量%以上、又は15質量%以上、又は20質量%以上、又は25質量%以上であり、スラリーの粘度の過度な増大、及び凝集による固化を回避して良好な取扱い性を保持する観点から、好ましくは、50質量%以下、又は45質量%以下、又は40質量%以下、又は35質量%以下である。例えば、セルロースナノファイバーの製造は希薄な分散液中で行われることが多いが、このような希薄分散液を濃縮することで、スラリー中のセルロースナノファイバー濃度を前記好ましい範囲に調整してもよい。濃縮には、吸引ろ過、加圧ろ過、遠心脱液、加熱等の方法を用いることができる。The concentration of cellulose nanofibers in the cellulose nanofiber slurry subjected to the drying process is preferably 1% by mass or more, 2% by mass or more, 3% by mass or more, 5% by mass or more, 10% by mass or more, 15% by mass or more, 20% by mass or more, or 25% by mass or more, from the viewpoint of process efficiency during drying. From the viewpoint of avoiding excessive increase in slurry viscosity and solidification due to aggregation, and maintaining good handling properties, it is preferably 50% by mass or less, 45% by mass or less, 40% by mass or less, or 35% by mass or less. For example, cellulose nanofibers are often produced in a dilute dispersion, but the concentration of cellulose nanofibers in the slurry may be adjusted to the above-mentioned preferred range by concentrating such a dilute dispersion. Methods such as suction filtration, pressure filtration, centrifugal deliquidation, and heating can be used for concentration.

一態様において、セルロースナノファイバーを含む乾燥体には、液状ポリマー及び/又は分散剤が含まれていても良く、セルロースナノファイバースラリーの乾燥前、乾燥中、及び/又は乾燥後に添加してよい。
一態様において、液状ポリマー及び/又は分散剤が、水及び/又は有機溶媒に分散、又は溶解した状態で添加されても良い。有機溶媒としては特に限定されるものではないが、液状ポリマー及び分散剤が溶解する溶媒が好ましく、クロロホルム、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン等の非水溶性溶媒が挙げられる。
In one embodiment, the dried product containing cellulose nanofibers may also contain a liquid polymer and/or a dispersant, which may be added before, during, and/or after drying the cellulose nanofiber slurry.
In one embodiment, the liquid polymer and/or dispersant may be added in a dispersed or dissolved state in water and/or an organic solvent. The organic solvent is not particularly limited, but a solvent in which the liquid polymer and dispersant dissolve is preferred, and examples of water-insoluble solvents include chloroform, toluene, hexane, and cyclohexane.

[液体媒体含有率]
セルロースナノファイバーを含む乾燥体の液体媒体含有率は、酸変性スチレン系エラストマー又はスチレン系エラストマーとの混練時の作業性の観点で好ましくは、50質量%以下、又は40質量%以下、又は30質量%以下、又は20質量%以下、又は10質量%以下であってよい。タック抑制効果の観点から特に好ましい液体媒体含有率は、7質量%以下、又は5質量%以下、又は3質量%以下である。液体媒体含有率は、0質量%であってよいが、セルロースナノファイバーを含む乾燥体の製造容易性の観点から、例えば、0.1質量%以上、又は1質量%以上、又は1.5質量%以上であってよい。液体媒体含有率は、赤外加熱式水分計を用いて測定される値である。
[Liquid medium content]
The liquid medium content of the dry product containing cellulose nanofibers is preferably 50% by mass or less, 40% by mass or less, 30% by mass or less, 20% by mass or less, or 10% by mass or less, from the viewpoint of workability when kneading with acid-modified styrene elastomer or styrene elastomer. Particularly preferred liquid medium content from the viewpoint of tack suppression effect is 7% by mass or less, 5% by mass or less, or 3% by mass or less. The liquid medium content may be 0% by mass, but from the viewpoint of ease of manufacturing the dry product containing cellulose nanofibers, it may be, for example, 0.1% by mass or more, 1% by mass or more, or 1.5% by mass or more. The liquid medium content is a value measured using an infrared heating type moisture meter.

[平均粒径]
一態様において、セルロースナノファイバーを含む乾燥体の平均粒径は、製造容易性の観点から好ましくは、1μm以上、又は10μm以上、50μm以上、又は100μm以上、又は200μm以上、又は500μm以上であり、セルロースナノファイバーを含む乾燥体が樹脂組成物中で容易に崩壊してセルロースナノファイバーが樹脂組成物中に良好に分散できる点で好ましくは、10000μm以下、又は5000μm以下、又は4000μm以下、又は3000μm以下、又は2000μm以下である。上記平均粒径は、動的画像解析式粒径分布測定装置(Microtrac社製 CAMSIZER X2)で測定される値である。
[Average particle size]
In one embodiment, the average particle size of the dried material containing cellulose nanofibers is preferably 1 μm or more, or 10 μm or more, 50 μm or more, or 100 μm or more, or 200 μm or more, or 500 μm or more, from the viewpoint of ease of manufacture, and preferably 10,000 μm or less, or 5,000 μm or less, or 4,000 μm or less, or 3,000 μm or less, or 2,000 μm or less, from the viewpoint that the dried material containing cellulose nanofibers can easily disintegrate in the resin composition and the cellulose nanofibers can be well dispersed in the resin composition. The above average particle size is a value measured by a dynamic image analysis particle size distribution analyzer (CAMSIZER X2 manufactured by Microtrac).

[ゆるめ嵩密度]
一態様において、セルロースナノファイバーを含む乾燥体のゆるめ嵩密度は、セルロースナノファイバーを含む乾燥体の流動性が良好でフィード性に優れる点、液状ポリマー及び/又は分散剤の樹脂組成物への移行抑制の観点から、好ましくは、0.01g/cm3以上、又は0.05g/cm3以上、又は0.10g/cm3以上、又は0.15g/cm3以上、又は0.20g/cm3以上、又は0.25g/cm3以上、又は0.30g/cm3以上、又は0.35g/cm3以上、又は0.40g/cm3以上、又は0.45g/cm3以上、又は0.50g/cm3以上であり、セルロースナノファイバーを含む乾燥体が樹脂組成物中で容易に崩壊してセルロースナノファイバーが樹脂組成物中に良好に分散できる点、及び、セルロースナノファイバーを含む乾燥体が重質過ぎずセルロースナノファイバーを含む乾燥体と樹脂組成物との混合不良を回避できる点で、好ましくは、0.85g/cm3以下、又は0.80g/cm3以下、又は0.75g/cm3以下である。
[Loose bulk density]
In one embodiment, the loosened bulk density of the dry material containing cellulose nanofibers is preferably 0.01 g/cm³ or more, or 0.05 g/cm³ or more, or 0.10 g/cm³ or more, or 0.15 g/ cm³ or more, or 0.20 g/cm³ or more, or 0.25 g/ cm³ or more, or 0.30 g/ cm³ or more, or 0.35 g/ cm³ or more, or 0.40 g/ cm³ or more, or 0.45 g/ cm³ or more, or 0.50 g/ cm³ or more , from the viewpoint of good fluidity and excellent feedability of the dry material containing cellulose nanofibers, and suppression of migration of liquid polymer and/or dispersant to the resin composition. Preferably, the loosened bulk density is 0.85 g/cm³ or more , from the viewpoint of the dry material containing cellulose nanofibers easily disintegrating in the resin composition so that the cellulose nanofibers can be well dispersed in the resin composition, and from the viewpoint of the dry material containing cellulose nanofibers not being too heavy so as to avoid poor mixing between the dry material containing cellulose nanofibers and the resin composition. It is 3 or less, or 0.80 g/ cm³ or less, or 0.75 g/ cm³ or less.

[かため嵩密度]
一態様において、セルロースナノファイバーを含む乾燥体のかため嵩密度は、ゆるめ嵩蜜度及び圧縮度を本開示の範囲に制御するのに有用である範囲に制御され、一態様において、好ましくは、0.01g/cm3以上、又は0.1g/cm3以上、又は0.15g/cm3以上、又は0.2g/cm3以上、又は0.3g/cm3以上、又は0.4g/cm3以上、又は0.5g/cm3以上、又は0.6g/cm3以上であり、好ましくは、0.95g/cm3以下、又は0.9g/cm3以下、又は0.85g/cm3以下である。
[High-density bulk]
In one embodiment, the firm bulk density of the dry material containing cellulose nanofibers is controlled to a range useful for controlling the loose bulk density and compressibility within the scope of the Disclosure, preferably 0.01 g/ cm³ or more, or 0.1 g/ cm³ or more, or 0.15 g/cm³ or more, or 0.2 g/ cm³ or more, or 0.3 g/ cm³ or more , or 0.4 g/ cm³ or more, or 0.5 g/ cm³ or more, or 0.6 g/ cm³ or more, and preferably 0.95 g/ cm³ or less, or 0.9 g/ cm³ or less, or 0.85 g/ cm³ or less.

[圧縮度]
圧縮度は、圧縮度=(かため嵩密度-ゆるめ嵩密度)/かため嵩密度、で算出される値である。ゆるめ嵩密度及びかため嵩密度は、本開示の[実施例]の項に記載した方法で測定される値である。
一態様において、圧縮度は嵩減りの程度を表す。一態様において、セルロースナノファイバーを含む乾燥体の圧縮度は、セルロースナノファイバーを含む乾燥体の流動性が高過ぎない点で、好ましくは、1%以上、又は5%以上、又は10%以上、又は15%以上、又は20%以上、又は25%以上である。また、セルロースナノファイバーを含む乾燥体の流動性が良好でフィード性に優れる点、及び取扱い性に優れる(具体的には、飛散、浮遊、又は粉塵形成が生じ難い)点、樹脂組成物中にセルロースナノファイバーを含む乾燥体を良好に分散させる点、分散剤の樹脂への移行抑制の点で、圧縮度は、好ましくは、50%以下、又は45%以下、又は40%以下、又は35%以下、又は30%以下である。
[Degree of Compression]
The degree of compression is calculated as follows: degree of compression = (stiff bulk density - loose bulk density) / stiff bulk density. The loose bulk density and stiff bulk density are values measured by the methods described in the [Examples] section of this disclosure.
In one embodiment, the degree of compression represents the degree of bulk reduction. In one embodiment, the degree of compression of the dry material containing cellulose nanofibers is preferably 1% or more, or 5% or more, or 10% or more, or 15% or more, or 20% or more, or 25% or more, in that the fluidity of the dry material containing cellulose nanofibers is not too high. Furthermore, in terms of good fluidity and excellent feedability of the dry material containing cellulose nanofibers, excellent handling (specifically, less prone to scattering, floating, or dust formation), good dispersion of the dry material containing cellulose nanofibers in the resin composition, and suppression of the migration of the dispersant to the resin, the degree of compression is preferably 50% or less, or 45% or less, or 40% or less, or 35% or less, or 30% or less.

上記、ゆるめ嵩密度、かため嵩密度、及び圧縮度はホソカワミクロン株式会社製パウダーテスター(型番:PT-X)を用いて測定される。かため嵩密度測定のタッピング回数は180回で行う。The above-mentioned loose bulk density, firm bulk density, and compressibility are measured using a powder tester (model number: PT-X) manufactured by Hosokawa Micron Corporation. The firm bulk density measurement is performed after 180 taps.

