包含纤维素和分散剂的组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及包含纤维素和分散剂的组合物。
【背景技术】
[0002] 纤维素纤维是所有植物的基本骨架物质，在地球上蓄积有超过一兆吨。另外，纤维 素纤维是不仅具有钢铁的1/5的重量，还具有钢铁的5倍W上的强度、玻璃的1/50的低线 热膨胀系数的纤维。因此，已有在树脂等基质中含有纤维素纤维作为填料而赋予机械强度 的技术（专利文献1)。另外，为了使纤维素纤维所具有的机械强度进一步提高，将纤维素 纤维开纤，从而制造出纤维素纳米纤维（CNF，微纤化植物纤维）（专利文献2)。与CNF同样 地，作为对纤维素纤维进行开纤处理后的材料，已知纤维素纳米晶体（CNC)。CNF是通过对 纤维素纤维实施机械性开纤等处理而得到的纤维，且为纤维宽度4~lOOnm左右，纤维长度 5ym程度W上的纤维。CNC是通过对纤维素纤维实施酸水解等化学性处理而得到的结晶， 结晶宽度10~50皿左右，且为结晶长度500皿左右的结晶。运些CNF和CNC统称为纳米 纤维素。纳米纤维素具有高比表面积（250~300m7g)，与钢铁相比，轻质且高强度。
[0003] 纳米纤维素比玻璃的热变形小。高强度且低热膨胀的纳米纤维素作为持续型资源 材料是有用的原材料，例如，开发并创造了W下材料：将纳米纤维素与树脂等高分子材料组 合而制成高强度?低热膨胀的复合材料、气凝胶材料、利用了由CNC的自组织化所引起的 手性向列液晶相的光学异向性材料、纳米纤维素中导入功能性官能团而形成的高功能性材 料。纳米纤维素富含径基，因此为亲水性且极性强，具有与疏水性且无极性的通用性树脂的 相溶性差的一面。在使用了纳米纤维素的材料开发中，进行了如下研究，通过化学处理，进 行纳米纤维素的表面改性或向纳米纤维素导入官能团，使纳米纤维素与通用性树脂的相溶 性提高。目P，研究了使纳米纤维素在通用性树脂中的分散性提高运一内容。
[0004] 另外，研究了向包含纤维素纤维和通用性树脂的组合物中添加分散剂而使纤维素 纤维与通用性树脂的相溶性提高的内容。在专利文献3中，向包含纤维素纤维和热塑性树 脂的树脂组合物中配合炭黑、氧化锋等无机物、多元醇、藍麻油氨化物、藍麻油酸衍生物等 分散剂等，在热塑性树脂中使纤维素纤维分散。在非专利文献1中，使纤维素纳米晶体（纤 维素纳米晶须）吸附表面活性剂，提高纤维素纳米晶体的有机溶剂分散性。在非专利文献 2中，制作将吸附有表面活性剂的纤维素纳米晶体作为增强材的等规立构聚丙締复合材料， 相对于单独的iPP，提高为约1. 4倍的抗拉强度。 阳0化]在专利文献4中记载了如下内容，利用纤维素作为热塑性树脂的增强材时，W抑 制纤维素的凝聚块的发生，将纤维素均匀地分散于树脂中为目的，而使与纤维素纤维为亲 水性且具有特定的HLB值（亲水亲油平衡）的添加剂（低分子系表面活性剂）分散。
[0006] 但是，对于作为现有的分散剂而被使用的成分而言，无法形成与纤维素纤维牢固 且具有热、冲击稳定性的相互作用，或者纤维素纤维相对于树脂的相溶性、亲和性不充分。 因此，对于在树脂中引起纤维素纤维的凝聚的方面、纤维素纤维与树脂的界面的强度不足 的方面等，有改良的余地。
[0007] 现有技术文献 阳00引专利文献
[0009] 专利文献1 :日本特开2008-266630号公报
[0010] 专利文献2 :日本特开2011-213754号公报
[0011] 专利文献3 :日本特开2012-201767号公报
[0012] 专利文献 4 :W02012/111408A1
[0013] 非专利文献
[0014]非专利文献 1 出eux等，Langmuir,Vol. 16,No. 21，2000,8210-8212
[0015]非专利文献 2:Ljungberg等，Polymer,Vol. 47, 2006,6285-6292
【发明内容】
[0016] 发明所要解决的课题
[0017] 本发明的目的在于，提供一种能够使纤维素在树脂中的分散性提高的、包含纤维 素和分散剂的组合物。
[0018] 用于解决课题的手段
[0019] 本发明人等为了解决上述课题而反复进行了潜屯、研究。并且，发明人等发现：若使 用W下的组合物，则使纤维素在树脂中的分散性提高，上述组合物是包含纤维素和分散剂 的组合物，其中，该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚 物结构或梯度共聚物结构。
[0020] 本发明是基于如上所述的见解，进一步反复潜屯、研究而完成的发明。 阳OW 技术方案1.
