JP6819006B2 - Method for manufacturing cellulose resin composite - Google Patents
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Description
本発明は、セルロース樹脂複合体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a cellulose resin composite.
セルロースは、比重が1.5であり、強度が高い。紙やフィルターなどに用いられるパルプに至っては、量産性も確立され、低コストで大量に供給可能である。また、セルロースは天然物由来であり、石油・石炭などの地下資源と異なり、1年から数十年で再生可能である。よって、セルロースの用途を多様化することは、我々人類にとって重要なテーマである。 Cellulose has a specific gravity of 1.5 and has high strength. Pulp used for paper, filters, etc. has established mass productivity and can be supplied in large quantities at low cost. In addition, cellulose is derived from natural products, and unlike underground resources such as petroleum and coal, it can be regenerated in one to several decades. Therefore, diversifying the use of cellulose is an important theme for us human beings.
セルロースの用途の一つとして、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂に代表される汎用の樹脂とセルロースとを複合化させたセルロース樹脂複合体があり、セルロース樹脂複合体は、プレス成形体、押出成形体、射出成形体等の成形体として用いられる。セルロースは高い弾性率を有しており、例えば、セルロースとポリオレフィンを複合化させると、ガラスやタルクとセルロースとを複合化させたときと同様に、ポリオレフィンの弾性率を高めることができる。しかし、親水性の高いセルロース表面と、疎水性の強いポリオレフィンとでは、親和性が低く、セルロースはポリオレフィン中で良好な分散状態を取ることができず、凝集してしまい、強度の高いセルロース樹脂複合体を得ることは難しかった。 One of the uses of cellulose is a cellulose resin composite in which a general-purpose resin typified by a polyolefin resin such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP) is composited with cellulose, and the cellulose resin composite is It is used as a molded product such as a press molded product, an extrusion molded product, and an injection molded product. Cellulose has a high elastic modulus. For example, when cellulose and polyolefin are combined, the elastic modulus of polyolefin can be increased in the same manner as when glass or talc and cellulose are combined. However, the highly hydrophilic cellulose surface and the highly hydrophobic polyolefin have low affinity, and the cellulose cannot take a good dispersed state in the polyolefin and aggregates, resulting in a high-strength cellulose resin composite. It was difficult to get a body.
これを改良するための方法には二つの方法がある。第一の方法は、セルロースの表面変性を行って、樹脂との親和性を高める方法であるが、予めセルロースを化学修飾して表面変性するために、コスト高となり、実用的な方法ではない。第二の方法は、セルロースと樹脂との親和性を高める材料を複合体に添加する方法である。しかし、親和性を高める材料としては、ポリオレフィンに無水マレイン酸やイタコン酸などを付加させた、酸変性ポリオレフィンが提案されていて(例えば、特許文献1及び2参照)、強度特性は向上するが、複合体中でセルロース表面が樹脂によって充分に濡れているとは言えず、問題を残していた。この問題を解決するための代表的な技術として、成形体を150℃から160℃で熱処理することにより、その弾性率を向上させるという技術がある(例えば、特許文献3参照)。しかし、成形体を熱処理することは、処理工程が増えて、製造コストに跳ね返るので、このような熱処理をしなくても、高い弾性率を発現する技術が求められていた。 There are two ways to improve this. The first method is a method of surface-modifying cellulose to increase its affinity with a resin, but it is not a practical method because it is costly because the cellulose is chemically modified in advance to modify the surface. The second method is to add a material that enhances the affinity between cellulose and the resin to the composite. However, as a material for enhancing affinity, an acid-modified polyolefin obtained by adding maleic anhydride, itaconic acid, or the like to polyolefin has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2), and although the strength characteristics are improved, It cannot be said that the surface of the cellulose in the composite is sufficiently wet with the resin, which leaves a problem. As a typical technique for solving this problem, there is a technique of improving the elastic modulus of a molded product by heat-treating it at 150 ° C. to 160 ° C. (see, for example, Patent Document 3). However, heat treatment of a molded product increases the number of processing steps and rebounds to the manufacturing cost. Therefore, a technique for exhibiting a high elastic modulus without such heat treatment has been required.
また、第二の方法において、親和性を高める材料として、酸変性ポリオレフィンと水溶性樹脂とを併用する方法が提案されている(例えば、特許文献4参照)。特許文献4には、セルロースと熱可塑性樹脂と酸変性ポリオレフィンと水溶性樹脂とを溶融混練しているが、セルロースと水溶性樹脂とを混合及び乾燥して混合物を得る工程と、得られた混合物に対して、熱可塑性樹脂及び酸変性ポリオレフィンを加え溶融混練する工程を有する製造方法において、セルロースの分散性が向上したセルロース樹脂複合体が得られることが記載されている。しかしながら、特許文献4の方法では、セルロース樹脂複合体を得るために、二つの工程が必要であり、また、セルロースと水溶性樹脂の混合物は一度乾燥しなければならず、工程数と必要なエネルギーが増えるという課題がある。 Further, in the second method, a method of using an acid-modified polyolefin and a water-soluble resin in combination as a material for enhancing the affinity has been proposed (see, for example, Patent Document 4). In Patent Document 4, cellulose, a thermoplastic resin, an acid-modified polyolefin, and a water-soluble resin are melt-kneaded. A step of mixing and drying cellulose and a water-soluble resin to obtain a mixture, and a mixture obtained. On the other hand, it is described that a cellulose resin composite having improved cellulose dispersibility can be obtained in a production method including a step of adding a thermoplastic resin and an acid-modified polyolefin and melt-kneading. However, in the method of Patent Document 4, two steps are required to obtain the cellulose resin composite, and the mixture of cellulose and the water-soluble resin must be dried once, so that the number of steps and the required energy are required. There is a problem that the number increases.
本発明の課題は、セルロースの分散性が良く、高い弾性率を発現できるセルロース樹脂複合体を得ることが可能なセルロース樹脂複合体の製造方法において、成形体の熱処理が不要であり、工程数を少なくすることが可能なセルロース樹脂複合体の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is that in a method for producing a cellulose resin composite capable of obtaining a cellulose resin composite having good dispersibility of cellulose and capable of exhibiting a high elastic modulus, heat treatment of the molded product is not required, and the number of steps is increased. The purpose of the present invention is to provide a method for producing a cellulose resin composite which can be reduced.
上記課題は、下記に示す本発明によって解決された。 The above problems have been solved by the present invention shown below.
(1)セルロースと樹脂とを含有するセルロース樹脂複合体の製造方法において、含水状態でセルロースと樹脂とポリビニルアルコールと酸変性ポリオレフィンとを混練することを特徴とするセルロース樹脂複合体の製造方法。 (1) A method for producing a cellulose resin composite containing cellulose and a resin, which comprises kneading cellulose, a resin, polyvinyl alcohol, and an acid-modified polyolefin in a water-containing state.