より具体的な工程順の例としては、酸変性スチレン系エラストマーを用いる場合の例として、以下を挙げることができる。
(i)セルロースナノファイバー及び任意に液状ポリマー及び/又は分散剤を含むスラリーを調製→乾燥して乾燥体を調製→当該乾燥体及び酸変性スチレン系エラストマーを含む予備組成物を調製→当該予備組成物及びスチレン系エラストマーを含む樹脂組成物を調製
(ii)セルロースナノファイバー及び任意に液状ポリマー及び/又は分散剤を含むスラリーを調製→乾燥して乾燥体を調製→当該乾燥体及び酸変性スチレン系エラストマーとスチレン系エラストマーを含む予備組成物を調製→当該予備組成物及びスチレン系エラストマーを含む樹脂組成物を調製
(iii)セルロースナノファイバー、酸変性スチレン系エラストマー、及び任意に液状ポリマー及び/又は分散剤を含むスラリーを調製→乾燥して乾燥体を調製→当該乾燥体及びスチレン系エラストマーを含む樹脂組成物を調製
(iv)セルロースナノファイバー、酸変性スチレン系エラストマー、スチレン系エラストマー、及び任意に液状ポリマー及び/又は分散剤を含むスラリーを調製→乾燥して、樹脂組成物を調製
As a more specific example of the process sequence, the following can be given when using an acid-modified styrene elastomer:
(i) Prepare a slurry containing cellulose nanofibers and optionally a liquid polymer and/or a dispersant → Dry to prepare a dried body → Prepare a preliminary composition containing the dried body and an acid-modified styrene elastomer → Prepare a resin composition containing the preliminary composition and the styrene elastomer. (ii) Prepare a slurry containing cellulose nanofibers and optionally a liquid polymer and/or a dispersant → Dry to prepare a dried body → Prepare a preliminary composition containing the dried body, an acid-modified styrene elastomer and a styrene elastomer → Prepare a resin composition containing the preliminary composition and the styrene elastomer. (iii) Prepare a slurry containing cellulose nanofibers, an acid-modified styrene elastomer, and optionally a liquid polymer and/or a dispersant → Dry to prepare a dried body → Prepare a resin composition containing the dried body and a styrene elastomer. (iv) Prepare a slurry containing cellulose nanofibers, an acid-modified styrene elastomer, a styrene elastomer, and optionally a liquid polymer and/or a dispersant → Dry to prepare a resin composition.

また、セルロースナノファイバーを含むタック抑制剤を用いる態様において、以下も挙げることができる。
(i)セルロースナノファイバー及び任意に液状ポリマー及び/又は分散剤を含むスラリーを調製→乾燥して乾燥体を調製→当該乾燥体及び酸変性スチレン系エラストマーを含む予備組成物を調製→当該予備組成物及びスチレン系エラストマーを含む樹脂組成物を調製
(ii)セルロースナノファイバー及び任意に液状ポリマー及び/又は分散剤を含むスラリーを調製→乾燥して乾燥体を調製→当該乾燥体及び酸変性スチレン系エラストマーとスチレン系エラストマーを含む予備組成物を調製→当該予備組成物及びスチレン系エラストマーを含む樹脂組成物を調製
(iii)セルロースナノファイバー及び任意に液状ポリマー及び/又は分散剤を含むスラリーを調製→乾燥して乾燥体を調製→当該乾燥体、酸変性スチレン系エラストマー、及びスチレン系エラストマーを含む樹脂組成物を調製
(iv)セルロースナノファイバー、酸変性スチレン系エラストマー、及び任意に液状ポリマー及び/又は分散剤を含むスラリーを調製→乾燥して乾燥体を調製→当該乾燥体及びスチレン系エラストマーを含む樹脂組成物を調製
(v)セルロースナノファイバー、酸変性スチレン系エラストマー、スチレン系エラストマー、及び任意に液状ポリマー及び/又は分散剤を含むスラリーを調製→乾燥して、樹脂組成物を調製
Furthermore, in embodiments using a tack inhibitor containing cellulose nanofibers, the following can also be mentioned.
(i) Prepare a slurry containing cellulose nanofibers and optionally a liquid polymer and/or a dispersant → Dry to prepare a dried product → Prepare a preliminary composition containing the dried product and an acid-modified styrene elastomer → Prepare a resin composition containing the preliminary composition and the styrene elastomer (ii) Prepare a slurry containing cellulose nanofibers and optionally a liquid polymer and/or a dispersant → Dry to prepare a dried product → Prepare a preliminary composition containing the dried product and an acid-modified styrene elastomer and a styrene elastomer → Prepare a resin composition containing the preliminary composition and the styrene elastomer (iii) Prepare a slurry containing cellulose nanofibers and (iv) Prepare a slurry containing an optional liquid polymer and/or dispersant → Dry to prepare a dried product → Prepare a resin composition containing the dried product, an acid-modified styrene elastomer, and a styrene elastomer. (v) Prepare a slurry containing cellulose nanofibers, an acid-modified styrene elastomer, and an optional liquid polymer and/or dispersant → Dry to prepare a dried product → Prepare a resin composition containing the dried product and a styrene elastomer. (v) Prepare a slurry containing cellulose nanofibers, an acid-modified styrene elastomer, a styrene elastomer, and an optional liquid polymer and/or dispersant → Dry to prepare a resin composition.

樹脂組成物を単独で又は他の成分とともに所望の形状に成形することで、所望の成形体を製造してよい。配合成分の組合せ方法及び成形方法は特に限定されず、所望の成形体に応じて選択してよい。成形は、通常、溶融成形であり、射出成形、押出成形、押出異形成形、中空成形、圧縮成形等により行ってよい。A desired molded article may be produced by molding the resin composition alone or together with other components into a desired shape. The method of combining the components and the molding method are not particularly limited and may be selected according to the desired molded article. Molding is usually performed by melt molding, and may be carried out by injection molding, extrusion molding, extruded molded form molding, hollow molding, compression molding, etc.

一態様において、成形方法は異形成形であってよい。すなわち、一態様において、本実施形態の樹脂成形体は異形成形品であってよい。本発明の一態様はまた、本実施形態の樹脂組成物を異形押出する工程を含む、異形押出成形品の製造方法を提供する。
異形押出成形は公知の方法を使用することができる。異形押出成形方法の具体例としては、樹脂組成物を押出成形機に投入し、内部で加熱しながら混練して、異形押出用のダイから押出し、未冷却の樹脂成形体を得る。次いで、未冷却の樹脂成形体を冷却ゾーンに連続的に導いて冷却して異形押出成形品を得る方法が挙げられる。
In one embodiment, the molding method may be for irregular shapes. That is, in one embodiment, the resin molded article of this embodiment may be an irregularly shaped article. Another aspect of the present invention provides a method for manufacturing an irregularly shaped extruded article, which includes a step of extruding the resin composition of this embodiment into an irregular shape.
Known methods can be used for deformed extrusion molding. A specific example of a deformed extrusion molding method is a method in which a resin composition is put into an extruder, kneaded while being heated inside, and extruded from a die for deformed extrusion to obtain an uncooled resin molded body. Then, the uncooled resin molded body is continuously guided to a cooling zone and cooled to obtain a deformed extruded product.

また、樹脂組成物を得るための溶融混練を行い、その混練機のダイを異形押出用のダイとして押出し、未冷却の樹脂成形体を得、次いで、未冷却の樹脂成形体を冷却ゾーンに連続的に導いて冷却して異形押出成形品を得る方法が挙げられる。Another method involves performing melt kneading to obtain a resin composition, extruding the die of the kneader as a die for deformed extrusion to obtain an uncooled resin molded body, and then continuously guiding the uncooled resin molded body to a cooling zone to cool it and obtain a deformed extruded product.

異形押出時の押出温度の下限値は、樹脂組成物中の熱可塑性樹脂が結晶性樹脂の場合は融点に対して、又は非晶性樹脂の場合はガラス転移点に対して、それぞれ+5℃が好ましく、+10℃がより好ましい。下限値をこの範囲に制御することで、異形押出の生産性を向上させることができる。異形押出時の押出温度の上限値は、樹脂組成物中の熱可塑性樹脂が結晶性樹脂の場合は融点に対して、又は非晶性樹脂の場合はガラス転移点に対して、それぞれ+100℃が好ましく、+80℃が好ましく、+70℃が好ましく、+60℃が好ましい。上限値をこの範囲に制御することで、セルロース微細繊維の劣化を抑制することができるため樹脂組成物の機械特性を維持でき、また異形押出用ダイと冷却ゾーンとの間の樹脂のドローダウンを抑制することができるため異形押出成形品の寸法精度が良好となる。The lower limit of the extrusion temperature during shape extrusion is preferably +5°C relative to the melting point if the thermoplastic resin in the resin composition is a crystalline resin, and more preferably +10°C relative to the glass transition point if it is an amorphous resin. By controlling the lower limit within this range, the productivity of shape extrusion can be improved. The upper limit of the extrusion temperature during shape extrusion is preferably +100°C relative to the melting point if the thermoplastic resin in the resin composition is a crystalline resin, and more preferably +80°C, +70°C, and +60°C relative to the glass transition point if it is an amorphous resin. By controlling the upper limit within this range, the deterioration of cellulose fine fibers can be suppressed, thus maintaining the mechanical properties of the resin composition, and the drawdown of the resin between the shape extrusion die and the cooling zone can be suppressed, resulting in good dimensional accuracy of the shape extruded molded product.

異形押出成形品としては、断面形状に特に制限はないが、断面形状としては、シート状、パイプ状、チューブ状、及び角状などが好ましい。シート状の場合、シート厚みは0.2~50mm、シート幅は10~1500mmとすることができる。パイプ状若しくはチューブ状の場合、その厚みは0.1~30mm、内径は1~1000mmとすることができる。角状の場合、角部の角度は30~150度とすることができる。また角部の谷側の最小曲率半径は0.1mmとすることができる。There are no particular restrictions on the cross-sectional shape of the irregularly shaped extruded product, but sheet-like, pipe-like, tubular-like, and angular shapes are preferred. In the case of a sheet-like shape, the sheet thickness can be 0.2 to 50 mm and the sheet width can be 10 to 1500 mm. In the case of a pipe-like or tubular shape, the thickness can be 0.1 to 30 mm and the inner diameter can be 1 to 1000 mm. In the case of an angular shape, the angle of the corner can be 30 to 150 degrees. The minimum radius of curvature on the valley side of the corner can be 0.1 mm.

<3Dプリント用造形材料>
本実施形態の樹脂組成物の用途の好ましい一例は、3Dプリント用造形材料である。本発明の一態様は、本実施形態の樹脂組成物で構成されている3Dプリント用造形材料を提供する。3Dプリント用造形材料は、ペレット、フィラメント、粉体等の種々の形態から選ばれる所望の形態に成形されたものであってよい。一態様において、3Dプリント用造形材料は、フィラメント又は粉体の形態を有する。
<Materials for 3D printing>
A preferred application of the resin composition of this embodiment is as a 3D printing material. One aspect of the present invention provides a 3D printing material comprising the resin composition of this embodiment. The 3D printing material may be molded into a desired form selected from various forms such as pellets, filaments, and powders. In one embodiment, the 3D printing material has the form of a filament or powder.

本実施形態の3Dプリント用造形材料は、セルロースナノファイバー凝集抑制能により、3Dプリント用造形材料へ成形する際や、造形時のノズルからの自重による液だれ(ドローダウン)を抑制する点で有利である。The 3D printing material of this embodiment is advantageous in that, due to its ability to suppress cellulose nanofiber aggregation, it suppresses liquid dripping (drawdown) from the nozzle due to its own weight during 3D printing.

樹脂組成物を所望の形態の3Dプリント用造形材料に成形する方法としては、公知の方法を用いることができる。例えばフィラメントは、モノフィラメントでもマルチフィラメントでもよいが、成形の容易性からモノフィラメントが好ましい。Known methods can be used to mold the resin composition into a 3D printing material of a desired form. For example, the filament may be monofilament or multifilament, but monofilament is preferred due to its ease of molding.

フィラメント状造形材料の直径は0.5~5.0mmであることが好ましく、1.0~3.5mmであることがより好ましく、1.5~3.0mmであることが最も好ましい。フィラメント状造形材料の長さは、1m超であることが好ましく、10m超であることがより好ましく、100m超であることがより好ましく、300m超であることが最も好ましい。この範囲にフィラメント状造形材料の形状を制御することで、適用可能な3Dプリンターを広く選択できるようになり、造形時間や、造形物のサイズ、精巧性を適切に設計することが可能となる。フィラメント状造形材料の長さは、一態様において、20000m以下であってよい。The diameter of the filamentous material is preferably 0.5 to 5.0 mm, more preferably 1.0 to 3.5 mm, and most preferably 1.5 to 3.0 mm. The length of the filamentous material is preferably more than 1 m, more preferably more than 10 m, more preferably more than 100 m, and most preferably more than 300 m. By controlling the shape of the filamentous material within this range, a wide range of applicable 3D printers can be selected, and it becomes possible to appropriately design the printing time, the size of the printed object, and the precision. In one embodiment, the length of the filamentous material may be 20,000 m or less.

