JP7116885B1 - Thermoplastic composite resin - Google Patents
Thermoplastic composite resin Download PDFInfo
- Publication number
- JP7116885B1 JP7116885B1 JP2022038737A JP2022038737A JP7116885B1 JP 7116885 B1 JP7116885 B1 JP 7116885B1 JP 2022038737 A JP2022038737 A JP 2022038737A JP 2022038737 A JP2022038737 A JP 2022038737A JP 7116885 B1 JP7116885 B1 JP 7116885B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- ethylene
- cellulose nanofibers
- thermoplastic
- thermoplastic composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
【課題】本発明は、簡単な工程で製造でき、揮発性物質を含有し、揮発性物質の徐放性を有する、熱可塑性複合樹脂を提供する。【解決手段】本発明の熱可塑性複合樹脂は、熱可塑性樹脂と、セルロースナノファイバーと、エチレン系共重合体と、揮発性物質と、を含有し、前記エチレン系共重合体は、エチレン-メチルメタクリレート共重合体、エチレン-アクリル酸メチル共重合体、及びエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる群から選ばれる少なくとも一種であり、前記揮発性物質の徐放性を有する。【選択図】なしKind Code: A1 The present invention provides a thermoplastic composite resin that can be produced by a simple process, contains a volatile substance, and has a sustained release property of the volatile substance. A thermoplastic composite resin of the present invention contains a thermoplastic resin, cellulose nanofibers, an ethylene-based copolymer, and a volatile substance, and the ethylene-based copolymer is ethylene-methyl It is at least one selected from the group consisting of methacrylate copolymers, ethylene-methyl acrylate copolymers, and ethylene-vinyl acetate copolymers, and has sustained release of the volatile substance. [Selection figure] None
Description
本発明は、揮発性物質の徐放性を備える熱可塑性複合樹脂に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to thermoplastic composite resins with sustained release of volatile substances.
熱可塑性樹脂は、成型がしやすいことから色々なものに利用されている。熱可塑性樹脂の成型や加工には溶解混錬法が広く用いられており、この方法によると熱可塑性樹脂を200℃程度まで高温にしなければならない。そのため、熱可塑性樹脂と揮発性物質を一緒に混錬すると揮発性物質が揮発してしまうので、熱可塑性樹脂に揮発性物質量が残存させにくいという問題点や、残存した揮発性物質の徐放性を備えさせるのが困難であるという問題がある。 Thermoplastic resins are used for various purposes because they are easy to mold. The melting and kneading method is widely used for molding and processing thermoplastic resins, and according to this method, the thermoplastic resin must be heated to a high temperature of about 200°C. Therefore, when the thermoplastic resin and volatile substances are kneaded together, the volatile substances volatilize. There is a problem that it is difficult to equip them with sexuality.
特許文献1には、潮解性化合物と、揮発性化合物が含侵されたポリ乳酸又はポリ乳酸共重合体とを含む除法剤であって、空気中の水(水蒸気)を積極的に取り込むことにより揮発性化合物の放出量を増加させることができることが開示されているが、製造には複数の工程が必要であるという問題点がある。 Patent Document 1 discloses a deliquescent compound and a volatile compound-impregnated polylactic acid or polylactic acid copolymer that actively absorbs water (water vapor) in the air. Although it is disclosed that the emission of volatile compounds can be increased, there is the problem that multiple steps are required for manufacturing.
本発明は、簡単な工程で製造でき、揮発性物質を含有し、その揮発性物質の徐放性を備える熱可塑性複合樹脂を提供する。 The present invention provides a thermoplastic composite resin that can be produced by a simple process, contains a volatile substance, and has a sustained release property of the volatile substance.
上記課題を解決する本発明は次の内容のものである。 The present invention for solving the above problems has the following contents.
熱可塑性樹脂と、セルロースナノファイバーと、エチレン系共重合体と、揮発性物質と、を含有する熱可塑性複合樹脂であって、
前記熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ乳酸、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、エラストマー系の樹脂の中から選ばれる1種又は2種以上であり、
前記エチレン系共重合体は、エチレン-メチルメタクリレート共重合体又はエチレン-アクリル酸メチル共重合体の少なくとも一種であり、
前記揮発性物質の徐放性を備える。
A thermoplastic composite resin containing a thermoplastic resin, cellulose nanofibers, an ethylene-based copolymer, and a volatile substance,
The thermoplastic resin is one or more selected from among polyethylene, polypropylene, polystyrene, polylactic acid, ABS resin, vinyl chloride resin, and elastomer resin,
The ethylene-based copolymer is at least one of ethylene-methyl methacrylate copolymer and ethylene-methyl acrylate copolymer,
It has a sustained release property of the volatile substance.
前記セルロースナノファイバーの表面にある各グルコースはほぼすべての2級水酸基を有する。 Each glucose on the surface of the cellulose nanofiber has almost all secondary hydroxyl groups.
前記セルロースナノファイバーは、前記熱可塑性複合樹脂に均一に分散している。 The cellulose nanofibers are uniformly dispersed in the thermoplastic composite resin.
前記熱可塑性複合樹脂の製造方法は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ乳酸、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、エラストマー系の樹脂の中から選ばれる少なくとも一種の熱可塑性樹脂と、セルロースナノファイバーの水分散体と、エチレン-メチルメタクリレート共重合又はエチレン-アクリル酸メチル共重合体の少なくとも一種のエチレン系共重合体と、揮発性成分と、を、前記熱可塑性樹脂の溶融温度で加熱しながら混錬する加熱・混錬工程と、
前記加熱混錬の間に前記セルロースナノファイバーの4分散体に含まれる水分を気化させる水分気化工程と、を備える。
The method for producing the thermoplastic composite resin includes at least one thermoplastic resin selected from polyethylene, polypropylene, polystyrene, polylactic acid, ABS resin, vinyl chloride resin, and elastomeric resin, and an aqueous dispersion of cellulose nanofibers. , at least one ethylene-based copolymer such as ethylene-methyl methacrylate copolymer or ethylene-methyl acrylate copolymer, and a volatile component are kneaded while heating at the melting temperature of the thermoplastic resin. - A kneading process,
and a water vaporization step of vaporizing water contained in the four-dispersion of cellulose nanofibers during the heating and kneading.