(2)混練開始時における水/ポリビニルアルコールの比率が、質量基準で、10/2.0以上である上記(1)記載のセルロース樹脂複合体の製造方法。 (2) The method for producing a cellulose resin composite according to (1) above, wherein the ratio of water / polyvinyl alcohol at the start of kneading is 10 / 2.0 or more on a mass basis.
(3)混練開始時における水/ポリビニルアルコールとの比率が、質量基準で、10/0.1から10/1.8である上記(1)記載のセルロース樹脂複合体の製造方法。 (3) The method for producing a cellulose resin composite according to (1) above, wherein the ratio of water / polyvinyl alcohol at the start of kneading is 10 / 0.1 to 10 / 1.8 on a mass basis.
(4)セルロースが、水中に解繊された状態のセルロースである上記(1)〜(3)のいずれか記載のセルロース樹脂複合体の製造方法。 (4) The method for producing a cellulose resin composite according to any one of (1) to (3) above, wherein the cellulose is cellulose in a state of being defibrated in water.
(5)ポリビニルアルコールが、ポリビニルアルコール水溶液である上記(1)〜(4)のいずれか記載のセルロース樹脂複合体の製造方法。 (5) The method for producing a cellulose resin composite according to any one of (1) to (4) above, wherein the polyvinyl alcohol is an aqueous solution of polyvinyl alcohol.
本発明では、セルロースの分散性が良く、高い弾性率を発現できるセルロース樹脂複合体を得ることが可能なセルロース樹脂複合体の製造方法において、成形体の熱処理が不要であり、工程数を少なくすることが可能なセルロース樹脂複合体の製造方法を提供することができる。 In the present invention, in the method for producing a cellulose resin composite capable of obtaining a cellulose resin composite having good dispersibility of cellulose and capable of exhibiting a high elastic modulus, heat treatment of the molded product is unnecessary and the number of steps is reduced. It is possible to provide a method for producing a cellulose resin composite capable of this.
本発明のセルロース樹脂複合体の製造方法は、含水状態でセルロースと樹脂とポリビニルアルコールと酸変性ポリオレフィンとを混練することを特徴とする。 The method for producing a cellulose resin composite of the present invention is characterized by kneading cellulose, a resin, polyvinyl alcohol, and an acid-modified polyolefin in a water-containing state.
本発明において、セルロースと複合される樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン;ポリスチレン;ポリメタクリル酸メチルに代表されるアクリル樹脂;塩素化ポリオレフィン、ポリ塩化ビニルなどのハロゲン系樹脂;熱硬化性樹脂であって、比較的低温で混練が可能な樹脂等が挙げられる。この中でも、ポリオレフィンは好ましい樹脂である。また、耐熱性が高く、低比重である、ポリプロピレン;ポリエチンとポリプロピレンとのブロック共重合体;αオレフィンとポリプロピレンとの共重合体等がより好ましい樹脂である。 In the present invention, the resin to be composited with cellulose includes polyolefins such as polyethylene and polypropylene; polystyrene; acrylic resins typified by polymethyl methacrylate; halogen-based resins such as chlorinated polyolefins and polyvinyl chlorides; and thermosetting resins. Therefore, a resin or the like that can be kneaded at a relatively low temperature can be mentioned. Among these, polyolefin is a preferable resin. Further, polypropylene having high heat resistance and low specific gravity; a block copolymer of polypropylene and polypropylene; a copolymer of α-olefin and polypropylene, etc. are more preferable resins.
本発明において、セルロースとしては、針葉樹、広葉樹等から得られる木材系パルプ;これらの再生品である古紙パルプ;綿から得られるコットンやリンター、イネから得られるワラ、バンブーから得られるタケ、マニラ麻から得られるアバカ、インド麻から得られるジュート、麻から得られるヘンプなどの非木材系パルプ;さらに食品加工時に廃棄されるシリアル繊維を用いたパルプなどが挙げられる。 In the present invention, the cellulose is made from wood pulp obtained from coniferous trees, broadleaf trees, etc .; recycled paper pulp thereof; cotton and linter obtained from cotton, straw obtained from rice, bamboo obtained from bamboo, and Manila hemp. Non-wood pulps such as abaca obtained, jute obtained from Indian hemp, hemp obtained from hemp; and pulps using serial fibers discarded during food processing can be mentioned.
パルプとは、植物の成形体に含まれるセルロース、リグニン、ヘミセルロース、油分などの内、リグニンや油分を除いたもの、又はヘミセルロースの含有量を最小化したものである。用途によっては、漂白されて白色化されている。パルプの繊維径は15〜500μmであることが好ましく、繊維長は1mm〜20mmであることが好ましい。これらのパルプを、化学的又は機械的に粉砕して、1mm以下に微粒子化したものや、一部ナノセルロース化した微細なミクロフィブリル化セルロースも利用できる。 The pulp is one of cellulose, lignin, hemicellulose, oil, etc. contained in a molded product of a plant, excluding lignin and oil, or a pulp having a minimized content of hemicellulose. Depending on the application, it is bleached and whitened. The fiber diameter of the pulp is preferably 15 to 500 μm, and the fiber length is preferably 1 mm to 20 mm. These pulps are chemically or mechanically pulverized into fine particles of 1 mm or less, and fine microfibrillated celluloses partially nanocellulose can also be used.
このようなパルプは、繊維長や結晶化度を保存するために、水中で解繊され、脱水されて、パルプ解繊品として用いることができる。ヘミセルロース含有量が少ないリンターやコットン、DP、DKPなどのパルプの場合、パルプ解繊品の含水量は40質量%から80質量%であることが好ましく、ヘミセルロースの含有量が高いクラフトパルプの場合では含水量は60質量%から90質量%であることが好ましい。さらに、ミクロフィブリル化セルロースの場合では、含水量がさらに高い方が好ましく、70質量%から95質量%であることが好ましい。このような、水中で解繊された状態のパルプ解繊品を作製する方法としては、まずパルパーなどの攪拌機で原料パルプシートを水中で解繊し、メッシュなどでプレス脱水して、その後、繊維を解しながら乾燥させる方法、遠心分離機で所定の含水状態とする方法などがある。 Such pulp can be defibrated in water, dehydrated and used as a pulp defibrated product in order to preserve fiber length and crystallinity. In the case of pulps such as linter, cotton, DP and DKP having a low hemicellulose content, the water content of the pulp defibrated product is preferably 40% by mass to 80% by mass, and in the case of kraft pulp having a high hemicellulose content, the water content. Is preferably 60% by mass to 90% by mass. Further, in the case of microfibrillated cellulose, a higher water content is preferable, and it is preferably 70% by mass to 95% by mass. As a method for producing such a pulp defibrated product in a state of being defibrated in water, first, the raw material pulp sheet is defibrated in water with a stirrer such as a pulper, press-dehydrated with a mesh or the like, and then the fibers are defibrated. There are a method of drying while using a centrifuge, and a method of bringing a predetermined water content to a predetermined state with a centrifuge.