一態様において、フィラメント状造形材料は、樹脂組成物を加熱溶融させた後、ノズル等の細孔を通過させた後、冷却し、巻き取ることで製造することができる。細孔の径は、フィラメントの径及び巻き取り速度に応じて適宜選択することができるが、製造効率と糸切れ不良発生頻度の観点から、0.5~10.0mmであることが好ましく、0.8~5.0mmであることがより好ましく、1.0~3.0mmであることが最も好ましい。冷却の方法としては、空冷、水冷等の公知の方法を適宜選択できるが、セルロースナノファイバーの親水性に起因する吸水を防止する観点から、空冷が好ましい。フィラメントの巻取速度は、製造効率と糸切れ不良発生頻度の観点から、0.1~10m/秒であることが好ましく、0.15~5m/秒であることがより好ましく、0.2~1m/秒であることが最も好ましい。フィラメント状造形材料の製造装置と樹脂組成物の製造装置は、同じでも異なっていても良い。In one embodiment, the filamentous molding material can be manufactured by heating and melting a resin composition, passing it through a pore such as a nozzle, cooling it, and winding it. The diameter of the pore can be appropriately selected according to the diameter of the filament and the winding speed, but from the viewpoint of manufacturing efficiency and the frequency of thread breakage defects, it is preferably 0.5 to 10.0 mm, more preferably 0.8 to 5.0 mm, and most preferably 1.0 to 3.0 mm. As for the cooling method, known methods such as air cooling and water cooling can be appropriately selected, but from the viewpoint of preventing water absorption due to the hydrophilicity of cellulose nanofibers, air cooling is preferred. From the viewpoint of manufacturing efficiency and the frequency of thread breakage defects, the winding speed of the filament is preferably 0.1 to 10 m/sec, more preferably 0.15 to 5 m/sec, and most preferably 0.2 to 1 m/sec. The manufacturing apparatus for the filamentous molding material and the manufacturing apparatus for the resin composition may be the same or different.

粉体状造形材料の粒子径、粒子形状、及び縦横比は、使用する3Dプリンターに応じて適宜選択することができる。一態様において、粒子径は、造形材料としての取り扱いと、造形物の表面平滑性の観点から、1~10000μmであることが好ましく、10~500μmであることがより好ましく、30~200μmであることが最も好ましい。粒子形状は、球状でも不定形であっても良いが、不定形であることが造形時のボイド抑制の観点から好ましい。縦横比は、粒子間隙を少なくすることによるボイド抑制の観点から、1.001~3.0であることが好ましく、1.01~2.0であることが好ましく、1.1~1.8であることが最も好ましい。The particle size, particle shape, and aspect ratio of the powdered 3D printing material can be appropriately selected depending on the 3D printer used. In one embodiment, the particle size is preferably 1 to 10,000 μm, more preferably 10 to 500 μm, and most preferably 30 to 200 μm, from the viewpoint of handling as a 3D printing material and surface smoothness of the printed object. The particle shape may be spherical or irregular, but an irregular shape is preferred from the viewpoint of suppressing voids during printing. The aspect ratio is preferably 1.001 to 3.0, preferably 1.01 to 2.0, and most preferably 1.1 to 1.8, from the viewpoint of suppressing voids by reducing the gaps between particles.

一態様において、粉体状造形材料は、樹脂組成物を粉砕又は再沈殿させることで製造することができる。樹脂組成物を粉砕する方法は、特に制限されないが、湿式粉砕、乾式粉砕、低温粉砕、凍結粉砕、加熱粉砕等であってよい。粉体状造形材料の形状制御を目的として、粉砕媒体を使用しても良い。In one embodiment, a powdered molding material can be produced by grinding or reprecipitating a resin composition. The method of grinding the resin composition is not particularly limited, but may include wet grinding, dry grinding, low-temperature grinding, freeze-drying, and heat grinding. A grinding medium may be used for the purpose of controlling the shape of the powdered molding material.

<造形物>
本発明の一態様は、本実施形態の樹脂組成物(例えば、樹脂組成物ペレット)又は3Dプリント用造形材料を3Dプリンターにより造形してなる造形物を提供する。本発明の一態様はまた、本実施形態の樹脂組成物又は3Dプリント用造形材料を3Dプリンターにより造形する工程を含む、造形物の製造方法を提供する。3Dプリンターの造形方式としては、熱溶解積層方式、光造形方式、材料噴射方式、粉末接着方式、粉末床溶融結合方式等が挙げられる。フィラメント状造形材料を用いる場合は、熱溶解積層方式が好ましく、粉体状造形材料を用いる場合は、粉末接着方式、及び粉末床溶融結合方式が好ましい。
<Sculpture>
One aspect of the present invention provides a molded object formed by 3D printing using a resin composition (e.g., resin composition pellets) or a 3D printing material according to this embodiment. Another aspect of the present invention also provides a method for manufacturing a molded object, which includes the step of 3D printing using a resin composition or a 3D printing material according to this embodiment. Examples of 3D printing methods include fused deposition modeling (FDM), stereolithography (SLA), material jetting, powder bonding, and powder bed fusion. When using a filamentous material, FDM is preferred, and when using a powdered material, powder bonding and powder bed fusion are preferred.

<3Dプリント用造形材料及び造形物の用途>
造形物は、種々の用途にそのまま適用してよく、又は、単独で又は他の成分とともに所望の形状に成形することで、所望の成形品を製造してよい。成分の組合せ方法及び成形方法は特に限定されず、所望の成形品に応じて選択してよい。成形方法としては、これらに限定されないが、切削成形法、発泡成形法などが使用可能である。造形物又は成形品は、鋼板、繊維強化プラスチック(例えば炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック等)、無機フィラーを含む樹脂コンポジット、等の代替品として有用である。3Dプリント用造形材料、造形物又は成形品の好適な用途としては、産業用機械部品、一般機械部品、自動車・鉄道・車両・船舶・航空宇宙関連部品、電子・電気部品、建築・土木材料、生活用品、スポーツ・レジャー用品、風力発電用筐体部材、容器・包装部材、等を例示できる。
<Applications of 3D printing materials and printed objects>
The molded object can be used as is for various applications, or it can be molded into a desired shape, either alone or in combination with other components, to produce a desired molded product. The method of combining components and the molding method are not particularly limited and may be selected according to the desired molded product. The molding method is not limited to these, but methods such as cutting molding and foam molding can be used. The molded object or molded product is useful as a substitute for steel plates, fiber-reinforced plastics (e.g., carbon fiber reinforced plastics, glass fiber reinforced plastics, etc.), resin composites containing inorganic fillers, etc. Suitable applications for 3D printing materials, molded objects, or molded products include industrial machine parts, general machine parts, automobile, railway, vehicle, ship, and aerospace-related parts, electronic and electrical components, building and civil engineering materials, household goods, sports and leisure goods, wind turbine housing components, containers and packaging components, etc.

得られた成形品は、自動車部品、電気・電子部品、建材、生活関係部品・化粧関係部品・医用関係部品、レール、パイプ、サッシ、ドア枠、窓枠、手すり、デッキ材、フェンス、各種建材など各種用途に利用することができる。The resulting molded products can be used in a variety of applications, including automotive parts, electrical and electronic components, building materials, household goods, cosmetic and medical components, rails, pipes, sashes, door frames, window frames, handrails, decking materials, fences, and various other building materials.

具体的には、自動車部品としては、インナーハンドル、フェーエルトランクオープナー、シートベルトバックル、アシストラップ、各種スイッチ、ノブ、レバー、クリップなどの内装部品、メーター、コネクターなどの電気系統部品、オーディオ機器、カーナビゲーション機器などの車載電気・電子部品、ウインドウレギュレーターのキャリアープレートに代表される、金属と接触する部品、ドアロックアクチェーター部品、ミラー部品、ワイパーモーターシステム部品、燃料系統の部品などの機構部品などが挙げられる。Specifically, automotive parts include interior components such as inner handles, fuel trunk openers, seat belt buckles, assist wraps, various switches, knobs, levers, and clips; electrical system components such as meters and connectors; in-vehicle electrical and electronic components such as audio equipment and car navigation equipment; metal-contacting components such as window regulator carrier plates; and mechanical components such as door lock actuator components, mirror components, wiper motor system components, and fuel system components.

電気・電子部品としては、樹脂成形体で構成され、かつ金属接点が多数存在する機器の部品又は部材、例えば、オーディオ機器、ビデオ機器、又は、電話機、コピー機、ファクシミリ、ワードプロセサー、コンピューターなどのOA機器、玩具類の部品又は部材、具体的には、シャーシ、ギア、レバー、カム、プーリー、軸受けなどが挙げられる。Electrical and electronic components include parts or components of equipment made of resin molded bodies with numerous metal contacts, such as audio equipment, video equipment, or office automation equipment such as telephones, photocopiers, fax machines, word processors, and computers, as well as parts or components of toys. Specifically, these include chassis, gears, levers, cams, pulleys, and bearings.

更に、照明器具、建具、配管、コック、蛇口、トイレ周辺機器部品などの建材・配管部品、ファスナー類、文具、リップクリーム・口紅容器、洗浄器、浄水器、スプレーノズル、スプレー容器、エアゾール容器、一般的な容器、注射針のホルダーなどの広範な生活関係部品・化粧関係部品・医用関係部品に好適に使用される。Furthermore, it is suitably used in a wide range of everyday life, cosmetic, and medical-related parts, including building materials and plumbing components such as lighting fixtures, doors and windows, pipes, cocks, faucets, and toilet-related equipment parts; fasteners; stationery; lip balm and lipstick containers; washers; water purifiers; spray nozzles; spray containers; aerosol containers; general containers; and syringe needle holders.

これらの中でも、高温環境下に置かれ且つ高い負荷が掛かる用途であるギアに、より好ましく使用可能である。Among these, it is more preferably used in gears, which are subjected to high temperatures and heavy loads.

樹脂組成物又は樹脂成形体の100%伸び時引張応力(モジュラス)(M100)は、一態様において、2.0MPa以上、又は3.0MPa以上、又は4.0MPa以上であってよく、一態様において、10.0MPa以下、又は9.0MPa以下、又は8.0MPa以下であってよい。The tensile stress (modulus) (M100) at 100% elongation of the resin composition or resin molded article may, in one embodiment, be 2.0 MPa or more, 3.0 MPa or more, or 4.0 MPa or more, and in one embodiment, it may be 10.0 MPa or less, 9.0 MPa or less, or 8.0 MPa or less.

樹脂組成物又は樹脂成形体の300%伸び時引張応力(M300)は、一態様において、3.0MPa以上、又は5.0MPa以上、又は6.0MPa以上であってよく、一態様において、20.0MPa以下、又は15.0MPa以下、又は13.0MPa以下であってよい。The tensile stress (M300) of the resin composition or resin molded article at 300% elongation may, in one embodiment, be 3.0 MPa or more, or 5.0 MPa or more, or 6.0 MPa or more, and in one embodiment, it may be 20.0 MPa or less, or 15.0 MPa or less, or 13.0 MPa or less.

樹脂組成物又は樹脂成形体の100%伸び時引張応力(M100)に対する300%伸び時引張応力(M300)の比(M300/M100)は、一態様において、1.3以上、又は1.4以上、又は1.5以上であってよく、一態様において、2.0以下、又は1.8以下であってよい。The ratio (M300/M100) of the tensile stress at 300% elongation (M300) to the tensile stress at 100% elongation (M100) of the resin composition or resin molded article may, in one embodiment, be 1.3 or more, or 1.4 or more, or 1.5 or more, and in one embodiment, it may be 2.0 or less, or 1.8 or less.