本発明の熱可塑性複合樹脂は、揮発性物質を含有し、その揮発性物質の徐放性を備えるものである。そして、本発明の熱可塑性複合樹脂は、加熱・溶解を繰り返しても揮発性物質は残存し、徐放性を備える。そのため揮発性物質を含有し、徐放性を備えさせたまま、加工製品等に成型することができる。そして、既存の設備を利用して簡単な工程で製造できる。 The thermoplastic composite resin of the present invention contains a volatile substance and has sustained release of the volatile substance. The thermoplastic composite resin of the present invention retains volatile substances even after repeated heating and dissolution, and has sustained release properties. Therefore, it can be molded into a processed product or the like while containing a volatile substance and maintaining a sustained release property. And it can be manufactured by a simple process using existing equipment.
熱可塑性樹脂にエチレン系共重合体を加えることにより、熱可塑性樹脂内にセルロースナノファイバーが凝集することなく均一に分散する。そして、熱可塑性樹脂に加えるセルロースナノファイバー等の作用により、製造工程における加熱・混錬中における揮発性物質の揮発は抑制され、揮発性物質が残存するものとなり、更に、揮発性物質の徐放性を備えるものとなる。 By adding the ethylene-based copolymer to the thermoplastic resin, the cellulose nanofibers are uniformly dispersed in the thermoplastic resin without aggregation. Then, due to the action of cellulose nanofiber etc. added to the thermoplastic resin, the volatilization of volatile substances during heating and kneading in the manufacturing process is suppressed, the volatile substances remain, and the volatile substances are gradually released. It becomes a thing with sexuality.
以下、本発明の実施の形態の例について説明する。尚、本発明は、以下の形態の例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples of embodiments of the present invention will be described. In addition, the present invention is not limited to the examples of the following forms.
本発明の熱可塑性複合樹脂は、熱可塑性樹脂と、セルロースナノファイバーと、エチレン系共重合体と、揮発性物質と、を含有する。前記エチレン系共重合体は、エチレン-メチルメタクリレート共重合体又はエチレン-アクリル酸メチル共重合体の少なくとも一種である。本発明の熱可塑性複合樹脂は、前記揮発性物質の徐放性を有する。 The thermoplastic composite resin of the present invention contains a thermoplastic resin, cellulose nanofibers, an ethylene-based copolymer, and a volatile substance. The ethylene copolymer is at least one of ethylene-methyl methacrylate copolymer and ethylene-methyl acrylate copolymer. The thermoplastic composite resin of the present invention has sustained release of the volatile substance.
本発明の熱可塑性複合樹脂に含有される熱可塑性樹脂は、特に限定はなく、一般に用いられているものを使用できる。一例として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ乳酸、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、エラストマー系の樹脂などの中から1種又は2種以上を選択して使用する。 The thermoplastic resin contained in the thermoplastic composite resin of the present invention is not particularly limited, and commonly used thermoplastic resins can be used. As an example, one or more of polyethylene, polypropylene, polystyrene, polylactic acid, ABS resin, vinyl chloride resin, elastomeric resin and the like are selected and used.
本願明細書等における「セルロースナノファイバー」とは、どの方向を測定しても100nm以下になっているものだけではなく、例えば、長さ又は幅がミクロンサイズであっても直径又は厚さが100nm以下のナノサイズであるものも含まれる。 "Cellulose nanofibers" in the present specification and the like are not limited to those having a size of 100 nm or less in any direction. The following nano-sized ones are also included.
本発明の熱可塑性複合樹脂に含有させるセルロースナノファイバーは、一例として、平均繊維系が3nm~100nm程度であればよく、該セルロースナノファイバーの長さはミクロンサイズであってもよい。該セルロースナノファイバーは、シングルセルロースナノファイバー、ミクロフィブリル化セルロースナノファイバーのいずれか一方又は混合物でもよい。 The cellulose nanofibers contained in the thermoplastic composite resin of the present invention may, for example, have an average fiber system of about 3 nm to 100 nm, and the length of the cellulose nanofibers may be micron-sized. The cellulose nanofibers may be single cellulose nanofibers, microfibrillated cellulose nanofibers, or a mixture thereof.
前記セルロースナノファイバーを調整する方法としては、特に限定はなく、原料セルロース繊維を解繊処理することにより調整する。解繊処理の方法としては、機械的解繊処理、化学的解繊処理が挙げられる。機械的解繊処理としては、例えば、原料セルロース繊維の分散液を一対のノズルから100MPa~250MPa程度の高圧でそれぞれ噴射させ、その噴射流を互いに衝突させることによって粉砕する、いわゆる高圧ホモジナイザーを用いる方法がある。 The method for preparing the cellulose nanofibers is not particularly limited, and preparation is performed by defibrating raw cellulose fibers. Methods of defibration treatment include mechanical fibrillation treatment and chemical fibrillation treatment. As the mechanical fibrillation treatment, for example, a method using a so-called high-pressure homogenizer, in which a dispersion of raw material cellulose fibers is jetted from a pair of nozzles at a high pressure of about 100 MPa to 250 MPa, and the jet streams collide with each other to pulverize. There is
化学的解繊処理としては、例えば、酸化触媒等を使用して、原料セルロース繊維を酸化処理する方法が挙げられる。これにより、セルロース分子中の各グルコース単位のC6位の水酸基を選択的にカルボキシ基に酸化され、フィブリル相互の静電反発により化学的に解繊される。その後、ホモジナイザー等の装置を用いて分散処理を行う。該酸化触媒としては、例えば、2,2,6,6-テトラメチルピペリジンー1-オキシル(TEMPO)等を用いる。 The chemical defibration treatment includes, for example, a method of oxidizing raw material cellulose fibers using an oxidation catalyst or the like. As a result, the hydroxyl group at the C6 position of each glucose unit in the cellulose molecule is selectively oxidized to a carboxy group, and the fibrils are chemically defibrated by mutual electrostatic repulsion. After that, dispersion treatment is performed using a device such as a homogenizer. As the oxidation catalyst, for example, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (TEMPO) or the like is used.