一方、原料パルプシートを機械的に粉砕して、これをフラッフとする方法も知られている。この方法では、粉砕時の衝撃により、繊維長の低下や結晶化度の低下の問題があるが、水を含ませずに処理ができるので、コスト的には有利となる。この場合は、混練時に添加するポリビニルアルコール水溶液又はポリビニルアルコール粉体に合わせて、所定量の水を含有させる。 On the other hand, a method of mechanically crushing a raw material pulp sheet and using this as a fluff is also known. This method has a problem of a decrease in fiber length and a decrease in crystallinity due to an impact during pulverization, but it is advantageous in terms of cost because the treatment can be performed without containing water. In this case, a predetermined amount of water is contained in accordance with the polyvinyl alcohol aqueous solution or polyvinyl alcohol powder added at the time of kneading.
酸変性ポリオレフィンとは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンとポリプロピレンとのブロック共重合体、ポリエチレンとα−オレフィンとのブロック共重合体、ポリプロピレンとα−オレフィンとの共重合体等を、溶液中に溶解するか、又は固溶体化させて、ラジカル発生剤と無水マレイン酸を添加し、ポリオレフィン主鎖をラジカル化して、無水マレイン酸を主鎖に付加させて合成されるポリオレフィンである。反応中に主鎖が開断する可能性があるので、無水マレイン酸の付加量は、全体の0.1質量%から5質量%であることが好ましい。このような材料としては、三菱ケミカル製のモディック(登録商標)、三井化学製のアドマー(登録商標)、三洋化成工業製のユーメックス(登録商標)、東洋紡製のハードレン(登録商標)などが知られている。 The acid-modified polyolefin dissolves polypropylene, polyethylene, a block copolymer of polyethylene and polypropylene, a block copolymer of polyethylene and α-olefin, a copolymer of polypropylene and α-olefin, and the like in a solution. Alternatively, it is a polyolefin synthesized by solidifying it, adding a radical generator and maleic anhydride, radicalizing the main chain of polyolefin, and adding maleic anhydride to the main chain. Since the main chain may be cleaved during the reaction, the amount of maleic anhydride added is preferably 0.1% by mass to 5% by mass of the whole. Known examples of such materials include Modic (registered trademark) manufactured by Mitsubishi Chemical, Admer (registered trademark) manufactured by Mitsui Chemicals, Youmex (registered trademark) manufactured by Sanyo Chemical Industries, and Hardlen (registered trademark) manufactured by Toyobo. ing.
酸変性ポリオレフィンとして、無水マレイン酸とα−オレフィンとの共重合体も用いることができる。無水マレイン酸とα−オレフィンとの共重合体とは、炭素数が5以上で、好ましくは10から100であり、単独又は複数種の、エチレンの低重合体として得られる不飽和α−オレフィン混合物と、無水マレイン酸とを、過酸化物を使ってラジカル重合させた共重合体である。無水マレイン酸の含有量は、無水マレイン酸とα−オレフィンとの共重合体に対して、好ましくは1質量%から15質量%であり、より好ましくは8質量%から12質量%である。無水マレイン酸とα−オレフィンとの共重合体は、無水マレイン酸の含有量が、他の酸変性ポリオレフィンに比べて高いのが特徴である。酸変性ポリオレフィンは、無水マレイン酸が重合成分として含まれていることによって、親水性の高いセルロース表面に偏在することができ、また、(α−)オレフィンのアルキル基が疎水性官能基として働き、ポリプロピレンなどの樹脂への親和性を高めている。 As the acid-modified polyolefin, a copolymer of maleic anhydride and α-olefin can also be used. The copolymer of maleic anhydride and α-olefin has 5 or more carbon atoms, preferably 10 to 100 carbon atoms, and is an unsaturated α-olefin mixture obtained as a low polymer of ethylene of one or more kinds. It is a copolymer obtained by radically polymerizing maleic anhydride and maleic anhydride using a peroxide. The content of maleic anhydride is preferably 1% by mass to 15% by mass, more preferably 8% by mass to 12% by mass, based on the copolymer of maleic anhydride and α-olefin. The copolymer of maleic anhydride and α-olefin is characterized in that the content of maleic anhydride is higher than that of other acid-modified polyolefins. Since the acid-modified polyolefin contains maleic anhydride as a polymerization component, it can be unevenly distributed on the surface of highly hydrophilic cellulose, and the alkyl group of the (α-) olefin acts as a hydrophobic functional group. It enhances the affinity for resins such as polypropylene.
酸変性ポリオレフィンが無水マレイン酸とα−オレフィンとの共重合体以外の酸変性ポリオレフィンである場合、その添加量は、セルロース樹脂複合体の総量に対して、好ましくは0.5質量%から5質量%であり、より好ましくは0.7質量%から3質量%である。また、酸変性ポリオレフィンが無水マレイン酸とα−オレフィンとの共重合体である場合には、好ましくは0.1質量%から1質量%であり、より好ましくは0.2質量%から0.7質量%である。 When the acid-modified polyolefin is an acid-modified polyolefin other than a copolymer of maleic anhydride and α-olefin, the amount added thereof is preferably 0.5% by mass to 5% by mass with respect to the total amount of the cellulose resin composite. %, More preferably 0.7% by mass to 3% by mass. When the acid-modified polyolefin is a copolymer of maleic anhydride and α-olefin, it is preferably 0.1% by mass to 1% by mass, and more preferably 0.2% by mass to 0.7. It is mass%.