樹脂組成物又は樹脂成形体の貯蔵弾性率は、一態様において、2.0MPa以上、又は2.5MPa以上であってよく、一態様において、4.0MPa以下、又は3.5MPa以下、又は3.0MPa以下であってよい。The storage modulus of the resin composition or resin molded article may, in one embodiment, be 2.0 MPa or higher, or 2.5 MPa or higher, and in another embodiment, it may be 4.0 MPa or lower, or 3.5 MPa or lower, or 3.0 MPa or lower.

樹脂組成物又は樹脂成形体の損失正接は、一態様において、0.18以下、又は0.15以下、又は0.10以下であってよく、一態様において、0.02以上、又は0.03以上、又は0.04以上であってよい。
上記貯蔵弾性率及び損失正接は、レオメータを用い、ねじり方式で50℃、10Hzにて測定される値である。
The loss tangent of the resin composition or resin molded article may, in one embodiment, be 0.18 or less, or 0.15 or less, or 0.10 or less, and in one embodiment, it may be 0.02 or more, or 0.03 or more, or 0.04 or more.
The above storage modulus and loss tangent are values measured using a rheometer in a torsional manner at 50°C and 10Hz.

≪樹脂成形体≫
本発明の一態様は、本実施形態の樹脂組成物を成形してなる樹脂成形体を提供する。樹脂成形体は各種形状を有してよい。成形体は、産業用機械部品、一般機械部品、自動車・鉄道・車両・船舶・航空宇宙関連部品、電子・電気部品、建築・土木材料、生活用品、スポーツ・レジャー用品、風力発電用筐体部材、容器・包装部材等の広範な用途で使用可能である。用途例としては、自動車部品(例えば、タイヤ、バンパー、フェンダー、ドアーパネル、各種モール、エンブレム、エンジンフード、ホイールキャップ、ルーフ、スポイラー、各種エアロパーツ等の外装部品、及び、インストゥルメントパネル、コンソールボックス、トリム等の内装部品)、電池部品(車載用二次電池部品、リチウムイオン二次電池部品、固体メタノール電池用燃料ケース、燃料電池用配管等)、電子・電気機器部品(例えば、各種コンピューター及びその周辺機器、ジャンクションボックス、各種コネクター、各種OA機器、テレビ、ビデオ、ディスクプレーヤー、シャーシ、冷蔵庫、エアコン、液晶プロジェクター等の部品)、生活用品(シューズアウトソール等)、防振ゴム、搬送用ベルト等の成形品として形成されてよい。
≪Resin molded product≫
One aspect of the present invention provides a resin molded article obtained by molding the resin composition of this embodiment. The resin molded article may have various shapes. The molded article can be used in a wide range of applications, such as industrial machine parts, general machine parts, automobile, railway, vehicle, ship, and aerospace-related parts, electronic and electrical components, building and civil engineering materials, household goods, sports and leisure goods, wind turbine housing members, containers and packaging members, etc. Examples of applications include automotive parts (e.g., exterior parts such as tires, bumpers, fenders, door panels, various moldings, emblems, engine hoods, wheel caps, roofs, spoilers, various aero parts, and interior parts such as instrument panels, console boxes, and trim), battery parts (automotive secondary battery parts, lithium-ion secondary battery parts, fuel cases for solid methanol batteries, fuel cell piping, etc.), electronic and electrical equipment parts (e.g., various computers and their peripherals, junction boxes, various connectors, various office automation equipment, televisions, video players, disc players, chassis, refrigerators, air conditioners, LCD projectors, etc.), household goods (shoe outsoles, etc.), vibration-damping rubber, conveyor belts, and other molded products.

本開示は、以下の項目も包含する。
≪項目A≫
[項目1]
酸変性スチレン系エラストマーと、スチレン系エラストマーと、セルロースナノファイバーとを含む樹脂組成物であって、
前記樹脂組成物100質量%中、前記酸変性スチレン系エラストマーと前記スチレン系エラストマーとの合計量が、60質量%以上である、樹脂組成物。
[項目2]
前記酸変性スチレン系エラストマーと前記スチレン系エラストマーとが相溶している、項目1に記載の樹脂組成物。
[項目3]
前記スチレン系エラストマー100質量部に対して、前記酸変性スチレン系エラストマーを0.5質量部~50質量部含む、項目1又は2に記載の樹脂組成物。
[項目4]
前記セルロースナノファイバー1質量部に対して、前記スチレン系エラストマーを0.5質量部~250質量部含む、項目1~3のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目5]
前記セルロースナノファイバー1質量部に対して、前記酸変性スチレン系エラストマーを0.5質量部~45質量部含む、項目1~4のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目6]
前記酸変性スチレン系エラストマーを、0.5質量%~50質量%含む、項目1~5のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目7]
前記スチレン系エラストマーを、10質量%~98.8質量%含む、項目1~6のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目8]
前記セルロースナノファイバーを、0.1質量%~20質量%含む、項目1~7のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目9]
前記酸変性スチレン系エラストマーの酸変性率が、0.2質量%~2.5質量%である、項目1~8のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目10]
前記スチレン系エラストマーが、未変性物である、項目1~9のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目11]
前記酸変性スチレン系エラストマーが、芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物ブロック共重合体又はその水素添加物であるスチレン系エラストマーの酸変性物である、項目1~10のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目12]
前記スチレン系エラストマーが、芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物ブロック共重合体又はその水素添加物である、項目1~11のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目13]
前記スチレン系エラストマーの230℃及び2.16kgにおけるメルトマスフローレートが、20g/10分以下である、項目1~12のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目14]
前記酸変性スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率が10質量%~45質量%である、項目1~13のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目15]
前記スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率が10質量%~45質量%である、項目1~14のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目16]
前記酸変性スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率に対する、前記スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率の比(スチレン系エラストマーのスチレン比率/酸変性スチレン系エラストマーのスチレン比率)が、0.3~2.5である、項目1~15のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目17]
前記酸変性スチレン系エラストマーの数平均分子量が10,000~500,000であり、前記スチレン系エラストマーの数平均分子量が10,000~500,000である、項目1~16のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目18]
前記酸変性スチレン系エラストマーにおいて、酸変性率に対するスチレンユニット比率の比(スチレンユニット比率/酸変性率)が、5~90である、項目1~17のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目19]
前記セルロースナノファイバー100質量%に対して、前記酸変性スチレン系エラストマーの酸変性基量が、0.2質量%~5.0質量%である、項目1~18のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目20]
前記セルロースナノファイバーの数平均繊維径が、2nm~1000nmである、項目1~19のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目21]
前記セルロースナノファイバーの熱分解開始温度が、250℃以上である、項目1~20のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目22]
前記セルロースナノファイバーの比表面積が、10m2/g~200m2/gである、項目1~21のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目23]
ポリオキシエチレンユニット含有ポリマーを更に含む、項目1~22のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目24]
液状ポリマーを更に含む、項目1~23のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目25]
項目1~24のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法であって、
前記酸変性スチレン系エラストマーと、前記スチレン系エラストマーと、前記セルロースナノファイバーとを含む混合物を加熱混練することを含む、方法。
[項目26]
項目1~24のいずれかに記載の樹脂組成物を成形してなる、樹脂成形体。
[項目27]
異形押出成形品である、項目26に記載の樹脂成形体。
[項目28]
異形押出成形品の製造方法であって、
項目1~24のいずれかに記載の樹脂組成物を異形押出する工程を含む、方法。
[項目29]
項目1~24のいずれかに記載の樹脂組成物で構成されている、3Dプリント用造形材料。
[項目30]
フィラメント又は粉体の形態を有する、項目29に記載の3Dプリント用造形材料。
[項目31]
項目1~24のいずれかに記載の樹脂組成物又は項目29若しくは30に記載の3Dプリント用造形材料を3Dプリンターにより造形してなる、造形物。
[項目32]
造形物の製造方法であって、
項目1~24のいずれかに記載の樹脂組成物又は項目29若しくは30に記載の3Dプリント用造形材料を3Dプリンターにより造形する工程を含む、方法。
This disclosure also includes the following items:
≪Item A≫
[Item 1]
A resin composition comprising an acid-modified styrene elastomer, a styrene elastomer, and cellulose nanofibers,
A resin composition in which the total amount of the acid-modified styrene elastomer and the styrene elastomer is 60% by mass or more of the resin composition as 100% by mass.
[Item 2]
The resin composition according to item 1, wherein the acid-modified styrene elastomer and the styrene elastomer are compatible.
[Item 3]
The resin composition according to item 1 or 2, comprising 0.5 to 50 parts by mass of the acid-modified styrene elastomer per 100 parts by mass of the styrene elastomer.
[Item 4]
A resin composition according to any one of items 1 to 3, comprising 0.5 to 250 parts by mass of the styrene-based elastomer per 1 part by mass of the cellulose nanofiber.
[Item 5]
A resin composition according to any one of items 1 to 4, comprising 0.5 to 45 parts by mass of the acid-modified styrene elastomer per 1 part by mass of the cellulose nanofiber.
[Item 6]
A resin composition according to any one of items 1 to 5, comprising 0.5% to 50% by mass of the acid-modified styrene elastomer.
[Item 7]
A resin composition according to any one of items 1 to 6, comprising 10% to 98.8% by mass of the styrene-based elastomer.
[Item 8]
A resin composition according to any one of items 1 to 7, comprising 0.1% to 20% by mass of the cellulose nanofibers.
[Item 9]
The resin composition according to any one of items 1 to 8, wherein the acid modification rate of the acid-modified styrene elastomer is 0.2% by mass to 2.5% by mass.
[Item 10]
The resin composition according to any one of items 1 to 9, wherein the styrene-based elastomer is an unmodified product.
[Item 11]
The resin composition according to any one of items 1 to 10, wherein the acid-modified styrene elastomer is an acid-modified product of a styrene elastomer that is an aromatic vinyl compound-conjugated diene compound block copolymer or a hydrogenated thereof.
[Item 12]
The resin composition according to any one of items 1 to 11, wherein the styrene-based elastomer is an aromatic vinyl compound-conjugated diene compound block copolymer or a hydrogenated product thereof.
[Item 13]
The resin composition according to any one of items 1 to 12, wherein the melt mass flow rate of the styrene-based elastomer at 230°C and 2.16 kg is 20 g/10 min or less.
[Item 14]
The resin composition according to any one of items 1 to 13, wherein the styrene unit ratio of the acid-modified styrene elastomer is 10% by mass to 45% by mass.
[Item 15]
The resin composition according to any one of items 1 to 14, wherein the styrene unit ratio of the styrene-based elastomer is 10% by mass to 45% by mass.
[Item 16]
The resin composition according to any one of items 1 to 15, wherein the ratio of the styrene unit ratio of the styrene-based elastomer to the styrene unit ratio of the acid-modified styrene-based elastomer (styrene ratio of the styrene-based elastomer / styrene ratio of the acid-modified styrene-based elastomer) is 0.3 to 2.5.
[Item 17]
The resin composition according to any one of items 1 to 16, wherein the number average molecular weight of the acid-modified styrene elastomer is 10,000 to 500,000, and the number average molecular weight of the styrene elastomer is 10,000 to 500,000.
[Item 18]
The resin composition according to any one of items 1 to 17, wherein the ratio of the styrene unit ratio to the acid modification rate (styrene unit ratio / acid modification rate) in the acid-modified styrene elastomer is 5 to 90.
[Item 19]
The resin composition according to any one of items 1 to 18, wherein the amount of acid-modified groups in the acid-modified styrene elastomer is 0.2% to 5.0% by mass, relative to 100% by mass of the cellulose nanofibers.
[Item 20]
The resin composition according to any one of items 1 to 19, wherein the number-average fiber diameter of the cellulose nanofibers is 2 nm to 1000 nm.
[Item 21]
The resin composition according to any one of items 1 to 20, wherein the thermal decomposition initiation temperature of the cellulose nanofiber is 250°C or higher.
[Item 22]
The resin composition according to any one of items 1 to 21, wherein the specific surface area of the cellulose nanofibers is 10 /g to 200 /g.
[Item 23]
A resin composition according to any one of items 1 to 22, further comprising a polyoxyethylene unit-containing polymer.
[Item 24]
A resin composition according to any one of items 1 to 23, further comprising a liquid polymer.
[Item 25]
A method for producing a resin composition as described in any of items 1 to 24,
A method comprising heating and kneading a mixture containing the acid-modified styrene elastomer, the styrene elastomer, and the cellulose nanofiber.
[Item 26]
A resin molded article obtained by molding a resin composition described in any of items 1 to 24.
[Item 27]
A resin molded product as described in item 26, which is a deformed extruded product.
[Item 28]
A method for manufacturing a deformed extruded product,
A method comprising the step of extruding a resin composition described in any of items 1 to 24 into a deformed shape.
[Item 29]
A 3D printing material comprising a resin composition described in any of items 1 to 24.
[Item 30]
A 3D printing material as described in item 29, having the form of a filament or powder.
[Item 31]
A molded object obtained by 3D printing using a resin composition described in any of items 1 to 24 or a 3D printing material described in item 29 or 30.
[Item 32]
A method for manufacturing a molded object,
A method comprising the step of fabricating a resin composition described in any of items 1 to 24 or a 3D printing material described in item 29 or 30 using a 3D printer.