機械的解繊処理又は化学的解繊処理等により得られるセルロースナノファイバーは水分散体となる。セルロースナノファイバーの水分散体とは、分散媒として水を含有する分散体である。分散媒は、全量が水であることが好ましいが、その一部として水と相溶性を有する他の液体(炭素数3以下の低級アルコール類等)を用いることもできる。 Cellulose nanofibers obtained by mechanical fibrillation treatment, chemical fibrillation treatment, or the like form an aqueous dispersion. An aqueous dispersion of cellulose nanofibers is a dispersion containing water as a dispersion medium. The entire amount of the dispersion medium is preferably water, but other liquids compatible with water (lower alcohols having 3 or less carbon atoms, etc.) can also be used as part of the dispersion medium.
セルロースナノファイバーの水分散体は、セルロースナノファイバーの水酸基を疎水化する等の変性処理等をしていないので、該セルロースナノファイバーの水分散体中におけるセルロースナノファイバーの表面にある各グルコースは、すべて又は好ましくはほぼすべての2級水酸基を有する。本発明の熱可塑性複合樹脂は該セルロースナノファイバーの水分散体を加熱混錬し、セルロースナノファイバーの水分散体中の水分を徐々に気化させることにより得られることから、該セルロースナノファイバーの表面にある各グルコースの2級水酸基は変性等しない。そのため、本発明の、熱可塑性複合樹脂に含有されるセルロースナノファイバーの表面にある各グルコースはほぼすべての2級水酸基を有する。 Since the aqueous dispersion of cellulose nanofibers is not subjected to a modification treatment such as hydrophobization of the hydroxyl groups of the cellulose nanofibers, each glucose on the surface of the cellulose nanofibers in the aqueous dispersion of cellulose nanofibers is It has all or preferably almost all secondary hydroxyl groups. The thermoplastic composite resin of the present invention is obtained by heating and kneading the aqueous dispersion of cellulose nanofibers and gradually vaporizing the water in the aqueous dispersion of cellulose nanofibers. The secondary hydroxyl group of each glucose in is not denatured. Therefore, each glucose on the surface of the cellulose nanofiber contained in the thermoplastic composite resin of the present invention has almost all secondary hydroxyl groups.
本発明の熱可塑性複合樹脂は、エチレン系共重合体がセルロースナノファイバー同士が凝集することを抑制し、疎水性の熱可塑性樹脂と親水性のセルロースナノファイバーとの相溶化効果をもたらす。そのため、セルロースナノファイバーは凝集することなく該熱可塑性樹脂中に均一に分散している。 The thermoplastic composite resin of the present invention suppresses aggregation of cellulose nanofibers by the ethylene-based copolymer, and provides a compatibilizing effect between the hydrophobic thermoplastic resin and the hydrophilic cellulose nanofibers. Therefore, the cellulose nanofibers are uniformly dispersed in the thermoplastic resin without aggregation.
該セルロースナノファイバーの水分散体において、水分散体中のセルロースナノファイバーの平均繊維径は3nm~100nm程度が好ましく、更に好ましくは20nm~50nmとする。本発明の熱可塑性複合樹脂は、セルロースナノファイバーの水分散体を加熱混錬することにより得られることから、該熱可塑性複合樹脂中に均一に分散したセルロースナノファイバーの繊維径は、原料である水分散体のセルロースナノファイバーの繊維径とほぼ同じとなり、3nm~100nm程度が好ましく、更に好ましくは20nm~50nmとなる。 In the aqueous dispersion of cellulose nanofibers, the average fiber diameter of the cellulose nanofibers in the aqueous dispersion is preferably about 3 nm to 100 nm, more preferably 20 nm to 50 nm. Since the thermoplastic composite resin of the present invention is obtained by heating and kneading an aqueous dispersion of cellulose nanofibers, the fiber diameter of the cellulose nanofibers uniformly dispersed in the thermoplastic composite resin is the raw material. It is almost the same as the fiber diameter of the cellulose nanofibers in the aqueous dispersion, preferably about 3 nm to 100 nm, more preferably 20 nm to 50 nm.
前記セルロースナノファイバーのアスペクト比は、特に限定はなく、一例として、100~500とし、好ましくは100~200とする。 The aspect ratio of the cellulose nanofibers is not particularly limited, and is, for example, 100-500, preferably 100-200.
「アスペクト比」とは、セルロースナノファイバーにおける平均繊維長と平均直径の比(平均繊維長/平均直径)を意味する。セルロースナノファイバーの平均直径及び平均繊維長は、走査電子顕微鏡(SEM)により測定できる。例えば、セルロースナノファイバーが分散した分散液を基板上にキャストしてSEMで観察し、得られた1枚の画像当たり20本以上の繊維について直径と長さの値を読み取り、これを少なくとも3枚の重複しない領域の画像について行い、最低30本の繊維の直径と長さの情報を得る。得られた繊維の直径のデータから平均直径を算出し、長さのデータから平均繊維長を算出することができ、数平均繊維長と平均直径との比からアスペクト比を算出することができる。 "Aspect ratio" means the ratio of the average fiber length to the average diameter (average fiber length/average diameter) in cellulose nanofibers. The average diameter and average fiber length of cellulose nanofibers can be measured by scanning electron microscopy (SEM). For example, a dispersion in which cellulose nanofibers are dispersed is cast on a substrate and observed with an SEM, and the diameter and length values are read for 20 or more fibers per image obtained, and these are printed on at least three images. images of non-overlapping regions to obtain diameter and length information for a minimum of 30 fibers. The average diameter can be calculated from the obtained fiber diameter data, the average fiber length can be calculated from the length data, and the aspect ratio can be calculated from the ratio between the number average fiber length and the average diameter.