本発明における、ポリビニルアルコールとは、酢酸ビニルの加水分解(けん化)物として得られる水溶性ポリマーである。ポリビニルアルコールとしては、低けん化体、部分けん化体、完全けん化体など各種のポリビニルアルコールが知られている。また、カルボン酸、スルホン酸、四級アンモニウム塩、ポリエチレンオキサイド基、アセトアセチル基などの官能基を有するポリビニルアルコール、エチレン、ブテン、ブテンジオールなどとの共重合体ポリビニルアルコールなど、各種のポリビニルアルコールが知られている。これらポリビニルアルコールは、温水に溶解し、乾燥後結晶性の皮膜を形成し、尿素、メラミン、フェノール樹脂、ホウ酸、ホウ砂、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒドなどアルデヒド化合物、グリオキシル酸塩などで、架橋することもできる。このようなポリビニルアルコールとしては、クラレ製クラレポバール、エクセバール(登録商標)、日本合成化学製ゴーセネックス(登録商標)などが知られている。 The polyvinyl alcohol in the present invention is a water-soluble polymer obtained as a hydrolyzed (saponified) product of vinyl acetate. As the polyvinyl alcohol, various polyvinyl alcohols such as a low saponified product, a partially saponified product, and a completely saponified product are known. In addition, various polyvinyl alcohols such as polyvinyl alcohol having a functional group such as carboxylic acid, sulfonic acid, quaternary ammonium salt, polyethylene oxide group and acetoacetyl group, and polyvinyl alcohol copolymer with ethylene, butene, butenediol and the like can be used. Are known. These polyvinyl alcohols are dissolved in warm water to form a crystalline film after drying, and are crosslinked with aldehyde compounds such as urea, melamine, phenol resin, boric acid, borax, acetaldehyde, butyraldehyde, and glyoxyphosphate. You can also. Known examples of such polyvinyl alcohol include Kuraray Poval manufactured by Kuraray, Excelval (registered trademark), and Gosenex (registered trademark) manufactured by Nippon Synthetic Chemistry.
本発明において、混練時に、ポリビニルアルコールは、90℃から100℃に加熱された水の存在する状態で、粉体として投入されるか、又は、ポリビニルアルコール水溶液として投入される。粉体として投入する場合に、加熱された水が少ないと、ポリビニルアルコールが溶解できない状態で残留する場合がある。なお、本発明において、含水状態とは、混練開始時における水/ポリビニルアルコールの比率が、質量基準で、10/2.0以上である状態のことを言う。混練開始時における水/ポリビニルアルコールの比率は、10/0.1から10/1.8であることが好ましく、より好ましくは10/0.5から10/1.5である。この条件で樹脂が溶融する状態の温度域に到達できれば、ポリビニルアルコールは融解状態となり、混練系内の水の消滅とともに、親水性の高いセルロース表面でポリビニルアルコールが被膜を形成する。また、ポリビニルアルコールの含有量(固形分換算値)は、セルロースに対して、1質量%から20質量%であることが好ましく、より好ましくは2質量%から15質量%である。 In the present invention, at the time of kneading, the polyvinyl alcohol is added as a powder or as an aqueous solution of polyvinyl alcohol in the presence of water heated to 90 ° C. to 100 ° C. When charged as powder, if the amount of heated water is small, polyvinyl alcohol may remain in an insoluble state. In the present invention, the water-containing state means a state in which the ratio of water / polyvinyl alcohol at the start of kneading is 10 / 2.0 or more on a mass basis. The ratio of water / polyvinyl alcohol at the start of kneading is preferably 10 / 0.1 to 10 / 1.8, more preferably 10 / 0.5 to 10 / 1.5. If the temperature range in which the resin is melted can be reached under these conditions, the polyvinyl alcohol is in a melted state, the water in the kneading system disappears, and the polyvinyl alcohol forms a film on the highly hydrophilic cellulose surface. The content of polyvinyl alcohol (in terms of solid content) is preferably 1% by mass to 20% by mass, more preferably 2% by mass to 15% by mass, based on cellulose.
セルロースの含有量としては、少なすぎると効果が発揮せず、多すぎると成形性の低下を招くので、セルロース樹脂複合体の総量に対して、好ましくは5質量%から60質量%であり、より好ましくは10質量%から55質量%である。また、製造段階の後段で再度樹脂を添加して混練するようなマスターバッチ的に利用する場合には、好ましくは40質量%から90質量%であり、より好ましくは50質量%から80質量%である。 If the content of cellulose is too small, the effect will not be exhibited, and if it is too large, the moldability will be deteriorated. Therefore, the content of cellulose is preferably 5% by mass to 60% by mass, more preferably, based on the total amount of the cellulose resin composite. It is preferably 10% by mass to 55% by mass. Further, when it is used as a masterbatch in which the resin is added again and kneaded in the latter stage of the manufacturing stage, it is preferably 40% by mass to 90% by mass, more preferably 50% by mass to 80% by mass. is there.
本発明のセルロース樹脂複合体は、この他に、添加剤として、ポリオレフィンの結晶化を促進する造核剤、酸素酸化や紫外線による劣化を抑制して経時安定性を付与するための、酸化防止剤、紫外線防止剤などを併用することができる。 In addition to this, the cellulose resin composite of the present invention has, as an additive, a nucleating agent that promotes crystallization of polyolefin, and an antioxidant that suppresses deterioration due to oxygen oxidation and ultraviolet rays and imparts stability over time. , UV inhibitor, etc. can be used together.
本発明のセルロース樹脂複合体の製造方法では、含水状態でセルロースと樹脂とポリビニルアルコールと酸変性ポリオレフィンとを混練するが、混練には、二軸混練機、ヘンシェルミキサー等を使用することができる。本発明では、含水状態で混練するため、混練場から発生する水蒸気を逃す必要があるので、ベント付きの二軸混練機などを使用することが好ましい。混練温度は、樹脂の融点近傍かそれ以上が好ましく、190℃から230℃であることがより好ましい。ただし、ベント付きの二軸混練機では、樹脂の溶融後にセルロースと樹脂が混練されるため、水の除去が混練時初期に起こり、場合によってはポリビニルアルコールが溶融できない場合がある。このような場合には、予め90℃から100℃の温度域で予備混合を行う誘導ゾーンがあると好ましく、さらに混練場から水蒸気を逃し難く、密閉性の高い耐圧性の仕様になっている混練装置を使用することが好ましい。このような耐圧性の仕様を満たす混練機としては、例えば、国際公開2004/076044号パンフレット記載のバッチ式密閉型混練装置が知られている。この装置はセルロースが分散する直前、ポリオレフィンの溶融した過程に入る前段まで、混練場に水及び水蒸気を保存することが可能であり、ポリビニルアルコールを溶解させることができる。混練によって得られたセルロース樹脂複合体は、プレス成形機、押出成形機、射出成形機等の成形機によって、プレス成形体、押出成形体、射出成形体等の成形体とすることができる。 In the method for producing a cellulose resin composite of the present invention, cellulose, resin, polyvinyl alcohol, and acid-modified polyolefin are kneaded in a water-containing state, and a biaxial kneader, a Henschel mixer, or the like can be used for kneading. In the present invention, since the kneading is carried out in a water-containing state, it is necessary to let the steam generated from the kneading field escape, so it is preferable to use a twin-screw kneader with a vent. The kneading temperature is preferably near the melting point of the resin or higher, and more preferably 190 ° C. to 230 ° C. However, in a twin-screw kneader with a vent, since cellulose and the resin are kneaded after the resin is melted, water may be removed in the early stage of kneading, and polyvinyl alcohol may not be melted in some cases. In such a case, it is preferable to have an induction zone for premixing in the temperature range of 90 ° C. to 100 ° C. in advance, and further, it is difficult for water vapor to escape from the kneading site, and the kneading has a highly airtight pressure-resistant specification. It is preferable to use the device. As a kneading machine satisfying such a pressure-resistant specification, for example, a batch-type sealed kneading device described in Pamphlet 2004/076044 is known. This device can store water and water vapor in the kneading plant until just before the cellulose is dispersed and before entering the process of melting the polyolefin, and can dissolve polyvinyl alcohol. The cellulose resin composite obtained by kneading can be made into a molded product such as a press molded product, an extrusion molded product, or an injection molded product by a molding machine such as a press molding machine, an extrusion molding machine, or an injection molding machine.