≪項目B≫
[項目1]
スチレン系エラストマーと、セルロースナノファイバーを含むタック抑制剤とを含む、樹脂組成物。
[項目2]
前記スチレン系エラストマーを10質量%以上含む、項目1に記載の樹脂組成物。
[項目3]
前記セルロースナノファイバーを0.1質量%~20質量%含む、項目1又は2に記載の樹脂組成物。
[項目4]
酸変性スチレン系エラストマーを更に含む、項目1~3のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目5]
前記スチレン系エラストマーが、未変性物である、項目1~4のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目6]
前記セルロースナノファイバー1質量部に対して、前記スチレン系エラストマーを0.5質量部~250質量部含む、項目1~5のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目7]
前記スチレン系エラストマーが、芳香族ビニル化合物-共役ジエン化合物ブロック共重合体又はその水素添加物である、項目1~6のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目8]
前記スチレン系エラストマーの230℃及び2.16kgにおけるMFRが、20g/10分以下である、項目1~7のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目9]
前記スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率が10モル%~40モル%である、項目1~8のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目10]
前記スチレン系エラストマーの数平均分子量が10,000~500,000である、項目1~9のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目11]
前記セルロースナノファイバーの数平均繊維径が、2nm~1000nmである、項目1~10のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目12]
前記セルロースナノファイバーの熱分解開始温度が、250℃以上である、項目1~11のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目13]
前記セルロースナノファイバーの比表面積が、10m2/g~200m2/gである、項目1~12のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目14]
分散剤を更に含む、項目1~13のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目15]
前記分散剤が、ポリオキシエチレンユニット含有ポリマーである、項目14に記載の樹脂組成物。
[項目16]
液状ポリマーを更に含む、項目1~15のいずれかに記載の樹脂組成物。
[項目17]
項目1~16のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法であって、
スチレン系エラストマーと、セルロースナノファイバーとを含む混合物を加熱混練する混練工程を含む、方法。
[項目18]
前記混練工程に供される前記セルロースナノファイバーが、液体媒体含有率7質量%以下の乾燥体である、項目17に記載の方法。
[項目19]
項目1~16のいずれかに記載の樹脂組成物を成形してなる、樹脂成形体。
[項目20]
異形押出成形品である、項目19に記載の樹脂成形体。
[項目21]
異形押出成形品の製造方法であって、
項目1~16のいずれかに記載の樹脂組成物を異形押出する工程を含む、方法。
[項目22]
項目1~16のいずれかに記載の樹脂組成物で構成されている、3Dプリント用造形材料。
[項目23]
フィラメント又は粉体の形態を有する、項目22に記載の3Dプリント用造形材料。
[項目24]
項目1~16のいずれかに記載の樹脂組成物又は項目22若しくは23に記載の3Dプリント用造形材料を3Dプリンターにより造形してなる、造形物。
[項目25]
造形物の製造方法であって、
項目1~16のいずれかに記載の樹脂組成物又は項目22若しくは23に記載の3Dプリント用造形材料を3Dプリンターにより造形する工程を含む、方法。
≪Item B≫
[Item 1]
A resin composition comprising a styrene-based elastomer and a tack inhibitor containing cellulose nanofibers.
[Item 2]
The resin composition according to item 1, comprising 10% by mass or more of the styrene-based elastomer.
[Item 3]
The resin composition according to item 1 or 2, comprising 0.1% to 20% by mass of the cellulose nanofibers.
[Item 4]
A resin composition according to any one of items 1 to 3, further comprising an acid-modified styrene elastomer.
[Item 5]
The resin composition according to any one of items 1 to 4, wherein the styrene-based elastomer is an unmodified product.
[Item 6]
A resin composition according to any one of items 1 to 5, comprising 0.5 to 250 parts by mass of the styrene-based elastomer per 1 part by mass of the cellulose nanofiber.
[Item 7]
The resin composition according to any one of items 1 to 6, wherein the styrene-based elastomer is an aromatic vinyl compound-conjugated diene compound block copolymer or a hydrogenated product thereof.
[Item 8]
The resin composition according to any one of items 1 to 7, wherein the MFR of the styrene-based elastomer at 230°C and 2.16 kg is 20 g/10 min or less.
[Item 9]
The resin composition according to any one of items 1 to 8, wherein the styrene unit ratio of the styrene-based elastomer is 10 mol% to 40 mol%.
[Item 10]
The resin composition according to any one of items 1 to 9, wherein the number average molecular weight of the styrene-based elastomer is 10,000 to 500,000.
[Item 11]
The resin composition according to any one of items 1 to 10, wherein the number-average fiber diameter of the cellulose nanofibers is 2 nm to 1000 nm.
[Item 12]
The resin composition according to any one of items 1 to 11, wherein the thermal decomposition initiation temperature of the cellulose nanofiber is 250°C or higher.
[Item 13]
The resin composition according to any one of items 1 to 12, wherein the specific surface area of the cellulose nanofibers is 10 /g to 200 /g.
[Item 14]
A resin composition according to any one of items 1 to 13, further comprising a dispersant.
[Item 15]
The resin composition according to item 14, wherein the dispersant is a polyoxyethylene unit-containing polymer.
[Item 16]
A resin composition according to any one of items 1 to 15, further comprising a liquid polymer.
[Item 17]
A method for producing a resin composition as described in any of items 1 to 16,
A method comprising a kneading step of heating and kneading a mixture containing a styrene-based elastomer and cellulose nanofibers.
[Item 18]
The method according to item 17, wherein the cellulose nanofibers subjected to the kneading step are a dry body with a liquid medium content of 7% by mass or less.
[Item 19]
A resin molded article obtained by molding a resin composition described in any of items 1 to 16.
[Item 20]
A resin molded product as described in item 19, which is a deformed extruded product.
[Item 21]
A method for manufacturing a deformed extruded product,
A method comprising the step of extruding a resin composition described in any of items 1 to 16 into a deformed shape.
[Item 22]
A 3D printing material comprising a resin composition described in any of items 1 to 16.
[Item 23]
A 3D printing material as described in item 22, having the form of a filament or powder.
[Item 24]
A molded object obtained by 3D printing using a resin composition described in any of items 1 to 16 or a 3D printing material described in item 22 or 23.
[Item 25]
A method for manufacturing a molded object,
A method comprising the step of fabricating a resin composition described in any of items 1 to 16 or a 3D printing material described in item 22 or 23 using a 3D printer.

以下、実施例を挙げて本発明の例示の態様を更に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されない。The following describes illustrative embodiments of the present invention with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

≪評価方法≫
<酸変性スチレン系エラストマー及びスチレン系エラストマー>
[酸変性率(マレイン化率)]
製品カタログの値を示した。
≪Evaluation Method≫
<Acid-modified styrene elastomers and styrene elastomers>
[Acid denaturation rate (maleinization rate)]
The values shown are from the product catalog.

[スチレンユニット比率]
製品カタログの値を示した。
[Styrene unit ratio]
The values shown are from the product catalog.

[230℃、2.16kgにおけるMFR]
製品カタログの値を示した。
[MFR at 230°C, 2.16 kg]
The values shown are from the product catalog.

<液状ポリマー>
[25℃における粘度]
ゴムの粘度は、B型粘度計を用いて測定した。
<Liquid Polymer>
[Viscosity at 25°C]
The viscosity of the rubber was measured using a B-type viscometer.

<セルロースナノファイバー>
セルロースナノファイバーについて、以下の評価を行った。
[多孔質シートの作製]
まず、濃縮ケーキをtert-ブタノール中に添加し、さらにミキサー等で凝集物が無い状態まで分散処理を行った。セルロースナノファイバー固形分重量0.5gに対し、濃度が0.5質量%となるように調整した。得られたtert-ブタノール分散液100gをろ紙上で濾過した。濾過物はろ紙から剥離させずに、ろ紙と共により大きなろ紙2枚の間に挟み、かつ、そのより大きなろ紙の縁をおもりで押さえつけながら、150℃のオーブンにて5分間乾燥させた。その後、ろ紙を剥離して歪みの少ない多孔質シートを得た。このシートの透気抵抗度がシート目付10g/m2あたり100sec/100ml以下のものを多孔質シートとし、測定サンプルとして使用した。
23℃、50%RHの環境で1日静置したサンプルの目付W(g/m2)を測定した後、王研式透気抵抗試験機(旭精工(株)製、型式EG01)を用いて透気抵抗度R(sec/100ml)を測定した。この時、下記式に従い、10g/m2目付あたりの値を算出した。
目付10g/m2あたり透気抵抗度(sec/100ml)=R/W×10
<Cellulose nanofiber>
The following evaluations were conducted on cellulose nanofibers.
[Fabrication of porous sheets]
First, the concentrated cake was added to tert-butanol and then dispersed using a mixer or similar device until no aggregates remained. The concentration was adjusted to 0.5% by mass for every 0.5 g of cellulose nanofiber solids. 100 g of the resulting tert-butanol dispersion was filtered on filter paper. The filtrate was not removed from the filter paper, but sandwiched between two larger sheets of filter paper, and the edges of the larger sheets were pressed down with weights while drying in a 150°C oven for 5 minutes. After that, the filter paper was removed to obtain a porous sheet with minimal distortion. Sheets with an air permeability resistance of 100 sec/100 ml or less per 10 g/ of sheet basis were selected as porous sheets and used as measurement samples.
After measuring the basis weight W (g/ ) of the sample, which had been left standing for one day in an environment of 23°C and 50% RH, the air permeability resistance R (sec/100ml) was measured using a Wangyan-type air permeability resistance tester (manufactured by Asahi Seiko Co., Ltd., model EG01). At this time, the value per 10 g/ basis weight was calculated according to the following formula.
Air permeability resistance per 10 g/ (sec/100 ml) = R/W × 10