本発明の熱可塑性複合樹脂におけるセルロースナノファイバーの含有量は、特に限定はなく、一例として、熱可塑性樹脂を100質量部とすると、セルロースナノファイバーは約0.01質量部以上約0.05質量部以下とする。 The content of cellulose nanofibers in the thermoplastic composite resin of the present invention is not particularly limited. As an example, if the thermoplastic resin is 100 parts by mass, the content of cellulose nanofibers is about 0.01 parts by mass or more and about 0.05 parts by mass. Part or less.
本発明の熱可塑性複合樹脂に含有されるエチレン系共重合体は、エチレン-メチルメタクリレート共重合体又はエチレン-アクリル酸メチル共重合体の少なくとも一種とし、好ましくは、エチレン-メチルメタクリレート共重合体を用いる。 The ethylene copolymer contained in the thermoplastic composite resin of the present invention is at least one of ethylene-methyl methacrylate copolymer and ethylene-methyl acrylate copolymer, preferably ethylene-methyl methacrylate copolymer. use.
本発明の熱可塑性複合樹脂におけるエチレン系共重合体の含有量は、特に限定はなく、一例として、熱可塑性樹脂を100質量部とすると、エチレン系共重合体は約5質量部以上約15質量部以下とする。 The content of the ethylene copolymer in the thermoplastic composite resin of the present invention is not particularly limited. Part or less.
本発明の熱可塑性複合樹脂に含有される揮発性物質は、常温常圧(25℃、1atm)で大気中に容易に揮発する物質であり、香料、防虫剤、殺菌剤、防臭剤、医薬品などが挙げられる。これらの揮発性物質は特に限定はなく、一般的に公知なものを用いることができる。 The volatile substance contained in the thermoplastic composite resin of the present invention is a substance that easily volatilizes into the atmosphere at normal temperature and normal pressure (25° C., 1 atm), such as fragrances, insect repellents, disinfectants, deodorants, and pharmaceuticals. is mentioned. These volatile substances are not particularly limited, and generally known substances can be used.
香料としては、天然香料、合成香料など、一般的に公知なものを用いることができる。天然香料としては、一例として、ラベンダー油、スイートオレンジ油、レモン油、ゼラニウム油、グレープフルーツ油、スペアミント油、セージ油、チョウジ油、ハッカ油、ユーカリ油、ローズマリー油、カツミレ油、ベルガモット油、ビャクダン油などが挙げられる。合成香料としては、一例として、リモネン、リナロール、メントール、アネトール、シトロネラ―ル、オイゲノールなどが挙げられる。 As the fragrance, generally known ones such as natural fragrances and synthetic fragrances can be used. Examples of natural fragrances include lavender oil, sweet orange oil, lemon oil, geranium oil, grapefruit oil, spearmint oil, sage oil, clove oil, peppermint oil, eucalyptus oil, rosemary oil, cutlet oil, bergamot oil, and sandalwood. oil and the like. Examples of synthetic fragrances include limonene, linalool, menthol, anethole, citronellal, and eugenol.
防虫剤としては、エムペントリン等の蒸散性ピレスロイド及びその誘導体、ピレスロイド剤及びその誘導体、DEET、ピカリジン等の合成系薬剤、メンタンジオール等の植物由来の成分等の天然薬剤又はその誘導体等が挙げられる。 Insect repellents include transpirationable pyrethroids such as empentrin and derivatives thereof, pyrethroid agents and derivatives thereof, synthetic drugs such as DEET and picaridin, natural drugs such as plant-derived components such as menthanediol, and derivatives thereof.
抗菌剤としては、天然系または合成系の抗菌剤、ヒバオイル、月桃オイル、レモングラス、ヒノキチオール、カプサイシン、ノニルフェノールスルホン酸銅、ジネブ等が挙げられる。 Examples of the antibacterial agent include natural or synthetic antibacterial agents, cedar oil, shell ginger oil, lemongrass, hinokitiol, capsaicin, copper nonylphenolsulfonate, and zineb.
殺菌剤としては、シナミックアルデヒド、ペリルアルデヒド、等の不飽和アルデヒド、オイゲノール、チモール等のフェノール類、アリルスルフィド類、イソチオシアネート類等が挙げられる。 Examples of the disinfectant include unsaturated aldehydes such as cinnamic aldehyde and perillaldehyde, phenols such as eugenol and thymol, allyl sulfides, and isothiocyanates.
防臭剤としては、感覚的方法(マスキング法)及び化学反応的方法(中和法、縮合法、付加法、吸着反応法等)に適する材料が挙げられる。感覚的方法に適する材料としては、ホルムアルデヒド含有物、グリオキザール、グルタルアルデヒド、マレイン酸エステル、メントール、芳香族カルボン酸、等が挙げられる。化学的反応方法に適する材料としては、フラバノールとその誘導体、多価フェノール、植物樹皮、葉、茎等からの抽出物(精油を含む)や木酢成分等が挙げられる。 Deodorants include materials suitable for sensory methods (masking methods) and chemically reactive methods (neutralization methods, condensation methods, addition methods, adsorption reaction methods, etc.). Materials suitable for sensory methods include formaldehyde-containing materials, glyoxal, glutaraldehyde, maleates, menthol, aromatic carboxylic acids, and the like. Materials suitable for the chemical reaction method include flavanols and derivatives thereof, polyhydric phenols, extracts (including essential oils) from plant bark, leaves, stems, etc., wood vinegar components, and the like.