なお、特許文献4(特開2012−236906号公報)では、セルロースと水溶性樹脂とを混合及び乾燥して混合物を得る工程Aと、得られた乾燥混合物に対して、熱可塑性樹脂及び酸変性ポリオレフィンを加え溶融混練する工程Bを有する製造方法によって、セルロース樹脂複合体を製造している。特許文献4の実施例1では、工程Aにおいて、水分量が5質量%の乾燥混合物を得ているため、工程Bにおける水/ポリビニルアルコールの比率は、質量基準で、10/32であり、本発明における含水状態には含まれていない。特許文献4では、このように、二つの工程によって、セルロース樹脂複合体を得ているが、本発明では、セルロースと樹脂とポリビニルアルコールと酸変性ポリオレフィンとを、含水状態で混練することによって、一つの工程でセルロース樹脂複合体を得ることができる。 In Patent Document 4 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-236906), a step A in which cellulose and a water-soluble resin are mixed and dried to obtain a mixture, and the obtained dry mixture is subjected to a thermoplastic resin and acid modification. A cellulose resin composite is produced by a production method having a step B of adding polyolefin and melt-kneading. In Example 1 of Patent Document 4, since a dry mixture having a water content of 5% by mass was obtained in step A, the ratio of water / polyvinyl alcohol in step B was 10/32 on a mass basis. It is not included in the water content state in the invention. In Patent Document 4, the cellulose resin composite is obtained by two steps as described above, but in the present invention, cellulose, resin, polyvinyl alcohol, and acid-modified polyolefin are kneaded in a water-containing state. A cellulose resin composite can be obtained in one step.
次に、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。 Next, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
(セルロース(パルプ)解繊品の作製)
リンターパルプシートを、水中に浸し、3質量%の濃度でミキシングし、さらに遠心分離機で脱水して、セルロース含有量50質量%(=水含有量50質量%)のパルプ解繊品1を作製した。平均繊維長は1.2mmであった。パルプ解繊品1は、水中に解繊された状態のセルロース(パルプ)である。
(Making cellulose (pulp) defibrated products)
The linter pulp sheet was immersed in water, mixed at a concentration of 3% by mass, and further dehydrated with a centrifuge to prepare a pulp defibrated product 1 having a cellulose content of 50% by mass (= water content of 50% by mass). The average fiber length was 1.2 mm. Pulp defibrated product 1 is cellulose (pulp) in a state of being defibrated in water.
リンターパルプシートを、槇野産業製ハンマークラッシャーで粗粉砕した後、槇野産業製DD―2型粉砕機で乾式解繊を行い、これをパルプ解繊品2とした。平均繊維長は1.0mmであった。 The linter pulp sheet was roughly crushed with a hammer crusher manufactured by Makino Sangyo, and then dried and defibrated with a DD-2 type crusher manufactured by Makino Sangyo to obtain pulp defibrated product 2. The average fiber length was 1.0 mm.
(実施例1〜6及び比較例1〜8)
セルロース(パルプ解繊品1)、酸変性ポリオレフィン(酸変性ポリプロピレン(PP)、東洋紡製、商品名:ハードレン(登録商標)H1000P)、ポリビニルアルコール(PVA、日本合成化学製、商品名:ゴーセネックス(登録商標)Z410)及び樹脂(ポリプロピレン(PP)、日本ポリプロ製、商品名:BC06C)、さらに酸化防止剤として、BASF製、商品名:イルガノックス(登録商標)1010を、造核剤として、ADEKA製、商品名:アデカスタブ(登録商標)NA−27を、表1の含有量(質量基準)で、バッチ式密閉型混練装置を用いて混練し、セルロース樹脂複合体を作製した。
(Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 8)
Cellulose (pulp defibrated product 1), acid-modified polypropylene (acid-modified polypropylene (PP), manufactured by Toyo Boseki, trade name: Hardlen (registered trademark) H1000P), polyvinyl alcohol (PVA, manufactured by Nippon Synthetic Chemicals, trade name: Gosenex (registered trademark)) Z410) and resin (polypropylene (PP), manufactured by Nippon Polypro, trade name: BC06C), and as an antioxidant, manufactured by BASF, trade name: Irganox (registered trademark) 1010, as a nucleating agent, manufactured by ADEKA. Name: Adecaster (registered trademark) NA-27 was kneaded at the content (mass basis) in Table 1 using a batch-type closed kneader to prepare a cellulose resin composite.
(実施例7)
セルロース(パルプ解繊品2)、酸変性ポリオレフィン(酸変性ポリプロピレン(PP)、東洋紡製、商品名:ハードレン(登録商標)H1000P)、ポリビニルアルコール(PVA、日本合成化学製、商品名:ゴーセネックス(登録商標)Z410)及び樹脂(ポリプロピレン(PP)、日本ポリプロ製、商品名:BC06C)、さらに酸化防止剤として、BASF製、商品名:イルガノックス(登録商標)1010を、造核剤として、ADEKA製、商品名:アデカスタブ(登録商標)NA−27、水30部を、表1の含有量(質量基準)で、バッチ式密閉型混練装置を用いて混練し、セルロース樹脂複合体を作製した。
(Example 7)
Cellulose (pulp defibrated product 2), acid-modified polypropylene (acid-modified polypropylene (PP), manufactured by Toyo Boseki, trade name: Hardlen (registered trademark) H1000P), polyvinyl alcohol (PVA, manufactured by Nippon Synthetic Chemicals, trade name: Gosenex (registered trademark)) Z410) and resin (polypropylene (PP), manufactured by Nippon Polypro, trade name: BC06C), and as an antioxidant, manufactured by BASF, trade name: Irganox (registered trademark) 1010, as a nucleating agent, manufactured by ADEKA. Name: Adecaster (registered trademark) NA-27, 30 parts of water was kneaded at the content (mass basis) shown in Table 1 using a batch-type closed kneader to prepare a cellulose resin composite.