[重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)及びMw/Mn比]
多孔質シートを0.88g秤量し、ハサミで小片に切り刻んだ後、軽く攪拌したうえで、純水20mLを加え1日放置した。次に遠心分離によって水と固形分を分離した。続いてアセトン20mLを加え、軽く攪拌したうえで1日放置した。次に遠心分離によってアセトンと固形分を分離した。続いてN、N-ジメチルアセトアミド20mLを加え、軽く攪拌したうえで1日放置した。再度、遠心分離によってN、N-ジメチルアセトアミドと固形分を分離したのち、N,N-ジメチルアセトアミド20mLを加え、軽く攪拌したうえで1日放置した。遠心分離によってN,N-ジメチルアセトアミドと固形分を分離し、固形分に塩化リチウムが8質量パーセントになるように調液したN,N-ジメチルアセトアミド溶液を19.2g加え、スターラーで攪拌し、目視で溶解するのを確認した。セルロースナノファイバーを溶解させた溶液を0.45μmフィルターでろ過し、ろ液をゲルパーミエーションクロマトグラフィ用の試料として供した。用いた装置と測定条件は下記である。
装置 :東ソー社 HLC-8120
カラム:TSKgel SuperAWM-H(6.0mmI.D.×15cm)×2本
検出器:RI検出器
溶離液:N,N-ジメチルアセトアミド(塩化リチウム0.2%)
流速:0.6mL/分
検量線:プルラン換算
[Weight-average molecular weight (Mw), number-average molecular weight (Mn), and Mw/Mn ratio]
0.88 g of porous sheet was weighed, cut into small pieces with scissors, lightly stirred, and then 20 mL of pure water was added and left for 1 day. Next, the water and solids were separated by centrifugation. Then 20 mL of acetone was added, lightly stirred, and left for 1 day. Next, the acetone and solids were separated by centrifugation. Then 20 mL of N,N-dimethylacetamide was added, lightly stirred, and left for 1 day. After separating the N,N-dimethylacetamide and solids again by centrifugation, 20 mL of N,N-dimethylacetamide was added, lightly stirred, and left for 1 day. The N,N-dimethylacetamide and solids were separated by centrifugation, and 19.2 g of N,N-dimethylacetamide solution, prepared so that lithium chloride was 8 mass percent, was added to the solids, stirred with a stirrer, and visually confirmed to be dissolved. The solution containing dissolved cellulose nanofibers was filtered through a 0.45 μm filter, and the filtrate was used as a sample for gel permeation chromatography. The equipment and measurement conditions used are as follows.
Equipment: Tosoh Corporation HLC-8120
Column: TSKgel SuperAWM-H (6.0 mm I.D. × 15 cm) × 2 Detector: RI detector Eluent: N,N-dimethylacetamide (lithium chloride 0.2%)
Flow rate: 0.6 mL/min Calibration curve: Pullulan equivalent

[アルカリ可溶多糖類平均含有率]
アルカリ可溶多糖類含有率は、セルロースナノファイバーについて非特許文献(木質科学実験マニュアル、日本木材学会編、92~97頁、2000年)に記載の手法より、ホロセルロース含有率(Wise法)からαセルロース含有率を差し引くことで求めた。1つのサンプルにつき3回アルカリ可溶多糖類含有率を算出し、算出したアルカリ可溶多糖類含有率の数平均をセルロースナノファイバーのアルカリ可溶多糖類平均含有率とした。
[Average content of alkali-soluble polysaccharides]
The alkali-soluble polysaccharide content was determined for cellulose nanofibers by subtracting the α-cellulose content from the holocellulose content (Wise method), using the method described in the non-patent literature (Wood Science Experiment Manual, edited by the Japan Wood Research Society, pp. 92-97, 2000). The alkali-soluble polysaccharide content was calculated three times for each sample, and the number average of the calculated alkali-soluble polysaccharide content was taken as the average alkali-soluble polysaccharide content of the cellulose nanofibers.

[酸不溶成分平均含有率]
酸不溶成分の定量は、セルロースナノファイバーについて非特許文献(木質科学実験マニュアル、日本木材学会編、92~97頁、2000年)に記載のクラーソン法で行った。絶乾させたセルロースナノファイバーを精秤し、所定の容器に入れて72質量%濃硫酸を加え、内容物が均一になるようにガラス棒で適宜押した後、オートクレーブしてセルロース及びヘミセルロースを酸溶液中に溶解させた。放冷後に内容物をガラスファイバーろ紙で濾過し、酸不溶成分を残渣として得た。この酸不溶成分重量より酸不溶成分含有率を算出し、そして、3サンプルについて算出した酸不溶成分含有率の数平均を酸不溶成分平均含有率とした。
[Average content of acid-insoluble components]
The acid-insoluble components were quantified using the Claesson method described in a non-patent document (Wood Science Experiment Manual, edited by the Japan Wood Research Society, pp. 92-97, 2000) for cellulose nanofibers. Absolutely dried cellulose nanofibers were accurately weighed, placed in a designated container, and 72% by mass concentrated sulfuric acid was added. After pressing the contents uniformly with a glass rod, the mixture was autoclaved to dissolve the cellulose and hemicellulose in the acid solution. After cooling, the contents were filtered through glass fiber filter paper to obtain the acid-insoluble components as residue. The acid-insoluble component content was calculated from the weight of these components, and the number average of the acid-insoluble component content calculated for three samples was taken as the average acid-insoluble component content.

[結晶化度]
多孔質シートのX線回折測定を行い、下記式より結晶化度を算出した。
結晶化度(%)=[I(200)-I(amorphous)]/I(200)×100
(200):セルロースI型結晶における200面(2θ=22.5°)による回折ピーク強度
(amorphous):セルロースI型結晶におけるアモルファスによるハローピーク強度であって、200面の回折角度より4.5°低角度側(2θ=18.0°)のピーク強度
(X線回折測定条件)
装置 MiniFlex(株式会社リガク製)
操作軸 2θ/θ
線源 CuKα
測定方法 連続式
電圧 40kV
電流 15mA
開始角度 2θ=5°
終了角度 2θ=30°
サンプリング幅 0.020°
スキャン速度 2.0°/min
サンプル:試料ホルダー上に多孔質シートを貼り付け
[Crystallization]
X-ray diffraction measurements were performed on the porous sheet, and the degree of crystallinity was calculated using the following formula.
Crystallinity (%) = [I (200) - I (amorphous) ] / I (200) × 100
I (200) : Diffraction peak intensity at the 200 plane (2θ = 22.5°) in a cellulose type I crystal. I (amorphous) : Halo peak intensity due to amorphous material in a cellulose type I crystal, at a peak angle 4.5° lower than the diffraction angle of the 200 plane (2θ = 18.0°) (X-ray diffraction measurement conditions).
Device: MiniFlex (manufactured by Rigaku Corporation)
Operation axis 2θ/θ
Radiation source CuKα
Measurement method: Continuous; Voltage: 40kV
Current 15mA
Starting angle 2θ=5°
Ending angle 2θ = 30°
Sampling width 0.020°
Scan speed: 2.0°/min
Sample: A porous sheet is attached to the sample holder.

[数平均繊維径]
濃縮ケーキをtert-ブタノールで0.01質量%まで希釈し、高剪断ホモジナイザー(IKA製、商品名「ウルトラタラックスT18」)を用い、処理条件:回転数15,000rpm×3分間で分散させ、オスミウム蒸着したシリコン基板上にキャストし、風乾したものを、高分解能走査型電子顕微鏡(日立ハイテク社製、Regulus8220)で測定した。測定は、少なくとも100本のセルロースナノファイバーが観測されるように倍率を調整して行い、無作為に選んだ100本のセルロースナノファイバーの径(D)を測定し、100本のセルロースナノファイバーの加算平均を数平均繊維径として算出した。
[Number average fiber diameter]
The concentrated cake was diluted with tert-butanol to 0.01% by mass, dispersed using a high-shear homogenizer (IKA, product name "Ultra-Turrax T18") under the following conditions: rotation speed 15,000 rpm for 3 minutes, cast onto an osmium-deposited silicon substrate, and air-dried. The resulting material was then measured using a high-resolution scanning electron microscope (Hitachi High-Tech Corporation, Regulus 8220). The measurement was performed by adjusting the magnification so that at least 100 cellulose nanofibers could be observed. The diameter (D) of 100 randomly selected cellulose nanofibers was measured, and the number-average fiber diameter was calculated by adding the average of the 100 cellulose nanofibers.

[アスペクト比]
樹脂組成物中のセルロースナノファイバーの数平均繊維長L、数平均繊維径D、及び数平均アスペクト比(L/D)は、光学顕微鏡を用いて以下の手順で測定される値である。樹脂とセルロースナノファイバーを加熱混練して作製した樹脂組成物を測定サンプルとし、ホットステージで220℃に加熱しながら、樹脂中のセルロースナノファイバーを光学顕微鏡で計測して求めた。具体的には、無作為に選んだ200本のセルロースナノファイバーの長さ及び径を計測し、比を算出した。そして、それぞれの数平均値を数平均繊維長L及び数平均繊維径Dとし、数平均アスペクト比(L/D)を算出した。
[Aspect Ratio]
The number-average fiber length L, number-average fiber diameter D, and number-average aspect ratio (L/D) of cellulose nanofibers in a resin composition are measured using an optical microscope according to the following procedure. A resin composition prepared by heating and kneading resin and cellulose nanofibers was used as a measurement sample, and the cellulose nanofibers in the resin were measured with an optical microscope while heating to 220°C on a hot stage. Specifically, the length and diameter of 200 randomly selected cellulose nanofibers were measured, and the ratio was calculated. Then, the number-average values of each were taken as the number-average fiber length L and number-average fiber diameter D, and the number-average aspect ratio (L/D) was calculated.

[比表面積]
比表面積・細孔分布測定装置(Nova-4200e,カンタクローム・インスツルメンツ社製)にて、多孔質シート約0.2gを真空下、120℃で5時間乾燥させた後、液体窒素の沸点における窒素ガスの吸着量を相対蒸気圧(P/P0)が0.05以上0.2以下の範囲にて5点測定した後(多点法)、同装置プログラムによりBET比表面積(m2/g)を算出した。
[Specific surface area]
Using a specific surface area and pore distribution analyzer (Nova-4200e, manufactured by Quantachrome Instruments), approximately 0.2 g of a porous sheet was dried under vacuum at 120°C for 5 hours. The amount of nitrogen gas adsorbed at the boiling point of liquid nitrogen was then measured at five points (multi-point method) within the range of relative vapor pressure (P/P 0 ) between 0.05 and 0.2. The BET specific surface area ( /g) was then calculated using the analyzer's program.

[熱分解開始温度(TD)]
多孔質シートの熱分析を以下の測定法にて行った。
装置:Rigaku社製、Thermo plus EVO2
サンプル:多孔質シートから円形に切り抜いたものをアルミ試料パン中に10mg分重ねて入れた。
サンプル量:10mg
測定条件:窒素フロー100ml/min中で、室温から150℃まで昇温速度:10℃/minで昇温し、150℃で1時間保持した後、そのまま450℃まで昇温速度:10℃/minで昇温した。
D算出方法:横軸が温度、縦軸が重量残存率%のグラフから求めた。多孔質シートの150℃(水分がほぼ除去された状態)での重量(重量減少量0wt%)を起点としてさらに昇温を続け、1wt%重量減少時の温度と2wt%重量減少時の温度とを通る直線を得た。この直線と、重量減少量0wt%の起点を通る水平線(ベースライン)とが交わる点の温度を熱分解開始温度(TD)とした。
[Thermal decomposition start temperature ( TD )]
Thermal analysis of the porous sheet was performed using the following measurement method.
Equipment: Rigaku Thermo Plus EVO2
Sample: Circular pieces cut from a porous sheet were stacked in aluminum sample pans, with 10 mg of each piece placed on top.
Sample amount: 10 mg
Measurement conditions: In a nitrogen flow of 100 ml/min, the temperature was raised from room temperature to 150°C at a rate of 10°C/min, held at 150°C for 1 hour, and then continued to rise to 450°C at a rate of 10°C/min.
Method for calculating TD : TD was calculated from a graph with temperature on the horizontal axis and weight retention percentage on the vertical axis. Starting from the weight of the porous sheet at 150°C (when moisture is almost completely removed) (weight loss of 0 wt%), the temperature was further increased to obtain a straight line passing through the temperatures at 1 wt% weight loss and 2 wt% weight loss. The temperature at the point where this straight line intersects with a horizontal line (baseline) passing through the starting point of 0 wt% weight loss was defined as the thermal decomposition onset temperature ( TD ).

[1wt%重量減少温度]
前記TD算出時に用いた1wt%重量減少時の温度を1wt%重量減少温度とした。
[1wt% weight loss temperature]
The temperature at which a 1 wt% weight loss occurred, used in the calculation of TD, was defined as the 1 wt% weight loss temperature.