医薬品としては、インドメタシンファルネシル、ザルトプロフェン、フェルビナク等が挙げられる。 Pharmaceuticals include indomethacin farnesil, zaltoprofen, felbinac and the like.
揮発性物資は、固体又は液体であればよく、複数の揮発性成分を併用しても良い。本発明の熱可塑性複合樹脂における揮発性成分の含有量は、特に限定はなく、一例として、熱可塑性樹脂を100質量部とすると、揮発性成分は約1質量部以上約10質量部以下とする。 The volatile substance may be solid or liquid, and multiple volatile components may be used in combination. The content of the volatile component in the thermoplastic composite resin of the present invention is not particularly limited, and as an example, if the thermoplastic resin is 100 parts by mass, the volatile component is about 1 part by mass or more and about 10 parts by mass or less. .
前記熱可塑性複合樹脂に本発明の効果を阻害しない範囲でその他の原料を添加することができる。その他の原料は、例えば、可塑剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑材、剥離剤、帯電防止剤、充てん剤、着色剤、発泡材、難燃剤等から1種又は2種以上を選択し添加する。 Other raw materials can be added to the thermoplastic composite resin as long as they do not impair the effects of the present invention. Other raw materials, for example, plasticizers, stabilizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, lubricants, release agents, antistatic agents, fillers, coloring agents, foaming materials, flame retardants, etc., are selected from one or more. is selected and added.
次に、本発明の熱可塑性複合樹脂の製造方法について説明する。 Next, the method for producing the thermoplastic composite resin of the present invention will be described.
本発明の熱可塑性複合樹脂の製造方法は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ乳酸、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、エラストマー系の樹脂の中から選ばれる少なくとも一種の熱可塑性樹脂と、セルロースナノファイバーの水分散体と、エチレン-メチルメタクリレート共重合体又はエチレン-アクリル酸メチル共重合体の少なくとも一種のエチレン系共重合体と、揮発性成分と、を前記熱可塑性樹脂の溶融温度で加熱しながら混錬する加熱・混錬工程と、前記加熱混錬の間に前記セルロースナノファイバーの水分散体に含まれる水分を気化させる水分気化工程と、を備える。
The method for producing a thermoplastic composite resin of the present invention comprises at least one thermoplastic resin selected from polyethylene, polypropylene, polystyrene, polylactic acid, ABS resin, vinyl chloride resin, and elastomeric resin, and water of cellulose nanofibers. The dispersion , at least one ethylene-based copolymer such as an ethylene-methyl methacrylate copolymer or an ethylene-methyl acrylate copolymer, and a volatile component are kneaded while being heated at the melting temperature of the thermoplastic resin. and a moisture vaporizing step of vaporizing moisture contained in the aqueous dispersion of cellulose nanofibers during the heating and kneading.
はじめに、加熱・混錬工程について説明する。 First, the heating/kneading process will be described.
熱可塑性樹脂とセルロースナノファイバーの水分散体とエチレン系共重合体と揮発性物質と、を通常使用される混錬押出機に投入する。熱可塑性樹脂、セルロースナノファイバーの水分散体、エチレン系共重合体及び揮発性物質を投入する順番には特に限定はなく、同時に投入してもよい。一例として、混錬時間や混錬状態を向上させるために、熱可塑性樹脂、セルロースナノファイバーの水分散体、エチレン系共重合体及び揮発性物質は、あらかじめ混合してから混錬押出機に投入する。 A thermoplastic resin, an aqueous dispersion of cellulose nanofibers, an ethylene-based copolymer, and a volatile substance are charged into a commonly used kneading extruder. The order of adding the thermoplastic resin, the aqueous dispersion of cellulose nanofibers, the ethylene copolymer and the volatile substance is not particularly limited, and they may be added at the same time. As an example, in order to improve the kneading time and the kneading state, the thermoplastic resin, the aqueous dispersion of cellulose nanofiber, the ethylene-based copolymer and the volatile substance are mixed in advance and then put into the kneading extruder. do.
熱可塑性樹脂及び該エチレン系共重合体は、特に限定はなく、一般的に使用されたり販売されたりしているものを用いれば良い。形状についても、特に限定はなく、一例として、ペレット状、粉末状を用いる。 The thermoplastic resin and the ethylene-based copolymer are not particularly limited, and generally used or commercially available ones may be used. The shape is also not particularly limited, and pellets and powders are used as examples.
セルロースナノファイバーの水分散体は、特に限定はなく、一般的に使用されたり販売されたりしているものを用いれば良い。一例として、セルロースナノファイバーの水分散中のセルロースナノファイバー固形分濃度は、該セルロースナノファイバーの水分散体全体に対してセルロースナノファイバーの固形分濃度は10質量%以下とし、好ましくは約1質量%以上約5質量%以下とする。 The aqueous dispersion of cellulose nanofibers is not particularly limited, and those that are commonly used or sold may be used. As an example, the solid content concentration of cellulose nanofibers in the aqueous dispersion of cellulose nanofibers is set to 10% by mass or less, preferably about 1% by mass, relative to the entire aqueous dispersion of cellulose nanofibers. % or more and about 5 mass % or less.
揮発性物質は、特に限定はなく、一般的に使用されたり販売されたりしているものを用いれば良い。一例として、香料、防虫剤、殺菌剤、防臭剤、医薬品などが挙げられる。 Volatile substances are not particularly limited, and commonly used or commercially available substances may be used. Examples include fragrances, insect repellents, bactericides, deodorants, pharmaceuticals, and the like.