(比較例9及び比較例10)
比較例9では、200部(パルプ(固形分)換算値は100部)のパルプ解繊品1に濃度7質量%のポリビニルアルコール水溶液143部(粉体(固形分)換算値は10部)を機械的に混合しながら、ゆっくりと添加して、予め固形分濃度32質量%のパルプ解繊品1・ポリビニルアルコール・水の複合体とした後、熱風乾燥機を使って120℃で4時間乾燥させ、水を除去して、パルプ解繊品1・ポリビニルアルコールの複合体とした。パルプ解繊品1・ポリビニルアルコールの複合体では、パルプ解繊品1が固まっていたため、粗粉砕した後、表1の含有量(質量基準)で、酸変性ポリオレフィン、樹脂、酸化防止剤及び造核剤を添加して、バッチ式密閉型混練装置を用いて混練し、セルロース樹脂複合体を作製した。また、比較例10では、100部のパルプ解繊品2に濃度7質量%のポリビニルアルコール水溶液143部(粉体(固形分)換算値は10部)を機械的に混合しながら、ゆっくりと添加して、予め固形分濃度45質量%のパルプ解繊品2・ポリビニルアルコール・水の複合体とした後、熱風乾燥機を使って120℃で4時間乾燥させ、水を除去して、パルプ解繊品2・ポリビニルアルコールの複合体とした。比較例9と同様に、パルプ解繊品2・ポリビニルアルコールの複合体を粗粉砕した後、表1の含有量(質量基準)で、酸変性ポリオレフィン、樹脂、酸化防止剤及び造核剤を添加して、バッチ式密閉型混練装置を用いて混練し、セルロース樹脂複合体を作製した。
(Comparative Example 9 and Comparative Example 10)
In Comparative Example 9, 200 parts (100 parts in terms of pulp (solid content)) of 143 parts of a polyvinyl alcohol aqueous solution having a concentration of 7% by mass (10 parts in terms of powder (solid content)) was mechanically added to 1 pulp defibrated product. After being made into a composite of pulp defibrated product 1 with a solid content concentration of 32% by mass, polyvinyl alcohol, and water, it was dried at 120 ° C. for 4 hours using a hot air dryer to dry the water. It was removed to obtain a composite of pulp defibrated product 1 and polyvinyl alcohol. In the composite of pulp defibrated product 1 and polyvinyl alcohol, pulp defibrated product 1 was solidified, so after coarse crushing, acid-modified polyolefin, resin, antioxidant and nucleating agent were added according to the content (mass basis) in Table 1. Then, it was kneaded using a batch type closed kneading device to prepare a cellulose resin composite. Further, in Comparative Example 10, 143 parts of a polyvinyl alcohol aqueous solution having a concentration of 7% by mass (10 parts in terms of powder (solid content)) was slowly added to 100 parts of the pulp defibrated product 2 while being mechanically mixed. After preparing a composite of pulp defibrated product 2 / polyvinyl alcohol / water having a solid content concentration of 45% by mass in advance, it is dried at 120 ° C. for 4 hours using a hot air dryer to remove water to remove pulp defibrated product 2 / polyvinyl alcohol. It was made into a complex of. Similar to Comparative Example 9, the composite of pulp defibrated product 2 and polyvinyl alcohol was roughly pulverized, and then acid-modified polyolefin, resin, antioxidant and nucleating agent were added according to the content (mass basis) in Table 1. , Kneaded using a batch type closed kneading device to prepare a cellulose resin composite.
(評価)
JIS規格K7171に従い、幅10mm、厚み4mmのダンベル片(成形体)を作製した。150℃で3時間熱処理したダンベル片(熱処理体)及び24℃で3日間保管したダンベル片(非熱処理体)の曲げ弾性率を、万能材料試験機(株式会社ティー・エス・イー、装置名:オートコム(登録商標、AutoCOM)AC−100)を用いて、試験速度2mm/min、支点間距離64mmの条件で測定し、結果を表1に示した。また、各実施例及び比較例において、熱処理体の曲げ弾性率を100%とした場合の非熱処理品の曲げ弾性率の百分率を「曲げ弾性率の再現性」として、表1に示した。
(Evaluation)
A dumbbell piece (molded body) having a width of 10 mm and a thickness of 4 mm was produced according to JIS standard K7171. The flexural modulus of the dumbbell piece (heat-treated body) heat-treated at 150 ° C. for 3 hours and the dumbbell piece (non-heat-treated body) stored at 24 ° C. for 3 days was determined by the universal material testing machine (TSE Co., Ltd., device name: Measurements were made using Autocom (registered trademark, AutoCOM) AC-100) under the conditions of a test speed of 2 mm / min and a distance between fulcrums of 64 mm, and the results are shown in Table 1. Further, in each Example and Comparative Example, the percentage of the flexural modulus of the non-heat-treated product when the flexural modulus of the heat-treated body is 100% is shown in Table 1 as "reproducibility of the flexural modulus".
さらに、実施例1及び実施例2並びに比較例2及び比較例3で得られた成形体について、160℃近傍の結晶融解の吸熱反応熱量を、DSCを使って測定し、ポリプロピレンの完全結晶融解熱量を209J/gとして、成形体中のポリプロピレンの結晶化度を測定し、これを表1に記載した。DSCの測定にはPerkinElmer製、装置名:DSC8500を用いた。 Further, with respect to the molded articles obtained in Example 1 and Example 2 and Comparative Examples 2 and 3, the heat absorption reaction calorie of crystal melting near 160 ° C. was measured using DSC, and the calorific value of complete crystal melting of polypropylene was measured. The crystallinity of polypropylene in the molded product was measured at 209 J / g, and this is shown in Table 1. For the measurement of DSC, a device name: DSC8500 manufactured by PerkinElmer was used.