[250℃重量減少率]
装置:Rigaku社製、Thermo plus EVO2
サンプル:多孔質シートから円形に切り抜いたものをアルミ試料パン中に10mg分重ねて入れた。
サンプル量:10mg
測定条件:窒素フロー100ml/min中で、室温から150℃まで昇温速度:10℃/minで昇温し、150℃で1時間保持した後、150℃から250℃まで昇温速度:10℃/minで昇温し、そのまま250℃で2時間保持した。250℃に到達した時点での重量W0を起点として、2時間250℃で保持した後の重量をW1とし、下記式より求めた。
250℃重量減少率(%):(W0-W1)/W0}×100
[250℃ weight loss rate]
Equipment: Rigaku Thermo Plus EVO2
Sample: Circular pieces cut from a porous sheet were stacked in aluminum sample pans, with 10 mg of each piece placed on top.
Sample amount: 10 mg
Measurement conditions: In a nitrogen flow of 100 ml/min, the temperature was raised from room temperature to 150°C at a rate of 10°C/min, held at 150°C for 1 hour, then raised from 150°C to 250°C at a rate of 10°C/min, and held at 250°C for 2 hours. The weight W0 at the time of reaching 250°C was used as the starting point, and the weight after holding at 250°C for 2 hours was defined as W1, which was calculated using the following formula.
250℃ weight loss rate (%): (W0-W1)/W0}×100

[THFを用いて樹脂組成物から分離したセルロースナノファイバーの重量増加率]
セルロースナノファイバーを樹脂組成物から分離することは当業者に一般的な方法で容易に行える。分離は、以下の方法で行った。樹脂組成物の破断片1.5g程を用い、樹脂破断片をTHF70mlへ溶解させ、可溶分(樹脂)と不溶分(セルロースナノファイバー及び繊維表面に吸着した樹脂)に分離した。不溶分を濾紙で濾した後に、真空乾燥機で、80℃、3時間乾燥し濃縮を行い、不溶分重量を測定した。セルロースナノファイバーの重量増加率は以下の式から算出した。なお、下記の理論重量とは、セルロースナノファイバーの仕込み重量である。
セルロースナノファイバーの重量増加率(%) = (不溶分重量-破断片中に含まれるセルロースナノファイバーの理論重量) ÷ 破断片中に含まれるセルロースナノファイバーの理論重量 × 100
[Weight increase rate of cellulose nanofibers separated from resin composition using THF]
Separating cellulose nanofibers from a resin composition can be easily performed by methods common to those skilled in the art. The separation was carried out by the following method: Using approximately 1.5 g of fragments of the resin composition, the resin fragments were dissolved in 70 ml of THF, and the soluble components (resin) and insoluble components (cellulose nanofibers and resin adsorbed on the fiber surface) were separated. After filtering the insoluble components through filter paper, the mixture was dried in a vacuum dryer at 80°C for 3 hours to concentrate it, and the weight of the insoluble components was measured. The weight increase rate of cellulose nanofibers was calculated using the following formula. Note that the theoretical weight below is the initial weight of the cellulose nanofibers.
Weight increase rate of cellulose nanofibers (%) = (Weight of insoluble matter - Theoretical weight of cellulose nanofibers contained in the fragment) ÷ Theoretical weight of cellulose nanofibers contained in the fragment × 100

<樹脂組成物>
[破断時の白化度合(ボイド量)]
JIS K-6251の引張試験法で試験後の試験片を用い、破断箇所(ND方向2×TD方向3×MD方向4mm)をX線CTを用いてMD/TD方向断面の観察を行った。
装置:ブルカー社 X-CT Skyscan1272
<条件>管電圧:40kV、管電流:100μA、画素数:2k(2452×1640 pix)、ピクセル分解能:2.4 μm、積算回数:4回、スキャン:0.4°毎、解析処理:スムージング(桑原フィルター2 pix)
次に、観察画像の2値化処理を行い、ボイド箇所を抽出し、単位体積当たりのボイドの総体積の割合(%)を数値化した。
<Resin composition>
[Degree of whitening at fracture (void amount)]
Using specimens tested according to the JIS K-6251 tensile test method, the fracture site (2 mm in the ND direction, 3 mm in the TD direction, and 4 mm in the MD direction) was observed in the MD/TD direction cross-section using X-ray CT.
Equipment: Bruker X-CT Skyscan 1272
<Conditions> Tube voltage: 40kV, Tube current: 100μA, Pixel count: 2k (2452×1640 pixels), Pixel resolution: 2.4μm, Number of integrations: 4, Scan: every 0.4°, Analysis processing: Smoothing (Kuwahara filter 2 pixels)
Next, the observed images were binarized to extract the void areas, and the percentage of the total void volume per unit volume was quantified.

(ボイド箇所の2値化条件)
2値化 0 - 35(global range: 0 - 255)、4voxels以下のobject除去、xy断面で50pixels以上のobjectは異物もしくはそれに由来するアーティファクトであるとみなして除去
(評価基準)
不良:1%以上
可:0.5%以上1%未満
良:0.02以上0.5%未満
優:0.02%未満
(Conditions for binarizing void areas)
Binarization 0 - 35 (global range: 0 - 255), removal of objects smaller than 4 voxels, and removal of objects larger than 50 pixels in the x and y cross-sections, considering them to be foreign matter or artifacts derived therefrom (evaluation criteria).
Poor: 1% or more Acceptable: 0.5% or more but less than 1% Good: 0.02% or more but less than 0.5% Excellent: Less than 0.02%

[ひずみ400%における引張応力、ひずみ50~100%における引張弾性率、引張最大応力、ひずみ]
JIS K-6251の引張試験法により、引張強度、50%伸び時引張応力(50%モジュラス)、100%伸び時引張応力(100%モジュラス)、400%伸び時引張応力(400%モジュラスを測定し、ひずみ400%における引張応力、ひずみ50~100%における引張弾性率(100%モジュラスの50%モジュラスに対する増分をひずみ増分(100%-50%)で除した値)、引張最大応力、及び破断時のひずみを求めた。
[Tensile stress at 400% strain, tensile modulus of elasticity at 50-100% strain, maximum tensile stress, strain]
According to the tensile test method of JIS K-6251, tensile strength, tensile stress at 50% elongation (50% modulus), tensile stress at 100% elongation (100% modulus), and tensile stress at 400% elongation (400% modulus) were measured, and the tensile stress at 400% strain, the tensile modulus of elasticity at 50-100% strain (the value obtained by dividing the increment of 100% modulus relative to 50% modulus by the strain increment (100% - 50%)), the maximum tensile stress, and the strain at fracture were determined.

[着色性]
成形したダンベルの色を目視で評価した。
(評価基準)
不良:キャラメル色
可:薄いキャラメル色
良:乳白色
優:白色又は透明
[Colorability]
The color of the molded dumbbells was visually evaluated.
(Evaluation criteria)
Poor: Caramel colored Acceptable: Light caramel colored Good: Milky white Excellent: White or transparent

[ストランドの表面毛羽立ち性]
押出成形したストランドの表面状態を目視評価した。
(評価基準)
不良:円滑な部分がなく、表面凹凸部が激しい表面状態
可:円滑な部分と表面凹凸部が半々の状態で存在する表面状態
良:表面に若干の毛羽立が見られる表面状態
優:全く毛羽立箇所がない表面状態
[Surface fuzziness of the strand]
The surface condition of the extruded strands was visually evaluated.
(Evaluation criteria)
Poor: No smooth areas, severe surface irregularities. Good: Surface is roughly half smooth and half irregular. Excellent: Slight fuzziness on the surface. Superb: No fuzziness at all.

[タック性]
測定装置として、レスカ社製のタッキング試験機TAC-IIを用いてタック強度を測定した。測定モードは、設定した加圧値までプローブを押し込み、設定した時間が経過するまで加圧値を保持するようにコントロールし続けるConstant Loadを用いた。
具体的には、面積19.625mm2のフラット面を有するステンレス製プローブを、プローブ移動速度:120mm/分、加圧力(荷重):600gf、加圧時間:60秒の条件で、当該ステンレス製プローブのフラット面を測定試料の表面に接触させ、プローブ移動速度(引き離し速度):600mm/分の条件で上方に引き剥がしたときの、プローブタック試験による樹脂組成物の表面におけるタックピーク値を10回測定し、10回の平均値をプローブフラット面の面積で除した数値をタック強度とした。測定は23℃で行った。
[Tuckability]
The tack strength was measured using a TAC-II tacking tester manufactured by Resca Corporation. The measurement mode used was Constant Load, which involves pushing the probe up to a set pressure value and continuously controlling the pressure value to be maintained until a set time has elapsed.
Specifically, a stainless steel probe with a flat surface area of 19.625 mm² was brought into contact with the surface of the sample under the following conditions: probe movement speed: 120 mm/min, applied pressure (load): 600 gf, and pressurization time: 60 seconds. The probe was then pulled upwards at a probe movement speed (detachment speed): 600 mm/min. The tack peak value on the surface of the resin composition was measured 10 times using a probe tack test, and the average value of the 10 measurements was divided by the area of the probe's flat surface to determine the tack strength. The measurements were performed at 23°C.

[ひずみ400%における引張応力、引張最大応力、ひずみ]
ISO 37 type 3試験片を用いて、温度23℃,相対湿度50%の環境下で引張速度5mm/minで引張試験を実施した。ひずみ400%における引張応力、引張最大応力、及び破断時のひずみのデータ5点を算術平均した。
[Tensile stress, maximum tensile stress, and strain at 400% strain]
Tensile tests were performed using ISO 37 type 3 specimens at a temperature of 23°C and a relative humidity of 50% at a tensile speed of 5 mm/min. The arithmetic mean of five data points—tensile stress at 400% strain, maximum tensile stress, and strain at fracture—was calculated.

≪使用材料≫
<スチレン系エラストマー>
SEBS、旭化成株式会社製 タフテックH1062、MFR:4.1g/10min(230℃・2.16kg)
≪Materials used≫
<Styrene-based elastomer>
SEBS, manufactured by Asahi Kasei Corporation, ToughTec H1062, MFR: 4.1 g/10 min (230°C, 2.16 kg)

<酸変性スチレン系エラストマー>
酸変性スチレン系エラストマー1:マレイン酸変性SEBS、旭化成株式会社製 タフテックM1943、MFR:6.5g/10min(230℃・2.16kg)
酸変性スチレン系エラストマー2:マレイン酸変性SEBS、旭化成株式会社製 タフテックM1913、MFR:6.5g/10min(230℃・2.16kg)
酸変性スチレン系エラストマー3:マレイン酸変性SEBS、旭化成株式会社製 タフテックM1911、MFR:4.2g/10min(230℃・2.16kg)
<Acid-modified styrene elastomer>
Acid-modified styrene elastomer 1: Maleic acid-modified SEBS, manufactured by Asahi Kasei Corporation, ToughTec M1943, MFR: 6.5 g/10 min (230°C, 2.16 kg)
Acid-modified styrene elastomer 2: Maleic acid-modified SEBS, manufactured by Asahi Kasei Corporation, ToughTec M1913, MFR: 6.5 g/10 min (230°C, 2.16 kg)
Acid-modified styrene elastomer 3: Maleic acid-modified SEBS, manufactured by Asahi Kasei Corporation, ToughTec M1911, MFR: 4.2 g/10 min (230°C, 2.16 kg)