[0022] 一种组合物，其特征在于，
[0023] 是包含纤维素和分散剂的组合物，
[0024] 其中，该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚物 结构或梯度共聚物结构。 阳0巧]技术方案2.
[00%] 根据上述技术方案1所述的组合物，其特征在于，上述纤维素为选自纤维素纳米 纤维、微纤化纤维素、微晶纤维素、纸浆、木质纤维素、木屑中的至少1种。
[0027] 技术方案3.
[0028] 根据上述技术方案1或2所述的组合物，其特征在于，
[0029] 上述树脂亲和性链段A的基于凝胶渗透色谱法的聚苯乙締换算的数均分子量为 100~20, 000,该树脂亲和性链段A在分散剂全体中所占的比例为5~95质量％，
[0030] 上述纤维素亲和性链段B的基于凝胶渗透色谱法的聚苯乙締换算的数均分子量 为100~20, 000,该纤维素亲和性链段B在分散剂全体中所占的比例为5~95质量％。 阳0川技术方案4.
[0032] 根据上述技术方案1~3中任一项所述的组合物，其特征在于，
[0033] 上述分散剂的基于凝胶渗透色谱法的聚苯乙締换算的数均分子量为200~ 40, 000,分子量分布指数（重均分子量/数均分子量）为1. 0~1. 6。
[0034] 技术方案5.
[0035] 一种树脂组合物，其特征在于，
[0036] 是包含树脂和分散剂的树脂组合物，
[0037]其中，该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚物 结构或梯度共聚物结构。 阳0測技术方案6.
[0039] 根据上述技术方案5所述的树脂组合物，其特征在于，上述树脂为热塑性树脂。 W40] 技术方案7.
[0041] 一种树脂复合组合物，其特征在于，
[0042] 是包含纤维素、树脂、和分散剂的树脂复合组合物，
[0043] 其中，该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚物 结构或梯度共聚物结构。 W44] 技术方案8.
[0045] 一种树脂成形材料，其包含上述技术方案7所述的树脂复合组合物。
[0046] 技术方案9.
[0047] 一种树脂成形体，其是将上述技术方案8所述的树脂成形材料成形而成的。 W4引技术方案10.
[0049] 一种分散剂，其是具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B的分散剂，所述分 散剂具有嵌段共聚物结构或梯度共聚物结构。
[0050] 技术方案11.
[0051] 根据上述技术方案10所述的分散剂，其特征在于，
[0052] 上述树脂亲和性链段A的基于凝胶渗透色谱法的聚苯乙締换算的数均分子量为 100~20, 000,该树脂亲和性链段A在分散剂全体中所占的比例为5~95质量％，
[0053] 上述纤维素亲和性链段B的基于凝胶渗透色谱法的聚苯乙締换算的数均分子量 为100~20, 000,该纤维素亲和性链段B在分散剂全体中所占的比例为5~95质量％。
[0054] 技术方案12. 阳化5] 根据上述技术方案10或11所述的分散剂，其特征在于，
[0056] 上述分散剂的基于凝胶渗透色谱法的聚苯乙締换算的数均分子量为200~ 40, 000,分子量分布指数（重均分子量/数均分子量）为1. 0~1. 6。
[0057] 技术方案13.
[0058] 根据上述技术方案10~12中任一项所述的分散剂，其特征在于，上述树脂亲和性 链段A是包含乙締基系单体单元的链段，上述纤维素亲和性链段B是包含乙締基系单体单 元的链段。
[0059] 技术方案14.
[0060] 根据上述技术方案10~12中任一项所述的分散剂，其特征在于，上述树脂亲和性 链段A是包含选自（甲基）丙締酸醋系单体、（甲基）丙締酷胺系单体和苯乙締系单体中 的至少一种单体单元的链段，上述纤维素亲和性链段B是包含选自（甲基）丙締酸醋系单 体、（甲基）丙締酷胺系单体和苯乙締系单体中的至少一种单体单元的链段。
[0061] 技术方案15.
[0062] 一种树脂复合组合物的制造方法，其特征在于， 柳6引包括：
[0064] (1)将纤维素和分散剂混合，得到包含纤维素和分散剂的组合物的工序；W及 W65] 似将树脂和工序（1)中得到的组合物混合的工序，
[0066] 该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚物结构 或梯度共聚物结构。
[0067] 技术方案16.
[0068] 一种树脂复合组合物的制造方法，其特征在于， W例包括：
[0070] (1)将纤维素和分散剂混合，得到包含纤维素和分散剂的组合物的工序；W及
[0071] (2)将树脂、分散剂和工序（1)中得到的组合物混合的工序，
[0072] 该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚物结构 或梯度共聚物结构。 阳〇7引技术方案17.
[0074] 一种树脂复合组合物的制造方法，其特征在于， W巧]包括：
[0076] (1)将纤维素和分散剂混合，得到包含纤维素和分散剂的组合物的工序；
[0077] 似将树脂和分散剂混合，得到包含树脂和分散剂的树脂组合物的工序拟及
[007引 做将工序（1)中得到的组合物和工序似中得到的树脂组合物混合的工序，
[0079] 该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚物结构 或梯度共聚物结构。
[0080] 技术方案18.