混合する量は、一例として、熱可塑性樹脂100質量部とすると、セルロースナノファイバーの水分散体は約1質量部以上約5質量部以下、エチレン系共重合体は約5質量部以上約15質量部以下、揮発性物質は約1質量部以上約10質量部以下とする。 As an example, if the amount of the thermoplastic resin to be mixed is 100 parts by mass, the water dispersion of cellulose nanofibers is about 1 part by mass or more and about 5 parts by mass or less, and the ethylene copolymer is about 5 parts by mass or more and about 15 parts by mass. part or less, and the volatile substance is about 1 part by mass or more and about 10 parts by mass or less.
可塑剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑材、剥離剤、帯電防止剤、充てん剤、着色剤、発泡材、難燃剤等のその他の原料を加える場合は、一例として、熱可塑性樹脂、セルロースナノファイバーの水分散体、エチレン系共重合体及び揮発性物質を混錬する際に併せて混錬する。全ての原料を、混錬押出機に一度に投入して混錬することができるため、製造効率を向上させることができる。 When adding other raw materials such as plasticizers, stabilizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, lubricants, release agents, antistatic agents, fillers, coloring agents, foaming materials, flame retardants, etc., thermoplastic The resin, the aqueous dispersion of cellulose nanofibers, the ethylene-based copolymer, and the volatile substance are kneaded at the same time. Since all the raw materials can be put into the kneading extruder at once and kneaded, the production efficiency can be improved.
上記混練押出機は通常用いられる機器、例えば、ヘンシェルミキサー、バンバリーミキサー、単軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機、コニーダ等を用いる。混錬の際の加熱温度は、使用する熱可塑性樹脂が溶融する温度とする。一例として、該熱可塑性樹脂としてポリエチレンを使用するときは170℃~180℃程度、ポリプロピレンを使用するときは180℃~190℃程度、ポリ乳酸を使用するときは200℃~210℃程度とする。単軸スクリュー押出機や多軸スクリュー押出機を使用する際のスクリュー回転数は、特に限定はなく、一般的に用いられる回転数とし、一例として、1rpm~100rpm程度が好ましく、好ましくは10rpm~20rpm程度とする。 As the kneading extruder, a commonly used device such as a Henschel mixer, a Banbury mixer, a single screw extruder, a multi-screw extruder, a co-kneader or the like is used. The heating temperature during kneading should be the temperature at which the thermoplastic resin used melts. For example, the thermoplastic resin is about 170° C. to 180° C. when polyethylene is used, about 180° C. to 190° C. when polypropylene is used, and about 200° C. to 210° C. when polylactic acid is used. The screw rotation speed when using a single-screw extruder or a multi-screw extruder is not particularly limited, and is generally used rotation speed. degree.
次に、水分気化工程について説明する。 Next, the moisture vaporization process will be described.
上記加熱・混錬工程において、セルロースナノファイバー水分散体中の水分は徐々に気化する。通常、セルロースナノファイバーの水分散体は、水分量が減少することによりセルロースナノファイバー同士が凝集するが、エチレン系共重合体がセルロースナノファイバー同士が凝集することを抑制し、疎水性の熱可塑性樹脂と親水性のセルロースナノファイバーとの相溶化効果をもたらす。そのため、セルロースナノファイバーは凝集することなく該熱可塑性樹脂中に均一に分散したままの状態で、押出口から吐出される。加熱混錬中に気化した水分は、該混練押出機のベント等から放出させる。 In the above heating and kneading step, the water content in the cellulose nanofiber aqueous dispersion is gradually vaporized. Normally, in an aqueous dispersion of cellulose nanofibers, the cellulose nanofibers aggregate together as the water content decreases. It brings about a compatibilizing effect between the resin and the hydrophilic cellulose nanofibers. Therefore, the cellulose nanofibers are extruded from the extrusion port while being uniformly dispersed in the thermoplastic resin without agglomeration. Moisture vaporized during heat kneading is discharged from the vent of the kneading extruder.
熱可塑性樹脂、セルロースナノファイバーの水分散体、エチレン系共重合体及び揮発性物質は、混錬押出機内部で加熱混錬し、押出口から吐出され、吐出物を冷却・固化することにより、揮発性物質の徐放性を有する熱可塑性複合樹脂を得る。冷却方法は特に限定はなく、一般的な方法を用いることができ、一例として、該吐出物を水中に吐出することにより、容易に安価に冷却することができる。尚、上記方法により得られた熱可塑性複合樹脂は、公知の成型方法によりペレット状、シート状、粉末状、繊維状等とすることができる。 The thermoplastic resin, the aqueous dispersion of cellulose nanofibers, the ethylene copolymer, and the volatile substance are heated and kneaded inside the kneading extruder, extruded from the extrusion port, and cooled and solidified. A thermoplastic composite resin having sustained release properties of volatile substances is obtained. The cooling method is not particularly limited, and a general method can be used. For example, by discharging the discharge into water, the discharge can be cooled easily and inexpensively. The thermoplastic composite resin obtained by the above method can be made into pellets, sheets, powders, fibers, etc. by a known molding method.
次に実施例、比較例を挙げ、本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら制約されるものではない。 EXAMPLES Next, the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
〈実施例〉
熱可塑性樹脂としてポリエチレン300g、セルロースナノファイバーの水分散体(第一工業製薬株式会社、レオクリスタ(登録商標))4g、エチレン-メチルメタクリレート共重合体(住友化学株式会社製)30g、揮発性物質としてローズウッドエッセンシャルオイル3g(Essence―Organic Pty.Ltd製)をあらかじめ混合した。セルロースナノファイバーの水分散体におけるセルロースナノファイバー固形分は2質量%程度であるため、セルロースナノファイバーの固形分としては、0.08gとなる。
<Example>
300 g of polyethylene as a thermoplastic resin, 4 g of an aqueous dispersion of cellulose nanofibers (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Rheocrysta (registered trademark)), 30 g of ethylene-methyl methacrylate copolymer (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), and volatile substances Three grams of rosewood essential oil (manufactured by Essence-Organic Pty. Ltd.) were premixed. Since the solid content of cellulose nanofibers in the aqueous dispersion of cellulose nanofibers is about 2% by mass, the solid content of cellulose nanofibers is 0.08 g.