<セルロースナノファイバー(未修飾CNF)>
コットンリンターパルプ3質量部を水27質量部に浸漬させて、パルパーで分散を行った。パルパー処理したコットンリンターパルプスラリー30質量部(内、コットンリンターパルプ3質量部)に水を170質量部入れて水中に分散させて(固形分率1.5質量%)、ディスクリファイナー装置として相川鉄工(株)製SDR14型ラボリファイナー(加圧型DISK式)を用い、ディスク間のクリアランスを1mmとして該水分散体を30分間叩解処理した。それに引き続き、クリアランスをほとんどゼロに近いレベルにまで低減させた条件下で徹底的に叩解を行い、叩解水分散体(固形分濃度:1.5質量%)を得た。得られた叩解水分散体を、そのまま高圧ホモジナイザー(ニロ・ソアビ社(伊)製NSO15H)を用いて操作圧力100MPa下で10回微細化処理し、セルロースナノファイバースラリー(固形分濃度:1.5質量%)を得た。そして、脱水機により固形分率10質量%まで濃縮し、セルロースナノファイバーのケーキを得た。セルロースナノファイバーの性状値は以下のとおりである。
重量平均分子量(Mw): 380000
数平均分子量(Mn): 80000
アルカリ可溶多糖類平均含有率: 3.8%
酸不溶成分平均含有率: 3.1%
結晶化度: 85%
数平均繊維径: 75nm
比表面積: 34m2/g
熱分解開始温度(TD): 283℃
1wt%重量減少温度: 297℃
250℃重量減少率: 2.8%
<Cellulose nanofiber (unmodified CNF)>
Three parts by mass of cotton linter pulp were immersed in 27 parts by mass of water and dispersed using a pulper. Thirty parts by mass of the pulper-treated cotton linter pulp slurry (of which three parts by mass were cotton linter pulp) were dispersed in water with 170 parts by mass of water (solid content 1.5% by mass), and the aqueous dispersion was beaten for 30 minutes using an SDR14 type laboratory refiner (pressure type disk type) manufactured by Aikawa Iron Works Co., Ltd., with a clearance between disks of 1 mm. Subsequently, the dispersion was thoroughly beaten under conditions where the clearance was reduced to a level close to zero to obtain a beaten aqueous dispersion (solid content concentration: 1.5% by mass). The obtained beaten aqueous dispersion was then subjected to 10 micronization treatments using a high-pressure homogenizer (NSO15H manufactured by Nilo Soavi (Italy)) at an operating pressure of 100 MPa to obtain a cellulose nanofiber slurry (solid content concentration: 1.5% by mass). The mixture was then concentrated to a solid content of 10% by mass using a dehydrator to obtain a cellulose nanofiber cake. The properties of the cellulose nanofiber are as follows.
Weight average molecular weight (Mw): 380000
Number average molecular weight (Mn): 80000
Average content of alkali-soluble polysaccharides: 3.8%
Average content of acid-insoluble components: 3.1%
Crystallinity: 85%
Number-average fiber diameter: 75 nm
Specific surface area: 34m 2 /g
Thermal decomposition start temperature (T D ): 283°C
1wt% weight loss temperature: 297℃
250℃ weight loss rate: 2.8%

<分散剤>
ポリエチレングリコール:PEG6000、三洋化成社製
<Dispersant>
Polyethylene glycol: PEG6000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.

<液状ポリマー>
液状ポリブタジエン:クレイバレー社製 RICON 184、25℃における粘度:75000mPa・s
<Liquid Polymer>
Liquid polybutadiene: RICON 184, manufactured by Clay Valley, viscosity at 25°C: 75,000 mPa·s

≪樹脂組成物の製造≫
<実施例1>
セルロースナノファイバーケーキ、RICON 184及びPEG6000を、固形分重量として7:4:3の比率で配合し、株式会社小平製作所製プラネタリーミキサー(型番:ACM-5LVT:パドル型)条件:ジャケット温度80℃、307rpmで撹拌しながら、真空ポンプで-90kPaまで減圧した。品温が70℃に達するまで減圧乾燥を実施し、セルロースナノファイバー粉末を得た。得られたセルロースナノファイバー粉末、SEBS、酸変性スチレン系エラストマー1を表1に示す組成物の割合で配合し、バッチ式二軸混練機(DSM社製Explore)により200℃、200rpmの条件で5分溶融し、専用卓上射出成型機(DSM社製)を用いて金型温度80℃で試験片(ISO 37 type 3)を作製した。
Manufacturing of resin compositions
<Example 1>
Cellulose nanofiber cake, RICON 184, and PEG6000 were blended in a solid weight ratio of 7:4:3. The mixture was stirred in a Kodaira Seisakusho Co., Ltd. planetary mixer (model: ACM-5LVT: paddle type) under the conditions of a jacket temperature of 80°C and 307 rpm, while the pressure was reduced to -90 kPa using a vacuum pump. Vacuum drying was carried out until the product temperature reached 70°C to obtain cellulose nanofiber powder. The obtained cellulose nanofiber powder, SEBS, and acid-modified styrene elastomer 1 were blended in the proportions shown in Table 1. The mixture was melted for 5 minutes at 200°C and 200 rpm using a batch-type twin-screw kneader (DSM Explorer), and test specimens (ISO 37 type 3) were prepared using a dedicated tabletop injection molding machine (DSM) at a mold temperature of 80°C.

<実施例2~11、比較例1~3>
配合を表1記載の通りに変えた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を得た。
<Examples 2-11, Comparative Examples 1-3>
A resin composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that the formulation was changed as shown in Table 1.

本開示に係る樹脂組成物は、良好な物性を有する成形体を形成し得ることから、産業用機械部品、一般機械部品、自動車・鉄道・車両・船舶・航空宇宙関連部品、電子・電気部品、建築・土木材料、生活用品、スポーツ・レジャー用品、風力発電用筐体部材、容器・包装部材、等の広範な用途に好適に適用され得る。The resin composition relating to this disclosure can form molded articles with good physical properties and can therefore be suitably applied to a wide range of applications, such as industrial machine parts, general machine parts, automobile, railway, vehicle, ship, and aerospace-related parts, electronic and electrical components, building and civil engineering materials, household goods, sports and leisure goods, wind turbine housing components, containers and packaging components, etc.

Claims (22)

スチレン系エラストマー含有エラストマー組成物製造用の粉体であって、
セルロースナノファイバーと、
親水性高分子であるポリアルキレングリコールを含む分散剤と、
液状ポリマーと、
を含む、粉体。
A powder for manufacturing styrene-based elastomer-containing elastomer compositions,
Cellulose nanofibers and
A dispersant containing polyalkylene glycol, which is a hydrophilic polymer ,
Liquid polymer and
A powder containing [something].
前記分散剤が、ポリアルキレングリコールである、請求項1に記載の粉体。 The powder according to claim 1, wherein the dispersant is polyalkylene glycol. 前記セルロースナノファイバー100質量部に対して、前記分散剤の量が1質量部~200質量部である、請求項1に記載の粉体。 The powder according to claim 1, wherein the amount of the dispersant is 1 to 200 parts by mass per 100 parts by mass of the cellulose nanofiber. 前記セルロースナノファイバー100質量部に対して、前記液状ポリマーの量が5質量部~400質量部である、請求項1に記載の粉体。 The powder according to claim 1, wherein the amount of the liquid polymer is 5 to 400 parts by mass per 100 parts by mass of the cellulose nanofiber. 前記セルロースナノファイバーの数平均繊維径が、2nm~1000nmである、請求項1に記載の粉体。 The powder according to claim 1, wherein the number-average fiber diameter of the cellulose nanofibers is 2 nm to 1000 nm. 前記セルロースナノファイバーの熱分解開始温度が、250℃以上である、請求項1に記載の粉体。 The powder according to claim 1, wherein the thermal decomposition initiation temperature of the cellulose nanofiber is 250°C or higher. 前記セルロースナノファイバーの比表面積が、10m2/g~200m2/gである、請求項1に記載の粉体。 The powder according to claim 1, wherein the specific surface area of the cellulose nanofibers is 10 /g to 200 /g. 請求項1に記載の粉体と、酸変性スチレン系エラストマーと、スチレン系エラストマーとを含む、エラストマー組成物。 An elastomer composition comprising the powder described in claim 1, an acid-modified styrene-based elastomer, and a styrene-based elastomer. 前記エラストマー組成物100質量%中、前記酸変性スチレン系エラストマーと前記スチレン系エラストマーとの合計量が、60質量%以上である、請求項8に記載のエラストマー組成物。 The elastomer composition according to claim 8, wherein the total amount of the acid-modified styrene-based elastomer and the styrene-based elastomer is 60% by mass or more of the elastomer composition as described above. 前記スチレン系エラストマー100質量部に対して、前記酸変性スチレン系エラストマーの量が0.5質量部~50質量部である、請求項8に記載のエラストマー組成物。 The elastomer composition according to claim 8, wherein the amount of the acid-modified styrene elastomer is 0.5 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of the styrene elastomer. 前記酸変性スチレン系エラストマーの酸変性率が、0.2質量%~2.5質量%である、請求項8に記載のエラストマー組成物。 The elastomer composition according to claim 8, wherein the acid modification rate of the acid-modified styrene-based elastomer is 0.2% by mass to 2.5% by mass. 前記酸変性スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率に対する、前記スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率の比(スチレン系エラストマーのスチレン比率/酸変性スチレン系エラストマーのスチレン比率)が、0.3~2.5である、請求項8に記載のエラストマー組成物。 The elastomer composition according to claim 8, wherein the ratio of the styrene unit ratio of the styrene-based elastomer to the styrene unit ratio of the acid-modified styrene-based elastomer (styrene ratio of the styrene-based elastomer / styrene ratio of the acid-modified styrene-based elastomer) is 0.3 to 2.5. 前記酸変性スチレン系エラストマーにおいて、酸変性率に対するスチレンユニット比率の比(スチレンユニット比率/酸変性率)が、5~90である、請求項8に記載のエラストマー組成物。 The elastomer composition according to claim 8, wherein the ratio of styrene units to the acid modification rate (styrene unit ratio / acid modification rate) in the acid-modified styrene elastomer is 5 to 90. 前記セルロースナノファイバー100質量%に対して、前記酸変性スチレン系エラストマーの酸変性基量が、0.2質量%~5.0質量%である、請求項8に記載のエラストマー組成物。 The elastomer composition according to claim 8, wherein the amount of acid-modified groups in the acid-modified styrene-based elastomer is 0.2% to 5.0% by mass, relative to 100% by mass of the cellulose nanofibers. セルロースナノファイバーと、
親水性高分子であるポリアルキレングリコールを含む分散剤と、
液状ポリマーと、
スチレン系エラストマーと、
を含む、エラストマー組成物。
Cellulose nanofibers and
A dispersant containing polyalkylene glycol, which is a hydrophilic polymer ,
Liquid polymer and
Styrene-based elastomer and
An elastomer composition containing [the specified element].
前記セルロースナノファイバー1質量部に対して、前記スチレン系エラストマーの量が0.5質量部~250質量部である、請求項8~15のいずれか一項に記載のエラストマー組成物。 The elastomer composition according to any one of claims 8 to 15, wherein the amount of the styrene-based elastomer is 0.5 to 250 parts by mass per 1 part by mass of the cellulose nanofiber. 前記セルロースナノファイバーを、0.1質量%~20質量%含む、請求項8~15のいずれか一項に記載のエラストマー組成物。 The elastomer composition according to any one of claims 8 to 15, comprising 0.1% to 20% by mass of the cellulose nanofibers. 前記スチレン系エラストマーのスチレンユニット比率が10質量%~45質量%である、請求項8~15のいずれか一項に記載のエラストマー組成物。 The elastomer composition according to any one of claims 8 to 15, wherein the styrene unit ratio of the styrene-based elastomer is 10% to 45% by mass. 請求項8~15のいずれか一項に記載のエラストマー組成物の製造方法であって、
前記スチレン系エラストマーと、前記セルロースナノファイバーとを含む混合物を加熱混練することを含む、方法。
A method for producing an elastomer composition according to any one of claims 8 to 15,
A method comprising heating and kneading a mixture containing the styrene-based elastomer and the cellulose nanofiber.
請求項8~15のいずれか一項に記載のエラストマー組成物を成形してなる、成形体。 A molded article obtained by molding an elastomer composition according to any one of claims 8 to 15. 請求項8~15のいずれか一項に記載のエラストマー組成物で構成されている、3Dプリント用造形材料。 A 3D printing material comprising the elastomer composition described in any one of claims 8 to 15. 請求項8~15のいずれか一項に記載のエラストマー組成物を3Dプリンターにより造形してなる、造形物。 A molded object obtained by 3D printing an elastomer composition according to any one of claims 8 to 15.
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