[0081] 一种树脂复合组合物的制造方法，其特征在于， 阳0間包括：
[0083] (1)将纤维素和分散剂混合，得到包含纤维素和分散剂的组合物的工序；
[0084] 似将树脂和分散剂混合，得到包含树脂和分散剂的树脂组合物的工序拟及
[00化](3)将工序（1)中得到的组合物、工序（2)中得到的树脂组合物和树脂混合的工 序，
[0086] 该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚物结构 或梯度共聚物结构。
[0087] 技术方案19.
[0088] 一种树脂复合组合物的制造方法，其特征在于， 阳089] 包括：
[0090] (1)将纤维素和分散剂混合，得到包含纤维素和分散剂的组合物的工序；
[00川 似将树脂和分散剂混合，得到包含树脂和分散剂的树脂组合物的工序拟及
[0092] (3)将工序（1)中得到的组合物、工序（2)中得到的树脂组合物和分散剂混合的工 序，
[0093] 该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚物结构 或梯度共聚物结构。
[0094] 技术方案20.
[00巧]一种树脂复合组合物的制造方法，其特征在于，
[0096] 包括：
[0097] (1)将纤维素和分散剂混合，得到包含纤维素和分散剂的组合物的工序；
[009引 似将树脂和分散剂混合，得到包含树脂和分散剂的树脂组合物的工序拟及
[0099] 做将工序（1)中得到的组合物、工序似中得到的树脂组合物、树脂和分散剂混 合的工序，
[0100] 该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚物结构 或梯度共聚物结构。 阳101] 技术方案21. 阳102] -种树脂复合组合物的制造方法，其特征在于， 阳103]包括：
[0104] (1)将纤维素、树脂和分散剂混合，得到树脂复合组合物的工序；
[0105] 该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚物结构 或梯度共聚物结构。 阳106] 技术方案22. 阳107] -种树脂复合组合物的制造方法，其特征在于， 阳10引包括： 阳109] (1)将树脂和分散剂混合，得到包含分散剂和树脂的树脂组合物的工序拟及
[0110] (2)将纤维素和工序（1)中得到的树脂组合物混合的工序， 阳111 ] 该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚物结构 或梯度共聚物结构。 阳11引技术方案23.
[0113] 一种树脂复合组合物的制造方法，其特征在于，
[0114] 包括：
[011引 （1)将树脂和分散剂混合，得到包含分散剂和树脂的树脂组合物的工序拟及
[0116] (2)将纤维素、树脂和工序（1)中得到的树脂组合物混合的工序，
[0117] 该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚物结构 或梯度共聚物结构。 阳11引技术方案24.
[0119] -种树脂复合组合物的制造方法，其特征在于， 阳120] 包括： 阳121] (1)将树脂和分散剂混合，得到包含分散剂和树脂的树脂组合物的工序；
[0122] (2)将纤维素、分散剂和工序（1)中得到的树脂组合物混合的工序，
[0123] 该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚物结构 或梯度共聚物结构。
[0124] 技术方案25.
[01巧]一种树脂复合组合物的制造方法，其特征在于， 阳1 %] 包括： 阳127] (1)将树脂和分散剂混合，得到包含分散剂和树脂的树脂组合物的工序；
[0128] (2)将纤维素、树脂、分散剂和工序（1)中得到的树脂组合物混合的工序，
[0129] 该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚物结构 或梯度共聚物结构。
[0130] 技术方案26. 阳131] -种树脂复合组合物的制造方法，其特征在于， 阳132] 包括在通过上述技术方案15~25中任一项所述的制造方法而得到的树脂复合组 合物中进一步混合树脂的工序，
[0133] 该分散剂具有树脂亲和性链段A和纤维素亲和性链段B，且具有嵌段共聚物结构 或梯度共聚物结构。
[0134] 发明效果
[0135] 本发明的组合物能够使纤维素在树脂中的分散性提高。
【附图说明】 阳136]图1是表示本发明的组合物中的纤维素与分散剂的相互作用的图。
[0137] 图2是表示本发明的包含纤维素、树脂和分散剂的树脂复合组合物的制造方法的 概要的图。
[0138] 图3是表示本发明的嵌段共聚物的概况的图。
[0139] 图4是表示使用本发明的分散剂，使纤维素纤维与各种有机溶剂混合并进行分散 的图。
[0140] 图5是表示本发明的嵌段共聚物的水/NMP中的乳液的图。 阳141] 图6是表示本发明的包含纤维素和分散剂的组合物的制造方法的概要的图。 阳142] 图7是表示在本发明的树脂复合组合物中树脂形成了薄片状的层的图。 阳143] 图8是表示在本发明的树脂复合组合物中树脂形成了薄片状的层的图。
[0144] 图9是表示在本发