セルロース、酸変性ポリオレフィン及びポリビニルアルコールを含まず、樹脂単独で混練した比較例2において、成形体の熱処理が有る場合には、熱処理が無い場合と比較して、結晶化度が向上し、その結果、曲げ弾性率も向上している。また、成形体の形状を観察したところ、熱処理体では、表面の透明性も向上しており、微結晶体が増大していることが推測される。また、ポリビニルアルコールを含まず、セルロース、酸変性ポリオレフィン及び樹脂を混練した比較例3においても、成形体の熱処理が有る場合には、熱処理が無い場合と比較して、結晶化度が向上し、その結果、曲げ弾性率も向上している。また、曲げ弾性率の再現性も、比較例2よりも向上している。一方、セルロース、酸変性ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び樹脂を、含水状態で混練し、セルロースの含有量が15質量%である実施例1では、セルロースの含有量が等しい比較例3よりも、非熱処理体において、ポリプロピレンの結晶化度が僅かであるが向上する方向にあり、非熱処理体及び熱処理体の曲げ弾性率も向上し、曲げ弾性率の再現性も向上した。セルロース、酸変性ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び樹脂を、含水状態で混練し、セルロースの含有量が15質量%と等しい実施例1及び2を比較すると、ポリビニルアルコールの含有量が多い実施例2の方が、曲げ弾性率の再現性が向上した。 In Comparative Example 2 in which the resin alone was kneaded without containing cellulose, acid-modified polyolefin and polyvinyl alcohol, when the molded product was heat-treated, the crystallinity was improved as compared with the case where there was no heat treatment, and as a result, the crystallinity was improved. , The flexural modulus is also improved. Further, when the shape of the molded body was observed, it is presumed that the surface transparency of the heat-treated body was improved and the number of microcrystals was increased. Further, also in Comparative Example 3 in which cellulose, acid-modified polyolefin, and resin were kneaded without containing polyvinyl alcohol, the crystallinity was improved when the molded product was heat-treated as compared with the case where there was no heat treatment. As a result, the flexural modulus is also improved. In addition, the reproducibility of the flexural modulus is also improved as compared with Comparative Example 2. On the other hand, in Example 1 in which cellulose, acid-modified polyolefin, polypropylene alcohol and resin are kneaded in a water-containing state and the cellulose content is 15% by mass, a non-heat-treated product is compared with Comparative Example 3 in which the cellulose content is equal. The degree of crystallinity of polypropylene is slightly improved, the flexural modulus of the non-heat-treated body and the heat-treated body is also improved, and the reproducibility of the flexural modulus is also improved. When cellulose, acid-modified polyolefin, polyvinyl alcohol and resin are kneaded in a water-containing state and Examples 1 and 2 in which the cellulose content is equal to 15% by mass are compared, Example 2 having a higher polyvinyl alcohol content is higher. , The reproducibility of flexural modulus has been improved.
セルロース、酸変性ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び樹脂を、含水状態で混練し、セルロースの含有量が30質量%である実施例3では、ポリビニルアルコールを含まず、セルロース、酸変性ポリオレフィン及び樹脂を混練し、セルロースの含有量が30質量%である比較例5よりも、非熱処理体及び熱処理体の曲げ弾性率も向上し、曲げ弾性率の再現性も向上した。特に実施例3では、熱処理体及び非熱処理体の双方でポリプロピレンの結晶化度も向上していた。セルロース、酸変性ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び樹脂を、含水状態で混練し、セルロースの含有量が45質量%である実施例5では、ポリビニルアルコールを含まず、セルロース、酸変性ポリオレフィン及び樹脂を混練し、セルロースの含有量が45質量%である比較例8よりも、非熱処理体及び熱処理体の曲げ弾性率も向上し、曲げ弾性率の再現性も向上した。 Cellulose, acid-modified polyolefin, polyvinyl alcohol and resin are kneaded in a water-containing state, and in Example 3 in which the content of cellulose is 30% by mass, cellulose, acid-modified polyolefin and resin are kneaded without containing polyvinyl alcohol. Compared with Comparative Example 5 in which the cellulose content was 30% by mass, the flexural modulus of the non-heated body and the heat-treated body was also improved, and the reproducibility of the flexural modulus was also improved. In particular, in Example 3, the crystallinity of polypropylene was also improved in both the heat-treated body and the non-heat-treated body. Cellulose, acid-modified polyolefin, polyvinyl alcohol and resin are kneaded in a water-containing state, and in Example 5 in which the content of cellulose is 45% by mass, cellulose, acid-modified polyolefin and resin are kneaded without containing polyvinyl alcohol. Compared with Comparative Example 8 in which the cellulose content was 45% by mass, the flexural modulus of the non-heated body and the heat-treated body was also improved, and the reproducibility of the flexural modulus was also improved.
セルロース、酸変性ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び樹脂を非含水状態で混練し、セルロースの含有量が15質量%である比較例1では、ポリビニルアルコールを含まず、セルロース、酸変性ポリオレフィン及び樹脂を非含水状態で混練し、セルロースの含有量が15質量%である比較例4と比べて、非熱処理体及び熱処理体の曲げ弾性率は同等であったが、僅かながら曲げ弾性率の再現性が向上している。セルロース、酸変性ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び樹脂を、含水状態で混練し、セルロースの含有量が15質量%である実施例1では、比較例1と比べて、曲げ弾性率の再現性はほとんど同じであったが、非熱処理体及び熱処理体の曲げ弾性率が向上した。また、セルロース、酸変性ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び樹脂を、含水状態で混練し、セルロースの含有量が30質量%である実施例3では、セルロース、酸変性ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び樹脂を非含水状態で混練し、セルロースの含有量が30質量%である比較例6と比べて、非熱処理体及び熱処理体の曲げ弾性率が向上し、曲げ弾性率の再現性も向上した。つまり、ポリビニルアルコールによる曲げ弾性率の向上効果は、含水状態で混練することによってより高まることが示された。これは、含水状態における混練時にポリビニルアルコールが溶解して、その後水が抜ける過程で、セルロース表面にポリビニルアルコールが析出して皮膜化することにより、セルロースと樹脂との分散性が向上しているためと考えられる。 In Comparative Example 1 in which cellulose, acid-modified polyolefin, polyvinyl alcohol and resin are kneaded in a non-hydrated state and the cellulose content is 15% by mass, polyvinyl alcohol is not contained and cellulose, acid-modified polyolefin and resin are in a non-hydrated state. The flexural modulus of the non-heat-treated body and the heat-treated body was the same as that of Comparative Example 4 in which the cellulose content was 15% by mass, but the reproducibility of the bending elastic modulus was slightly improved. There is. In Example 1 in which cellulose, acid-modified polyolefin, polyvinyl alcohol and resin are kneaded in a water-containing state and the cellulose content is 15% by mass, the reproducibility of flexural modulus is almost the same as that in Comparative Example 1. However, the flexural modulus of the non-heat-treated body and the heat-treated body was improved. Further, in Example 3 in which cellulose, acid-modified polyolefin, polyvinyl alcohol and resin are kneaded in a water-containing state and the cellulose content is 30% by mass, cellulose, acid-modified polyolefin, polyvinyl alcohol and resin are in a non-water-containing state. Compared with Comparative Example 6 in which the cellulose content was 30% by mass after kneading, the flexural modulus of the non-heated body and the heat-treated body was improved, and the reproducibility of the flexural modulus was also improved. That is, it was shown that the effect of improving the flexural modulus by polyvinyl alcohol is further enhanced by kneading in a water-containing state. This is because the polyvinyl alcohol dissolves during kneading in a water-containing state, and then the polyvinyl alcohol precipitates on the surface of the cellulose to form a film in the process of draining the water, thereby improving the dispersibility between the cellulose and the resin. it is conceivable that.
セルロース、酸変性ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び樹脂を、含水状態で混練した実施例3、4、6及び7を比較すると、混練開始時の水とポリビニルアルコールの比率は、実施例3及び実施例7では10/1.0であり、実施例4では10/0.43であり、実施例6では10/0.75である。実施例3、4、6及び7で得られた成形体の曲げ弾性率及び曲げ弾性率の再現性はほぼ同等であり、本発明における含水状態で混練すれば、本発明の効果が得られることが示された。すなわち、混練開始時の水は、パルプ解繊品1に含まれる水(実施例3及び実施例4)、ポリビニルアルコール水溶液中の水(実施例4及び実施例6)及び添加水(実施例7)のいずれであってもよい。なお、量産性を考慮すれば、水を除去するために混練時間が長くなる実施例4及び実施例7よりも、実施例3及び実施例6の方が好ましい。 Comparing Examples 3, 4, 6 and 7 in which cellulose, acid-modified polyolefin, polyvinyl alcohol and resin were kneaded in a water-containing state, the ratio of water to polyvinyl alcohol at the start of kneading was found in Examples 3 and 7. It is 10 / 1.0, 10 / 0.43 in Example 4, and 10 / 0.75 in Example 6. The reproducibility of the flexural modulus and the flexural modulus of the molded product obtained in Examples 3, 4, 6 and 7 are almost the same, and the effect of the present invention can be obtained by kneading in the water-containing state of the present invention. It has been shown. That is, the water at the start of kneading is the water contained in the pulp defibrated product 1 (Examples 3 and 4), the water in the polyvinyl alcohol aqueous solution (Examples 4 and 6), and the added water (Example 7). It may be either. In consideration of mass productivity, Examples 3 and 6 are preferable to Examples 4 and 7 in which the kneading time is long to remove water.
セルロース、酸変性ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び樹脂を、含水状態で混練した実施例3では、酸変性ポリオレフィンを含まず、セルロース、ポリビニルアルコール及び樹脂を、含水状態で混練した比較例7と比べて、非熱処理体及び熱処理体の曲げ弾性率が向上し、曲げ弾性率の再現性も向上した。これは、酸変性ポリオレフィンを含まない比較例7では、セルロースの分散不良が起きていると考えられる。すなわち、本発明では、セルロースの分散性を酸変性ポリオレフィンで確保しながら、セルロースとポリビニルアルコールを含水状態で混練することにより、ポリプロピレンの結晶化度を向上させているため、高い弾性率を発現できていると考えられる。 In Example 3 in which cellulose, acid-modified polyolefin, polyvinyl alcohol and resin were kneaded in a water-containing state, compared with Comparative Example 7 in which cellulose, polyvinyl alcohol and resin were kneaded in a water-containing state without containing acid-modified polyolefin, they were not kneaded. The flexural modulus of the heat-treated body and the heat-treated body was improved, and the reproducibility of the flexural modulus was also improved. This is considered to be due to poor dispersion of cellulose in Comparative Example 7 which does not contain the acid-modified polyolefin. That is, in the present invention, the crystallinity of polypropylene is improved by kneading cellulose and polyvinyl alcohol in a water-containing state while ensuring the dispersibility of cellulose with acid-modified polyolefin, so that a high elastic modulus can be exhibited. It is thought that it is.
比較例9及び10では、特許文献4(特開2012−236906号公報)を参考にして、セルロース(パルプ)とポリビニルアルコールとを混合及び乾燥して混合物を得る工程Aと、得られた乾燥混合物に対して、樹脂、酸変性ポリオレフィン等を加えて溶融混練する工程Bを有する製造方法によって、セルロース樹脂複合体を作製した。実施例6と比較例9との比較から、パルプとポリビニルアルコールとを混合した後に乾燥工程を経ている比較例9では、実施例6と比較して、非熱処理体の曲げ弾性率が低く、曲げ弾性率の再現性が低下している。これは、比較例9では、ポリビニルアルコールが偏在して、この偏在が工程Bでも解消することができず、パルプの分散性が悪くなったためと考えられる。また、実施例4と比較例10との比較からも、パルプとポリビニルアルコールとを混合した後に乾燥工程を経ている比較例10では、実施例9と同様に、非熱処理体の曲げ弾性率が低く、曲げ弾性率の再現性が低下していた。以上の結果から、比較例9及び比較例10では二つの工程が必要であるのに対し、実施例6及び実施例4では一つの工程でセルロース樹脂複合体を得ることができ、また、実施例6及び実施例4では混練開始時に含水状態であり、セルロースと樹脂との混練時に水が介在しているため、高い弾性率を有するセルロース樹脂複合体を得ることができている。 In Comparative Examples 9 and 10, with reference to Patent Document 4 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-236906), step A in which cellulose (pulp) and polyvinyl alcohol are mixed and dried to obtain a mixture, and the obtained dry mixture On the other hand, a cellulose resin composite was prepared by a production method having a step B of adding a resin, an acid-modified polyolefin and the like and melt-kneading. From the comparison between Example 6 and Comparative Example 9, in Comparative Example 9 in which the pulp and polyvinyl alcohol were mixed and then subjected to the drying step, the flexural modulus of the non-heat-treated body was lower than that in Example 6, and bending was performed. The reproducibility of the elastic modulus is reduced. It is considered that this is because in Comparative Example 9, polyvinyl alcohol was unevenly distributed, and this uneven distribution could not be eliminated even in step B, and the dispersibility of the pulp was deteriorated. Further, from the comparison between Example 4 and Comparative Example 10, in Comparative Example 10 in which the pulp and polyvinyl alcohol were mixed and then subjected to the drying step, the flexural modulus of the non-heat-treated body was low as in Example 9. , The reproducibility of the flexural modulus was lowered. From the above results, in Comparative Example 9 and Comparative Example 10, two steps are required, whereas in Example 6 and Example 4, a cellulose resin composite can be obtained in one step, and in Example. In 6 and Example 4, the cellulose-resin composite having a high elastic modulus can be obtained because it is in a water-containing state at the start of kneading and water is present at the time of kneading the cellulose and the resin.
本発明のセルロース樹脂複合体は、電気・電子、機械、自動車、建材等の分野に広く用いることができる。 The cellulose resin composite of the present invention can be widely used in the fields of electricity / electronics, machinery, automobiles, building materials and the like.
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