ポリエチレン、セルロースナノファイバーの水分散体、エチレン-メチルメタクリレート共重合体及びローズウッドエッセンシャルオイルの混合物を多軸スクリュー押出機(東洋精機株式会社製、商品名「ラボプラストミル」)の原料投入口に投入後、加熱温度180℃~190℃、スクリュー回転数15rpmにて加熱混錬した。加熱混錬中に該セルロースナノファイバーの水分散体に含まれる水分は気化しベント又は原料投入口等から排出される。加熱混錬後に吐出された熱可塑性複合樹脂溶融物中におけるセルロースナノファイバーの凝集物の有無を目視で確認した後、該熱可塑性複合樹脂溶融物をストランドバス(東洋精機株式会社製)で冷却・固化し、熱可塑性複合樹脂を得た。 A mixture of polyethylene, cellulose nanofiber aqueous dispersion, ethylene-methyl methacrylate copolymer and rosewood essential oil is put into the raw material inlet of a multi-screw extruder (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., trade name "Laboplastomill"). After that, heat kneading was performed at a heating temperature of 180° C. to 190° C. and a screw rotation speed of 15 rpm. During heat kneading, water contained in the aqueous dispersion of cellulose nanofibers is vaporized and discharged from a vent, a raw material inlet, or the like. After visually confirming the presence or absence of aggregates of cellulose nanofibers in the thermoplastic composite resin melt discharged after heat kneading, the thermoplastic composite resin melt was cooled and cooled in a strand bath (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.). Solidified to obtain a thermoplastic composite resin.
〈比較例〉
熱可塑性樹脂としてポリエチレン300g、揮発性物質としてローズウッドエッセンシャルオイル3g(Essence―Organic Pty.Ltd製)をあらかじめ混合したものを用いた。実施例1からセルロースナノファイバーの水分散体及びエチレン-メチルメタクリレート共重合体を除いたものを用い、実施例1と同じ方法で熱可塑性複合樹脂を得た。
<Comparative example>
A mixture of 300 g of polyethylene as a thermoplastic resin and 3 g of rosewood essential oil (manufactured by Essence-Organic Pty. Ltd.) as a volatile substance was used. A thermoplastic composite resin was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of cellulose nanofibers and the ethylene-methyl methacrylate copolymer were removed from Example 1.
〈樹脂中の揮発性物質の定量分析〉
GC/MS測定により、実施例及び比較例の樹脂中の揮発性物質の定量分析を行った。分析方法は、ペレット状にした樹脂を、樹脂の良溶媒を用いて溶解させた。得られた溶解液に対して、樹脂の貧溶媒を用いて樹脂成分を再沈・濾過、濾液を検液とした。検液をGC/MS測定に供して、試料中の揮発性物質の定量を行った。尚、本分析では、添加したローズウッドエッセンシャルオイル3g(Essence―Organic Pty.Ltd製)を定量標準に用いて分析を行い、ローズウッドエッセンシャルオイル中のリナロールを指標として定量解析を行った。
<Quantitative analysis of volatile substances in resin>
Volatile substances in the resins of Examples and Comparative Examples were quantitatively analyzed by GC/MS measurement. As for the analysis method, the pelletized resin was dissolved using a good solvent for the resin. A poor solvent for the resin was used to reprecipitate and filter the resin component of the resulting solution, and the filtrate was used as a test solution. The test solution was subjected to GC/MS measurement to quantify the volatile substances in the sample. In this analysis, 3 g of added rosewood essential oil (manufactured by Essence-Organic Pty. Ltd.) was used as a quantitative standard, and linalool in rosewood essential oil was used as an index for quantitative analysis.
実施例及び比較例を用いた揮発性物質リナノールの定量分析結果を表1にまとめた。 Table 1 summarizes the quantitative analysis results of the volatile substance linanol using the examples and comparative examples.
表1より、実施例は約70%の揮発性物質が残留していたにも拘わらず、比較例では、揮発性物質は約55%しか残留しなかった。以上のとおり、本発明の熱可塑性複合樹脂は、揮発性物質が多く残留することが分かった。 From Table 1, although about 70% of the volatile substances remained in the example, only about 55% of the volatile substances remained in the comparative example. As described above, it was found that a large amount of volatile substances remained in the thermoplastic composite resin of the present invention.
〈徐放性試験〉
本発明の熱可塑性複合樹脂の徐放性試験を行った。実施例及び比較例から放出される揮発性物質の臭いをポータブルにおいモニター((株)エムケー・サイエンティフィック製、GT300―VOC)を用いて測定した。製造日、1日後、1週間後、2週間後、1か月後の測定結果を表2にまとめた。
<Sustained release test>
A sustained release test of the thermoplastic composite resin of the present invention was conducted. The odors of volatile substances emitted from Examples and Comparative Examples were measured using a portable odor monitor (manufactured by MK Scientific Co., Ltd., GT300-VOC). Table 2 summarizes the measurement results after the date of manufacture, 1 day, 1 week, 2 weeks, and 1 month.
表2より、揮発性物質の揮発速度は、実施例は比較例に比べて遅く、製造から3か月後には、比較例はほとんどの揮発性物質が揮発してしまったにも拘わらず、実施例では揮発性物質の多くは残留し、人が揮発性物質の臭いを感じることができるものであった。以上のとおり、本発明の熱可塑性複合樹脂は徐放性を有することが分かった。
From Table 2, the rate of volatilization of volatile substances is slower in Examples than in Comparative Examples, and three months after production, most of the volatile substances in Comparative Examples have volatilized. In the examples, most of the volatile substances remained and humans could smell the volatile substances. As described above, it was found that the thermoplastic composite resin of the present invention has sustained release properties.
Claims (4)
前記熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ乳酸、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、エラストマー系の樹脂の中から選ばれる1種又は2種以上であり、
前記エチレン系共重合体は、エチレン-メチルメタクリレート共重合体又はエチレン-アクリル酸メチル共重合体の少なくとも一種であり、
前記揮発性物質の徐放性を有する、
熱可塑性複合樹脂。 A thermoplastic composite resin containing a thermoplastic resin, cellulose nanofibers, an ethylene-based copolymer, and a volatile substance,
The thermoplastic resin is one or more selected from among polyethylene, polypropylene, polystyrene, polylactic acid, ABS resin, vinyl chloride resin, and elastomer resin,
The ethylene-based copolymer is an ethylene-methyl methacrylate copolymerorEthylene-methyl acrylate copolymerofis at least one
having sustained release of the volatile substance,
Thermoplastic composite resin.
請求項1に記載の熱可塑性複合樹脂。 Each glucose on the surface of the cellulose nanofiber has almost all secondary hydroxyl groups,
The thermoplastic composite resin according to claim 1.
請求項1又は請求項2に記載の熱可塑性複合樹脂。 The cellulose nanofibers are uniformly dispersed in the thermoplastic composite resin,
The thermoplastic composite resin according to claim 1 or 2.
前記加熱混錬の間に前記セルロースナノファイバーの水分散体に含まれる水分を気化させる水分気化工程と、
を備える請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の熱可塑性複合樹脂の製造方法。 At least one selected from polyethylene, polypropylene, polystyrene, polylactic acid, ABS resin, vinyl chloride resin, and elastomeric resin Thermoplastic resin, aqueous dispersion of cellulose nanofibers, and ethylene-methyl methacrylate copolymerorEthylene-methyl acrylate copolymerofat least oneofa heating/kneading step of heating and kneading the ethylene-based copolymer and the volatile component at the melting temperature of the thermoplastic resin;
a water vaporization step of vaporizing water contained in the aqueous dispersion of cellulose nanofibers during the heat kneading;
The method for producing a thermoplastic composite resin according to any one of claims 1 to 3, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022038737A JP7116885B1 (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Thermoplastic composite resin |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022038737A JP7116885B1 (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Thermoplastic composite resin |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP7116885B1 true JP7116885B1 (en) | 2022-08-12 |
JP2023133655A JP2023133655A (en) | 2023-09-27 |
Family
ID=82799064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022038737A Active JP7116885B1 (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Thermoplastic composite resin |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7116885B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019026702A (en) | 2017-07-28 | 2019-02-21 | 東洋レヂン株式会社 | Thermoplastic composite resin, filament for 3d printer using the resin, and method for producing them |
KR102125415B1 (en) | 2019-07-19 | 2020-06-23 | 경북대학교 산학협력단 | Manufacture of versatile insect repellent vinyl |
-
2022
- 2022-03-14 JP JP2022038737A patent/JP7116885B1/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019026702A (en) | 2017-07-28 | 2019-02-21 | 東洋レヂン株式会社 | Thermoplastic composite resin, filament for 3d printer using the resin, and method for producing them |
KR102125415B1 (en) | 2019-07-19 | 2020-06-23 | 경북대학교 산학협력단 | Manufacture of versatile insect repellent vinyl |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2023133655A (en) | 2023-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104277278B (en) | A kind of efficiently durable eliminating smell agent master batch and its preparation method and application | |
CN1070712C (en) | Perfuming device for perfuming and sanitizing ambient air | |
EP0880314B1 (en) | Insecticide compositions made from polymers | |
JP5107565B2 (en) | Deodorizing fragrance, volatilization body used therefor, method for producing the volatile body, and deodorizing aroma method | |
JP2003504122A (en) | Method and apparatus for enhancing air quality using air treatment agents | |
US20070129476A1 (en) | Polymeric compositions for sustained release of volatile materials | |
EP1351716B1 (en) | Method for neutralising odours in the air in a non-toxic manner | |
WO2005049717A2 (en) | Polymeric compositions for sustained release of volatile materials | |
US20180255771A1 (en) | Controlled gas phase release of non aqueous phase liquid essential oil compounds for aromatherapy, fragrance and insecticidal activity | |
DE2335091A1 (en) | USE OF VOLATILE FUMARIC ACID THIS STARS TO DESTRUCTUATE BAD ODORS | |
KR20100119564A (en) | Fatty acid metal salt for forming ultrafine metal particle | |
JP2019154289A (en) | Fiber composite resin composition having sustained releasability of agent | |
KR20090051766A (en) | Adsorbent Metal Ultrafine Particles | |
JP7116885B1 (en) | Thermoplastic composite resin | |
CA1232547A (en) | Sustained release compositions | |
Ayrilmis et al. | Properties of biocomposite films from PLA and thermally treated wood modified with silver nanoparticles using leaf extracts of oriental sweetgum | |
WO2011152467A1 (en) | Resin composition containing ultrafine particles of silver | |
JP5656541B2 (en) | Silver-containing resin composition and method for producing the same | |
DE60219370T2 (en) | METHOD FOR DISINFECTING, REFRESHING AND PERIFENTING AIR WITH ESSENTIAL OILS AND / OR THEIR ACTIVE SUBSTANCES | |
DE3875512T2 (en) | SCENTED PRODUCT WITH DELIVERY AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF. | |
DE102008031374B4 (en) | Volatile substance delivery device | |
JP5097717B2 (en) | Tackifying polymer composition for perfume delivery | |
CA2936094A1 (en) | Air freshener composition and methods thereof | |
DE1694055B2 (en) | Manufacture of an odor-emitting plastic | |
JPH1017846A (en) | Sustained-release functional agent |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220314 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20220314 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220510 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220614 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220704 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220712 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7116885 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |